DE69614262T2

DE69614262T2 - Schutzbeschichtung für metalloberflächen

Info

Publication number: DE69614262T2
Application number: DE69614262T
Authority: DE
Inventors: C. Danner; E. Klaber
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2016-06-01
Also published as: AU5963496A; CA2222648A1; JPH11506399A; DK0828609T3; US5750252A; MX9709344A; DE69614262D1; WO1996038302A1; ES2159031T3; EP0828609B1; EP0828609A1; TW338018B; CN1186463A; KR19990022437A; ATE203707T1; AU702256B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schutzbeschichtungen für Metalloberflächen. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf eine zwei- oder mehrschichtige Schutzbeschichtung für Metalloberflächen, die stark an den Metalloberflächen haftet und eine verbesserte Ablösefestigkeit der Schicht-zu-Schicht-Grenzfläche aufweist.
Metalloberflächen sind empfindlich gegenüber Korrosion ausgehend von verschiedenen Quellen, wie z. B. Feuchtigkeit, Luft und einer großen Vielzahl von chemischen Verbindungen. Dieses Korrosionspotential hat historisch die Verwendung von Metall in vielen Anwendungen, insbesondere in Sanitär- oder Abwassersystemen und bei industriellen Prozessen, bei denen saure chemische Verbindungen involviert sind, begrenzt. Als Ergebnis sind verschiedene Beschichtungen im Stand der Technik entwickelt worden, um Metalloberflächen in diesen Anwendungen zu schützen.
US A 4,452,374 offenbart ein Stahlsubstrat mit einer Schutzbeschichtung, die einen Haftfilm, wie z. B. ein Copolymer aus Ethylen mit Acryl- oder Methacrylsäure und einer äußeren Schicht eines thermoplastischen Polymers, vorzugsweise aus Polyethylen hoher Dichte, enthält.
GB A 1 244 901 bezieht sich auf ein elektrisches Kabel mit einer metallischen Abschirmung mit einem Schutzüberzug, der darauf haftet. Der Überzug enthält eine Klebstoffmischung, die ein carboxylmodifiziertes Polyethylen enthält, und eine Polyolefinschicht, die ein Polyethylen niedriger, hoher oder mittlerer Dichte sein kann.
Metalloberflächen, wie z. B. innere Oberflächen von Metallrohren sind mit Zement ausgekleidet worden, um Korrosionsbeständigkeit zur Verfügung zu stellen. Diese Annäherungen eines Problems sind aber nicht zufriedenstellend, weil Zement nur schlecht an den Metalloberflächen haftet. Weiterhin reißt der Zement, blättert ab und schält sich von der Metalloberfläche ab und legt somit das Metall frei. Alternativ wurden Versuche unternommen, Metallröhren aus kunststofflaminierten Stahlblechen zu bilden. Ein solches Produkt ist als Black-Klad®, ein Produkt der Inland Steel Company aus Chicago, Ill., bekannt. Vor dem Ausbilden des Stahlblechs in eine Röhre wird die Oberfläche des Stahlblechs, die der inneren Röhrenoberfläche entspricht, mit einer rußgefüllten Polyethylenverbindung laminiert. Die Dicke der Beschichtung ist auf 0,10 Inch (0,25 cm) begrenzt und ist dazu gedacht, die Korrosion des Metalls zu unterbinden. Aber wegen der vergleichsweise dünnen Schichtdicke des Laminats tendiert das Laminat dazu, sich aufgrund von Reibung abzunutzen und dadurch die Metalloberfläche der Korrosion freizugeben.
Dieses Bedürfnis wird durch die vorliegende Erfindung zufriedengestellt, worin eine Schutzbeschichtung für Metalloberflächen zur Verfügung gestellt wird. Die Schutzbeschichtung ist eine mehrschichtige oder zweischichtige Polymerfilmbeschichtung. Die Schutzbeschichtung stellt überlegene Abschälfestigkeit an der Polymerschicht-Schicht-Grenzfläche wie auch an der Polymer-Metall-Grenzfläche zur Verfügung. Zusätzlich stellt die Schutzbeschichtung überlegenen Schutz gegen Abrieb der äußeren Schicht oder des Extrudats zur Verfügung.
Entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Schutzbeschichtung für Metalloberflächen bereitgestellt, die
a) einen Haftfilm zur Anhaftung der Beschichtung an der Metalloberfläche, der im Wesentlichen aus
i) einer ersten Schicht eines Copolymers aus Ethylen und Acrylsäure und
ii) einer zweiten Schicht, die im wesentlichen aus einer Mischung aus Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid besteht; und
b) ein Extrudat aus Polyethylen niedriger Dichte, wobei dieses Extrudat eine Film-Extrudat-Grenzfläche mit einer zweiten Schicht dieses Haftfilms ausbildet und die Film-Extrudat-Grenzfläche eine Ablösefestigkeit von wenigstens 50 Pounds/Inch (8,93 kg/cm) aufweist, enthält.
Vorzugsweise ist das Polyethylen niedriger Dichte in sowohl dem ersten Film und dem Extrudat ein lineares Polyethylen niedriger Dichte und das Extrudat ist eine Mischung eines linearen Polyethylens niedriger Dichte und eines Polyethylens niedriger Dichte. Die Mischung von Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid enthält vorzugsweise 0,05 bis 10 Gew. 4 Maleinsäureanhydrid. Vorzugsweise enthält das Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure in dem ersten Film 6 bis 9 Gew.-% Acrylsäure und die erste Schicht macht 50% bis 5% der Dicke des ersten Films aus, wobei die zweite Schicht den Rest ausmacht.
Entsprechend eines zusätzlichen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine geschützte Metalloberfläche zur Verfügung gestellt. Die geschützte Metalloberfläche enthält eine Metallgrundschicht mit wenigstens einer Metalloberfläche und eine Schutzbeschichtung, wie oben beschrieben. Der Haftfilm besteht im wesentlichen aus einer ersten Schicht eines Copolymers aus Ethylen und Acrylsäure und einer zweiten Schicht, bestehend im wesentlichen aus Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid. Ein Extrudat aus Polyethylen niedriger Dichte wird dann an die zweite Schicht gebunden. Die Film-Extrudat-Grenzfläche hat eine Ablösefestigkeit von wenigstens 50 Pounds/Inch (8,92 kg/cm), und besonders bevorzugt wenigstens 70 Pounds/Inch (12,5 kg/cm), und am meisten bevorzugt wenigstens 90 Pounds/Inch (16,07 kg/cm).
Der Haftfilm ist ein zweischichtiger Film. Der zweischichtige Film besteht im wesentlichen aus einer ersten Schicht eines Copolymers aus Ethylen und Acrylsäure und einer zweiten Schicht aus einer Mischung von Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid. Die erste Schicht macht vorzugsweise 50% bis 5% der Dicke des Haftfilms aus, wobei die zweite Schicht den Rest ausmacht. Das Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure enthält vorzugsweise 6-9 Gew. 44 Acrylsäure.
Die Mischung aus Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid enthält vorzugsweise 0,05 bis 10 Gew.-% Maleinanhydrid. Das Polyethylen niedriger Dichte ist vorzugsweise ein lineares Polyethylen niedriger Dichte. Das Extrudat ist ein lineares Polyethylen niedriger Dichte und besonders bevorzugt eine Mischung aus einem linearen Polyethylen niedriger Dichte und Polyethylen niedriger Dichte.
Dementsprechend ist es die eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schutzbeschichtung für Metall bereitzustellen, die überlegene Film- zu Extrudat-Ablösefestigkeiten und Abriebbeständigkeit zur Verfügung stellt. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schutzbeschichtung zur Verfügung zu stellen, die einen mehrschichtigen ersten Film aus Ethylen und Acrylsäure und ein maleinsäureanhydridmodifiziertes Polyethylen niedriger Dichte und ein Extrudat aus Polyethylen niedriger Dichte enthält. Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen ersichtlich.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schutzbeschichtung für Metalloberflächen. Um die Metalloberfläche adäquat zu schützen sollte eine Schutzbeschichtung ausreichend beständig sein, um Abrieb ausgehend von verschiedenen Dingen, die in Kontakt mit der geschützten Oberfläche kommen, zu widerstehen. Falls die Ablösefestigkeit entweder der Metalloberfläche-Polymer-Grenzfläche oder der Polymerfilm-Extrudat-Grenzfläche nicht ausreichend stark ist, versagt die Schutzbeschichtung, was dazu führt, das die Metalloberfläche der Korrosion ausgesetzt ist. Die vorliegende Erfindung stellt eine Schutzbeschichtung für Metalloberflächen zur Verfügung, die überlegene Ablösefestigkeiten sowohl der Metall-Polymer-Grenzfläche und insbesondere der Polymerfilm-Extrudat- Grenzfläche bereitstellt.
Die Schutzbeschichtung der vorliegenden Erfindung enthält einen polymeren mehrschichtigen oder zweischichtigen Film. Die Beschichtung enthält einen ersten oder intermediären Polymerfilm als einen Haft- oder Klebfilm. Der erste Film dient dazu die Schutzbeschichtung an der Metalloberfläche, auf der eine Schutzbeschichtung erwünscht ist, anzuhaften. Der erste Film soll dazu in der Lage sein, eine Ablösefestigkeit an der Metall-Polymerfilm-Grenzfläche zwischen der ersten Schicht und der Metalloberfläche von wenigstens 50 Pounds/Inch (8,92 kg/cm) bereitzustellen. Es ist besonders bevorzugt, wenn der erste Film eine Ablösefestigkeit an der Metall-Polymerfilm-Grenzfläche von wenigstens 70 Pounds/Inch (12,5 kg/cm) und am meisten bevorzugt von wenigstens 90 Pounds/Inch (16,07 kg/cm) bereitstellt.
Das Polymer, das in der ersten Schicht des ersten Films bereitgestellt wird, ist ein Copolymer aus Ethylen und Acryl säure. Das Polymer in der zweiten Schicht des ersten Films besteht im wesentlichen aus Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäure.
Das Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure enthält vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% Acryl- oder Methacrylsäure, das mit Ethylen copolymerisiert ist. Es ist besonders bevorzugt, wenn das Copolymer 6 bis 9 Gew. -% Acrylsäure in dem Ethylen-Acrylsäure-Copolymer enthält, wobei 9 Gew.- am meisten bevorzugt sind. Ein geeignetes Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure ist aus der PRIMACOR®-Produktlinie von Ethylen-Acrylsäure- Mischungen von The Dow Chemical Company aus Midland, Mich., erhältlich.
Zusätzlich können verschiedene Additive, wie z. B. Antihaftmittel, Antioxidationsmittel, Pigmente oder UV-Stabilisatoren in dem Copolymer enthalten sein. Diese Additive sind in der Technologie bekannt und von zahlreichen Herstellern im Handel erhältlich.
Die Mischungen aus Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid enthalten vorzugsweise 0,05 bis 10 Gew.-% Maleinanhydrid in der endgültigen Mischung. Es ist besonders bevorzugt, wenn die Mischungen 0,15 bis 0,3 Gew.-% Maleinanhydrid enthalten, wobei 0,2 Gew.-% Maleinanhydrid in der endgültigen Mischung am meisten bevorzugt sind. Das Maleinsäureanhydrid kann mit verschiedenen Polyethylenen niedriger Dichte gemischt werden oder eine "Let-down"-Methode kann verwendet werden. Unter "Let down" wird verstanden, dass das Polyethylen niedriger Dichte und Maleinanhydrid unter Verwendung eines Trägermaterials miteinander vermischt werden. Das Trägermaterial enthält Maleinanhydrid in einer höheren Konzentration als in der endgültigen Mischung erwünscht. Das Trägermaterial, das das Maleinsäureanhydrid enthält, wird dann mit dem Polyethylen niedriger Dichte vermischt, um die richtigen Verhältnisse von Maleinsäureanhydrid in der endgültigen Mischung zu ergeben. Geeignete Träger beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, Polyethylene, wie z. B. Polyethylen ultraniedriger Dichte und Polyethylen hoher Dichte. Wenn ein Träger eingesetzt wird, sollte der Träger vorzugsweise weniger als 20 Gew.-% der endgültigen Mischung ausmachen.
Für die Zwecke dieser Anmeldung ist Polyethylen hoher Dichte ein Polyethylen, das üblicherweise in der Technik eingesetzt wird oder eins mit einer Dichte von 0,94 g/cm³ und höher, Polyethylen niedriger Dichte ist ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,91 bis 0.94 g/cm³, lineares Polyethylen niedriger Dichte ist ein Polyethylen, das mehr oder minder dieselbe Dichte wie das Polyethylen niedriger Dichte aufweist, aber lange Kettenäste in dem Polyethylen aufweist, und Polyethylen ultraniedriger Dichte ist ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,90 bis 0,92 g/cm³. Zusätzlich, wenn ein lineares Polyethylen niedriger Dichte eingesetzt wird, kann das Polyethylen ein im Wesentlichen lineares Polyethylen sein. Im Wesentlichen lineare Polyethylene zeigen Dichten von so niedrig wie 0,87 g/cm³. Im Wesentlichen lineare Polyethylene sind solche Polyethylene, die im Handel von The Dow Chemical Company als Polymerharze erhältlich sind, die unter Verwendung eines Insite®- Katalysators mit gespannter Geometrie hergestellt wurden. Im Wesentlichen lineare Polyethylene sind im Detail in den US-Patenten 5,272,236; 5,782,272 und 5,348,963 beschrieben, deren Offenbarung hierin und durch Bezugnahme einbezogen ist.
Die Mischung aus Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid der vorliegenden Erfindung kann verschiedene Additive enthalten. Solche Additive umfassen Antiblockierungsmittel, Antioxidationsmittel, Pigmente oder UV-Stabilisatoren. Diese Additive sind in der Technik bekannt und von zahlreichen Anbietern im Handel erhältlich. Die bevorzugte Mischung aus linearem Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid enthält 0,2 Gew.-% Maleinanhydrid in der endgültigen Mischung. Zusätzlich können solche Mischungen durch Mischen von Polyethylen niedriger Dichte mit einer Mischung aus einem Polyethylen-Trägermaterial und Maleinanhydrid in Verhältnissen erzeugt werden, die eine Maleinsäureanhydridkonzentration in der endgültigen Mischung von 0,2 Gew.-% ergeben.
Der erste oder Haftfilm ist ein mehrschichtiger Film. Der mehrschichtige Film weist eine erste Schicht auf, die benachbart zu der zu schützenden Metalloberfläche ist und eine zweite Schicht, die eine Film-Extrudat- Grenzfläche mit einem zweiten Film des zweischichtigen Films der Schutzbeschichtung der vorliegenden Erfindung bereitstellt.
Die erste Schicht des ersten oder Haftfilms ist eine Polymerschicht. Das Material der ersten Schicht ist ein Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure.
Die zweite Schicht des ersten oder Haftfilms ist ebenfalls eine Polymerschicht. Der vorherrschende Stoff der zweiten Schicht ist eine Mischung aus Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid.
Die zweite Schicht in dem mehrschichtigen Film kann mit der ersten Schicht unabhängig von der Metalloberfläche koextrudiert werden. Bei dieser Vorgehensweise kann der resultierende koextrudierte mehrschichtige Film später mit der zu schützenden Metalloberfläche laminiert werden oder in anderer Weise daran angehaftet werden.
Wenn der mehrschichtige Film als erster oder Haftfilm eingesetzt wird, ist die erste Schicht ein Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure, wobei die zweite Schicht im Wesentlichen aus einer Mischung aus Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid besteht, oder vorzugweise einer Mischung aus linearem Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid. Maleinsäureanhydrid macht vorzugsweise 0,2 Gew.-% in beiden Mischungen aus. Die mehrschichtigen Filme werden durch in der Technik bekannte Verfahren, wie z. B. Koextruktion durch Gieß- oder Blasfolientechniken hergestellt.
Wenn der bevorzugte mehrschichtige erste oder Haftfilm der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, macht die erste Schicht, die benachbart zur Metalloberfläche ist, 50 bis 5% der Gesamtdicke des ersten oder Haftfilms aus. Die zweite Schicht macht den Rest oder 50 bis 95% der Gesamtdicke des ersten Films aus. Vorzugsweise macht die erste Schicht 40% und die zweite Schicht 60% der Gesamtdicke des ersten oder intermediären Films aus.
Die Schutzbeschichtung enthält ein Extrudat auf dem ersten oder Haftfilm. Das Extrudat wirkt als Schutz für die Metalloberfläche, während der erste Film als ein Haftmittel wirkt, um das Extrudat auf der Oberfläche zu halten. Das Extrudat stellt vorzugsweise Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit zur Verfügung, um die Metalloberfläche der vorliegenden Erfindung zu schützen. Extrudate sind im Allgemeinen Polymerschichten mit einer Minimaldicke von wenigstens 20 mil (0,0508 cm) und vorzugsweise 40 mil (0,102 cm). Filme sind im Allgemeinen Polymerschichten mit einer maximalen Dicke von 10 mil (0,0254 cm).
Das Extrudat der vorliegenden Erfindung ist ein Polyethylen niedriger Dichte. Vorzugsweise ist das Extrudat ein lineares Polyethylen niedriger Dichte oder eine Mischung aus einem linearen Polyethylen niedriger Dichte und einem Polyethylen niedriger Dichte. Ein geeignetes lineares Polyethylen niedriger Dichte ist im Handel unter der Handelsbezeichnung DOWLEX 2045® erhältlich (erhältlich von The Dow Chemical Company, Midland, Mich.).
Das Extrudat wird auf den ersten Film extrudiert oder in anderer Weise darauf angeordnet, wie z. B. durch Laminieren, wie in der Technik bekannt. Der erste Film bildet eine Film-Extrudat-Grenzfläche mit dem Extrudat. Der erste Film stellt ebenfalls eine Polymerfilm- zur Metallgrenzfläche mit der geschützten Metalloberfläche bereit. Die Film- Extrudat-Grenzfläche sollte vorzugsweise eine Ablösefestigkeit bereitstellen, die wenigstens so hoch ist wie die der Film-Metall-Grenzfläche. Daher sollte die Ablösefestigkeit der Film-Extrudat-Grenzfläche wenigstens 50 Pounds/Inch (8,92 kg/cm), besonders bevorzugt wenigstens 70 Pounds/Inch (12,5 kg/cm) und am meisten bevorzugt wenigstens 90 Pounds/Inch (16,02 kgfcm) betragen. Alle in dieser Anmeldung angegebenen Ablösefestigkeiten werden unter Verwendung der ASTM Testmethode D-903 mit dem Titel PEEL STRENGTH DATA mit einer Abänderung der Zuggeschwindigkeit von 5 Inch pro Minute (12,7 cm/min) und einer Probenbreite von ¹/&sub2; Inch (0,127 cm) bestimmt.
Die Schutzbeschichtung der vorliegenden Erfindung stellt ebenfalls eine Abriebbeständigkeit zur Verfügung, die der der Beschichtungen nach dem Stand der Technik überlegen ist. Abriebbeständigkeit der Schutzbeschichtung ist ein besonders wichtiger Aspekt der Leistungsfähigkeit der Beschichtung. Falls die Schutzbeschichtung eine niedrige Abriebfestigkeit besitzt, wird sie von der Metalloberfläche viel einfacher und viel schneller als eine Beschichtung mit einer hohen Abriebbeständigkeit abgerieben. Daher wird eine Schutzbeschichtung mit einer niedrigen Abriebbeständigkeit schneller versagen und die geschützte Oberfläche wird schneller als erwünscht korrodieren. Die Schutzbeschichtung der vorliegenden Erfindung stellt eine Abriebfestigkeit zur Verfügung, die bis zu 50% größer ist als die Abriebfestigkeit der Beschichtungen nach dem Stand der Technik, die äußere Schichten von Polyethylen hoher Dichte einsetzen. Die Schutzbeschichtungen der vorliegenden Erfindung zeigen eine Gesamtgewichtsverlust aufgrund von Abrieb von weniger als 1,55·10&supmin;² g/cm² (0,100 g/Inch²) und besonders bevorzugt von weniger als 1,16·10&supmin;² g/cm² (0,075 g/Inch²), und besonders bevorzugt von weniger als 7,75·10&supmin;³ g/cm² (0,0050 g/Inch²). Die Abriebbeständigkeit der geschützten Metalloberfläche wurde gemäss ASTM Testmethode A 926 mit dem Titel ABRASION RESISTANCE OF COATING MATERIALS FOR CORRUGATED METAL PIPE gemessen.
Die Schutzbeschichtung der vorliegenden Erfindung ist ideal für den Schutz von Metalloberflächen, wie z. B. Stahl, geeignet. Obwohl nicht dazu bestimmt, auf spezielle Metalloberflächen oder -produkte beschränkt zu sein, ist die Schutzbeschichtung einzigartig zur Verwendung als Schutzbeschichtung für Metallrohre geeignet, die zusammen mit einer polymeren Auskleidung gebildet werden. Solch ein Verfahren ist in US-Patent 5,316,606, für Andre, beschrieben.
Die Schutzbeschichtung der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf verschiedene Beispiele erläutert. Die Schutzbeschichtung ist nicht dazu gedacht auf die speziellen beispielhaft aufgeführten Materialien beschränkt zu sein, sondern kann stattdessen allgemein entsprechend den hierin beschriebenen Prinzipien praktiziert werden.

Vergleichsbeispiel 1

Ein mehrschichtiger intermediärer Film mit einer Dicke von 10 mil (0,254 cm) wurde unter Verwendung eines Blasfilmverfahrens zum Aufbringen auf eine Metalloberfläche extrudiert. Der intermediäre Film enthielt eine erste Schicht aus Polyethylen/Acrylsäure, enthaltend 6 Gew.-% Acrylsäure, und eine zweite Schicht, enthaltend eine Mischung aus 98 Gew.-% Ethylen/Acrylsäure und 2 Gew.-% einer Mischung aus 90 Gew.-% Polyethylen und 10 Gew.-% Antioxidant und Absorber. Der intermediäre Film wurde auf ein gereinigtes und vorbehandeltes galvanisiertes, auf 400ºF (204ºC) vorerwärmtes Stahlblech durch Druck mit Neoprenkautschukrollen laminiert. Ein Polyethylen hoher Dichte wurde als ein Extrudat über den intermediären Film zu einer Gesamtbeschichtungsdicke von beiden Filmen von 60,7 mil (1,54 cm) extrudiert.
Das beschichtete Metallblech wurde dann einem Ablösefestigkeitstest nach ASTM D-903 unterzogen, der durch Verwendung eines ¹/&sub2; inch breiten (1,2 cm) Teststreifens bei einer Ablösegeschwindigkeit von 5 inch pro Minute (12,7 cm/min) modifiziert wurde. Die Beschichtung löste sich an der Film-Extrudat-Grenzfläche bei 8 Pounds/ ¹/&sub2; Inch oder 16 Pounds/Inch (2,86 kg/cm) ab. In einem zweiten Lauf entsprechend des Beispiels, bei dem eine Gesamtbeschichtungsdicke von 64,1 mil (1,63 cm) eingesetzt wurde, löste sich die Beschichtung an der Film-Extrudat-Grenzfläche bei 8 Pounds/ ¹/&sub2; Inch oder 16 Pounds/Inch (2,86 kg/cm) ab.

Vergleichsbeispiel 2

Ein mehrschichtiger intermediärer Film wurde extrudiert und auf drei galvanisierte Stahlbleche wie in Vergleichsbeispiel 1 aufgebracht. Ein Extrudat aus linearem Polyethylen niedriger Dichte wurde über den intermediären Film auf eine Gesamtbeschichtungsdicke von 65,5 mil (1,66 cm), 66,5 mil (1,60 cm) und 67,2 mil (1,71 cm) extrudiert. Die Proben wurden wie in Vergleichsbeispiel 1 getestet und führten zu Versagen an der Film-Extrudat-Grenzfläche mit einer Ablösefestigkeit von 26, 22 bzw. 32 Pounds/Inch (4,64; 3,93 und 5,71 kg/cm).

Vergleichsbeispiel 3

Ein mehrschichtiger intermediärer Film wurde extrudiert und auf zwei galvanisierte Stahlbleche wie in Vergleichsbeispiel 1 aufgebracht. Der intermediäre Film bestand aus einer ersten Schicht aus Ethylen/Acrylsäure mit 6 Gew.-% Acrylsäure und einer zweiten Schicht aus einer Mischung aus 50% Polyethylen hoher Dichte, 50% lineares Polyethylen niedriger Dichte und 0,2% Maleinsäureanhydrid. Ein Extrudat aus Polyethylen hoher Dichte wurde über den ersten Film in einer Gesamtbeschichtungsdicke von 73,5 mil (1,87 cm) und 72,4 mil (1,84 cm) extrudiert. Die Proben wurden wie in Vergleichsbeispiel 1 untersucht und resultierten in einem Versagen an der Film-Extrudat-Grenzfläche bei einer Ablösefestigkeit von 26 bzw. 24 Pounds/Inch (4,64 bzw. 4,28 kg/cm).

Vergleichsbeispiel 4

Ein mehrschichtiger intermediärer Film wurde extrudiert und auf zwei galvanisierte Stahlplatten wie in Vergleichsbeispiel 3 aufgebracht. Ein Extrudat aus linearem Polyethylen niedriger Dichte wurde zu einer Gesamtbeschichtungsdicke von 66,8 und 70,1 mil (1,70 und 1,78 cm) extrudiert. Die Proben wurden wie in Vergleichsbeispiel 1 untersucht und führten zu einem Versagen an der Film-Extrudat-Grenzfläche bei einer Ablösefestigkeit von 24 bzw. 22 Pounds/Inch (4,28 bzw. 3,93 kg/cm).

Beispiel 1

Ein mehrschichtiger intermediärer Film wurde extrudiert und auf zwei galvanisierte Stahlplatten wie in Vergleichsbeispiel 1 aufgebracht. Der intermediäre Film hatte eine erste Schicht aus Ethylen/Acrylsäure mit 6 Gew.-% Acrylsäure und eine zweite Schicht aus einer Mischung aus linearem Polyethylen niedriger Dichte und 0,2 Gew.-% Maleinsäureanhydrid. Ein Extrudat aus einem linearen Polyethylen niedriger Dichte wurde über den intermediären Film zu einer Gesamtbeschichtungsdicke von 82,1 bzw. 81,7 mil (2,08 bzw. 2,07 cm) extrudiert. Die Proben wurden wie in Vergleichsbeispiel 1 untersucht. Versagen oder Ablösen des Films trat an der Metall-Filmoberfläche-Grenzfläche bei Ablösefestigkeiten von 100 Pounds/inch (17,86 kg/cm) bzw. 94 Pounds/Inch (16,78 kg/cm) auf. Daher ist die Ablösefestigkeit der Film-Extrudat-Grenzfläche wenigstens so groß wie die der Film-Metalloberfläche-Grenzfläche oder, in anderen Worten, wenigstens 100 bzw. 94 Pounds/Inch (17,86 bzw. 6,61 kg/cm).

Beispiel 2

Ein mehrschichtiger intermediärer Film entsprechend der vorliegenden Erfindung wurde extrudiert und auf ein galvanisiertes Stahlblech wie in Beispiel 1 aufgebracht. Der intermediäre Film enthielt eine erste Schicht aus Ethylen/Acrylsäure mit 6 Gew.-% Acrylsäure und eine zweite Schicht aus linearem Polyethylen niedriger Dichte vermischt mit Maleinsäureanhydrid in einem Träger aus Polyethylen mit ultraniedriger Dichte. Der endgültige Maleinsäureanhydridgehalt beträgt 0,2 Gew.-%. Ein Extrudat aus linearem Polyethylen niedriger Dichte wurde dann über den intermediären Film zu einer Tiefe von 85 mil (2,16 cm) extrudiert. Die Probe wurde wie in Vergleichsbeispiel 1 getestet und Versagen trat an der Film-Metalloberfläche-Grenzfläche bei einer Ablösefestigkeit von 80 Pounds/Inch (14,27 kg/cm) auf. Daher beträgt die Ablösefestigkeit der Film-Extrudat-Grenzfläche wenigstens 80 Pounds/Inch (14,2 kg/cm).

Vergleichsbeispiel 5

Ein mehrschichtiger intermediärer Film wurde auf ein galvanisiertes Stahlblech wie in Beispiel 1 extrudiert. Ein Extrudat aus Polyethylen hoher Dichte wurde über den intermediären Film extrudiert. Die Probe wurde in eine Abriebsbeständigkeitskammer gegeben und gemäß ASTM A 926 untersucht. Die Probe zeigte einen Gewichtsverlust aufgrund von Abrieb von 1,92·10&supmin;² g/cm² (0.124 g/Inch²).

Vergleichsbeispiel 6

Ein mehrschichtiger intermediärer Film wurde auf ein galvanisiertes Stahlblech wie in Beispiel 2 extrudiert. Ein Extrudat aus Polyethylen hoher Dichte wurde über den intermediären Film extrudiert. Die Probe wurde wie in Vergleichsbeispiel 5 untersucht. Die Probe zeigte einen Gewichtsverlust aufgrund von Abrieb von 2,4·10&supmin;² g/cm² (0,155 g/Inch²).

Beispiel 3

Eine Schutzschicht wurde auf zwei Proben eines galvanisierten Stahlblechs wie in Beispiel 1 bereitgestellt. Die Proben wurden wie in Vergleichsbeispiel 5 getestet. Die Proben zeigten einen Gewichtsverlust aufgrund von Abrieb von 1,12·10&supmin;² g/cm² (0,072 g/Inch²) bzw. 1,52·10&supmin;² g/cm² (0,098 g/Inch²).

Beispiel 4

Eine Schutzbeschichtung wurde auf einer Probe eines galvanisierten Stahlblechs wie in Beispiel 2 bereitgestellt. Die Probe wurde wie in Vergleichsbeispiel 5 untersucht. Die Probe zeigte einen Gewichtsverlust aufgrund von Abrieb von 1,04·10&supmin;² g/cm² (0,067 g/Inch²).

Beispiel 5

Ein mehrschichtiger intermediärer Film wurde auf einem galvanisierten Stahlblech wie in Beispiel 1 bereitgestellt. Ein Extrudat aus einer Mischung von linearem Polyethylen niedriger Dichte und Polyethylen niedriger Dichte wurde auf den intermediären Film extrudiert. Eine Probe wurde wie in Vergleichsbeispiel 5 untersucht. Die Probe zeigte einen Gewichtsverlust aufgrund von Abrieb von 3,88·10&supmin;³ g/cm² (0,025 g/Inch²).
Nachdem die Erfindung im Detail und unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, dass Modifikationen und Variationen möglich sind ohne von dem Schutzbereich, der Erfindung in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

1. Schutzbeschichtung für eine Metalloberfläche, enthaltend:

a) einen Haftfilm zur Anhaftung der Beschichtung an der Metalloberfläche, der im wesentlichen aus

i) einer ersten Schicht eines Copolymers aus Ethylen und Acrylsäure und

ii) einer zweiten Schicht, die im wesentlichen aus einer Mischung aus Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid besteht,

besteht, und

b) ein Extrudat aus Polyethylen niedriger Dichte, wobei dieses Extrudat eine Film-Extrudat-Grenzfläche mit dieser zweiten Schicht dieses Haftfilms ausbildet und die Film-Extrudat- Grenzfläche eine Ablösefestigkeit von wenigstens 50 Pounds/Inch (8,93 kg/cm) aufweist.

2. Schutzbeschichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Polyethylen niedriger Dichte in dieser zweiten Schicht dieses Haftfilms ein lineares Polyethylen niedriger Dichte ist.

3. Schutzbeschichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei diese Mischung aus Polyethylen niedriger Dichte und Maleinsäureanhydrid 0,05 bis 10 Gew.-% Maleinsäureanhydrid enthält.

4. Schutzbeschichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei dieses Extrudat ein lineares Polyethylen niedriger Dichte ist.

5. Schutzbeschichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei dieses Extrudat eine Mischung von linearem Polyethylen niedriger Dichte und Polyethylen niedriger Dichte ist.

6. Schutzbeschichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei diese erste Schicht dieses Haftfilms 50% bis 5% der Gesamtdicke dieses Haftfilms ausmacht und wobei diese zweite Schicht dieses Haftfilms 50% bis 95% der Gesamtdicke dieses Haftfilms ausmacht.

7. Schutzbeschichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Film- Extrudat-Grenzfläche eine Ablösefestigkeit von wenigstens ungefähr 70 Pounds/Inch (12.5 kg/cm) aufweist.

8. Schutzbeschichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Film- Extrudat-Grenzfläche eine Ablösefestigkeit von wenigstens ungefähr 90 Pounds/Inch (16,07 kg/cm) aufweist.

9. Schutzbeschichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure ungefähr 6 bis 9 Gew.-% Acrylsäure enthält.

10. Geschützte Metalloberfläche, die

a) eine Metalloberfläche und

b) eine Schutzbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist, die auf dieser Metalloberfläche haftet,

wobei diese erste Schicht dieses Haftfilms dieser Schutzbeschichtung eine Film-Metalloberfläche-Grenzfläche mit dieser Metalloberfläche ausbildet und diese Film-Metalloberfläche- Grenzfläche eine Ablösefestigkeit von wenigstens ungefähr 50 Pounds/Inch (8,93 kg/cm) aufweist.