WO2003093375A1 - Beschichtete federn für fahrzeuge und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

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WO2003093375A1
WO2003093375A1 PCT/EP2003/004391 EP0304391W WO03093375A1 WO 2003093375 A1 WO2003093375 A1 WO 2003093375A1 EP 0304391 W EP0304391 W EP 0304391W WO 03093375 A1 WO03093375 A1 WO 03093375A1
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WO
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springs
primer
coating
powder coating
springs according
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PCT/EP2003/004391
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English (en)
French (fr)
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Christopher Hilger
Josef Rademacher
Carsten Vietze
Hans Kularz
Herbert Straub
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Basf Coatings Ag
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Publication date
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Priority to EP03718794A priority patent/EP1499685A1/de
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    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F1/024—Covers or coatings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2226/00—Manufacturing; Treatments

Definitions

  • the present invention relates to new coated springs for vehicles.
  • the present invention also relates to a new method for coating springs for vehicles.
  • Springs for vehicles in particular spiral springs
  • modern automotive engineering requires the spring manufacturers to continuously reduce the weight of the springs. This is achieved by spiral springs with fewer turns, which are made from high-quality, mostly cold-rolled special steels.
  • These springs made from cold-rolled, high-strength steels are more sensitive to corrosion than conventional steel springs.
  • the corrosion protection by single-layer painting with powder coatings based on epoxy resin has proven to be inadequate. In particular, spring breakages occur increasingly in modern vehicles in the winter months.
  • springs coated with a two-layer paint have recently been launched on the market. These springs are produced by pretreating them in a customary and known manner, coating them with a metallic zinc-containing powder coating based on epoxy resin and thermally curing the layer. Because of its high zinc content, the primer coating guarantees excellent corrosion protection. However, it is sensitive to stone chipping and must therefore be protected with a top coat to prevent flaking in everyday use.
  • the top coat is usually made from a thermoplastic powder coating.
  • the two-layer paint has an excellent Stone chip resistance and excellent
  • thermoplastic powder coatings are considerable, typically two to four times, higher than the thermally curable powder coatings.
  • thermoplastic powder coatings have to be applied in thicker layers than thermally curable powder coatings with comparable technological properties.
  • thermoplastic powder coatings cannot work with the customary and known ones
  • the object of the present invention is to find new coated springs for vehicles, in particular coated automotive springs, which no longer have the disadvantages of the prior art, but which can be produced from cold-rolled steels and whose coatings can be produced economically and in a simple manner Defects in conventional blasting booths that are common in industry or industry can be stripped easily and efficiently, thus allowing repainting.
  • the coatings are said to be excellent at a considerably smaller layer thickness than that of the known coatings
  • the new coated springs should have a lower weight than the known coated springs and thus contribute to a reduction in the weight and the fuel consumption of the vehicles.
  • thermosetting primer coating containing metallic zinc producible from at least one metallic one
  • thermosetting topcoat producible from at least one thermally curable powder coating (topcoat)
  • the new process for the production of coated springs for vehicles is referred to below as the “process according to the invention”.
  • the springs according to the invention could be produced from cold-rolled steels without the disadvantages described at the outset occurring.
  • the coatings had excellent corrosion protection and stone chip resistance.
  • the interlayer adhesion was excellent.
  • the springs according to the invention had a lower weight than the known coated springs.
  • the springs according to the invention are preferably made from high-strength cold-rolled steel.
  • the primer coating (A) is preferably 50 to 150 and in particular 60 to 120 ⁇ m thick.
  • the primer layers can be produced by applying at least one, in particular a, thermally curable powder coating (primer) containing metallic zinc to the surface of the springs.
  • the amount applied is selected such that the desired layer thicknesses result after the primer layers have been stoved.
  • the primer layers are preferably baked at a temperature of 130 to 220 and in particular 140 to 200 ° C. object temperature.
  • the stoving time is preferably 3 to 45 and in particular 3 to 30 minutes.
  • the baking can also be carried out in several stages, for example by first heating the primer layers to an object temperature of 130 to 150 ° C.
  • the primer layers cannot be cured or only partially cured and then completely baked together with the topcoat layers.
  • the usual and known devices such as convection ovens and / or radiant heaters which emit in IR or NIR (near infrared) can be used for the baking.
  • the primer lacquers used in the process according to the invention have an average particle size and a particle size distribution, as is typical for powder lacquers, with which powder lacquers are used preferred layer thicknesses are produced.
  • the average particle size is preferably 20 to 60 and in particular 25 to 50 ⁇ m.
  • the particle size distribution is preferably narrow, that is to say that the primer lacquers have only very small proportions of very fine particles, preferably less than 5% by weight of particles of a particle size ⁇ 5 ⁇ m, and of coarse particles, preferably less than 1% by weight of particles of a particle size > 100 ⁇ m included.
  • the primer lacquers can be produced using the methods and devices which are customary and known in the powder lacquer field. They are preferably produced by extrusion of the starting products and grinding of the resulting mixtures. If necessary, the primer lacquers are still sifted after grinding.
  • the primer paints can have different compositions. They are preferably produced from starting products, as are usually used in the field of powder coatings.
  • the primer paints contain powdered, metallic zinc.
  • the mean particle size and the particle size distribution of the zinc are matched to those of the primer lacquer.
  • the content of metallic zinc in the primer varnishes can vary widely and depends on the requirements of the individual case.
  • the content is preferably 20 to 60, preferably 25 to 55 and in particular 30 to 50% by weight, in each case based on the primer lacquer.
  • They preferably contain at least one resin containing epoxy groups selected from the group consisting of epoxy resins based on polyphenols, preferably bisphenol A and / or F, in particular bisphenol A, epoxidized novolak resins and epoxidized polyacrylate resins.
  • the epoxy resins preferably have an epoxy equivalent weight of 400 to 3,000, in particular 450 to 2,500 g / equ.
  • Epoxy resins based on bisphenol A are preferably used. Examples of suitable epoxy resins are described in German patent DE 198 50 211 C1, column 3, line 19, to column 4, line 26.
  • the content of the epoxy resins in the primer lacquers can vary widely and depends on the requirements of the individual case. The content is preferably 30 to 80, preferably 30 to 45 and in particular 40 to 70% by weight, in each case based on the primer lacquer.
  • the primer lacquers preferably contain at least one hardener for the epoxy resins.
  • suitable hardeners are polyanhydrides of polycarboxylic acids, in particular polyanhydrides of dicarboxylic acids, phenolic hardeners, in particular based on bisphenol A and / or F, amine hardeners, bicyclic guanidines and dicyandiamide, in particular dicyandiamide, accelerated dicyandiamide and modified dicyandiamide.
  • the hardeners are preferably used in an amount of 1 to 20, preferably 2 to 18, in particular 2 to 15% by weight, in each case based on the primer lacquer.
  • the primer lacquers can furthermore contain at least one suitable catalyst for epoxy resin curing. Examples of suitable catalysts are described in German patent DE 198 50 211 C1, column 5, lines 1 to 26.
  • the primer lacquers can moreover contain at least one additive typical of powder lacquer in customary and known, effective amounts.
  • the additives are preferably selected from the group consisting of waxes, benzoin, leveling agents and flow aids.
  • the springs according to the invention also contain at least one, in particular one, thermoset topcoat (B) which can be produced from at least one, in particular one, thermally curable powder coating.
  • the thermosetting topcoat (B) is preferably free of metallic zinc.
  • the layer thickness of the top coat can vary widely; it is preferably 50 to 150, preferably 70 to 140 and in particular 80 to 130 ⁇ m.
  • the top coat (B) can be produced by applying at least one, in particular one, thermally curable powder coating (top coat) to the surface of the primer coat (A).
  • the amount applied is selected so that the desired layer thicknesses result after the topcoat layers have been stoved.
  • the topcoat layers are preferably also baked at a temperature of 130 to 220 and in particular 140 to 200 ° C. object temperature.
  • the stoving time is preferably 3 to 45 and in particular 3 to 30 minutes.
  • the stoving can also be carried out in several stages, for example by first heating the top coat layers to an object temperature of 130 to 150 ° C.
  • topcoat layers can also be baked together with the uncoated or only partially cured primer layers become.
  • the usual and known devices such as convection ovens and / or radiant heaters which emit in IR or NIR (near infrared) can be used for the baking.
  • the topcoats used in the process according to the invention have an average particle size and a particle size distribution, as is typical for powder coatings, with which powder coatings of the preferred layer thicknesses are produced.
  • the average particle size is preferably 20 to 60 and in particular 25 to 50 ⁇ m.
  • the particle size distribution is preferably narrow, that is to say that the topcoats have only very small proportions of very fine particles, preferably less than 5% by weight of particles with a particle size ⁇ 5 ⁇ m, and of coarse particles, preferably less than 1% by weight of particles with a particle size > 100 ⁇ m included.
  • the topcoats can also be produced using the methods and devices which are customary and known in the powder coating field. They are preferably produced by extrusion of the starting products and grinding of the resulting mixtures. If necessary, the topcoats are still spotted after grinding.
  • the topcoats can be composed differently. They are preferably made from starting materials such as them are usually used in the field of pigmented powder coatings. They preferably contain the epoxy resins, hardeners and additives described above, preferably in the amounts indicated above. In addition, they contain fillers such as are described, for example, in German patent DE 198 50 211 C1, column 6, lines 22 to 49. They are preferably used in the amounts specified there.
  • the total layer thickness of the coating (AB) can vary widely and depends on the requirements of the individual case.
  • the total layer thickness is preferably 100 to 300 nm, preferably 120 to 280 and in particular 140 to 260 ⁇ m.
  • a primer was prepared in a customary and known manner by extrusion, milling and sifting the following mixture:
  • Epikote ® 3002 epoxy resin from Shell
  • Aradur ® 3082 hardener from Vantico
  • zinc dust Z620 from Grillo Zinconi
  • Modaflow ® III leveling agent from Solutia
  • Licowax ® R21 polyethylene-based wax from Clariant
  • Aerosil® R 812 pyrogenic silicon dioxide from Degussa
  • the primer had an average particle size and a particle size distribution, as is typical for powder coatings.
  • top coat a pigmented powder coating
  • a topcoat was produced in a customary and known manner by extrusion, grinding and sifting the following mixture:
  • Ceridust ® 3620 polyethylene wax from the company
  • the topcoat had an average particle size and a particle size distribution, as is typical for powder coatings.
  • example 1
  • the primer of preparation example 1 was applied electrostatically to springs made of cold-rolled steel in a customary and known manner. The amount applied was chosen so that after baking, primer coatings with a layer thickness of 60 to 120 ⁇ m resulted. The primer layers were baked for 5 minutes at 180 ° C object temperature.
  • the topcoat was applied electrostatically to the resulting primer coatings in a customary and known manner. It was applied in an amount that resulted in layer thicknesses of 100 to 120 ⁇ m after baking. The applied topcoat layers were baked for 5 minutes at 180 ° C object temperature.
  • the coating had a total layer thickness of 180 to 250 ⁇ m.

Abstract

Beschichtete Federn für Fahrzeuge mit einer Beschichtung aus (A) mindestens einer duroplastischen, metallisches Zink enthaltenden Primerlackierung, herstellbar aus mindestens einem metallisches Zink enthaltenden, thermisch härtbaren Pulverlack (Primerlack), und(B) mindestens einer duroplastischen Decklackierung, herstellbar aus mindestens einem thermisch härtbaren Pulverlack (Decklack),Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.

Description

Beschichtete Federn für Fahrzeuge und Verfahren zu ihrer Hersteilung
Die vorliegende Erfindung betrifft neue beschichtete Federn für Fahrzeuge. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Beschichtung von Federn für Fahrzeuge.
Federn für Fahrzeuge, insbesondere Spiralfedern, werden heutzutage üblicherweise mit Pulverlacken auf Basis von Epoxidharzen und Hartem beschichtet. Der moderne Automobilbau erfordert jedoch von den Federproduzenten eine stetige Reduktion des Gewichts der Federn. Dies wird erreicht durch Spiralfedern mit weniger Windungen, die aus höherwertigen, zumeist kaltgewalzten Spezialstählen gefertigt werden. Diese Federn aus kaltgewalzten, hochfesten Stählen sind aber korrosionsempfindlicher als die herkömmlichen Stahlfedern. Dabei hat sich der Korrosionsschutz durch Einschichtlackierungen mit Pulverlacken auf Epoxidharzbasis als unzureichend erwiesen. Insbesondere treten bei modernen Fahrzeugen in den Wintermonaten verstärkt Federbrüche auf.
Um diese Probleme zu beheben, sind kürzlich Federn, die mit einer Zweischichtlackierung beschichtet sind, in den Markt eingeführt worden. Diese Federn werden hergestellt, indem man sie in üblicher und bekannter Weise vorbehandelt, mit einem metallisches Zink enthaltenden Pulverlack auf Epoxidharzbasis beschichtet und die Schicht thermisch härtet. Wegen ihres hohen Zinkgehalts garantiert die Primerlackierung einen hervorragenden Korrosionsschutz. Indes ist sie empfindlich gegenüber Steinschlag und muss daher mit einer Decklackierung geschützt werden, um im Alltagsbetrieb Abplatzungen zu verhindern.
Üblicherweise wird die Decklackierung aus einem thermoplastischen Pulverlack gefertigt. Die Zweischichtlackierung weist eine hervorragende Steinschlagbeständigkeit und eine hervorragende
Korrosionsschutzwirkung auch auf kaltgewalzten Stählen auf.
Die Zweischichtlackierung hat aber mindestens drei gravierende Nachteile.
1. Die Materialkosten thermoplastischer Pulverlacke sind erheblich, typischerweise zwei- bis viermal, höher als die thermisch härtbarer Pulverlacke.
2. Die thermoplastischen Pulverlacke müssen in höheren Schichtdicken als thermisch härtbare Pulverlacke mit vergleichbaren technologischen Eigenschaften appliziert werden. Man kann dabei von einer zwei- bis viermal höhren Schichtdicke ausgehen, was den Herstellprozess dramatisch verteuert.
3. Bei der Beschichtung der Federn treten immer wieder Defekte auf, die eine Neubeschichtung erforderlich machen. Die thermoplastischen Pulverlackierungen können aber aufgrund ihrer sehr hohen Schlagzähigkeit nicht mit den üblichen und bekannten
Strahlanlagen vom Substrat entfernt werden. Die thermische Entlackung kann aber nur begrenzt eingesetzt werden, da hierdurch die Festigkeit der Federn geschädigt wird. Federn mit defekten Beschichtungen müssen daher chemisch entlackt werden, was aufwändig, teuer und umweltbelastend ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, neue beschichtete Federn für Fahrzeuge, insbesondere beschichtete Automobilfedern, zu finden, die die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweisen, sondern die aus kaltgewalzten Stählen hergestellt werden können und deren Beschichtungen in einfacher Weise wirtschaftlich gefertigt und bei Defekten in handeis- oder industrieüblichen Strahlkabinen problemlos und effizient entlackt werden können und so eine Neulackierung gestatten. Die Beschichtungen sollen bei einer erheblich geringeren Schichtdicke als die der bekannten Beschichtungen eine hervorragende
Korrosionsschutzwirkung und Steinschlagbeständigkeit aufweisen. Insgesamt sollen die neuen beschichteten Federn ein geringeres Gewicht als die bekannten beschichteten Federn haben und so zu einer Verringerung des Gewichts und des Treibstoffverbrauchs der Fahrzeuge beitragen.
Demgemäß wurden die neuen beschichteten Federn für Fahrzeuge mit einer Beschichtung aus
(A) mindestens einer duroplastischen, metallisches Zink enthaltenden Primerlackierung, herstellbar aus mindestens einem metallisches
Zink enthaltenden, thermisch härtbaren Pulverlack (Primerlack), und
(B) mindestens einer duroplastischen Decklackierung, herstellbar aus mindestens einem thermisch härtbaren Pulverlack (Decklack),
gefunden, die im folgenden als »erfindungsgemäße Federn« bezeichnet werden.
Außerdem wurde das neue Verfahren zu Herstellung von beschichteten Kraftfahrzeugfedern gefunden, bei dem man die Federn mit
(1) mit mindestens einem metallisches Zink enthaltenden, thermisch härtbaren Pulverlack beschichtet, (2) die resultierende(n) Pulverlackschicht(en) thermisch härtet, wodurch die Primerlackierung (A) resultiert,
(3) die Primerlackierung (A) mit mindestens einem thermisch härtbaren Pulverlack beschichtet und
(4) die resultierende(n) Pulverlackschicht(en) thermisch härtet, wodurch die duroplastische Decklackierung (B) resultiert.
Im folgenden wird das neue Verfahren zur Herstellung von beschichteten Federn für Fahrzeuge als »erfindungsgemäßes Verfahren« bezeichnet.
Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde lag, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Federn und des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst werden konnte.
Insbesondere war es überraschend, dass die erfindungsgemäßen Federn aus kaltgewalzten Stählen hergestellt werden konnten, ohne dass die eingangs geschilderten Nachteile auftraten. Ihre Beschichtungen konnten insbesondere mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in einfacher Weise, wirtschaftlich gefertigt und bei dem Auftreten von Defekten in handeis- oder industrieüblichen Strahlkabinen problemlos, effizient und umweltfreundlich entlackt werden, so dass eine Neulackierung jederzeit möglich war. Die Beschichtungen wiesen bei einer erheblich geringeren Schichtdicke als die der bekannten zweischichtigen Beschichtungen eine hervorragende Korrosionsschutzwirkung und Steinschlagbeständigkeit auf. Die Zwischenschichthaftung war hervorragend. Insgesamt hatten die erfindungsgemäßen Federn ein geringeres Gewicht als die bekannten beschichteten Federn. Die erfindungsgemäßen Federn werden vorzugsweise aus hochfestem kaltgewalztem Stahl hergestellt.
Sie weisen mindestens eine, insbesondere eine, metallisches Zink enthaltende Primerlackierung (A) auf. Die Primerlackierung (A) ist vorzugsweise 50 bis 150 und insbesondere 60 bis 120 μm dick.
Sie ist herstellbar, indem man mindestens einen, insbesondere einen, metallisches Zink enthaltenden, thermisch härtbaren Pulverlack (Primer) auf die Oberfläche der Federn appliziert. Vorzugsweise werden hierbei die auf dem Pulverlackgebiet üblichen und bekannten Verfahren, insbesondere die elektrostatische Pulverapplikation, angewandt. Die applizierte Menge wird so gewählt, dass nach dem Einbrennen der Primerschichten die gewünschten Schichtdicken resultieren. Vorzugsweise werden die Primerschichten bei einer Temperatur von 130 bis 220 und insbesondere 140 bis 200 °C Objekttemperatur eingebrannt. Vorzugsweise liegt die Einbrenndauer bei 3 bis 45 und insbesondere 3 bis 30 Minuten. Das Einbrennen kann auch mehrstufig erfolgen, beispielsweise indem man die Primerschichten zunächst während 5 bis 25 Minuten auf 130 bis 150 °C Objekttemperatur erhitzt, um sie dann während 3 bis 20 Minuten bei 160 bis 220 °C Objekttemperatur vollständig auszuhärten oder einzubrennen. Die Primerschichten können aber auch vor der Applikation der Decklacke nicht oder nur partiell gehärtet und anschließend gemeinsam mit den Decklackschichten vollständig eingebrannt werden. Für das Einbrennen können die üblichen und bekannten Vorrichtungen, wie Umluftöfen und/oder Heizstrahler, die im IR oder NIR (nahes Infrarot) emittieren, verwendet werden.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Primerlacke weisen eine mittlere Teilchengröße und eine Teilchengrößenverteilung auf, wie sie für Pulverlacke typisch ist, mit denen Pulverlackierungen der bevorzugten Schichtdicken hergestellt werden. Vorzugsweise liegt die mittlere Teilchengröße bei 20 bis 60 und insbesondere 25 bis 50 μm. Vorzugsweise ist die Teilchengrößenverteilung eng, d.h., dass die Primerlacke nur sehr geringe Anteile an Feinstkorn, bevorzugt weniger als 5 Gew.-% von Teilchen einer Teilchegröße < 5 μm, und an Grobkorn, bevorzugt weniger als 1 Gew.-% an Teilchen einer Teilchengröße > 100 μm enthalten.
Die Primerlacke können mit Hilfe der Verfahren und Vorrichtungen hergestellt werden, wie sie auf dem Pulverlackgebiet üblich und bekannt sind. Vorzugsweise werden sie durch Extrusion der Ausgangsprodukte und Vermählen der resultierenden Mischungen hergestellt. Gegebenenfalls werden die Primerlacke nach dem Vermählen noch gesichtet.
Die Herstellung, die Applikation und die Härtung der Primerlacke werden beispielsweise in der Firmenschrift F II 32002, »Pulverlackierung, Pulverlacke für die industrielle Metallbeschichtung (EPS)«, Industriellacke, BASF, Produkt-Information der Firma BASF Lacke + Farben AG, »Pulverlacke«, 1990, und die Firmenschrift der BASF Coatings AG »Pulverlacke für industrielle Anwendungen«, Januar 2000, beschrieben.
Die Primerlacke können unterschiedlich zusammengesetzt sein. Vorzugsweise werden sie aus Ausgangsprodukten hergestellt, wie sie üblicherweise auf dem Gebiet der Pulverlacke verwendet werden.
Dabei enthalten die Primerlacke obligatorisch pulverförmiges, metallisches Zink. Die mittlere Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung des Zinks sind an die des Primerlacks angepasst. Der Gehalt der Primerlacke an metallischem Zink kann breit variieren und richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls. Vorzugsweise liegt der Gehalt bei 20 bis 60, bevorzugt 25 bis 55 und insbesondere 30 bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Primerlack.
Vorzugsweise enthalten sie mindestens ein epoxidgruppenhaltiges Harz ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxidharzen auf Basis von Polyphenolen, bevorzugt Bisphenol A und/oder F, insbesondere Bisphenol A, epoxidierten Novolackharzen und epoxidierten Polyacrylatharzen. Vorzugsweise haben die Epoxidharze ein Epoxidäquivalentgewicht von 400 bis 3.000, insbesondere 450 bis 2.500 g/equ. Bevorzugt werden Epoxidharze auf der Basis von Bisphenol A eingesetzt. Beispiele geeigneter Epoxidharze werden in dem deutschen Patent DE 198 50 211 C 1, Spalte 3, Zeile 19, bis Spalte 4, Zeile 26, beschrieben. Der Gehalt der Primerlacke an den Epoxidharzen kann breit variieren und richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls. Vorzugsweise liegt der Gehalt bei 30 bis 80, bevorzugt 30 bis 45 und insbesondere 40 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Primerlack.
Außerdem enthalten die Primerlacke vorzugsweise mindestens einen Härter für die Epoxidharze. Beispiele geeigneter Härter sind Polyanhydride von Polycarbonsäuren, insbesondere Polyanhydride von Dicarbonsäuren, phenolische Härter, insbesondere auf Basis von Bisphenol A und/oder F, aminische Härter, bicyclische Guanidine und Dicyandiamid, insbesondere Dicyandiamid, beschleunigtes Dicyandiamid und modifiziertes Dicyandiamid. Vorzugsweise werden die Härter in einer Menge von 1 bis 20, bevorzugt 2 bis 18 insbesondere 2 bis 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Primerlack, eingesetzt.
Die Primerlacke können des weiteren mindestens einen geeigneten Katalysator für die Epoxidharzhärtung enthalten. Beispiele geeigneter Katalysatoren werden in dem deutschen Patent DE 198 50 211 C 1, Spalte 5, Zeilen 1 bis 26, beschrieben. Die Primerlacke können darüber hinaus mindestens ein pulverlacktypisches Additiv in üblichen und bekannten, wirksamen Mengen enthalten. Vorzugsweise werden die Additive aus der Gruppe, bestehend aus Wachsen, Benzoin, Verlaufsmittel und Rieselhilfen, ausgewählt.
Die erfindungsgemäßen Federn enthalten außerdem mindestens eine, insbesondere eine, duroplastische Decklackierung (B), die aus mindestens einem, insbesondere einem, thermisch härtbaren Pulverlack herstellbar ist. Vorzugsweise ist die duroplastische Decklackierung (B) frei von metallischem Zink. Die Schichtdicke der Decklackierung kann breit variieren; vorzugsweise liegt sie bei 50 bis 150, bevorzugt 70 bis 140 und insbesondere 80 bis 130 μm.
Die Decklackierung (B) ist herstellbar, indem man mindestens einen, insbesondere einen, thermisch härtbaren Pulverlack (Decklack) auf die Oberfläche der Primerlackierung (A) appliziert. Vorzugsweise werden auch hier die auf dem Pulverlackgebiet üblichen und bekannten Verfahren, insbesondere die elektrostatische Pulverapplikation, angewandt. Die applizierte Menge wird so gewählt, dass nach dem Einbrennen der Decklackschichten die gewünschten Schichtdicken resultieren. Vorzugsweise werden auch die Decklackschichten bei einer Temperatur von 130 bis 220 und insbesondere 140 bis 200 °C Objekttemperatur eingebrannt. Vorzugsweise liegt die Einbrenndauer bei 3 bis 45 und insbesondere 3 bis 30 Minuten. Das Einbrennen kann auch mehrstufig erfolgen, beispielsweise indem man die Decklackschichten zunächst während 5 bis 25 Minuten auf 130 bis 150 °C Objekttemperatur erhitzt, um sie dann während 3 bis 20 Minuten bei 160 bis 220 °C Objekttemperatur vollständig auszuhärten. Die Decklackschichten können auch gemeinsam mit den nicht oder nur partiell ausgehärteten Primerschichten eingebrannt werden. Für das Einbrennen können die üblichen und bekannten Vorrichtungen, wie Umluftöfen und/oder Heizstrahler, die im IR oder NIR (nahes Infrarot) emittieren, verwendet werden.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Decklacke weisen eine mittlere Teilchengröße und eine Teilchengrößenverteilung auf, wie sie für Pulverlacke typisch ist, mit denen Pulverlackierungen der bevorzugten Schichtdicken hergestellt werden. Vorzugsweise liegt die mittlere Teilchengröße bei 20 bis 60 und insbesondere 25 bis 50 μm. Vorzugsweise ist die Teilchengrößenverteilung eng, d.h., dass die Decklacke nur sehr geringe Anteile an Feinstkorn, bevorzugt weniger als 5 Gew.-% von Teilchen einer Teilchengröße < 5 μm, und an Grobkorn, bevorzugt weniger als 1 Gew.-% an Teilchen einer Teilchengröße > 100 μm enthalten.
Auch die Decklacke können mit Hilfe der Verfahren und Vorrichtungen hergestellt werden, wie sie auf dem Pulverlackgebiet üblich und bekannt sind. Vorzugsweise werden sie durch Extrusion der Ausgangsprodukte und Vermählen der resultierenden Mischungen hergestellt. Gegebenenfalls werden die Decklacken nach dem Vermählen noch gesichtet.
Die Herstellung, die Applikation und die Härtung der Decklacke werden ebenfalls in der Firmenschrift F II 32002, »Pulverlackierung, Pulverlacke für die industrielle Metallbeschichtung (EPS)«, Industriellacke, BASF, Produkt-Information der Firma BASF Lacke + Farben AG, »Pulverlacke«, 1990, und die Firmenschrift der BASF Coatings AG »Pulverlacke für industrielle Anwendungen«, Januar 2000, beschrieben.
Die Decklacke können unterschiedlich zusammengesetzt sein. Vorzugsweise werden sie aus Ausgangsprodukten hergestellt, wie sie üblicherweise auf dem Gebiet der pigmentierten Pulverlacke verwendet werden. Bevorzugt enthalten sie die vorstehend beschriebenen Epoxidharze, Härter und Additive vorzugsweise in den vorstehend angegebenen Mengen. Darüber hinaus enthalten sie Füllstoffe, wie sie beispielsweise in dem deutschen Patent DE 198 50 211 C 1 , Spalte 6, Zeilen 22, bis 49, beschrieben werden. Bevorzugt werden sie in den dort angegebenen Mengen eingesetzt.
Die Gesamtschichtdicke der Beschichtung (AB) kann breit variieren und richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls. Vorzugsweise liegt die Gesamtschichtdicke bei 100 bis 300 nm, bevorzugt 120 bis 280 und insbesondere 140 bis 260 μm.
Beispiele
Herstellbeispiel 1
Die Herstellung eines metallischen Zink enthaltenden Pulverlacks (Primer)
Es wurde ein Primer in üblicher und bekannter Weise durch Extrusion, Vermählen und Sichten der folgenden Mischung hergestellt:
27,5 Gewichtsteile Epikote ® 1007 (Epoxidharz der Firma Resolution),
23,4 Gewichtsteile Epikote ® 3002 (Epoxidharz der Firma Shell), 10 Gewichtsteile Aradur ® 3082 (Härter der Firma Vantico), 38 Gewichtsteile Zinkstaub Z620 der Firma Grillo Zinconi, 0,7 Gewichtsteile Modaflow ® III (Verlaufsmittel der Firma Solutia), - 0,2 Gewichtsteile Licowax ® R21 (Wachs auf Polyethylenbasis der Firma Clariant) und 0,2 Gewichtsteile Aerosil ® R 812 (pyrogenes Siliziumdioxid der Firma Degussa).
Der Primer wies eine mittlere Teilchengröße und eine Teilchengrößenverteilung auf, wie sie für Pulverlacke typisch ist.
Herstellbeispiel 2
Die Herstellung eines pigmentierten Pulverlacks (Decklack)
Es wurde ein Decklack in üblicher und bekannter Weise durch Extrusion, Vermählen und Sichten der folgenden Mischung hergestellt:
67 Gewichtsteile DOW D. E. R. 662 E Granulat (Epoxidharz der Firma Dow),
13,7 Gewichtsteile Kreide BLP 3 der Firma Omya,
10 Gewichtsteile Blanc Fixe ® PLV.N (Bariumsulfat der Firma
Sachtleben),
5,3 Gewichtsteile Grilonit ® H 88071 (Härter der Firma Ems Chemie),
1 Gewichtsteil Russ Spezial Schwarz 4 der Firma Degussa,
1 Gewichtsteil Ceridust ® 3620 (Polyethylenwachs der Firma
Clariant) und
0,3 Gewichtsteile Aluminiumoxid C der Firma Degussa.
Der Decklack wies eine mittlere Teilchengröße und eine Teilchengrößenverteilung auf, wie sie für Pulverlacke typisch ist. Beispiel 1
Die Beschichtung von Automobilfedern
Der Primer des Herstellbeispiels 1 wurde in üblicher und bekannter Weise elektrostatisch auf Federn aus kaltgewalztem Stahl appliziert. Die aufgetragene Menge wurde so gewählt, dass nach dem Einbrennen Primerlackierungen einer Schichtdicke von 60 bis 120 μm resultierten. Die Primerschichten wurden während 5 Minuten bei 180 °C Objekttemperatur eingebrannt.
Der Decklack wurde in üblicher und bekannter Weise elektrostatisch auf die resultierenden Primerlackierungen appliziert. Er wurde in einer Menge aufgetragen, dass nach dem Einbrennen Schichtdicken von 100 bis 120 μm resultierten. Die applizierten Decklackschichten wurden während 5 Minuten bei 180 °C Objekttemperatur eingebrannt.
Die Beschichtung wies eine Gesamtschichtdicke von 180 bis 250 μm auf.
Im Steinschlagtest mit Salzlagerung nach DIN 55996-1 wiesen die beschichteten Federn eine hervorragende Steinschlag- und Korrosionsbeständigkeit auf. Es wurden keine Durchschläge bis zum Untergrund beobachtet.

Claims

Patentansprüche
1. Beschichtete Federn für Fahrzeuge mit einer Beschichtung aus
(A) mindestens einer duroplastischen, metallisches Zink enthaltenden Primerlackierung, herstellbar aus mindestens einem metallisches Zink enthaltenden, thermisch härtbaren Pulverlack (Primerlack), und
(B) mindestens einer duroplastischen Decklackierung, herstellbar aus mindestens einem thermisch härtbaren Pulverlack (Decklack).
2. Federn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus kaltgewalztem Stahl herstellbar sind.
3. Federn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Primerlackierung (A) 50 bis 150 μm dick ist.
4. Federn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Decklackierung (B) 50 bis 150 μm dick ist.
5. Federn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Primerlack 20 bis 60 Gew.-% metallisches Zink enthält.
6. Federn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Primerlack ein epoxidgruppenhaltiges Harz enthält.
7. Federn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Primerlack mindestens einen Härter enthält.
8. Federn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Primerlack mindestens einen Katalysator enthält.
9. Federn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Decklack mindestens ein epoxidgruppenhaltiges Harz enthält.
10. Federn nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Decklack mindestens einen Härter enthält.
11. Federn nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Decklack mindestens einen Katalysator enthält.
12. Federn nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Decklack mindestens einen Füllstoff enthält.
13. Federn nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (AB) eine Gesamtschichtdicke von 100 bis 300 μm aufweist.
14. Verfahren zu Herstellung von beschichteten Federn für Fahrzeuge gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass, man die Federn mit mit mindestens einem metallisches Zink enthaltenden, thermisch härtbaren Pulverlack beschichtet und
die resultierende(n) Pulverlackschicht(en) thermisch härtet, wodurch die Primerlackierung (A) resultiert,
die Primerlackierung (A) mit mindestens einem thermisch härtbaren Pulverlack beschichtet und
- die resultierende(n) Pulverlackschicht(en) thermisch härtet, wodurch die duroplastische Decklackierung (B) resultiert.
oder alternativ
die resultierende(n) Pulverlackschicht(en) nicht oder nur partiell thermisch härtet und
mit mindestens einem thermisch härtbaren Pulverlack beschichtet, wonach man
alle Pulverlackschichten gemeinsam thermisch härtet, wodurch die Primerlackierung (A) und die duroplastische Decklackierung (B) resultieren.
15. Verwendung der Federn gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 oder der nach dem Verfahren gemäß Anspruch 14 hergestellten Federn im Fahrzeugbau, insbesondere Automobilbau.
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