DE1265629B

DE1265629B - Verfahren zum Herstellen festhaftender Polyvinylchloridueberzuege auf Stahl- und Metallblechen und -baendern unter Anwendung epoxydharzhaltiger Haftschichten

Info

Publication number: DE1265629B
Application number: DE1960T0018326
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Martin Reimann; Fritz Schabio
Original assignee: Trierer Walzwerk AG
Current assignee: Trierer Walzwerk AG
Priority date: 1960-05-04
Filing date: 1960-05-04
Publication date: 1968-04-04

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B44d

Deutsche Kl.: 75 c-5/04

Nummer: 1265 629

Aktenzeichen: T18326 VI b/75 c

Anmeldetag: 4. Mai 1960

Auslegetag: 4. April 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen festhaftender Polyvinylchloridüberzüge auf Stahl- und Metallblechen und -bändern unter Anwendung epoxydharzhaltiger Haftschichten.

Es ist bekannt, daß die übliche Reinigung der Metalle wie der Stahl- und Nichteisenmetalle, und zwar z. B. das Entfernen der Oxydschicht und Entfetten mit organischen Lösungsmitteln oder anorganischen Entfettungsmitteln, noch keineswegs zur Sicherstellung einer ausreichenden Haftung zwischen Metalloberfläche einerseits und Polyvinylchloridüberzug andererseits genügt. Selbst die rauhere und damit spezifisch größere Oberfläche sandgestrahlter Bleche bietet nur ungenügende Haftpunkte. Auch der für viele Zwecke als Metallgrundierung bewährte Wash-Primer, eine Polyvinylbutyrallösung mit basischem Zinkchromat und Phosphorsäure als Härter, hat versagt. Selbst Lösungen von Polyacrylsäureestern, Vinylchlorid-Vinylazetat-Mischpolymerisaten, Keton- und Carbamidharzen sowie Grundierungen auf Epoxydharzbasis, wie sie als Stand der Technik bekannt sind, bringen zwar gewisse Vorteile, führen aber nicht zum gewünschten Erfolg. Lediglich eine Vorgrundierung der Metalloberfläche mit einer 15°/_oigen Lösung eines karbonsäurehaltigen Vinylchlorid-Vinylazetat-Mischpolymerisates brachte eine ausreichende Haftvermittlung. Die Mitverwendung von Bentonit erwies sich als vorteilhaft.

Eine gewisse, die Bindung unterstützende Wirkung ist durch den Zusatz von Phosphorsäure (0,5 °/₀ H₃PO₄, Dichte 1,426 auf 15°/_oige Lösung des Mischpolymerisates) gegeben. Die Mitverwendung einer gleichen Menge Epoxydharz (möglichst niedrigviskos) führt zur besseren Affinität zur Eisenoberfläche. Gleichzeitig wirken Epoxydzusätze wärmestabilisierend, aber haftungsmindernd zum Polyvinylchlorid.

Man verwendet Epoxydharze mit Schmelzpunkten von 130⁰C, Epoxydäquivalentgewicht 1600 bis 2000, Epoxywert 0,05, Molgewicht 2900, oder auch mit einem Schmelzpunkt von 150⁰C, Epoxydäquivalentgewicht 2400 bis 4000, Epoxywert 0,03 bis 0,04, Molgewicht 3800.

Gemäß einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag werden Stahlbänder unter Schutzgas geglüht, alsdann kathodisch alkalisch entfettet, in Wasser gespült, gesäubert, in einem schwach salpetersäurehaltigen Bad mit einer Salpetersäure von weniger als 5% Gehalt gebeizt, wiederum gespült, gewässert, gebürstet, getrocknet und alsdann mit einem Haftgrund versehen, der durch Induktionswärme eingebrannt wird. Bei dieser Einbrennungsmethode kann eine sehr gute Verformungshaftung erzielt werden.

Verfahren zum Herstellen festhaftender
Polyvinylchloridüberzüge auf Stahl-
und Metallblechen und -bändern unter
Anwendung epoxydharzhaltiger Haftschichten

Anmelder:

Trierer Walzwerk Aktiengesellschaft,

5600 Wuppertal-Langerfeld, Schwelmer Str. 156

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Martin Reimann,

5600 Wuppertal-Barmen;

Fritz Schabio, 5600 Wuppertal-Langerfeld

Dieser Haftgrund besteht, wie ebenfalls nicht vorveröffentlicht, aus einem Gemisch aus Glycidäthern mehrwertiger Phenole mit polymerisierten Acryl- bzw. Methacrylsäureestern oder diese enthaltenden Mischpolymerisaten. Als Härter für diesen Haftgrund werden Polyamine oder Polyamide verwendet.

Bei der beschriebenen besonderen Vorbereitung der Stahlbleche und der Anwendung eines solchen Haftgrundes kann eine Polyvinylchloridbeschichtung mit ausreichender Haftung und ausreichenden mechanischen Werten in bezug auf Dehnung erzielt werden. In dieser Weise mit Polyvinylchlorid beschichtete Bleche sind gut biege- und tiefziehfähig. Als Nachteil steht natürlich die verwickelte umständliche und teure Vorbehandlung im Wege.

Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die Beschichtung eines Stahlbleches oder -bandes mit Polyvinylchlorid durchzuführen, ohne eine solche umständliche Vorbehandlung der Stahlbleche.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem blankgewalzte Stahl- oder Metallbleche oder -bänder nach einer Glühe unter Schutzgas einen anschließenden Dressierstich unter einer Walze erhalten, bei dem eine Verformung bzw. Längung um 1 bis 2 % durchgeführt wird. Ohne weitere Vorbereitung wird dann ein Epoxydharz mit einer Mischung von 65% bis 75°/₀ Äthoxylinharzen mit 35% bis 25% Harnstoff-Melamin-Harzen in dünner Schicht aufgetragen und eingebrannt. Hierauf wird ein üblicher Haftgrund unter erneuter Wärmebehandlung aufgebracht, worauf in an sich bekannter Weise mit Polyvinylchlorid beschichtet wird.

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Gegenüber dem vorbeschriebenen Verfahren erfolgt also ein zweimaliger Auftrag von Haftgrundzwischenschichten. Dennoch aber ist diese zweimalige Behandlung immer noch einfacher und daher vorteilhafter als die vorbeschriebene Vorbehandlung der Stahlbleche, die, wie ausgeführt, im einzelnen acht Operationen erfordert, während bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur mehr das Auftragen der Mischung von Epoxydharz mit Harnstoff-Melamin-Harzen und das Wahl des Grundlackes mit dem Epoxydharz ist es möglich, aber auch notwendig, das Eintrocknen oder Einbrennen, d. h. die volle Härtung des Auftrages in 5 bis 10 Sekunden zu erreichen. Die Haftung dieser Lackart ist unempfindlich gegenüber der nicht besonders präparierten Eisen- oder Metalloberfläche und besitzt hervorragende Affinität zu Eisen- oder Metalloberflächen, da gleichzeitig beste Verformungseigenschaften gewährleistet sind, auch bei noch

Eintrocknen dieses Überzuges erforderlich ist. Eine io nachträglich notwendigen Erhitzungen. Außerdem ist Arbeitsweise, die einen kleinen Raum beansprucht, die Wanderungsbeständigkeit gegenüber Weichaber jede Behandlung mit Flüssigkeiten vermeidet. machern bei dieser Lackart gewährleistet. Anschließend Das Trocknen ist also auch überflüssig geworden und erfolgt der Auftrag des eingangs beschriebenen Haft-

damit auch jede Gefahr einer Flugrostbildung.

Für die Anwendung seien folgende Beispiele gegeben:

Beispiel 1

67 Gewichtsteile verpastbares Suspensions-PVC, 25 Gewichtsteile Weichmacher (DOP oder DINP

oder DIDP),

3 Gewichtsteile epoxydiertes Sojabohnenöl, 5 Gewichtsteile Viskositätserniedriger (Fettsäureester),

2 Gewichtsteile Ba-Cd-Stabilisatorkomplex und Gelator.

Beispiel 2

71 Gewichtsteile verpastbares Suspensions-PCV, 21 Gewichtsteile Weichmacher (DOP oder DINP

oder DIDP),

3 Gewichtsteile Ba-Cd-Stabilisatorkomplex und Gelator,

wobei die Abkürzungen betreffend Weichmacher stehen für

DOP = Di-2-äthylhexylphthalat, DINP = Di-isononylphthalat, DIDP = Di-isodecylphthalat.

Für die Mischung des Epoxydharzes mit Harnstoff-Melamin-Harz werden zweckmäßigerweise 70 °/₀ Äthoxylinharze mit 30% Harnstoff und Melaminharz gemischt. Die Mischungsverhältnisse können dabei im Bereich von 65 bis 75 °/₀ der Harze und 35 bis 25 °/„ von Harnstoff und Melaminharz schwanken. Diese Mischung hat einen Schmelzpunkt von 95 bis 105⁰C. Der Epoxywert beträgt 0,1 bis 0,115. Das Epoxydäquivalentgewicht liegt bei 870 bis 1025, das Molgewicht bei rund 1400. Die Harzmasse wird in einer Dicke aufgetragen, daß auf den Quadratmeter Blechoberfläche einseitig 1 bis 4 g/m² in üblicher Weise zwischen Lackierwalzen aufgestrichen werden. Selbstverständlich kann auch ein Aufstreichen durch andere Art erfolgen. Die Harzmasse kann auch aufgesprüht werden, oder die Bleche oder Bänder können getaucht werden. In kontinuierlicher Arbeitsweise erfolgt anschließend das Eintrocknen oder Einbrennen dieses Auftrages, z. B. durch induktive Wärmebehandlung, also beispielsweise durch das Durchführen des Bandes durch Induktionsspulen, die mit Mittel- oder Hochfrequenzstrom beschickt werden. Durch die besondere grundes, d. h. eines Haftgrundes, bestehend aus einer Mischung von Glycidäthern mehrwertiger Phenole mit polymerisierten Acryl- bzw. Methacrylsäureester!! oder diese enthaltenden Mischpolymerisaten. Nunmehr wird nochmals dieser Haftgrund eingebrannt, und schließlich erfolgt in bekannter Weise die PoIyvinylchloridbeschichtung. Statt des zweiten Haftgrundes kann aber auch ein anderer Haftgrund eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß er einmal sich mit dem ersten Haftgrund verträgt und andererseits auch mit dem beschichteten Polyvinylchlorid. Die Doppel· schichtlackierung ist korrosionsmäßig wesentlich günstiger als die Einschichtgrundierung, so daß eine Korrosion durch Unterwanderung vermindert wird.

Versuche an einem in der beschriebenen Weise mit Polyvinylchlorid beschichteten Stahlband haben ge-

zeigt, daß bei einwandfrei durchgeführten Grundierungsverhältnissen die Haftung zum Polyvinylchlorid so gut ist wie zur Eisen- oder Metalloberfläche, so daß bei der Erichsen-Tiefung bis zum Zerreißen des Grundwerkstoffes das Polyvinylchlorid erst mit dem Blech gleichzeitig zerreißt. Dadurch ist bewiesen, daß die Haftung des Polyvinylchloridüberzuges keine Lockerung bei der Verformung erfahren hat.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen festhaftender Polyvinylchloridüberzüge auf Stahl- und Metallblechen und -bändern unter Anwendung epoxydharzhaltiger Haftschichten, gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen:

a) Blankgewalzte Stahl- oder Metallbleche oder -bänder erhalten nach einer Glühe unter Schutzgas einen anschließenden Dressierstlcfa unter einer Walze, bei dem eine Verformung bzw. Längung um 1 bis 2°/₀ durchgeführt wird;

ohne weitere Vorbereitung wird dann ein Epoxydharz mit einer Mischung von 65 bis 75°/₀Äthoxylinharzen mit 35 bis 25°/₀ Harnstoff-Melamin-Harzen in dünner Schicht aufgetragen und eingebrannt; hierauf wird ein üblicher Haftgrund unter erneuter Wärmebehandlung aufgebracht, worauf in an sich bekannter Weise Polyvinylchlorid beschichtet wird.

b)

c)

In Betracht gezogene Druckschriften: österreichische Patentschrift Nr. 203 116; USA.-Patentschrift Nr. 2 842 459; »Kunststoffe«, 1957, S. 155.

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