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WO2006007985A1 - Korrosionsschutz-beschichtungsmittel für werkstücke aus metall und verfahren zur herstellung hierfür - Google Patents

Korrosionsschutz-beschichtungsmittel für werkstücke aus metall und verfahren zur herstellung hierfür Download PDF

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WO2006007985A1
WO2006007985A1 PCT/EP2005/007360 EP2005007360W WO2006007985A1 WO 2006007985 A1 WO2006007985 A1 WO 2006007985A1 EP 2005007360 W EP2005007360 W EP 2005007360W WO 2006007985 A1 WO2006007985 A1 WO 2006007985A1
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WO
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coating
workpiece
corrosion
corrosion protection
metal
Prior art date
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Application number
PCT/EP2005/007360
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English (en)
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Inventor
Heike Mertens
Gerhard Reusmann
Thomas Kruse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ewald Doerken AG
Original Assignee
Ewald Doerken AG
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Priority to EA200700163A priority patent/EA012102B1/ru
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Priority to BRPI0513252-5A priority patent/BRPI0513252A/pt
Priority to US11/632,628 priority patent/US20080193743A1/en
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Definitions

  • the binder in the form of a carrier it is preferred for the binder in the form of a carrier to form a proportion of 10 to 35 percent by weight of the coating composition, in particular preferably 14 to 24 percent by weight. It is thus possible to build up an effective cathodic corrosion protection coating with relatively small amounts of binder.
  • the binder in its delivery form preferably has a solids content of 49% to 55%. Depending on the requirements of the application, however, this can be varied within a wide range. It is also possible to use cobinders, in particular organic co-binders, such as acrylate binders, polyvinylidene fluoride or other fluorinated polymers, be it to specifically adjust the properties of the coating composition, be it for reasons of cost.
  • the coated layers Tem ⁇ a temperature of up exposed to 400 0 C, preferably from 13O ° C-24O ° C, particularly preferably from 130 0 C-IOo 0 C.
  • Such treatment of the first layer provides for thermal fixation of the coating.
  • the coating is not completely crosslinked in this case, but is suitable to apply a further coating.
  • the elevated temperature of up to 400 0 C preferably from 13O ° C-24O ° C, more preferably of 130 0 C-10o 0 C cures the coatings.

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Abstract

Bei einem Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Metall ist für einen guten kathodischen Korrosionsschutz vorgesehen, dass das Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel ein organisches Bindemittel mit einer siliziumorganischen Verbindung und ein partikuläres Metall aufweist. Bei einem Werkstück mit Korrosionsschutz-Beschichtung ist vorgesehen, dass die Korrosionsschutz-Beschichtung ein organisches Bindemittel mit einer siliziumorganischen Verbindung und ein partikuläres Metall aufweist. Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Beschichtung auf einem Werkstück wird eine Erstbeschichtung, aufweisend ein organisches Bindemittel mit einer siliziumorganischen Verbindung und ein partikuläres Metall als Korrosionsschutz-Beschichtung flüssig aufgetragen und anschliessend eine zweite Beschichtung aufgetragen, deren Zusammensetzung sich vorzugsweise von der der Korrosionsschutz-Beschichtung unterscheidet.

Description

Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall und Ver¬ fahren zur Herstellung hierfür
Die Erfindung bezieht sich auf ein Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstük- ke aus Metall und metallische Werkstoffe, ein Werkstück mit Korrosionsschutz-
Beschichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Beschichtung auf einem Werkstück.
Korrosionsschutz-Beschichtungen und Beschichtungsmittel sind allgemein im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die US 5,334,631 ein antikorrosives Pulver, bestehend aus einem Harz, einem Aushärtemittel und Zink in Partikelform. Zum Auf¬ bringen einer Korrosionsschutz-Beschichtung mit diesem Beschichtungsmittel wird das Werkstück zunächst auf 2400C aufgeheizt. Anschließend wird die Beschichtung in ei¬ nem elektrostatischen Verfahren in einer Dicke von 50 μm aufgetragen. Hiernach wird eine weitere Deckschicht bestehend aus einem Polyesterharz aufgetragen. Die entstan¬ denen Schichten werden anschließend bei 1800C ausgehärtet. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass die Leitfähigkeit und damit die Wirksamkeit des Korrosionsschutzes nicht optimal umgesetzt werden.
Die EP o 939 111 beschreibt eine Beschichtung für metallische Werkstoffe, welche insbe¬ sondere einer WasserstoffversprÖdung des Werkstücks entgegenwirkt. Die Beschichtung besteht aus einem Epoxidharz, Zinkstaub und einem unter Temperatureinfluß expan¬ dierendem Pulver. Wahlweise kann ein Haftvermittler eines Silan-Epoxidtyps beige¬ mischt werden. Das expandierende Pulver dient dazu, die Wirkfläche des Zinkstaubs zu vergrößern. Die auf das Werkstück aufgebrachte Beschichtung wird anschließend mit einem Decklack versehen. Nachteilig an dieser Beschichtung ist jedoch, daß eine ausrei¬ chende mechanische Flexibilität nach Auftrag nicht sichergestellt ist.
Es besteht daher die Aufgabe, ein Korrosionsschutz-Beschichtungsmirtel für Werkstük- ke aus Metall, ein Werkstück mit Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel und ein Ver¬ fahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Beschichtung auf einem Werkstück zu schaffen, welche einen guten kathodischen Korrosionsschutz bietet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Korrosionsschutz-
Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall ein organisches Bindemittel mit einer siliziumorganischen Verbindung und ein partikuläres Metall aufweist. Ein Werkstück mit Korrosionsschutz-Beschichtung weist mindestens ein organisches Bindemittel mit einer siliziumorganischen Verbindung und ein partikuläres Metall auf.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Beschichtung auf einem
Werkstück wird erfindungsgemäß - eine Erstbeschichtung, aufweisend ein organisches Bindemittel mit einer silizi¬ umorganischen Verbindung und ein partikuläres Metall als Korrosionsschutz- Beschichtung flüssig aufgetragen und anschließend eine zweite Beschichtung aufgetragen, deren Zusammensetzung sich vorzugsweise von der Korrosionsschutz-Beschichtung unterscheidet.
Als organisches Bindemittel kommen insbesondere solche Materialien in Betracht, die bereits bei möglichst niedrigen Temperaturen vernetzen und danach eine entsprechen¬ de mechanisch und chemisch belastbare Beschichtung bilden. Beispielsweise können als Bindemittel Epoxy-Verbindungen, aber auch Polyester und Acrylate eingesetzt werden. Unter siliziumorganischen Verbindungen werden solche Verbindungen verstanden, die Si-R Bindungen aufweisen, wobei R eine Organogruppe ist. Bevorzugt ist die siliziumor¬ ganische Verbindung vom Typ Si-O-Si (Siloxan). Solche siliziumorganischen Verbin¬ dungen bilden Copolymerisate mit üblichen organischen Bindemitteln, die gut haftende und elastische Überzüge auf metallischen Oberflächen bilden.
Das verwendete partikuläre Metall sollte sich vorzugsweise gut mit dem Bindemittel mischen lassen, eine Leitfähigkeit aufweisen, die zum Aufbau eines möglichst hohen kathodischen Korrosionsschutzes geeignet ist und das partikuläre Metall sollte zur Bil¬ dung einer gleichmäßigen Beschichtung geeignet sein. Beispielsweise kommen Zink, Aluminium, Zinn, Mangan oder Legierungen aus den genannten Metallen in Betracht. Zusätze leitfähiger Füllstoffe sind ebenfalls möglich.
Zweckmäßig ist das Beschichtungsmittel bei der Applikation flüssig. Hierdurch ist der Auftrag einer gleichmäßigen Schicht in einfacher Weise mit bekannten Applikations¬ verfahren möglich. Während Transport und Lagerung kann das Korrosionsschutz- Beschichtungsmittel aber durchaus in konzentrierter, pastöser bis fester Form vorlie¬ gen, nicht zuletzt, um die Transport- und Lagerkosten zu minimieren.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Bindemittel ein Acrylat, ein Polyester oder ein Harz, insbesondere ein Epoxidharz, oder eine Kombination aus diesen, mit einer siliziumorganischen Verbindung. Entsprechende Stoffe und Stoffkombinationen sind im Stand der Technik bekannt. Insbesondere Epoxidharze verfügen über sehr gute Ei- genschaften bezüglich der mechanischen und chemischen Belastbarkeit, die bei Korro- sionsschutz-Beschichtungen gefordert sind.
Vorzugsweise weist die siliziumorganische Verbindung ein Polyorganosiloxan auf. Sol¬ che Substanzen sind insbesondere in Verbindung mit Epoxidharzen zur Bildung einer gut haftenden und korrosionsbeständigen Beschichtung vorteilhaft. Weiter binden diese anorganisch/organischen Bindemittel Metallpartikel gut ein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Bindemittel ein Polyorganosiloxan- harz, insbesondere ein siliconmodifiziertes Epoxidharz. Derartige Harze sind industriell verfügbar, beispielsweise in SILRES EP® von Wacker Chemie oder in SILIKOFTAL EW® von Degussa. Bevorzugt sind weiterhin Methylphenyl-, Phenyl- und Methylsili¬ conharze. Auch Harze mit Vinyl- oder Allylgruppen, Acrlyestern, Äthyleniminogruppen, halogenierten Phenylresten, Fluorderivaten, Hydroxyorganogruppen, Carboxyorgano- gruppen, Aminoalkylgruppen, Siloxan-Silazan-Mischpolymerisaten, Phenlyengruppen oder mit Cokondensationsprodukten mit organischen Harzen kommen in Betracht. Vorteilhaft an siliconmodifizierten Epoxidharzen ist, daß solche Harze einen hohen Anteil an partikulärem Metall binden bei gleichzeitiger hoher Flexibilität einer mit die¬ sem Beschichtungsmittel hergestellten Beschichtung. Die Flexibilität der Beschichtung ist ausreichend, so daß bei einer Beschichtung von Federstahlwerkstücken, wie bei- spielsweise Fahrwerksfedern, die Beschichtung, auch bei hohen mechanischen Bela¬ stungen, nicht abplatzt. •
Zweckmäßig ist das partikuläre Metall Zink. Auch Aluminium, Zinn, Mangan und Legie- rungen aus diesen sind geeignet. Als partikuläres Metall wird im Zusammenhang mit dieser Erfindung Metall verstanden, dass kleinteilig eingesetzt wird, bevorzugt in Form von sphärischen Teilchen, insbesondere Staub, und/oder lamellaren Teilchen, insbe¬ sondere Flakes. Zink und die anderen vorgenannten Metalle verfugen über eine gute Leitfähigkeit und bieten einen guten kathodischen Korrosionsschutz. Denkbar ist selbstverständlich auch der Einsatz weiterer Metalle. Entsprechende Beschichtungen auf Basis von Zink und/oder den anderen genannten Metallen schützen den metalli¬ schen Untergrund dadurch vor Korrosion, dass diese Materialien anodisch in Lösung gehen, während der metallische Untergrund zur Kathode wird. Dieser Mechanismus schützt den Untergrund vor Zersetzungserscheinungen. Die Verwendung von Staub und Flakes ist von Vorteil, da diese eine relativ große Oberfläche aufweisen. Flakes bieten zudem den Vorzug, dass sich dünne Schichten bilden lassen, bei denen der für einen wirksamen Korrosionsschutz erforderliche Kontakt zwischen den Partikeln sich sicher ausbildet. Es ist jedoch darauf zu achten, daß die Flakes oder der Staub genügend fein sind, dass eine ausreichend glatte und dünne Beschichtung von lμm, 5 μm, 10 μm oder mehr entstehen kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird bevorzugt, dass das Bindemittel in Lie¬ ferform einen Anteil von 10 - 35 Gewichtsprozent des Beschichtungsmittels, insbeson- dere bevorzugt 14-24 Gewichtsprozent bildet. Es ist also möglich, mit verhältnismäßig geringen Anteilen an Bindemittel eine wirksame kathodische Korrosionsschutz- Beschichtung aufzubauen. Bevorzugt weist das Bindemittel in Lieferform einen Fest¬ stoffgehalt von 49% - 55% auf. Je nach den Erfordernissen der Anwendung kann dieser jedoch in einem weiten Bereich variiert werden. Auch können Cobindemittel, insbeson- dere organische Cobindemittel, wie Acrylatbindemittel, Polyvinylidenfluorid oder ande¬ re fluorierte Polymere, eingesetzt werden, sei es, um gezielt Eigenschaften des Be¬ schichtungsmittels einzustellen, sei es aus Kostengründen.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass das Metall einen Anteil von 10 - 90 Gewichtsprozent des Beschichtungsmittels in Lieferform, bevorzugt 35 — 85 Gewichtsprozent, besonders be¬ vorzugt 45 - 70 Gewichtsprozent bildet. Versuche haben gezeigt, das derartige Be- schichtungsmittel einen besonders hohen kathodischen Korrosionsschutz bieten. Insge¬ samt ist als vorteilhaft anzusehen, dass Bindemittel und partikuläres Metall je nach den Erfordernissen der Anwendung in einem breiten Bereich variiert werden können. Grundsätzlich ist jedoch bevorzugt, wenn ein möglichst hoher Anteil an metallischen Partikeln in das Beschichtungsmittel eingebunden ist.
Zweckmäßig weist das Beschichtungsmittel eine oder mehrere der nachfolgenden Kom¬ ponenten auf: Vernetzungsmittel, Haftvermittler, Additive, Verdicker, Katalysatoren, Füllstoffe, Korrosionsinhibitoren, Korrosionsschutzpigmente, farbgebende Pigmente sowie Lösungsmittel, insbesondere organische Lösungsmittel. Durch Zusatz von Vernet¬ zungsmitteln kann -falls gewünscht oder erforderlich- eine vollständig ausgehärtete Beschichtung bereitgestellt werden soll. Haftvermittler können eingesetzt werden, wenn ein schwierig zu beschichtender Untergrund vorgegeben ist. Grundsätzlich ist jedoch anzumerken, dass bereits das Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel nach Anspruch i über eine ausgezeichnete Haftung auf metallischen Untergründen verfügt. Additive und Verdicker können zugesetzt werden, wenn die Viskosität bzw. die Rheologie des Be- Schichtungsmittels eingestellt werden soll oder wenn die Applikationseigenschaften des Produkts eingestellt werden sollen. Katalysatoren dienen zur Steuerung des Reaktions¬ verhaltens; insbesondere der Reaktionsgeschwindigkeiten. Aktive und passive Füllstoffe werden zur Verbesserung der mechanischen und thermischen Eigenschaften der Be¬ schichtung zugesetzt, bspw. können Aluminiumsilicate, Magnesiumsilicate, Glimmer- pigmente, Graphit und Molybdänsulfid eingesetzt werden. Bei besonders korrosiven
Umgebungen können Korrosionsinhibitoren oder Korrosionsschutzpigmente zugegeben werden. Wobei jedoch anzumerken ist, daß das Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 bereits einen ausreichenden kathodischen Korrosionsschutz bietet. Pigmente dienen der Farbgebung. Lösungsmittel und flüssige Additive können einge- setzt werden, um die Verarbeitungseigenschaften (Spritzfähigkeit) einzustellen.
Das genannte Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel zeichnet sich nach einer vorteil¬ haften Ausführung dadurch aus, dass es in einem breiten Temperaturbereich, vorzugs¬ weise bei Temperaturen von 50 °C bis 300 °C, besonders bevorzugt bei niedrigen Tem- peraturen von 80 0C bis 150 0C vorvernetzt. Es ist deshalb insbesondere bei solchen metallischen Werkstücken anwendbar, die aufgrund ihrer Materialeigenschaften keiner großen Hitze ausgesetzt werden können. Als typisches Beispiel ist hier die Beschichtung von Federstählen zu nennen, die nach Formgebung eine unerwünschte Gefügeänderung erfahren, wenn sie eine längere Zeit über 160 °C erhitzt werden. Die Erfindung ist aller¬ dings auch gleichermaßen für alle anderen metallischen Werkstoffe anwendbar. Das Vorvernetzen bei niedrigen Temperaturen wirkt sich dort vorteilhaft aus, weil weniger Energie als üblich aufgewendet werden muß, um die Beschichtung zu fixieren. Es ergibt sich des weiteren ein guter Kompromiß zwischen der Temperatur und der für das Fixieren benötigten Zeit.
Gemäß der Erfindung weist ein Werkstück mit Korrosionsschutz-Beschichtung minde¬ stens ein organisches Bindemittel mit einer siliziumorganischen Verbindung und ein partikuläres Metall auf. Das beschichtete Werkstück kann bereits mit dieser Beschich¬ tung eingesetzt werden. Es eignet sich aber auch, ggf. nach Aufbringen eines Haftver¬ mittlers, mit weiteren Beschichtungen versehen zu werden, beispielsweise farbgebenden Lackierungen oder Lackierungen, die einen weiter verbesserten chemischen und/oder mechanischen Schutz oder eine verbesserte Witterungsbeständigkeit bieten.
Vorzugsweise weist die aufgetragene Beschichtung eine Trockenfilmdicke von 1 - 50 μm, bevorzugt 15 - 30 μm auf. Durch eine derartig geringe Schichtdicke ergibt sich eine verbesserte Flexibilität der Beschichtung. Bei einer Beschichtung von beispielsweise Federwerkstoffen kann so ein Abplatzen der Beschichtung verhindert werden.
Zweckmäßig ist das Werkstück vor der Beschichtung vorbehandelt. Mit einer Vorbe¬ handlung wird die Haftung der Beschichtung und der Korrosionsschutz weiter verbes¬ sert. Die Vorbehandlung sollte an den Werkstoff angepaßt sein. Vorbehandlungsverfah¬ ren sind im Stand der Technik bekannt. Bevorzugt ist die Vorbehandlung mittels Reini- gungsstrahlen durchgeführt. Durch diese Verfahren werden Verunreinigungen ebenso wie eventuell vorhandener Oberflächenrost von dem Werkstück entfernt. Insbesondere ist auch Zunder auf der Oberfläche des Werkstoffs für einen Korrosionsschutz nachteilig und wird üblicherweise durch Reinigungsstrahlen entfernt. Die Vorbehandlung sollte so erfolgen, dass nach der Vorbehandlung keine Werkstoffschädigungen auftreten und keine Rückstände von einem eventuell verwendeten Reinigungsmittel auf der Oberflä¬ che des Werkstücks vorhanden sind.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Werkstück mindestens eine weitere Be- schichtung auf, die auf Korrosionsschutz-Beschichtung aufgetragen ist, die eine oder mehrere der nachfolgenden Komponenten aufweist: Thermoplastische Polykondensate, insbesondere Polysulfon (PSU), Polyphenylensulfid (PPS), Polyphenylethersulfon (PPSU), Polyethersulfon (PES), Polyaryletherketon (PAEK), Polyetherketon (PEK), Po- lyamid (PA), Poly(amid-imid) (PAI), Poly(ether-imid) (PEI), Poly(imid-sulfon) (PISO) und Polyetheretherketon (PEEK) sowie fluorierte Polymere, insbesondere Polytetrafluo- rethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen- Copolymer (FEP), Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA), Copolymer von Tetrafluorethylen mit perfluoriertem Propylen und Perfluoralkylvinylether (EPE), Copolymer aus Te- trafluorethylen und Perfluormethylvinylether (MFA), Copolymer von Tetrafluorethylen mit Ethylen (ETFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE) und Copolymer von Ethylen und Chlortrifluorethylen (ECTFE) und Duroplaste auf Phenolharzbasis. Derartige weitere Beschichtungen dienen als Deckschichten vorteilhafterweise zum Schutz der Korrosi¬ onsschutz-Beschichtung gegen chemische und mechanische Beschädigungen sowie vor Witterungseinflüssen. Ggf. können diese auch zur Farbgebung dienen. So sollten diese weiteren Beschichtungen beispielsweise im Automobilbereich derart ausgelegt sein, dass diese die Korrosionsschutz-Beschichtung beispielsweise vor Steinschlag und Witte-" rungseinflüssen schützt.
Vorzugsweise ist mindestens eine weitere Beschichtung, insbesondere ein Decklack, bevorzugt ein Pulverlack auf die fixierte, insbesondere vorvernetzte Korrosionsschutz- Beschichtung aufgetragen. Derartige Lacke sind vorteilhafterweise industriell verfügbar, und schützen die Korrosionsschutz-Beschichtung vor mechanischen, chemischen und Witterungseinflüssen. Es kommen hierbei alle marktüblichen Pulverlacke, beispielswei- se Epoxy-, Polyester-, Polyamid-, Polyurethan- und Acrylatpulverlacke, aber auch Mischpulverlacke in Betracht.
Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zum Herstellen einer Korrosionsschutz- Beschichtung auf einem Werkstück eine erste Beschichtung, aufweisend ein organisches Bindemittel mit einer siliziumorganischen Verbindung und einem partikulären Metall als Korrosionsschutz-Beschichtung flüssig aufgetragen. Anschließend wird eine zweite Beschichtung aufgetragen, deren Zusammensetzung sich vorzugsweise von der der Kor¬ rosionsschutz-Beschichtung unterscheidet. Da die zweite Schicht nicht mehr dem ka- thodischen Korrosionsschutz dient, kann diese Schicht vorteilhaft zur Stärkung des Werkstücks gegen weitere Beanspruchungen (chemische, mechanische Belastungen, Witterung) ausgelegt sein und/oder dekorativen Zwecken dienen.
Bevorzugt wird die zweite Beschichtung als Pulverlack aufgetragen. Wie bereits er¬ wähnt, sind Pulverlacke vorteilhafterweise industriell verfügbar. Es kommen hierbei alle marktüblichen Pulverlacke, beispielsweise Epoxy-, Polyester-, Polyamid-, Polyurethan- und Acrylatpulverlacke, aber auch Mischpulverlacke in Betracht. Sie bieten der unteren Schicht ausreichenden Schutz gegen Beschädigungen und äußere Einflüsse. Weiter eig- nen sich auch die vorstehend genannten thermoplastischen Polykondensate, fluorierten Polymere oder Duroplaste auf Phenolharzbasis.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die erste Beschichtung nach dem Auftragen fixiert, aber nicht vollständig ausgehärtet. Mit dem Begriff fixiert sind all diejenigen Zustände gemeint, die das Auftragen der folgenden Schichten ermöglichen. Das Fixie¬ ren der Erstbeschichtung sollte zur Folge haben, dass zum einen eine ausreichende Haftung mit dem Untergrund gewährleistet ist und zum anderen das Aufbringen einer weiteren Beschichtung ermöglicht ist. Insbesondere sollte ein Rücklösen der ersten Schicht beim Auftragen weiterer Schichten nicht möglich sein. Zweckmäßig wird die mindestens zweischichtige Beschichtung des Werkstücks erst nach dem Auftragen der zweiten Schicht, vorzugsweise nach dem Auftragen der letzten Schicht vollständig aus¬ gehärtet. Der Begriff „vollständig" umfaßt alle Zustände, bei denen die Schichten mit Blick auf die jeweilige Verwendung der Werkstücks gebrauchsfest oder im wesentlichen vollständig vernetzt sind. Hierdurch wird die thermische Belastung des Werkstücks re- duziert, was insbesondere bei Federstahlwerkstoffen oder ähnlichen Werkstoffen vor¬ teilhaft ist. Das Aushärten sollte bei einer möglichst niedrigen Temperatur und in mög¬ lichst geringer Zeit geschehen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die erste Beschichtung mit einer Trok- kenfilmdicke von 1 - 50 μm, bevorzugt 15 - 30 μm aufgetragen. Durch eine möglichst geringe und gleichmäßige Trockenfilmdicke wird die Flexibilität der Beschichtung wei¬ ter verbessert. Zweckmäßig wird das Werkstück vor der Behandlung vorbehandelt. Bevorzugt ist die Vorbehandlung ein Reinigungsstrahlen. Wie bereits eingangs erwähnt, ist eine entspre¬ chend saubere Oberfläche für einen verbesserten kathodischen Korrosionsschutz vor¬ teilhaft. Ebenfalls sollte jedoch auch darauf geachtet werden, dass keine Rückstände von einem eventuell benutzten Reinigungsmittel auf der zu beschichtenden Oberfläche ver¬ bleiben und das Werkstück nicht beschädigt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird nach der ersten Beschichtung die auf¬ gebrachte Schicht einer Temperatur von 500C - 3000C, vorzugsweise von 800C - 1500C ausgesetzt und nach der zweiten Beschichtung die aufgebrachten Schichten einer Tem¬ peratur von bis zu 4000C, vorzugsweise von 13O°C-24O°C, besonders bevorzugt von 1300C-IOo0C ausgesetzt. Eine derartige Behandlung der ersten Schicht sorgt für ein thermisches Fixieren der Beschichtung. Die Beschichtung wird hierbei nicht vollständig vernetzt, ist aber geeignet, um eine weitere Beschichtung aufzutragen. Nach Auftrag der zweiten Schicht härtet die erhöhte Temperatur von bis zu 4000C, vorzugsweise von 13O°C-24O°C, besonders bevorzugt von 1300C-IOo0C die Beschichtungen aus. Eine Temperatur von bis zu 4000C findet allerdings nur bei speziellen Beschichtungen und Trocknungsverfahren Anwendung. Bei temperaturempfindlichen Werkstücken müssen im Allgemeinen deutlich niedrigere Temperaturen verwendet werden. Das Verfahren ist in Verbindung mit geeigneten Bindemitteln vorteilhafterweise auch bei niedrigen Tem¬ peraturen anwendbar, wodurch die Materialeigenschaften von hitzeempfindlichen Werkstoffen, wie z.B. Federwerkstoffen nicht verändert werden. Bevorzugt wird es, dass das Werkstück auf die vorgenannten Temperaturen aufgeheizt wird (Objekttemperatur). Grundsätzlich reicht es aber aus, z.B. bei induktiver Erwärmung, dass die Beschichtung oder unmittelbar die zu beschichtende Oberfläche, nicht das gesamte Werkstück, auf diese Temperatur aufgeheizt wird.
Zweckmäßig wird die erste Beschichtung innerhalb eines Zeitraums von mindestens 5 Sekunden, vorzugsweise innerhalb von 15 - 90 Minuten fixiert. Insbesondere bei in- duktiven Aufwärmverfahren werden kurze Zeiträume verwendet, bei konventionellen Aufwärmverfahren kann die Fixierung durchaus einige Stunden dauern. Vorteilhaft werden nach Auftrag der zweiter Beschichtung die Schichten für mindestens 10 Sekun¬ den, vorzugsweise für 15 - 90 Minuten ausgehärtet. Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Für ein Korrosionsschutz-Beschichtungsmirtel werden zunächst folgende Substanzen in einem Ansatz verarbeitet:
Figure imgf000011_0001
Die genannten Rohstoffe werden in einem Dissolver 15-25 min bei maximaler Tempe¬ ratur von 400C dispergiert. Der Auftrag des Beschichtungsmittels auf ein Werkstück kann mit im Stand der Technik bekannten Applikationsverfahren geschehen, beispiels¬ weise kann eine Schicht in einem HVLP-Spritzverfahren (high volume low pressure) aufgebracht werden. Das auf das Werkstück flüssig applizierte Beschichtungsmittel wird anschließend bei einer Objekttemperatur von 1300C über eine Zeit von 30 Minuten vor¬ vernetzt. Anschließend wird ein marktüblicher schwarzer Epoxidharzpulverlack auf die fixierte Beschichtung aufgetragen. Die Trockenfilmdicke dieser Pulverlackbeschichtung beträgt 60-100 μm. Das beschichtete Werkstück wird anschließend auf eine Objekttem¬ peratur von i6o°C-2θθ°C gebracht, wodurch die beiden aufgebrachten Schichten ge¬ meinsam aushärten. Diese Objekttemperatur wird für 15-25 Minuten gehalten.

Claims

Ansprüche
1. Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall, aufweisend
- ein organisches Bindemittel mit einer siliziumorganischen Verbindung und ein partikuläres Metall.
2. Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel bei der Applikation flüssig ist.
3. Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Bindemit- tel ein Acrylat, ein Polyester oder ein Harz, insbesondere ein Epoxidharz, oder eine
Kombination aus diesen mit einer siliziumorganischen Verbindung ist.
4. Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die siliziumorganische Verbindung ein Polyorganosiloxan aufweist.
5. Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Po- lyorganosiloxanharz ist, insbesondere ein siliconmodifiziertes Epoxidharz.
6. Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das partikuläre Metall Zink, Aluminium, Zinn, Mangan oder eine Legierung aus diesen ist, bevorzugt in Form von sphärischen Teilchen, insbesondere Staub, und/oder lamellaren Teilchen, insbesondere Flakes.
7. Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in Lie¬ ferform einen Anteil von 10-35 Gewichtsprozent des Beschichtungsmittels, bevor¬ zugt 14-24 Gewichtsprozent bildet.
8. Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall einen Anteil von 10-90 Gewichtsprozent des Beschichtungsmittels in Lieferform, bevorzugt 35 - 85 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt 45 - 70 Gewichtsprozent bildet.
9. Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel eine oder mehrere der nachfolgenden Komponenten aufweist:
- Vernetzungsmittel, Haftvermittler, Additive, Verdicker, Katalysatoren,
Füllstoffe, Korrosionsinhibitoren, Korrosionsschutzpigmente, farbgeben- de Pigmente sowie Lösungsmittel, insbesondere organische Lösungsmit¬ tel.
10. Korrosionsschutz-Beschichtungsmittel für Werkstücke aus Metall nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel in einem Temperaturbereich von 500C bis 3000C, bevorzugt von 800C bis 1500C vorvernetzt.
11. Werkstück mit Korrosionsschutz-Beschichtung mindestens aufweisend: ein organisches Bindemittel mit einer siliziumorganischen Verbindung und ein partikuläres Metall.
12. Werkstück mit Korrosionsschutz-Beschichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die aufgetragene Beschichtung eine Trockenfilmdicke von 1 - 50 μm, bevorzugt 15 - 30 μm aufweist.
13. Werkstück mit Korrosionsschutz-Beschichtung nach einem der Ansprüche 11-12, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück vor der Beschichtung vorbehandelt ist.
14. Werkstück mit Korrosionsschutz-Beschichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Vorbehandlung mittels Reinigungsstrahlen durchgeführt ist.
15. Werkstück mit Korrosionsschutz-Beschichtung nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Beschichtung auf die fixierte, insbesondere vorvernetzte Korrosionsschutz-Beschichtung aufgetragen ist, die eine oder mehrere der nachfolgenden Komponenten aufweist:
Thermoplastische Polykondensate, insbesondere Polysulfon (PSU), PoIy- phenylensulfid (PPS), Polyphenylethersulfon (PPSU), Polyethersulfon (PES), Polyaryletherketon (PAEK), Polyetherketon (PEK), Polyamid
(PA), Poly(amid-imid) (PAI), Poly(ether-imid) (PEI), Poly(imid-sulfon) (PISO) und Polyetheretherketon (PEEK) sowie fluorierte Polymere, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE), Po- lyvinylidenfluorid (PVDF), Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen- Copolymer (FEP), Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA), Copolymer von Te- trafluorethylen mit perfluoriertem Propylen und Perfluoralkylvinylether (EPE), Copolymer aus Tetrafluorethylen und Perfluormethylvinylether (MFA), Copolymer von Tetrafluorethylen mit Ethylen (ETFE), PoIy- chlortrifluorethylen (PCTFE) und Copolymer von Ethylen und Chlortrif- luorethylen (ECTFE) und
Duroplaste auf Phenolharzbasis.
16. Werkstück mit Korrosionsschutz-Beschichtung nach Anspruch 11-15, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mindestens eine weitere Beschichtung, insbesondere ein Deck- lack, bevorzugt ein Pulverlack auf die fixierte, insbesondere vorvernetzte Korrosi¬ onsschutz-Beschichtung aufgetragen ist.
17. Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Besehichtung auf einem Werk¬ stück, wobei
eine erste Beschichtung, aufweisend ein organisches Bindemittel mit ei- ner siliziumorganischen Verbindung und einem partikulären Metall als
Korrosionsschutz-Besehichtung flüssig aufgetragen wird und anschließend eine zweite Beschichtung aufgetragen wird, deren Zusam¬ mensetzung sich vorzugsweise von der der Korrosionsschutz- Besehichtung unterscheidet.
18. Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Besehichtung auf einem Werk¬ stück nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Beschichtung als Pulverlack aufgetragen wird.
19. Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Besehichtung auf einem Werk¬ stück nach einem der Ansprüche 17-18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Be¬ schichtung nach dem Auftragen fixiert, aber nicht vollständig ausgehärtet wird.
20. Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Besehichtung auf einem Werk- stück nach einem der Ansprüche 17-19, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zweischichtige Beschichtung des Werkstücks erst nach dem Auftragen der zweiten Schicht, vorzugsweise nach dem Auftragen der letzten Schicht vollständig ausge¬ härtet wird.
21. Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Besehichtung auf einem Werk¬ stück nach einem der Ansprüche 17-20, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Be¬ schichtung mit einer Trockenfilmdicke von 1-50 μm, bevorzugt 15-30 μm aufgetra¬ gen wird.
22. Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Besehichtung auf einem Werk¬ stück nach einem der Ansprüche 17-21 dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück vor der Beschichtung vorbehandelt wird.
23. Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Beschichtung auf einem Werk¬ stück nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung ein Rei¬ nigungsstrahlen ist.
24. Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Beschichtung auf einem Werk¬ stück nach einem der Ansprüche 17-23, dadurch gekennzeichnet, daß
nach der ersten Beschichtung die aufgebrachte Schicht einer Temperatur von 5O°C-3OO°C, vorzugsweise von 8o°C-i5O°C ausgesetzt wird und - nach der zweiten Beschichtung die aufgebrachten Schichten einer Tem¬ peratur von bis zu 4000C, vorzugsweise von 130"02400C, besonders be¬ vorzugt von 1300C-IOo0C ausgesetzt werden.
25. Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Beschichtung auf einem Werk- stück nach einem der Ansprüche 17-24, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Be¬ schichtung innerhalb eines Zeitraums von mindestens 5 Sekunden, vorzugsweise 15 - 90 min fixiert wird.
26. Verfahren zur Herstellung einer Korrosionsschutz-Beschichtung auf einem Werk- stück nach einem der Ansprüche 17-25, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auftrag der zweiten Beschichtung die Schichten für mindestens 10 Sekunden, vorzugsweise 15 - 90 min ausgehärtet werden.
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