DE2546458C3

DE2546458C3 - Verfahren zur Pulverbeschichtung

Info

Publication number: DE2546458C3
Application number: DE2546458A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Abe; Nobuaki Kunii; Tetsuya Uchino; Hiroshi Tokio Ukihashi; Kanagawa Yokohama
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1975-10-16
Filing date: 1975-10-16
Publication date: 1980-04-03
Also published as: DE2546458B2; DE2546458A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pulverbeschichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Pulverbeschichtung, wobei eine gleichförmige Mischung eines Pulvers eines synthetischen Polymeren und einer spezifischen Kohlenstoff-Faser zum Anhaften an einer Fläche eines Substrats gebracht wird, so daß selbst bei einem einstufigen Verfahren eine dicke Beschichtung mit einer großen mechanischen Festigkeit erzielt wird.

Bisher sind verschiedene Beschichtungsverfahren bekannt, z. B. die Beschichtung mit Hilfe von Folien, die Beschickung mit Hilfe von Dispersionen, die Pulvcrbe schichiung usw. Die Pulverbcschichtungsmethodc h<ii den Vorteil, daß organische Lösungsmittel mehl erforderlich sind und daß die Haftung der Beschichtung am Substrat sehr groß ist Als Pulverbeschichiiingsver fahren kennt man das Pulverspruhverfahrcn. wobei ein Polymerpulver auf ein Subsirat gesprüht wird, welches auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des synthetischen Polymeren erhitzt ist und wobei die Beschichtung gesintert wird; ferner das elektrostatische Pulverbeschichlungsvcrfahren, bei dem ein Polyrfierpulvcr aufgeladen wird und elektrostatisch auf einem Substrat abgeschieden wird und wobei die Beschichtung gesintert wird. Bei dem herkömmlichen Pulverbcschich· iungsverfahren ist die Dicke einer in einer einzigen Stufe herstellbaren Beschichtung gering. Daher ist es erforderlich, die Beschichtungs-Einbrennstufen mehrmals zu wiederholen. Wenn die Dicke der Beschichtung groß ist, so werden in der Beschichtung leicht Risse gebildet, und zwar auf Grund von Spannungen, weiche durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung des synthetischen Polymeren und des Substrats Zustandekommen. Bei den herkömmlichen Verfahren, insbesondere bei dem elektrostatischen Pulverbeschichtungsverfahren, ist es schwierig, die Beschichtungsstufen zu wiederholen. Ein Polymeres vom Typ des Äthylen-Tetrafluoräthylen-CopoIymeren eignet sich ausgezeichnet als korrosionsfestes Beschichtungsmaterial aufgrund seiner hohen Korrosionsfestigkeit und aufgrund seiner Hitzebeständigkeit. Dabei beträgt jedoch die Dicke der in einer Stufe des Pulversprühverfahrens herstellbaren Schicht bis zu 200—300 μπι. Es ist daher erforderlich, die Beschichtung und die Sinterung mehrmals zu wiederholen, um Schichtdicken von mehr als 500 μΐη zu erzielen. Solche Schichtdicken sind jedoch bei einer korrosions- >u festen Beschichtung erforderlich. Bei dem Pulversprühverfahren erfolgt der Sprühvorgang bei hoher Temperatur. Es ist daher nicht bevorzugt, diese Sprühvorgänge öfters zu wiederholen. Andererseits beträgt die Dicke einer nach dem elektrostatischen Pulverbeschichtungs-2i verfahren herstellbaren Beschichtung etwa 100— 150μΐτι. Es ist relativ schwierig, die Beschichtung nach dem herkömmlichen elektrostatischen Pulverbeschichtungsverfahren zu wiederholen, da der ausgebildete Film eine elektrische Isolierwirkung entfallet.
in Es ist bereits bekannt, bei Pulverbeschichtungsverfahren ein Gemisch von Glasfasern und einem Polymerpulver zu verwenden (DF-OS 21 63 %2). Dabei erzielt man jedoch nur eine gering. Schichtdicke. Die Beschichtung ist ungleichmäßig und das Pulvergemisch hat eine v> schlechte Fließfähigkeit.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Pulverbeschichiung zu schaffen, bei dem ein Pulvergemisch mit ausgezeichneter Fließfähigkeit eingesetzt wird und welches in einer einzigen Beschichtungsslufe eine dicke Beschichtung mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und insbesondere mit guter Spannungsrißfestigkeit liefert.

Diese Aufgabe wir<l erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man dem synthetischen Polymerpulver 2 bis 50 Gew. % Kohlensioff Fasern mit einer Länge von weniger als 1000 μπι. bezogen auf das Gesamtgemisch zumischl und diese Pulvermischung zur Pulverbeschichtung verwendet.

Der Cirund. weshalb bei Zugabe der spezifischen Kohlenstoff Fasern die in einer Stufe anhaftende Menge des synthetischen Kunstsloffpiilvers erhöht wird, ist nicht geklärt. Fs wird jedoch angenommen, daß die /unahmc der anhaftenden Kiinstsloffmenge durch die hohe Wärmeleitfähigkeit und clckinschc Leitfähig keil und durch die Verflechtung der Kohlenstoff fasern bewirkt wird Dies isl ;in der Tatsache erkennbar, daß durch Zusatz von Ciraphitpulver oder von Cilasfasern der gewünschte Effekt nicht erzulbar ist Die Wirkung des erfindiingsgemaßep Verfahrens kann jedoch durch diese Überlegungen nicht allcinc erklärt werden.

Bei dem erfindungsgcrnäßcn Verfahren sollten die Kolilchsloff-Fasern eilte Länge von weiniger afs lOOÖ μιϊι und vorzugsweise eine Länge von 20—500 μηι und insbesondere von 150—200 μιτι haben. Verschic· denste bekannte Kohlenstoff-Fasern kommen in Frage. Als Kohlenstoff-Fasern kommen faserige Materialien öder pulverige Fasermaterialien, hergestellt durch Zerkleinern, in Frage, welche einen Kohlenstoffgehalt

von mehr als 90 Gew.-% aufweisen. Solche Kohlenstoff-Fasern können hergestellt werden durch Verkohlung oder Graphitierung eines organischen Ausgangsmaterials, z. B. von Fasern des Rayon-Typs, ües Polyacrylnitril-Typs, des Lignin-Typs, von Furfural oder Pech o. dgl. in einer speziellen Atmosphäre. Wenn die Länge der Kohlenstoff-Fasern 1000 μίτι übersteigt so erzielt man keine gleichförmige Mischung mit dem synthetischen Kunststoff und die Pulverfließfähigkeit der Mischung ist beeinträchtigt Es ist wichtig, daß der Kohlenstoff in Faserform vorliegt Der gewünschte Effekt tritt nicht ein, wenn man Aktivkohlepulver oder Graphitpulver einsetzt Die erfindungsgemäß eingesetzten Kohlenstoff-Fasern haben eine Länge von weniger als 1000 μπι und einen Durchmesser von vorzugsweise 5—30 μπι ii und insbesondere 8— 15μιη und ein Verhältnis der Länge zum Durchmesser von vorzugsweise 2—100 und insbesondere 5 — 20. Kohlenstoff-Fasern mit einem größeren oder Wc .neren Durchmesser verursachen eine Minderung der Pulverfiießfähigkeit und der gleichförmigen Mischbarkeit. Wenn das Verhältnis der Länge zum Durchmesser geringer ist, so ist das Produkt pulverförmig und der gewünschte Effekt stellt sich nicht ein. Wenn das Verhältnis der Länge zum Durchmesser größer ist. so wird hierdurch die Gleichförmigkeit der Durchmischung und die Pulverfiießfähigkeit beeinträchtigt. Man kann zwei oder mehrere verschiedene Typen von Kohlenstoff-Fasern unterschiedlicher Länge, unterschiedlichen Durchmessers oder mit unterschiedlichem Verhältnis von La^- <*c zu Durchmesser einsetzen. Wenn jo der Gehalt an Kohlenstoff-Fasern höher ist. so ist die Haftfestigkeit oder die Bindungsfes.igkeit der Auskleidungsschicht herabgesetzt und darüber hinaus ist in diesem Falle die Oberfläche der Auskleidungsschicht rauh. Wenn der Gehalt an Kohlenstoff-Fasern geringer ji ist. so tritt die gewünschte Wirkung nicht genügend hervor. Demgemäß ist ein Gehalt an Kohlenstoff-Fasern bezogen auf die Gesamtmischung im Bereich von 2 — 50 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 5 — 30 Gew.-% bevorzugt.

Das erfindungegemäße Verfahren kann mit verschiedenen synthetischen Kunststoffen von thermoplastischen Polymeren oder wärmehärtbaren Polymeren durchgeführt werden. Typische synthetische Kunststoffe umfassen, thermoplastische Kunststoffe, wie Tetra- r> fluoräthylen-Äthylen-Copolymere. Trifltioräthylen-Ä1 hylcn-Copolymere. Äthylcn-Trifluorchloräthylen Copolymere. Vinylidenfluorid Polymere. Tnfluorehlor iiihylcn-Polymerc. Äthylen Polymere und Mischungen derselben, sowie wärmehärtbarc Kunststoffe, wie ίο F.poxyharze. Acrylharze, ungesättigte Polyesterharze o. dgl. Wenn eine große Wärmefestigkeit und Korro sionsfcstigkeii der Auskleidungsschicht erforderlich ist. so ist es bevorzugt, cm in der Schmelze vcrarbeitbares fluorhiJliges Polymeres einzusetzen, ζ. Β ein Äthylen -,-, Tetrafluorethylen Copolymere*, ein Äthylen Triflu orchlorathylenCopolymeres. ein Vinylidenfluorid Poly incres. cm Tetrafluorethylen Pcrfluorvinylaihcr ( opo lymeres. ein Telrafluoralhylen Hexafluorpropylen Co polymeres, ein Trifluorehlorälhylen-Polymcres o. dgl. bo

Verschiedene synthetische Kunststoffe können je nach dent speziellen Verwendungszweck gewählt werden. Wenn man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einen synthetischen Kunststoff mit einer hohen Dielektrizitätskonstante einsetzt, z. B. ein Älliy- 6ί len-Tclrafliiorälhylen-CopofynierCs, ein Älhylen-TriNuorchloräthylen-Cöpolymeres, ein Tctrafluorälhylcn-Hcxüfluorpröpylün-Cöpolymeres o.dgl.,Sö ist die Wirkung der Zugabe der Kohlenstoff-Fasern auf die Auskleidung mit dem Pulver des synthetischen Kunststoffs besonders ausgeprägt. Es ist bevorzugt, einen in der Schmelze verarbeitbaren synthetischen Kunststoff vom Fluortyp mit einer volumetrischen Schmelzfließgeschwindigkeit von 10—100 mmVsec und insbesondere von 20— 160mmVsec einzusetzen. Die erfindungsgemäß gewählte volumetrische Schmelzfließgeschwindigkeit ist folgendermaßen definiert: 1 g der Probe des Copolymeren oder des Polymeren wird unter einem vorbestimmten Druck von 30 kg/cm² bei einer vorbestimmten Temperatur mit einem Fließfähigkeits-Testgerät mit einer Düse mit einem Durchmesser von 1 mm unA einer Rundung von 2 mm extrudiert. Das Volumen der pro Zeiteinheit extrudierten geschmolzenen Probe wird als volumetrische Schmelzfließgeschwindigkeit bezeichnet (mnvVsec). Die vorbestimmte Temperatur kann in dem Temperaturbereich liegen, innerhalb dessen der synthetische Kunststoff formbar ist. Das heißt in einem Temperaturbereich zwischen der Temperatur, bei der der Schmelzfluß beginnt und der Temperatur, bei der die thermische Zersetzung einsetzt. Vorzugsweise sollte die Temperatur nahe des Temperaturwertes, bei dem der Schmelzfluß beginnt, d. h. in der Nähe der Temperatur des beginnenden Fließens liegen. Die Temperatur bei der die volumetrische Schmelzflußgeschwindigkeit gemessen wird, ist niedriger, als die Temperatur, bei der die thermische Zersetzung des synthetischen Kunststoffs beginnt Zum Beispiel wird bei einem Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeren die vorbestimmte Temperatur im Bereich von 260'C — 360^cC ausgewählt. Bei einem Äthylen-Trifluorchloräthylen-Copolymeren wird die vorbestimmte Temperatur im Bereich von 220—330"C ausgewählt.

Es ist insbesondere bevorzugt, ein Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeres mit einem Molverhältnis von Tetrafluorethylen zu Äthylen von 40:60—70:30 und insbesondere von 45 : 55 — 60 :40 auszuwählen oder ein Äthylcn-Trifluorchloräthvlen-Copolymeres mit einem Molverhältnis von Trifluorchlorathylen zu Äthylen von 40:60-70:30 und insbesondere von 45:55-60:40. Wenn der Teilchendurchmesser des synthetischen Kunststoffpulvers zu gering ist. so ist die Fließfähigkeit des Pulvers zu giing und es ist schwierig, eine gleichförmige Beschichtung durchzuführcn. Wenn der Teilchendurchmesser des synthetischen Kunststoffs /w groß ist. so erhält man eine ungleichmäßige Beschichtung. Somit sollte das Pulver des synthetischen Kunststoffs einen durchschnittlichen Tcilchendurchmes scr von etwa 2 — 400 μηι und vorzugsweise etwa 5 — 250 μιη und insbesondere von etwa 10— 200 μπι aufweisen. Das Schüttgewicht des synthetis hen Kunst sioffpulvcrs unterliegt keinen Beschränkungen Fs heat jedoch gewöhnlich im Bereich von 0.1 - 1,2 g/cm¹ und insbesondere im Bereu h von 0.5- 0.H g/cm¹, so daH in.m cmc gleichförmige glatte Auskleidung erhalt Is ist bevorzugt, ein synthetisches Kunslstoffpiilver zu ver wenden, welches einen Schuttwinkcl von weniger als 50 und insbesondere von weniger als *^r> aufweist, so daß man eine gute Pulverflieüfähigkeit erhält. Der S'chüllwinkel wird folgendermaßen gemessen: Man läßt das Pulver gleichförmig durch einen Trichter mit einer Öffnung von 9 mm auf eine Scheibe mit einem Durchmesser von 50 mm, welche in einem Abstand von 5 cm unterhalb des Trichterendes angeordnet ist, fließen. Wenn eine genügende Menge des Pulvers (etwa 100 ml) hcrabgcflosscn ist, befindet sich auf der Scheibe eine konische Pulverschicht. Die Höhe II (mm) der

konischen Pulverschichi wird gemessen und der Schüttwinke] Θ wird aus der Formel 0 = tan ' (H/25) berechnet (Durchschnittswert aus drei Versuchen). Der durchschnittliche Teilchendurchmesser wird folgendermaßen gemessen: Unter Verwendung eines Mikromerographen wird eine Teilchengrößen-Verteilungskurve aufgenommen. Dies wird für Proben, welche durch ein Tyler-Standardsieb mil 150 Maschen/2,5 cm hindurchlaufen, vc^rgesehen. Der Teilchendurchmesser bei 50% der integrierten Gewichtsprozentkurve wird als durchschnittlicher Teilchendurchmesser angenommen. Die Teilchengrößenverteilungskurve für Proben mit grißen Teilchen, welche nicht durch ein Tyler-Standardsieb mit 150 Maschen/2,5 cm hindurchpassen, wird durch Sieben aufgenommen. Der Teilchendurchmesser bei 50% der integrierten Gewichtsprozantkurve wird als durchschnittlicher Teilchendurchmesser angenommen. Es ist bevorzugt, ein synthetisches Kunststoffpulver mit einer schmalen Teilchengrößenverteilung und mit einer nahezu kugelförmigen Teilchengestalt zu verwenden.

Das Kunststoffpulver wird gewöhnlich durch einen Mahlvorgang hergestellt. Es ist bevorzugt, dabei den Teilchendurchmesser, das Schüttgewicht, die Teilchengrößenverteilung und die Teilchengestalt durch die Mahlbedingungen und durch die Arbeitsweise einzustellen. Es ist insbesondere bevorzugt, ein Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymerpulver mit einem Teilchendurchmesser von 2—400 μΓη und einem Schüttgewicht von 0.2—1.0 g/cm³ zu verwenden oder ein Äthylen-Trifluorchloräthylen-Copolymerpulver mit einem Teilchendurchmesser von 2—400 μιη und einem Schüttgewicht von 0,2— 1,0 g/cm*.

Man kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch andere geeignete Zusatzstoffe verwenden, z. B. verstärkende Materialien, Füllstoffe, Gleitmittel. Stabilisatoren. Pigmente o. dgl„ falls nicht die mechanischen Eigenschaften des synthetischen Polymeren oder die Wirkung des Zusatzes der Kohlenstoff-Fasern hierdurch merklich beeinträchtigt wird. Man kann ferner die thermiche Stabilität, die Oberflächenhärte oder die Abnutzungsfestigkeit oder die Nichtklebrigkeit und andere Figenschaften der Auskleidungsschicht durch Zugabe von Zusatzstoffen verbessern.

Wenn man eine Auskleidungsschicht mit einer Dicke von mehr als 500 μπι durch wiederholte Beschichtung herst' Ht. so wird der Kunststoff wiederholt während einer relativ langen Zeitdauer auf hoher Temperatur gehülten. Demgemäß ist es erforderlich, eine thermische Zersetzung /u vermeiden. Die thermische Stabilität des Kunststoffs wird .*. B. durch Zugabe einer kleinen Menge von vAluminiumoxid oder einer Kupververbindung. /. B. Cu. CuCI. und Cu(NO₁J₂ verbessert. Durch diese Maßnahme kann eine thermische Zersetzung des Kunstharzes selbst bei wiederholten Beschichtungs-Sinterungs-StuLvi verhindert werden. Bei der herkömmlichen l'ulversprühmethode cr/iclt man mit einer ein/igen Beschichtungs Sinterungs-Stufe eine Schicht dicke von 200— 300 μίτι und die Beschichüings Sinte rungs Stufe muß bis zur Kr/ieliing der gewünschten Duke wiederholt werden Der Sprühvorgang wird bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffs durchgeführt und daher ergeben sich bei einer Wiederholung der Beschichtungs-Sinterungs-Stufen Verschiedene Schwierigkeiten. Bei dem erfindungsgemäßen Pulversprühverfahren kann man eine Dicke von mehr als 500 μιη mit einer einzigen Beschichtungs-Sinterungs-Stufe erziplen. Andererseits kann man den Sprühvorgang bei einer herkömmlichen elektrostatischen Auskleidungsmethode bei Zimmertemperutur durchführen. Die Dicke der rr.it einer einzigen Beschichtungs-Sinierungs-Stufe erzielbaren Beschichtung beträgt jedoch nur 100— 150μ<τι. Darüber hinaus ist es schwierig, hierbei die Beschichtung zu wiederholen. Bei der erfindungsgemäßen elektrostatischen Auskleidungsmethode erzielt man eine Dicke von mehr als 200 μπι mit einer einzigen Beschichtungs-Sinterungs-Stufe und darüber hinaus ist es möglich, die

ίο Beschichtung zu wiederholen.

Wenn man bei der elektrostatischen Auskieidungsmethode gemäß vorliegender Erfindung das Substrat vorheizt, so kann man die Dicke der Auskleidungsschicht, welche mit einer einzigen Beschichtungs-Sinte- rungs-Stufe erzielbar ist, erhöhen. Wenn man z. B. das Substrat auf etwa 200°C vorerhitzt (auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes im Falle eines Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeren), so kann man eine Beschichtungsdicke von mehr als 300 μπι mit einer

jo einzigen Beschichtungs-Sinteru'--s-Stufe erzielen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die Vorrichtungsbedingungen und die Verfahrensbedingungen zur Aufbringung des synthetischen Kunstharzpulvers auf das Substrat und zur Sinteung nicht beschränkt. Man kann in herkömmlicher Weise verfahren. Es ist bevorzugt, optimale Bedingungen hinsichtlich der Temperatur der Vorheizung des Substrats, hinsichtlich der Sprühgeschwindigkeit des Pulvers, hinsichtlich der Zufuhrt at«? und der Aufladung

jo des Pulvers bei der elektrostatischen Pulverausklei dungsmethode o. dgl. auszuwählen, und zwar jeweils je nach der Art des Substrats urui je nach der Art des synthetischen Kunstharzes. Dc Sinterungstemperatur wird je nach der Art des synthetischen Kunstharzes

3; ausgewählt. Zum Beispiel liegt die Sinterungstemperatur oberhalb der Temperatur bei der der Fließvorgang einsetzt. Der Fließvorgang setzt bei Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeren bei einer Temperatur von etwa 265 —270⁰C ein und die thermische Zersetzungstemperatur eines derartigen Copolymeren liegt bei etwa 340—360"C. Bei einem Äthylen-Trifluorchlorälhylen-Copolymeren setzt der Fließvorgang bei einer Temperatur von etwa 220 — 260 C und insbesondere von etwa 230 — 250 C ein und die thermische Zerietzungstempe-

4', ratur liegt bei etwa 310 C —350 C vnd insbesondere bei 320 —340X. Demgemäß wird die .Sinterungstemperatur bei einem Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeren im Bereich von gewöhnlich etwa 2b') — 360 C und vorzugsweise im Bereich von etwa 270— 340'C ausgewählt. Bei

Vi einem Äthylen-Trifluorchlorathylen-Copolymeren liegt die Sinterungs\emperatur vorzugsweise im Bereich von etwa 220 —33OC und speziell im Bereich vor. etwa 240 —300 C. Bei einem Vinylidenfluoridkunststoff liegt die Sinterungstemperaiur bei etwa 22O-28O"(". Bei

Yi einem Polyäthylen liegt die Sinlcninestemper.itur bei etwa 180 —250"C und bei einem Triflm/rchloräthylen Polymeren liegt die Sinlertingstempcratur bei etwa 250-310 ( .

Das erfind"ngsgcmäßc Ausklcidungsverfahrcn fuhrt

mi zu einer zusammengesetzten Auskleidungsschicht. be stehend aus dem synthetischen Kunstharz und den Kohlenstoff-Fasern. Diese Auskleidungscchicht wird auf der Oberfläche des Substrats gebildet. Erfindungsgeinäß kann man eine zusammengesetzte Auskleidungsschicht

<,-, mit einer hohen Spannungsrißfestigkeit herstellen, welche eine Dicke von mehr als 500 μιη aufweist. Dies gelingt bei dem Pulversprühverfahren in einer einzigen Stufe. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen elek-

trostalischen Pulvcrausklcidungsverfahrcns ist es möglich, in einer einzigen Stufe eine Ausklcidungsschicht mit einer Dicke von mehr als 200 μπι herzustellen. Durch Wiederholung dieser Auskleidungsslufcn kann man leicht dickere zusammengesetzte Auskleidungsschichten erzielen.

Das erfindungsgemäßc Verfahren isl hinsichtlich des Substrates nicht beschränkt. Man kann Substrate verschiedener Gestalt einsetzen, z. B. einfache Platten. Rohre, hohle Behälter, Erzeugnisse spezieller Gestalt, Stäbe o. dgl. Das Substrat kann aus verschiedensten Materialien bestehen, z. B. aus Metallen, wie Eisen, Stahl, Aluminium, Edelstahl; aus nichtmetallischen Materialien, wie Glas und aus spezieller Keramik. Man kann als Substrat elektrische Bauteile, mechanische Bauteile, Konstruktionselemente, Kochgeräte, chemische Geräte und Instrumente o. dgl. verwinden. Es ist bevorzugt, bei dem crfindiingsgemäßcn Verfahren die Oberfläche des Substrates einer Vorbehandlung zu unterziehen, insbesondere einer herkömmlichen Reinigung zur Entfernung von Staub und Verunreinigungen von der Oberfläche des Substrats. Ferner kann man auch eine mechanische Oberflächenbehandlung durchführen. Man kann z. B. die Oberfläche mit dem Sandslrahl bearbeiten oder man kann eine chemische Oberflächenbehandlung, z. B. eine Ätzung o. dgl. durchführen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand
Ausführungsbeispiclcn näher erläutert.

ι-,

Beispiele 1 —4 und Vcrglcichsbeispiele 1 — 7

Ein Äthylen-Tclraflüoräthylcn-Copolymerpulvcr mit einem Molvcrhällnis von Tetrafluorethylen zu Äthylen von 53 :47 und mit einer volumetrischen Schmelzflicßgeschwindigkcil von 70mmVscc bei 300°C und mit einer Fließstarltemperatur von 27O°C und einer Temperatur beginnender thermischer Zersetzung von 35O^1-C und einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 Mikron und einem Schüttgewicht von 0.58 g/cm³ und einem Schüttwinkcl von 42° wird verwendet. Das Copolymerpulver und Kohlenstoff-Fasern mit einem Durchmesser von 10 [im und einer Länge von 50—ΙΟΟμηι werden in einem V-förmigen Mischer vermischt und die Mischung wird in einem 12-l-Trichter mit einer aus Metall bestehenden perforierten Platte am Boden gefüllt. Vom Boden des Trichters her wird Druckluft fiiil einem Überdruck von 2i) 2 kg/cm³ eingeführt. Die Mischung wird mit Hilfe von Luft durch ein mit dem oberen Rand des Trichters verbundenes Rohr auf die Oberfläche des auf 300⁰C vorgeheizten Substrats gesprüht. Als Substrat dient eine weiche Stahlplatte mit einer Dicke von 6 mm und einer 2> Länge von 20 cm und einer Breite von 20 cm. Nach der Beschichtung wird die Platte bei 300⁰C während 15 min gesintert. Die Bedingungen des Verfahrens und die Dicke der erhaltenen Beschichtung sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Zum Vergleich wird dieses Ausklei-JH dungsvcrfahrcn ohne Verwendung von Kohlenstoff-Fasern oder unter Verwendung anderer Zusatzstoffe gemäß Tabelle 1 durchgeführt.

Tabelle 1	Füllstoff Art	Menge	Anzahl d. Be schichtungen	Dicke d. Be- schichtungs- schicht	Bemerkungen	i
Nr		(Ciew.-%)		(μπι)		I 1 Ϊ
	-	-	i	2GG		I
vgl. i	-	-	2	400	Risse
Vgl. 2	Kohlenstoff-Fasern	10	1	360	-	I
Bsp. 1	Kohlenstoff-Fasern	10	2	650	-	I
Bsp 2	Kohlenstoff-Fasern	20	1	800	-	I
Bsp. 3	Kohlenstoff-Fasern	20	2	1500	-	I
Bsp. 4	Glasfasern Glasfasern¹)	20 20	1 2	350 600	schlechte Pulverfließ- fahigkeit, ungleichm.	I
Vgl. 3 Vgl 4	Aluminiumoxid")	20	2	300	-	ί
Vgl. 5	Siliziumoxid')	20	2	800	Risse	-■
Vgl. 6	Graphit⁴)	20	2	140	-
Vgl. 7	'ifl'jm Durchmesser: 50 ^:) 16 /m Durchmesser	im länge.		') 50 um Durchmesser ⁴) 9 'im Durchmesser.
Bemerkungen:

Beispiele 5—9 und Vergleichsbeispiele 8—15

Man verwendet das Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymerpulver und die Kohlenstoff-Fasern gemäß Beispiel 1. Die Mischung gemäß Beispiel 1 wird elektrostatisch auf einer Oberfläche von Weiehstah! abgeschieden, und zwar bei einer Aufladungsspannung von 75 KV. einer Pulverzufuhrgeschwindigkeit von 200 g/min, einem Fließbeitdruck von 20 kg/cm² und einem Pulver-Trägerluftdruck von 1,8 kg/cm². Hierzu wird eine elektrostatische Sprüheinrichtung verwendet Das Substrat wird nicht vorerhitzL Das beschichtete Produkt wird erst 15 min bei 300⁰C gesintert, wobei eine Beschichtung gebildet wird. Die Bedingungen und die Dicke der erhaltenen Beschichtung sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Zum Vergleich wird dieses Verfah-

IO

ren ohne Verwendung von Kohlenstoff-Fasern odef unter Verwendung anderer Zusatzstoffe gemäß Tabelle 2 wiederholt. Es werden die gleichen Glasfasern, das

Tabelle 2

gleiche Aluminiumoxid, das gleiche Siliciumoxid und der gleiche Graphit wie bei den Vcrgleichsbeispielcn 3—7 eingesetzt.

Füllstoff
Art

Menge
(Oow.-%) Anzahl (J. Beschichlungen

Dicke d. Beschichlungs- schicht

(j/m)

Bemerkungen

Vgl. 8	—	-
Vgl. 9		-
Bsp. 5	Kohlenstoff-Fasern	10
Bsp. 6	Kohlenstoff-Fasern	10
Bsp 7	KnhlenstnlT-Fiisern	20
Bsp. 8	KohlenslolT-Fasern	20
Bsp. 9	Kohlenstoff-Fasern	20
Vgl. 10	Glasfasern	20
Vgl. 11	Glasfasern	20
Vgl. 12	Aluminiumoxid	20
Vgl. 13	Aluminiumoxid	20
Vgl. 14	Siliziumoxid	20
Vgl. 15	Graphit	20

Beispiele 10—15
und Vergleichsbcispiele 16—21

Das Verfahren gemäß Beispiel 5 wird wiederholt, wobei man ein Vinylidenfluorid-Polymerpülver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 150 μίτι (PFV) oder ein Äthylen-Trifiuorchloräthylen-Copolymerpulver mit einem durchschnittlichen Teil-Tabelle 3

100 150 210 450 220 400 600

80 120

70 100 130

schlechte Pulverfliellfahigkeit; ungleichm.

jo chendurchmesscr von 50 μΐη verwendet. Das Schiittgewicht beträgt 0,7 g/cm^J. Der Schüttwinkel beträgt (PE-TFCE). Mit diesem Polymerpulver wird jeweils die Auskleidung vorgenommen. Zum Vergleich werden keine Kohlertslöff-Fasern verwendet. Die Bedingungen

j¹; und die Dicke der erhaltenen Beschichtung sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

Art des synthetischen Kunststoffs

Menge d. KohlenstolT-Fasern

(Gew.-%) Sinterungsbedingungen

( C) (min)

Anzahl d. Auskleidungen

Dicke d. Beschichtung

(μπι)

Vgl. 16 PFV - 260X 15 I 100

Vgl. !7 PFV - 260X15 2 210

Vgl. 18 PFV - 260X15 4 440

Vgl. 19 PE-TFCE - 270X15 I 110

Vgl. 20 PE-TFCE - 270X15 2 200

Vgl. 21 PE-TFCE - 270X15 4 420

Bsp. 10 PFV 20 260 X 15 1 220

Bsp. 11 PFV 20 260X15 2 440

Bsp. 12 PFV 20 260 X 15 4 800

Bsp. 13 PE-TFCE 20 270 X 15 I 200

Bsp. 14 PE-TFCE 20 270 X 15 2 420

Bsp. 15 PE-TFCE 20 270X15 4 630

Bemerkungen:

PFV: Vinylidenfluorid-Polymeres.

PE-TFCE: Äthylen-Trifluorchloräthylen-Copolymeres mit einem Molverhältnis von Trifluorchlorathylen zn Äthylen von 50: 50

und mit einer volumetrischen Schmelzfließgeschwindigkeit von 100 mmVsec bei 270 C

Mit vorstehenden Beispielen wurde das erfindungsgemäße Pulverauskleidungsverfahren anhand von in der Schmelze verarbeitbaren Polymeren vom Fluortyp erläutert Ähnliche Wirkungen werden auch bei Verwendung anderer Polymerpulver erzielt

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Pulverbeschichtung durch Vermischen eines Fasermaterials und eines synthetischen Polymerpulvers, Aufbringen des Gemisches auf die Oberfläche eines Substrats und nachfolgendes Brennen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung von 2 bis 50 Gew.-% Kohlenstoff-Fasern mit einer Länge von weniger als 1000 μπι und dem synthetischen Polyrnerpulver verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohlenstoff-Fasern mit einem Durchmesser von 5—30 μπι und einem Verhältnis der Länge zum Durchmesser von 2— 100 verwendet

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Pulver eines in der Schmelze verarbeitbaren Kunststoffs vom Fiuonyp mit einem Schüugewichi von 0,1 — \2 g/cm³ und mit einem Teilchendurchmesser von 2—400 μηι verwendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Pulver eines Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeren. eines Äthylen-Trifluorchloräthylen-Copolymeren, eines Vinylidenfluorid-Polymeren, eines Tetrafluoräthylen-Perfluorvinyläther-Copolymeren, eines Tetrafluoräthylcii-Hexafluorpropylen-Copolymeren oder eines Trifluorchlorethylen- Polymeren verwendet.

5. Vei fahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß man ein Äthylen-Trifluorchloräthylen-Copolvmerpulver mit einem Molverhältnis von Trifluorchlorethylen zu Äthylen von 40 : 60—70 : 30. mit einem Teilchendurchmesser von 2 — 400 μιτι und mit einem .Schüttgewicht von 0.2— 1.0 g/cm 'verwendet.