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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Pulverbeschichtung von metallischen Gegenständen.
Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Bildung eines
Beschichtungsfilms aus einem Harz mit einer hohen
Haftfestigkeit an ein Metall sowie einer ausgezeichneten
Wärmebeständigkeit, Heißwasserbeständigkeit und Ausdehnung
auf einer Oberfläche eines Metalls.
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Bisher wurde ein feingepulverter Anstrich auf Basis eines
Olefinpolymers, insbesondere eines Polyethylens oder eines
Copolymers davon, weithin zur Erzielung von
Korrosionsbeständigkeit, chemischer Beständigkeit und
Rostbeständigkeit für metallische Gegenstände verwendet.
Beispielsweise wird er für verschiedene Gegenstände wie
etwa Abtropfbretter, Gemüsekörbe, Körbe für Fahrräder,
Kühlschränkfächer und ähnliches verwendet, welche in
unserem Alltagsleben oft gesehen werden können.
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Im Bereich des alltäglichen Bedarfs, wie oben beschrieben,
worin Wärmebeständigkeit nicht besonders verlangt wird,
ist das Beschichten mit Polyethylen oder einem Copolymer
davon zur Erzielung des obigen Zwecks hinreichend. Im
Falle jedoch, daß diese beschichteten metallischen
Gegenstände unter Hochtemperaturbedingungen verwendet
werden sollen, wie etwa als Heißwasserrohre, Periphärteile
von Automobilmotoren und ähnliches, kann eine hinreichende
Beständigkeit durch eine Beschichtung mit Polyethylen oder
einem Copolymer davon kaum erhalten werden.
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Andererseits ist ein Polypropylen als Material zur
Herstellung verschiedener geformter Gegenstände weithin
wegen seiner exzellenten Wärmebeständigkeit und
Dimensionsstabilität ebenso wie wegen seines geringen
Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet worden. Jedoch
gibt es wenige Fälle, daß ein Polypropylen zur
Pulverbeschichtung verwendet wird, weil, wenn ein Metall
der Pulverbeschichtung mit Polypropylen unterworfen wird,
Probleme auftreten wie etwa eine schlechte Haftung
zwischen Polypropylen und einem Metall und eine
schlechtere Ausdehnung eines Beschichtungsfilms, der nach
Beschichtung erhalten wird.
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Die japanische Patentoffenlegungsschrift Kokai Nr.
59-30841 offenbart eine Zusammensetzung zum
Tauchüberziehen in einem Fließbett, wodurch die Adhäsion
an ein Metall verbessert wird. In Beispiel 6 darin wird
offenbart, daß Polypropylen mit einem durch Behandlung mit
Maleinsäureanhydrid modifizierten Polypropylen trocken
vermischt wird, wodurch eine Zusammensetzung erhalten
wird, und ein Metall dem Fließbett-Eintauchüberziehen
unter Verwendung dieser Zusammensetzung unterworfen wird.
Das resultierende beschichtete Material zeigt eine
verbesserte Haftung. Die Haftung ist jedoch nach
unzureichend, und die niedrige Ausdehnung des
Überzugsfilms wird kaum verbessert.
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Ferner offenbaren die japanischen
Patentoffenlegungsschriften Kokai Nr. 62-190265 und
62-190266 eine Verbesserung der Haftung ebenso wie eine
Verbesserung der schlechteren Ausdehnung eines
Überzugsfilms aus einem Polypropylen in dem Fall, daß ein
metallischer Gegenstand, der dem Pulverbeschichten
unterworfen werden soll, in einer heißen Atmosphäre
eingesetzt wird. Die erstere Anmeldung offenbart eine
Harzzusammensetzung zur Pulverbeschichtung, welche ein
modifiziertes Polypropylen, das durch
Pfropfcopolymerisatian eines Teils oder der Gesamtheit
eines kristallinen statistischen Copolymers,
zusammengesetzt aus Propylen und einem alpha-Olefin mit
einer ungesättigten Carbonsäure oder dessen Anhydrid,
einem Polyethylen, einem Metalloxid oder -hydroxid und
einem Keimbildungsmittel erhalten wird, umfaßt. Unter dem
Gesichtspunkt der Harzbestandteile ist die
Zusammensetzung, die in der letzteren Anmeldung offenbart
ist, dieselbe wie die der ersteren Anmeldung mit der
Ausnahme, daß ein Vinylcycloalkanpolymer mit 6 oder mehr
Kohlenstoffatomen nach außerdem dazugegeben wird. Wenn ein
Metall mit den in den beiden Anmeldungen offenbarten
Zusammensetzungen beschichtet wird, werden die Haftung und
die Ausdehnung der resultierenden Überzugsfilme
verbessert. Die Haftung und Ausdehnung in einer heißen
Atmosphäre oder beim Eintauchen in heißes Wasser sollten
jedoch noch weiter verbessert werden.
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Im Falle, daß ein Metall dem Pulverbeschichten unterworfen
wird, ist gute Ausdehnung eines Überzugsfilms eines der
wichtigen Erfordernisse. Wenn z.B. die Ausdehnung eines
Überzugsfilms schlechter ist, wird eine freie
Metalloberfläche an einem Rand einer Ecke eines
metallischen Gegenstands exponiert. Wenn ferner die Form
eines metallischen Artikels kompliziert ist, wird der
Überzugsfilm sogar durch wenig Spannung oder Stoß
durchbrochen, was den Artikel zu seinem ursprünglichen
Zweck unbrauchbar macht. Es gibt noch ein weiteres Problem
dahingehend, daß Rißbildung durch thermische Belastung
wahrscheinlich ist.
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Unter diesen Umständen haben die gegenwärtigen Erfinder
die Adhäsion zwischen einem Metall und einem Polypropylen
und ein Pulverbeschichtungsverfahren, welches für gute
Ausdehnung eines Überzugsfilms nach dem Beschichten in
einer heißen Atmosphäre und beim Eintauchen in heißes
Wasser sorgt, intensiv untersucht. Als Ergebnis wurde
gefunden, daß wenn Polypropylen, das durch Behandlung mit
einer ungesättigten Carbonsäure oder einem Anhydrid davon
modifiziert wurde, mit Polyethylen von sehr niedriger
Dichte, die fast dieselbe Dichte wie die des modifizierten
Polypropylens ist, vermengt wird, diese bei der Vermengung
miteinander innig vermischt werden können, aufgrund
vielleicht ihrer ähnlichen Dichten, und daß, wenn diese
zur Pulverbeschichtung verwendet werden, keine
Phasentrennung beim Schmelzen auf einem metallischen
Artikel beobachtet wird und ein glatter, glänzender und
fester, jedoch flexibler Überzugsfilm erhalten werden kann.
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Es wurde ferner gefunden, daß ein feingepulverter
Anstrich, der erhalten wird durch mechanische
Pulverisierung einer Zusammensetzung, die aus dem
modifizierten Polypropylen, welches mit einer
vorgeschriebenen Menge des oben erwähnten Polyethylens mit
sehr niedriger Dichte vermengt wird, zusammengesetzt ist,
ausgezeichnete Haftung an ein Metall hat und daß der
resultierende Überzugsfilm eine bemerkenswert verbesserte
Ausdehnung im Vergleich zu einem Überzugsfilm, der mit den
herkömmlichen modifizierten Polypropylenzusammensetzungen,
wie offenbart in den japanischen Patentschriften Kokai Nr.
62-190265 und 62-190266, gebildet wird, zeigt.
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Wenn ferner der obige feingepulverte Anstrich auf eine
Metalloberfläche appliziert wird, welche mit einer
Grundierung behandelt wurde, die aus einem Dienpolymer und
Magnesiumoxid zusammengesetzt ist, wie etwa der, die in
der japanischen Patentschrift Kakoku Nr. 53-5045 offenbart
ist, zeigt der resultierende Überzugsfilm eine gute
Ausdehnung und behält eine starke Haftfestigkeit während
eines langen Zeitraums, selbst unter Bedingungen wie bei
Eintauchen in heißes Wasser.
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Das heißt, die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung
ist, eine verbesserte Methode zur Pulverbeschichtung von
metallischen Gegenständen zur Verfügung zu stellen, welche
einen Harzüberzugsfilm mit guter Haftung an ein Metall
ebenso wie mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit,
Heißwasserbeständigkeit und guter Ausdehnung bilden kann.
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Dieses Ziel ebenso wie andere Ziele und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten aus der
folgenden Beschreibung offensichtlich werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Pulverbeschichtung zur Verfügung gestellt, welches umfaßt,
daß ein metallischer Gegenstand einer Pulverbeschichtung
mit einer Harzzusammensetzung, umfassend 80 bis 97 Gew.%
eines durch Behandlung mit einer ungesättigten Carbonsäure
oder deren Anhydrid modifizierten Propylens, welches eine
Dichte von 0,885 bis 0,920 hat, vorzugsweise 0,890 bis
0,915, und 20 bis 3 Gew.% Polyethylen von sehr niedriger
Dichte mit einer Dichte von 0,880 bis 0,920, vorzugsweise
0,890 bis 0,910, unterworfen wird, wodurch ein
Harz-Überzugsfilm mit Hitzebeständigkeit ebenso wie mit
Heißwasserbeständigkeit und guter Ausdehnung auf dem
Gegenstand gebildet wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur
Pulverbeschichtung zur Verfügung, welches eine Behandlung
einer Oberfläche eines metallischen Gegenstands mit einer
Grundierung, umfassend ein Dienpolymer und Magnesiumoxid,
und eine Pulverbeschichtung des Gegenstands mit der obigen
Harzzusammensetzung umfaßt, wodurch ein Harzüberzugsfilm
mit Hitzebeständigkeit ebenso wie mit
Heißwasserbeständigkeit und guter Ausdehnung auf dem
Gegenstand gebildet wird.
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Das modifizierte Polypropylen, das in der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, kann auf dieselbe Weise wie
beschrieben in Beispiel 1 der japanischen Patentschrift
Kokai Nr. 62-190266 hergestellt werden. Das heißt, ein
kristallines statistisches Copolymer, zusammengesetzt aus
90 bis 99 Gew.% Propylen und 10 bis 1 Gew.%, vorzugsweise
8 bis 2 Gew.% eines alpha-Olefins, verschieden van
Propylen, mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen wird vorzugsweise
als das Rohmaterialharz eingesetzt. Als alpha-Olefin wird
vorzugsweise Ethylen verwendet. Wenn der Anteil von
alpha-Olefin, das copolymerisiert werden soll, weniger als
1 Gew.% beträgt, kann ein glatter Überzugsfilm bei einer
Temperatur von weniger als 250ºC kaum erhalten werden,
welches die Zersetzungstemperatur von Polypropylen ist,
weil der Schmelzpunkt des resultierenden Copolymers und
die Viskosität beim Schmelzen zu hoch ist. Andererseits,
wenn der Anteil des zu copolymerisierenden alpha-Olefins
10 Gew.% übersteigt, wird die Hitzebeständigkeit und
Oberflächenhärte des Überzugsfilms erniedrigt, weil der
Schmelzpunkt des resultierenden Copolymers zu niedrig wird.
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Als die ungesättigte Carbonsäure oder deren Anhydrid, die
zur Modifizierung des Polypropylens eingesetzt werden,
können beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure,
Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure,
Itaconsäureanhydrid und ähnliche verwendet werden. Unter
diesen ist Maleinsäureanhydrid bevorzugt.
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Es ist bevorzugt, daß die Menge der ungesättigten
Carbonsäure oder deren Anhydrid, welche in das
säuremadifizierte Polymer eingefügt wird, 0,01 bis
5 Gew.%, bezogen auf das modifizierte Polypropylen,
beträgt. Wenn die Menge weniger als 0,01 Gew.% ist, steht
eine Verbesserung der physikalischen Eigenschaften kaum in
Aussicht. Wenn andererseits die Menge 5 Gew.% übersteigt,
wird der Effekt der Modifizierung herabgesetzt. Jedes
konventionelle Verfahren kann zur Säuremodifizierung von
Polypropylen verwendet werden. Beispielsweise kann das
modifizierte Polypropylen hergestellt werden, indem man
eine Mischung van Polypropylen, einer ungesättigten
Carbonsäure oder deren Anhydrid und eines Lösungsmittels
auf eine hohe Temperatur in Gegenwart eines
Radikalpolymerisationsinitiators erwärmt. Es kann ferner
auch hergestellt werden, indem man lediglich eine Mischung
von Polypropylen und einer ungesättigten Carbonsäure oder
deren Anhydrid schmilzt und knetet, ohne daß ein
Lösungsmittel verwendet wird.
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In der in der vorliegenden Erfindung verwendeten
Zusammensetzung wird Polyethylen von sehr niedriger Dichte
dem säuremodifizierten Polypropylen zugesetzt.
Insbesondere kann durch Zusatz von 20 bis 3 Gew.% eines
Polyethylens von sehr niedriger Dichte zu 80 bis 97 Gew.%
des säuremodifizierten Polypropylens ein Pulveranstrich,
der für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet
ist, erhalten werden. Wenn die Menge von Polyethylen sehr
niedriger Dichte weniger als 3 Gew.% beträgt, werden die
Ausdehnung und Hitzebeständigkeit des Überzugsfilms, der
auf einem Metall gebildet wird, nicht verbessert. Wenn die
Menge 20 Gew.% übersteigt, ist dies nicht bevorzugt, weil
Haftung und Härte des Überzugsfilms schlechter werden.
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Bezüglich der Dichten des modifizierten Polypropylens und
des Polyethylens von sehr niedriger Dichte wird es
vorgezogen, daß ihre Dichten so nah wie möglich
zusammenliegen, und daher werden in der vorliegenden
Erfindung das modifizierte Polypropylen und Polyethylen
von sehr niedriger Dichte mit Dichten innerhalb der obigen
Bereiche verwendet.
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Um Polyethylen von sehr niedriger Dichte dem modifizierten
Polypropylen zuzusetzen, werden diese in einem Mischer wie
einem Henschel-Mischer, Vermenger oder ähnlichen
vermischt, und dann wird die Mischung mit einem Extruder
geknetet, wodurch Pellets erhalaten werden. Die
pelletisierte Zusammensetzung wird mechanisch
pulverisiert, wodurch ein Pulver mit einer
durchschnittlichen Partikelgröße von nicht mehr als
500 u, vorzugsweise 50 bis 300 u erhalten wird.
Dieses wird als Pulveranstrich bei der Pulverbeschichtung
verwendet. Zur Pulverbeschichtung mit diesem
Pulveranstrich kann jede herkömmliche Methode angewandt
werden, wie etwa Fließbett-Eintauchüberziehen (fluidized
bed dip coating), elektrostatisches Überziehen,
elektrostatisches Eintauchüberziehen und ähnliches.
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In der vorliegenden Erfindung wird ein metallischer
Gegenstand, der der Pulverbeschichtung unterworfen werden
soll, auf 200 bis 250ºC mit einem Heizgerät wie etwa einem
elektrischen Ofen mit einer Temperaturkontrollvorrichtung
vorgeheizt und dann wird im Falle des
Fließbett-Tauchverfahrens der metallische Gegenstand in
einen Trog eingetaucht, worin das Harzpulver einige
Sekunden bis einige Minuten lang fluidisiert wird. In
diesem Fall ist es von Wichtigkeit, daß die
Oberflächentemperatur des zu beschichtenden Gegenstands
kontrolliert wird, so daß die Temperatur des geschmolzenen
Harzes niedriger ist als die Zersetzungstemperatur des
modifizierten Polypropylens (d.h. 250 bis 253ºC) weil,
wenn die Temperatur diesen Bereich übersteigt, die
Hauptkette des Polymers sich rapide zu zersetzen beginnt,
was in einer Verschlechterung des Harzes resultiert.
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Nach dem Überziehen wird auf 160 bis 230ºC erwärmt, um die
Oberfläche des resultierenden Überzugsfilms zu glätten.
Vorwärm- und Nachwärmzeiten können nicht speziell
limitiert werden, weil sie in Abhängigkeit von der
speziellen Erwärmungstemperatur und der Größe des
besonderen zu beschichtenden Gegenstands variieren. Jedoch
kann beispielsweise das Vorwärmen bei 250ºC während etwa
20 bis 30 Minuten und das Nachwärmen bei 230ºC während
etwa 15 bis 20 Minuten oder bei 200ºC während etwa 40 bis
60 Minuten ausgeführt werden. Wenn die Nachwärmzeit zu
lang ist, resultiert Gardinenbildung des Überzugsfilms und
eine Verschlechterung des Harzes. Wenn andererseits die
Zeit zu kurz ist, ist natürlich der resultierende
Überzugsfilm bezüglich seiner Glattheit fehlerhaft.
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann auf einen
beliebigen metallischen Gegenstand, der der
Pulverbeschichtung unterworfen werden soll, angewandt
werden.
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Im Falle, daß die zu beschichtenden metallischen
Gegenstände z.B. Platten, Paketlücken, Gefäße und
ähnliches sind, wobei der Anstrich auf deren Oberflächen
aufgebracht wird, wird das sogenannte
Fließbett-Eintauchverfahren vorteilhafterweise eingesetzt.
Im Falle, daß die zu beschichtenden metallischen
Gegenstände z.B. Rohre sind, wobei es nötig ist, den
Anstrich auf den inneren Oberflächen aufzubringen, kann
der Überzugsfilm gebildet werden, indem man ein
Sprühüberzugsverfahren verwendet, worin das Harzpulver auf
die inneren Oberflächen von vorgewärmten Rohren
aufgetragen wird, oder ein Verfahren, worin das Harzpulver
in vorgewärmte Rohre eingesogen wird.
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Im allgemeinen hat ein Polypropylen Hitzebeständigkeit.
Wenn daher das obige modifizierte Polypropylen mit einem
Polyethylen von sehr niedriger Dichte vermengt wird,
haftet der resultierende Überzugsfilm stark an einem
Metall an und kann kontinuierlichen Gebrauch unter
Hochtemperaturbedingungen befriedigend aushalten.
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In einer Heißwasseratmosphäre kondensiert jedoch manchmal
Wasser zwischen einen Überzugsfilm und eine Oberfläche
eines Metalls ein, weil Wasserdampf durch den Überzugsfilm
permeiert, und dadurch wird die Adhäsion zwischen dem
Überzugsfilm und dem Metall geschwächt. Als Resultat kann
ein Phänomen beobachtet werden, wie etwa daß der
Überzugsfilm sich von der Metalloberfläche abtrennt oder
abblättert.
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Um dieses Phänomen zu verhindern, wird unter einem anderen
Aspekt der vorliegenden Erfindung ein zu beschichtender
metallischer Gegenstand zunächst mit einer Grundierung
behandelt, die ein Dienpolymer und Magnesiumoxid umfaßt,
und dann wird das Ergebnis der Pulverbeschichtung mit der
obigen Harzzusammensetzung unterworfen. Es wurde gefunden,
daß das Anpassen zwischen einem Überzugsfilm und einer
Metalloberfläche bemerkenswert durch Behandlung mit der
obigen Grundierung verbessert wird und daher eine starke
Adhäsion während eines langen Zeitraums nicht nur unter
normalen Hochtemperaturbedingungen, sondern auch bei
Eintauchen in heißes Wasser erhalten werden kann.
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Obwohl die Funktion und der Mechanismus der Grundierung,
die ein Dienpolymer und Magnesiumoxid umfaßt, nicht klar
sind, wird vermutet, daß eine gewisse chemische
Bindungskraft zwischen der Grundierung und dem
Überzugsfilm gebildet werden kann.
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Ein Verfahren zur Anwendung der Grundierung auf einen
Metallgegenstand ist nicht speziell begrenzt. Jedoch kann
ein Eintauchverfahren, worin der Gegenstand in die
Grundierungslösung eingetaucht wird, vorteilhafterweise
angewandt werden. Das Dienpolymer, das in der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, schließt synthetische Kautschuke
wie etwa Polybutadienkautschuk und NBR
(Acrylnitril-Butadiencopolymer), natürliche Kautschuke und
ähnliches ein. Das Dienpolymer wird gewöhnlich zusammen
mit Magnesiumoxid verwendet, indem man es in einem
Lösungsmittel wie etwa Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform
und ähnlichem auflöst. Wahlweise kann ein Suspendiermittel
oder ein Dispergiermittel, wie etwa feinverteilte
Silicapartikel, Ruß oder ähnliches zugesetzt werden.
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Nach Behandlung mit der obigen Grundierung kann ein
Überzugsfilm gebildet werden, der eine starke Haftung an
ein Metall sogar bei Heißwassereintauchen hat, indem man
den mit der Grundierung behandelten metallischen
Gegenstand trocknet, vorwärmt, den vorgewärmten Gegenstand
einer Pulverbeschichtung mit der obigen
Harzzusammensetzung unterwirft, worin Polyethylen von sehr
niedriger Dichte mit dem modifizierten Polypropylen
vermengt ist, und ihn dann nachwärmt.
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In der vorliegenden Erfindung können wahlweise
Keimbildungsmittel wie etwa para-t-Butylbenzoesäure,
Sorbitolderivate und ähnliches; Pigmente wie etwa Ruß,
Titandioxid und ähnliches; Antioxidantien; ultraviolettes
Licht absorbierende Stoffe; und ähnliches zu obiger
Harzzusammensetzung zugegeben werden, soweit die Vorteile
der vorliegenden Erfindung nicht verlorengehen.
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Gemäß dem Verfahren zur Pulverbeschichtung der
vorliegenden Erfindung können die folgenden Vorteile
erzielt werden.
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(1) Ein Überzugsfilm mit Hitzebeständigkeit und
Heißwasserbeständigkeit aufgrund der Eigenschaften
von Polypropylen kann auf der Oberfläche eines
Metalls gebildet werden.
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(2) Der obige Überzugsfilm hat genügend
Beständigkeitseigenschaften, um die Oberfläche eines
Metalls zu schützen und zusätzlich Flexibilität.
Damit kann die Pulverbeschichtung der vorliegenden
Erfindung auf einen metallischen Gegenstand angewandt
werden, selbst wenn dieser eine komplizierte Form hat.
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(3) Da die Adhäsion zwischen einem Überzugsfilm und einer
Metalloberfläche sehr stark ist, nimmt die Haftung
selbst unter Hochtemperaturbedingungen nicht ab.
Ferner kann der resultierende Überzugsfilm dadurch,
daß man ihn einer Vorbehandlung mit der obigen
Grundierung unterwirft, die Haftfestigkeit während
eines äußerst langen Zeitraums sogar bei
Heißwassereintauchen erhalten.
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Die folgenden Präparate, Beispiele und Vergleichsbeispiele
erläutern die vorliegende Erfindung im Detail weiter,
sollen jedoch ihren Umfang nicht beschränken.
Präparat A
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Ein kristallines Ethylen-Prapylen-statistisches Copolymer
mit einem Ethylengehalt van 2,3 Gew.%, Schmelzindex (MI)
von 7,6 g/10 min wurde mit Maleinsäureanhydrid
modifiziert, wodurch ein modifiziertes Polypropylen
erhalten wurde (modifiziertes PP (A)) mit einem
Maleinsäureanhydridgehalt von 0,1 Gew.%, Schmelzindex (MI)
von 48 g/10 min und Dichte von 0,900. Dieses wurde mit
einer vorgeschriebenen Menge von Polyethylen sehr
niedriger Dichte (VLDPE (A)) (Handelsname: Exeren VL700,
hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd., Japan) mit
einem MI von 10 g/10 min und einer Dichte von 0,905 in
einem Henschel-Mischer bei 170 bis 190ºC mit einem
Extruder geschmolzen und durchgeknetet, wodurch Pellets
erhalten wurden. Die resultierenden Pellets wurden
eingefroren und pulverisiert, wodurch eine
Harzzusammensetzung A mit einer durchschnittlichen
Partikelgröße van 120 u
erhalten wurde.
Präparat B
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40 Gew.% des modifizierten Polypropylens, erhalten in
Präparat A, wurden mit 60 Gew.% eines kristallinen
Ethylen-Propylen-statistischen Copolymers mit einem
Ethylengehalt von 2,3 Gew.% und MI von 7,6 g/10 min
vermengt, wodurch ein modifiziertes Polypropylen
(modifiziertes PP (B)) mit einem MI von 22 g/10 min und
einer Dichte von 0,900 erhalten wurde. Dieses wurde mit
einer vorgeschriebenen Menge von Polyethylen sehr
niedriger Dichte (VLDPE (B)) (Handelsname: Exeren VL200,
hergestellt durch Sumitomo Chemical Co., Ltd., Japan) mit
einem Schmelzindex (MI) von 10 g/10 min und einer Dichte
von 0,900 vorgemischt. Die resultierenden Pellets wurden
in derselben Weise wie in Präparat A beschrieben
behandelt, wodurch eine Harzzusammensetzung B mit einer
durchschnittlichen Partikelgröße von 150 u erhalten
wurde.
Beispiele 1 bis 3
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Unter Verwendung der Harzzusammensetzung A mit einer
durchschnittlichen Partikelgröße von 120 um, erhalten
in Präparat A, wurde eine Stahlplatte (JIS 3141 (SPCC-SD))
von 3,2 mm Dicke, 150 mm Länge und 70 mm Tiefe der
Pulverbeschichtung gemäß einem Fließbett-Eintauchverfahren
unterworfen.
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Die Erwärmungsbedingungen der Stahlplatte waren wie folgt
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Vorwärmen: 250ºC während 30 Min.
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Nachwärmen: 210ºC während 30 Min.
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Eintauchzeit: 15 Sek.
Beispiele 4 bis 6
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Unter Verwendung der Harzzusammensetzung B mit einer
durchschnittlichen Partikelgröße von 150 u, erhalten in
Präparat B, wurde die innere Oberfläche eines Stahlrohrs
(JIS G3452 (SGP)) van 27,6 mm innerem Durchmesser, 34,4 mm
äußerem Durchmesser und 150 mm Länge dem Pulverbeschichten
gemäß einem Sprühüberzugsverfahren unterworfen.
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Das Stahlrohr wurde auf 250ºC während 30 Min. vorgewärmt.
Die Harzzusammensetzung wurde auf die innere Oberfläche
des Rohrs aufgebracht, während das Rohr rotiert wurde, so
daß ein einheitlicher Beschichtungsfilm auf der inneren
Oberfläche gebildet wurde. Dann wurde es bei 210ºC 30 Min.
lang nachgewärmt.
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
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Auf dieselbe Weise wie beschrieben in den Beispielen 1 bis
3, wurde die Stahlplatte einer Pulverbeschichtung nach dem
Fließbett-Eintauchverfahren unterworfen, wobei als
Harzpulver eine Zusammensetzung verwendet wurde, die aus
dem modifizierten PP (A) allein (Vergleichsbeispiel 1),
dem modifizierten PP (A) vermengt mit gewöhnlichem
Polyethylen von niedriger Dichte (LDPE)
(Vergleichsbeispiel 2) bzw. dem modifizierten PP (A), das
mit modifiziertem Polyethylen vermengt wurde
(Vergleichsbeispiel 3) zusammengesetzt war (die
Formulierungen sind in Tabelle 1 gezeigt).
Beispiele 7 bis 10
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Eine Grundierung, bestehend aus Polybutadien und
Magnesiumoxid wurde auf die Oberflächen eines Stahlrohrs
von 27,6 mm inneren Durchmesser, 34 mm äußerem Durchmesser
und 150 mm Länge aufgebracht (dasselbe wie das in den
Beispielen 4 bis 6 verwendete), indem man es in die
Grundierung eintauchte. Nach dem Trocknen wurde die innere
Oberfläche des Rohrs der Pulverbeschichtung unterworfen,
wobei man die Harzzusammensetzung mit einer
durchschnittlichen Partikelgröße von 150 u, wie in
Tabelle 2 gezeigt, nach demselben Verfahren, wie in den
Beispielen 4 bis 6 beschrieben, verwendete.
Vergleichsbeispiele 4 bis 6
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Auf dieselbe Weise, wie in den Beispielen 7 bis 10
beschrieben, wurde die innere Oberfläche des Rohrs der
Pulverbeschichtung unterworfen, mit der Ausnahme, daß die
Harzzusammensetzungen und Grundierungen wie in Tabelle 2
gezeigt verwendet wurden.
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In Tabelle 1 sind die Bedingungen für die Bildung des
Überzugsfilms (mit einer jeweiligen Dicke von ungefähr
400 u) und die Ergebnisse von Messungen der
physikalischen Eigenschaften der Filme, die in den
Beispielen 1 bis 6 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3
erhalten wurden, gezeigt.
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In gleicher Weise sind die Ergebnisse der Beispiele 7 bis
10 und der Vergleichsbeispiele 4 bis 6 in Tabelle 2
gezeigt. Zur Referenz sind die Ergebnisse van Beispiel 1
in Tabelle 2 ebenfalls gezeigt.
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Die Messungen wurden wie falgt ausgeführt.
(1) Ausdehnung des Überzugsfilms
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Eine Stahlplatte von 10 mm Dicke, 150 mm Länge und
150 mm Breite, welche zuvor mit einem
Siliconschmiermittel als Lösemedium überzogen worden
war, wurde auf einen Preßheizer, der bei 200ºC
gehalten wurde, gelegt und dann wurde darauf eine
Harzpulverzusammensetzung in der Dicke van 2,5 mm
gleichmäßig aufgebracht, wodurch ein Überzugsfilm
gebildet wurde. Die Dicke des Überzugsfilms betrug
ungefähr 1 mm. Der Film wurde abgeschält, und seine
Ausdehnung wurde nach JIS K 7113 (Nr. 2 Hantel wurde
verwendet) gemessen.
(2) Adhäsion
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Parallele Kerben wurden auf einen Überzugsfilm auf
einer Stahlplatte, erhalten durch ein
Fließbett-Eintauchverfahren, in Abständen von 25 mm
aufgebracht, wodurch ein Teststück erhalten wurde.
Das Teststück wurde abgeschält, wobei eine
Zugtestvorrichtung bei einer
Ausdehnungsgeschwindigkeit von 50 mm/min verwendet
wurde, und die Haftfestigkeit bei 180º Abschälen
wurde aufgezeichnet. (Im Falle eines Stahlrohrs,
wurde das Rohr der Länge nach in zwei Stücke geteilt
und parallele Einkerbungen wurden auf seiner inneren
Oberfläche vorgenommen. Unter Verwendung dieses
Stücks wurde die Haftfestigkeit gemessen und
aufgezeichnet, auf dieselbe Weise wie oben
beschrieben)
(3) Oberflächenglattheit
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Das Aussehen der Oberfläche eines Überzugsfilms wurde
mit bloßem Auge ausgewertet.
Tabelle 1
Harzzusammensetzung (Gew.%)
Überzugsfilm
modifiz. PP
andere
Ausdehnung (%)
Glattheit (bloßes Auge)
Adhäsion
LDPE*1
modifiz.*2 PE
zu Beginn
Hochtemperaturbehandlung *3
nicht abschälbar
abgeschält
*1: Polyethylen von niedriger Dichte (Handelsname: Sumikathen, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
Dichte: 0,927, Schmelzindex (MI): 7 g/10 min
*2: modifiziertes Polyethylen (Handelsname: Admer, hergestellt von Mitsui Petrochemical Co., Ltd.)
Dichte: 0,925, Schmelzindex (MI): 10 g/10 min
3*: Der Überzugsfilm wurder in einem Ofen bei 200ºC 2 Stunden lang behandelt.
Tabelle 2
Harzzusammensetzung (Gew.%)
Grundierung
Überzugsfilm
modifiz. PP
Ausdehnung (%)
Glattheit (bloßes Auge)
Adhäsion
zu Beginn
Hochtemperaturbehandlung *5
Eintauchen in heißes Wasser *6
nicht abschälbar
abgeschälen
*1: Polybutadien-Magnesiumoxid-Grundierung
*2: Grundierung, hergestellt von Japan Rilsan Co., Ltd
*3: Epoxy-Grundierung, hergestellt von Shinto Kagaku Co., Ltd., Japan
*4: Silan-Grundierung, hergestellt von Shinetsu Kagaku Co., Ltd., Japan
*5: dasselbe wie in Tabelle 1
*6: eingetaucht in heißes Wasser (90ºC) während 3.000 Std
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Wie aus Tabelle 1 klar ist, beträgt, wenn der Überzugsfilm
auf der Oberfläche eines Metalls nach dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung gebildet wird, die Ausdehnung des
resultierenden Überzugsfilms mehr als 10 mal soviel wie
die des Films, der durch Pulverbeschichtung mit der
Pulverharzzusammensetzung der Vergleichsbeispiele erhalten
wurde. Ferner hat der erfindungsgemäße Film eine
ausgezeichnete Haftung unter Hochtemperaturbedingungen.
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Wie ferner aus Tabelle 2 klar wird, werden, wenn die
Grundierung, zusammengesetzt aus Polybutadien und
Magnesiumoxid, verwendet wird, äußerst überlegene
Wirkungen erzielt. Beispielsweise kann die Haftfestigkeit
unter der Bedingung des Eintauchens in heißes Wasser mehr
als 15 mal so lang erhalten werden, wie bei den Filmen,
die unter Verwendung der anderen Grundierungen erhalten
werden.