1EPS – Der Pulvertreff 201406./07. März 2014 in München

Wirtschaftlicher Korrosionsschutz – Zweimal pulvern, einmal einbrennenAktuelle Erkenntnisse und Ergebnisse aus einem Gemeinschafts-Forschungsprojekt

Teilprojekt 1 Technologieentwicklung für die Serienfertigung

Briloner Leuchten GmbHNiederlassung  ElterleinAm Gansberg 209481 Elterlein

Teilprojekt 2 Entwicklung einer Pulverkombination für verbesserten Korrosionsschutz an Schnittkanten

Ganzlin Beschichtungspulver GmbHGrüner Weg 119395 Ganzlin

Teilprojekt 3 Prüfmethoden und Applikationsbedingungen für neue Pulverbeschichtungen

Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbHGostritzer Straße 6501217 Dresden

Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbHDr. Jörg Gehrke

Gostritzer Straße 6501217 Dresden

2Gliederung

1. Projektanspruch

2. Vorüberlegungen

3. Untersuchte Pulverbeschichtungen

4. Applikationsversuche / Optimale Verfahrenskombination

5. Eigenschaften von Pulverbeschichtungen, die mit dem„Pulver-auf-Pulver“-Verfahren hergestellt wurden

6. Zusammenfassung & Ausblick

3

Versuchsprobe nach 3 TagenSalzsprühnebelbelastunggemäß DIN EN ISO 9227

1. Projektanspruch

41. Projektanspruch

Oberflächenvorbehandlung(z.B. Eisenphosphatierung)

Pulverapplikation(Grundpulver)

Einbrennen(Vorgelieren)

Pulverapplikation(Deckpulver) Einbrennen Bauteil mit zweischichtiger

Pulverbeschichtung

Herkömmliche Technologie

Oberflächenvorbehandlung(z.B. Eisenphosphatierung)

Pulverapplikation(Grundpulver +

Deckpulver)Einbrennen Bauteil mit zweischichtiger

Pulverbeschichtung

Neue Technologie

2-schichtige Pulverbeschichtungen

51. Projektanspruch

2-schichtige Pulverbeschichtungen

62. Vorüberlegungen

1. Beeinflussung der Partikelgröße(eingeschränkt möglich)

2. Beeinflussung des Schmelz-verhaltens (möglich)

3. Beeinflussung der Applikation(Tribo, Elektrostatik)

4. Beeinflussung der Aushärtung(Aushärtung im Ofen, induktiv)

Filmbildung

72. Vorüberlegungen

Partikelgröße

Bild 1: Kornspektrum des EP-Grundpulvers (REM-Aufnahme)

Bild 2: Kornspektrum des SP-Deckpulvers (REM-Aufnahme)

83. Untersuchte Pulverbeschichtungen

Geringe Kantenabdeckung einer zweischichtigen Pulverbeschichtung auf einem verzinkten Stahlblech(Epoxidharz-Grundpulver + Polyesterharz-Deckpulver)

Gute Kantenabdeckung einer Pulverbeschichtung auf Basis von Polyester (Feinstruktur)

Kantenabdeckung unterschiedlicherPulverbeschichtungen

9

Bisher untersuchte Pulverbeschichtungen bzw. Kombinationen

SollschichtdickenGrundpulver: 50-70µmDeckpulver: 120-150µm

3. Untersuchte Pulverbeschichtungen

1. Epoxidharz-Grundpulver (Struktur)Polyesterharz-Deckpulver (glänzend)

2. Epoxidharz-Grundpulver (ohne Strukturadditive)Polyesterharz-Deckpulver (glänzend)

3. Polyesterharz-Grundpulver (Feinstruktur)Polyesterharz-Deckpulver (glänzend)

4. Epoxidharz-Polyester-Mischpulver (Feinstruktur)Polyesterharz-Deckpulver (glänzend)

Modifikationen aus 1-4 mit angepassten Aushärtungsbedingungen undstrukturellen Eigenschaften (Additive, Bindemittel)

103. Untersuchte Pulverbeschichtungen

Bestimmung von Schmelzviskositäten

Quelle: Leibniz-Institut für Polymerforschung e. V.Dr. M. Gedan-Smolka, M. Tuschla

1. Herstellen eines Presslings

2. Probe wird bei einer Starttemperatur (oberhalb Schmelzpunkt und unterhalb Reaktionstemperatur) ins Rheometer eingelegt und aufgeschmolzen (Ares-Messsystem: 95°C/ 3 min Aufschmelzen)

3. Erhöhung der Temperatur bis auf Reaktionstemperatur und Verfolgung der Reaktion, gemessen wird in der Oszillation Frequenz ca. 10 Hz, Def.-Amplitude 20%, dynamische Messung ab 90°C, 5K/min

80 100 120 140 160 180 200

101

102

103

104

Grundpulver Grau (1) Deckpulver Rot (2)

Eta

* [P

as]

Temperatur [°C]

Vergleich Grund- und Deckpulver

115. Eigenschaften von Pulverbeschichtungen, die mit dem„Pulver-auf-Pulver“-Verfahren hergestellt wurden

Sehr gute Kantenabdeckung an Schnittkanten

12

Ergebnisse des Stempelabreißversuches

5. Eigenschaften von Pulverbeschichtungen, die mit dem„Pulver-auf-Pulver“-Verfahren hergestellt wurden

13

Korrosion und Delamination am Ritz nach Belastung

Variante

C D C D C D C D C D C D1 2,0 15,5 9,5 17,0 1,5 18,0 5,0 18,5 6,0 21,0 5,0 12,52 3,0 19,5 9,0 18,0 3,5 18,0 4,0 18,5 4,5 20,0 5,0 12,53 2,0 19,5 11,0 17,0 2,0 15,5 4,0 20,0 7,0 20,0 4,0 12,54 6,0 16,5 11,0 14,5 3,0 16,0 3,0 20,0 4,5 21,0 3,0 11,05 6,5 17,0 6,5 11,0 3,0 12,0 3,0 18,5 5,0 23,0 3,0 11,06 5,0 16,5 10,0 12,0 3,0 12,5 3,0 15,5 7,0 23,0 2,5 11,57 5,5 16,0 8,0 8,0 3,0 9,0 2,0 18,5 7,5 24,5 3,0 17,08 3,5 13,5 10,0 12,5 2,0 12,0 4,0 21,5 6,5 25,5 5,0 20,09 4,5 12,0 8,0 12,5 2,5 15,0 5,5 20,0 5,5 25,0 5,5 19,5

MW 4,2 16,2 9,2 13,6 2,6 14,2 3,7 19,0 5,9 22,6 4,0 14,2

MW - Ritz 3,7 15,7 8,7 13,1 2,1 13,7 3,2 18,5 5,4 22,1 3,5 13,7

(MW-Ritz)/2 1,9 7,9 4,4 6,6 1,1 6,9 1,6 9,3 2,7 11,0 1,8 6,8

E 29EP-GP + SP-DP klassisch EP-SP-GP + SP-DP "Pulver-auf-Pulver"

D - Delamination in mmC - Korrosion in mm

MW - MittelwertRitzbreite = 0,5 mm

E 33 E 38Messwert

E 4 E 5 E 6

5. Eigenschaften von Pulverbeschichtungen, die mit dem„Pulver-auf-Pulver“-Verfahren hergestellt wurden

145. Eigenschaften von Pulverbeschichtungen, die mit dem„Pulver-auf-Pulver“-Verfahren hergestellt wurden

Nach 432h neutraler Salzsprühnebelbelastung

15

Probe CharakterisierungGlanzmessung Farbmessung20° 60° L a b

E1 Referenz (einschichtig)

59,8 89,6 40,5 41,3 23,4

E10 Pulver-auf-Pulver-Probe

45,9 85,2 41,0 43,5 24,0

5. Eigenschaften von Pulverbeschichtungen, die mit dem„Pulver-auf-Pulver“-Verfahren hergestellt wurden

Ergebnisse von Farb- und Glanzmessungen

166. Zusammenfassung & Ausblick

1. Die Applikationsmethode Pulver auf Pulver mit nachfolgend einem Einbrenn-vorgang ist möglich. Es ist ein System entwickelt worden!

2. Es eignen sich nicht alle Pulverbeschichtungen für diese Verfahrensvariante.

3. Eine Pulverdurchmischung kann durch Kombination der ApplikationsverfahrenKorona für das Grundpulver und Tribo für das Deckpulver minimal gehaltenwerden.

4. Es ist weiterer Optimierungsbedarf erforderlich, um den Glanzgrad der „Pulver-auf-Pulver“-Proben zu verbessern.

5. Das Korrosionsschutzvermögen von Pulverbeschichtungen, die mit der „Pulver-auf-Pulver“-Technologie hergestellt wurden, ist in Ordnung.

6. Schwierigkeiten bereiten komplizierte Geometrien, insbesondere enge U-Profile.

17Danksagung

Die Arbeiten zum Thema „Entwicklung eines zweischichtigen Pulverbeschichtungs-systems für einmaliges Einbrennen nach der Applikation Pulver auf Pulver“ werden aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Pro-gramm „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ (ZIM) gefördert. Für diese Förderung und Unterstützung sei, im Namen aller Projektbeteiligten, gedankt.