DE2217137B2 - Fluorkohlenstoffpolymerisat-Dispersion - Google Patents
Fluorkohlenstoffpolymerisat-DispersionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Überzugsmittel, insbesondere Grundiermittel für die Verbesserung der Haftung
von Fluorkohlenstoffpolymer-Überzügen an ihren Unterlagen.
In den letzten Jahren haben Fluorkohlenstoffpolymere als glatte Überzüge breite Anwendung gefunden.
Mit Polytetrafluorethylen beschichtete Koch-, Brat- und Backgeräte haben sich auf Grund ihres
Haftwidrigkeitscharakters besonders eingeführt.
Es ist auf Grund der physikalischen Natur dieser Fluorkohlenstoffpolymeren schwierig, sie genügend
fest an Unterlagen zu binden, um eine Abhebung der Schichten oder eine Blasenbildung derselben im Einsatz
zu vermeiden. Dies gilt besonders für Polytetrafluorethylen.
Es wurde gefunden, daß sich die Haftung einer Fluorkohlenstoffpolymer-Schicht an ihrer Unterlage
wesentlich verbessern läßt, wenn eine Stoffzusammensetzung mit einem Gehalt an
a) teilchenförmigen! Fluorkohlenstoffpolymerem,
b) ammoniakstabilisiertem, kolloidalen Siliciumdioxid und
c) flüssigem Träger
zur Grundierung der Unterlage vor dem Auftragen der Fluorkohlenstoffpolymer-Deckschicht verwendet
wird.
Das in der Stoffzusammensetzung gemäß der Erfindung verwendete, kolloidale Siliciumdioxid ist ein
wäßriges Sol von kolloidalem Siliciumdioxid, das mit Ammoniak stabilisiert ist. Vorzugsweise wird ein Kieselsol
mit einem Feststoff ge halt von etwa 30% und einem pH-Wert von 9,6 verwendet. Die Herstellung
eines solchen Sols kann nach den allgemeinen Methoden der USA-Patentschrift 3012973 erfolgen.
Das kolloidale Siliciumdioxid liegt in der Stoffzusammensetzung gemäß der Erfindung gewöhnlich in
einer Konzentration von etwa K) bis 50%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Siliciumdioxid- und Fluorkohlenstoffpolymer-Feststoffe,
vorzugsweise von etwa 20 bis 30%, vor. In besonders bevorzugter Weise wird eine Stoffzusammensetzung mit einem Gehalt an
kolloidalem Siliciumdioxid von etwa 18 bis 25% eingesetzt.
Bei gewisser Anwendungszwecken kann man auch mit 10 bis 20% kolloidalem Siliciumdioxid arbeiten
oder auch sich zum Überschreiten der bevor-• zugten Bereiche entscheiden und etwa 40 bis 50%
einsetzen. In gewissen Fällen kann es sogar erwünscht sein, mit derart geringen Mengen an kolloidalem Siliciumdioxid
wie 5 bis 10% oder großen Mengen wie 60 bis 70% zu arbeiten, wenngleich auch bei niedrige-
1(1 ren und höheren Prozentwerten eine Tendenz zur Minimierung
der gemäß der Erfindung erhaltenen, vorteilhaften Effekte besteht.
Das Fluorkohlenstoffpolymere in der Stoffzusammensetzung gemäß der Erfindung ist ein Polymeres
'· von Kohlenwasserstoffmonomeren, die vollständig mit Fluoratomen oder mit einer Kombination von
Fluor- und Chloratomen substituiert sind. Zu dieser Gruppe gehören Polytetrafluoräthylen, Mischpolymere
von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen
-'·' in allen Verhältnissen der Monomereinheiten und
Fluorchlorkohlenstoffpolymere, wie Polymonochlortrifluoräthylen. Polytetrafluoräthylen wird bevorzugt.
Das in der Stoffzusammensetzung gemäß der Erfindung eingesetzte Fluorkohlenstoffpolymere hat
-'"> Teilchenform. Die Teilchen sollen genügend fein sein, um die Düse einer Spritzpistole ohne Festsetzung in
dieser zu passieren und um einen vollständigen Film zu erhalten. Im Normalfalle soll das Teilchen mit seiner
längsten Abmessung etwa 0,35 Mikron nicht
i» überschreiten.
Es ist möglich, ein trocknes Mehl oder Pulver des Fluorkohlenstoffpolymeren einzusetzen und getrennt
einen flüssigen Träger vorzulegen, aber vorzugsweise wird das Polymere in Form einer wäßrigen Dispersion
r> eingesetzt, da es in dieser Form am leichtesten beziehbar
ist. Auch eine Dispersion von Fluorkohlenstoffpolymeretr.
in einer organischen, mit Wasser mischbaren Flüssigkeit, wie Äthanol, Isopropanol, Aceton
oder einem Äthylenglykoläther (Cellosolve), kann
in Verwendung finden. In jedem Fall dient die Flüssigkeit
auch als Trägermedium der Stoffzusammensetzung gemäß der Erfindung.
Das Fluorkohlenstoffpolymere liegt in der Stoffzusammensetzung gemäß der Erfindung gewöhnlich in
4Ί einer Konzentration von etwa 50 bs 90%, bezogen
auf das Gesamtgewicht von Fluorkohlenstoffpolymer- und Siliciumdioxid-Feststoff, vor. Vorzugsweise arbeitet
man mit etwa 70 bis 85%, und in besonders bevorzugter Weise enthält das Mittel 75 bis 80% an
.ο Fluorkohlenstoffpolymerem. Für den einen oder anderen
Anwendungszweck kann man auch derart geringe Mengen an Fluorkohlenstoffpolymerem wie 30
bis 45% oder sogar 10 bis 25 % einsetzen. In ähnlicher Weise kann sich für gewisse Anwendungszwecke die
■>·> Wahl einer Zusammensetzung ergeben, die derart
hohe Mengen an Fluorkohlenstoffpolymerem wie 90 bis 95% oder noch darüber enthält, wenngleich auch
eine solche Stoffzusammensetzung zu einer normalerweise nicht erwünschten Dicke neigt.
mi Zur Herstellung der Stoffzusammensetzung mischt
man die richtigen Mengen an einem zweckentsprechenden, wäßrigen Sol kolloidalen Siliciumdioxids
und einer Fluorkohlenstoffpolymer-Dispersion. Diese Zusammensetzung kann pigmentiert werden, indem
,i man nach herkömmlicher Technik eine zweckentsprechende
Pigmentdispersion bildet und dann einfach diese zu der Zusammensetzung hinzufügt.
Das anfallende Überzugs-, besonders Grundier-
Das anfallende Überzugs-, besonders Grundier-
mittel kann durch Spritzen, Streichen, Tauchen, Walzenauftrag oder dergleichen aufgebracht werden.
Wenn eine Metallfläche zu überziehen ist, wird sie vorzugsweise durch Strahlen, durch Flammspritzen
mit einem Metall oder Metalloxid oder durch Frittebeschichtung vorbehandelt. Nach der Auftragung
wird die Grundierschicht luftgetrocknet und dann 10 bis 20 Min. bei 230 bis 400° C gebrannt.
Diese Überzugs-, besonders Grundierschicht wird dann mit einem herkömmlichen, klaren oder pigmentierten
Fluorkohlenstoffpolymer-Lack mit einer Deckschicht versehen und in der üblichen Weise gebrannt,
um eine haftende Fluorkohlenstoffpolymer-Schicht zu erhalten.
Die beste Beschichtung wird mit dem vorstehenden Zwei-Schichten-System erhalten, aber eine fest haftende
Fluorkohlenstoffpolymer-Schicht kann auch in einem einzigen Beschichtungsgang erhalten werden.
Man bringt hierzu eine dickere Schicht der Stoffzusammensetzung, die auch Pigmente und oberflächenaktive
Mittel enthalten kann, auf und unterwirft diese Schicht dann dem Trocknen und Brennen wie bei dem
Zwei-Schichten-System. Der Vorteil dieses EinSchicht-Systems im Hinblick auf Arbeitskosten liegt
auf der Hand.
Die Stoffzusammensetzung gemäß der Erfindung eignet sich besonders zur Grundierung von Metall-Koch-,
-Brat- und -Backgeräten, wie Bratpfannen, für die Beschichtung mit Polytetrafluorethylen, kann aber
auch zur Grundierung von anderen Gegenständen Verwendung finden, die bleibend an die Unterlagen
gebundene Fluorkohlenstoffpolymer-Filme verlangen. Diese Gegenstände können von Glas oder anderen
Materialien gebildet werden, welche die zur Anwendung kommenden Brenntemperaturen vertragen.
Zum Beispiel kann die Stoffzusammensetzung gemäß der Erfindung zum Grundieren oder Beschichten von
Lagern, Ventilen, Draht, Metallfolie, Boilern, Rohren, Schiffsboden, Ofenauskleidungen, Bügeleisen-Grundplatten,
Waffeleisen, EiswürfeJ-Schalen, Schneeschaufeln und -pflügen, Rutschen, Förderorganen,
Zieh- und Spritzwerkzeugen, Werkzeugen wie Sägen, Feilen und Bohrer, Trichtern und anderen
technischen Behältern und Formen verwendet werden.
Das folgende Beispiel, in dem alle Teile Gewichtsteile sind, dient der weiteren Erläuterung der praktischen
Durchführung der Erfindung.
, Beispiel
Durch gründliches Mischen von
Polytetrafluoräthylen-Dispersion,
wäßrig, 60% Feststoff-Gehalt, 48,1 Teile
i" Sol kolloidalen Siliciumdioxides
(30% Feststoffgehalte) 38.5 Teile
Pigment-Dispersion, weiß,
TiOyGehalt 44,5 % 6,1 Teile
π wurde ein Grundiermittel hergestellt, das auf eine
Trockendicke von etwa 0,008 mm auf eine gestrahlte, frittebeschichtete Aluminiumbratpfanne aufgespritzt
wurde. Die Pfanne v/urde dann 20 Min. bei 232° C gebrannt.
-'Ii Die erhaltene, grundierte Pfanne erhielt dann eine
Deckschicht mit einem Lack der Zusammensetzung:
Folytetrafluoräthylen-Dispersion,
wäßrig, Feststoffgehalt 50% 99,5 Teile
-'' Na-SaIz des Schwefelsäureesters einer
Mischung langkettiger Alkohole (überwiegend Laucylalkohol) 0,5 Teile
Mischung langkettiger Alkohole (überwiegend Laucylalkohol) 0,5 Teile
Zur Auftragung dieser Lackdeckschichten wurde in der Lack auf eine Trocken-Dicke von etwa 0,025 mm
über die Grundierung gespritzt und dann 20 Min. bei 400° C gebrannt.
Der anfallende Polytetrafluoräthylen-Überzug haftete gut an der Bratpfanne; auch nach langzeitiger
r. Verwendung war keine Blasenbildung oder Abhebung festzustellen.
Die in einem einzigen Beschichtungsgang aufzutragenden Stoffzusammensetzungen eignen sich besonders
zum Überziehen des Äußeren von metallischen 4Ii Koch-, -Back- und -Bratgeräten. Über die ausgezeichnete
Haftung am Metall hinaus ergeben diese Oberflächenschichten eine leichte Reinigung und ausgezeichnete
Eigenschaften in Form von Färbung, Glanz, Härte, Wärmebeständigkeit, Schlagfestigkeit
■)"> und Detergensbeständigkeit.
Claims (3)
1. Fluorkohlenstoffpolymerisat-Dispersion mit einem Gehalt
a) von 50 bis 90l,o, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Feststoffe (a) und (b), an teilchenförmigem
Fluorkohlenstoffpolymerisat,
b) von 10 bis 50%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe (α) und (f>), an Sol von
kolloidalem Siliciumdioxid und
c) einem flüssigen Träger,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sol mit Ammoniak stabilisiert ist.
2. Fluorkohlenstoffpolymerisat-Dispersion nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
Gehalt von etwa 70 bis 85% an Fluorkohlenstoffpolymerisat und etwa 18 bis 25% an Kieselsol.
3. Fluorkohlenstoffpolymerisat-Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fluorkohlenstoffpolymerisat Polytetrafluoräthylen ist.
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