Pulverbeschichten wie geht das?  

Die Pulverbeschichtung ist ein Lackierverfahren, das wegen seiner wirtschaftlichen Einsatzmöglichkeit im industriellen Bereich ständig an Bedeutung gewinnt

Das Prinzip: Kunststoffpulver wird nach erfolgter nasschemischer Vorbehandlung elektrostatisch aufgesprüht und haftet so am Werkstück. Bei der anschließenden Erwärmung der Objekte auf ca. 200°C verläuft das Kunststoffpulver und vernetzt sich zu einer dauerhaften und dekorativen Oberflächenbeschichtung. Beispiele hierfür sind Heizkörper, Hausgeräte, Maschinenverkleidungen, Tischuntergestelle, usw. 

Pulverlacke bestehen aus einem Bindemittel- aus Farbpigmenten und aus Füllstoffen. Die Bindemittel ihrerseits sind aus einer Kunstharzkomponente (Acrylat-, Epoxid-, Polyester- oder Polyurethanharz) und einem Härter zusammengesetzt, die erst nach dem Auftragen beim Durchlauf des Werkstücks durch den erhitzten Trockentunnel miteinander reagieren. Dadurch kommt es innerhalb des Bindemittelsystems zu einer Molekülvergrößerung, durch den der widerstandsfähige Lackfilm bedingt ist. Das verwendete Lackpulver geht dabei in eine duroplastische gleichmäßige Schicht von ca. 50 – 80 µ über. Welche Pulverart nun eingesetzt wird bestimmt der Einsatzzweck.

Eine weitere nicht so verbreitete Beschichtungsart ist das Wirbelsintern. Hier wird das aufgeheizte Werkstück in eine Wolke aus Kunststoffpulver gehalten, dabei schmilzt das Pulver auf das warme Werkstück auf. Bei diesem Verfahren werden hauptsächlich thermoplastische Pulver verwendet. Bei diesem Verfahren sind größere Schichtdicken möglich. Beispiele hierfür sind: Gartenmöbel, Drahtkörbe für Waschmaschinen, usw.

Das elektrostatische Aufladungsprinzip für Pulverlacke und auch für Flüssiglacke.

Durch die integrierte Hochspannungskaskade im Pistolenkörper wir die Hochspannung an der Düsenspitze (Elektrode) erzeugt. Zwischen dem geerdeten Werkstück und der Elektrode entsteht ein elektrisches Feld mit Spannungen bis zu 100 kV (100`000 V ), welches eine negative Ladung auf die einzelnen Lackpartikel überträgt.

Da sich die Lackpartikel auf ihrem Weg von der Sprühpistole zum Werkstück durch ihre gleiche Ladung voneinander abstoßen, verteilen sie sich fein in einer Sprühwolke und schlagen sich gleichmäßig auf dem geerdeten Werkstück nieder.

Lackteilchen die am Werkstück vorbeifliegen, bleiben dennoch im elektrischen Feld gefangen und schlagen sich auf der Rückseite des Werkstückes nieder.

Der dabei entstehende kleine Strom wird durch die Werkstückaufhängung zur Erdung abgeleitet.

Welche Vorteile hat die Pulverbeschichtung?

Pulverbeschichtungen haben folgende Vorteile:

¨       Die Oberflächen, die bei der Pulverbeschichtung entstehen, sind von hoher chemischer und mechanischer Beständigkeit.

¨       Kleine Unregelmäßigkeiten im Untergrund werden durch die hohe Schichtstärke der Beschichtung sehr gut verdeckt.

¨       Umweltfreundlich (keine teuren, giftigen, unangenehm riechenden, brennbaren und explosiven Lösemittel; fast keine Spaltprodukte beim Einbrennen; keine Abwasserprobleme)

¨       Auch die weiter zu erwartende Verschärfung der Umweltschutzgesetze wird keine Eingriffe in das Beschichtungsverfahren erfordern.

¨       Beschichtungsmaterialpreis fast immer günstiger, denn Pulverlacke können nahezu verlustfrei verarbeitet werden. Das Overspray wird zurückgewonnen;

¨       Arbeitsersparnis, da Schichtdicken von 40 bis 120 mm in einem Arbeitsgang möglich sind.

¨       Das Elektrostatische-Verfahren ist "selbstbegrenzend", zuviel Pulver wird abgestoßen.

¨       Hervorragende Kantendeckung

¨       Optimale Qualitätseigenschaften ergeben sich bereits im Ein-Schicht-System

¨       Geringere Schrumpfung der Pulverlackschicht beim Einbrennen

¨       Kein Zurückbleiben von Lösemittelresten nach dem Einbrennen.

¨       Keine (teure) Vorheizung der angesogenen Luft in der Spritzkabine

¨       Keine separaten, explosionsgeschützten und geheizten Lacklagerräume notwendig

¨       Keine Entmischung (oder Aufschwimmung) von Pigmenten während der Filmbildung

¨       Keine Grundierung nötig

¨       UV-Schutz auch ohne Klarlack

¨       Schnelle Trocknung

¨       Einfache Automatisierbarkeit

Warum ist eine Vorbehandlung notwendig?  

Die wichtigen Gebrauchsmetalle wie Stahl, Aluminium und verzinkter Stahl überziehen sich aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften im Laufe der Zeit mit einer Oxidschicht, die beim Aluminium kaum sichtbar wird, dagegen aber bei Stahl als sog. Rotrost oder bei verzinktem Stahl in auffälliger Form als Weißrost sichtbar wird. Grundsätzlich gilt aber, dass derartige Oxidschichten aufgrund ihrer undefinierten Struktur und teilweise unzureichender Haftung auf dem Untergrund einen denkbar schlechten Haftgrund für die nachfolgende Beschichtung bilden. Deshalb gilt der Grundsatz, je besser das Korrosionsverhalten der Beschichtung sein muss, umso sauberer und oxidschichtfreier hat das Grundmaterial zu sein. Auch bei einer optimalen Reinigung des Grundmaterials kann je nach Art und Dicke des Lacksystems nur ein begrenztes Korrosionsverhalten garantiert werden. Ursache ist die Diffusion von Wasser durch den Lackfilm bis zum Grundmaterial, der dann mit der oxidschichtfreien Oberfläche unter Bildung von neuen Oxidschichten reagieren und zu einer Enthaftung sowie zu einer Blasenbildung führen kann. Verhindern lässt sich dieser Effekt nur, wenn sogenannte konversionsschichtbildende chemische Vorbehandlungsmaßnahmen zum Einsatz kommen. Diese konversionsschichtbildende Verfahren, zu denen bei Aluminium und verzinktem Stahl die Gelb- und Grünchromatierung und die chromatfreien Verfahren, bei Stahl die Zinkphosphatierung zählen, liefern einen korrosionsschützenden Überzug, der gleichzeitig durch eine Vergrößerung der Oberfläche die Lackfilmhaftung auf dem Grundmaterial deutlich verbessert. Ein typisches Beispiel zeigt die Skizze.

Oben: Bei einer fehlenden Chromatschicht kann Wasserdampf durch den Lackfilm hindurch diffundieren und zur Blasenbildung auf der Aluminiumoberfläche führen. Unten: Hier ist die Verankerung des Lackfilms in der Haftvermittlungsschicht dargestellt

Für die wenig oder nicht bewitterten Innenbauteile reicht in der Regel eine mechanische oder chemische Entfernung der vorhandenen Oxidschicht durch Beizen oder Strahlen. Bei Strahlen in Verbindung mit einer Passivschicht durch die bekannte Eisenphosphatierung. Kommen aber die Teile mit Feuchte oder korrosionsauslösenden Stoffen in Verbindung, ist immer eine Konversionsschichtbehandlung vorzunehmen.