Pulverlackierung Werkstückvorbehandlung profitiert von der Nanotechnik

Redakteur: Josef-Martin Kraus

Die Nanotechnik erschließt Zugänge für eine effizientere, umweltverträglichere Werkstückvorbehandlung beim Lackieren. Das zeigt die Umstellung der Phosphatierung auf eine anorganische Konversionsbehandlung, die zu einer rationelleren Prozessführung mit niedrigerem Energie- und Enstorgungsaufwand führte.

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Bild 1: Mit Hilfe der Nanotechnik wurde eine keramische Konversionsschicht entwickelt, die den Korrosionsschutz und die Lackhaftung bei Metallteilen verbessert. Sie wird im Spritzverfahren aufgebracht. (Bild: Henkel)
Bild 1: Mit Hilfe der Nanotechnik wurde eine keramische Konversionsschicht entwickelt, die den Korrosionsschutz und die Lackhaftung bei Metallteilen verbessert. Sie wird im Spritzverfahren aufgebracht. (Bild: Henkel)

Dass Oberflächenveredler die Umweltverträglichkeit chemischer Prozesse aus wirtschaftlichen Gründen vorantreiben, zeigt die Umstellung der Oberflächenvorbehandlung bei De Dietrich Thermique in Mertzwiller – einem der größten europäischen Hersteller von Heizungsanlagen in Frankreich. Er hat die klassische Eisenphosphatierung zur Verbesserung des Korrosionsschutzes und der Lackhaftung beim Beschichten mit Pulverlack aufgegeben.

Stattdessen setzt das Unternehmen, das im Elsass mehr als 200.000 Heizkessel und Warmwasserspeicher im Jahr baut, auf eine anorganische Konversionsbehandlung. Dieser Prozess kommt ohne toxische Schwermetalle, eutrophierende Phosphate und organische Verbindungen aus (Bild 1).

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Konversionsschicht aus Nanopartikeln bietet dem Lack mehr Haftfläche

Ausschlaggebend dafür sind Nanopartikel, die eine keramische Konversionsschicht bilden. Das Ergebnis ist eine hochdichte, anorganische Oberfläche. Diese geschlossene Schicht bietet dem Lack mehr Haftfläche als eine Eisenphosphatierung. Eine 20 bis 30 nm dünne Schicht reicht aus, um deutlich bessere Werte bei der Lackhaftung und beim Korrosionsschutz zu erzielen.

Das ergaben Vorprüfungen, bei denen die nanokeramische Beschichtung wesentlich dünner als die der Eisenphosphatierung war. Dabei wurden im Salzsprühtest nach ISO 9227 die Anforderungen von De Dietrich Thermique weit übertroffen, die einen Korrosionsverlauf bei lackierten Stahlblechen mit höchstens 1 mm Schichtdicke erst nach 300 h vorsehen. Die Einhaltung dieser Mindestdauer bereitete in der Vergangenheit immer wieder Schwierigkeiten.

Nanokeramische Konversionsschicht für Eisen-, Aluminium- und Zinkoberflächen

Im Gegensatz dazu werden mit der nanokeramischen Konversionsschicht die Spezifikationen auch nach 600 h erfüllt. Einen positiven Effekt hat zudem die golden schimmernde Oberfläche der vorbehandelten Werkstücke: Je nach Substratwerkstoff ist der Schichtauftrag mehr oder weniger stark zu erkennen.

Das erleichtert die optische Prozesskontrolle am Ende der Vorbehandlung (Bild 2 – siehe Bildergalerie). Die nanokeramische Konversionsschicht eignet sich nicht nur für Eisen-, sondern auch für Aluminium- und Zinkoberflächen.

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