Kunststoffe und SMC antistatisch ausrüsten und vorbehandeln

Das Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF) stellt neue Konzepte zur antistatischen Ausrüstung von duroplastischen Kunststoffen und SMC vor sowie eine Möglichkeit zur Vorbehandlung von SMC-Oberflächen.

SMC‐Platten nach der Pulverlackapplikation; Links: SMC ohne Additiv; Rechts: SMC mit 3 Gew.‐% Additiv. Quelle: IPF -

Antistatische Eigenschaften sind z.B. erforderlich, um Kunststoffe mittels elektrostatischer Lackierung beschichten zu können. Die am IPF entwickelten polymeren Leitfähigkeitsadditive weisen zahlreiche Vorteile gegenüber den bisher angewendeten Verfahren auf. Durch die chemisch kovalente Ankopplung der innovativen neuen Additive in das polymere Netzwerk werden Migrationsprozesse verhindert und die Permanenz der antistatischen Ausrüstung gewährleistet. Die mechanischen Materialeigenschaften und das Verarbeitungsverhalten werden nicht negativ beeinflusst. Zudem sind die Additive transparent. Erfolgreiche Tests wurden bisher u.a. mit ungesattigten, polymerbasierten Antistatikadditiven mit ionischen Einheiten durchgefuhrt, die wahrend des Pressprozesses uber Ausbildung von chemisch kovalenten Bindungen in das Matrixpolymer von SMC eingebunden wurden. Nachfolgend konnten die SMC-Platten z.B. elektrostatisch mit Pulverlack beschichtet werden. Das neue Konzept ist in modifizierter Form auch auf andere Kunststoffmaterialien ubertragbar.

Ein weiteres vorgestelltes Verfahren ist die Elektronenbehandlung, die zu einer besseren Lackierbarkeit von SMC-Bauteilen führt. Diese zeigen ohne zusätzliche zeit‐ und kostenintensive Vorbehandlungsprozesse, wie z.B. Padden und Beflämmen, auch heute noch eine hohe Defektanfälligkeit in Beschichtungsprozessen. Als Folge unvollständiger Aushärtung treten im Beschichtungsprozess Nachvernetzungsreaktionen, Emissionen und damit einhergehende Masseverluste auf. Zudem ändern sich die Oberflächeneigenschaften während der Nachhärtung und in Abhängigkeit von Rezepturbestandteilen zum Teil erheblich, was negative Auswirkungen auf die Beschichtungseigenschaften des Materials hat. Wissenschaftler des IPF haben im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts nachgewiesen, dass durch eine Elektronenbehandlung der SMC‐Bauteile vor der Beschichtung diese Probleme vermieden werden können. Die Elektronenbehandlung führt innerhalb kurzer Zeit zu einer kompletten Aushärtung, die eine spätere Nachvernetzung ausschließt. Das Ausgasen (Fogging) wird drastisch reduziert oder gar ganz abgestellt. Zudem wird durch die Elektronenbehandlung die SMC‐Oberfläche funktionalisiert und hydrophiliert, was sich günstig auf Benetzung, Verlauf und Haftfestigkeit der Beschichtung auswirkt. Zur Erreichung optimaler Effekte sind Elektronenenergie und Dosis genau auf die SMC‐Rezeptur und die Pressbedingungen abzustimmen. Die entwickelte Technologie wurde zum Patent angemeldet und wird derzeit in einem ebenfalls vom BMBF unterstützten Validierungsprojekt auf ihre Industrietauglichkeit für 3D‐Bauteile getestet. Am Markt verfügbare kompakte Elektronenbeschleuniger erlauben es, den zusätzlichen Prozessschritt zu vertretbarem Aufwand in Lackiertechnologien zu integrieren.

Mehr dazu erfahren Sie vom 16. bis 23. Oktober 2013 in Düsseldorf auf der Messe K in Halle 7 an Stand C06.

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF), Dresden, Dr. Michaela Gedan-Smolka, Tel. +49 351 4658-448, mgedan@ipfdd.de, www.ipfdd.de

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