Wie löst man das Problem der Lackhaftung auf Aluminiumlegierungen, verzinktem Blech und Edelstahl?
In der Beschichtungstechnik werden Aluminiumlegierungen, verzinkte Materialien sowie Edelstahl häufig als „schwer beschichtbare Untergründe“ bezeichnet. Die Oberflächen dieser Metalle sind äußerst glatt und von besonderer Beschaffenheit, sodass herkömmliche Rostschutzfarben oft keine wirksame molekulare Bindung mit ihnen eingehen können, was dazu führt, dass der Lackfilm nach kurzer Nutzungsdauer großflächig abblättert und sich ablöst.
Angesichts dieses branchenüblichen Problems ist die Wahl des geeigneten Grundierungskonzepts nicht nur eine Anforderung an die Ästhetik, sondern vielmehr entscheidend für die Verlängerung der Lebensdauer der Bauteile.
I. Warum ist die Haftung auf diesen Untergründen schlecht?
- Aluminiumlegierung: An der Oberfläche bildet sich extrem leicht ein dichter Film aus Aluminiumoxid. Dieser Film schützt zwar vor Korrosion, ist jedoch abweisend, sodass herkömmliche Lacke keinen Halt finden.
- Verzinktes Material: Der Zinkgehalt in der Zinkschicht ist extrem hoch, und die Oberfläche weist häufig Passivierungsflüssigkeit oder Öl aus der Bearbeitung auf. Zudem ist die chemische Aktivität stark, sodass leicht eine Verseifungsreaktion mit säurehaltigen Lacken eintritt.
- Edelstahl: Das Materialgefüge ist dicht und die Oberfläche extrem glatt, sodass die nötige physische Rauheit für einen mechanischen Formschluss fehlt.
II. Kernlösung: Auswahl des geeigneten Primers
Um einen stabilen Lackfilm zu gewährleisten, wird die Beschichtungsprozessführung üblicherweise in die folgenden zwei Hauptwege unterteilt:
1. Epoxid-Zinkphosphat-Grundierung (Epoxy Zinc Phosphate Primer)
Dies ist eine universelle Wahl für Leichtmetalle und Nichteisenmetalle. Epoxid-Zinkphosphat-Grundierung bietet hervorragende Durchdringungsbeständigkeit und chemische Stabilität.
- Vorteile: Zinkphosphat besitzt eine Passivierungswirkung, kann eine gute Haftungsgrundlage schaffen, ohne das Basismaterial zu beschädigen, und ist mit verschiedenen Decklacken (wie Polyurethan-Decklacken, Fluorcarbon-Decklacken) hervorragend kompatibel.
2. Spezieller Epoxidharz-Grundierungsanstrich (Spezial-Epoxidprimer)
Für extrem schwer haftende, ultra-gleitende Oberflächen ist der Einsatz einer speziellen Epoxidgrundierung mit funktionellen Sondergruppen die sicherere Methode. Derartige Grundierungen enthalten üblicherweise polaritätsverstärkende Additive, die mit den Atomen der Metalloberfläche eine chemische Chelatbildung eingehen und das Abplatzproblem vollständig lösen.
III. Besondere Anforderungen: Wenn zwingend „zinkreiche Epoxidgrundierung“ verwendet werden muss
In einigen Projekten mit hohen Anforderungen an die Korrosionsschutzklasse (z. B. Schwerindustrieanlagen, Meeresumgebung) kann der Planer ausdrücklich vorschreiben, dass zwingend epoxidharzbasierte zinkreiche Grundierung verwendet werden muss.
Obwohl Zinkstaubgrundierungen primär für den kathodischen Schutz von Kohlenstoffstahl eingesetzt werden, müssen bei der Anwendung auf Aluminiumlegierungen oder feuerverzinkten Blechen folgende Verarbeitungsvoraussetzungen strikt eingehalten werden:
Wichtiger Schritt: Zuerst schleifen oder strahlen, dann verarbeiten.
- Physikalische Vorbehandlung: Da Zinkreichgrundierung in direktem Kontakt mit dem Metallsubstrat stehen muss, um den elektrochemischen Schutz zu gewährleisten, und sie hohe Anforderungen an die Oberflächenrauheit stellt, muss die Substratoberfläche durch mechanisches Schleifen oder Strahlen auf Sa 2.5 oder auf eine bestimmte Rauheit (üblicherweise empfohlen $30-50mu m$) behandelt werden.
- Hinweise: Bei der Bearbeitung der Zinkschicht ist beim Schleifen Vorsicht geboten, um ein zu starkes Abschleifen zu vermeiden, das zu einer Verdünnung der Zinkschicht oder einer Beschädigung des Grundmaterials führen könnte.
IV. Anwendungshinweise und Zusammenfassung
- Reinigung und Entfettung: Unabhängig von der verwendeten Grundierung muss vor der Verarbeitung ein spezieller Reiniger verwendet werden, um Bearbeitungsöle und Fingerabdrücke von der Oberfläche zu entfernen.
- Umgebungskontrolle: Während der Bauarbeiten wird eine Umgebungsfeuchtigkeit von unter 85 % empfohlen, und die Untergrundtemperatur sollte 3 °C über dem Taupunkt liegen.
- Vorschlag:
- Zivilgewerbe / allgemeine Industrie: Es wird empfohlen, vorzugsweise „Spezial-Epoxidgrundierung“ oder „Epoxid-Zinkphosphatgrundierung“ zu wählen, um Zeit und Aufwand zu sparen.
- Hochkorrosionsschutz-Schwerindustrie: Falls eine zinkreiche Beschichtung benötigt wird, unbedingt strahlen und schleifen, keine Arbeiten dürfen geschönt werden.
Durch ein korrektes Beschichtungssystem und eine sorgfältige Oberflächenvorbehandlung lassen sich auch schwer zu beschichtende Untergründe wie Aluminiumlegierungen und verzinkte Bleche mit einem langlebigen Korrosionsschutz versehen.