Einfluss von Kunststoff-Additiven auf die Beschichtungshaftung bei Anbauteilen aus PP-Werkstoffen

Beschichtete Kunststoffteile nach Temperaturwechseltest und Dampfstrahlprüfung

In Kürze

In Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für Polymerforschung und dem Forschungsinstitut für Leder und Kunststoffbahnen untersuchten wir die Ursachen der Schwächung der Lackhaftung auf PP-Werkstoffen im Zusammenhang mit den im Kunststoff enthaltenen Additiven. Dabei wurden unterschiedliche Reinigungs- und Aktivierungsprozesse sowie deren Wirkung auf die Auflagemenge der Additive betrachtet.

Im Detail

Kunststoffe auf Polypropylen (PP)-Basis sind u. a. in der Automobilindustrie aus Gründen der Gewichtsreduktion weit verbreitet. Für dekorative Anwendungen werden PP-Anbauteile hochwertig beschichtet, wobei es trotz hoher Produktionsstandards immer wieder zu Haftungsproblemen kommt. Es ist bekannt, dass die Effizienz der praxisüblichen Reinigungs- und Aktivierungsverfahren (Powerwash, CO2- Schneestrahlen, Beflammen, Plasmabehandlung und Fluorierung) einen wesentlichen Einfluss auf die Lackhaftung hat. Der Einfluss von Kunststoffadditiven, die nach der Vorbehandlung teilweise an die Oberfläche nachmigrieren, war zuvor hingegen wenig bis gar nicht erforscht. Wir nutzten unsere Expertise in chemischer Analytik bei der Ermittlung der kritischen Auflagemengen und Zusammensetzungen von Additiven an der Werkstoffoberfläche. Die Haftung der Beschichtung auf den unterschiedlich vorbehandelten Proben prüften wir dabei praxisnah mittels Dampfstrahltest, einer Kombination aus starker mechanischer Belastung und erhöhter Temperatur nach lokaler Vorschädigung (Kreuzschnitt). Durch die Korrelation zwischen der Haftung sowie der analytisch ermittelten Additivauflagenmenge und -zusammensetzung auf der Substratoberfläche konnten Optimierungsmaßnahmen für die Vorbehandlung der PP-Formteile abgeleitet werden.

Projektträger / Zuwendungsgeber

Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung AiF (über Forschungsgesellschaft für Pigmente und Lacke e.V. FPL / Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi))

Autoren

Dr. rer. nat. Katharina Weber, Dr. rer. nat. Volker Wegmann
Abteilung Beschichtungssystem- und Lackiertechnik Gruppe Analytik und Stoffprüfungen