‘Gewoon dubbel coaten’

Bij de corrosiebescherming van staal met poederlakken behoren twee laklagen, die meestal bestaan uit een epoxyprimer en een weerstabiele polyester-afdeklak, al vele jaren tot het standaardrepertoire. Het uitstekende hechtvermogen en de goede barrièrewerking van de epoxysystemen vormen een ideale combinatie met de bescherming tegen weersinvloeden door de polyestersystemen. Het resultaat is een coating met een lange levensduur die een langdurige corrosiebescherming waarborgt. 

De lagen worden traditiegetrouw opgebouwd door middel van twee aparte lakprocessen. Nadat het staal is voorbehandeld middels stralen, fosfateren of verzinken, wordt de primerlaag in de poederlakcabine aangebracht. Hiervoor bestaan twee mogelijke methoden: de primer kan volgens de aanwijzingen van de fabrikant van de poederlak compleet worden uitgehard/vernet of worden ‘aangeleerd’. Hiermee wordt de volledige vernettingsdichtheid en dus functionaliteit van de primer al tijdens de eerste stap bereikt. Deze methode brengt echter risico’s met zich mee en biedt ruimte voor verbetering. Het wordt gevaarlijk wanneer er in sommige gevallen een lichte scheidingslaag wordt gevormd, wanneer het poeder te sterk of te snel ‘inbrandt’, hetgeen een negatief effect kan hebben op het latere hechtvermogen van de afdeklak. Door deze methode te vermijden, kan men de primerlaag tevens efficiënter vormgeven doordat deze eerste laag niet volledig vernet, maar men deze alleen laat ‘aandrogen’. Dat betekent dat de lak bij het uitharden kortdurend eenmalig op zijn vernettingstemperatuur wordt gebracht, maar daarna direct uit de oven wordt gehaald. De volledige vernetting vindt vervolgens gelijktijdig met het uitharden van de afdeklak plaats. Om ervoor te zorgen dat dit proces goed plaatsvindt, moeten beide lakken beschikken over soortgelijke uithardingseigenschappen, omdat bijvoorbeeld bij het uitharden van een afdeklak die geschikt is voor lage temperaturen de temperatuur van een conventionele primer niet meer wordt bereikt en deze dus niet volledig vernet. 

IGP Benelux

‘Powder in powder’
Door dit proces worden al tijd en energiekosten bespaard. Maar omdat het streven naar steeds efficiëntere processen nooit ophoudt, werd en wordt ook hier naar mogelijkheden gezocht om deze te optimaliseren. Men kwam pas tot een oplossing toen het uitharden van de primer volledig werd afgeschaft, wat over het algemeen bekend is onder het begrip ‘powder in powder’. Dat betekent dat de onderdelen na het verlaten van de poedercabine met de aangebrachte en niet-ingebrande primer meteen weer naar het coatingstation gaan en direct een laag afdeklak krijgen. Zodoende is nog slechts een eenmalig inbrandproces nodig, hetgeen een duidelijke tijds- en energiebesparing oplevert. Het idee op zich is niet helemaal nieuw, maar mislukte vaak genoeg door de details bij de uitvoering. Zo is het aanbrengen van een tweede poederlaag op een bestaande laag alleen al vanwege de hoge totale laagdikte een moeilijk te overwinnen uitdaging. Afhankelijk van de installatieconfiguratie kunnen bij de applicatie met coronapistolen al bij laagdiktes van 80 µm tot 120 µm, veroorzaakt door lading, terugsproei-effecten ontstaan, met diepe kraters in de poederlaag tot gevolg. Het aanbrengen van een tweede poederlaag kan derhalve met alleen maar een corona-applicatie snel onuitvoerbaar worden en kan eigenlijk alleen worden bewerkstelligd met een extreem fijne afstelling van de elektrische stroom. Daarom is het aanbrengen van de eerste laag door middel van corona-applicatie en de twee laag door middel van tribo-applicatie in de praktijk een deugdelijke methode gebleken. Maar zelfs met deze techniek kan een lichte vermenging van de poederdeeltjes uit de grondlaag met deeltjes in de afdeklaag niet worden voorkomen. Daarom wordt de kleur van de primer normaal gesproken voor deze toepassing aan de afdeklak aangepast. 

Voor de firma Bernd Kunze GmbH, een metaalverwerkend bedrijf met een groot assortiment verschillende metalen onderdelen, wordt de flexibiliteit hierdoor te sterk beperkt. Het opslaan van diverse extra primers in kleuren die telkens bij de afdeklak passen, brengt enorm veel extra kosten bij het voorraadbeheer met zich mee. Daarom heeft men bij Kunze voor een outdoortoepassing in samenwerking met IGP Pulvertechnik AG voor een andere manier gekozen om gebruik te kunnen maken van standaardproducten. Een standaard corrosiewerende primer op basis van epoxyharsen in combinatie met een polyester-afdeklak voor architecturale toepassingen moest in één stap na het aanbrengen worden ingebrand. Er werden uitsluitend poederlakken getest die bij Kunze regelmatig werden gebruikt. Tijdens de eerste pogingen werden beide lagen met behulp van tribo verwerkt, maar al zeer snel bleek dat hierbij vermengingseffecten plaatsvonden, voornamelijk omdat de producten verschillende tribo-laadwaarden hadden. Daarom werden er nog meer coatingtests uitgevoerd in een combinatie met corona- en tribosystemen.

IGP Benelux

Gladde en homogene poederlaag
Vanwege de afmetingen en geometrie van de onderdelen kon er geen automatische coating plaatsvinden. Daarom werd de applicatie van de primer handmatig uitgevoerd met een corona-pistool. Om zonder problemen bij alle reeds gecoate vlakken te komen, ook binnenin de onderdelen, werd de tribocoating uitgevoerd met de tribolans van de firma RGV. Dankzij de telescoopuitvoering kon de deklaag zo zelfs op moeilijk toegankelijke delen van het object worden aangebracht. Om afblaas- en vermengingseffecten tot een minimum te beperken, werd met geringe luchtsnelheden gewerkt. Na de gemeenschappelijke vernetting was het resultaat een gladde en homogene poederlaag die geen onregelmatigheden vertoonde. Egalisatie en glansgraad van de deklaag vertoonden een lichte afwijking ten opzichte van een conventioneel verwerkte opbouw met 2 lagen, maar dat bleek bij deze toepassing geen probleem. De corrosiebescherming van deze opbouw voldoet aan de eisen van de toepassing en wordt door de ontbrekende tussenstap van het inbranden niet beïnvloed.

Efficiëntieverbetering
De tests hebben aangetoond dat het afzien van het uitharden van de primer een enorme efficiëntieverbetering betekent. Een afstemming van primer en afdeklak is alleen nodig in gevallen waarbij de optische indruk, naast de beschermende werking, op de voorgrond staat. Voor onderdelen in een industriële omgeving waarvan de coating een uitgesproken beschermende functie moet bieden, staan minimale optische nadelen niet in verhouding tot de enorme besparingen in vergelijking met het gebruik van standaardproducten. De belangrijkste voordelen zijn de eenvoud van het proces en het eenvoudige voorraadbeheer. In elk geval is het raadzaam tests uit te voeren alvorens een dergelijk proces te implementeren, om de potentiële voordelen vast te stellen, wanneer men ‘gewoon dubbel wil coaten’.     

Tekst en beeld | IGP Benelux