Forschungsbericht
Haftfestigkeit
von Lacken auf Kunststoffoberflächen und Steinschlagfestigkeit
Forschungsziel
der Vorhabens war, die Beständigkeit von Lacken auf
Kunststoffoberflächen bei mechanischer Belastung, insbesondere bei
Steinschlag, zu untersuchen. Die Kugelstoß-Prüfmethode
eignet sich besonders für die wissenschaftliche Erforschung der
Schlagfestigkeit und hat sich bei Beschichtungen auf
Metalluntergründen bewährt. Die Übertragbarkeit der
Methode auf Kunststoffuntergründe wurde in diesem Projekt
untersucht.
Mit der Kugelstoßmethode wurden sowohl unlackierte
Kunststoffsubstrate wie auch lackierte Proben untersucht. Es wurde
zwischen folgenden Schadensbildern unterschieden: plastische
Deformation, plastische Deformation mit Rissen im Untergrund,
plastische Deformation mit Rissen in der Lackierung,
sprödbruchartige großflächige Abplatzungen des
Substrats und Sprödbrüche mit Rissbildung über mehrere
Millimeter im Substrat. Die Schadflächen nehmen mit steigender
Schussgeschwindigkeit und mit steigender Temperatur zu.
Im Vergleich
mit Lackierungen auf Metallsubstraten wird aufgrund der weicheren
Substratmaterialien ein wesentlich größerer Bereich
deformiert. Die Schadensart und größe wird somit
maßgeblich von den mechanischen Eigenschaften des Substrats
bestimmt. Im Gegensatz zu Metallsubstraten wurde bei
Kunststoffsubstraten keine Enthaftung der Lackierung vom Untergrund
beobachtet. Nachträgliche Enthaftungsversuche ergaben, dass die
Haftfestigkeit der Lackierung durch den Impact nicht
beeinträchtigt wird und auch Bewitterungstests standhält. Die
Temperaturerhöhung an der Einschlagstelle betrug bei
Kunststoffsubstraten nur ca. 10°C, wogegen bei Metallsubstraten
Temperaturanstiege bis zu 100°C beobachtet wurden.
Die
Kugelstoßmethode eignet sich zur wissenschaftlichen
Untersuchungen der Steinschlagfestigkeit von Lackierungen auf
Kunststoffsubstraten. Bei den Untersuchungen wurde eine Verringerung
der Steinschlagschäden durch die Lackierung gegenüber dem
Beschuss der unlackierten Substrate festgestellt.
Im Gegensatz zu Metallsubstraten kann die Haftfestigkeit der
Beschichtungen mit der Kugelstoßmethode nicht bewertet werden.
Ursache dafür sind die im Vergleich zu Metallen weichen Substrate,
die sich in weit stärkerem Maße deformieren und dadurch
Spannungen in der Lackierung reduzieren.
Bei der Aufklärung der
physikalischen Einflussgrößen auf die Steinschlagfestigkeit
ist die dynamisch-mechanische Analyse die aussagekräftigste
Methode. Mit Hilfe der Masterkurventechnik konnte das mechanische
Verhalten bei schnellen Belastungen vorhergesagt interpretiert werden.
Der Schlussbericht
dieses Forschungsthemas kann hier
als PDF-Datei (2.883 kB) heruntergeladen
werden.
Dieses
Forschungsvorhaben (AiF-FV-Nr. 13709N ) wurde aus
Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und
Technologie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller
Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. (AiF) gefördert.
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