EP2319631B1 - Beschichtung für ein Substrat - Google Patents

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EP2319631B1
EP2319631B1 EP20100014486 EP10014486A EP2319631B1 EP 2319631 B1 EP2319631 B1 EP 2319631B1 EP 20100014486 EP20100014486 EP 20100014486 EP 10014486 A EP10014486 A EP 10014486A EP 2319631 B1 EP2319631 B1 EP 2319631B1
Authority
EP
European Patent Office
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base layer
coating
weight
layer
substrate
Prior art date
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Active
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EP20100014486
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English (en)
French (fr)
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EP2319631A1 (de
Inventor
Christoph Dr. Stecher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ACS Coating Systems GmbH
Original Assignee
ACS Coating Systems GmbH
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Publication date
Application filed by ACS Coating Systems GmbH filed Critical ACS Coating Systems GmbH
Publication of EP2319631A1 publication Critical patent/EP2319631A1/de
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Publication of EP2319631B1 publication Critical patent/EP2319631B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2518/00—Other type of polymers
    • B05D2518/10—Silicon-containing polymers
    • B05D2518/12—Ceramic precursors (polysiloxanes, polysilazanes)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0209—Multistage baking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0254—After-treatment

Definitions

  • the invention relates to a coating for a substrate according to the preamble of claim 1 and to a method for applying a coating to a substrate according to the preamble of claim 11.
  • Substrate coatings based on fluoropolymers are known in the prior art, for example the coating of cooking appliances.
  • Polytetrafluoroethylene (PTFE) is an extremely frequently used fluoropolymer which, however, has such a high melt viscosity in the liquid state, depending on the molecular weight above 300-340 ° C., that it can be processed either only by press-sintering or at very high temperature.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the usual stoving temperature is therefore above 420 ° C.
  • this results in the processing temperature being above the decomposition temperature of the polymer, releasing aggressive acid which attacks metals and carbons.
  • PEEK polyetheretherketone
  • PTFE polyetheretherketone
  • halogens for example hydrofluoric acid
  • a coating made of PEEK alone has neither a good non-stick effect nor is it suitable as a sealing material only if the pressure is very high.
  • fluoropolymers are limited in their use temperature.
  • the softening temperature of many fluoropolymers is in the range of about 250 ° C. Such a temperature range comes in use of, for example, frying pans quite.
  • the high baking temperature of over 420 ° C for many substrates to be coated is simply too high, for example, for many aluminum castings and aluminum alloys, even more so for plastic parts, for example, fiber composite plastics such as those with "carbon" fibers
  • a coating for a substrate which dispenses with the use of fluoropolymers would therefore be advantageous.
  • silicone elastomers and silicone resins which are used as non-stick and as sealing materials are known from the prior art. These have the disadvantage that they are not very resistant to wear, build only low adhesion to the substrate and are therefore unsuitable for increased requirements. In addition, the temperature-resistant silicone resins are very brittle, which on the one hand causes poor wear properties on the other hand also causes great sensitivity to surface damage. Furthermore, the scratch resistance is insufficient.
  • non-stick coatings known on the basis of so-called ceramic coatings with titanatic or zirconatic binding systems. Although these are very temperature-resistant and hard, but also very brittle and scratch-sensitive. In addition, the resistance to media, especially hot water and alkalis, is very bad.
  • a sol-gel coating for household appliances such as cookware is known wherein the polysiloxane, silica and fluoropolymer particle-based hybrid coating should improve the scratch resistance, wear resistance and non-stick properties of the substrate.
  • the DE 10 2009 044 340 A1 discloses the preparation of an organic-inorganic hybrid ceramic based on a ceramic matrix comprising polymer inclusions.
  • the coatings known from the prior art often have the disadvantages that they wear very quickly, show poor adhesion to the substrate and have a fairly high brittleness. Additional disadvantages are lack of scratch resistance and poor corrosion protection.
  • the invention has for its object to provide a versatile coating for a substrate, which overcomes the disadvantages of the prior art.
  • the coating should allow good adhesion to a substrate, show improved wear behavior and less brittleness.
  • a coating is to be provided which completely dispenses with fluoropolymers, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon), and nevertheless forms a thermally and mechanically extremely resistant, scratch-resistant coating which adheres well to the substrate.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the present invention relates to a layer structure of a substrate, a coating or base layer and a cover layer. Between the substrate and the base layer, a bonding agent can be arranged.
  • the binder matrix degrades its organic content upon annealing to a temperature above the softening or liquidus temperature of the thermoplastic, leaving only a ceramic residue.
  • the softening temperature of PEEK is about 320 ° C. and the liquidus temperature is 340 ° C., while for PPS the corresponding temperatures are each about 60 ° C. lower.
  • silicone resin as the binding matrix, only a ceramic residue, namely SiO 2 , is thus retained after sufficiently long tempering.
  • titanate or zirconate compounds with organic radicals These decay under hydrolysis under temperature also into ceramic components.
  • a particularly preferred embodiment of a coating according to the invention is the use of a mixture of silicone resin and a titanate, for example isobutyl titanate, as a binding matrix.
  • Suitable silicone resins are, for example, methyl silicone resin and / or phenyl silicone resin.
  • substrates for example, metallic substrates, in particular aluminum (cast), (stainless) steel, steel enamel, copper, brass, bronze, nickel, chromium and magnesium, ceramic substrates and plastics and fiber materials, for example glass fibers and carbon fibers, may be mentioned.
  • metallic substrates in particular aluminum (cast), (stainless) steel, steel enamel, copper, brass, bronze, nickel, chromium and magnesium, ceramic substrates and plastics and fiber materials, for example glass fibers and carbon fibers, may be mentioned.
  • the coating according to the invention is characterized by a cover layer on the base layer, which contains a binding matrix with a smaller proportion of a thermoplastic than the base layer.
  • the base layer contains 30 to 99% by weight of silicone resin (dry weight), more preferably more than 50% by weight of silicone resin, and especially free of polytetrafluoroethylene.
  • the proportion of the silicone resin refers to the proportion in the starting product with which the coating is produced. After annealing at more than 240 ° C, the silicone resin decomposes into SiO 2 .
  • the topcoat may contain 35 to 100 weight percent silicone resin (dry weight).
  • thermoplastic material in the base layer and / or in the cover layer is selected from the group consisting of liquid crystalline polymer (LCP), polyaryletherketone, polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetherketone ketone (PEKK), polyphenylene sulfide ( PPS), polyethersulfone (PES), polyphenylene ether sulfone (PPSU) and mixtures thereof.
  • LCP liquid crystalline polymer
  • PEK polyetherketone
  • PEEK polyetheretherketone
  • PEKK polyphenylene sulfide
  • PPS polyethersulfone
  • PPSU polyphenylene ether sulfone
  • the temperature resistance of the thermoplastics used is preferably above 200 ° C., more preferably above 250 ° C.
  • the invention preferably provides that the proportion of thermoplastic in the top layer is less than or equal to 2% by weight or less than or equal to 1% by weight.
  • the cover layer may be free of thermoplastic material.
  • the cover layer is free of polytetrafluoroethylene. In fact, experiments with (added) fluoroplastics have yielded negative results.
  • the cover layer contains a thermoplastic other than the base layer.
  • the base layer and / or top layer may contain a filling of mineral, metallic and / or ceramic particles whose particle size may be in the range of 10 to 200 nm, in particular 30 to 70 nm. The proportion of particles can be from 0.1 to 10% by weight, based on the base layer or covering layer.
  • metallic fillers and their oxides are suitable, in particular aluminum, aluminum oxide, copper or copper chromium.
  • Preferred fillers are SiO 2 , Al 2 O 3 and aluminum semolina.
  • the top layer should be less filled than the base layer.
  • particles in the nanometer range in addition to these nanoparticles, particles with a particle size in the micrometer range, for example between 10 to 50 microns, are included. However, these particles in the micrometer range should be contained in a smaller proportion than the nanoparticles. This applies in particular to the cover layer, which preferably contains no such (macroscopic) fillers.
  • both the base layer and the top layer may contain titanatic or zirconic binders, amounting to 0.05-5% by weight.
  • titanate or zirconate can be provided merely as additives to the silicone resin, for example in an amount of 3% by weight.
  • An exemplary coating composition could be as follows: 85% by weight of isobutyl titanate, 5% by weight of aluminum grits, 5% by weight of PEEK and 5% by weight of inorganic pigment, where a stoving temperature at 360 ° C. or higher.
  • the invention provides that the proportion of thermoplastic within the base layer decreases in the direction away from the substrate. Furthermore, it is preferably provided that the proportion of thermoplastic material decreases within the cover layer in the direction of a free surface of the cover layer, wherein in particular the cover layer on the free surface is free of thermoplastic material.
  • the invention further provides a method for applying a coating to a substrate according to claim 11.
  • an adhesion promoter can be applied to the substrate.
  • a cover layer is applied, which contains a binding matrix with a smaller proportion of a thermoplastic than the base layer.
  • the base layer and / or the cover layer can be applied in liquid form or in powder form.
  • the coating can thus be applied to a substrate wet or by means of powder, for example electrostatically, and in combinations thereof.
  • the coating is also suitable for dip coatings, especially for drum coatings.
  • a base layer can be applied wet as a powder and a cover layer or vice versa.
  • the binder matrix of the base layer is crosslinked at a temperature which is below a softening or liquefaction temperature of the thermoplastic, or at a temperature which is at or above a softening or liquefaction temperature of the thermoplastic.
  • a powder, a granule, a dispersion or a solution for producing a base layer for a coating according to the invention comprising a binder matrix which is selected from the group consisting of silicone resin, titanate, zirconate, Silanes and mixtures thereof, wherein the binder matrix contains a proportion of 0.5 to 20 wt .-% of a thermoplastic, preferably less than 15% or 10%.
  • the invention is based on the surprising finding that a combination of binding matrix with a high-temperature thermoplastic already shows a noticeable increase in the wear behavior even with only a small proportion of thermoplastic. In addition, the adhesion to a substrate is considerably improved and the otherwise occurring brittleness considerably reduced. Already an addition of, for example, 1 wt .-% of the thermoplastic material shows a sudden improvement of the properties mentioned.
  • An advantageous embodiment of the present invention is achieved by coating a base layer of silicone resin containing about 4% by weight of PEEK on a substrate, and coating a cover layer of silicone resin on the base layer, the cover layer containing no thermoplastic.
  • cover layer is particularly advantageous when non-stick properties are in the foreground. If this is not the case, such a cover layer is not absolutely necessary.
  • a coating according to the invention is illustrated by means of a 1000h salt spray test of coated ferritic steel.
  • a coating was applied to ferritic steel, which had the following composition: 63% by weight of silicone resin, 7% by weight of PEEK, 3% by weight of titanate, 7% by weight of aluminum grits, 5% by weight of pigment and 15 Wt .-% fillers.
  • a cover layer was applied containing 100 wt .-% silicone resin.
  • the baking temperatures of the base and top layers were 200 ° C / 320 ° C for the first and second annealing step.
  • test was then carried out at room temperature by spraying a five percent NaCl solution in water in accordance with the standard with cross-hatch.
  • the coating of the invention showed at a layer thickness of only 20 microns no infiltration of the cross-hatch and no detachment.
  • the coating according to the invention thus performs better in the corrosion protection behavior than coatings of the individual components, for example a 100% PEEK coating or a 100% polymethylsiloxane coating. Both comparative coatings showed detachment at cross-hatch and undercrossings with red rust.
  • the coating according to the invention improves the wear behavior and the adhesion to a substrate and reduces the brittleness of the coating.
  • the non-stick properties of the "free" surface of the coating according to the invention can be particularly preferably improved by providing a two-layer structure for the coating according to the invention.
  • a base layer is first applied to a substrate, such as a metal surface of a cooking appliance, which contains, for example, a silicone resin in a proportion of 0.5 to 10 wt .-%, preferably 1 to 4 wt .-%, of a thermoplastic material , On this base layer, a cover layer is then applied, which contains, for example, a silicone resin with a smaller proportion of a thermoplastic material than the base layer, for example below 1 wt .-%.
  • the non-stick properties of the cover layer can be further increased by containing mineral and / or ceramic particles, for example in a proportion of 0.1 to 10 wt .-%, based on the cover layer.
  • the size of the particles may be in the range of, for example, 10 to 200 nm, for example between 30 and 70 nm.
  • thermoplastic component already exists within the base layer, wherein the thermoplastic fraction in the vicinity of the substrate is relatively high and relatively low in the vicinity of the transition to the cover layer. It is further favorable if in the cover layer little or no thermoplastic is included, or if in the cover layer a corresponding gradient as in the base layer is present and the proportion of thermoplastic decreases in the direction of a free surface of the cover layer and on the surface only slightly or preferably no thermoplastic is contained.
  • the base layer and / or the cover layer can be applied either in flowable form or in powder form.
  • the silicone resin can be crosslinked at a temperature which is below a softening or condensing temperature of the thermoplastic, it is advantageous if the crosslinking temperature is at or above a softening or condensing temperature of the thermoplastic, so that the favorable wear and adhesion properties of the Base layer can be further increased.
  • Advantageous properties arise in a production process even at a processing temperature of only 150 ° - 230 ° C, in which the binder matrix system crosslinked, but the thermoplastic material is not soft or liquid, but is above its glass transition temperature.
  • first annealing step leads to crosslinking of the silicone resin portion, while the second annealing step serves for attachment to the thermoplastic portion.
  • the first annealing step is thus intended to serve that when silicone resin is used in the binding matrix, it can crosslink to such an extent that it withstands a required higher temperature without undesired decomposition.
  • the first heat treatment stage is preferably at 150 to 230 ° C. and, if appropriate, this first heat treatment stage can be replaced in some systems by crosslinking at room temperature, which then, however, requires a significantly longer time.
  • the organic portion of the binding matrix disintegrates, at least partially, but not necessarily completely. Without the previous precrosslinking, however, an amorphous layer without strong bonding is obtained in many cases.
  • the coating according to the invention can be used extremely advantageously as a non-stick coating, for example for coating cooking appliances.
  • a coating consisting solely of a base layer of binder matrix with a proportion of thermoplastic material can advantageously be used as a low-wear primer for sealing coatings.
  • a base layer may be composed of silicone resin, mineral and / or metallic fillers or metal oxides, thermoplastic and other additives, such as titanate or zirconate (Lewis acid).
  • a cover layer based on a silicone resin may be provided.
  • Such a primer is much more resistant than conventional, known from the prior art silane coupling agent.
  • Particularly advantageous is the repeated covering of the base layer described above by a few micrometers thick silicone resin layer for the wear behavior.
  • at least the uppermost silicone resin layer can not be crosslinked, so that a post-curing after the installation of the same results.
  • Another very advantageous application of the coating according to the invention results from the coating or impregnation of fibrous materials, ie fiber fabrics or even random fiber distributions.
  • the use in the coating or impregnation of carbon fibers is advantageous because here the bond to the fiber is very good.
  • a base coat is applied containing 4 to 10% (all unless otherwise stated, by weight) polyetheretherketone (PEEK) or polyetherketone (PEK), 0-25% fillers and the remainder methyl silicone resin.
  • a topcoat containing less fillers and about 0-4% polyphenylene sulfide (PPS) is applied to this basecoat. This coating is cured after drying at about 200 ° C for about 20-60 minutes and then post-annealed at about 300 ° C-360 ° C for about 5-30 minutes.
  • a structure comprising a base layer and a softer resin, polymer or elastomer layer set thereon is advantageous.
  • exemplary polymer or elastomer layers can be, for example, layers based on fluoroelastomers, PTFE or PEEK.
  • the cover layer becomes softer, for example, by a lower addition of a crosslinker, less strong filling, etc.
  • Another possibility for the control lies in the addition of crosslinking inhibitors, for example silicone oil.
  • a high-performance polymer layer underneath the base layer which serves as a lower layer.
  • This underlayer would need to be baked before applying the base coat, advantageously above the liquefaction temperature of the high performance polymer.
  • PEEK a temperature of more than 340 ° C., preferably more than 360 ° C., would be advantageous, when using PPS a temperature of more than 285 ° C., preferably more than 300 ° C.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtung für ein Substrat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf ein Substrat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
  • Im Stand der Technik sind Substratbeschichtungen auf Basis von Fluorpolymeren bekannt, beispielsweise die Beschichtung von Kochgeräten. Polytetrafluorethylen (PTFE) ist dabei ein äußerst häufig eingesetztes Fluorpolymer, welches jedoch im flüssigen Zustand je nach Molekulargewicht oberhalb von 300-340°C eine derart hohe Schmelzviskosität aufweist, dass es entweder nur durch Presssintern oder bei sehr hoher Temperatur verarbeitet werden kann. Für hochwertige PTFE-Beschichtungen liegt die übliche Einbrenntemperatur daher bei über 420°C. Dies hat jedoch zur Folge, dass dann die Verarbeitungstemperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des Polymeren liegt, wodurch aggressive Säure freigesetzt wird, die Metalle und Kohlenstoffe angreift.
  • Auch die aus dem Stand der Technik bekannte Beschichtungskombination aus Polyetheretherketon (PEEK) und PTFE unterliegt ebenfalls der Schwierigkeit, dass PEEK gegenüber Säuren der Halogene (zum Beispiel Flusssäure) unbeständig ist und schon bei der Verarbeitung angegriffen werden kann. Eine Beschichtung aus PEEK allein weist dagegen weder einen guten Antihafteffekt auf, auch ist sie als Dichtungswerkstoff nur geeignet, wenn die Pressung sehr hoch ist.
  • Weiterhin sind Fluorpolymere bezüglich ihrer Einsatztemperatur begrenzt. Die Erweichungstemperatur vieler Fluorpolymere liegt im Bereich von etwa 250°C. Ein solcher Temperaturbereich kommt bei Gebrauch von, beispielsweise, Bratpfannen durchaus vor.
  • Zusätzlich ist auch die hohe Einbrenntemperatur von über 420°C für viele zu beschichtende Substrate schlichtweg zu hoch, zum Beispiel für viele Aluminiumgusswerkstoffe und Aluminiumlegierungen, noch vielmehr für Kunststoffteile, zum Beispiel auch Faserverbundkunststoffe wie die mit "Carbon"-Fasern
  • Eine Beschichtung für ein Substrat, die auf den Einsatz von Fluorpolymeren verzichtet, wäre daher vorteilhaft.
  • Auch bei Einsatz der Fluorpolymere zur Abdichtung zeigt die Erfahrung, dass diese unter Reibbeanspruchung und erhöhter Temperatur zur Zersetzung mit Abspaltung fluorhaltiger Säure führen, die die abzudichtenden Gegenflächen, beispielsweise aus Aluminium, massiv angreift und in Folge zum Dichtungsausfall führt. Beispielsweise im Falle von Zylinderkopfdichtungen muss dann nicht nur die Dichtung, sondern auch der Zylinderkopf erneuert werden.
  • Aus dem Stand der Technik sind auf der anderen Seite auch Silikonelastomer- und Silikonharze bekannt, die als Antihaft- und als Dichtungswerkstoffe eingesetzt werden. Diese haben den Nachteil, dass sie nicht sehr verschleißbeständig sind, eine nur geringe Haftung zum Substrat aufbauen und deshalb für erhöhte Anforderungen ungeeignet sind. Die temperaturbeständigen Silikonharze sind zusätzlich sehr spröde, was einerseits schlechte Verschleißeigenschaften bedingt andererseits auch eine große Empfindlichkeit für Oberflächenbeschädigungen hervorbringt. Ferner ist die Kratzbeständigkeit ungenügend.
  • Schließlich sind aus dem Stand der Technik Beschichtungen, insbesondere Antihaftbeschichtungen, bekannt auf Basis so genannter keramischer Beschichtungen mit titanatischen oder zirkonatischen Bindesystemen. Diese sind zwar sehr temperaturbeständig und hart, aber auch sehr spröde und kratzempfindlich. Zusätzlich ist die Beständigkeit gegen Medien, vor allem heißes Wasser und Laugen, sehr schlecht.
  • Aus der WO2004/076570 A1 ist eine Sol-Gel-Beschichtung für Haushaltsgeräte wie etwa Kochgeschirr bekannt, wobei die auf Polysiloxan, Silika und Fluoropolymerpartikeln basierende Hybridbeschichtung die Kratzfestigkeit, Verschleißbeständigkeit und die Antihafteigenschaften des Substrats verbessern sollen.
  • Die DE 10 2009 044 340 A1 offenbart die Herstellung einer organisch-anorganischen Hybridkeramik, basierend auf einer keramischen Matrix umfassend Polymereinschlüsse.
  • Die US 2007/072978 A1 beschreibt die Verwendung von fluorpolymerfreien thermoplastischen Kunststoffen zur Herstellung einer Hybridbeschichtung.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Beschichtungen weisen häufig die Nachteile auf, dass sie sehr schnell verschleißen, eine schlechte Haftung zum Substrat zeigen und eine recht starke Sprödigkeit aufweisen. Zusätzliche Nachteile sind fehlende Kratzbeständigkeit sowie mangelhafter Korrosionsschutz.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vielfältig einsetzbare Beschichtung für ein Substrat bereitzustellen, die die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet. Insbesondere soll die Beschichtung eine gute Haftung an einem Substrat erlauben, ein verbessertes Verschleißverhalten und eine geringere Sprödigkeit zeigen. Dabei soll eine Beschichtung bereitgestellt werden, die auf Fluorpolymere, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon), gänzlich verzichtet und dennoch eine thermisch und mechanisch äußerst widerstandsfähige, kratzfeste und gut auf dem Substrat haftende Beschichtung ausbildet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Beschichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 11.
  • Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung einen Schichtaufbau aus einem Substrat, einer Beschichtungs- oder Grundschicht und einer Deckschicht. Zwischen Substrat und Grundschicht kann ein Haftvermittler angeordnet sein.
  • Wie im weiteren bei der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung von Fachleuten ohne weiteres zu verstehen ist, baut die Bindematrix bei der Temperung auf eine Temperatur oberhalb der Erweichungs- oder Liquidustemperatur des thermoplastischen Kunststoffs ihren organischen Anteil ab, so dass nur ein keramischer Rest erhalten bleibt. Beispielhaft liegt die Erweichungstemperatur von PEEK bei etwa 320°C und die Liquidustemperatur bei 340°C, während für PPS die entsprechenden Temperaturen jeweils etwa 60°C niedriger liegen. Bei Verwendung von Silikonharz als Bindematrix wird nach ausreichend langem Tempern somit lediglich ein keramischer Rest, nämlich SiO2, zurückbehalten. Gleiches gilt für die Verwendung von Titanat- oder Zirkonatverbindungen mit organischen Resten. Diese zerfallen unter Hydrolyse unter Temperatur ebenfalls in keramische Bestandteile. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschichtung liegt im Einsatz einer Mischung aus Silikonharz und einem Titanat, beispielsweise Isobutyltitanat, als Bindematrix.
  • Als Silikonharz kommen beispielsweise Methylsilikonharz und/oder Phenylsilikonharz in Frage.
  • Als Substrate können beispielsweise metallische Substrate, insbesondere Aluminum(guss), (rostfreier) Stahl, Stahlemaille, Kupfer, Messing, Bronze, Nickel, Chrom und Magnesium, keramische Substrate sowie Kunststoffe und Faserwerkstoffe, zum Beispiel Glasfasern und Carbonfasern, genannt werden.
  • Dabei ist die erfindungsgemäße Beschichtung gekennzeichnet durch eine Deckschicht auf der Grundschicht, die eine Bindematrix mit einem kleineren Anteil eines thermoplastischen Kunststoffs als die Grundschicht enthält.
  • Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist es ferner, dass bei Einsatz einer Mischung aus Silikonharz und Titanat bzw. Zirkonat und/oder Silan(en) in der Grundschicht dort ein höherer Anteil an Titanat bzw. Zirkonat als in der Deckschicht eingesetzt wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Grundschicht 30 bis 99 Gew.% Silikonharz (Trockengewicht) enthält, bevorzugter mehr als 50 Gew.-% Silikonharz, und insbesondere frei von Polytetrafluorethylen ist.
  • Wie bereits oben ausgeführt, bezieht sich der Anteil des Silikonharzes auf den Anteil im Ausgangsprodukt, mit dem die Beschichtung hergestellt wird. Nach einer Temperung bei mehr als 240°C zerfällt das Silikonharz in SiO2.
  • Die Deckschicht kann 35 bis 100 Gew.-% Silikonharz (Trockengewicht) enthalten.
  • Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der thermoplastische Kunststoff in der Grundschicht und/oder in der Deckschicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus flüssig kristallinem Polymer (LCP), Polyaryletherketon, Polyetherketon (PEK), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketonketon (PEKK), Polyphenylensulfid (PPS), Polyethersulfon (PES), Polyphenylenethersulfon (PPSU) und Mischungen derselben. Bevorzugt liegt die Temperaturbeständigkeit der eingesetzten thermoplastischen Kunststoffe bei über 200°C, bevorzugter bei über 250°C.
  • Die Erfindung sieht bevorzugt vor, dass der Anteil an thermoplastischem Kunststoff in der Deckschicht weniger als oder gleich 2 Gew.-% oder weniger als oder gleich 1 Gew.-% beträgt. Insbesondere kann die Deckschicht frei von thermoplastischem Kunststoff sein.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Deckschicht frei von Polytetrafluorethylen ist. Tatsächlich haben Versuche mit (zugefügten) Fluorkunststoffen negative Ergebnisse erbracht.
  • Auch ist bevorzugt, dass die Deckschicht einen anderen thermoplastischen Kunststoff als die Grundschicht enthält.
  • Die Grundschicht und/oder Deckschicht kann eine Füllung von mineralischen, metallischen und/oder keramischen Partikeln enthalten, deren Korngröße im Bereich von 10 bis 200 nm, insbesondere 30 bis 70 nm liegen kann. Der Partikelanteil kann 0,1 bis 10 Gew.-% betragen, bezogen auf die Grundschicht bzw. Deckschicht. Ebenfalls metallische Füllstoffe und deren Oxide sind geeignet, insbesondere Aluminium, Aluminiumoxid, Kupfer oder Kupferchromid. Bevorzugte Füllstoffe sind SiO2, Al2O3 sowie Aluminiumgrieß.
  • Insbesondere zur Erzielung eines guten Antihafteffekts sollte die Deckschicht weniger stark gefüllt sein als die Grundschicht.
  • Neben der Füllung mit Partikeln im Nanometer-Bereich ist es ebenfalls möglich, dass zusätzlich zu diesen Nanoteilchen auch Partikel mit einer Teilchengröße im Mikrometer-Bereich, beispielsweise zwischen 10 bis 50 µm, enthalten sind. Diese Partikel im Mikrometer-Bereich sollen jedoch in einem kleineren Anteil als die Nanoteilchen enthalten sein. Dies gilt insbesondere für die Deckschicht, die bevorzugt keine solchen (makroskopischen) Füllstoffe enthält.
  • Zusätzlich kann sowohl die Grundschicht als auch die Deckschicht titanatische oder zirkonatische Binder enthalten, mengenmäßig 0,05 - 5 Gew.-%
  • Für die erfindungsgemäße Beschichtung ist es somit denkbar, dass Titanat bzw. Zirkonat lediglich als Zusätze zum Silikonharz vorgesehen werden können, beispielsweise in einer Menge von 3 Gew.-%. Jedoch ist es erfindungsgemäß auch denkbar, das Silikonharz vollständig durch Titanat und/oder Zirkonat zu ersetzen. Dabei könnte eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung wie folgt aussehen: 85 Gew.-% Isobutyltitanat, 5 Gew.-% Aluminiumgries, 5 Gew.-% PEEK und 5 Gew.-% anorganisches Pigment, wobei zur Herstellung der Beschichtung eine Einbrenntemperatur bei 360°C oder höher liegt. Bei Einsatz von Titanat als Bindematrix wird ein hervorragender Haftvermittler für PEEK und auch PTFE mit verbessertem Korrosionsschutz erhalten.
  • Vorzugsweise sieht die Erfindung vor, dass der Anteil an thermoplastischem Kunststoff innerhalb der Grundschicht in Richtung weg vom Substrat abnimmt. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Anteil an thermoplastischem Kunststoff innerhalb der Deckschicht in Richtung einer freien Oberfläche der Deckschicht abnimmt, wobei insbesondere die Deckschicht an der freien Oberfläche frei von thermoplastischem Kunststoff ist.
  • Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf ein Substrat nach Anspruch 11.
  • Vor Aufbringen der Grundschicht kann ein Haftvermittler auf das Substrat aufgebracht werden.
  • Auf die Grundschicht wird eine Deckschicht aufgebracht, die eine Bindematrix mit einem kleineren Anteil eines thermoplastischen Kunststoffs als die Grundschicht enthält.
  • Die Grundschicht und/oder die Deckschicht kann bzw. können in flüssiger Form oder pulverförmig aufgebracht werden. Die Beschichtung kann somit nass oder mittels Pulver, zum Beispiel elektrostatisch, sowie in Kombinationen derselben auf ein Substrat aufgebracht werden. Die Beschichtung ist auch geeignet für Tauchbeschichtungen, insbesondere auch für Trommelbeschichtungen. Auch kann eine Grundschicht als Pulver sowie eine Deckschicht nass aufgetragen werden oder umgekehrt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Bindematrix der Grundschicht bei einer Temperatur vernetzt wird, die unter einer Erweichungs- oder Verflüssigungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffs liegt, oder aber bei einer Temperatur, die bei oder über einer Erweichungs- oder Verflüssigungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffs liegt.
  • Beschrieben wird auch ein Pulver, ein Granulat, eine Dispersion oder eine Lösung zur Herstellung einer Grundschicht für eine erfindungsgemäße Beschichtung, enthaltend eine Bindematrix, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonharz, Titanat, Zirkonat, Silanen und Mischungen derselben, wobei die Bindematrix einen Anteil von 0,5 bis 20 Gew.-% eines thermoplastischen Kunststoffs enthält, bevorzugt weniger als 15% oder 10%.
  • Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass eine Kombination aus Bindematrix mit einem Hochtemperaturthermoplasten bereits bei nur einem kleinen Anteil an Thermoplast eine auffällige Steigerung im Verschleißverhalten zeigt. Außerdem wird die Haftfähigkeit an einem Substrat beträchtlich verbessert und die ansonsten auftretende Sprödigkeit erheblich reduziert. Bereits eine Zugabe von beispielsweise 1 Gew.-% des thermoplastischen Kunststoffs zeigt eine sprunghafte Verbesserung der genannten Eigenschaften.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergibt sich durch Beschichtung einer Grundschicht aus Silikonharz, die etwa 4 Gew.-% PEEK enthält, auf einem Substrat, und die Beschichtung einer Deckschicht aus Silikonharz auf der Grundschicht, wobei die Deckschicht keinen Thermoplasten enthält.
  • Das Aufbringen einer Deckschicht ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Antihafteigenschaften im Vordergrund stehen. Ist dies nicht der Fall, wird eine solche Deckschicht nicht zwingend benötigt.
  • Auch wurde überraschend gefunden, dass in einer bevorzugten Ausführungsform die Beimengung von 2 Gew.-% PPS in eine Silikonharzbeschichtung einen Antihafteffekt nicht negativ beeinflusst, während mechanische Eigenschaften jedoch stark verbessert sind. Dadurch lässt sich ein erfindungsgemäß besonders bevorzugtes Einschichtsystem auf einem Substrat erhalten.
  • Da die Oberfläche auch unter Verschleiß glatt bleibt und nicht rau wird, wie es bei harten, spröden Silikonharzen oder Keramikschichten ansonsten der Fall ist, ist das Verschleißverhalten günstig. Zudem ist die Beständigkeit gegenüber Heißwasser und Basen verbessert. Ebenfalls überraschend gut sind die Korrosionsschutzeigenschaften auf Stahl und Aluminium. Insbesondere die Empfindlichkeit von Aluminium- (guss) legierungen gegenüber Säureangriff ist durch die erfindungsgemäße Beschichtung beseitigt. Entsprechende Auslagerungsversuche haben weder Ablösungen noch Blasenbildung gezeigt, wie sie sonst bei Fluorpolymerbeschichtungen auftreten.
  • Die vorteilhaften Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Beschichtung werden anhand eines 1000h-Salzsprühtest von beschichtetem ferritischem Stahl veranschaulicht. Dabei wurde auf ferritischem Stahl eine Beschichtung aufgetragen, die folgende Zusammensetzung aufwies: 63 Gew.-% Silikonharz, 7 Gew.-% PEEK, 3 Gew.-% Titanat, 7 Gew.-% Aluminiumgries, 5 Gew.-% Pigment und 15 Gew.-% Füllstoffe. Auf eine so hergestellt Grundschicht wurde eine Deckschicht aufgetragen, die 100 Gew.-% Silikonharz enthält. Die Einbrenntemperaturen der Grund- und Deckschicht betrugen 200°C/320°C für den ersten und zweiten Temperschritt.
  • Der Test erfolgte dann bei Raumtemperatur durch Aufsprühen einer fünfprozentigen NaCl-Lösung in Wasser gemäß Norm mit Gitterschnitt.
  • Die erfindungsgemäße Beschichtung zeigte bei einer Schichtdicke von nur 20 µm keine Unterwanderung am Gitterschnitt sowie keine Ablösungen.
  • Die erfindungsgemäße Beschichtung schneidet damit im Korrosionsschutzverhalten besser ab als Beschichtungen aus den einzelnen Komponenten, zum Beispiel einer 100%-igen PEEK-Beschichtung oder einer 100%-igen Polymethylsiloxan-Beschichtung. Beide Vergleichsbeschichtungen zeigten Ablösungen am Gitterschnitt sowie Unterwanderungen mit Rotrost.
  • Durch die erfindungsgemäße Beschichtung werden, wie oben ausgeführt, das Verschleißverhalten und die Haftung an ein Substrat verbessert und die Sprödigkeit der Beschichtung reduziert. Die Antihafteigenschaften der "freien" Oberfläche der erfindungsgemäßen Beschichtung können besonders bevorzugt dadurch verbessert werden, indem für die erfindungsgemäße Beschichtung ein zweischichtiger Aufbau vorgesehen wird. Dazu wird auf einem Substrat, wie beispielsweise einer Metalloberfläche eines Kochgeräts, zunächst eine Grundschicht aufgebracht, die bspw. ein Silikonharz mit einem Anteil von 0,5 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 4 Gew.-%, eines thermoplastischen Kunststoffs enthält. Auf diese Grundschicht wird dann eine Deckschicht aufgebracht, die bspw. ein Silikonharz mit einem kleineren Anteil eines thermoplastischen Kunststoffs als die Grundschicht enthält, beispielsweise unter 1 Gew.-%.
  • Die Antihafteigenschaften der Deckschicht können noch dadurch gesteigert werden, dass mineralische und/oder keramische Partikel enthalten sind, beispielsweise in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Deckschicht. Die Größe der Partikel kann im Bereich von beispielsweise 10 bis 200 nm liegen, etwa zwischen 30 und 70 nm.
  • Vorteilhaft ist es, wenn innerhalb der Grundschicht bereits ein Gradient des Thermoplastanteils besteht, wobei der Thermoplastanteil in der Nähe des Substrats relativ hoch und in der Nähe zum Übergang zur Deckschicht relativ niedrig ist. Dabei ist weiterhin günstig, wenn in der Deckschicht wenig oder kein Thermoplast enthalten ist, oder wenn in der Deckschicht ein entsprechender Gradient wie in der Grundschicht vorhanden ist und der Anteil an Thermoplast in Richtung auf eine freie Oberfläche der Deckschicht abnimmt und an der Oberfläche nur wenig oder bevorzugt kein Thermoplast mehr enthalten ist.
  • Die Grundschicht und/oder die Deckschicht kann entweder in fließfähiger Form oder pulverförmig aufgebracht werden.
  • Obwohl das Silikonharz bei einer Temperatur vernetzt werden kann, die unter einer Erweichungs- oder Verflüssigungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffs liegt, ist es vorteilhaft, wenn die Vernetzungstemperatur bei oder über einer Erweichungs- oder Verflüssigungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffs liegt, damit die günstigen Verschleiß- und Hafteigenschaften der Grundschicht weiter gesteigert werden. Vorteilhafte Eigenschaften ergeben sich in einem Herstellungsverfahren bereits bei einer Verarbeitungstemperatur von nur 150° - 230°C, bei der das Bindematrixsystem vernetzt, der thermoplastische Kunststoff jedoch noch nicht weich oder flüssig ist, jedoch oberhalb seiner Glasübergangstemperatur liegt.
  • Besonders bevorzugt ist ein zweistufiger Vernetzungsprozess bei, zum Beispiel, zunächst 200°C, und anschließend einer höheren Temperatur von, zum Beispiel, 300°C. Der Verzicht auf den ersten Vernetzungsschritt ist nicht bevorzugt. Ein sofortiger Einbrand bei zum Beispiel 300°C führt zu wesentlich verschlechterten Ergebnissen. Es wird angenommen, dass der erste Temperschritt dabei zur Vernetzung des Silikonharzanteils führt, während der zweite Temperschritt zur Anbindung an den Thermoplastanteil dient. Der erste Temperschritt soll somit dazu dienen, dass bei Einsatz von Silikonharz in der Bindematrix dieses soweit vernetzen kann, dass es einer benötigten höheren Temperatur ohne eine unerwünschte Zersetzung stand hält. Dabei liegt die erste Temperstufe bevorzugt bei 150 bis 230°C und gegebenenfalls kann diese erste Temperstufe in einigen Systemen durch eine Vernetzung bei Raumtemperatur ersetzt werden, die dann jedoch eine deutlich längere Zeit benötigt.
  • In der zweiten Temperstufe zerfällt der organische Anteil der Bindmatrix, zumindest teilweise, jedoch nicht zwingend vollständig. Ohne die vorhergehende Vorvernetzung wird in vielen Fällen jedoch eine amorphe Schicht ohne starke Bindung erhalten.
  • Mit dem Aufbau aus Grundschicht und Deckschicht kann die erfindungsgemäße Beschichtung äußerst vorteilhaft als Antihaftbeschichtung, beispielsweise zur Beschichtung von Kochgeräten, eingesetzt werden.
  • Eine lediglich aus einer Grundschicht aus Bindematrix mit einem Anteil an thermoplastischem Kunststoff bestehende Beschichtung kann vorteilhaft als verschleißarme Grundierung für Dichtungsbeschichtungen eingesetzt werden. Eine solche Grundschicht kann dabei aus Silikonharz, mineralischen und/oder metallischen Füllstoffen oder Metalloxiden, thermoplastischem Kunststoff und weiteren Zusätzen, wie Titanat oder Zirkonat (Lewissäure), aufgebaut sein. Optional kann eine Deckschicht auf Basis eines Silikonharzes bereitgestellt sein. Eine solche Grundierung ist wesentlich beständiger als übliche, aus dem Stand der Technik bekannte Silan-Haftvermittler. Vorteile ergeben sich insbesondere in Bezug auf die chemische Beständigkeit der Bindung sowie durch den zusätzlichen Verschleiß- und Korrosionsschutz. Die Widerstandsfähigkeit gegen mechanisches Abreißen durch Überlastung ist enorm reduziert. Besonders vorteilhaft ist die nochmalige Abdeckung der oben beschriebenen Grundschicht durch eine wenige Mikrometer dicke Silikonharzschicht für das Verschleißverhalten. Insbesondere kann zumindest die oberste Silikonharzschicht nicht ausvemetzt sein, so dass sich eine Nachhärtung nach dem Dichtungseinbau derselben ergibt.
  • Eine weitere sehr vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Beschichtung ergibt sich als Beschichtung bzw. Imprägnierung von Faserstoffen, das heißt Fasergeweben oder auch zufälligen Faserverteilungen. Insbesondere der Einsatz bei der Beschichtung bzw. Imprägnierung von Carbonfasern ist vorteilhaft, weil hier die Bindung zur Faser sehr gut ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Carbonwerkstoffen mit Bindeharzen auf Basis von Epoxiden oder Phenolharzen ergibt sich eine überlegene Temperaturbeständigkeit von kurzfristig bis zu 500°C.
  • Eine besonders vorteilhafte Beschichtung ist wie folgt:
    • (Alle Prozentangaben in der vorliegenden Anmeldung sind, sofern nicht anderweitig bezeichnet, Gewichtsprozentangaben, jeweils basierend auf dem Gewicht der Grundschicht und/oder Deckschicht.)
  • Auf einem Substrat wird eine Grundschicht aufgetragen, die 4 bis 10% (alle Angaben, sofern nicht anderweitig erwähnt, in Gewichtsprozent) Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyetherketon (PEK), 0-25% Füllstoffe und als Rest Methylsilikonharz enthält. Auf diese Grundschicht wird eine Deckschicht aufgetragen, die weniger Füllstoffe und etwa 0-4% Polyphenylensulfid (PPS) enthält. Diese Beschichtung wird nach der Trocknung bei etwa 200°C für etwa 20-60 Minuten vernetzt und danach bei etwa 300°C-360°C für etwa 5-30 Minuten nachgetempert.
  • Durch dieses Verfahren wird eine Beschichtung erhalten, die alle Anforderungen an eine überlegene Antihaft-Beschichtung erreicht. Erstaunlich ist jedoch auch, dass bei einer Temperatur oberhalb der Liquidustemperatur der Thermoplasten keine Nachteile in den Eigenschaften auftreten. Ohne an eine Theorie gebunden werden zu möchten, erscheint es so, dass die Maximaltemperatur für eine solche Beschichtung von der SiO2-Matrix dominiert wird, so dass zumindest kurzzeitig 450-500°C erreicht werden können. Die Oberflächenhärte und Kratzbeständigkeit sowie Schlagzähigkeit der auf einem Substrat aufgetragenen erfindungsgemäßen Beschichtung liegen über den Werten für aus dem Stand der Technik bekannte Beschichtungen.
  • Soll die Beschichtung als Dichtungsbeschichtung eingesetzt werden, ist ein Aufbau aus einer Grundschicht und einer darauf angeordneten, weicher eingestellten Harz-, Polymer- oder Elastomerschicht vorteilhaft. Beispielhafte Polymer- oder Elastomerschichten können beispielsweise Schichten auf Basis von Fluorelastomeren, PTFE oder PEEK sein. Weicher wird die Deckschicht bspw. durch geringere Zugabe eines Vernetzers, weniger starke Füllung etc. Eine weitere Möglichkeit der Steuerung liegt in der Zugabe von Vernetzungshemmern, zum Beispiel Silikonöl.
  • Auch liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, bei besonders hohen Verschleißbeanspruchungen, zusätzlich unter der Grundschicht eine Hochleistungspolymerschicht aufzutragen, die als Unterschicht dient. Diese sollte vorteilhaft einen Füllstoff enthalten, jedoch vorteilhaft kein Silikonharz. Diese Unterschicht müsste vor dem Auftragen der Grundschicht eingebrannt werden, und zwar vorteilhaft oberhalb der Verflüssigungstemperatur des Hochleistungspolymers. Bei Einsatz von PEEK wäre eine Temperatur von über 340°C, bevorzugt über 360°C, vorteilhaft, bei Einsatz von PPS eine Temperatur von über 285°C, bevorzugt über 300°C.

Claims (11)

  1. Beschichtung für ein Substrat, mit einer Grundschicht auf dem Substrat, wobei die Grundschicht eine Bindematrix, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonharz, Titanat, Zirkonat und Mischungen derselben, umfasst, wobei die Bindematrix einen Anteil von 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Grundschicht, eines thermoplastischen Kunststoffs enthält, der eine Temperaturbeständigkeit von über 200°C aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundschicht frei von Fluorpolymeren ist und bei einer Temperatur zwischen 150°C und 230°C getempert ist, wobei auf der Grundschicht eine Deckschicht angeordnet ist, die eine Bindematrix mit einem kleineren Anteil eines thermoplastischen Kunststoffs als die Grundschicht enthält.
  2. Beschichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Grundschicht 30 bis 99 Gew.-% Silikonharz enthält, bevorzugt mehr als 50 Gew.-% Silikonharz.
  3. Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht 35 bis 100 Gew.-% Silikonharz enthält.
  4. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an thermoplastischem Kunststoff in der Deckschicht weniger als oder gleich 2 Gew.-% oder weniger als oder gleich 1 Gew.-% beträgt.
  5. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht frei von Polytetrafluorethylen ist.
  6. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht einen anderen thermoplastischen Kunststoff als die Grundschicht enthält.
  7. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundschicht und/oder Deckschicht mineralische, metallische und/oder keramische Partikel mit Korngrößen im Bereich von 10 bis 200 nm, insbesondere 30 bis 70 nm enthält bzw. enthalten.
  8. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an thermoplastischem Kunststoff innerhalb der Grundschicht in Richtung weg vom Substrat abnimmt.
  9. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an thermoplastischem Kunststoff innerhalb der Deckschicht in Richtung einer freien Oberfläche abnimmt.
  10. Beschichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht an einer freien Oberfläche frei von thermoplastischem Kunststoff ist.
  11. Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf ein Substrat, wobei eine Grundschicht, die eine Bindematrix enthält, die ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Silikonharz, Titanat, Zirkonat, Silanen und Mischungen derselben, auf das Substrat aufgebracht wird, welche Bindematrix einen Anteil von 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Grundschicht, eines thermoplastischen Kunststoffs enthält, und die Grundschicht getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundschicht frei von Fluorpolymeren ist und bei einer Temperatur zwischen 150°C und 230°C thermisch vernetzt wird, wobei auf die Grundschicht eine Deckschicht aufgebracht wird, die eine Bindematrix mit einem kleineren Anteil eines thermoplastischen Kunststoffs als die Grundschicht enthält.
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