Ergeb­nisse:

Bereits bei 210°C zeigt Pig­ment A erste Ver­fär­bun­gen, wäh­rend Pig­ment B bis 250°C farb­be­stän­dig bleibt. Bei Tem­pe­ra­tu­ren über 280°C kön­nen beide Pig­mente nicht mehr ver­wen­det wer­den.
Sie spa­ren Zeit und Geld, da die Tests mit dem gra­di­en­ten-ofen erheb­lich kür­zer sind als Tests im Kon­vek­ti­on­s­o­fen. Außer­dem garan­tiert die hoch­präzise und sehr genaue Tem­pe­ra­tur­kon­trolle der ein­zel­nen Hei­z­e­le­mente zuver­läs­sige und wie­der­hol­bare Ergeb­nisse – bei jedem Test.

Der gra­di­en­ten-ofen spart Zeit und Geld bei F & E sowie bei QC Tests von Roh­stof­fen (z.B. Addi­tive, Pig­mente, Harze) und Beschich­tun­gen.
Mit dem gra­di­en­ten-ofen las­sen sich die Bedin­gun­gen eines Pro­duk­ti­on­s­o­fens im Labor simu­lie­ren: der Ofen­tem­pe­ra­tur­sch­rei­ber temp-gard (siehe Sei­ten 152 bis 153) zeich­net das Tem­pe­ra­tur­pro­fil auf und überträgt es auf den gra­di­en­ten-ofen. Auf diese Weise können Mate­rial­ei­gen­schaf­ten, Ein­b­renn­be­din­gun­gen und Pro­duk­ti­onsöfen für eine bestmögli­che Qua­lität und wirt­schaft­li­chen Betrieb opti­mal ein­ge­s­tellt wer­den.

Tem­pe­ra­tur­beständig­keit
von Eisen­oxid- Pig­men­ten:

Eisen­oxid-Pig­mente haben auf­grund ihrer unter­schied­li­chen che­mi­schen Zusam­men­set­zung unter­schied­li­che Tem­pe­ra­tur­beständig­kei­ten:

 



Im fol­gen­den Bei­spiel wur­den zwei Eisen­oxid­gelb-Pig­mente mit ver­schie­de­nen Tem­pe­ra­tur­beständig­kei­ten in einem Sili­kon-Poly­es­ter-Sys­tem getes­tet.

Wer­den Eisen­oxid­pig­mente, die bei nie­d­ri­gen Tem­pe­ra­tu­ren sta­bil sind, in Ein­b­renn­la­ckie­run­gen und im Kunst­stoff­be­reich ein­ge­setzt, ist es sehr schwie­rig, die Grenz­werte fest­zu­le­gen, inn­er­halb derer die Ein­b­renn­tem­pe­ra­tur keine Aus­wir­kun­gen auf mecha­ni­sche, che­mi­sche oder opti­sche Spe­zi­fi­ka­tio­nen hat.

Durch die sehr gute Wie­der­hol­bar­keit der Mes­sun­gen las­sen sich mit dem gra­di­en­ten-ofen die Grenz­werte äußerst genau bestim­men. Je nach Ofen­typ können Beschich­tun­gen bis zu einer Tem­pe­ra­tur von 320°C getes­tet wer­den. Wer­den die Lacke mit einem Dop­pel­ra­kel app­li­ziert, können auf einem Prüfblech zwei ver­schie­dene Lacke gleich­zei­tig getes­tet wer­den. Dadurch wird der Ver­g­leich ein­fa­cher und gleich­zei­tig Zeit und Mate­rial gespart.

gra­di­en­ten-ofen App­li­ka­tio­nen

Tem­pe­ra­tur­beständig­keit
von Sili­ko­nen

Zwi­schen­schicht­haf­tung
Bei Mehr­schicht­sys­te­men, wie bei den Beschich­tungs­sys­te­men in der Auto­mo­bil­in­du­s­trie, können Sili­kon-Addi­tive die Zwi­schen­schicht­haf­tung beeinträchti­gen. Sili­kone wan­dern auf­grund ihrer Oberflächen­ak­ti­vität in die Lac­k­oberfläche. Da sie keine reak­ti­ven Grup­pen auf­wei­sen, wer­den sie nicht in der Lac­k­oberfläche der ers­ten Schicht ver­an­kert, son­dern migrie­ren beim Über­la­ckie­ren in die Oberfläche der nach­fol­gen­den Beschich­tung. Diese Art der Reak­tion wird Sili­kon­mi­g­ra­tion genannt.

Wird jedoch die erste Schicht über­brannt, ent­ste­hen reak­tive Grup­pen, und das Sili­ko­n­ad­di­tiv wird in das Bin­de­mit­tel­gerüst der 1. Schicht  ein­ge­baut und ver­liert somit seine Mig­ra­ti­onsfähig­keit, die sich haf­tungs­ver­min­dernd auf die nach­fol­gende Schicht aus­wir­ken kann. Die Tem­pe­ra­tur­beständig­keit hängt von der Modi­fi­ka­tion der Sili­kone ab. Der Ein­fluss der Tem­pe­ra­tur kann mit dem gra­di­en­ten-ofen auf nur einem Prüfblech sch­nell bestimmt wer­den.

Ergeb­nisse des Ford-Tests:

Die Zwi­schen­schicht­haf­tung bei Probe A ist in allen 4 Tem­pe­ra­tur­be­rei­chen her­vor­ra­gend. Im Fall der Probe B ist die Zwi­schen­schicht­haf­tung bei Ein­b­renn­tem­pe­ra­tu­ren von über 150° C nicht mehr gege­ben.

Test­me­thode:
Zwei ver­schie­den modi­fi­zierte Sili­kone wur­den getes­tet:
Probe A: BYK®-310 – poly­es­ter­mo­di­fi­zier­tes Poli­siloxan
Probe B:  polye­ther­mo­di­fi­zier­tes Siloxan
App­li­ka­tion und Trock­nung erfol­gen in 2 Schrit­ten. Zur ein­fa­che­ren Aus­wer­tung des Tes­tes wer­den die Lacke unter­schied­lich pig­men­tiert: 1. Schicht weiß, 2. Schicht rot.
Zunächst wird die weiße Schicht app­li­ziert und auf einem Stu­fen­gra­di­en­ten mit 130°C – 150°C – 170°C – 190°C
30 min. ein­ge­brannt. Danach wird die rote Schicht app­li­ziert und bei glei­chen Bedin­gun­gen ein­ge­brannt.
Die Bewer­tung der Zwi­schen­schicht­haf­tung erfolgt durch Git­ter­schnittprüfung mit Kleb­st­rei­fen-Abriss oder Mes­ser­schnitt mit Kleb­st­rei­fen-Abriss gemäß der Spe­zi­fi­ka­tion des Ford-Tests.

Spe­zi­fi­ka­tion des Ford-Tests:
Die Beschich­tung wird mit einem Mes­ser ein­ge­ritzt, Kle­be­st­rei­fen wird auf die zu tes­tende Ober­fläche auf­ge­bracht, ange­drückt und abge­zo­gen.

BYK®-310 wie in Probe A

BYK®-325 wie in Probe A

Wie­der­be­netz­bar­keit
bei Zwei­schicht­sys­te­men

Bei hohen Tem­pe­ra­tu­ren können Sili­kone Benet­zungs­pro­b­leme bei der App­li­ka­tion von Zwei­schicht­sys­te­men ver­ur­sa­chen.

Test­me­thode:
Zwei ver­schie­den modi­fi­zierte Sili­kone in einem Alkyd / Amino-Decklack wur­den getes­tet:
Probe A: BYK®-325
Probe B:  polye­ther­mo­di­fi­zier­tes Poly­siloxan

Zur ein­fa­che­ren Aus­wer­tung des Tes­tes wer­den die Lacke unter­schied­lich pig­men­tiert: 1. Schicht weiß, 2. Schicht rot. Beide Schich­ten wur­den nass auf nass mit einer Spritz­pi­s­tole auf­ge­tra­gen, mit einer Schicht­di­cke von jeweils 150 µm. Die Sili­ko­n­ad­di­tive wur­den nur der zwei­ten Schicht zugefügt.
Beide Sys­teme wur­den auf dem gra­di­en­ten-ofen mit linea­rer Gra­di­en­ten­funk­tion 30 min. bei 120°C bis 190°C ein­ge­brannt.

Ergeb­nis:
Die Probe A wurde per­fekt benetzt, während sich bei Probe B beide Schich­ten "get­rennt" haben - Tröpfchen­bil­dung ist bei höheren Tem­pe­ra­tu­ren zu erken­nen. Aus die­sem Grunde kann Probe B nur bis zu einer Höchst­tem­pe­ra­tur von 165°C ver­wen­det wer­den.

Che­mi­ka­lienbeständig­keit
von Auto­deckla­cken:

Sau­rer Regen, Vogel­kot, Treib­stoff, Frost­schutz­mit­tel und viele andere Umwelt­einflüsse können einen Auto­decklack beschädigen. Beson­ders im Som­mer bei höheren Außent­em­pe­ra­tu­ren können einige Sub­stan­zen beson­ders aggres­siv sein und schwere Schäden ver­ur­sa­chen. Aus die­sem Grund wol­len die Her­s­tel­ler von Auto­la­cken und Kraft­fahr­zeu­gen her­aus­fin­den, wel­che Wir­kung ver­schie­dene Umwelt­einflüsse auf ein Lack­sys­tem haben. In der gan­zen Welt wer­den Ble­che jah­re­lang in Bewit­te­rungs­an­la­gen getes­tet, um die Einflüsse auf Farbe, Glanz und phy­si­ka­li­sche Eigen­schaf­ten her­aus­zu­fin­den.
Der gra­di­en­ten-ofen wurde von der Auto­mo­bil­in­du­s­trie als Ver­fah­ren für besch­leu­nigte Test­me­tho­den aner­kannt. Das Gerät ermöglicht Vor­aus­sa­gen, wie ein bestimm­tes Lack­sys­tem bei ver­schie­de­nen Tem­pe­ra­tu­ren auf ein spe­zi­el­les Mate­rial rea­giert. Diese Test­me­thode wurde von ver­schie­de­nen Auto­mo­bil­her­s­tel­lern spe­zi­fi­ziert.

Test­me­thode:
Bei Stan­dard­tests können 5 ver­schie­dene Che­mi­ka­lien auf einem Blech getes­tet wer­den, z.B. H2SO4, das sau­ren Regen simu­liert, NaOH für Auto­r­ei­ni­gungs­mit­tel, Pank­rea­tin (Vogel­kot), Bremsflüssig­keit und Baum­harz. Die Ble­che wer­den unter den spe­zi­fi­zier­ten Bedin­gun­gen beschich­tet und ein­ge­brannt. Mit einer Pipette wer­den Trop­fen­rei­hen
(ca. 0,05 ml) die­ser Sub­stan­zen in Abständen von ungefähr 6 mm ver­ti­kal auf das Blech auf­ge­tra­gen. Dies wird der Länge des Ble­ches nach in Abständen von 2 bis 3 cm wie­der­holt. Ansch­ließend wird der gra­di­en­ten-ofen auf einen linea­ren Gra­di­en­ten von 35°C bis 80°C ein­ge­s­tellt. Die Ble­che wer­den dann zur Aus­wer­tung 20, 30 und/oder 60 min. ther­misch belas­tet. Danach wird das Blech unter fließendem Was­ser gespült, getrock­net und visu­ell beur­teilt. Die Aus­wer­tung sollte nach ca. einer Stunde und noch­mals nach 24 Stun­den erfol­gen, um fest­zu­s­tel­len, ob zusätzli­che Verätzun­gen auf­ge­t­re­ten sind.
Die Tem­pe­ra­tur, bei der die erste sicht­bare Verände­rung und Beschädigung auf­ge­t­re­ten ist, wird fest­ge­hal­ten.

Der gra­di­en­ten-ofen besch­leu­nigt F & E Pro­jekte, wodurch Zeit und Geld gespart wird. Bei QC Tests von Ein­b­renn­lack­sys­te­men lie­fert der gra­di­en­ten-ofen viel sch­nel­ler wie­der­hol­bare Ergeb­nisse als Tests im kon­ven­tio­nel­len Kon­vek­ti­on­s­o­fen.