Untergründe und ihre Vorbehandlung

Warum vorbehandeln?

In der Beschichtungstechnik (Normen und Betrieb) heißt der Gegenstand, auf den lackiert wird, Untergrund; der in der Werkstofftechnik gebräuchliche Begriff Werkstoffoberfläche beschreibt dieselbe Sache aus materialwissenschaftlicher Perspektive. Ein Beschichtungsstoff ist ein Zwischenprodukt: Erst der Verbund aus Beschichtung und Untergrund erfüllt seinen Zweck. Die Haftfestigkeit hängt nicht vom Lack allein ab, sondern ebenso von den Eigenschaften und der Vorbehandlung des Untergrunds. Reste von Öl, Rost, Zunder, Trennmittel oder Altbeschichtungen verhindern Benetzung und Haftung (Grundlagen dazu in L-12). Deshalb steht vor jeder Lackierung das Reinigen und, je nach Untergrund, eine gezielte Vorbehandlung.

Die vier Untergrundklassen und ihre Störstoffe

• Metall: Metallspäne, Öl und Fette, Zunder, Rost und Flugrost, Oxide, Silicone, Läppaste (feines, loses Schleifkorn in einem Trägermittel, das beim Läppen — einem Feinbearbeitungsverfahren für Metallteile — eingesetzt wird; Rückstände blockieren die Haftung), Lack- und Altbeschichtungsreste.
• Kunststoff: Fette und Öle, Trennmittel, Staub, Handschweiß.
• Holz: Schleifreste, Staub, Feuchtigkeit, Holzinhaltsstoffe, Lackreste.
• Mineralische Untergründe: Staub, Salze, Fette, Reifenabrieb, Altanstriche.

Reinigen und mechanische Vorbehandlung

• Metall: mechanisch wischen, schleifen, polieren, bürsten, strahlen; chemisch entfetten (Lösemittel oder wässrige Reiniger) und beizen.
• Kunststoff: abreiben, abblasen, abspülen; entfetten mit Lösemittel oder wässrigem Reiniger.
• Holz: schleifen, bürsten; bei öl- und harzreichen Hölzern (z. B. Teak) zusätzlich entfetten, und wasserlösliche Holzinhaltsstoffe mit einer Isoliergrundierung absperren — also nicht rein mechanisch.
• Mineralisch: strahlen; reinigen mit Lösemittel oder wässrigem Reiniger.

Metall: Strahlen und Konversionsschichten

Für dauerhaften Korrosionsschutz wird Stahl meist gestrahlt — das entfernt Zunder und Rost und schafft eine definierte Rauheit. Reinheitsgrade (Entrostungsgrade, z. B. Sa 2½) regelt DIN EN ISO 8501-1, die Rauheitsgrade (fein/mittel/grob) dagegen DIN EN ISO 8503 — zwei verschiedene Normen für zwei verschiedene Kenngrößen. Anschließend erzeugt eine Konversionsbehandlung eine fest haftende, korrosionshemmende Zwischenschicht:

• Eisenphosphatierung — dünne, amorphe Schicht; einfach und günstig, für mildere Anforderungen.
• Zinkphosphatierung — kristalline Zinkphosphatschicht; besserer Korrosionsschutz und Haftgrund, Standard vor der KTL in der Automobilserie.
• Chromatierung/Passivierung — Passivschicht auf Zink und Aluminium; wegen der Giftigkeit und krebserzeugenden Wirkung von Chrom(VI) zunehmend durch chromatfreie Verfahren (auf Titan-/Zirkon- oder Silanbasis) ersetzt. Bei Silanverfahren hydrolysiert das Silan (z. B. Aminopropyltriethoxysilan) und bildet mit der Metalloxidschicht kovalente Si-O-Metall-Bindungen; gleichzeitig verankert eine organische Endgruppe den Lack — ohne Schwermetalle.

Kunststoff: Oberflächenenergie erhöhen

Viele Kunststoffe — besonders unpolare wie PP und PE — haben eine so niedrige Oberflächenenergie, dass Lacke nicht benetzen. Vor dem Lackieren wird die Oberfläche daher aktiviert: durch Beflammen, Corona-Entladung oder Plasma. Dabei entstehen polare Gruppen (C=O, C-OH) an der Oberfläche, die Oberflächenenergie steigt, und der Lack benetzt und haftet (siehe L-126 und L-127).

Holz und mineralische Untergründe

Holz wird geschliffen und je nach System imprägniert, grundiert oder versiegelt; dabei sind Feuchte und Holzinhaltsstoffe zu beachten. Mineralische Untergründe wie Beton und Putz werden gereinigt, oft gestrahlt und dann imprägniert, grundiert oder hydrophobiert; hier spielen Alkalität, Restfeuchte und Porigkeit eine Rolle: Stark saugende Untergründe ziehen das Bindemittel in die Poren, der Film bleibt bindemittelarm und haftet schlecht — eine Tiefengrundierung oder Imprägnierung gleicht dies aus (siehe L-81 und L-108).

Das Wichtigste