DE10013469A1 - Anticorrosion layer used for vehicles contains a zeolite having a partially hollow structure in which additional inhibitors and antioxidants are adsorbed or absorbed - Google Patents

Abstract

Anticorrosion layer contains 3-70 wt.% zeolite having a partially hollow structure, in which additional inhibitors and antioxidants are adsorbed or absorbed. Preferred Features: The layer contains additional fillers based on silicon. The grain size of the filler material is 0-50 mu m depending on the required layer thickness of the anticorrosion layer. The layer contains approximately 10 wt.% ZSM-5 zeolite or H-mordenite. The zeolite is hydrophobic.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anti-Korrosionsschicht gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Anti-Korrosionsschicht ist aus der vorangemeldeten, nachveröffentlichten DE 199 03 400 bekannt.The invention relates to an anti-corrosion layer according to the preamble of Patent claim 1. Such an anti-corrosion layer is known from the pre-registered, post-published DE 199 03 400 known.

Die Beschichtung von metallischen Oberflächen stellt bezüglich des damit angestrebten Korrosionsschutzes hohe Anforderungen; insbesondere hinsichtlich der Beständigkeit solcher Schutzwirkungen bei stark wechselnden Umgebungsbeanspruchungen, wie sie bei Fahrzeugen aller Art auftreten.The coating of metallic surfaces represents with respect to the desired Corrosion protection high requirements; especially in terms of durability Such protective effects in strongly changing environmental stresses, as in Vehicles of all kinds occur.

Es ist bei Stahlblechen bekannt, an diesen eine Verzinkung vorzunehmen. Des weiteren können verzinkte Bleche mit organischen Beschichtungen (z. B. chromathaltig) überzogen werden (DE-OS 197 00 319). Jedoch hat sich gezeigt, daß unter den Betriebsbedingungen für Fahrzeuge verzinkte Stahlbleche (bzw. organisch vorbeschichtete verzinkte Stahlbleche) für einen vollständigen und dauerhaften Korrosionsschutz nicht ausreichen.It is known for steel sheets to make a galvanizing on these. Furthermore galvanized sheets can be coated with organic coatings (eg containing chromate) be (DE-OS 197 00 319). However, it has been shown that under the operating conditions Galvanized steel sheets for vehicles (or pre-coated galvanized sheet metal) Steel sheets) are not sufficient for complete and permanent corrosion protection.

Verzinkte Bleche (bzw. organisch vorbeschichtete verzinkte Bleche) mit einer Beschichtung aus Zinkstaubfarbe oder einer Beschichtung, die grob gemahlene Zinkpartikeln enthält, besitzen keinen sicheren kathodischen Korrosionsschutz, da derartige Zinkpartikeln zu verhältnismäßig schneller Oxidation neigen und dadurch zu elektrischen Isolatoren werden. Die elektrische Leitfähigkeit in der Korrosions­ schutzschicht wird dadurch so weit herabgesetzt, daß die insbesondere im Hinblick auf eine Unterrostung wichtige kathodische Schutzwirkung aufgehoben wird.Galvanized sheets (or organically pre-coated galvanized sheets) with a Coating of zinc dust paint or a coarse ground coating Contains zinc particles, have no safe cathodic protection, since Such zinc particles tend to relatively faster oxidation and thereby be electrical insulators. The electrical conductivity in the corrosion Protective layer is thereby reduced so far that the particular with regard to a rusting important cathodic protective effect is lifted.

Das gleiche gilt für unverzinkte Bleche, bei denen man zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit versucht hat organischen Beschichtungsmaterialien Füllstoffe beizumengen, die aus elektrisch leitenden Metallpartikeln bestehen, die ein negatives elektrisches Potential in Bezug zu dem Potential der Bleche aufweisen. Für Stahlbleche kommen hierfür beispielsweise Zink, Aluminium oder Magnesium in Frage. Auch in diesem Fall oxidieren die Metallpartikel und setzen die kathodische Schutzwirkung herab. The same applies to unpainted sheets, which are used to improve the Corrosion resistance has tried organic coating materials fillers to be added, which consist of electrically conductive metal particles, which is a negative have electrical potential with respect to the potential of the sheets. For steel sheets For this example, zinc, aluminum or magnesium in question. Also in this Case oxidize the metal particles and reduce the cathodic protection effect.  

Der vorangehend beschriebene Abbau des kathodischen Schutzes über die Oxidation der Verzinkung oder der hinzugefügten Metallpartikeln in organischen Schutzschichten führt dazu, daß nach längeren Standzeiten in Luft und feuchter Atmosphäre der anfängliche Korrosionsschutz verhältnismäßig rasch nachläßt.The above-described degradation of the cathodic protection via the oxidation of the Galvanization or added metal particles in organic protective layers leads that after prolonged periods in air and humid atmosphere of the initial Corrosion protection decreases relatively quickly.

In der DE 199 03 400 wird eine Anti-Korrosionsschicht beschrieben, die Füllstoffe mit Hohlraumstrukturen, z. B. Zeolithe, enthält, wobei in den Hohlraumstrukturen zusätzliche Inhibitoren und Antioxidantien adsorbiert oder absorbiert sind.In DE 199 03 400 an anti-corrosion layer is described, the fillers with Cavity structures, z. As zeolites containing, wherein in the cavity structures additional Inhibitors and antioxidants are adsorbed or absorbed.

In DE 30 01 882 C2 ist ein Korrosionsinhibitor in Form von oxidischen Teilchen mit einer Größe von bis zu 10 µm als Füller für eine Anti-Korrosionsschicht offenbart, an denen durch Ionenaustausch korrosionshemmende Anionen gebunden sind.In DE 30 01 882 C2 is a corrosion inhibitor in the form of oxide particles with a Size of up to 10 microns as a filler for an anti-corrosion layer revealed by which Ion exchange corrosion-inhibiting anions are bound.

Die Abgabe der derart gebundenen Anionen läuft jedoch zu schnell ab, da reaktive Ionen, die durch die Schicht diffundieren, jedoch nicht gebunden werden sollen, die korrosionshemmenden Anionen an den frei zugänglichen Stellen auf den oxidischen Teilchen zu schnell binden. Nachteilig wirkt sich dies in einem zu schnellen Abklingen der korrosionshemmenden Eigenschaften der Schicht aus.However, the release of the thus bound anions proceeds too fast since reactive ions, which diffuse through the layer but should not be bound, the corrosion-inhibiting anions in the freely accessible sites on the oxidic Bind particles too fast. This has a disadvantage in a too fast decay of the corrosion-inhibiting properties of the layer.

Aufgabe der Erfindung ist es eine andere Anti-Korrosionsschicht für Bleche anzugeben.The object of the invention is to provide a different anti-corrosion layer for sheets.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anti-Korrosionsschicht, welche die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by an anti-corrosion layer, which the Features of claim 1, solved. Further developments of the invention are in specified in the dependent claims.

Erfindungsgemäß werden zur Beschichtung von Metalloberflächen, beispielsweise mit geeigneten organischen Polymeren, Zeolithe als Füllstoff, der zumindest teilweise Hohlraumstrukturen aufweist, hinzugefügt, wobei in den Hohlraumstrukturen keine zusätzlichen Inhibitoren und Antioxidantien adsorbiert oder absorbiert sind. According to the invention for coating metal surfaces, for example with suitable organic polymers, zeolites as filler, at least partially Cavity structures added, wherein in the cavity structures no additional inhibitors and antioxidants are adsorbed or absorbed.  

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die Anti-Korrosionsschicht besonders einfach aufgebaut ist und somit entsprechend einfach und kostengünstig herzustellen ist und gleichzeitig bereits eine wesentliche Verbesserung des Korrosionsschutzes im Vergleich zu einer Beschichtung mit dem reinen Bindemittel aufweist.An advantage of the solution according to the invention is that the anti-corrosion layer is particularly simple and therefore correspondingly simple and inexpensive and at the same time already represents a significant improvement in Corrosion protection compared to a coating with the pure binder having.

Die durch die Erfindung erreichte Schutzwirkung genügt für eine Vielzahl von Anwendungen und zeigt dabei die vorstehend genannten Vorteile. Dies ist zumindest anteilig auf die Bindung von Sauerstoff und Wasser in den Hohlraumstrukturen der Zeolithe zurückzuführen. Vorteilhaft ist auch die Verwendung hydrophober Zeolithe, da diese die Einlagerung und Diffusion von Wasser in die Beschichtung zusätzlich erschweren.The protective effect achieved by the invention is sufficient for a variety of Applications and shows the advantages mentioned above. This is at least proportional to the binding of oxygen and water in the cavity structures of the zeolites due. Also advantageous is the use of hydrophobic zeolites, since these are the Storage and diffusion of water in the coating additionally difficult.

Der Anteil des Füllers in der erfindungsgemäßen Anti-Korrosionsschicht ist so bemessen, daß er über den Sauerstoff- und Wassereinfang einen ausreichenden Korrosionsschutz für die Blechsubstrate bietet; er kann etwa 3 bis 70 Gewichtsprozent betragen. Besonders geeignet sind etwa 10 bis 50 Gewichtsprozent.The proportion of the filler in the anti-corrosion layer according to the invention is dimensioned that he on the oxygen and water capture sufficient corrosion protection for offers the sheet substrates; it can be about 3 to 70 percent by weight. Especially suitable are about 10 to 50 percent by weight.

Vorteilhaft ist auch, der Anti-Korrosionsschicht zusätzliche Füllstoffe auf Silizium-Basis zuzufügen, da diese bei einer umgebungsbedingten Permeation von Sauerstoff und Wasser durch die Polymerschicht zu korrosions-inhibierenden Oxid-Verbindungen reagieren.It is also advantageous, the anti-corrosion layer additional fillers based on silicon as these are due to environmental permeation of oxygen and water through the polymer layer to corrosion-inhibiting oxide compounds.

Dies sei am Beispiel von Silizium verdeutlicht:
This is illustrated by the example of silicon:

Si + 2OH^- + 2H₂O → [H₂SiO₄]^2- + 2H₂↑
Si + 2OH ^- + 2H ₂ O → [H ₂ SiO ₄ ] ^2- + 2H ₂ ↑

Si + 2H₂O → 4SiO₂ + 2H₂↑
Si + 2H ₂ O → 4SiO ₂ + 2H ₂ ↑

Si + O₂ → SiO₂ Si + O ₂ → SiO ₂

Das bedeutet, Inhibitoren werden während der Standzeiten in Luft und feuchter Atmosphäre nachgeliefert.This means that inhibitors become airborne and wetter during their lifetime Atmosphere redelivered.

Die Korngröße des eingesetzten Füllers soll in Abhängigkeit von der gewünschten Schichtdicke der Anti-Korrosionsschicht zwischen 0 µm und circa 50 µm betragen. Die vorgenannten Füllermaterialien sind in diesen Korngrößen durch Aufmahlen herstellbar.The grain size of the filler used should depend on the desired Layer thickness of the anti-corrosion layer between 0 microns and about 50 microns amount. The The aforementioned filler materials can be produced by grinding in these particle sizes.

Nachstehend sind einige ausgewählte Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Anti-Korrosionsschicht näher beschrieben.Below are some selected embodiments of the invention Anti-corrosion layer described in more detail.

Rohstoffraw material Anteil (Gew.-%)Proportion (% by weight) Phenolharz (9747LB)Phenolic resin (9747LB) 5-805-80 Zeolith (ZSM 5)Zeolite (ZSM 5) 3-703-70 H₃PO₄ H ₃ PO ₄ 0,1-20.1-2 Bentone (SD3)Bentone (SD3) 0,1-50.1-5 DisperbykDisperbyk 0,1-20.1-2 StarsolStarsol 5-405-40 Butylglykolbutylglycol 5-405-40 Isopropanolisopropanol 1-301-30

Ein ausgewähltes Beispiel aus dieser Bandbreite weist folgende Rezeptur auf:
A selected example from this bandwidth has the following recipe:

Aus diesen Rohstoffen wird vorzugsweise in der aufgeführten Reihenfolge einer Dispersion hergestellt. Die Applikation auf metallischen Substraten erfolgt durch Rakeln. Die Beschichtung wird bei etwa 190°C gehärtet. (Anstatt Zeolith ZSM5 kann auch H-Mordinit oder Alite 180 verwendet werden.)From these raw materials is preferably in the listed order of a dispersion manufactured. The application on metallic substrates is done by doctoring. The Coating is cured at about 190 ° C. (Instead of zeolite ZSM5 can also H-coordinate or Alite 180 can be used.)

Dieses Beschichtung weist eine gegenüber dem reinen Bindemittel um 60 Prozent verbesserte Korrosionsbeständigkeit auf.This coating has a relative to the pure binder by 60 percent improved corrosion resistance.

Claims (5)

1. Anti-Korrosionsschicht mit einem Anteil von etwa 3 bis 70 Gew-% des Füllstoffes Zeolith, der zumindest teilweise Hohlraumstrukturen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlraumstrukturen keine zusätzlichen Inhibitoren und Antioxidantien adsorbiert oder absorbiert sind.An anti-corrosion layer containing from about 3 to 70% by weight of the zeolite filler which has at least in part cavity structures, characterized in that no additional inhibitors and antioxidants are adsorbed or absorbed in the cavity structures. 2. Anti-Korrosionsschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzliche Füllstoffe auf Silizium-Basis aufweist.2. Anti-corrosion layer according to claim 1, characterized in that it has additional fillers based on silicon. 3. Anti-Korrosionsschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des Füllstoffmaterials in Abhängigkeit von der gewünschten Schichtdicke der Anti-Korrosionsschicht zwischen 0 µm bis circa 50 µm beträgt.3. Anti-corrosion layer according to one of claims 1 to 2, characterized that the grain size of the filler material depending on the desired Layer thickness of the anti-corrosion layer is between 0 microns to about 50 microns. 4. Anti-Korrosionsschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie circa 10 Gew-% Zeolith der Sorten ZSM5 und/oder H-Mordinit enthält.4. Anti-corrosion layer according to one of claims 1 to 3, characterized that it contains about 10% by weight of zeolite ZSM5 and / or H-coordinate. 5. Anti-Korrosionsschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeolith hydrophob ist.5. Anti-corrosion layer according to one of claims 1 to 4, characterized that the zeolite is hydrophobic.