DE2540068C3 - Verfahren zur Behandlung harzartiger Überzüge auf Metalloberflächen - Google Patents
Verfahren zur Behandlung harzartiger Überzüge auf MetalloberflächenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines nicht ausgehärteten, aus einer wäßrig-sauren
Dispersion eines harzartigen, filmbildenden Materials auf einer Metalloberfläche von selbst abgelagerten
Überzugs.
Es sind bereits Zusammensetzungen entwickelt worden, um polymere, harzartige Überzüge bzw.
Beschichtungen auf metallischen Oberflächen ohne Zuhilfenahme von Elektrizität aufzubringen. Solche
Zusammensetzungen sind bei der Herstellung von harzartigen Überzügen leistungsfähig, deren Gewicht
oder Stärke von der Zeit abhängig sind, für weiche die Metalloberfläche mit der Zusammensetzung in Kontakt
gebracht wird. Im allgemeinen umfassen solche Beschichtungsmaterialien eine saure, wäßrige Überzugszusammensetzung,
die hierin dispergiert ein organisches, polymeres oder harzartiges, filmbildendcs Material
wie ein Butadiencopolymerisat enthält. Die durch lnkontaktbringen einer Metalloberfläche mit solchen
sauren, wäßrigen Überzugszusammensetzungen hergestellten, polymeren Überzüge werden als »von selbst
abgeschiedene Überzüge« bezeichnet. Die sauren, wäßrigen Überzugszusammensetzungen können für
einige Anwendungen weiterhin aufgelöste Metallverbindungen wie aufgelöste Eiserii(III)-verbindungen, und/
oder Oxidationsmittel enthalten.
Von selbst abgeschiedene Überzüge unterscheiden sich streng von konventionellen Überzügen, die durch
Eintauchen einer Metalloberfläche in eine konventionelle
Latexzusairsmensetzung, welche ein in Wasser dispergiertes Harz umfaßt, hergestellt wurden. Das
Gewicht oder die Stärke eines konventionellen, durch Eintauchen einer Metalloberfläche in einen konventionellen
Latex gebildeten Überzuges wird nicht durch die Zeit beeinflußt, für welche die Oberfläche in die
Überzugszusammensetzung eingtaucht wird. Um einen dickeren Überzug zu erhalten, war es erforderlich, die
Oberfläche einem Mehrslufenbeschichtungsvorgang zu unterziehen oder Überzugsziusammensetzungen mit
einem höheren Feststoffgehalt, d. h. einer höheren Menge an hierin dispergierten Harzfeststoffen, zu
verwenden. Von selbst abgeschiedene Überzüge weisen diese Nachteile jedoch nicht auf. Dickere, von selbst
abgeschiedene, harzartige Überzüge können auf einer Metalloberfläche in einer kürzeren Zeitspanne und in
einem Einstufenarbeitsvorgang hergestellt werden. Weiterhin wurde gefunden, daß die so hergestellten
Überzüge bessere Eigenschaften hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit, eine bessere Gleichförmigkeit und
ein besseres Aussehen besitzen.
Es wird angenommen, daß von selbst abgeschiedene
Es wird angenommen, daß von selbst abgeschiedene
Überzüge aus der wäßrigen, sauren Überzugszusammensetzung als Ergebnis des Angriffes und der
Auflösung von Matallionen aus der Metalloberfläc'ie in
solchen Mengen gebildet werden, wobei diese Mengen die dispergierten Harzteilchen zur Ablagerung auf der
Oberfläche in einer solchen Weise veranlassen, daß sich ein kontinuierlicher Aufbau des Hazrüberzuges auf der
Oberfläche entwickelt.
Ein Problem, das bei von selbst abgeschiedenen Überzügen auftreten kann, ist darin zu sehen, daß beim
Beschichten unter bestimmten Bedingungen der gebildete Überzug nicht vollkommen sein kann, weil er
Blasen oder Risse und/oder Brücken aufweisen kann. Für einige Anwendungen kann dies nicht wesentlich
sein, jedoch ist dies für andere Anwendungen nicht zulässig. Beispielsweise kann die Blasenbildung in dem
ausgehärteten oder gebrannten Überzug durch eine Tasche aus Luft, Wasser und/oder anderen Fremdmaterialien,
z. B. ölen oder Gleitmitteln, welche zwischen die Metalloberfläche und dem ausgehärteten Überzug
eingefangen sind, auftreten. Solche Fremdmalerialien können vorliegen, falls eine nicht ausreichende Reinigung
durchgeführt worden ist. Die Rißbildung kann sich durch Haarrisse in dem gehärteten Überzug zeigen. Die
Brückenbildung des Überzuges zeigt sich durch eine
Abtrennung des Überzuges von der darunter liegenden Metalloberfläche auf der Unterseite der Oberfläche, wo
die Oberfläche nicht planar ist. z. B. wenn sie gebogen, gekrümmt oder abgewinkelt ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Behandlung von nicht ausgehärteten,
aus einer wäßrig-sauren Dispersion von selbst abgelagerten
harzartigen Überzügen auf Metalloberflächen, so daß die Blasenbildung, die Brückenbildung und/oder
die Rißbildung in dem gehärteten, von selbst abgelagerten Überzug vermindert oder vermieden wird.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Behandlung eines nicht ausgehärteten, aus einer
wäßrig-sauren Dispersion eines harzartigen, filmbildenden Materials auf einer Metalloberfläche von selbst
abgelagerten Überzugs, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht gehärte Überzug mit einem Koalesziermittel
in Kontakt gebracht wird.
Der Ausdruck »Koalesziermittel« bzw. Zusammenlaufmittel ist auf dem Fachgebiet an sich bekannt, wobei
dieser Ausdruck zur Beschreibung eines Materials verwendet wird, welches bei der Zugabe zu einer
Latexfarbe bewirkt, daß die harzartigen Teilchen der Farbe leichter zu einem kontinuierlichen Film koaleszieren
oder zusammenlaufen bzw. verlaufen. Koalesziermittel sind hauptsächlich organische Lösungsmittel wie
Alkohole, Ketone, Ester und Äther.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Koalesziermittel ist vorzugsweise ein
polyfunktionelles Material. Der in der Beschreibung zur Kennzeichnung der Koalesziermittel verwendete Ausdruck
»polyfunktionell« bezieht sich auf Koalesziermittel mit zwei oder mehr sauerstoffhaltigen, funktioneilen
Gruppen wie Estergruppen, Ätherbindungen, Hydroxygruppen und Carbonylgruppen. Solche bevorzugten
Koalesziermittel werden im folgenden noch näher
beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an einem von selbst abgelagerten Oberzug durchgeführt, bevor dieser
ausgehärtet oder eingebrannt wird. Der von selbst abgelagerte Oberzug kann durch Inkontaktbringen
einer wäßrigen, sauren Beschichtungszusammensetzung des zuvor beschriebenen Typs mit der Metalloberfläche
hergestellt werden. Es wird angenommen, daß das Inkontaktbringen der Zusammensetzung mit der Metalloberfläche
einen Angriff bewirkt und aus der Oberfläche Metallicnen in einer ausreichenden Menge
auflöst, um direkt oder indirekt die Harzteilchen im Bereich der Oberfläche zu einer Ablagerung hierauf in
kontinuierliche Weise zu veranlassen, so daß ein Aufbau hinsichtlich der auf der Oberfläche abgeschiedenen
Harzmenge auftriu, je längere Zeit die Oberfläche mit der Zusammensetzung in Kontakt ist. Diese Ablagerung
des Harzes auf der Metalloberfläche wird durch die chemische Wirkung der Überzugszusammensefzung auf
die metallische Oberfläche erreicht. Die Verwendung von Elektrizität, welche für den Betrieb von einigen
Beschichtungsmethoden erforderlich ist, z. B. die Elektrobeschichtungsmcthode,
ist nicht erforderlich.
Die Art und Weise, in welcher der von selbst abgelagerte Überzug auf der Metalloberfläche gebildet
wird, gehört nicht zu dieser Erfindung, und die Arbeitsweise zur Herstellung solcher Überzüge wurden
bereits zuvor beschrieben. Als allgemeine Angaben seien jedoch einige der bevorzugten Arbeitsweisen und
Zusammensetzungen zur Hestellung solcher von selbst abgelagerten Überzüge beschrieben.
Die Menge des Harzes in der Überzugszusammensetzung kann in einem weiten Bereich variieren. Die untere
Konzentrationsgrenze der Harzteilchen in der Zusammensetzung wird durch die Harzmenge gegeben, die zur
Anlieferung von ausreichend Material zur Herstellung eines Harzüberzuges erforderlich ist. Der obere
Grenzwert wird durch die Menge an Harzteilchen gegeben, die in der Zusammensetzung dispergiert
werden kann. Im allgemeinen ist der gebildete Überzug um so schwerer, je größer die Menge an Harzteilchen in
der Zusammensetzung ist, falls alle anderen Faktoren die gleichen sind. Obwohl Überzugszusammensetzungen
mit etwa 5 bis etwa 550 g/l an Harzfeststoff angesetzt werden können, variiert die Menge an
Harzfestsloff in Abhängigkeit von den anderen Bestandteilen, die in der Zusammensetzung vorliegen,
und ebenfalls von dem spezifischen, verwendeten Latex oder Harz.
Latices, Dispersionen von unlöslichen Harzteilchen in Wasser, zur Verwendung in den erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen sind im Handel ohne weiteres erhätlich. Beispiele solcher im Handel erhältlichen
Latices sind:
Styrolbutadiencopolymerisat
Styrolbutadiencopolymerisat
Styrol-Butadien-Copolymerisat
Acrylcopolymerisat
Acrylcopolymerisat
Äthylen- Vinylacetat-Copolymerisai
Polyäthylen
Acrylnitril
Polyacrylat
Zu den Säuren, die in den sauren, wäßrigen Überzugszusammensetzungen zur Herstellung der von
selbst abgelagerten Überzüge verwendet werden können, gehören Mineralsäuren wie Schwefelsäure,
Chlorwasserstoffsäure, Fluorwasserstoffsäure, Salpetersäure und Phosphorsäure, sowie organische Säuren wie
Essigsäure, Chloressigsäure und Trichloressigsäure.
Besondere Beispiele von sauren, wäßrigen Zusammensetzungen und Verfahren zur Herstellung der von
selbst abgelagerten Oberzüge sind in Patenten und Patentanmeldungen der Anmelderin beschrieben.
In der deutschen Patentschrift 16 44 699 und den
In der deutschen Patentschrift 16 44 699 und den
ίο US-Patentschriften 35 85 084 und 35 92 699 der Anmelderin
sind saure, wäßrige Oberzugszusammensetzungen beschrieben, welche oxidierende Mittel wie Wasserstoffperoxid,
Dichromate, Nitrite und Chlorate enthalten. Die Bestandteile sind in den Zusammensetzungen in
solchen Mengen vorhanden, die zum Auflösen von Metall aus der hierin eingetauchten Metalloberfläche
unter Bildung einer ausreichenden Menge an Ionen in der Zusammensetzung wirksam sind, so daß die
Harzteilchen zur Ablagerung auf der Metalloberfläche gebracht werden. Beispiele von angegebenen Zusammensetzungen
sind in der Lage, wenigstens etwa 25 mg/0,09 m2 einer Eisenoberfläche innerhalb der
ersten Minute der Zeit, für welche die Oberfläche in die Zusammensetzung eingetaucht wird, aufzulösen. Zu
diesem Zweck enthält die Zusammensetzung ausreichend Säure, um den Zusammensetzungen einen
pH-Wert von weniger als 7 und vorzugsweise einen pH-Wert innerhalb des Bereiches von etwa 1,6 bis etwa
3,8 zu erteilen. Das Oxidationsmittel ist in einer ausreichenden Menge vorhanden, um ein Oxidationsäquivalent von wenigstens etwa 0,01/1 der Zusammensetzung
zu liefern. Die beschriebene, bevorzugte Zusammensetzung umfaßt etwa 5 bis etwa 550 g/l an
Harzfeststoffen, Fluorwasserstoffsäure in ausreichender Menge, um der Zusammensetzung einen pH-Wert im
Bereich von 1,6 bis etwa 3,8 und ein Äquivalent von etwa 0,4 bis etwa 5 g/l an Fluorid zu erteilen, sowie ein
Oxidationsmittel (vorzugsweise Dichromat oder Wasserstoffperoxid) in einer Menge, um etwa 0,01 bis etwa
0,2 Oxidationsäquivalente/I der Zusammensetzung zu liefern.
Weiterhin ist in der deutschen Patentanmeldung P 22 11 490.5 der Anmelderin eine wäßrige, saure
Überzugszusammensetzung beschrieben, die weiterhin
eine Eisen(lII)-Überzugsverbindung enthält. Insbesondere
sind hierin Zusammensetzungen beschrieben, welche etwa 5 bis etwa 550 g/l an Harzfeststoff, eine
lösliche, Eisen(III) enthaltende Verbindung in einer etwa 0,025 bis etwa 3,5 g/l Eisen(III)-ionen äquivalente
Menge und vorzugsweise in einer etwa 0,3 bis etwa 1,6 g/l an Eisen(III)-ionen äquivalenten Menge, und eine
Säure in ausreichender Menge, um der Zusammensetzung einen pH-Wert innerhalb des Bereiches von etwa
1,6 bis etwa 5,0 zu erteilen, enthält. Gegebenenfalls kann weiterhin ein Oxidationsmittel in einer Menge verwendet
werden, um etwa 0,01 bis etwa 0,2 Oxidationsäquivalente pro Liter der Zusammensetzung bereitzustellen.
Beispiele der verwendeten, Eisen(III) enthaltenden Verbindungen sind Eisen(III)-fluorid, Eisen(III)-nitrat,
Eisen(IlI)-chlorid, Eisen(III)-phosphat und Eisen(III)-oxid. Beispeiele von Oxidationsmitteln, die verwendet
werden können, sind Wasserstoffperoxid, Dichromat, Permanganat, Nitrat, Persulfat und Perborat. Die
bevorzugte, beschriebene Zusammensetzung wird aus etwa 5 bis etwa 550 g/I Harzfeststoffen, etwa 1 bis etwa
5 g an Eisen(III)-fluoridtrihydratund Fluorwasserstoffsäure in ausreichender Menge, um der Zusammensetzung
einen pH-Wert innerhalb des Bereiches von etwa
1,6 bis etwa 5,0 zu erteilen, hergestellt
In der deutschen Patentanmeldung P 24 09 897.3 der Anmelderin sind ähnliche Überzu^szusammensetzungen
beschrieben, welche andere Metalle enthaltende Verbindungen als Eisen(III) enthaltende Verbindungen
enthalten, wobei Beispiele der löslichen, metallhaltigen Verbindungen Silberfluorid, Eisen(II)-oxid, Kupfer(II)-sulfat,
Kobalt(U)-nitrat, Silberacetat, Eisen(II)-phosphat,
Chromfluorid, Cadmiumfluorid, Zinp.(II)-fluorid, Bleidioxid und Silbernitrat sind. Diese Metallverbindung liegt
in der Zusammensetzung in einer Menge innerhalb des Bereiches von etwa 0,025 bis etwa 50 g/l vor.
Verschiedene Faktoren sollten bei der Festlegung, ob die metallische Oberfläche vor dem Kontakt mit der
Überzugszusammensetzung gereinigt werden sollte J5 oder nicht und hinsichtlich des Ausmaßes dieser
Reinigung einschließlich z. B. der Art der gegebenenfalls vorhandenen Frerndmateriaiien auf der Oberfläche und
der gewünschten Qualität des Oberzuges berücksichtigt werden. Fremdmaterialien, die auf der metallischen
Oberfläche vorliegen, können zur Ausbildung von Überzügen führen, die nicht gleichförmig sind. Weiterhin
können die Eigenschaften der Haftung und der Korrosionsbeständigkeit des harzartigen Überzuges in
negativer Weise als Ergebnis des Vorhandenseins von Fremdmaterialien auf der metallischen Oberfläche
während der Beschichtungsstufe beeinträchtigt werden. Allgemein gilt, daß Überzüge mit besserer Qualität
durchweg erhalten werden können, je sauberer die Oberfläche ist. Ausgezeichnete Eergebniss<. können
durchweg erhalten werden, indem die metallische Oberfläche einem Reinigungsvorgang unterworfen
wird, der eine Oberfläche ergibt, auf welcher ein nicht aufbrechender Wasserfilm gebildet werden kann. Die
Auswahl des Reinigungsmittels und die Art der Auftragung hiervon auf die metallische Oberfläche
hängen von der Art der auf der metallischen Oberfläche vorhandenen Fremdmaterialien ab. Erhältliche Reinigungsmittel
können gemäß den an und für sich bekannten Arbeitsweisen angewandt werden. So können in Abhängigkeit von der vorhandenen Schmutzart
oder den vorhandenen Fremdmaterialien saure, alkalische oder andere Reinigungsmittel verwendet
werden. Beispielsweise kann verdünnte Phosphorsäure zur Reinigung von schwach verrosteten Teilen und
heiße alkalische Mittel können zur Entfernung von Ölen, Fetten, Fingerabdrücken und anderen organischen
Ablagerungen verwendet werden.
Nachdem die metallische Oberfläche gereinigt worden ist, kann sie mit Wasser vor dem Eintauchen der
metallischen Oberfläche in die Überzugszusammensetzung abgespült werden, oder dieser Spülvorgang kann
ausgelassen werden. Das Spülen der Oberfläche mit Wasser entfernt hiervon Fremdmateriaüen, z. B. restliches
Reinigungsmittel, das dazu führen kann, daß der Beschichtungsvorgang negativ beeinträchtigt wird.
Beispielsweise können in die Überzugszusammensetzung eingeschleppte Fremdmaterialien hierauf negative
Einflüsse haben. Ob eine Spülung mit Wasser bei einer besonderen Anwendung durchgeführt werden
sollte oder nicht, kann am besten unter Berücksichtigung der Qualität der gewünschten Überzüge und unter
Beachtung der Tatsache, ob nicht gespülte Oberflächen das Beschichtungsbad und die Überzugsqualität negativ
beeinträchtigen oder nicht, bestimmt werden. Um solche negativen Einflüsse zu vermeiden oder auf ein
Minimum herabzusetzen, wird es empfohlen, daß die saubere Oberfläche mit entionisiertem Wasser für eine
ausreichende Zeitspanne gespült wird, um Fremdmaterialien hiervon zu entfernen, und daß der größte Teil des
Spülwassers von der Oberfläche entfernt wird (z. B. durch Ablaufenlassen hiervon), bevor die Oberfläche in
das Überzugsbad eingetaucht wird.
Wie bereits beschrieben ist der Aufbau der Überzugsstärke um so größer, je langer die metallische
Oberfläche in die Überzugszusammensetzung eingetaucht wird. Es wird angenommen, daß die gewünschte
Überzugsstärke bei den meisten Anwendungen dadurch erhalten werden kann, daß die metallische Oberfläche in
die Zusammensetzung für eine Zeitspanne im Bereich von etwa 30 Sekunden bis etwa 3 Minuten eingetaucht
wird. Jedoch sei darauf hingewiesen, daß längere oder kürzere Zeitspannen angewandt werden können.
Ein Rühren oder Inbewegunghalten der Zusammensetzung
unterstützt die Aufrechterhaltung der Gleichförmigkeit der Zusammensetzung. Weiterhin verbessert
ein Rühren oder Inbewegunghalten der Zusammensetzung die Gleichförmigkeit der gebildeten Überzüge.
Unter Konstanthajtung von anderen Faktoren ergibt ein Erwärmen der Überzugszusammensetzung schwerere
Überzüge. Beispielsweise bildete eine Zusammensetzung mit einer Temperatur von etwa 2° C einen
Überzug mit einer Stärke von etwa 20 μπι, während bei einer Temperatur von etwa 38° C der gebildete Überzug
eine Stärke von etwa 28 μίτι besaß. Zufriedenstellende
Ergebnisse können dadurch erhalten werden, daß der Beschichtungsvorgang bei Umgebungstemperatur
durchgeführt wird.
Nachdem die Metalloberfläche einmal mit der Überzugszusammensetzung in Kontakt gebracht worden
ist, kann sie mit Wasser gespült werden oder auch nicht gespült werden, bevor ein beträchtliches Trocknen
stattfindet. Das Spülen mit Wasser bewirkt die Entfernung von Rückständen wie Säure oder anderen
Bestandteilen, die auf der überzogenen Oberfläche haften. Falls solche Rückstände auf der beschichteten
Oberfläche zurückgelassen werden, können sie die Qualität des Überzuges verändern oder negativ
beeinträchtigen. Für eine spezifische Anwendung kann bestimmt werden, ob die Rückstände negative Einflüsse,
die nicht tolerierbar sind, hervorrufen oder nicht. Falls dies der Fall ist, sollten sie entfernt werden, z. B. durch
Spülen mit Leitungswasser oder entionisiertem Wasser. Falls sie dies nicht tun, kann diese Stufe der Entfernung
hiervon ausgelassen werden.
Im Anschluß an den Kontakt mit der wäßrigen Überzugszusammensetzung und in bestimmten Fällen
der gegebenenfalls durchgeführten Spülung mit Leitungswasser oder enlionisiertem Wasser kann die
überzogene Metalloberfläche dann gemäß der Erfindung behandelt werden.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Koalesziermittel kann aus einer großen
Vielzahl von Verbindungen ausgewählt werden. Wie bereits zuvor beschrieben, sind bevorzugte Koalesziermittel
polyfunktionelle Materialen, und es gibt eine Anzahl von besonders bevorzugten Gruppen dieser
Materialien wie folgt:
a) Alkohole mit zwei oder mehr Hydroxyresten wie Äthylenglykol und Triäthylenglykol;
b) Ketone mit zwei oder mehr Carbonylgruppen wie Acetonylaceton(Methylbutoxyketon);
c) Alkoholester mit einem Hydroxyrest und einer Estergruppe wie Butyllactat, Isopropyllactat und
Äthyllactat;
d) Ketonester mit einer Carbonylgruppe und einer Estergruppe wie Äthylacetoacetat;
e) Alkoholäther mit einem Hydroxyrest und einer Ätherbindung wie Diäthylenglykoldiäthyläther,
2-Äthoxyäthanol, 2-ButoxyäthanoI, Diäthylenglykolmonoäthyläther,
Diäthylenglykolmonometliyläther, Diäthylenglykolmonobutyläther, Dipropylenglykolmethyläther,
Dipropylenglykoläthyläther, Tripropylenglykolmethyläther;
f) Ketonäther mit einer Carbonylgruppe und einer Ätherbindung wie Acetonylmethanoläthyläther,
sowie
g) Esteräther mit einer Estergruppe und einer Ätherbindung wie 2-Äthoxyäthylacetat, Diäthylenglykolmonoäthylätheracetat
und Diäthylenglykolmonobutylätheracetat.
Die besonders bevorzugten der oben genannten Verbindungen sind mit Wasser mischbar und besitzen
eine niedrigere Verdampfungsgeschwindigkeit als Wasser. Zusätzlich sind Verbindungen unter den oben
genannten im allgemeinen wirksam zur Herbeiführung einer Quellung oder Erweichung des Harzteilchens, und
sie besitzen den Effekt, die minimale Filmbildungstemperatur der Harzteilchen zu erniedrigen.
Die meist bevorzugten Koalesziermittel zur Verwendung
bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Alkoholäther und Esteräther, und die
Verwendung von 2-Butoxyäthanol oder Diäthylenglykolmonobutylätheracetat
ist ganz besonders bevorzugt.
Obwohl andere Mittel zur Auftragung des Koalesziermittek
auf dem nicht ausgehärteten Überzug verwendet werden können, wird es doch empfohlen und
bevorzugt, daß es aus einem wäßrigen Träger aufgetragen wird und daß es damit in Form einer
wäßrigen Spülzusammensetzung aufgebracht wird. Die Auswahl des besonderen, zu verwendenden Koalesziermittels
hängt von seiner Zugänglichkeit im Handel und von seinen Löslichkeitseigenschaften ab.
Es sei darauf hingewiesen, daß die oben aufgeführten Verbindungen in Wasser löslich sind und eine
Löslichkeit von mehr als 3 Gew.-°/o in Wasser besitzen und daß jede der oben aufgeführten Verbindungen
einen Siedepunkt von wenigstens 134° C besitzt. Es wird
bevorzugt, daß die Koalesziermittel eine Löslichkeit von mehr als 3 Gew.-% in Wasser und einen Siedepunkt
oberhalb von 140° C besitzen. Diese Eigenschaften sind bevorzugt, da während der Einbrennstufe, welche im
allgemeinen zum Aushärten oder zum Zusammenschmelzen des Überzuges angewandt wird, das Wasser
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mit größerer Geschwindigkeit als das Koalesziermittel besitzt, wobei die Neigung zur Konzentration des
Koalesziermittels in dem harzartigen Überzug gegeben ist
Im allgemeinen ist die bloße Anwesenheit des Koalesziermittels in der wäßrigen Spülzusammensetzung
zur Reduzierung der Neigung des Überzuges zum Reißen, Blasenbilden und/oder Brückenbilden in gewissem
Ausmaß wirksam. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß sehr kleine Mengen an Koalesziermittel nur einen
begrenzten Effekt besitzen, und zur Herbeiführung einer wesentlichen Verbesserung sollte die Menge an
Koalesziermittel in dem wäßrigen Träger wenigstens etwa 10 g/l betragen. Vorzugsweise enthält die wäßrige
Spülzusammensetzung von etwa 20 g/l bis etwa 100 g/l an Koalesziermittel. Optimale Ergebnisse wurden
erhalten, \vobei von etwa 20 g/l bis etwa 30 g/l an Diäthylenglykolmonobutylätheracetat in der Spülzusammensetzung
vorlagen.
Die Behandlung des nicht ausgehärteten Überzuges kann durch Anwendung beliebiger der an sich
bekannten Arbeitsweisen zum lnkontaktbringen durchgeführt werden, z. B. durch Eintauchen, durch Aufsprühen
eines Nebels und durch Berieseln. Vorzugsweise wird der nicht ausgehärtete Überzug mit einer wäßrigen
Lösung, welche das Koalesziermittel enthält, durch Methoden des Besprühens in Form eines Nebels oder
durch Eintauchmethoden gespült.
Die überzogene Oberfläche wird mit der wäßrigen Spülzusammensetzung unter geeigneten Bedingungen
der Temperatur und der Kontaktzeit in Kontakt gebracht. Die Behandlungszeil der überzogenen Oberflächen
mit der Spülzusammensetzung muß nur ausreichend lange sein, um ein vollständiges Benetzen
des Überzuges sicherzustellen. Jedoch hängt die zur Erzielung einer beträchtlichen Verbesserung bei dem
von selbst abgelagerten Überzug erforderliche Behandlungszeit selbstverständlich in einem gewissen Ausmaß
von der Konzentration des Koalesziermittels in der Spülzusammensetzung ab. Vorzugsweise wird die
Spülzusammensetzung bei der oben angegebenen, bevorzugten Konzentration auf dem von selbst
abgelagerten Überzug von etwa 30 Sekunden bis etwa 5 Minuten aufgebracht. Bei bestimmten technischen
Anwendungen wie bei Fließbändern mit Formteilen ist es vorteilhaft, längere Kontaktzeiten zu haben, so daß
das gesamte Metallwerkstück ausreichend mit der Spülzusammensetzung in Kontakt gebracht wird.
Selbstverständlich sollte der nicht ausgehärtete Überzug mit dem Koalesziermittel nicht für solch ausgedehnte
Zeitspannen in Kontakt gebracht werden, welche schädliche Einflüsse haben könnten, z. B. eine Beeinträchtigung
der Haftung des Überzuges auf der darunter liegenden Metalloberfläche.
Das Spülen kann in einem breiten Temperaturbereich durchgeführt werden, z. B. bei etwa 10° C bis etwa 8O0C,
und es wurden sehr vorteilhafte Ergebnisse durch Verwendung einer Spülzusammensetzung bei annähernd
Zimmertemperatur erhalten.
Nach der Behandlung mit dem Koalesziermittel kann der nicht ausgehärtete Überzug verschmolzen werden,
z. B. durch Einbrennen, wie dies im folgenden noch näher erläutert wird.
Falls es jedoch gewünscht wird, können die Eigenschaften der Korrosionsfestigkeit der überzogenen
Oberfläche noch verbessert werden, indem die nicht ausgehärtete, überzogene Oberfläche mit einer sauren
opüiiüSüng, wciCiic ScCiiS'w'crtigcS \~ιιΓΟΓΏ εΠΐιιαιί, in
Kontakt gebracht wird. Solche Chromspüllösungen werden aus Chromtrioxid oder wasserlöslichen Dichromat-
oder Chromatsalzen hergestellt, z. B. Ammonium-, Natrium- oder Kaliumsalzen. Ebenfalls kann eine
Chromzusammensetzung verwendet werden, welche durch Behandlung einer konzentrierten, wäßrigen
Lösung von Chromsäure mit Formaldehyd erhalten wurde, um einen Teil des sechswertigen Chroms zu
reduzieren. Bekannte Arten von Spüllösungen enthalten Chrom in seinem sechswertigen Zustand und reduziertes
Chrom in einer wäßrigen Lösung. Beispielsweise kann eine solche wäßrige Spüllösung eine Gesamtchromkonzentration
innerhalb des Bereiches von 0,15 g/l (ausgedrückt als CrOa) bis etwa 2 g/l aufweisen,
worin von etwa 40 bis 95% des Chroms in dessen sechswertigem Zustand und der restliche Teil als Chrom
in seinem reduzierten Zustand vorliegen. Eine kleine
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Menge von Phosphorsäure kann ebenfalls zu der Spüllösung zugesetzt werden, um eine Gelbildung zu
verhindern, und so geringe Mengen wie 0,05 ml einer 75%igen hbPCVLosung pro Gramm an Gesamtchrom
haben sich als leistungsfähig herausgestellt.
Die Menge an sechswertigem Chrom oder an sechswertigem Chrom und reduziertem Chrom werden
im allgemeinen durch die geforderten Eigenschaften der Korrosionsfestigkeit für die spezifische Anwendung
bestimmt.
Vorzugsweise werden wenigstens etwa 0,01 g/l an sechswertigem Chrom verwendet, und die Menge wird
je nach den Erfordernissen höher eingestellt, falls dies gewünscht wird.
Obwohl die wäßrige Spülzusammensetzung gemäß der Erfindung auf die überzogene Metalloberfläche vor
oder nach dem Inkontaktbringen der überzogenen Oberfläche mit einer sechswertiges Chrom enthaltenden
Spüllösung aufgebracht werden kann, wurde gefunden, daß die wäßrige Spülzusammensetzung
gemäß der Erfindung so hergestellt werden kann, daß sie das sechswertige Chrom enthält. Daher können
sowohl das Chrom als auch das Koalesziermittel mit der überzogenen Metalloberfläche gleichzeitig in Kontakt
gebracht werden, so daß die Notwendigkeit für Mehrfachbehandlungsstufen ausgeschaltet wird. Selbstverständlich
wird das zu verwendende, besondere Koalesziermittel, wenn das Chrom ebenfalls in die
wäßrige Spülzusammensetzung eingegeben wird, derart ausgewählt werden, daß es in der Zusammensetzung bei
den Betriebsbedingungen der Spülzusammensetzung stabil ist. Das bevorzugt verwendete Koalesziermittel
zusammen mit Chrom in der wäßrigen Spülzusammensetzung ist Diäthylenglykolmonobulylätberacetat.
Im Anschluß an den Kontakt mit der wäßrigen Spüllösung sollte der Überzug ausgehärtet oder
verschmolzen (eingebrannt) werden. Ein Schmelzen des harzartigen Überzuges macht diesen kontinuierlich,
wodurch seine Korrosionsbeständigkeit und seine Haftung an der darunter liegenden, metallischen
Oberfläche verbessert wird. Das Trocknen der überzogenen Oberfläche kann unter variierenden Bedingungen
in Abhängigkeit von der verwendeten Art von Harz oder polymerem Material bei dem Überzugsprozeß
durchgeführt werden. Im allgemeinen ist ein Erwärmen oder Einbrennen zum Verschmelzen des Harzüberzuges
erforderlich. Wenn eine erhitzte Umgebung oder ein Einbrennen verwendet wird, kann die Trocknungs- oder
Verschmelzstufe bei Temperaturen von etwa 1100C bis
etwa 250° C durchgeführt werden. Die meisten der Harzüberzüge erfordern heiße Trocknungsstufen oder
Einbrennstufen, um das Harz zu verschmelzen und sicherzustellen, daß die optimalen Eigenschaften der
Korrosionsfestigkeit des Überzuges erreicht werden.
Es ist nicht vollständig klar, warum die Verwendung des Koalesziermittels die Neigung des ausgehärteten
Überzuges zum Reißen, zum Blasenbilden und/oder zur Brückenbildung vermindert. Jedoch wird angenommen,
daß während des Trocknens oder Aushärtens Oberflächenspannungen in dem Überzug auftreten, wenn dieser
sein Volumen verringert Diese Volumenverringerung oder -kontraktion ergibt Spannungen, die in Richtungen
parallel zu der Oberfläche aufgelöst werden können. Es wird angenommen, daß diese Spannungen auf einer
planaren Oberfläche die öffnung zu sichtbaren Rissen herbeiführen. Es wird angenommen, daß diese aus einer
Kontraktion herrührenden Spannungen auf der Unterseite einer Oberfläche, wo die Oberfläche nicht eben ist
z. B. wo sie gebogen, gekrümmt oder abgewinkelt ist, bewirken, daß sich der Überzug von der darunter
liegenden Metalloberfläche unter Bildung von Brücken trennt. Die Risse oder Brücken, die sich ausbilden, heben
die Spannungen auf, und es wurde gefunden, daß Risse sich senkrecht zu beliebigen Oberflächenspannungen
ausbilden. Die Verwendung von Koalesziermittel in der Spülzusammensetzung scheint die Einflüsse der Volumenkontraktion
zu mildern, wodurch die Rißbildung und/oder Brückenbildung vermindert wird. Es wird,
weiterhin angenommen, daß die Verwendung des Koalesziermittels die Ausbildung von Blasen durch
Erhöhung der Haftung des Überzuges auf der darunter liegenden Metalloberfläche vermindert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert
In den Beispielen wurden kaltgewalzte Stahlplatten mit einem alkalischen Reiniger gereinigt, mit Wasser
gespült und — entsprechend den Angaben in jedem Beispiel — in eine wäßrige Überzugszusammensetzung
unter Bildung eines von selbst abgelagerten Überzuges eingetaucht. Nach dem Entnehmen aus der Überzugszusammensetzung
hatte sich der von selbst abgelagerte Überzug auf der Oberfläche ausgebildet, und die Platten
wurden dann den in jedem Beispiel angegebenen, speziellen Behandlungsstufen unterzogen. In einigen
Fällen wurden die überzogenen Platten zuerst mit Leitungswasser gespült und dann mit der wäßrigen
Spülzusammensetzung gespült, und in einigen Fällen enthielt die wäßrige Spülzusammensetzung sowohl das
Koalesziermittel als auch Chrom. Danach wurden die überzogenen Platten in einem Ofen bei den angegebenen
Temperaturen und für die angegebenen Einbrennzeiten eingesetzt. Nach der Entnahme aus dem Ofen
wurde das Aussehen der Überzüge visuell festgestellt um die Anwesenheit von Rißbildung, Blasenbildung
und/oder Brückenbildung abzuschätzen.
Es wurde eine wäßrige Überzugszusammensetzung mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Gew.-Teile
Styrol-Butadien-Copolymerisat 200
Chromatpigment 50
Eisenoxidpigment 50
Anionisches, grenzflächenaktives
Anionisches, grenzflächenaktives
Mittel 5
Eisen(III)-fluorid-trihydrat 10
Fluorwasserstoffsäure 3
Leitungswasser 692
Die wäßrige Überzugszusammensetzung wurde durch Zugabe von Bleichromatpigment, anionischem,
grenzflächenaktivem Mittel, Eisen(III)-fluorid-trihydrat, Eisenoxidpigment und einem Teil des Leitungswassers
in eine Porzellankugelmühle und Mischen für 16 Stunden bis zur Dispersion unter Bildung einer
Pigmentpaste hergestellt. Danach wurde das Styrol-Butadien-Copolymerisat
zu der Pigmentpaste unter Vermischen zugegeben und danach der restliche Teil des Leitungswassers zugesetzt Die Fluorwasserstoffsäure
wurde dann unter Rühren zugegeben.
Kaltgewalzte Stahlplatten (Nr. 1 —4) wurden in die oben angegebene, wäßrige Überzugszusammensetzung
bei Zimmertemperatur für 3 Minuten eingetaucht Nach dem Herausnehmen aus der wäßrigen Überzugszusammensetzung
wurde jede Platte 10 Minuten stehengelassen, und sie wurde danach in eine besondere
Zusammensetzung, welche Diäthylenglykolmonoälhylätheracetat
und Wasser enthielt, für die angegebenen Zeitspannen eingetaucht. Die besonderen Zusammensetzungen,
welche Diäthylenglykolmonoäthylätheracetat in den angegebenen Konzentrationen enthielten,
sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt. Die Platten wurden aus der Zusammensetzung, weiche
Diäthylenglykolmonoäthylätheracetat enthielt, herausgenommen,
und danach wurden sie in einem Ofen mit einer Temperatur von 180°C eingebracht und 5 Minuten
eingebrannt. Das Aussehen der überzogenen Platten wurde anschließend festgestellt, und die Beobachtungen
sind in der folgenden Tabelle I ebenfalls angegeben.
Eine Reihe von Kontrollplatten wurden in die wäßrige Überzugszusammensetzung unter identischen
Bedingungen wie zuvor eingetaucht und nach der Entnahme aus der wäßrigen Überzugszusammensetzung
für eine Zeitspanne von 10 Minuten stehengelassen. Danach wurden sie in einem Ofen mit einer
Temperatur von 180°C eingebracht und 5 Minuten eingebrannt. Das Aussehen der Kontrollplatten wurde
ebenfalls festgestellt und ist in der folgenden Tabelle I angegeben.
Nr. Konzentration Einvon Diäthylen- tauch glykolmono- zeit
äthylätheracetat
(g/l) (Min.)
Aussehen des Überzugsfilmes
1 100
2 100
3 70
4 500
Kontrolle
Kontrolle
0,5 gut, keine Rißbildung
oder Blasenbildung
oder Blasenbildung
gut, keine Rißbildung
oder Blasenbildung
gut, keine Rißbildung
oder Blasenbildung
gut, keine Rißbildung
oder Blasenbildung
Rißbildung
Rißbildung
Es wurde eine wäßrige Überzugszusammensetzung mit folgenden Bestandteilen hergestellt:
Styrol-Butadien-Copolymerisat
Wasserstoffperoxid
Fluorwasserstoffsäure
Leitungswasser
Wasserstoffperoxid
Fluorwasserstoffsäure
Leitungswasser
Gew.-Teile 200
4
800
800
Das Styrol-Butadien-Copolymerisat wurde mit Leitungswasser verdünnt, hierzu wurde Wasserstoffperoxid
und Fluorwasserstoffsäure unter Rühren zugesetzt.
Stahlplatten (Nr. 5—11) wurden in die Überzugszusammensetzung
bei Zimmertemperatur für 3 Minuten eingetaucht. Danach wurden die Platten aus der
Überzugszusammensetzung herausgenommen und für eine Zeitspanne von 10 Minuten stehengelassen. Die
Platten wurden dann in die besonderen, wäßrigen Spülzusammensetzungen mit den in der folgenden
Tabelle II angegebenen Konzentrationen an Bestandteilen für die ebenfalls in der Tabelle Ii angegebenen
Zeitspannen eingetaucht. Die Platten wurden dann aus den Spülzusammensetzungen entnommen und in einem
Ofen mit einer Temperatur von 180°C für eine Zeitspanne von 5 Minuten eingesetzt. Die eingebrannten
Überzüge wurden danach visuell beobachtet, und ihr Aussehen ist ebenfalls in der Tabelle II angegeben.
Tabelle II | Spülbeding'jngen | Konzentration | Zeit | Aussehen der Überzugs |
Nr. | Spüllösung | (g/l) | filmes | |
wäßriges Lösungsmittel | 500 | (Min.) | ||
1 | ||||
Äthylenglykol | 200 | gut, keine Rißbildung | ||
5 | 100 | 2 | oder Blasenbildung | |
Diäthylenglykolmonoäthyläther | 50 | 3 | desgl. | |
6 | Diäthylenglykolmonobutylätheracetat | 100 | 4 | desgl. |
7 | Dipropylenglykolmethyläther | 200 | 5 | desgl. |
8 | Dipropylenglykolmethyläther | 500 | 2 | desgl. |
9 | Tripropylenglykolmethyläther | 3 | desgl. | |
10 | 2-Äthoxyäthylacetat | desgl. | ||
11 | ||||
Es wurde eine wäßrige Überzugszusammensetzung mit folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteile
Mengen
(g)
(g)
Styrol-Butadien-Copolymerisat mit 180
pH = 3,5, einer Oberflächenspannung
von 70 lTiN/m and 48% Feststoffen
von 70 lTiN/m and 48% Feststoffen
Dispersion von Schwarzpigment 5
EisendID-fluorid 3
Fluorwasserstoffsäure 2,5
Wasser, auf 1 1
In diese wäßrige Überzugszusammensetzung wurde eine Stahlplatte für 90 Sekunden bei Umgebungstemperatur
eingetaucht. Nach dem Herausnehmen aus der Überzugszusammensetzung wurde die überzogene
Platte an Luft für 60 Sekunden stehengelassen, und danach wurde sie unter fließendem Leitungswasser
abgespült. Danach wurde die überzogene Platte für eine Zeitspanne von 30 Sekunden in eine Lösung eingetaucht,
welche etwa 9 g/l an Na2Cr2O7 · 2 H2O enthielt.
Die überzogene Platte wurde dann 10 Minuten in einem Ofen bei 170°C eingebrannt. Bei der visuellen
Beobachtung stellte sich heraus, daß der ausgehärtete Überzug eine sichtbare Blasenbildung aufwies.
Eine zweite Stahlplatte wurde in die oben angegebene Überzugszusammensetzung eingetaucht, danach
entfernt und an Luft für eine Zeitspanne von 60 Sekunden stehengelassen. Anschließend wurde sie in
eine wäßrige Spülzusammensetzung, die 9 g/l an Na2Cr2O7 · 2 H2O und 18,06 g/l an 2-Butoxyäthanol
enthielt, für eine Zeitspanne von 30 Sekunden eingetaucht Danach wurde die überzogene Platte 10
Minuten in einem Ofen bei 17O0C eingebrannt. Der »usgehärtete Überzug wurde visuell beobachtet, wobei
er praktisch frei von Blasen war. Die Spülzusammensetzung, die Butyl-2-Butoxyäthanol und Na2Cr2O7 · 2 H2O
enthielt, beseitigte daher praktisch die Blasenbildung.
Es wurde eine wäßrige Überzugszusammensetzung mit folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteile
Mengen
(g)
(g)
Styrol-B utadi en-Cop olym ensat
Dispersion von Schwarzpigment
Eisen(ni)-fluorid
Fluorwasserstoffsäure
Wasser, auf
Dispersion von Schwarzpigment
Eisen(ni)-fluorid
Fluorwasserstoffsäure
Wasser, auf
180
5
3
3
2,3
U
U
Es wurden Stahlplatten für das Beschichten hergestellt, um irgendein Auftreten von Blasen, Brücken oder
Rissen festzustellen, wozu auf jeder Platte konusartige Verformungen hergestellt wurden, indem auf die
Plattenoberfläche eine Kugel von 2,54 cm mit vorgegebener Kraft aufschlagen gelassen wurde. Die mit
Aufschlägen versehenen Testplatten wurden in die oben angegebene Überzugszusammensetzung für 2 Minuten
bei Umgebungstemperatur eingetaucht. Nach der Entnahme aus der Überzugszusammensetzung wurden
die überzogenen Platten an Luft für eine Zeitspanne von 60 Sekunden stehengelassen und danach durch Eintauchen
in Leitungswasser gespült.
Danach wurden die überzogenen Platten in die in der Tabelle III angegebenen Zusammensetzungen eingetaucht.
Konlrollplatten wurden für eine Zeitspanne von 30 Sekunden in eine wäßrige Zusammensetzung
eingetaucht, welche etwa 2 g/l an sechswertigem Chrom, etwa 0,9 g/l an dreiwertigem Chrom und 0,6 g/l
an Phosphorsäure enthielt. Die Zusammensetzung wurde hergestellt, indem eine wäßrige Lösung von
partiell (mit Formaldehyd) reduziertem, sechswertigem Chrom unter Einschluß der Phosphorsäure mit einer
wäßrigen Lösung von löslichem Dichromatsalz wie
Na2Cr2O7 · 2 H2O
Na2CrO7
NH4Cr2O7 oder
LiCr2O7 ■ 2 H2O
Na2CrO7
NH4Cr2O7 oder
LiCr2O7 ■ 2 H2O
vereinigt wurde und danach ausreichend Wasser zugegeben wurde, um die gewünschte Konzentration
der Bestandteile zu erhalten. Testplatten wurden in besondere Zusammensetzungen eingetaucht, welche die
oben genannte, chromhaltige Zusammensetzung enthielt, wozu die besonderen, in der folgenden Tabelle III
angegebenen Materialien in der ebenfalls in der Tabelle III angegebenen Mengen zugesetzt worden waren.
Danach wurden die überzogenen Platten 5 Minuten in einem Ofen bei 215,5°C eingebrannt. Die ausgehärteten
Überzüge wurden visuell beobachtet, und die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle III zusammengestellt.
Konzen- Aussehen tration
(g/l)
Kontrolle
Triäthylenglykol
(100% löslich in
Wasser; K = 290 C)
(100% löslich in
Wasser; K = 290 C)
Kontrolle
Triäthylenglykol
Kontrolle
Propylenglykol- 100
monomethyläther
(100% löslich in
Wasser; K= 121X)
monomethyläther
(100% löslich in
Wasser; K= 121X)
Kontrolle
Triäthylenglykol 30
Triäthylenglykol 50
Triäthylenglykol 50
Blasen auf der ebenen Oberfläche und Brükkenbildung rings um die Aufschlagsfläche
keine Blasen
zwei große Blasen auf der ebenen Oberfläche
keine Blasen oder Brückenbildung
Brückenbildung rings um die gesamte Aufschlagsfläche
Brückenbildung um 2h
der Aufschlagsfläche
drei getrennte Brücken, 4 cm rings um die Aufschlagsfläche
keine Blasen oder Brückenbildung keine Blasen oder Brückenbildung
Fortsetzung
Konzen- Aussehen tration
(g/l)
Kontrolle vier getrennte Brücken
von 1 cm
Triäthylenglykol 30 eine kleine Brücke Triäthylenglykol 50 keine Blasen oder
Brückenbildung
Es wurde eine wäßrige Überzugszusammensetzung mit folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteile
Mengen (g)
Styrol-Butadien-Copolymerisat 180
Dispersion von Schwarzpigment 5
Eisen(III)-nuorid 3
Fluorwasserstoffsäure 2,3
Wasser, auf 1 1
Es wurden Stahlplatten zum Überziehen und zur Messung der Rißbildungen hergestellt. Die Kontrollplatten
wurden in die oben angegebene Überzugszusammensetzung für 1 Minute bei Umgebungstemperatur
eingetaucht. Nach der Entnahme aus der Überzugszusammensetzung wurden die überzogenen Platten an
Luft für eine Zeitspanne von 60 Sekunden stehengelassen, und danach wurden sie durch Eintauchen in
Leitungswasser für 30 Sekunden gespült.
Die Kontrollplatten wurden dann für eine Zeitspanne von 30 Sekunden in eine wäßrige Zusammensetzung
eingetaucht, welche etwa 2 g/l an sechswertigem Chrom, 0,9 g/l an dreiwertigem Chrom und 0,6 g/l an
Phosphorsäure enthielt. Die Zusammensetzung wurde entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 4 hergestellt,
wozu eine wäßrige Lösung von partiell reduziertem, sechswertigem Chrom mit einer wäßrigen Lösung
von löslichem Dichromsitsalz vereinigt wurde. Nach dem Eintauchen in die wäßrige, chromhaltige Zusammensetzung
wurden die Kontrollplatten an Luft getrocknet.
Die Testplatten wurden in die oben angegebene Überzugszusammensetzung für eine Zeitspanne von 60
Sekunden bei Umgebungstemperatur eingetaucht. Nach der Entnahme aus der Überzugszusammensetzung
wurden die überzogenen Testplatten an Luft für eine Zeitspanne von 60 Sekunden stehengelassen. Danach
wurde jede Testplatte einer getrennten Verarbeilungsfolge entsprechend den follgenden Angaben unterzogen:
Testplatte Nr. 1 — eingetaucht in eine wäßrige Spülzusammensetzung, die 20 g/l an Diäthylenglykolmonobutylätheracetat
enthielt, für eine Zeitspanne von 30 Sekunden. Nach der Herausnahme aus dieser Zusammensetzung wurde die Platte in die oben
angegebene, chromhaltige Zusammensetzung für eine Zeitspanne von 30 Sekunden eingetaucht. Danach
wurde die Platte an Luft getrocknet.
Testplatte Nr. 2 — eingetaucht in eine wäßrige Zusammensetzung, welche 30 g/l an Diäthylenglykolmonobutylätheracetat
enthielt, für eine Zeitspanne von 30 Sekunden. Nach der Herausnahme aus dieser
Zusammensetzung wurde die Platte in die oben angegebene, chromhaltige Zusammensetzung für eine
Zeitspanne von 30 Sekunden eingetaucht Danach wurde die Platte an Luft getrocknet
Testplatte Nr. 3 — eingetaucht in Leitungswasser für eine Zeitspanne von 30 Sekunden. Nach der Herausnahme
aus dem Leitungswasser wurde die Platte in eine wäßrige Zusammensetzung, welche die oben angegebene,
chromhaltige Zusammensetzung und zusätzlich 20 g/l an Diäthylenglykolmonobutylätheracetat enthielt,
für eine Zeitspanne von 30 Sekunden eingetaucht Danach wurde die Platte an Luft getrocknet
Die Kontrollplatte und die Testplatten wurden visuell auf Rißbildung beobachtet, die Ergebnisse sind in der
folgenden Tabelle IV zusammengestellt
Platte
Aussehen
Kontrolle
Testplatte Nr. 1
Testplatte Nr. 2
Testplatte Nr. 3
schwere Rißbildung auf
der gesamten Oberfläche
der gesamten Oberfläche
keine Risse
keine Risse
keine Risse
keine Risse
keine Risse
Es wurde eine wäßrige Überzugszusammensetzung mit folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteile
Mengen
(g)
(g)
Styrol-Butadien-Copolymerisat 180
Dispersion von Schwarzpigment 5
Eisen(III)-fluorid 3
Fluorwasserstoffsäure 2,3
Wasser, auf 1 1
Es wurden Stahlplatten zum Überziehen und zur Messung der Blasenbildung hergestellt. Kontrollplatten
wurden in die oben angegebene Überzugszusammensetzung für 5 Minuten bei Umgebungstemperatur
eingetaucht. Nach der Herausnahme aus der Überzugszusammensetzung wurden die überzogenen Platten an
Luft für eine Zeitspanne von 60 Sekunden stehengelassen, und danach wurden sie durch Eintauchen in
Leitungswasser für eine Zeitspanne von 30 Sekunden gespült.
Die Kontrollplatten wurden dann für eine Zeitspanne von 30 Sekunden in eine wäßrige Zusammensetzung
eingetaucht, die 9 g/l an Na2Cr2O7 · 2 H2O enthielt
Nach der Herausnahme aus der chromhaltigen Zusammensetzung wurde die Kontrollplatte in einem Ofen für
10 Minuten bei 2100C eingesetzt Nach der Herausnah-
me aus dem Ofen wurde der Überzug visuell beobachtet, wobei gefunden wurde, daß Hitzeblasen über der
gesamten Oberfläche der Platte vorhanden waren. Beim Versuch, den Überzug von der Oberfläche abzuziehen,
und zwar mechanisch durch Kratzen, wurden 100% des Überzuges entfernt.
Die Testplatte Nr. 1 wurde in die oben genannte Überzugszusammensetzung für eine Zeitspanne von 5
Minuten bei Umgebungstemperatur eingetaucht. Nach
030 208/274
der Herausnahme aus der Überzugszusammensetzung wurde die überzogene Testplatte an Luft für eine
Zeitspanne von 60 Sekunden gehengelassen, danach wurde sie durch Eintauchen in Leitungswasser für eine
Zeitspanne von 30 Sekunden gespült Die Testplatte wurde dann für eine Zeitspanne von 30 Sekunden in eine
wäßrige Zusammensetzung eingetaucht, welche 9 g/l an Na2Cr2O7 ■ 2 H2O und 20 g/l an Diäthylenglykolmonobutylätheracetat
enthielt Nach der Herausnahme aus dieser chromhaltigen Zusammensetzung wurde die
Testplaite in einem Ofen für 10 Minuten bei 2100C eingesetzt Nach der Herausnahme aus dem Ofen wurde
der Überzug visuell beobachtet, wobei gefunden wurde, daß eine Hitzeblase auf etwa 50% der Oberfläche
vorhanden war. Beim Versuch, den Überzug mechanisch durch Kratzen zu entfernen, wurde der Überzug
von etwa 50% der Oberfläche abgeschält, dies entspricht der Fläche, wo die Blasen sichtbar waren.
Die Testplatte Nr. 2 wurde in die Überzugszusammensetzung für 5 Minuten bei Umgebungstemperatur eingetaucht. Nach der Herausnahme aus der Überzugszusammensetzung wurde die überzogene Platte an Luft für eine Zeitspanne von 60 Sekunden stehengelassen, und danach wurde sie durch Eintauchen in Leitungswasser für 30 Sekunden gespült Die Platte wurde dann für eine Zeitspanne von 30 Sekunden in eine wäßrige Zusammensetzung eingetaucht welche 9 g/l an Na2Cr2O7 · 2 H2O und 30 g/l an Diäthylenglykolmonobutylätheracetat enthielt Nach der Herausnahme aus der chromhaltigen Zusammensetzung wurde die Platte in einen Ofen für 10 Minuten bei 2100C eingesetzt Nach der Entfernung aus dem Ofen wurde der Überzug visuell beobachtet, wobei gefunden wurde, daß er ein gleichförmiges Aussehen ohne sichtbare Blasenbildung besaß. Es wurde ein Versuch durchgeführt, um den Überzug mechanisch durch Kratzen zu entfernen. Hierbei konnte kein Teil des Überzuges entfernt werden, und es war kein Verlust an Haftung sichtbar.
Die Testplatte Nr. 2 wurde in die Überzugszusammensetzung für 5 Minuten bei Umgebungstemperatur eingetaucht. Nach der Herausnahme aus der Überzugszusammensetzung wurde die überzogene Platte an Luft für eine Zeitspanne von 60 Sekunden stehengelassen, und danach wurde sie durch Eintauchen in Leitungswasser für 30 Sekunden gespült Die Platte wurde dann für eine Zeitspanne von 30 Sekunden in eine wäßrige Zusammensetzung eingetaucht welche 9 g/l an Na2Cr2O7 · 2 H2O und 30 g/l an Diäthylenglykolmonobutylätheracetat enthielt Nach der Herausnahme aus der chromhaltigen Zusammensetzung wurde die Platte in einen Ofen für 10 Minuten bei 2100C eingesetzt Nach der Entfernung aus dem Ofen wurde der Überzug visuell beobachtet, wobei gefunden wurde, daß er ein gleichförmiges Aussehen ohne sichtbare Blasenbildung besaß. Es wurde ein Versuch durchgeführt, um den Überzug mechanisch durch Kratzen zu entfernen. Hierbei konnte kein Teil des Überzuges entfernt werden, und es war kein Verlust an Haftung sichtbar.
Claims (4)
1. Verfahren zur Behandlung eines nicht ausgehärteten, aus einer wäßng-sauren Dispersion eines
harzartigen, filmbildenden Materials auf einer Metalloberfläche von selbst abgelagerten Überzugs,
dadurch gekennzeichnet, daß der nicht gehärtete Überzug mit einem Koalesziermittel in
Kontakt gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Koalesziermittel in der wäßrigen Spülzusammensetzung in einer Konzentration von
wenigstens 10 g/l verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration 20 bis 100 g/l
beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Koalesziermittel Diäthylenglykolmonobutylätheracetat
in einer Konzentration von 20 bis 30 g/l verwendet wird.
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