DE4030523A1 - Waessriges, zinkhaltiges korrosionsschutzmittel und verfahren zur herstellung von korrosionsschutzschichten auf metalloberflaechen - Google Patents
Waessriges, zinkhaltiges korrosionsschutzmittel und verfahren zur herstellung von korrosionsschutzschichten auf metalloberflaechenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein wäßriges, zinkhaltiges Korrosions
schutzmittel, das im wesentlichen Zinkstaub und/oder -schuppen
sowie gegebenenfalls Emulgatoren und organische Lösungsmittel ent
hält sowie ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung von Korro
sionsschutzschichten auf phosphatierten Metalloberflächen, dessen
erste Stufe die Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Korrosions
schutzmittel und dessen zweite Stufe die Applikation eines geeig
neten Haftvermittlers ist.
Konversionsschichten und Lacke müssen auf metallischen Oberflächen
speziellen Anforderungen genügen. Neben einer ausgezeichneten Sub
strathaftung, die sowohl feuchtigkeitsbeständig als auch mecha
nisch belastbar sein soll, muß vor allem ein hochwirksamer Korro
sionsschutz gewährleistet sein, der insbesondere elektrochemisch
unedele Metalle nachhaltig gegen einen oxidativen Angriff schützt.
Weiterhin sollen derartige metallische Oberflächen nach dem Auf
bringen einer Konversionsschicht gut lackierbar sein und eine aus
reichende Lackhaftung aufweisen.
Gängige Verfahren zur Herstellung von Korrosionsschutzschichten
auf metallischen Oberflächen sind unter anderem die Verzinkung,
Phosphatierung, Chromatierung, Lackierung und Anodisierung. Wie
allgemein bekannt ist, wird die Verzinkung von Metalloberflächen
großtechnisch entweder im Schmelztauchverfahren unter Aufwendungen
hoher Energiekosten oder im elektrolytischen Bad mit entsprechend
hohen Strom- und Entsorgungskosten durchgeführt.
Verfahren zum Phosphatieren von Oberflächen aus Eisen, Stahl, Zink
und deren Legierungen sowie Aluminium sind seit langem Stand der
Technik (siehe zum Beispiel Ullmann′s Encyklopädie der technischen
Chemie, 4. Auflage, Band 15, Seite 686-687 und die Monographie von
W. Rausch, "Die Phosphatierung von Metallen", Leutze Verlag Saul
gau, 1988). Das Phosphatieren der genannten Oberflächen dient zur
Erhöhung der Haftfestigkeit von Lackschichten und zur Verbesserung
des Korrosionsschutzes.
Aus der Lehre der DE-B-26 20 987 sind Anstrichmittel zur Korrosi
onsschutzbehandlung von Metallsubstraten bekannt, die aus einem
chromathaltigen Bestandteil A und einem chromatfreien Bestandteil
B zusammengesetzt sind. Der wasserfreie Bestandteil B besteht nach
dieser Lehre aus einem wasserlöslichen flüssigen Dispergiermittel,
einem wasserlöslichen Celluloseether und pulverförmigen Metall
schuppen, Metallflocken oder Metallflittern, die in den Cellulose
ether eingemischt werden. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfah
rens liegt einerseits in der aus ökologischen Gründen bedenklichen
Verwendung von chromathaltigen Bestandteilen und andererseits in
der geringen Haftung des Anstrichmittels auf der entfetteten und
vorgereinigten Metalloberfläche.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik (H. W. Belz, Metallober
fläche, Band 43, Seite 11, 1989) organisch-anorganische Korro
sionsschutzbeschichtungen bekannt, die aus einem Base-coat, der
aus hochreaktivem Bindemittel vermischt mit Metallpartikeln aus
Zink und Aluminium besteht, und gegebenenfalls aus einem Top-coat
besteht, der auf organischer Basis aufgebaut ist und die elektri
sche Leitfähigkeit ausschaltet. Zur besseren Haftfestigkeit auf
dem Grundmetall wird eine Dünnschichtphosphatierung vor dem Auf
tragen der Beschichtungen empfohlen.
Aus der US-A-42 16 032 ist ferner ein Phosphatieröl zur Nachbe
handlung von phosphatierten Metalloberflächen bekannt, das im we
sentlichen aus Mineralölen, Ölen pflanzlicher oder tierischer Her
kunft und Syntheseölen besteht, welches zum Erreichen des Korro
sionsschutzes mit 0,1 bis 10 Gew.-% Zinkpulver und 1 bis 6 Gew.-%
Polyvinylpyrrolidon angereichert wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nunmehr darin, eine
stabile wäßrige, zinkhaltige Dispersion für phosphatierte Metall
oberflächen mit einem hohen Zinkgehalt zu entwickeln, die in Kom
bination mit der Applikation eines geeigneten Haftvermittlers die
korrosionsinhibierenden Eigenschaften von nach gängigen Verfahren
verzinkten Metalloberflächen übertrifft und außerdem eine an
schließende elektrophoretische Tauchlackierung ermöglicht. Ferner
sollte aus ökologischen Gründen ein chromfreies Korrosionsschutz
mittel entwickelt werden, welches ohne Mitverwendung von gängigen
Reduktionsmitteln unter Gewährleistung eines ausreichenden Korro
sionssschutzes im wäßrigen Milieu anwendbar ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demzufolge ein wäßriges,
zinkhaltiges Korrosionsschutzmittel für phosphatierte Metallober
flächen, enthaltend
- a) 30 bis 90 Gew.-%, Zinkstaub und/oder Zinkschuppen,
- b) 0,5 bis 10 Gew.-% eines Bindemittels,
- c) 0 bis 3 Gew.-% an Emulgatoren,
- d) 0 bis 10 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels,
- e) 0,001 bis 1 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors und als Rest Wasser.
Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung von Korrosionschutzschichten auf phosphatierten Me
talloberflächen mit einem zinkhaltigen Korrosionsschutzmittel,
dadurch gekennzeichnet, daß man die phosphatierte Metalloberfläche
in einer ersten Stufe durch Tauchen, Spritzen und/oder Spritztau
chen mit dem erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittel überzieht,
die feuchte Oberfläche trocknet, anschließend in einer zweiten
Stufe mit einer wäßrigen Lösung eines Haftvermittlers durch Tau
chen, Spritzen und/oder Spritztauchen behandelt und die entstan
dene Korrosionsschutzschicht trocknet.
Die mit dem erfindungsgemäßen wäßrigen, zinkhaltigen Korrosions
schutzmittel behandelten, phosphatierten Metalloberflächen sind
überraschenderweise in ihrem Korrosionsverhalten galvanisch ver
zinkten und im Schmelztauchverfahren verzinkten Blechen überlegen.
Gegenüber diesen gängigen Verfahren der Verzinkung zeichnet sich
das erfindungsgemäße Verfahren durch seine geringeren Energie
kosten (Stromeinsparung, geringere Temperaturen) sowie einer ein
fachen Arbeitsweise in wäßrigem Milieu aus. Weiterhin können auch
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der chemischen Verzinkung
noch Formungs- und Fügungsprozesse durchgeführt werden. Ferner
wird die Verzinkung von Hohlräumen und anderen kompliziert gebau
ten Teilen ermöglicht. Darüber hinaus bieten die nach dem erfin
dungsgemäßen Verfahren hergestellten Korrosionsschutzschichten
eine optimale Oberfläche für eine nachfolgende KTL-Lackierung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
enthält das erfindungsgemäße Korrosionsschutzmittel
- a) 50 bis 70 Gew.-% Zinkstaub und/oder Zinkschuppen,
- b) 1 bis 5 Gew.-% eines Bindemittels, vorzugsweise Polyvi nylpyrrolidon,
- c) 0,5 bis 1,5 Gew.-% eines O/W-Emulgators,
- d) 0,1 bis 5 Gew.-% eines Alkohols, vorzugsweise Ethanol,
- e) 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Korrosionsinhibitores und als Rest Wasser.
Im Rahmen dieser Erfindung können als Zinkstaub und/oder Zink
schuppen die handelsüblichen, pulverförmigen Zink-Präparate mit
einer Staubkorngröße von 1 bis 5 µm, vorzugsweise 2 bis 4 µm, so
wie einer Dicke von 0,1 bis 0,5 µm und einer Schuppenlängsausdeh
nung von 10 bis 100 µm eingesetzt werden.
Im Sinne dieser Erfindung setzt man als Bindemittel hochdisperse
Suspensionen von polymeren Verbindungen, wie beispielsweise Poly
vinylpyrrolidon, Polyalkylacrylate, insbesondere Polymethacrylate
und/oder Polyethylacrylate, Polyvinylacetat und/oder Polykiesel
säurealkylester ein. In einer bevorzugten Ausführungsform dieser
Erfindung wird als Bindemittel ein Polyvinylpyrrolidon mit einem
Molekulargewicht von 500 bis 900 000, vorzugsweise 5000 bis
800 000, eingesetzt. Als Polykieselsäurealkylester eignen sich die
aus der Lehre der DE-A-39 24 244 der Anmelderin bzw. aus Journal
of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, Band 22, S. 3759
(1984) bekannten Verbindungen.
Im Sinne dieser Erfindung können als O/W-Emulgatoren nichtioni
sche, oberflächenaktive Dispergiermittel eingesetzt werden, wie
beispielsweise alkoxyliertes Alkylphenol, insbesondere Nonylphenol
oder Octylphenol. Weiterhin können auch nichtionische, ethoxylier
te Fettalkohole, wie beispielsweise alkoxylierter Oleylalkohol,
Laurylalkohol und/oder Stearylalkohol, eingesetzt werden. Andere
geeignete nichtionische, oberflächenaktive Dispergiermittel, die
für den erfindungsgemäßen Zweck verwendet werden können, sind bei
spielsweise Carbonsäureester, wie die Glycerinester oder die Poly
oxyethylenester von Fettsäuren, Harzsäuren und/oder Tallölsäuren.
Prinzipiell geeignet sind auch die Polyoxyethylenaddukte von Rizi
nusöl sowie Sorbitanmonolauraten, -oleaten und/oder -stearaten.
Bevorzugt werden im Sinne der vorliegenden Erfindung die Polyoxy
ethylenaddukte von Fettalkoholen mit 16 bis 18 C-Atomen, insbeson
dere Cetylstearylalkohol mit 10 bis 30 EO-Einheiten.
In der allgemeinen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wer
den den wäßrigen, zinkhaltigen Korrosionsschutzmitteln weitere dem
Fachmann geläufige, korrosionsinhibierende Mittel, wie beispiels
weise von Triazol, Imidazol oder Benzotriazol abgeleitete Verbin
dungen, als Zinkinhibitoren zur Unterdrückung der Wasserstoffent
wicklung in wäßrigen Lösungen zugesetzt.
Bevorzugt werden die aus der Lehre der DE-C-29 34 461 und
EP-B-1 04 860 der Anmelderin bekannten Verbindungen, wie vorzugs
weise 3-Amino-5-heptyl-1,2,4-triazol-hydrochlorid und/oder 3-Ami
no-5-nonyl-1,2,4-triazol-hydrochlorid, eingesetzt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann das erfindungsgemäße wäß
rige, zinkhaltige Korrosionsschutzmittel in einem pH-Bereich von 3
bis 10, vorzugsweise 4 bis 7, in stabiler Form eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform dieser Erfindung wird das wäßrige, zink
haltige Korrosionsschutzmittel auf phosphatierte Metalloberflächen
durch Tauchen, Spritzen und/oder Spritztauchen aufgetragen. Als
Phosphatierverfahren bieten sich beispielsweise die dem Fachmann
bekannten, insbesondere zink-, nickel- oder manganhaltigen Phos
phatierverfahren an. Als Metalloberflächen kommen beispielsweise
Eisen, Stahl, Aluminium und deren Legierungen in Frage.
Prinzipiell kann man das erfindungsgemäße Korrosionsschutzmittel
selbstverständlich auch zum Korrosionsschutz von nichtphosphatier
ten Metalloberflächen verwenden.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird die
phosphatierte Metalloberfläche in der ersten Applikationsstufe
durch Tauchen, Spritzen und/oder Spritztauchen mit dem wäßrigen,
zinkhaltigen Korrosionsschutzmittel für wenigstens 5 bis etwa 120
Sekunden, vorzugsweise 30 bis 60 Sekunden, behandelt. Im Sinne
dieser Erfindung findet nach der ersten Applikationsstufe ein
Trocknungsprozeß von etwa 1 bis 60 Minuten, vorzugsweise 20 bis 40
Minuten bei einer Temperatur von oberhalb 100°C, vorzugsweise 140
bis 200°C bis zum Erhalt einer trockenen Schicht statt.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens spielt der Trocknungs
prozeß eine wichtige Rolle zur Einstellung einer optimalen Haftung
der aufgetragenen Korrosionsschutzschicht auf der phosphatierten
Metalloberfläche. Prinzipiell kann sowohl nach der ersten Appli
kationsstufe als auch nach der zweiten Stufe bei Raumtemperatur
getrocknet werden, wobei die Entfernung der wäßrigen Bestandteile
jedoch entsprechend länger als bei höheren Trocknungstemperaturen
dauern wird. Zur Einstellung einer optimalen Haftung sollte die
aufgetragene Korrossionsschutzschicht jedoch mindestens einmal bei
Temperaturen oberhalb von 100°C, vorzugsweise oberhalb von
140°C, getrocknet werden. Im Sinne einer besonders kostengünsti
gen Verfahrensweise kann man den Trocknungsprozeß auch erst zusam
men mit dem Einbrennen der KTL-Lackierung durchführen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird die trockene, zinkhaltige Korrosionsschutzschicht
in einer zweiten Applikationsstufe zur Verbesserung der Haftfä
higkeit mit der wäßrigen Lösung eines Haftvermittlers durch Tau
chen, Spritzen und/oder Spritztauchen für wenigstens 1 bis 60 Se
kunden, vorzugsweise 15 bis 30 Sekunden behandelt und anschließend
bei Temperaturen oberhalb von 60°C, vorzugsweise 140 bis 200°C,
getrocknet.
Im Sinne dieser Erfindung leiten sich die als Haftvermittler wir
kenden Aminoalkyl-trialkoxysilane von der allgemeinen Formel
H2N-(CH2)nSi(OR1)(OR2)(OR3) ab, wobei R1, R2 und R3 Methyl-
und/oder Ethylgruppen, vorzugsweise Ethylgruppen, und n eine Zahl
im Bereich von 1 bis 6, bedeuten. Erfindungsgemäß können die Ami
noalkyl-trialkoxysilane, vorzugsweise Aminopropyl-triethoxysilan,
als 0,1 bis 30%ige, vorzugsweise 1 bis 10%ige wäßrige Lösung
eingesetzt werden.
Prinzipiell können auch noch andere als Haftvermittler in wäßrigen
Lösungen bekannte Verbindungen, wie beispielsweise Phosphonsäuren
oder organisch modifizierter Titansäureester, eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Applikation des Haftvermittlers führt zur
Bildung von gleichmäßigen, festhaftenden Beschichtungen, die nach
der Trocknung eine optimale Oberfläche für die nachfolgenden Ver
edlungsstufen, wie KTL-Lackierung oder Lackaufbau, darstellen.
Im Sinne dieser Erfindung erhält man durch das zweistufige Korro
sionsschutzverfahren auf der phosphatierten Metalloberfläche eine
Schichtdicke von wenigstens 5 µm, vorzugsweise von wenigstens 10
µm. Durch mehrfache Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
können auch Schichtdicken im Bereich von 20 bis 50 µm appliziert
werden, die die Lebensdauer der Schichten wesentlich verbessern.
Anhand der nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele soll
das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben werden.
Stahlbleche des Typs ST 1405 (Firma Hoesch) wurden mit dem alka
lischem Reiniger Ridoline R C 1501 (Firma Collardin) im Tauchver
fahren bei 85°C gereinigt und entfettet. Nach dem üblichen Spülen
mit Leitungswasser schloß sich eine Phosphatierung des gereinigten
Stahlbleches mit Granodine R 952 (Firma Collardin) im Spritzver
fahren an.
Anschließend wurde das erfindungsgemäße wäßrige, zinkhaltige Kor
rosionsschutzmittel, bestehend aus
54,6 Gew.-% Zinkstaub (Zincoli 620, 2-4 µm Korngröße)
42,0 Gew.-% vollentsalztem Wasser
2,1 Gew.-% Polyvinylpyrrolidon (Luviskol K 90; Molekulargewicht: ca. 700 000)
0,7 Gew.-% Eumulgin B 2 (Emulgator, Firma Henkel)
0,5 Gew.-% Ethanol
0,03 Gew.-% Texamin AT 1 (Korrosionsinhibitor, Firma Henkel)
und der Haftvermittler in zwei Stufen appliziert:
54,6 Gew.-% Zinkstaub (Zincoli 620, 2-4 µm Korngröße)
42,0 Gew.-% vollentsalztem Wasser
2,1 Gew.-% Polyvinylpyrrolidon (Luviskol K 90; Molekulargewicht: ca. 700 000)
0,7 Gew.-% Eumulgin B 2 (Emulgator, Firma Henkel)
0,5 Gew.-% Ethanol
0,03 Gew.-% Texamin AT 1 (Korrosionsinhibitor, Firma Henkel)
und der Haftvermittler in zwei Stufen appliziert:
- 1. Eintauchen des phosphatierten Stahlbleches in das wäßrige, zinkhaltige Korrosionsschutzmittel mit einer Verweildauer von 45 Sekunden sowie anschließende Trocknung über einen Zeitraum von 15 Minuten bei 200°C.
- 2. Eintauchen des getrockneten, chemisch verzinkten und phospha tierten Stahlbleches in eine 3 Gew.-%ige wäßrige Aminopropyl triethoxysilanlösung mit einer Verweildauer von 10 Sekunden und anschließende Trocknung über einen Zeitraum von 15 Minuten bei 200°C. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren resultierte eine mittlere Schichtdicke von 10 bis 20 µm.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren korrosionsgeschützte
Stahlblech wurde anschließend direkt kathodisch tauchlackiert,
wobei zur Erzeugung einer KTL-Schichtdicke von 20 µm 3 Minuten bei
220 V und einer Stromkonstanz von 1,6 A lackiert wurde. Als KT-Bad
diente Aqualux K/Electrocoat N (Firma IDAC). Nach dem abschlie
ßenden Spülen mit Brauchwasser und vollentsalztem Wasser wurde der
Lack 25 Minuten bei 185° Objekttemperatur eingebrannt.
Die Stahlbleche des Tpys ST 1405 wurden analog Beispiel 1 vorbe
handelt, wobei jedoch auf die anschließende Elektrotauchlackierung
verzichtet wurde.
Elektrolytisch beidseitig verzinkte Bleche (Firma Hoesch) wurden
mit dem alkalischen Reiniger Ridoline® C 1501 im Tauchverfahren
bei 85°C gereinigt und entfettet. Nach der Spülung mit Brauch
wasser schloß sich eine Phosphatierung der gereinigten, verzinkten
Stahlbleche mit Granodine R 952 (Firma Collardin) im Spritzverfah
ren an.
Anschließend wurde ohne den erfindungsgemäßen Korrosionsschutz aus
Beispiel 1 direkt kathodisch tauchlackiert, wobei zur Erzeugung
einer KTL-Schichtdicke von 20 µm bei 220 V und 1,6 A bei 3 minüti
ger Stromkonstanz gearbeitet wurde. Als KT-Bad diente wie in Bei
spiel 1 Aqualux K/Elektrocoat N (Firma IDAC). Nach dem ab
schließenden Spülen mit Brauchwasser und vollentsaltzem Wasser
wurde der Lack 25 Minuten bei 185°C Objekttemperatur eingebrannt.
Elektrolytisch beidseitig verzinkte Bleche (Firma Hoesch) wurden
mit dem alkalischen Reiniger Ridoline C 1501 im Tauchverfahren bei
85°C gereinigt und gefettet. Diese Bleche wurden direkt ohne Auf
tragen einer Phosphatierschicht, ohne die erfindungsgemäße Korro
sionsschutzschicht und ohne eine anschließende Elektrotauchlackie
rung, eingesetzt.
Ein elektrolytisch beidseitig verzinktes Stahlblech (7,5 µm dick,
Firma Hoesch) wurde mit dem alkalischen Reiniger Ridoline® 1501
im Tauchverfahren bei 85°C gereinigt und gefettet. Nach Spülung
mit Brauchwasser schloß sich eine Phosphatierung mit Granodine
R 952 (Firma Collardin) im Spritzverfahren an. Anschließend wurde
das phosphatierte Blech einem Salzsprühtest nach DIN 50 021 un
terzogen.
Stahlbleche des Typs ST 1405 (Firma Hoesch) wurden mit dem alka
lischen Reiniger Ridoline® C 1501 (Firma Collardin) im Tauchver
fahren bei 85°C gereinigt und entfettet. Nach dem üblichen Spülen
mit Leitungswasser schloß sich eine Phosphatierung des gereinigten
Stahlbleches mit Granodine R 952 (Firma Collardin) im Spritzver
fahren an.
Anschließend wurde das phosphatierte Stahlblech in eine auf 60°C
erwärmte Suspension aus
200 g Phosphatieröl (40 g Multan 7801 und 160 g Wasser)
750 g vollentsalztes Wasser
20 g Zinkstaub (Zincoli 620, 2-4 µm Korngröße)
20 g Polyvinylpyrrolidon (Luviskol K 30, MG: ca. 40 000)
100 g Eumulgin B 2 (1-%-Lösung, Fa. Henkel).
750 g vollentsalztes Wasser
20 g Zinkstaub (Zincoli 620, 2-4 µm Korngröße)
20 g Polyvinylpyrrolidon (Luviskol K 30, MG: ca. 40 000)
100 g Eumulgin B 2 (1-%-Lösung, Fa. Henkel).
¹ Fa. Henkel (enthält u. a. 20% Mineralöl, Tallölfettsäure, Öl
säure, Isononansäure etc.)
für 30 Sek. eingetaucht. Nach Abtropfen der überschüssigen Lösung wurde 15 Min. bei 150°C getrocknet. Die entstandene Beschichtung enthielt vereinzelt Zinkpartikel, es entstand jedoch keine ge schlossene Zinkbeschichtung. Eine Erhöhung des Zinkanteils auf 75 Gew.-%, mehrmaliges Eintauchen und zeitlich verlängertes Eintau chen brachten kein besseres Beschichtungsverhalten.
für 30 Sek. eingetaucht. Nach Abtropfen der überschüssigen Lösung wurde 15 Min. bei 150°C getrocknet. Die entstandene Beschichtung enthielt vereinzelt Zinkpartikel, es entstand jedoch keine ge schlossene Zinkbeschichtung. Eine Erhöhung des Zinkanteils auf 75 Gew.-%, mehrmaliges Eintauchen und zeitlich verlängertes Eintau chen brachten kein besseres Beschichtungsverhalten.
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen aufgeführten, vor
behandelten Stahlbleche wurden einem Salzsprühtest nach DIM 50021
über einen maximalen Zeitraum von 720 Stunden unterzogen, wobei
anschließend die Unterwanderung gemäß DIN 53 167 bestimmt wurde.
Gemäß DIN 53 167 dient die Salzsprühnebelprüfung dazu, das Verhal
ten von Lackierungen, Anstrichen und ähnlichen Beschichtungen bei
Einwirkung versprühter Natriumchloridlösung zu ermitteln. Weist
die Beschichtung Schwachstellen, Poren oder Verletzungen auf, dann
findet von dort aus bevorzugt eine Unterwanderung der Beschichtung
statt. Dies führt zu einer Haftungsverminderung oder zu Haftungs
verlust und Korrosion des metallischem Untergrundes.
Unterwanderung im Sinne dieser Norm ist das von einer definiert
angebrachten Verletzungsstelle (Ritze, durch beispielsweise einen
Kreuzschnitt) oder von vorhandenen Schwachstellen (zum Beispiel
Poren oder Kanten) ausgehende Eindringen der Natriumchloridlösung
in die Grenzfläche zwischen Beschichtung und Untergrund oder in
die Grenzfläche zwischen einzelnen Beschichtungen. Die Breite der
Zone mit verminderter oder verlorener Haftung dient als Maß für
die Widerstandsfähigkeit der Beschichtung auf dem jeweiligen Un
tergrund gegen das Einwirken versprühter Natriumchloridlösung.
Ergebnisse des Salzsprühtestes (DIN 50 021) | |
Beispiele (B) und Vergleichsbeispiele (V) | |
Unterwanderung (DIN 53 167) bei Kreuzschnitt nach 720 h [mm] | |
B 1 | |
3 | |
V 1 | 6 |
B 2 | Rotrost nach 240 h |
V 2 | Rotrost nach 120 h |
V 3 | Lochfraß nach 720 h |
V 4 | Rotrost nach 24 h |
Claims (11)
1. Wäßriges, zinkhaltiges Korrosionsschutzmittel für phosphatier
te Metalloberflächen, enthaltend
- a) 30 bis 90 Gew.-%, Zinkstaub und/oder Zinkschuppen,
- b) 0,5 bis 10 Gew.-% eines Bindemittels,
- c) 0 bis 3 Gew.-% an Emulgatoren,
- d) 0 bis 10 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels,
- e) 0,001 bis 1 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors und als Rest Wasser.
2. Korrosionsschutzmittel nach Anspruch 1, enthaltend
- a) 50 bis 70 Gew.-% Zinkstaub und/oder Zinkschuppen
- b) 1 bis 5 Gew.-% eines Bindemittels, vorzugsweise Polyvi nylpyrrolidon,
- c) 0,5 bis 1,5 Gew.-% eines O/W-Emulgators,
- d) 0,1 bis 5 Gew.-% eines Alkohols, vorzugsweise Ethanol,
- e) 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors und als Rest Wasser.
3. Korrosionschutzmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß man als Bindemittel hochdisperse Suspensionen
von polymeren Verbindungen, vorzugsweise Polyvinylpyrrolidon
mit einem Molekulargewicht von 500 bis 900 000, vorzugsweise
5000 bis 800 000, einsetzt.
4. Korrosionsschutzmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß man als O/W-Emulgatoren nichtionische oberflä
chenaktive Dispergiermittel, vorzugsweise Cetylstearylalkohol
mit 10 bis 30 EO-Einheiten, einsetzt.
5. Korrosionsschutzmittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß man als Korrosionsinhibitor von Triazol, Imida
zol oder Benzotriazol abgeleitete Verbindungen, vorzugsweise
substituierte 1,2,4-Triazol-hydrochloride, einsetzt.
6. Verfahren zur Herstellung von Korrosionschutzschichten auf
phosphatierten Metalloberflächen mit einem zinkhaltigen Kor
rosionsschutzmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man die phos
phatierte Metalloberfläche in einer ersten Stufe durch Tau
chen, Spritzen und/oder Spritztauchen mit dem erfindungsge
mäßen Korrosionsschutzmittel behandelt, die feuchte Oberfläche
trocknet, anschließend in der zweiten Stufe mit einer wäßrigen
Lösung eines Haftvermittlers durch Tauchen, Spritzen und/oder
Spritztauchen behandelt und die entstandene Korrosionsschutz
schicht anschließend trocknet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die
phosphatierte Metalloberfläche in der ersten Stufe mit dem
wäßrigen, zinkhaltigen Korrosionsschutzmittel durch Tauchen,
Spritzen und/oder Spritztauchen für wenigstens 5 bis etwa 120
Sekunden, vorzugsweise 30 bis 60 Sekunden, behandelt und an
schließend bei Temperaturen oberhalb von 100°C trocknet.
8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß
man die trockene Korrosionsschutzschicht in einer zweiten Stu
fe mit der wäßrigen Lösung eines Haftvermittlers durch
Tauchen, Spritzen und/oder Spritztauchen für wenigstens 1 bis
60 Sekunden, vorzugsweise 15 bis 30 Sekunden, behandelt und
anschließend bei Temperaturen oberhalb von 60°C trocknet.
9. Verfahren nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
man in der zweiten Stufe als Haftvermittler die wäßrige Lösung
eines Aminoalkyl-trialkoxysilans der allgemeinen Formel
wobei R1, R2 und R3 Methyl- und/oder Ethylgruppen und n eine
Zahl im Bereich von 1 bis 6 bedeuten, vorzugsweise Aminopro
pyltriethoxysilan, einsetzt.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man durch das zweistufige Korrosionsschutzverfahren auf
der phosphatierten Metalloberfläche eine Schichtdicke von we
nigstens 5 µm, vorzugsweise wenigstens 10 µm, erzeugt.
11. Verwendung des wäßrigen, zinkhaltigen Korrosionsschutzmittels
zur Herstellung von Korrosionsschutzschichten auf Metallober
flächen.
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