DE1621920A1 - Verfahren zum Herstellen von Einbrennlackierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von Einbrennlackierungen

  Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Her-. - _

  stellen von Einbrennlackierungen durch Aufbringen von

  zwei: Schichten. aus wasserverdiu=baren, gegebenenfalls

  pigmentierten Lacken und gegebenenfalls weitere, Auf-

  bringen einer ®der mehrerer Deckschichten aua hacken

  oder Lackfarben.

  Es ist bekannt, Gegenstände durch Eintauchen in-wasser-

  lösliche Lecke oder durch Aufspritzen von wasserlöslichen

  Lacken mit der Spritzpistole mit tiberzügen zu versehen.

  Es ist eralls bekannt, auf metallisch leitenden

  Gegehatänden überze aus wasserverdbaren hacken mit

  Hilfe der -Elektrophorese abzuscheiden.

  Die Blektr®phoro®e ist abhängig von der Leitfähigkeit .

  des Objektbcs. Da die abgcschie.Venen Lackschichten

  Nichtleäter sind, ni=t mit-wachsender ßchahtäicke die

  Leitfähigkeit des Objektes während-der elektrophore-

  tischen Abscheidung ab und die Abscheidung kommt

  schließlich Zum Stillstand..Es ist deshalb auch nicht

  möglich, auf einen Gegenstand, der bereits eine

  Lackierung enthält, eine weitere Oberzugeschicht

  elektrophoretisch abzuscheiden. Die elektrophoretische

  Beschichtung. von Gegenständen ist ferner auf elektrisch

  leitende Materialien beschränkt.

  Auf ebenen Flächen lassen sich mit Eilte der Elektro-

  phorese gleichmäßige und dicke #bscheidungen erzielen.

  Im Inneren von komplizierten Hohlkörpern wird die

  Abscheidung jedoch schwierig und Ist einwandfrei nur

  durch Eissatz' von Zusatzelektroden zu bewerkstelligen.,

  Das !tauchen von Werftstücken in Lackbädern bewirkt, da8

  auch Ecken und Hohlkörper sowie schwierige Stellen mit

  einer Lackschicht Übersogen werden. Nachteilig wirkt

  ,sich diese Lackiermethode nur an außenliegenden ganten

  aus. Von, diesen läuft der Lack wieder ah" sodaß sie

  nur einen ungenügenden pilm besitzend Bekanntlich setzt

  das Rosten von lackierten Eisenteilen von den Kanten aus

  ein. Das Elektrophorese-Verfahren dagegen ist besonders

  geeignet zur Beschichtung solcher Kanten. Diese werden

  mit Leichtigkeit von einer dicken Beschichtung umhüllt,

  die den Kanten einen hervorragenden Korrosionsschutz

  verleiht.

  Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorteile der elektro-

  phoretischen Lackabscheidung auch bei kompliziert

  gebauten Werkstücken und bei Hohlkörpern auszunutzen

  und außerd®* diese Verksticke- an den Stellen, die durch

  Elektrophorese nicht oder nur mangelhaft beschichtet

  werden können, mit einer einwandfreien, aus einem

  wasserverdünnbaren hack starrenden, Korrosionsschutz-

  schicht zu überziehen.

  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein

  Verfahren zum Herstellen von Einbrennlacklerungen

  durch Aufbringen einer Grundschicht im Tauch- oder

  Flutverfahren aus einem wasserverdünnbaren, gegebenen-

  falls pigmentierten Lack, Härten der Grundschicht,

  anschließendes Aufbringen einer zweiten Schicht aus `

  ebenfalls einem wasserverd'wnnbaren, gegebenenfalls

  pigmentierten hack und anschließendes Härten, sowie

  gegebenenfalls Aufbringen von Deckschichten, das dadurch

  gekennzeichnet ist, daß man die zweite Schicht elektro-

  phoretisch auf der Grundschicht, für die man leitfähigen

  Ruß und/oder Nickelpulver als den einen Pigmentbestand-

  teil in dem wasserlöslichen Lack verwendet, abscheidet.

  Feste Lackfilme, die als elektrische Leiter anzusehen

  sind, sind ansich bekannt. Diese stammen bisher aus

  Anstrichmitteln, die so zusammengesetzt sind, daß sie

  als Lösungsmittel für die Kunstharze und als VerdUn-

  nungsmittel organische Lösungsmittel enthalten. Diese

  Stoffe besitzen die Nachteile, daß sie leicht brennbar

  und die Lösungsdämpfe giftig sind. Es wird deshalb in

  gewerbehygienischer Hinsicht angestrebt, die giftigen

  und brennbaren Lösungsmittel durch Systeme zu ersetzen,

  nie als wesentliches Lösungsmittel Wasser enthalten.

  Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden ausschließ-

  lich Lacksysteme auf wasserlöslicher Basis verwendet.

  Es war überraschend und nicht vorherzusehen, daß

  leitfähiger Ruß und/oder Nickelpulver die Herstel-

  lung von einwandfreien, haltbaren und wasserverdÜnn-

  baren leitfähigen Lacken ermöglichen, deren Überzüge

  einer nachfolgenden elektrophoretischen Beschichtung

  zugänglich sind.- Überraschend war es ferner, daß

  leitfähiger Ruß und Nickelpulver in den wasserverd'iinn-

  baten Tacken anwendbar sind, ohne daß Nebenreaktionen

  oder,andere-Störungea im wäßrigen Lack auftreten.

  Diese Stoffe werden von Wasser und Aminen nicht arge-

  griffen, und es tritt keine Gasentwicklung auf. Zink

  oder Aluminium können nicht verwendet werden, weil sie

  sich in Wasser unter Gasentwicklung Zersetzen. Kupfer

  fit zur Viekositätserhöhuag. Graphit eignet sich

  nicht" weil es die Haftung des Lackes auf der Unterlage

  und zu den nachfolgenden Schichten verschlechtert. Die

  bevorzugto 'Teilchengröße des Nickelpulvers beträgt

  unter 5 on.

  Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird. es ermöglicht,'

  die Vorteile des elektrophoretischen Lackauftrages, für

  den wasserlösliche Lacke verwendet werden, mit den

  Vorteilen eines wasserlöslichen Tauch- oder Flutlackes

  zu kombinieren und so Korrosionsschutzschichten mit

  verbesserten Eigenschaften zu erhalten. Außerdem ist

  die Verwendung von ungiftigem und unbrennbarem, wasser-

  löslichem Material ein weiterer beachtlicher Vorteil.

  Da während der elektrophoretischen Lackabscheidung noch

  Nebenreaktionen auftreten, die bewirken" daB Eisen von

  den anodiech geschalteten Verketiick aus in Lösung geht"

  so sind rein weiße Farbtöne bisher.nicht-sU erhalten.

  Das von der Anode in Lösung gehende Eiset )rann: eine

  schwache Gelb- oder Graufärbung bewirken. Durch das

  erfindungsgemäße Verfahren wird dieser Nachteil

  beseitigt. Da das Werkstück bereits durch eine Lach-

  schicht umhüllt ist, kann nunmehr ein rein weiser

  Farbton durch die elektr®phoretische Absch®dg eines

  weiß pigmentierten Lackes erhalten werden. Hierdurch

  wird ein wesentlicher technischer Fortschritt errtichtlda die Anwendungsbreite des Elektrophorese-verfahrena

  auch sauf xein weiße Farbtöne erweitert werden Sang. .

  Unter wasserlöslichen Lacken sind selche zu verstehen,

  deren wesentliches Lösungs- und Verdauottel

  Wasser ist und. deren Dindemittelteil wasserlöslich

  ist. Diese D omittel werden, eingeteilt in solche,

  die in Wasser direkt löslich: sind - hierzu gehören

  beispielsweise solche aus der Gruppe der ia®plaste

  und der Phen®plaste a, und in solche, deren Waseerlös-

  liclkeit auf der Anwesenheit von °dr®lgrupen und/oder

  von Cboaylgppen im Eindemitt®lz®lekül beruht und

  wobei die Garbolgruppen mit Ammoniak und/oder en

  neutralisiert sind.

  Zu dieser lotsten Gruppe von tsassrlösli.chen Bindemitteln

  gehören beispielsweise ca2bol- und drol-uppen-

  haltigC3 1@@8 9 deren Gb®1uypen mit Ammoniak

  und/Mor Amm neutralleiert sind 8d die olzen pS®Wert

  i£' bE;siGao J@S@e.@a@; P #"ehgren ®lmodigie2te

  Alkydharzog L'8rp-ar Additionsprodukte von a# a ƒa#. .

  l®mi sch uMeofigten ®@®@@@L odor Dip,bon°

  sän2(Dgx bsu. ihren dridon d Halbesterne Zƒl#O

  1Maleinaäure, Fumarsäuse, Naleinsäureanhyärid, ltacon-

  säureAcryleäure Netha,crylaäurt, MaleineiLurt-nono--

  allylester, an trocknende und/oder halbtrocknende Öle

  oder an mit trocknenden und/oder halbtrocknenden Olen

  modifizierten Alkydhersen, 8poridharzeutsrn oder an

  anderen Veresterungsprodukten trocknender und/oder

  halbtrocknender Fettsäuren mit Polyolen.

  Weitere wasserlösliche Bindemittel dieser Gruppe sind

  carboxyl- und hyäroxylgruppenhaltige Copolymerisate,

  dis durch Nschpolymerisation von Vinylmononeren, mit

  .Allylverbindungen und/oder olefinisch ungesättigten

  onocarbonsäuren und/oder ihren Amiden und/oder Esstern

  und/oder olefinisch ungesättigten Dicarbonaäuren, deren

  driden, Zetern, Halbestern, Amiden und/oder Halb-

  iden erhalten werden. Solche Copolersate sind.

  klassifiziert als "Acrylathasze".

  In den wasserlöslichen lacken können die wasserlöslichen

  Bindemittel einzeln oder mehrere in Kombination mitein-

  ander vorhanden sein. Zur UnterstÜtzung der Wasserlös-

  lichkeit können noch untergeordnete ptengen an wasser-

  1 äolichen Lösungsmitteln anwesend sein.

  DOGDT fdie ßrdochicht zu verwendende wasserlösliche

  Zack enthält erfindungsge '° leitfähigen Bub und/oder

  ic@klpu@Lvero Das Verhältnis von festem Bindemittel

  GJM leitfähiem Ruß liegt zwischen 1 Toll Bindemittel e

  ogl Tell ß und 1 Teil Bindemittel a o,2 Teilen Ruß.

  in höherer Gehalst an W verschlechtert die Pließ®

  . eigenachten des lacken und macht diesen stockig und

  thixotrap. Das bevor$ugte-verhältns liegt bei 1 Teil

  festes Bindemittel s o,14 bis o,18 feilen leitfähiges

  Ruß, Wegen des grÖBeren _spexifischen Gewichtes den

  Nickels gegenüber dem des Buges, können bis zu 2oo%

  Nickelpulver, auf festes Bindemittel bezogen, einge-

  setzt werden. Nickelpulver wird vorteilhafterweise

  verwendet, Wenn es auf helle larbtöme ankommt. .Sind

  im wasserlcelichen hach noch zusätzlich färbende oder

  füllende Pigmente oder Extender erforderlich, ab soll

  deren Gesamtanteil 20% des Nickelanteils nicht über-&

  schreiten.

  Werden in den wasserlöslichen Lack Nickel und Ruß

  gemeinsam verwendet, so beträgt das vorteilhafteste

  Verhältnis zwischen.Wickel und Ruß 8 feile Nickel-

  pulver und 1 Teil 8u8.

  Es wurde ferner Befunden, daß die erfind ege "` en

  Anstrichmittel gegen Flokkuletion stabilisiert werden

  körnen durch einen Zusatz an Bariumcomat, wobei

  vorteilhafterweise- auf 3 Teile leitfagen aß 1 Teil.

  Bariumchromat verwendet wird® Dieser Stoff trägt

  gleichzeitig auch zur Verbesserung der Koasioas-

  schutzwirkung des Lackfilmes bei.

  Nach dem Auftrag und Einbrennen ergeben die erfindungs-

  gemäßen Anstrichmittel feste Lackfilme, deren spezifische

  elektrische Widerstände in der Größenordnung von 10? Ohm

  cm liegen. Die obere Grenze von 108 Ohm . cm. soll, nicht

  überschritten werden. Auf Filmen mit diesen elektrischen

  Eigenschaften ist eine nachfolgende elektrophoretische

  ckimdßlich, wobei die Grundschicht . 2rocken-

  schichtdicken bis Zu 60 Mikron haben kann und zusäts-

  lich auch noch eine echichtbildende Fhoephatierung,

  z.B. eine Zink- oder Eisenphosphatierung, vor dem

  Auftrag des erfindungsgemäßen änstrchmittels möglich

  ist.

  Die durch Phosphatierung und durch den Auftrag des

  erfindungsgemäßen Instrichmittels gebildeten Schichten

  behindern innerhalb der angegebenen Werte den elektro-

  phoretiochen Lackauftrag nicht, sondern ermöglichen

  vielmehr ein elektrophoretisches Beschichten metallischer:

  Werkstucke bei hohem Korrosionsschutz.

  Die nachfolgenden Beispiele sollen den Erfindungsgedanken

  näher erläutern, ohne ihn einzuschränken. Alle Prozent-

  angaben beziehen sich auf Gewichtsprozent, alle. Teile

  bedeuten, Gewichtsteile.

  Beispiel 1

  Wasserlösliche Bindemittel auf der Grundlage einer mit

  Ammoniak schwach alkalisch eingestellten Kombination

  von mit trocknenden ölen modifizierten Alkyäharzen

  mit Phenolharzen, sind aus der österreichischen Patent-

  schrift 180 407 bekannt. Ein Kunstharzgemisch nach

  Beispiel 2 der österreichischen Patentschrift wird

  als Bindemittelkomponente für einen wasserverdünnten

  Zack verwendet, der einen Bindemittelgehalt von 23,296

  aufweist. In diesem wasserverdünnten Zack werden 3,396

  leitfähiger Ruß und 1,196 Bariumchromat dispergiert.

  Das erhaltene Anstriohmittel ist tauchfertig und hat

  eine Auslaufzeit von ca. 30 Sekunden im Auslaufbecher

  nach DIN 53 211 mit einer Auslaufdüse von 4 mm Durch-'

  messec. Nach dem fauchen eines Metallgegenstandes in

  das wößrige Anstrichmittel läßt man den Gegenstand

  5 bis 15 Minuten ablüften und brennt dann 20 Minuten

  bei 17o00 ein. senkrechten Flächen wird eine

  Trockenschichtdicke von 2o bis 4o Nikron und an

  waagerechten Flächen eine solche von 4o bis 6® an

  gemessen. Der spezifische elektrische Widerstand des

  trockene: Lackfilmes beträgt 1,o 1o7 Ohm o CM*

  Anf- diesem Eies lt sich durch elektrophoretisehe

  lachieräng ein zwet@N ZUIM abscheiden.

  Bei suiel 2

  dozu in B9A3L-Giel 1 beschriebenen waaserverd° ten

  Leck i'23, 2% Bnd®mittelanteil eiad 21, Nickel.-

  pulver mit maximaler Korngröße von 5 Mikron und o,c)%

  Bariumchromat dispergiert. Das erhaltene Anatrichmittel

  ist tauchfertig und besitzt eine Auslaufzeit von 3o

  Sekunden im DIN-Becher 4-mm Düsenweite. Die getauchten

  Metallgegenstände werden nach einer Ablüftzeit von

  5 bis 15 Minuten 2o Minuten bei 17000 eingebrannt. Die

  Trockenschichtdicke beträgt an senkrechten Flächen

  2o bis 4o Mikron und an waagerechten Flächen 4o bis 6o

  Nikron. Der spezifische elektrische Widerstand des

  trockenen Filmes beträgt 2,4 x 1o7 Ohm . cm.

  Beispiel 3

  26314 Teile Holzöl und 52,2 Teile Pumarsäure werden

  zusammen auf 2oo00 erhitzt und eine Stunde auf dieser

  Temperatur gehalten. Das Reaktionsprodukt hat eine

  Säurezahl von. na. 15o und eine Auslaufzeit von 28o bis

  3oo Sekunden im DM-Becher mit 4 mm Düse, gemessen als

  7o%--ig® ®s in 1o1. Das maleinisierte 01 wird

  unter Rühren 56,2 Teilen Butylglykol, 65,4 Teilen

  Wasser %d 49 Teilen 25igem wäßrigen Ammoniak gelöst.

  Die Kzl®sbildet den Bindemittelanteil eines

  @r''Q1@@ Lackes, der mit imaszer auf 23,2%

  ödet telgehalt eingestellt ist. In diesem hack sind

  1395% Nickelpulyer mit maximaler Norugräße von 5 Mikron

  tund 297,04 leitfähiger Ruß dispergiert. Das erhaltene

  . strichmittel ixet tauchfertig und besitzt eine Aus-

  . laufzeit von 30 Sekunden im DIN-Becher 4 mm Düsenweite.

  Die getauchten Metallgegenstände werden nach einer

  Abläftzeit von 5 bis 15 Minuten 2o Minuten bei 17o00

  eingebrannte wird eine Trockenschichtdiake an

  senkrechten Flächen von 15 bis 30 Mikron und an

  waagerechten Flächen von 3o bis 5o Nikron erhalten.

  Der spezifische elektrische widerstand des trockenen

  Filmes beträgt 8 z 10,6 Ohm A ex*

  ,Beispiel 4

  Ein Acrylatharz, wie es z.B. nach ,Beispiel 1 der

  deutschen Auslegeschrift 1 178.161 erhalten werden

  kann, wird als Bindemittelkompoaente-n einem Wasser-

  verdünnten Lack verwendet, der auf einen demittel#

  gehalt von 13,8% eingestellt ist: In diesem weiser-

  verdünnten hack werden 27,5 Teile Nickelpulver mit .

  maximaler KoragrbBe von 5 Mikron, 4#5 'feile Eisenoxid-

  rot und 1,o Teile Bariumchromat dispergierte Das

  erhaltene Anstrichmittel ist tauchfertig und-besitzt

  eine Auslaufzeit vom 3o Sekunden im DIR-Becher 4 mm

  Düsenweite. Die getauchten Metallgegenstände werden

  nach einer lblüftzeit von 5 -bis 15 Minuten 2o Minuten

  bei 18o°0 eingebrannt. Es wird eine Tsockenschiehtäicke

  an senkrechten Flächen von 2o bis 4o Nikron und an

  waagerechten Flächen von 4o bis 6o iü.kron erhalten.

  Der spezifische elektrische Niderstand des trockenen

  Filmes beträgt $,6 z 106 Ohm 4 Oft.

Claims (1)

1. - Patentansprüche - . 1. Verfahren zum Herstellen von Einbrennlackierungen durch Aufbringen einer Grundschicht im Tauch- oder Flutver- fahren aus einem wasserverdünnbaren, gegebenenfalls pigmentierten Lack, Härten der Grundschicht, anschlie- ßendes Aufbringen einer zweiten Schicht aus ebenfalls einem wasserverdünnbaren, gegebenenfalls pigmentierten Lack und anschließendes Härten, sowie gegebenenfalls Aufbringen von Deckschichten dadurch gekennzeichnet, -daß man die zweite Schicht elektrophonetisch auf der Grundschicht, für die man leitfähigen Ruß und/oder Nickelpulver als den einen Pigmentbestandteil in dem . wasserlöslichen hack verwendet, abscheidet. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da(3 man in dem wasserlöslichen Lack noch zusätzlich Barium- chromat verwendet. 3# Verfahren nach den Ansprüchen Lund 2, dadurch gekenn- zeicet, daß das Verhältnis von festem Bindemittel zu leitfähigem Ruß in dem wasserlöslichen Lack zwischen 1 Teil Bindemittel und o,1 bis o,2 Teilen Ruß, vorzugs- weise zwischen 1 Teil Bindemittel zu o,14 bis o,16 Teilen leitfähigem Ruß, beträgt. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Verhältnis von Bindemitte. zu Nickel- pulver in dem wasserlöslichen Lack wie 1 : 2 beträgt. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Verhältnis von Nickelpulver zu leittähigem Ruß vorteilhetterweise wie 8 Teile Igickelpulrer zu 1 Teil f beträgt.