DE2459573A1 - Verfahren zur erhoehung der korrosionsbestaendigkeit von metallen - Google Patents
Verfahren zur erhoehung der korrosionsbestaendigkeit von metallenInfo
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Description
METALLGESELLSCITAFT Frankfurt/M., den 3.12.74
Aktiengesellschaft DrBr/MSchu
Prov.-Nr. 7535 M
Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von Metallen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung
von Metallen bzw. zur Nachbehandlung von Metalloberflächen, die mit einem chemischen Umwandlungsüberzug versehen sind. Ihr liegt die Aufgabe
zugrunde, den Korrosionswiderstand solcher Metalloberflächen zu verbessern. ·
Zur Erhöhung des Korrosionswiderstandes von Metallen und der Verbesserung
der Haftfestigkeit von Lacken werden häufig chemische Umwandlungsüberzüge auf die Metalloberflächen aufgebracht. Es ist auch
bekannt, auf Metalloberflächen wäßrige Lösungen oder Emulsionen von Harzen aufzubringen.
Es wurde nun gefunden, daß ein Überzug mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit
und guter Haftfestigkeit für Lack erhalten wird, indem die Behandlung der Metalloberfläche mit einer wäßrigen Harzlösung
oder -emulsion, die eine wasserlösliche Titanverbindung enthält, durchgeführt wird. Das Überzugsmittel kann auf die Oberfläche aufgebracht
oder das Werkstück in das Überzugsmittel eingetaucht werden. Der erfindungsgemäß
gebildete Überzug weist eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit, die vermutlich auf die Anwesenheit der Titanverbindung an
der Grenzfläche zur Metalloberfläche und ihre Adsorption zurückgeht, auf. Zu den Metallen, deren Oberflächen erfindungsgemäß behandelt
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werden können, gehören Eisen, Zink, Aluminium und dgl. Die Metalloberflächen
können zuvor mit einem chemischen Umwandlungsüberzug versehen werden, z.B. mittels eines Verfahrens auf Zinkphosphat-Basis
oder eines Chromatierungsverfahrens.
Erfindungsgemäß verwendbare Lösungen oder Emulsionen von Harzen können solche sein, die als Bindemittel geeignet sind, vorzugsweise
diejenigen, die einen hohen Korrosionswiderstand und eine hohe Stabilität bei gleichzeitiger Anwesenheit einer wasserlöslichen Titanverbindung
ergeben. Die Harzlösungen oder -emulsionen können daher die üblichen sein, wie z.B. solche auf Basis von Vinylpolymeren oder Copolymeren
von Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Vinylchlorid und dgl., Acrylpolymeren oder Copolymeren von Acrylaten, Acrylsäure, Methacrylsäure und dgl.,
Polymeren oder Copolymeren von Aminoalkylen, Epoxiden, Urethanen, Polyestern und Styrol, Polyäthylenpolymeren oder -copolymeren, natürlichem
oder synthetischem Kautschuk, natürlichen hochmolekularen Harzen und dgl. Diese Harzlösungen und -emulsionen werden zweckmäßig
in einer Konzentration von 0,1 bis 60 Gew.%, als Festharz, verwendet,
je nach der Art des Harzes, der Viskosität und der Anwendungsweise..
Zu den wässerlöslichen Titanverbindungen, die erfindungsgemäß brauchbar
sind, gehören z.B. K3TiFg, Na3TiFg, (NH4J3TiFg, TiF4, Ti3(SO4J2,
TiOSO. und dgl. Die Konzentration an wasserlöslicher Titanverbindung hängt von der Löslichkeit, der Stabilität bei gleichzeitiger Anwesenheit
von Harz in der Lösung oder Emulsion als Bindemittel, von der Art und der Viskosität der Harzlösung oder -emulsion und dem Anwendungsverfahren
ab. Im allgemeinen wird die Titanverbindung in der Lösung in einer Konzentration von 0,1 bis 10 Gew.% angewendet. Um die Löslichkeit
der Titan verbindung zu verbessern, den pH-Wert der Lösung
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einzustellen oder die Harzlösung oder -emulsion zu stabilisieren, können
Amine, wie beispielsweise Äthylamin, Dimethylamine Trim ethyl amin,
Hexylamin und dgl., alkalische Verbindungen, wie z.B. Ammoniak, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und dgl. oder anorganische Säuren,
wie z.B. Phosphorsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Fluorwasserstoffsäure und dgl., verwendet werden. Zur Herstellung der Beharidlungslösung
oder -emulsion, die im wesentlichen aus einer Lösung oder Emulsion eines Harzes und einer wasserlöslichen Titanverbindung besteht,kann
eine Titanverbindung in Wasser gelöst und dann das Harz zugegeben werden. Zur Bildung der Lösung oder Emulsion kann aber auch zunächst das.
Harz in Wasser gelöst oder dispergiert werden und dann die wasserlösliche Titänverbindung als festes Produkt oder in Form einer Lösung zugegeben
werden. Die wasserlösliche Titanverbindung und das Harz können aber auch gleichzeitig zugesetzt werden. Das Gewichtsverhältnis von Harz
zu wasserlöslicher Titanverbindung liegt zweckmäßig im Bereich von 100 : 1 bis 1:10, vorzugsweise im Bereich von 20 : 1 bis 1:1.
Die Behandlungslösung oder -mulsion als solche oder, falls erwünscht mit einem darin dispergieren Pigment, kann auf die zu behandelnde Metalloberfläche in beliebiger Weise aufgebracht werden, z. B. durch Eintauchen,
Aufreiben, Aufbürsten oder Aufbringen mittels Walzen. Die Lösung kann auf der Metalloberfläche auftrocknen gelassen oder getrocknet
werden, um einen festhaftenden Überzug zu bilden, der einen erhöhten
Korrosionswiderstand ergibt. Das Aufbringungsverfahren kann bei einer Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis 80 C durchgeführt
werden. Die Trockenbehandlung kann bei einer Temperatur im Bereich
von 80 bis 250 °C in 0,2 bis 10 Minuten ausgeführt werden.
Der erfindungsgemäß gebildete Überzug bewirkt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
und Haftfestigkeit für Lacke.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der nachstehenden Beispiele
erläutert.
1 g Kaliumtitanfluorid (K0TiFj wurde in 500 ml Wasser gelöst. Der
Lösung wurden 50 g einer 46%igen wäßrigen Emulsion eines Acrylharzes
(Primal E 269 der Firma Nippon Acryl Co.) zugesetzt. Dann wurde auf 1 Liter aufgefüllt mit Wasser. Die Behandlungsemulsion enthielt
das Acrylharz in einer Konzentration von 2,3% und Kaliumtitanfluorid in einer Konzentration von 0,1%. Diese Behandlungsemulsion sowie eine
gleiche Emulsion, die jedoch keinen Titansalzzusatz enthielt, wurden auf entfettete und gereinigte Aluminiumbleche (2 S-.Typ) im Tauchverfahren
aufgebracht. Die beschichteten Aluminiumbleche wurden dann 3 Min. bei 120 C getrocknet. Das Schichtgewicht der behandelten
Bleche betrug in beiden Serien 300 - 350 mg/m . Die behandelten Bleche wurden im Salzsprühtest (entsprechend JIS Z-2371) auf ihre Korrosionsbeständigkeit
geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt:
Prüf dauer
Testbleche behandelt
in 2,3%iger Emulsion ohne in 2,3%iger Emulsion mit Kaliumtitanfluorid-Zusatz Kaliumtitanfluorid-Zusatz
100 Std. Auftreten von Weißrost
60 - 80%
200 Std. Auftreten von Weißrost
100%
unverändert
unverändert
1 g bzw. 3 g bzw. 5 g AmmoniumtitanfLuorid/iNH^TiFg _/ wurden in
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500 rnl Wasser gelöst. Den jeweiligen Lösungen wurden 50 g einer
40%igen wäßrigen Emulsion eines Acrylatharzes (Tocryl N-142 der Toyo Ink Co.) als Bindemittel zugesetzt. Dann wurde mit Wasser auf
1 Liter aufgefüllt. Der pH-Wert der jeweils erhaltenen Emulsionen wurde durch Zusatz von 75%iger Phosphorsäure (10 g) auf einen Wert
von 1-2 eingestellt. Entfettete und gereinigte Aluminiumbleche (2 S-Typ) wurden jeweils mit einer Behandlungslösung der verschiedenen
Konzentrationen von Ammoniumtitanfluorid durch Aufbürsten beschichtet.
Die Bleche wurden dann unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 getrocknet. Zum Vergleich wurden zusätzlich weitere entfettet
e und gereinigte Aluminiumbleche mit einer üblichen Lacklösung zum Schutz von Dosen mittels eines Anstreichmessers beschichtet und
6 Min. bei 180 C getrocknet. Die beschichteten Bleche wiesen eine Filmdicke von 3 μ auf. Die beschichteten Bleche wurden dann sowohl
im Salzsprühtest auf ihre Korrosionsbeständigkeit als auch auf ihr Verhalten beim Eintauchen für 30 Min. bei 80 C in reines Wasser geprüft.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
(NHJ0TiF _ 75% H PO Salzsprühtest · Wassertauch-
test g/l g/l 168Std. 500 Std. -i^Si.
0 0 - 100% verfärbt - 100% ausgebleicht
0 10 100% " - 100% "
1 10 unverändert 50%wrfärbt 100% " '
3 10 unverändert unverändert unverändert 5 10 " " "
509827/0839
Stahlbleche (Qualität SPC-i) wurden entfettet, gereinigt und mit einer
Phosphatierungslösung auf Basis Zinkphosphat behandelt (Bonderite
der Nihon Parkerizing Co.). Die vorbehandelte Platte wurde dann in
eine wäßrige Emulsion eingetaucht, die Ammoniumtitanfluorid /(NH4J2 ΉΕ, in einer Konzentration von 1.0 g/Liter und Acrylatharz (Tocryl X-2009 der Toyo Ink Co.} in einer Festharzkonzentration von 3% enthielt. Die Bleche wurden dann 3 Min. bei 120 C getrocknet. Die behandelten Bleche wurden im Salzsprühtest auf ihre Korrosionsbeständigkeit geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.
eine wäßrige Emulsion eingetaucht, die Ammoniumtitanfluorid /(NH4J2 ΉΕ, in einer Konzentration von 1.0 g/Liter und Acrylatharz (Tocryl X-2009 der Toyo Ink Co.} in einer Festharzkonzentration von 3% enthielt. Die Bleche wurden dann 3 Min. bei 120 C getrocknet. Die behandelten Bleche wurden im Salzsprühtest auf ihre Korrosionsbeständigkeit geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.
| Tabelle | Probebleche | 3 | 0,5 Std. | SaI ζ sprühte st . l.Std. |
2 Std. |
| Ohne Nachbehandlung | 100% rot verfärbt |
||||
| Nachbehandlung mit titan freier Harzemulsion |
10-30% rot verfärbt |
80% rot verfärbt |
100% rot verfärbt |
||
| Nachbehandlung mit der ti- tanhaltigen Harzemulsion |
unverän dert |
unverän dert |
unverän dert |
||
Galvanisierte Stahlbleche wurden entfettet, gereinigt und mit einer
Phosphatierungslösung auf Basis Zinkphosphat vorbehandelt. Die phosphatierten Oberflächen wurden dann mit einer wäßrigen Dispersion beschichtet, die 10 g/Liter Ammoniumtitanfluorid /~ (NH4LTiF6 ~/
und Polyvinylidenharz (Diophane 290 D der Petroleum Chemical Co.)
Phosphatierungslösung auf Basis Zinkphosphat vorbehandelt. Die phosphatierten Oberflächen wurden dann mit einer wäßrigen Dispersion beschichtet, die 10 g/Liter Ammoniumtitanfluorid /~ (NH4LTiF6 ~/
und Polyvinylidenharz (Diophane 290 D der Petroleum Chemical Co.)
- 7
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mit einem Festharz gehalt von 10% als Bindemittel enthielt. Die Anwendung
erfolgte im Walzauftragverfahren. Der Überzug wurde 3 Min. bei 120 C getrocknet. Die nachbehandelten Bleche wurden im Salzsprühtest
auf ihre Korrosionsbeständigkeit geprüft. Tabelle 4 enthält die Ergebnisse.
Porbebleche
1 Std.
2 Std.
Lackschwellung nach 120 Std. (beide Seiten)
_ Ohne Nachbehandlung 50% Weißrost 100% Weißrost 10-20 mm
Nachbehandlung mit
titanfreier Harzemulsion 3% Weißrost · 80% Weißrost
titanfreier Harzemulsion 3% Weißrost · 80% Weißrost
10 mm
Nachbehandlung mit
titanhaltigen Harzemulsion . unverändert 20%Weißrost weniger als 3 Earn
titanhaltigen Harzemulsion . unverändert 20%Weißrost weniger als 3 Earn
Salzsprühtest nach Beschichtung mit einem Aminoalkydlack in einer
Dicke von 20
- Patentansprüche ■ - 8
5 09827/0839
Claims (4)
1. Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von Metallen
durch Aufbringen einer wäßrigen Lösung oder Emulsion eines Harzes auf die Metalloberfläche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Behandlung mit einer Harzlösung bzw. -emulsion, die eine wasserlösliche Titanverbindung enthält, durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Behandlung mit einer Harzlösung bzw. -emulsion, die eine wasserlösliche fluoridhaltige Titanverbindung enthält, durchgeführt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzei chn e t, daß die Behandlung mit einer Lösung bzw. Emulsion, die
Harz zu Titanverbindung im Gewichtsverhältnis von 100 : 1 bis 1 :10,
vorzugsweise im Bereich von 20 : 1 bis 1:1, enthält, durchgeführt wird.
4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3 auf Metalloberflächen, die mit einem chemischen Umwandlungsüberzug, vorzugsweise
einem Überzug auf Basis Zinkphosphat, versehen sind.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14239173A JPS5145604B2 (de) | 1973-12-21 | 1973-12-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=15314259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19742459573 Pending DE2459573A1 (de) | 1973-12-21 | 1974-12-17 | Verfahren zur erhoehung der korrosionsbestaendigkeit von metallen |
Country Status (4)
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|---|---|
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| DE (1) | DE2459573A1 (de) |
| FR (1) | FR2255393B1 (de) |
| GB (1) | GB1486820A (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4191596A (en) | 1978-09-06 | 1980-03-04 | Union Carbide Corporation | Method and compositions for coating aluminum |
| US5129967A (en) * | 1988-05-03 | 1992-07-14 | Betz Laboratories, Inc. | Composition and method for non-chromate coating of aluminum |
| CN110205030A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-09-06 | 张家港市天源制漆涂装有限公司 | 一种水性底面合一涂料及其制备方法 |
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- 1973-12-21 JP JP14239173A patent/JPS5145604B2/ja not_active Expired
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1974
- 1974-12-17 DE DE19742459573 patent/DE2459573A1/de active Pending
- 1974-12-20 GB GB5532574A patent/GB1486820A/en not_active Expired
- 1974-12-23 FR FR7442554A patent/FR2255393B1/fr not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1486820A (en) | 1977-09-28 |
| FR2255393B1 (de) | 1977-11-10 |
| JPS5145604B2 (de) | 1976-12-04 |
| JPS50157426A (de) | 1975-12-19 |
| FR2255393A1 (de) | 1975-07-18 |
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