<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Spritzkaltreinigung von metallischen Oberflächen vor der Phosphatierung, Reinigungsmittel und Konzentrat zur Durchführung dieses Verfahrens
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
EMI2.2
Hierin bedeutet x = 5 - 8. Die besten Durchschnittsergebnisse, d. h. die beste Reinigung als auch die beste Vorbereitung für das Aufbringen eines Phosphatüberzuges, der besonders feinkörnig und besonders festhaftend ist, wurden durch Verwendung von Octylphenoxyäthanolen mit im Durchschnitt 7 - 8 Äthylenoxydgruppen erhalten. Wenn die Anzahl an Äthylenoxydgruppen 8 überschreitet, tritt bei starkem Verspritzen übermässige Schaumbildung auf.
Die Zusammensetzung der wässerigen alkalischen Reinigungslösung ist insoweit nicht von besonderer Bedeutung, als sie die anwendbaren Einzelkomponenten betrifft. Es kann jedes Alkalimetallorthophosphat und-borat mit befriedigender Wirkung eingesetzt werden, wobei die Natriumorthophosphate und die Natriumborate wegen ihrer geringen Preise besonders erwünscht sind. Erst an zweiter Stelle kommen Poly-, Meta- oder Pyrophosphate in Betracht. Die Hauptgesichtspunkte für den Aufbau der alkalischen Reinigungslösung sind jedoch ihre Alkalinität und die Art und Menge des in ihr eingebauten oberflächenaktiven Mittels.
Die wässerige alkalische Reinigungslösung wirkt befriedigend, wenn die Gesamtalkalinität etwa
EMI2.3
hiebei die Punkte freier Alkalinität. Beim Titrieren gegen den Endpunkt von Bromkresolgrün als Indikator erhält man die Punkte der Gesamtalkalinität.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird beispielsweise die für die Aufbringung eines Zinkphosphat- überzuges vorzubehandelnde Metalloberfläche kräftig bespritzt mit einer Lösung, wie sie vorstehend be-
EMI2.4
dem die Reinigungslösung angewendet wird, und die Entfernung der Spritzdüse von der zu reinigenden Oberfläche ist von Bedeutung dafür, ob eine gleichmässig gute Reinigungswirkung erzielt wird, insbesondere, wenn von Stück zu Stück und Einsatz zu Einsatz die Oberfläche mit wechselnden Mengen Öl, Fett, Ziehschmier u. dgl. bedeckt sind. Um solch gleichmässige Ergebnisse zu erzielen, ist es erforderlich, die Reinigungslösung kräftig in einem Spritzstrahl auf das Werkstück aufzubringen.
Unter kräftigem Aufspritzen ist hiebei verstanden, dass die verspritzte Lösung beim Auftreffen auf die bespritzte Oberfläche eine Geschwindigkeit hat, die derjenigen äquivalent ist, die erhalten wird, wenn man Wasser unter einem Druck von 1 bis 3, 5 atü durch eine Flachstrahldüse bei einem Abstand der Spritzdüse von der bespritzten Oberfläche von etwa 30 bis 75 cm und einem Öffnungsdurchmesser der Spritzdüse von etwa 4, 5 mm spritzt.
<Desc/Clms Page number 3>
Man kann die Kornfeinheit des anschliessend aufgebrachten Zinkphosphatüberzuges dadurch erhöhen, dass man der alkalischen Reinigungslösung eine geringe Menge Titan in Form eines Aktivierungsmittels zufügt. Die Konzentration des Titans In der arbeitenden Reinigungslösung beträgt vorzugsweise etwa 0, 004-0, 5 g/l. Vorzugsweise wird die Titanverbindung aus beispielsweise Dinatriumorthophosphat oder Natriumtripolyphosphat und Titanylsulfat hergestellt, die bei Temperaturen unter 240 C etwa 10 - 60 Minuten unter Bildung eines wässerigen Schlamms gemischt werden, der einen PH- Wert von 5, 7 bis 7, 8 besitzt. Hiebei wird die Menge Titanylsulfat so gewählt, dass im trockenen Endprodukt eine Titankonzentration von etwa 0, 005 bis 4% entsteht.
Der Schlamm wird dann bei Temperaturen von 71 bis 880 C während 30 Minuten oder länger gealtert und nach dieser Alterungsbehandlung zu einem Pulver getrocknet. Dieses getrocknete Pulver kann als solches dem erfindungsgemässen Reinigungsmittel in seiner konzentrierten oder In der verdünnten Form zugesetzt werden, vorzugsweise so, dass eine Konzentration von 0, 0004 bis 0, 051o Titan in der Behandlungslösung erhalten wird. Ein charakteristisches Produkt, das auf diese Weise hergestellt ist und mit befriedigendem Ergebnis zugesetzt werden kann, ist aus einem Schlamm gewonnen, der 3, 2 g Titanylsulfat, 16 g Natriumtripolyphosphat und 60 cm3 Wasser enthält.
Die zusätzliche Verwendung einer Titanverbindung zur Vorbehandlung von Metalloberflächen vor der Aufbringung von Überzügen, insbesondere für die Vorbehandlung von Werkstücken mit Falzen, Punktschweissnähten und ähnlichen Überlappungen, in Lösungen von einem oder mehreren kondensierten Alkaliphosphaten und mindestens einem niedrig oxäthylierten nichtionogenen Emulgator, die bei der Vorbehandlung reinigen, ist bereits bekannt.
Man kann bei dem erfindungsgemässen Verfahren auch diese titanhaltigen wässerigen Phosphatlösungen als besondere Behandlungsstufe vor der Phosphatierung anwenden oder als Zusatz zu dem Spul- wasser, das nach dem kräftigen Aufspritzen des Reinigungsmittels entweder durch Verspritzen oder Eintauchen angewendet wird. Für eine solche Zwischenbehandlung können auch andere gebräuchliche titanhaltige Mittel verwendet werden, beispielsweise das in der USA-Patentschrift Nr. 2, 310, 239 beschriebene Mittel und Verfahren, bei dem als Behandlungslösung eine wässerige Lösung verwendet wird, die 0, 1-2% Dinatriumphosphat und 0, 005-0, 05% Titan in Form einer Verbindung enthält.
Zur Herstellung wässeriger Reinigungslösungen für das erfindungsgemässe Verfahren können beispielsweise Reinigungsmittel folgender Zusammensetzung verwendet werden :
EMI3.1
<tb>
<tb> Bestandteile <SEP> Gew.-Teile
<tb> Trinatriumorthophosphat <SEP> (nua, <SEP> PO". <SEP> 12 <SEP> HzO) <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 30 <SEP>
<tb> Borax <SEP> (NaOy. <SEP> lOH2O) <SEP> 25-40 <SEP>
<tb> Natriumnitrit <SEP> (NaNO) <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 12
<tb> Octylphenolpolyglykol <SEP> mit <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 8 <SEP> Äthylenoxydgruppen <SEP> 1-5
<tb> Kienöl <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 25
<tb>
Wie aus diesen Angaben hervorgeht, sind Natriumnitrit und Kienöl keine notwendigen Bestandteile, vorzugsweise werden sie jedoch verwendet.
Ist Titan in dem Gemisch erwünscht, dann können zu vorstehendem Reiniger 0, 28-0, 6 Teile Titan in der vorstehend beschriebenen Form zugesetzt werden. Die zu verspritzende Lösung kann durch Zusatz von 0, 75 bis 75 g Reiniger pro 1 1 Wasser hergestellt werden.
Die auf diese Weise hergestellten Behandlungslösungen haben folgende Zusammensetzung :
EMI3.2
<tb>
<tb> Trinatriumphosphat <SEP> (NaO. <SEP> 12 <SEP> H2 <SEP> 0) <SEP> 0, <SEP> 1-40 <SEP> g/l <SEP>
<tb> Borax <SEP> (Na2By. <SEP> 10H2O) <SEP> 0, <SEP> 2-53, <SEP> 5 <SEP> g/l <SEP>
<tb> Natriumnitrit <SEP> (NaNO) <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 17, <SEP> 0 <SEP> g/l <SEP>
<tb> Octylphenolpolyglykol <SEP> mit <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 8 <SEP> Äthylenoxydgruppen <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP> - <SEP> 8, <SEP> 3 <SEP> g/l <SEP>
<tb> Kienöl <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 28, <SEP> 4 <SEP> g/l <SEP>
<tb>
Zur Behandlung von Oberflächen, von denen der übliche Schmutz entfernt werden soll, d. h.
Fingerabdrücke, Öl, Fett und Ziehschmiermittel, wie sie bei den üblichen Stahlblechen und den Verformungen von Zink angewendet werden, genügen 7, 5-11 g/l Wasser.
Wenn die Oberfläche, wie vorstehend beschrieben, gereinigt und gespült worden ist, dann ist sie für die Aufbringung eines Phosphatüberzuges vorbereitet.
Die Anwendung der Reinigungslösung und der Phosphatierungslösung bei Temperaturen in der Gegend der Raumtemperatur ermöglicht die Ersparung fast der gesamten Heizkosten, die üblicherweise beim Phosphatieren ähnlicher Oberflächen in jeder Behandlungsstufe aufgewendet wurden. Hierin liegt ein
<Desc/Clms Page number 4>
bedeutender Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens. Das erfindungsgemässe Verfahren ist das erste seiner Art, bei dem die Reinigung und vorzugsweise auch die Phosphatierung von Metalloberflächen im Grosseinsatz in der Kälte erfolgen kann.
Im folgenden werden charakteristische Mittel und Bedingungen zur Durchführung des erfindunggemässen Verfahrens angegeben. Diese Beispiele dienen jedoch lediglich zur Erläuterung der Erfindung.
Beispiel l : Es wurde eine Anzahl Reiniger hergestellt, die folgende Bestandteile enthielten :
EMI4.1
<tb>
<tb> Trinatriumorthophosphat <SEP> (NasP04. <SEP> 12H20) <SEP> 20-22 <SEP> e <SEP>
<tb> Borax <SEP> (NaOy. <SEP> MHO) <SEP> 30-32 <SEP> lo <SEP>
<tb> Natriumnitrit <SEP> 10-11 <SEP>
<tb> Octylphenolpolyglykol <SEP> mit <SEP> einer <SEP> durchschnittlichen
<tb> Polyoxyäthylenkette <SEP> von <SEP> 7 <SEP> bis <SEP> 8 <SEP> Äthylenoxydgruppen <SEP> 2, <SEP> 5- <SEP> 4, <SEP> 5% <SEP>
<tb> Natriumbikarbonat <SEP> 31 <SEP> - <SEP> 33, <SEP> 5% <SEP>
<tb> Kienöl <SEP> 1, <SEP> 4-1, <SEP> 6e <SEP>
<tb>
EMI4.2
11 Wasser gelöst wurden.
Diese Lösungen wurden auf stählerne Automobilteile bei etwa 320 C aus Flachstrahldüsen mit einem Durchmesser von 4, 5 mm bei einem Druck von 1, 4 attl aufgespritzt, die 30-35 cm von den bespritzten Teilen entfernt aufgestellt waren. Die Berührungszeit zwischen der Lösung und der Oberfläche wurde mit 1 - 1 1/2 Minuten bemessen.
Andere Zinkphosphatlösungen, die sich für die Phosphatierung im Anschluss an die Kaltreinigung eignen, sind in den Beispielen 2 und 3 gegeben.
Beispiel 2 : In einer üblichen Spritzapparatur wurde der Kaltreiniger gemäss Beispiel 1 auf Automobilteile, wie Stossstangen, Zierleisten u. dgl., unter den gleichen Bedingungen bezüglich Temperatur der Lösung, Düsentyp, Düsendruck und Aufstellung der Düsen wie in Beispiel 1 angewendet. Die gereinigten Teile wurden nach einer Wasserspülung spritzphosphatiert mit einer wässerigen sauren Zinkphosphatlösung, die 2, 6 g/l Zn, 7, 8 g/1 PO4, 10, 7 g/1 NO 3, Rest Wasser enthielt ; Gehalt an freier Säure 0, 3 Punkte und Gesamtsäuregehalt 11, 5 Punkte. Behandlungstemperatur 38-43 C, Behandlungszeit 11/4 Minute.
Die Teile zeigten nach der Phosphatierung einen gleichmässigen, feinkörnigen, mittelgrauen, festhaftenden Überzug. Die Phosphatierungslösung wurde von Zeit zu Zeit mit Zink, Phosphat und Nitrat ergänzt und kontinuierlich eine verdünnte wässerige Natriumnitritlösung zugeführt, so dass die Konzentration an NO : im Bad zwischen 0, 05 und 0, 1 g/l gehalten wurde. Auf diese Weise konnten 225 000 mut an Werkstücken bei gleichbleibender Oberflächengüte und feinkörniger Schichtausbildung während des gesamten Durchsatzes gereinigt und phosphatiert werden.
Beispiel 3 : Im Kaltreiniger nach Beispiel 1 wurde das Octylphenolpolyglykol mit 7-8 Äthylenoxydgruppen durch ein Octylphenolpolyglykol mit im Durchschnitt 5 Äthylenoxydgruppen ersetzt. Eine andere Reinigungslösung wurde ähnlich wie bei Beispiel 1 hergestellt, jedoch ein Octylphenolpolyglykol mit im Durchschnitt 3 Äthylenoxydgruppen verwendet. Ein weiteres Mittel enthielt bei sonst gleicher Zusammensetzung wie bei Beispiel l ein Octylphenolpolyglykol mit im Durchschnitt 9 - 10 Äthylenoxydgruppen.
Jeder dieser Reiniger wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt und man erhielt eine befriedigende Reinigung und Oberflächenvorbereitung mit Reinigern mit Octylphenolpolyglykolen, die im Durchschnitt 5 Äthylenoxydgruppen besassen, während das Arbeiten der Lösung bei Verwendung des Octylphenolpolyglykol mit im Durchschnitt nur 3 Äthylenoxydgruppen unbefriedigend war und das Arbeiten mit Lösungen unter Verwendung von Octylphenolpolyglykol mit im Durchschnitt 9-10 Äthylenoxydgruppen eine übermässige Menge Schaum bildete, so dass ein Umpumpen des Reinigers und ein kontinuierliches Arbeiten nicht möglich waren.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.