CS231073B1

CS231073B1 - Agent for surface treatment of zinc,aluminium and their alloys before applying of organic coating

Info

Publication number: CS231073B1
Application number: CS433982A
Authority: CS
Inventors: Karel Barton; Jaroslav Chocholousek; Miroslav Jaros; Radomir Ruzicka; Josef Hauser
Original assignee: Karel Barton; Jaroslav Chocholousek; Miroslav Jaros; Radomir Ruzicka; Josef Hauser
Priority date: 1982-06-11
Filing date: 1982-06-11
Publication date: 1984-09-17

Abstract

Vynález naleží do oboru ochrana kovů proti korozi a řeší složení přípravku pro úpravu zinkových a hliníkových povrchů před nanášením organických povlaků, jehož působením se na povrchu uvedených kovů vytvoří konverzní vrstva reakčních , zplodin, umožňující dokonalé zakotvení organických povlaků. Prostředek obsahuje od 10 do 90 hmot. >1 silikátu a/nebo polysilikátu alkalického kovu příp. aminia, « například metakřemičítanu sodného a od 10 do 90 hmot. % tlumiče pH. Tlumič pH může být tvořen směsi látek. Pro dosaženi plošné stejnoměrnosti konverzní vrstvy lze případně přípravek doplnit látkou snižující povrchové napětí.The invention is in the field of metal protection against corrosion and solves the composition of the product for the treatment of zinc and aluminum surfaces before applying organic coatings, by acting on the surface mentioned metal conversion layer , exhaust, allowing perfect anchoring organic coatings. The resource contains from 10 to 90 wt. > 1 silicate and / or polysilicate alkali metal or aminia, For example, sodium metasilicate and the like 10 to 90 wt. % pH buffer. PH buffer it may be a mixture of substances. To achieve uniformity of the conversion layer if appropriate, the product may be supplemented with a substance reducing surface tension.

Description

CH0CH0L0USEK JAROSLAV ing., JAROŠ MIROSLAV RNDr., RftZlCKA RADOMÍR, PRAHA, HAUSER JOSEF, VYSOKÉ MÝTOCH0CH0L0USEK JAROSLAV ing., JAROS MIROSLAV RNDr., RftZlCKA RADOMIR, PRAGUE, HAUSER JOSEF, HIGH Toll

Přípravek pro úpravu povrchu zinku, hliníku a slitin na jejich bázi před nanášením organických povlakůPreparation for surface treatment of zinc, aluminum and alloys based on them before application of organic coatings

Vynález naleží do oboru ochrana kovů proti korozi a řeší složení přípravku pro úpravu zinkových a hliníkových povrchů před nanášením organických povlaků, jehož působením se na povrchu uvedených kovů vytvoří konverzní vrstva reakčních , zplodin, umožňující dokonalé zakotvení organických povlaků. Prostředek obsahuje od 10 do 90 hmot. >1 silikátu a/nebo polysilikátu alkalického kovu příp. aminia, « například metakřemičítanu sodného a od 10 do 90 hmot. % tlumiče pH. Tlumič pH může být tvořen směsi látek. Pro dosaženi plošné stejnoměrnosti konverzní vrstvy lze případně přípravek doplnit látkou snižující povrchové napětí.The present invention is in the field of corrosion protection of metals and provides a composition for the preparation of zinc and aluminum surfaces prior to the application of organic coatings, by the action of which forms a conversion layer of reaction gases on the surface of said metals. The composition comprises from 10 to 90 wt. > 1 alkali metal silicate and / or polysilicate, respectively. % of ammonium, for example sodium metasilicate, and from 10 to 90 wt. % pH buffer. The pH buffer may be a mixture of substances. Optionally, the composition may be supplemented with a surface tension reducing agent to achieve uniformity of the conversion layer.

231 073 ' -7231 073231,073 '-7231,073

Vynález se týká přípravku pro úpravu povrchu zinku, hliníku a slitin na jejich bázi před nanášením organických povlaků.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a preparation for the surface treatment of zinc, aluminum and alloys based thereon prior to application of organic coatings.

Je známo, že přilnavost organických povlaků k povrchu uvedených kovů je omezená a že je ji nutno zlepšovat vhodnou povrchovou úpravou - například vytvářením konverzních povlaků, tj. takových povlaků, které vznikají chemickou přeměnou povrchové vrstvy kovu ne vhodnou anorganickou slou Čeninu, která pevně lpí na povrchu kovu a poskytuje dobré zakotvení organického filmu. Takovou známou úpravou je anodická a chemická oxidace, chromátování, fosfátování. Je zná ,íbo také použití základních nátěrových hmot, které chemicky reagují s oxidovou vrstvou na povrchu kovu, případně β ko. vem samotným a přilnavost následně nanesených organických povlaků zvyšují. Výhounější způsob zvýšení piilnavosti organických povlaků na povrchu zinku, hliníku a slitin na jejich bázi spočívá ve vytvoření tenké, s povrchem kovu pevně spojené vrstvy xerogelu kyseliny křemičité, obsahující ve své prostorové kostře chemicky vázané ionty základního kovu případně též krystalické a koloidní hydroxidické sloučeniny upravovaného kovu.It is known that the adhesion of organic coatings to the surface of said metals is limited and that it needs to be improved by a suitable surface treatment - for example, by converting coatings, i.e. coatings resulting from chemical conversion of the metal surface layer into an unsuitable inorganic compound surface of the metal and provides good anchorage of the organic film. Such known treatments are anodic and chemical oxidation, chromating, phosphating. It is also known to use primers which chemically react with the oxide layer on the metal surface or β ko. and the adhesion of the subsequently applied organic coatings increases. A more efficient way of increasing the adherence of organic coatings on the surface of zinc, aluminum and alloys based on them is to form a thin layer of silicic acid xerogel fixed to the metal surface containing chemically bonded parent metal ions or crystalline and colloidal hydroxide compounds of the treated metal .

Složení přípravku, jehož rozpuštěním ve vodě vznikne roztok, kterým lze upravovat povrch zinku, hliníku a jejich slitin za účelem zvýšení přilnavosti následně nanášenýchFormulation of the preparation, which dissolves in water to form a solution that can be used to modify the surface of zinc, aluminum and their alloys to increase the adhesion of subsequently applied

- 2 231 073 organických povlaků s optimálním výsledkem je předmětem tohoto vynélezu. Jeho podstata spočívá v tom, že prostředek obsahuje od 10 do 90 hmot. % silikátu a/nebo pólysilikátu alkalického kovu případně amónia o molekulárním poméru kysličníku křemičitého ke kysličníku alkalického kovu od 1 : 3 do 20 : 1, například metakřemičitanu sodného nebo polysilikátu draselného, a od 10 do 90 % hmot. tlumiče pH ze skupiny látek zahrnující alkalické soli kyseliny fosforečné nebo borité, například hydrogenfosforečnanu soaného nebo tetraboritanu dvojsodného. Pro prodloužení životnosti roztoku po rozpuštění prostředku ve vodě je výhodné, je-li tlumič pH tvořen směsí látek, například hydrogenfosforečnanu a hydroxidu nebo fosforečnanu alkalického kovu, například sodíku, v hmotnostním poměru složek 10 : 1 až 1 s 10 v celkovém množství od 10 do 90 hmot. %. Další dvojicí látek s tlumivým účinkem je podle vynálezu čtyřboritan alkalického kovu a hydroxid alkalického kovu, například čtyřboritan dvoj* sodný a hydroxid sodný, ve směsi o poměru složek 10 : 1 až 1 : 10 a v celkovém množství od 10 do 90 hmot. %. Vhodnou volbouvzájemného hmotnostního poměru obou složek v uvedených dvojicích je možno získat roztok o žádané hodnotě pH a dosáhnout toho, že tato hodnota se mění pomaleji než v roztoku •[0005] 2,231,073 organic coatings with optimum results are the object of this invention. It is characterized in that the composition comprises from 10 to 90 wt. % of an alkali metal or ammonium silicate and / or polysilicate having a molecular ratio of silica to alkali metal of from 1: 3 to 20: 1, for example sodium metasilicate or potassium polysilicate, and from 10 to 90 wt. pH buffers from the group consisting of alkali salts of phosphoric or boric acid, for example disodium hydrogen phosphate or disodium tetraborate. In order to prolong the life of the solution after dissolution of the composition in water, it is preferred that the pH buffer consists of a mixture of substances such as hydrogen phosphate and an alkali metal hydroxide or phosphate such as sodium in a weight ratio of 10: 1 to 1 with 10 in a total amount of 10 to 90 wt. %. According to the invention, a further pair of buffering agents is an alkali metal borohydride and an alkali metal hydroxide, for example sodium borohydride and sodium hydroxide, in a mixture of 10: 1 to 1: 10 and in a total amount of 10 to 90 wt. %. By appropriate selection of the ratio by weight of the two components in the pairs, a solution of the desired pH value can be obtained and this value changes more slowly than in the solution.

alkalického křemičitanu s jednosložkovým tlumičem pH. Je při tom výhodné volit takový poměr obou složek, aby roztok měl pokud možno nejvyšší tlumicí kapacitu, tzn. aby hodnota pH se minimálně měnila i při značných změnách obsahu alkalické nebo kyselé složky roztoku. Současně se přídavkem tlumicí směsi značně omezí množství vyloučeného gelu kyseliny křemičité v lázni vzniklé rozpuštěním prostředku ve vodě, a tím sníží nebezpečí usazování málo lpících až stíratelných podílů na povrchu upravovaného kovu.Alkaline silicate with one component pH buffer. In this case, it is advantageous to select a ratio of the two components so that the solution has as high a buffer capacity as possible. so that the pH value is at least varied even if the content of the alkaline or acidic component of the solution changes significantly. At the same time, the addition of the cushioning mixture greatly reduces the amount of silicic acid gel precipitated in the bath resulting from the dissolution of the composition in water, thereby reducing the risk of deposition of poorly adhering or wiping proportions on the surface of the metal to be treated.

Plošná stejnoměrnost konverzní vrstvy na upravovaném povrchu ee podstatně zlepší přidáním povrchově aktivníchThe uniformity of the conversion layer on the surface to be treated is substantially improved by the addition of surfactants

- 3 231 073 látek ve funkci smáčedel do přípravku. Na použité povrchově aktivní látky - tenzidy - jsou při tom kladeny tyto požadavky: použité látka musí být dostatečně účinná a stabilní i v daných extrémních hodnotách pH roztoku, nesmí nepříznivě ovlivňovat vlastnosti vytvářeného konverzního povlaku, zejména přilnavost nátěrových hmot, roztok s přidaným tenzidem nesmí nadměrně pěnit, aby ho bylo možno bez potíží aplikovat postřikem a tenzid nesmí způsobovat komplikace z hlediska odpadních vod, tzn. musí být netoxický a pokud možno dobře biologicky odbouratelný.- 3 231 073 wetting agents for the preparation. The surfactants used - surfactants - are subject to the following requirements: the substance used must be sufficiently effective and stable even at the given extreme pH values of the solution, must not adversely affect the properties of the conversion coating formed, especially adhesion of paints, solution with added surfactant foam so that it can be applied without difficulty by spraying and the surfactant must not cause complications in terms of wastewater; it must be non-toxic and preferably biodegradable.

Těmto podmínkám vyhovuje přídavek 0,01 až 10 hmot. % neionogenního tenzidu, například dimetyletylaminooxidu, a/nebo anionaktivního tenzidu, například dodecylbenzensulfonanu sodného do přípravku. Rozpuštěním přípravku ve vodě v poměru, jak je uveden dále v příkladech konkrétního provedení vynálezu, vznikne roztok, kterým lze upravovat jak zinkové, tak hliníkové povrchy včetně povrchů ze slitin těchto kovů, buď ponorem nebo postřikem, před nanášením organických povlaků, přičemž roztok má současně i účinek odmaštovací. Vrstva, vzniklá na povrchu uvedených kovů působením roztoku přípravku, lpí pevně na povrchu a umožňuje pevné zakotvení organického povlaku. Základní složkou prostředku* jsou látky komerčně dobře dostupné a z hlediska ekologického neškodné.Addition of 0.01 to 10 wt. % of a non-ionic surfactant such as dimethylethylamino oxide and / or an anionic surfactant such as sodium dodecylbenzenesulfonate. Dissolution of the composition in water in the proportions set forth below in the examples of a particular embodiment of the invention results in a solution that can be treated with both zinc and aluminum surfaces, including alloy surfaces, by dipping or spraying prior to application of organic coatings. and degreasing effect. The layer formed on the surface of said metals by the solution of the composition adheres firmly to the surface and allows a firm anchoring of the organic coating. The basic ingredients of the formulation are commercially available and environmentally friendly substances.

Vynález je v dalším blíže vysvětlen na příkladech jeho konkrétního provedení:The invention is explained in more detail below with reference to the following examples:

Příklad 1 hmot. % křemičitanu sodnéhoExample 1 wt. % sodium silicate

14,5 - ” - hydrogenfoeforečnanu sodného14,5 - ”- sodium hydrogenphosphate

14,5 - - fosforečnanu sodného14,5 - - sodium phosphate

- ” - dodecylbenzensulfonanu sodnéhoSodium dodecylbenzenesulfonate

- 4 231 073- 4,231,073

Uvedené složky se smísí a 50 g vzniklého přípravku ee rozpustí vil vody. Používá se při teplotě 80 °C po dobu nejméně 20 8.The ingredients are mixed and 50 g of the product are dissolved in 1 l of water. Used at 80 ° C for at least 20 ° C.

Příklad 2 hmot. % 10 - 9,5 - ” 20 - 0,5 - metakremičitanu draselného draselného voaního skla čtyřboritanu dvojsodného hydroxidu draselného dimetyletylaminooxiduExample 2 wt. % 10 - 9,5 - ”20 - 0,5 - potassium potassium metasilicate scented glass of disodium potassium borohydride dimethylethylamine oxide

Přípravek vzniklý smísením uvedených složek byl rozpuštěn v množství 30 g v 1 1 vody a roztokem o teplotě 40 °C byl upraven povrch hliníkového plechu postřikem po dobu 120 s.The composition formed by mixing the ingredients was dissolved in 30 g in 1 L of water and sprayed on the surface of the aluminum sheet with a solution at 40 ° C for 120 s.

Příklad 3 hmot. % 32 - 6 - 2 - vodního skla sodného hydroxidu sodného hydrogenfosforečnanu sodného aduktu pólyetylénoxidu a vyššího mastného alkoholu o 8 - 16 C v řetězciExample 3 wt. 32 - 6 - 2 - sodium water glass sodium hydroxide sodium phosphate dibasic adduct of polyethylene oxide and higher fatty alcohol of 8 - 16 C in the chain

100 g přípravku se rozpustí v 1 litru vody a používá při teplotě 50 °C po aobu nejméně 60 s.Dissolve 100 g of the preparation in 1 liter of water and use at a temperature of 50 ° C for at least 60 s.

Příklad 4 hmot. % vodního skla draselného 8 - - hydrogenfosforečnanu sodného 1 - - dimetyletylaminooxidu — — metylfenylbenzensulťonanu sodného g prostředku se rozpustí vil vody, používá se formou postřiku při teplotě 70 °C po dobu 210 s.Example 4 wt. % of the water glass of potassium 8 - - disodium phosphate 1 - - dimethylethylamine oxide - - methylphenylbenzenesulphonate g of the composition is dissolved in 1 l of water, used as a spray at 70 ° C for 210 s.

- 5 Příklad 5 hmot. % vodního skla amonného . ___Example 5 wt. % ammonium water glass. ___

231 073231 073

- - dihydrogehfosforečnenu amonného *70 - - hydroxidu amonného (zředěného ne obsah 5 hmot. % nh₄oh) »- - ammonium dihydrogenphosphate * 70 - ammonium hydroxide (diluted to 5% m / m nh ₄ oh) »

Přípravek je tekutý a není jej třeba ředit. Je vhodný pro použití ponorem při teplotě 20 °C po dobu 10 a.The product is liquid and does not need to be diluted. It is suitable for use by immersion at 20 ° C for 10 a.

Příklad 6 hmot. % vodního skla draselného 60 - - čtyřboritanu dvojdraselného 20 - - hydroxidu draselnéhoExample 6 wt. % of potassium waterglass 60 - - dipotassium fourborate 20 - potassium hydroxide

- '· - dimetyletylaminooxiduDimethylethylamine oxide

- - metylfenylbenzensulfonanu sodného- Sodium methylphenylbenzenesulfonate

100 g prostředku vzniklého smísením uvedených složek se rozpustí vil vody.100 g of the composition obtained by mixing the components are dissolved in 1 l of water.

Využívatelem vynálezu mohou být podniky chemické .výroby a spotřebitelem různé obory strojírenství a hutní druhovýroby.The inventors may be chemical manufacturing enterprises and consumers of various fields of engineering and metallurgical secondary production.

- 6 PŘEDMĚT VYNÁLEZU- 6 SCOPE OF THE INVENTION

Claims

231 073

A composition for treating the surface of zinc, aluminum and alloys based thereon prior to the application of organic coatings, characterized in that it comprises from 10 to 90 wt. % of an alkali metal or ammonium silicate and / or polyailicate, for example sodium metasilicate having a molecular ratio of silica to alkali metal of from 1: 3 to 20: 1, and from 10 to 90 wt. % of a pH buffer selected from the group consisting of alkali salts of phosphoric or boric acid, for example sodium hydrogen phosphate or dibasic borohydride.

2. A composition according to claim 1, wherein the pH buffer comprises a mixture of an alkali metal hydrogen phosphate, e.g. sodium, and an alkali metal hydroxide or phosphate, e.g. ratio of components

10: 1 to 1: 10 in a total amount of from 10 to 90 wt. %. *

3. A composition according to claim 2, wherein the pH buffer comprises a mixture of an alkali metal borohydride, e.g., disodium tetrachloride, and an alkali metal hydroxide, e.g.

1: 10 and in a total amount of from 10 to 90 wt. % ·

4. The composition of claims 1 to 3 further comprising from 0.01 to 10 wt. % of a non-ionic surfactant, for example dimethylalkylamino oxide or an adduct of polyethylene oxide and a higher fatty alcohol, and / or an anionic surfactant, for example sodium alkylarylbenzenesulfonate.

Printed by Moravian Printing Works, plant 12, Leninova 21, Olomouc

Price: 2,40 K C p