DE10045606A1

DE10045606A1 - Oligodynamic coating for the inner metallic surfaces of automobile air conditioners comprises matrix based on (hetero)-polysiloxanes, nano-scale heavy metal particles and an optional corrosion inhibitor

Info

Publication number: DE10045606A1
Application number: DE2000145606
Authority: DE
Inventors: Stefan Langenfeld
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2002-03-28

Abstract

An oligodynamic surface coating for a metal substrate, comprises: (a) matrix based on (hetero)-polysiloxanes, obtainable by hydrolysis and condensation, permeable to water and ions; and/or (b) nano scale heavy metal particles (HMP) embedded in the matrix; and optionally (c) a corrosion inhibitor, which reacts with the metal at the substrate surface, building up a corrosion protection layer, or is non-reactive towards the HMP is new. An Independent claim is included for preparation of the coating involving application and hardening of a coating sol to the surface of the metal substrate, which is based on a (hetero)-polysiloxane and/or nano scale HMP or a corrosion inhibitor, which reacts with the metal at the substrate surface, building up a corrosion protection layer, or is non-reactive towards the HMP.

Description

Die Erfindung betrifft eine oligodynamische Oberflächenbeschichtung für ein metallisches Substrat mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Oberflächenbeschichtungen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 11 genannten Merkmalen.The invention relates to an oligodynamic surface coating for a metallic Substrate with the features mentioned in the preamble of claim 1 and a Process for the production of such surface coatings with the in the preamble of claim 11 mentioned features.

Spuren von Schwermetallen wirken auf verschiedene Mikroorganismen wachstumshemmend oder abtötend. Die oligodynamische Metallwirkung lässt sich beispielsweise gut im Agardiffusionstest nachweisen, bei dem eine mit Staphylokokken geimpfte Testplatte mit bestimmten Metallen beziehungsweise Metallverbindungen belegt wird. Nach einer Vordiffusion, bei der sichergestellt werden soll, dass eine genügend große Menge der einzelnen Metalle in Lösung geht, brütet man die Kolonien eine vorbestimmte Zeitdauer aus. Anschließend beobachtet man, dass um einige Münzen eine "Hemmzone" entstanden ist, in denen ein Wachstum der Staphylokokken behindert oder vollkommen unterdrückt wird. Die Stoffklassen der keimschädigenden Mittel umfassen insbesondere Schwermetalle wie Cadmium, Silber, Kupfer und Quecksilber (siehe Wallhäußer, K. H., Schmidt, H.: Sterilisation, Desinfektion, Konservierung, Chemotherapie, Georg Thieme Verlag Stuttgart 1967, Seite 102 bis 106). Der oligodynamische Effekt findet Verwendung in technischen Bereichen, in denen das Wachstum von Mikroorganismen und Pilzen behindert beziehungsweise die Mikroorganismen abgetötet werden sollen. So zeigt beispielsweise die europäische Patentanmeldung 0 636 375 A1 den Einsatz von Silber, Kupfer oder deren Legierungen im Bereich der Oberflächen von Ausrüstungs- und Sanitärartikeln, die mit der menschlichen Haut in Berührung kommen.Traces of heavy metals affect various microorganisms inhibits growth or kills. The oligodynamic metal effect can be For example, prove it well in the agar diffusion test, in which one with staphylococci inoculated test plate coated with certain metals or metal compounds becomes. After a pre-diffusion to ensure that one is sufficient If a large amount of the individual metals goes into solution, the colonies are incubated predetermined period of time. Then one observes that around some coins an "inhibition zone" has arisen in which the growth of the staphylococci is impeded or is completely suppressed. The substance classes of the germ-damaging agents include, in particular, heavy metals such as cadmium, silver, copper and mercury (see Wallhäußer, K.H., Schmidt, H .: sterilization, disinfection, preservation, Chemotherapy, Georg Thieme Verlag Stuttgart 1967, pages 102 to 106). The oligodynamic effect is used in technical areas where the Growth of microorganisms and fungi hindered or Microorganisms are to be killed. For example, the European one Patent application 0 636 375 A1 the use of silver, copper or their alloys in the area of the surfaces of equipment and sanitary articles, which with the human skin.

Ein weiteres technisches Gebiet, auf dem die bioziden und fungiziden Eigenschaften von Schwermetallen genutzt werden, liegt im Belüftungs- und Klimaanlagenbau. So ist aus der DE 40 14 087 C2 bekannt, die Oberflächen derartiger Anlagen, die mit Luft in Berührung kommen, mit einer Goldbeschichtung zu versehen. Another technical field in which the biocidal and fungicidal properties of Heavy metals are used in ventilation and air conditioning construction. So that's it known from DE 40 14 087 C2, the surfaces of such systems that with air in Come into contact with a gold coating.

Bei Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen bestehen besondere Anforderungen an die mikrobiozide Wirksamkeit der Oberflächenbeschichtung. Im Vordergrund steht dabei das Problem, dass nach längerer Stillstandszeit und erneutem Einschalten der Klimaanlage für kurze Zeit ein unangenehm modriger, muffiger Geruch wahrgenommen werden kann. Der Grund für eine derartige Geruchsbelästigung ist unter anderem in der Ablagerung kleinster Teilchen unterschiedlicher Herkunft auf den Verdampferlamellen der Klimaanlage zu suchen. Insbesondere Mikroorganismen und Pilze siedeln sich auf den Verdampferlamellen an, deren katabole Stoffwechselprodukte die unangenehmen Gerüche verursachen.Air conditioning systems for motor vehicles have special requirements microbiocidal effectiveness of the surface coating. The focus is on that Problem that after a long period of inactivity and switching on the air conditioning again an unpleasantly musty, musty smell can be noticed for a short time. The reason for such an odor nuisance is, among other things, the deposit smallest particles of different origin on the evaporator fins of the Air conditioning to look for. Microorganisms and fungi in particular settle on the Evaporator fins whose catabolic metabolites are the unpleasant ones Cause odors.

Im eingeschalteten Zustand der Klimaanlage durchströmt von außen eingeführte Luft oder bei Umlaufbetrieb die im Fahrzeuginnenraum umgewälzte Luft ständig den Verdampfer der Klimaanlage. Infolge der Luftströmung findet an den Oberflächen des Verdampfers ständig ein Adsorptions- und Desorptionsvorgang statt, wobei die Adsorption zunächst überwiegt. Dies führt zu einer Belagbildung auf den luftumströmten Oberflächen des Verdampfers und auf der Innenseite des den Verdampfer beherbergenden Gehäuses. In diesem Belag sind gewöhnlich geruchsintensive Komponenten enthalten, deren Konzentration allein noch nicht ausreicht, die Geruchsschwelle zu überschreiten, bei der eine deutlich unangenehme Geruchsempfindung hervorgerufen wird. Durch die verstärkende Wirkung von Mikroorganismen, die sich ebenfalls auf dem Belag ansiedeln, kann diese Geruchsschwelle jedoch deutlich überschritten werden. Im aus- oder eingeschalteten Zustand der Klimaanlage werden Adsorption und Desorption im Wesentlichen in einem Gleichgewichtszustand gehalten. Im ausgeschalteten Zustand steigt jedoch die Konzentration geruchsintensiver Stoffe infolge der Stoffwechselaktivität der Mikroorganismen allmählich an. Wird die Klimaanlage erneut eingeschaltet, so liegt die Konzentration der geruchsintensiven Stoffe für eine kurze Zeit oberhalb des für die Fahrzeuginsassen wahrnehmbaren Schwellenwertes. Es sind daher Oberflächenbeschichtungen für die Innenraumflächen von Klimaanlagen entwickelt worden, mit denen geruchsverursachende Mikroorganismen und Pilze abgetötet oder ihr Wachstum verhindert werden soll.When the air conditioning system is switched on, air flows in from outside or in circulating mode the air circulated inside the vehicle constantly Air conditioning evaporator. As a result of the air flow takes place on the surfaces of the Evaporator constantly an adsorption and desorption process, the Adsorption predominates at first. This leads to the formation of a deposit on the air flow Surfaces of the evaporator and on the inside of the evaporator housing housing. This surface is usually odor-intensive Contain components whose concentration alone is not sufficient, the To exceed odor threshold at which a clearly unpleasant Odor sensation is caused. Due to the reinforcing effect of Microorganisms that also settle on the covering can do this However, the odor threshold is clearly exceeded. On or off Conditioner are essentially in one adsorption and desorption Maintained equilibrium. When switched off, however, the Concentration of odor-intensive substances due to the metabolic activity of the Microorganisms gradually. If the air conditioning system is switched on again, then the Concentration of the odor-intensive substances for a short time above that for the Vehicle occupants perceivable threshold. It is therefore Surface coatings developed for the interior surfaces of air conditioning systems have been used to kill odor-causing microorganisms and fungi or her Growth should be prevented.

Aus der DE 197 50 128 A1 ist es bekannt, Oberflächen mit einer metallisches Kupfer enthaltenen Schicht zu überziehen. Die Kupferschicht wird dabei mittels eines elektrochemischen Verfahrens galvanisch, stromlos oder mittels Metallabscheidung in einem Kupfersalzbad aufgetragen. From DE 197 50 128 A1 it is known to have surfaces with a metallic copper coating contained layer. The copper layer is by means of a electrochemical process galvanic, currentless or by means of metal deposition in applied a copper salt bath.

In der US 5,366,004 wird vorgeschlagen, eine Farbe an exponierter Stelle in der Klimaanlage aufzutragen. Die Farbe enthält Kupfer, Silber, Kupfersalze, Silbersalze und/oder Zinksalze.In US 5,366,004 it is proposed to use a color in an exposed position in the Apply air conditioning. The color contains copper, silver, copper salts, silver salts and / or zinc salts.

Ein anderer Vorschlag wird in der DE 197 48 256 A1 beschrieben, bei der auf dem Verdampfer der Klimaanlage und/oder auf der Innenfläche des den Verdampfer beherbergenden Gehäuses eine dünne Schicht mit einem oligodynamisch wirksamen Schwermetall aufgetragen wird. Als Schwermetall beziehungsweise Schwermetallverbindung werden Silber- und Kupfersalze genannt.Another proposal is described in DE 197 48 256 A1, in which on the Evaporator of the air conditioning system and / or on the inner surface of the evaporator housing housing a thin layer with an oligodynamically effective Heavy metal is applied. As a heavy metal respectively Heavy metal compounds are called silver and copper salts.

In der deutschen Anmeldung DE 197 50 122 A1 wird schließlich die Oberfläche mit einem Metall oder einer Metallverbindung aus der Gruppe der Edel- und Halbedelmetalle überzogen. Der mikrobiozid wirksame Stoff wird pulverförmig in eine Lackschicht eingebracht.In the German application DE 197 50 122 A1, the surface is finally included a metal or a metal compound from the group of precious and semi-precious metals overdrawn. The microbiocidal substance is powdered into a lacquer layer brought in.

Die bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, dass die biozid und fungizid wirkenden Schwermetallpartikel herstellungsbedingt relativ groß sind und Durchmesser von 20 µm und mehr aufweisen. Damit ist auch eine Grenzfläche zwischen Luft, Wasser und dem Metall verkleinert. Nur wenn das Metall an den Grenzflächen in die anderen Phasen übertreten kann, tritt der oligodynamische Effekt ein. Daher werden relativ große Mengen an Schwermetallen benötigt, was die Materialkosten und später die Entsorgungskosten steigen lässt.The known solutions have the disadvantage that the biocidal and fungicidal acting heavy metal particles are relatively large due to production and diameter of 20 µm and more. This is also an interface between air and water and reduced the metal. Only when the metal at the interfaces in the other Can pass phases, the oligodynamic effect occurs. Therefore, will be relatively large Amounts of heavy metals needed, what the material costs and later the Disposal costs increases.

Ein weiteres Problem bei der Etablierung von oligodynamischen Oberflächenbeschichtungen auf Schwermetallbasis stellt der Korrosionsschutz des metallischen Substrats dar. An den Phasengrenzen bilden sich zwischen den relativ großen Schwermetallpartikeln und dem zu beschichtenden metallischen und im Allgemeinen aus einem unedleren Metall bestehenden Substrat Lokalelemente aus. Zum Korrosionsschutz müssen die Oberflächen daher zuvor passiviert werden und/oder die Beschichtung muss antikorrosiv wirkende Additive enthalten.Another problem with the establishment of oligodynamic Heavy metal based surface coatings provide the corrosion protection of the metallic substrate. At the phase boundaries form between the relative large heavy metal particles and the metallic to be coated and in Generally made of a base metal substrate made of local elements. To the The surfaces must therefore be passivated beforehand and / or protected against corrosion Coating must contain anti-corrosive additives.

Die DE 198 13 709 A1 zeigt ein Verfahren auf, mit dem das metallische Substrat vor Korrosion durch Aufbringung einer Oberflächenbeschichtung geschützt werden kann. Dazu ist vorgesehen, auf das metallische Substrat eine Matrix, basierend auf ein (Hetero)-Polysiloxan aufzutragen. Der Matrix wird eine Spezies zugesetzt, die mit dem vor Korrosion zu schützenden Metall reagiert und ein Reaktionsprodukt bildet, das eine negativere Bildungsenthalpie als ein Korrosionsprodukt des Metalls aufweist. Mit Vorliegen der thermodynamisch stabileren Verbindung sollen unter anderem Korrosion verursachenden Spezies, wie Sauerstoff, Wasser und Schwefelwasserstoff, die Reaktionspartner entzogen werden. Der Schrift ist ferner zu entnehmen, zur Beeinflussung der Eigenschaften der Beschichtung weitere Komponenten beizufügen. Zur Verbesserung einer Abriebbeständigkeit ist vorgesehen, nanoskalige Teilchen aus der Gruppe der Oxide, Oxidhydrate und Carbide von Silizium, Aluminium und Bor sowie der Übergangsmetalle bei der Herstellung der Beschichtungszusammensetzung in Form eines Pulvers beizumengen. Es ist dabei völlig unwichtig, ob die antikorrosiv wirkende Spezies mit diesen Stoffen reagieren oder in Wechselwirkung treten kann. Bei den aufgezählten Materialien ist mit einer Passivierung der Oberflächen der nanoskaligen Partikel zu rechnen. Weiterhin ist in dieser Schrift offenbart, organische Netzwerkbildner der Beschichtungszusammensetzung zuzusetzen, wenn das Ausgangsmaterial über Gruppierungen verfügt, die einer Polyadditions- und/oder Polykondensationsreaktion zugänglich sind. Auch eine Modifikation der Ausgangsverbindungen derart, dass diese Gruppierungen umfassen, die einer Polyadditions-, Polymerisations- und/oder Polykondensationsreaktion zugänglich sind, wird aufgezeigt. Durch die Integration von polymeren Strukturen sollen insbesondere hydrophobe, oleophobe und schmutzabweisende Eigenschaften sowie die Kratzfestigkeit verbessert werden.DE 198 13 709 A1 shows a method with which the metallic substrate is provided Corrosion can be protected by applying a surface coating. For this purpose, a matrix based on a matrix is provided on the metallic substrate Apply (hetero) polysiloxane. A species is added to the matrix Metal to be protected from corrosion reacts and forms a reaction product that a has a more negative enthalpy of formation than a corrosion product of the metal. With The thermodynamically more stable connection is said to include corrosion causative species, such as oxygen, water and hydrogen sulfide Reaction partners are withdrawn. The script can also be found on Influencing the properties of the coating add additional components. To improve abrasion resistance, nanoscale particles are provided the group of oxides, oxide hydrates and carbides of silicon, aluminum and boron as well the transition metals in the manufacture of the coating composition in the form of a powder. It is completely unimportant whether the anti-corrosive Species can react with or interact with these substances. Both enumerated materials is with a passivation of the surfaces of the nanoscale Particles. Furthermore, organic network formers are disclosed in this document add to the coating composition if the starting material is above Groupings has a polyaddition and / or polycondensation reaction are accessible. Also a modification of the starting compounds such that these Groupings include that of a polyaddition, polymerization and / or Polycondensation reaction are accessible is shown. By integrating polymeric structures are said to be, in particular, hydrophobic, oleophobic and dirt-repellent properties and scratch resistance can be improved.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine oligodynamische Oberflächenbeschichtung für ein metallisches Substrat, insbesondere für metallische Innenraumflächen einer Klimaanlage von Kraftfahrzeugen, zu schaffen, die es erlaubt, kostengünstig und dauerhaft mit einem hohen Wirkungsgrad eine Belegung der Metalloberflächen mit Mikroorganismen und Pilzen zu verhindern und die gleichzeitig das metallische Substrat vor Korrosion schützt.The object of the present invention is an oligodynamic Surface coating for a metallic substrate, especially for metallic To create interior surfaces of an air conditioning system of motor vehicles, which allows cost-effective and permanent with a high degree of efficiency Prevent metal surfaces with microorganisms and fungi while maintaining that protects metallic substrate from corrosion.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die oligodynamische Oberflächenbeschichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen sowie das Verfahren zur Herstellung der Beschichtung mit den im Anspruch 11 genannten Merkmalen gelöst. Die Oberflächenbeschichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie zumindest folgende Komponenten aufweist:
According to the invention, this object is achieved by the oligodynamic surface coating with the features mentioned in claim 1 and the method for producing the coating with the features mentioned in claim 11. The surface coating is characterized in that it has at least the following components:

a) a matrix based on (hetero) polysiloxanes by hydrolysis and Condensation processes can be produced and a permeability towards Own water and ions, and / or
b) nanoscale heavy metal particles, which are particularly embedded in the above matrix are, and optional
c) a corrosion inhibitor, which on the surface of the substrate with the Metal to form a corrosion protection layer reacts or in Interaction occurs, but largely unreactive to the Is heavy metal of the nanoscale heavy metal particle.

Damit ist ein System geschaffen, das sowohl den Anforderungen an biozide und/oder fungizide Wirkung, als auch dem Korrosionsschutz gerecht wird. Die Permeabilität der Matrix ermöglicht eine Diffusion der an der Phasengrenze mit Luft/Wasser durch Oxidation entstehenden Schwermetallionen an den erwünschten Wirkort. Durch Zugabe der Korrosionsinhibitoren wird gleichzeitig verhindert, dass korrosive Prozesse auf der Oberfläche des metallischen Substrats stattfinden können. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, dass mit Hilfe der genannten Matrix eine Stabilisierung der nanoskaligen Schwermetallpartikel gegen Agglomeration erreicht wird. Erst dadurch stehen nanoskalige Schwermetallpartikel dauerhaft und in kontrolliertem Maße einer Verwendung im Bereich der Bekämpfung von Mikroorganismen und Pilzen offen.This creates a system that meets both the requirements for biocides and / or fungicidal effect, as well as the corrosion protection. The permeability of the Matrix allows air / water to diffuse through at the phase boundary Oxidation of heavy metal ions to the desired site of action. By encore The corrosion inhibitor is also prevented from corrosive processes on the Surface of the metallic substrate can take place. In addition, it has showed that with the help of the matrix mentioned stabilization of the nanoscale Heavy metal particles against agglomeration is reached. Only stand there nanoscale heavy metal particles permanently and to a controlled extent Open in the field of combating microorganisms and fungi.

Vorzugsweise bestehen die Schwermetallpartikel aus einem oder mehreren Nebengruppenelementen, insbesondere Edelmetallen. Besonders bevorzugt ist dabei die Verwendung von Silber und/oder Kupfer. Durch die Integration nanoskaliger Schwermetallpartikel in die Oberflächenbeschichtung lässt sich der Grenzflächenbereich zwischen Metall, Luft und Wasser vergrößern, so dass der oligodynamische Effekt im Bereich der Beschichtung verbessert wird. Als metallische Substrate kommen insbesondere Aluminium oder seine Legierungen in Frage. Eine Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 50 µm, insbesondere 1 bis 20 µm, besonders bevorzugt 2 bis 10 µm.The heavy metal particles preferably consist of one or more Sub-group elements, especially precious metals. The is particularly preferred Use of silver and / or copper. By integrating nanoscale Heavy metal particles in the surface coating can be the interface area between metal, air and water so that the oligodynamic effect in the Area of the coating is improved. Come as metallic substrates especially aluminum or its alloys. A layer thickness of Surface coating is preferably in the range from 1 to 50 μm, in particular 1 up to 20 µm, particularly preferably 2 to 10 µm.

Neben den erfindungswesentlichen Eigenschaften der Oberflächenbeschichtung (Schutz vor Korrosion und Agglomeration, oligodynamische Wirkung) können durch gezielte Modifikation der Matrix auch Eigenschaften wie Abriebbeständigkeit, Farbe, Kratzfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Hydrophilie beeinflusst werden. So kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Matrix organische Vernetzungsstrukturen beinhaltet, die durch Integration von kondensations- und/oder additionsfähigen, funktionellen Gruppen in die Ausgangsverbindungen zur Herstellung der (Hetero)- Polysiloxane und deren Addition und/oder Kondensation mit geeigneten organischen Netzwerkbildnern herstellbar sind. Ebenso ist denkbar, dass die Matrix polymere, organische Strukturen beinhaltet. Derartige Strukturen lassen sich durch Integration von polymerisations-, polykondensations- und/oder polyadditionsfähigen, funktionellen Gruppen in die Ausgangsverbindungen und deren Polyaddition, Polymerisation und/oder Polykondensation mit geeigneten Monomeren herstellen.In addition to the properties of the surface coating (protection against corrosion and agglomeration, oligodynamic effect) can be targeted Modification of the matrix also properties such as abrasion resistance, color, Scratch resistance, thermal conductivity and hydrophilicity can be influenced. So can it is preferably provided that the matrix has organic crosslinking structures includes, through the integration of condensation and / or addition, functional groups in the starting compounds for the preparation of the (hetero) - Polysiloxanes and their addition and / or condensation with suitable organic Network formers can be produced. It is also conceivable that the matrix is polymeric, includes organic structures. Such structures can be achieved by integrating functional, capable of polymerization, polycondensation and / or polyaddition Groups in the starting compounds and their polyaddition, polymerization and / or Prepare polycondensation with suitable monomers.

Nach dem Verfahren wird zur Herstellung der oligodynamischen Oberflächenbeschichtung ein Beschichtungssol auf die metallischen Werkstücke aufgebracht und ausgehärtet, die die genannten Komponenten beinhaltet. Das Beschichtungssol wird durch Eintauchen, Einsprühen oder über andere nasschemische Verfahren auf das Substrat aufgebracht. Das Aushärten kann thermisch und/oder photochemisch erfolgen.The process is used to manufacture the oligodynamic Surface coating a coating sol on the metallic workpieces applied and cured, which contains the components mentioned. The Coating sol is made by dipping, spraying, or other wet chemical Process applied to the substrate. The curing can be thermal and / or done photochemically.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred refinements of the invention result from the others in the Characteristics mentioned subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail in an exemplary embodiment.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel soll eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges im Bereich seiner Innenfläche, insbesondere im Bereich des Verdampfers, mit einer oligodynamischen Oberflächenbeschichtung versehen werden. Verdampfer von Klimaanlagen sind überwiegend aus Aluminiumlegierungen gefertigt. Auf die Innenfläche des Verdampfers wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine sehr dünne, wasser- und ionendurchlässige (wobei eine Diffusionsdurchlässigkeit bereits ausreichend ist), polymere Beschichtung aufgebracht. Die polymere Beschichtung basiert auf einem (Hetero)-Polysiloxan (Matrix), deren Darstellung im Weiteren noch näher erläutert wird. Zur Herstellung der Beschichtung wird ein Beschichtungssol auf die zu beschichtenden Bereiche des Verdampfers aufgetragen und thermisch und/oder photochemisch (zum Beispiel unter UV- oder IR-Bestrahlung) ausgehärtet. According to the embodiment, an air conditioning system of a motor vehicle in Area of its inner surface, in particular in the area of the evaporator, with a oligodynamic surface coating. Vaporizer from Air conditioning systems are mainly made of aluminum alloys. On the inside surface of the evaporator is a very thin, permeable to water and ions (a diffusion permeability is already sufficient is), polymer coating applied. The polymer coating is based on a (Hetero) polysiloxane (matrix), the representation of which is explained in more detail below. To produce the coating, a coating sol is applied to the coating to be coated Areas of the evaporator applied and thermally and / or photochemically (for Cured under UV or IR radiation).

Dem Beschichtungssol werden nanoskalige Schwermetallpartikel aus Silber und/oder Kupfer beigemengt. In jedem Fall bildet sich ein Verbund zwischen der Matrix und den Schwermetallpartikeln. Die Oberflächenbeschichtung besitzt nach Auftragung und Aushärtung beziehungsweise Einbrand eine Schichtdicke von maximal 50 µm. Die Beschichtung wird so durchgeführt, dass ein Gewichtsanteil der Schwermetallpartikel in einem Bereich von 0,1 bis 60% bezogen auf ein Gesamtgewicht der Matrix liegt.The coating sol contains nanoscale heavy metal particles made of silver and / or Copper added. In any case, a bond is formed between the matrix and the Heavy metal particles. The surface coating has after application and Hardening or penetration a layer thickness of maximum 50 microns. The Coating is carried out so that a proportion by weight of the heavy metal particles in a range of 0.1 to 60% based on a total weight of the matrix.

Die der Matrix zugrunde liegenden (Hetero)-Polysiloxane leiten sich vorzugsweise von mindestens einer hydrolysierbaren Silizium-Verbindung der allgemeinen Formel
The (hetero) polysiloxanes on which the matrix is based are preferably derived from at least one hydrolyzable silicon compound of the general formula

R_4-xSiR'_x (I)
R _4-x SiR ' _x (I)

ab, worin die Reste R gleiche oder verschiedene hydrolytisch abspaltbare Reste darstellen. Denkbar sind beispielsweise Halogene oder Alkoxy-, Acyloxy- oder Aminosubstituenten. Selbstverständlich können auch andere, dem Fachmann bekannte hydrolysierbare Silizium-Verbindungen eingesetzt werden. Die Darstellung und Umsetzung dieser und der auch im Weiteren modifizierten Ausgangsverbindungen ist bekannt und wird daher im Weiteren nicht näher erläutert. Durch Hydrolyse und Kondensationsreaktionen lässt sich ein anorganisches Polymer - nämlich das gewünschte (Hetero)-Polysiloxan - erzeugen. Ein Vernetzungsgrad, Polymerisationsgrad und andere morphologische Eigenschaften sind im weiten Maße variabel.from where the radicals R are identical or different hydrolytically removable radicals represent. Halogens or alkoxy, acyloxy or Amino. Of course, other known to those skilled in the art hydrolyzable silicon compounds are used. The representation and Implementation of this and the further modified starting compounds is is known and is therefore not explained in more detail below. By hydrolysis and Condensation reactions can be an inorganic polymer - namely that desired (hetero) polysiloxane - generate. A degree of crosslinking, degree of polymerization and other morphological properties are widely variable.

Der Substituent R' kann fakultativ in die erwünschte Ausgangsverbindung integriert sein (x kann demnach auch 0 sein). Er zeichnet sich dadurch aus, dass er nicht einer Substitutionsreaktion am Silizium zugänglich ist. Zur Wahrung eines hohen Vernetzungs- und Polymerisationsgrades des anorganischen Polymers wird x bevorzugt auf x = 1 beschränkt.The substituent R 'can optionally be integrated into the desired starting compound (therefore x can also be 0). He is characterized by the fact that he is not one Substitution reaction on silicon is accessible. To maintain a high level of networking and degree of polymerization of the inorganic polymer is preferred to x = 1 limited.

Die Gruppierung R' soll insbesondere dazu dienen, organische Vernetzungsstrukturen in die Matrix mit aufzunehmen. Dazu trägt der Rest R' kondensations- und/oder additionsfähige, funktionelle Gruppen. Durch Reaktion mit geeigneten organischen Netzwerkbildnern, wie beispielsweise Polyepoxiden, Polyolen oder aromatischen Polyolen, entstehen die erwünschten Strukturen, wobei gegebenenfalls ein Starter für die organische Quervernetzung zugesetzt werden muss. Auch eine solche Vorgehensweise ist hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt. The grouping R 'is intended in particular to serve organic crosslinking structures in to record the matrix. The rest R 'carries condensation and / or addition-capable, functional groups. By reaction with suitable organic Network formers, such as polyepoxides, polyols or aromatic Polyols, the desired structures arise, where appropriate, a starter for the organic crosslinking must be added. Such an approach too is well known from the prior art.

Weiterhin kann der Rest R' funktionelle Gruppen enthalten, die Polymerisations-, Polykondensations- und/oder Polyadditionsreaktionen zugänglich sind. Durch Umsetzung mit geeigneten Monomeren können die morphologischen Eigenschaften der Beschichtung in nahezu beliebiger Weise modifiziert werden. Im Vordergrund steht aber in jedem Fall, dass die Beschichtung eine endliche Permeabilität für Ionen und Wassermoleküle aufweist, so dass die bioziden und fungiziden Wirkstoffe (nämlich die Schwermetallionen) an den Wirkort also die Oberfläche der Beschichtung diffundieren können.The radical R 'may also contain functional groups which contain polymerization, Polycondensation and / or polyaddition reactions are accessible. Through implementation with suitable monomers, the morphological properties of the Coating can be modified in almost any way. But the focus is on in any case that the coating has a finite permeability to ions and Has water molecules, so that the biocidal and fungicidal active substances (namely the Heavy metal ions) diffuse to the site of action, i.e. the surface of the coating can.

Besonders geeignete Ausgangsverbindungen für das Beschichtungssol im oben genannten Sinne sind insbesondere 3-Aminopropyl-triethoxysilan (APTS) oder 3-(Triethoxysilyl)propylbemsteinsäureanhydrid. Letzteres lässt sich unter Zugabe katalytischer Mengen einer Säure (zum Beispiel Phosphorsäure) hydrolisieren beziehungsweise kondensieren.Particularly suitable starting compounds for the coating sol in the above The senses mentioned are in particular 3-aminopropyl-triethoxysilane (APTS) or 3- (triethoxysilyl) propylbemsteinsäureanhydrid. The latter can be added Hydrolyze catalytic amounts of an acid (e.g. phosphoric acid) or condense.

Das Beschichtungssol beinhaltet ferner einen Korrosionsinhibitor, der eine Passivierung der Oberfläche des metallischen Substrats gegenüber korrosiv wirkenden Substanzen ermöglicht. Der Korrosionsinhibitor muss dabei allerdings so gewählt werden, dass er weitestgehend unreaktiv gegenüber dem Schwermetall des nanoskaligen Schwermetallpartikels ist, damit die oligodynamische Wirkung nicht eingeschränkt wird. Üblicherweise handelt es sich bei den Korrosionsinhibitoren um Oxidationsmittel, die das metallische Substrat an seiner Oberfläche oxidieren, deren Oxidationsvermögen jedoch nicht ausreicht, um mit den Schwermetallen der nanoskaligen Partikel zu reagieren. Bei der Reaktion mit dem Metall des Substrats soll es zur Ausbildung einer Korrosionsschutzschicht kommen, indem das Reaktionsprodukt einerseits nahezu unlöslich und andererseits thermodynamisch stabiler als mögliche Korrosionsprodukte ist. So ist beispielsweise im Falle des hier auf Aluminium basierenden Substrats die Bildung von Mullit, Kaolinit, Kyanit, Diaspor oder Aluminiumphosphat durch Reaktion mit dem Korrosionsinhibitor bevorzugt. Der Korrosionsinhibitor kann an die (Hetero)- Polysiloxane gebunden sein (zum Beispiel über kovalente Bindung) als auch lediglich molekulardispers in dem Beschichtungssol vorliegen und bei der Härtung desselben im anorganischen Skelett eingeschlossen werden. Es muss lediglich sichergestellt werden, dass ein direkter Kontakt mit dem Metall und eine Reaktion beziehungsweise Wechselwirkung zwischen dem Korrosionsinhibitor und dem Metall des Substrats möglich ist. Besonders geeignete Korrosionsinhibitoren sind Natriumbenzoat oder Phosphorsäure.The coating sol further includes a corrosion inhibitor, which is a passivation the surface of the metallic substrate against corrosive substances allows. However, the corrosion inhibitor must be chosen so that it largely unreactive with the heavy metal of the nanoscale Is heavy metal particle so that the oligodynamic effect is not restricted. The corrosion inhibitors are usually oxidizing agents, which are the Oxidize metallic substrate on its surface, but its oxidizing ability not sufficient to react with the heavy metals of the nanoscale particles. at the reaction with the metal of the substrate is said to form a Corrosion protection layer come by the reaction product on the one hand almost insoluble and on the other hand thermodynamically more stable than possible corrosion products is. For example, in the case of the aluminum-based substrate here Formation of mullite, kaolinite, kyanite, diaspore or aluminum phosphate by reaction with preferred the corrosion inhibitor. The corrosion inhibitor can be compared to the (hetero) Polysiloxanes bound (for example via covalent bonding) as well Molecularly disperse in the coating sol and in the curing of the same in inorganic skeleton to be included. It just has to be ensured that direct contact with the metal and a reaction respectively Interaction between the corrosion inhibitor and the metal of the substrate is possible. Particularly suitable corrosion inhibitors are sodium benzoate or Phosphoric acid.

Claims

1. Oligodynamic surface coating for a metallic substrate, in particular for metallic interior surfaces of an air conditioning system of motor vehicles, characterized in that the surface coating has at least the following components:

a) a matrix based on (hetero) polysiloxanes, which can be produced by hydrolysis and condensation processes and have a permeability to water and ions, and / or
b) nanoscale heavy metal particles embedded in a matrix and optional
c) a corrosion inhibitor which reacts or interacts with the metal to form a corrosion protection layer on the surface of the substrate, but is largely unreactive with the heavy metal of the nanoscale heavy metal particle.

2. Surface coating according to claim 1, characterized in that the Heavy metal particles from one or more sub-group elements, especially precious metals.

3. Surface coating according to claim 2, characterized in that the Heavy metal particles consist of silver and / or copper.

4. Surface coating according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that a proportion by weight of the heavy metal particles in an area from 0.1 to 60% based on a total weight of the matrix.

5. Surface coating according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the layer thickness of the surface coating 1 to 50 microns is.

6. Surface coating according to claim 5, characterized in that the Layer thickness of the surface coating is 1 to 20 µm.

7. Surface coating according to claim 5, characterized in that the Layer thickness of the surface coating is 2 to 10 µm.

8. Surface coating according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the metallic substrate made of aluminum or a Aluminum alloy is made.

9. Surface coating according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the matrix contains organic crosslinking structures that by integrating condensable and / or addition-capable, functional Groups in the starting compounds for the preparation of the (hetero) polysiloxanes and their addition and / or condensation with suitable organic Network formers can be produced.

10. Surface coating according to one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the matrix contains polymeric, organic structures that by integrating polymerization, polycondensation and / or functional groups capable of polyaddition into the starting compounds Production of the (hetero) polysiloxanes and their polyaddition, polymerization and / or polycondensation can be prepared with suitable monomers.

11. Process for producing an oligodynamic surface coating for a metallic substrate, especially for metallic interior surfaces of a Air conditioning system of motor vehicles, characterized in that to a covering surface of the metallic substrate a coating sol is applied and cured, which is based on a (hetero) polysiloxane and / or nanoscale heavy metal particles and optionally a corrosion inhibitor includes that on the surface of the substrate with the metal for formation a corrosion protection layer reacts or interacts, however largely unreactive with the heavy metal of the nanoscale Is heavy metal particle.

12. The method according to claim 11, characterized in that the nanoscale Heavy metal particles from one or more sub-group elements, in particular precious metals, which are more noble than the metal of the substrate.

13. The method according to claim 12, characterized in that the nanoscale Heavy metal particles consist of silver and / or copper.

14. The method according to claim 12, characterized in that the metallic Substrate consists of aluminum or an aluminum alloy.

15. The method according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the Application of the coating brine by immersion, spraying or other wet chemical process takes place.

16. The method according to any one of claims 11 to 15, characterized in that the coating brine is cured thermally and / or photochemically.

17. The method according to any one of claims 11 to 16, characterized in that (Hetero) polysiloxanes with polymerization, polycondensation and / or polyadditive functional groups are used and by Polyaddition, polymerization or polycondensation with suitable monomers for Establish polymeric, organic structures in the matrix.

18. The method according to any one of claims 11 to 17, characterized in that (Hetero) polysiloxanes with condensation and / or addition-capable, functional Groups are used and by addition and / or condensation organic network builders for establishing organic networking structures in the matrix are implemented.