DE10305449A1 - Reaction solution for producing colored passivation film on zinc and its alloys, e.g. on iron or steel, is based on aqueous acid solution containing trivalent chromium ions and contains quinoline dye, preferably quinoline yellow - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Stoffgemisch und ein Verfahren zur Erzeugung farbiger Passivierungsschichten, welche jeweils auf der Kombination einer Chrom(III)-Ionen enthaltenden Reaktionslösung mit einem Chinolinfarbstoff basieren. Insbesondere ermöglicht die Erfindung die Erzeugung gelber, weitgehend Chrom(VI)-freier Passivierungsschichten auf Zink und dessen Legierungen.The invention relates to a mixture of substances and a method for producing colored passivation layers, which are each based on the combination of a chromium (III) ion reaction solution based on a quinoline dye. In particular, the Invention to produce yellow, largely chromium (VI) -free passivation layers on zinc and its alloys.
Metallische Werkstoffe, insbesondere Eisen und Stahl, werden verzinkt und verkadmet, um sie vor korrosiven Umwelteinflüssen zu schützen. Der Korrosionsschutz des Zinks beruht darauf, daß es unedler als das Grundmetall ist und zunächst an dessen Stelle korrodiert wird. Das Grundmetall des verzinkten Bauteils bleibt unversehrt, solange es noch von einer durchgehenden Zinkschicht bedeckt ist.Metallic materials, in particular Iron and steel, are galvanized and cadded to prevent them from being corrosive environmental influences to protect. The corrosion protection of the zinc is based on the fact that it is less noble than the base metal is and initially in its place is corroded. The base metal of the galvanized The component remains intact as long as it is continuous Zinc layer is covered.
Der korrosive Angriff auf die Zinkschicht ihrerseits kann durch das Aufbringen einer Chromatierung stark hinausgezögert werden. Der durch das Schichtsystem Zink/Chromatierung bewirkte Korrosionsschutz ist erheblich höher als nur durch eine gleich dicke Zinkschicht. Ferner kann durch eine Chromatierung auch die optischen Beeinträchtigung eines Bauteils durch Umwelteinflüsse hinausgezögert werden. Des weiteren kann das optische Erscheinungsbild der behandelten Bauteile durch die zumeist farbigen Chromatschichten variiert und verbessert werden.The corrosive attack on the zinc layer in turn, chromate application can be delayed considerably. The corrosion protection provided by the zinc / chromate coating system is significantly higher than just through an equally thick layer of zinc. Furthermore, by a Chromating also affects the optical impairment of a component environmental influences delayed become. Furthermore, the visual appearance of the treated Components varied by the mostly colored chromate layers and be improved.
Die Vorteile einer aufgebrachten Chromatierung sind so groß, daß galvanisch verzinkte Oberflächen ganz überwiegend chromatiert werden. Im Stand der Technik sind vier wesentliche, nach ihren Farben benannte Chromatierungen bekannt, die jeweils durch Behandeln einer verzinkten Oberfläche mit der entsprechenden wäßrigen Chromatierungslösung aufgebracht werden. Ferner sind Gelb- und Grünchromatierungen für Aluminium bekannt, die auf analoge Weise hergestellt werden. Es handelt sich jeweils um unterschiedlich dicke Schichten unterschiedlicher Korrosionsschutzwirkung, die im wesentlichen aus amorphem Zink/Chromoxid (bzw. Aluminum/Chromoxid) mit unstöchiometrischer Zusammensetzung, einem gewissen Wassergehalt und eingebauten Fremdionen bestehen. Bekannt und nach DIN 50960 Teil 1 in Verfahrensgruppen eingeteilt sind:The benefits of being angry Chromating are so great that galvanic galvanized surfaces predominantly be chromated. In the prior art there are four main Chromations named after their colors, each applied by treating a galvanized surface with the appropriate aqueous chromating solution become. There are also yellow and green chromates for aluminum known, which are prepared in an analogous manner. It is about layers of different thicknesses with different corrosion protection effects, which essentially consist of amorphous zinc / chromium oxide (or aluminum / chromium oxide) with unstoichiometric Composition, a certain water content and built-in foreign ions consist. Known and according to DIN 50960 part 1 in process groups are divided into:
1. Farblos- und Blauchromatierungen1. Colorless and blue chromate
Die Blauchromatierungsschicht ist bis zu 80 nm dick, schwach blau in der Eigenfarbe und weist je nach Schichtdicke eine durch Lichtbrechung erzeugte goldene, rötliche, bläuliche, grünliche oder gelbe Irisierfarbe auf. Sehr dünne Chromatschichten fast ohne Eigenfarbe werden als Farbloschromatierungen bezeichnet. Die Chromatierungslösung kann in beiden Fällen sowohl aus Chrom(III)- als auch aus Chrom(VI)-Verbindungen in wäßriger Lösung sowie Gemischen aus beiden, ferner aus Leitsalzen und Säuren bestehen. Es gibt fluoridhaltige und fluoridfreie Varianten. Der Korrosionsschutz von unverletzten Blauchromatierungen beträgt 10-40 h im Salzsprühtest nach DIN 50021 SS bis zum ersten Auftreten von Korrosionsprodukten.The blue chromate layer is up to 80 nm thick, pale blue in its own color and depending on the layer thickness a golden, reddish, bluish, greenish or yellow iris color produced by light refraction. Very thin Chromate layers with almost no inherent color are called colorless chromate coatings designated. The chromating solution can in both cases both chromium (III) and chromium (VI) compounds in aqueous solution and Mixtures of both, and also consist of conductive salts and acids. There are fluoride-containing and fluoride-free variants. The corrosion protection of undamaged blue chromating is 10-40 h in the salt spray test DIN 50021 SS until the first appearance of corrosion products.
2. Gelbchromatierungen2. Yellow chromating
Gelbchromatierungsschichten sind etwa 0,25-1 um dick, goldgelb gefärbt und häufig stark rotgrün irisierend. Die Chromatierungslösung besteht im wesentlichen aus Chrom(VI)-Verbindungen, Halogeniden, Chlorid, Leitsalzen wie Sulfat und/oder Nitrat und Säuren in wäßriger Lösung. Die gelbe Farbe resultiert aus dem signifikanten Anteil (80-220 mg/m2) sechswertigen Chroms, das neben dem durch Reduktion erzeugten dreiwertigen Chrom bei der Schichtbildung eingebaut wird. Der Korrosionsschutz von unverletzten Gelbchromatierungen beläuft sich auf etwa 100-200 h im Salzsprühtest nach DIN 50021 SS bis zum ersten Auftreten von Korrosionsprodukten.Yellow chromate layers are about 0.25-1 µm thick, golden yellow in color and often iridescent red-green. The chromating solution consists essentially of chromium (VI) compounds, halides, chloride, conductive salts such as sulfate and / or nitrate and acids in aqueous solution. The yellow color results from the significant proportion (80-220 mg / m 2 ) of hexavalent chromium, which is incorporated in addition to the trivalent chromium produced by the reduction in the layer formation. The corrosion protection of undamaged yellow chromating amounts to approximately 100-200 hours in the salt spray test according to DIN 50021 SS until the first appearance of corrosion products.
3. Olivchromatierungen3. Olive chromating
Die typische Olivchromatierungsschicht ist bis zu 1,5 um dick und von olivgrüner bis olivbrauner Farbe. Die Chromatierungslösung besteht im wesentlichen aus Chrom(VI)-Verbindungen, Leitsalzen und Carbonsäuren oder Mineralsäuren, insbesondere Phosphaten bzw. Phosphorsäure in wäßriger Lösung. Geeignete Säuren für die Olivchromatierung sind z.B. Schwefelsäure, Phosphorsäure, Ameisensäure oder Essigsäure. In die Schicht werden erhebliche Mengen an Chrom(VI) (300-400 mg/m2) eingelagert. Der Korrosionsschutz von unverletzten Olivchromatierungen beläuft sich auf Grund der hohen Schichtdicke auf etwa 200-400 h im Salzsprühtest nach DIN 50021 SS bis zum ersten Auftreten von Korrosionsprodukten.The typical olive chromating layer is up to 1.5 µm thick and from olive green to olive brown in color. The chromating solution consists essentially of chromium (VI) compounds, conductive salts and carboxylic acids or mineral acids, in particular phosphates or phosphoric acid in aqueous solution. Suitable acids for olive chromating are, for example, sulfuric acid, phosphoric acid, formic acid or acetic acid. Significant amounts of chromium (VI) (300-400 mg / m 2 ) are stored in the layer. The corrosion protection of undamaged olive chromate coatings is approximately 200-400 hours in the salt spray test according to DIN 50021 SS due to the high layer thickness until the first appearance of corrosion products.
4. Schwarzchromatierungen4. Black chromating
Die Schwarzchromatierung von Zinkoberflächen basiert auf einer Gelb- oder Olivchromatierung, in die kolloidale Silberverbindungen als Pigmente eingelagert werden. Die Chromatierungslösungen haben in etwa die gleiche Zusammensetzung wie bei Gelb- oder Olivchromatierungen und enthalten zusätzlich Silberionen. Auf Zinklegierungsschichten wie Zink-Eisen, Zink-Nickel oder Zink-Cobalt lagern sich bei geeigneter Zusammensetzung der Reaktionslösung Eisen-, Nickel- oder Cobaltoxid als Schwarzpigment in die Chromatschicht ein, so daß in diesen Fällen Silber oder Silberverbindungen nicht erforderlich sind. In die Chromatschichten werden, entsprechend der zu Grunde liegenden Gelb- oder Olivchromatierung erhebliche Mengen an Chrom(VI) eingebaut. Der Korrosionsschutz von unverletzten Schwarzchromatierungen auf Zink beläuft sich auf 50-150 h im Salzsprühtest nach DIN 50021 SS bis zum ersten Auftreten von Korrosionsprodukten. Schwarzchromatierungen auf Zinklegierungen erlauben einen deutlich höheren Korrosionsschutz.The black chromating of zinc surfaces is based on a yellow or olive chromate, into the colloidal silver compounds can be stored as pigments. The chromate solutions have roughly the same composition as with yellow or olive chromating and additionally contain Silver ions. On zinc alloy layers such as zinc iron, zinc nickel or zinc cobalt are stored with a suitable composition of the reaction solution Iron, nickel or cobalt oxide as black pigment in the chromate layer, so that in these cases Silver or silver compounds are not required. In the chromate layers, according to the underlying yellow or olive chromating significant amounts of chromium (VI) incorporated. The corrosion protection from undamaged black chromating on zinc amounts to 50-150 h in the salt spray test DIN 50021 SS until the first appearance of corrosion products. Black chromations on zinc alloys allow a significantly higher corrosion protection.
5. Grünchromatierungen5. Green chromating
Die Grünchromatierung für Aluminium ist mattgrün und nicht irrisierend. Die Chromatierungslösung besteht im wesentlichen aus in Wasser gelösten Chrom(VI)-Verbindungen, Leitsalzen und Mineralsäuren sowie insbesondere aus Phosphaten und Silicofluoriden.Green chromating for aluminum is matt green and not irritating. The chromating solution essentially consists from dissolved in water Chromium (VI) compounds, conductive salts and mineral acids and in particular from Phosphates and silicofluorides.
Im Stand der Technik werden dicke Chromatschichten mit hohem Korrosionsschutz auf Zinkoberflächen hauptsächlich durch die Behandlung mit ge lösten, ausgesprochen giftigen Chrom(VI)-Verbindungen hergestellt. Dementsprechend enthalten die derart erzeugten Chromatschichten erhebliche Mengen dieser stark giftigen und karzinogenen Chrom(VI)-Verbindungen, die zudem nicht vollständig in der Schicht immobilisiert sind.In the prior art, thick Chromate layers with high corrosion protection on zinc surfaces mainly through treatment with dissolved, extremely toxic chromium (VI) compounds. Accordingly the chromate layers produced in this way contain considerable amounts of these highly toxic and carcinogenic chromium (VI) compounds that moreover not completely are immobilized in the layer.
Auf Grund der Giftigkeit und krebserregenden Wirkung von Chrom(VI) wird seit langem versucht, Korrosionsschutzmittel auf Basis des deutlich weniger giftigen Chrom(III) zu etablieren. Dabei wurden insbesondere Verfahren zur Blauchromatierung auf Basis von Chrom(III) entwickelt, die jedoch oft mit funktionellen Nachteilen behaftet sind. Diese Nachteile bestehen in dünnen Passivierungsschichten, in verbleibenden Resten von Chrom(VI) und einem auf Grund der geringen Schichtdicke schwachen Korrosionschschutz.Because of the toxicity and carcinogenic Effect of chromium (VI) has long been tried to prevent corrosion based on the significantly less toxic chromium (III). In particular, processes based on blue chromating were used developed by chromium (III), but often with functional disadvantages are afflicted. These disadvantages are thin passivation layers, in remaining residues of chromium (VI) and one due to the low Layer thickness weak corrosion protection.
Aus der US-Patentschrift 4 263 059
und der
Ferner wird seit längerem versucht, durch einen alternativen Ansatz Blaupassivierungen unter ausschließlicher Verwendung von Chrom(III) herzustellen. Die dazu eingesetzten sauren Chromatierungslösungen enthalten oft zusätzlich Oxidationsmittel (US-Patentschrift 4 171 231) und weitere Zusätze wie Silikate und/oder Metallionen (US-Patentschriften 4 384 902; 4 359 347; 4 367 099). Aufgrund des Zusatzes an Oxidationsmitteln ist aber wiederum nicht sichergestellt, daß die erzeugten Schichten tatsächlich frei von Chrom(VI) sind. Ferner ergeben die so erzeugten Schichten zwar dekorative blau- bzw. gelbchromatierte Oberflächen, diese bieten aber nur einen schwachen Korrosionsschutz (maximal 6 h auf 10% Weißrost) und sind nicht nachträglich einfärbbar.Furthermore, attempts have long been made through an alternative approach to blue passivation under exclusive Manufacture using chromium (III). The acids used for this chromating often contain additional Oxidizing agents (US Pat. No. 4,171,231) and other additives such as Silicates and / or metal ions (U.S. Patents 4,384,902; 4,359 347; 4,367,099). Due to the addition of oxidizing agents but again not ensuring that the layers created are actually free of chromium (VI). Furthermore, the layers produced in this way result decorative blue or yellow chromated surfaces, but these only offer weak corrosion protection (maximum 6 h on 10% white rust) and are not afterwards colorable.
Die
Die
Die oben genannten Beispiele zeigen, daß Chrom(III)-Passivierungen nach wie vor nur begrenzte Anwendungsmöglichkeiten erlauben. Neben dem bei Blauchromatierungen meist schwachen Korrosionsschutz und dem Risiko von Chrom(VI)-Rückständen sind insbesondere die begrenzten Möglichkeiten der mit Chrom(III)-Passivierungen erreichbaren Farbgebung von Nachteil.The above examples show that chromium (III) passivation still allow only limited application possibilities. Next the mostly weak corrosion protection with blue chromating and the risk of chromium (VI) residues especially the limited options The coloring that can be achieved with chromium (III) passivation is disadvantageous.
Die durch Chrom(III)-Passivierung erzeugten Farben beschränken sich im wesentlichen auf blaue und grünliche Chromatschichten, während Gelbchromatierungen auf Chrom(III)-Basis keine einheitliche und kräftige Gelbfärbung erlauben, sondern zu hellen, deutlich irisierenden oder ins bläuliche, bzw. grünliche gehenden Beschichtungen führen.The through chromium (III) passivation limit generated colors mainly on blue and greenish chromate layers, while yellow chromates on a chromium (III) basis do not allow uniform and strong yellow coloring, but rather bright, clearly iridescent or going bluish or greenish Coatings.
Daher wurden wiederholt Versuche unternommen, gelbe Passivierungsschichten zu erzeugen, die nur einen geringen Chrom(VI)-Anteil aufweisen oder frei von Chrom(VI) sind. Da die intensiv gelbe Färbung bei herkömmlichen Gelbchromatierungen durch Chrom(VI) selbst hervorgerufen wird, wurden den Reaktionslösungen Pigmente zugesetzt, die durch ihre Einlagerung in die Passivierungsschicht zu kräftigeren gelben Farbtönen führen sollten.Therefore, attempts have been repeated attempted to create yellow passivation layers that only have one have a low chromium (VI) content or are free of chromium (VI). Because the intense yellow color with conventional Yellow chromations caused by chromium (VI) itself have been the reaction solutions Pigments added by their incorporation in the passivation layer to be stronger yellow shades to lead should.
Das US-Patent 43 84 902 beschreibt den Zusatz von Cer-Ionen als Farbpigment. Das in der Badlösung enthaltene Cer(III) wird bei der Abscheidung durch Wasserstoffperoxid zu Cer(VI) oxidiert, das eine gelbliche Färbung hervorruft. Obwohl die Reaktionslösung Chrom(III) zur Passivierung verwendet, ist die resultierende Passivierungsschicht nicht frei von Chrom(VI). Dies erklärt sich daraus, daß das erzeugte Cer(VI) ein stärkeres Oxidationsmittel als Chrom(VI) ist, so daß Cer(VI) die Bildung von Chrom(VI) aus Chrom(III) bewirkt. Darüber hinaus ist Cer auf Grund seiner Seltenheit und seines hohen Preises in der Praxis ein wenig vorteilhafter Farbstoff.U.S. Patent 4,384,902 describes the addition of cerium ions as a color pigment. The one contained in the bathroom solution Cerium (III) becomes cerium (VI) when separated by hydrogen peroxide oxidized, which has a yellowish tinge causes. Although the reaction solution is chromium (III) for passivation used, the resulting passivation layer is not free of chrome (VI). This explains from the fact that Cerium (VI) produced a stronger one Is oxidizing agent as chromium (VI) so that cerium (VI) the formation of chromium (VI) made of chrome (III). About that Furthermore, Cer is due to its rarity and high price in practice a little beneficial dye.
Weitere Versuche mit nachträglich aufgebrachten Farbpigmenten auf Chrom(VI) enthaltende Passivierungsschichten sind daran gescheitert, daß der Farbstoff von Chrom(VI) zerstört wurde oder der Korrosionsschutz durch das Nachtauchen verschlechtert wurde (siehe Blaupigmente).Further experiments with subsequently applied Color pigments on passivation layers containing chromium (VI) are failed because the Chromium (VI) dye destroyed the corrosion protection has deteriorated due to re-diving was (see blue pigments).
Durch die variable Ausbildung der Passivierungsschicht kommt es außerdem beim nachträglichen Einfärben zu starken Schwankungen der Farbtiefe und zu einer damit verbundenen starken optischen Beeinträchtigung der behandelten Teile.Through the variable training of Passivation layer also occurs in the subsequent dye too strong fluctuations in color depth and a related severe visual impairment of the treated parts.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Farbpigmente, Stoffgemische und Verfahren zur Chrom(III)-Passivierung bereitzustellen, die die Erzeugung weitgehend Chrom(VI)-freier farbiger Passivierungsschichten, insbesondere farbintensiver und farbintensiver gelber Passivierungsschichten, ermöglichen.The invention is therefore the object color pigments, mixtures of substances and processes for chromium (III) passivation provide the generation of largely chromium (VI) -free colored Passivation layers, especially color-intensive and color-intensive ones yellow passivation layers.
Diese Aufgabe wird durch das im Hauptanspruch genannte Stoffgemisch und die bevorzugten Ausführungen der Unteransprüche sowie durch das beanspruchte Verfahren gelöst. Die Erfindung basiert auf der Verwendung einer wäßrigen sauren Reaktionslösung, die dreiwertige Chromionen und einen Chinolinfarbstoff enthält. Der Begriff Chinolinfarbstoff umfaßt dabei jedes Pigment, welches ein Chinolingerüst oder einen Chinolinrest enthält.This task is accomplished by the main claim mentioned mixture of substances and the preferred embodiments of the subclaims and solved by the claimed method. The invention is based on the use of an aqueous acidic Reaction solution, which contains trivalent chromium ions and a quinoline dye. The Term includes quinoline dye any pigment that has a quinoline skeleton or a quinoline residue contains.
Bei den hierzu verwendeten Chinolinfarbstoffen kann es sich beispielsweise um die bekannten Farbstoffe Chinolingelb, Chinolinrot und Chinolinblau handeln.With the quinoline dyes used for this for example, the well-known dyes quinoline yellow, Trade quinoline red and quinoline blue.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird Chinolingelb verwendet. Dieses aus dem Bereich der Lebensmittelfarbstoffe bekannte Pigment liegt in der Regel als Gemisch chemisch verwandter Pigmente vor, die sich aus Chinolin, bzw. Chinaldin und Phthalsäureanhdrid zusammensetzen und an unterschiedlichen Positionen des Moleküls sulfoniert sein können.In a preferred embodiment quinoline yellow is used. This from the area of food colors Known pigment is usually a mixture of chemically related Pigments from quinoline, or quinaldine and phthalic anhydride assemble and sulfonate at different positions of the molecule could be.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird Basacid® Yellow 094, eine von der Firma BASF hergestellte Form des Chinolingelb verwendet. Basacid® Yellow 094 enthält die beiden im folgenden dargestellten Pigmente, von denen das erste das Hauptpigment, bzw. die Gruppe der Hauptpigmente darstellt: In a particularly preferred embodiment Basacid Yellow 094 ® is used one made by BASF form of the quinoline. Basacid ® Yellow 094 contains the two pigments shown below, the first of which is the main pigment or the group of main pigments:
Bei diesen Pigmenten handelt es sich um anionische Moleküle, welche jeweils 2 oder 3 Sulfonsäurereste aufweisen. Die Synthese dieser Pigmente erfolgt durch Sulfonierung. Dabei werden die Sulfonsäurereste entweder an der Benzogruppe des Chinolins oder am Benzenring des zweiten Aromaten, einem Derivat des Phthalsäureanhydrides, eingeführt.These pigments are about anionic molecules which each have 2 or 3 sulfonic acid residues exhibit. These pigments are synthesized by sulfonation. The sulfonic acid residues are either on the benzo group of the quinoline or on the benzene ring of the second Aromatics, a derivative of phthalic anhydride.
Vorteilhafte Konzentrationen von Basacid® Yellow 094 oder einem anderen Farbstoff oder Farbstoffgemisch gemäß der vorliegenden Erfindung können je nach gewünschter Farbintensität stark variabel sein und in der Reaktionslösung beispielsweise zwischen 0,1 und 20 g/l betragen. Bevorzugte mittlere Farbstoffkonzentrationen in der Reaktionslösung können beispielsweise zwischen 0,7 und 1,0 g/l liegen.Advantageous concentrations of Basacid ® Yellow 094 or another dye or dye mixture according to the present invention can vary widely depending on the desired color intensity and can be, for example, between 0.1 and 20 g / l in the reaction solution. Preferred average dye concentrations in the reaction solution can be, for example, between 0.7 and 1.0 g / l.
Die weiteren Bestandteile, Zusatzstoffe
und Reaktionsbedingungen können
analog zu einzelnen oder mehreren der in
Der zur Durchführung verwendete pH der Reaktionslösung kann beispielsweise etwa zwischen 1,5 und 3,0 liegen, bevorzugt liegt er etwa zwischen 1,8 und 2,2. Dabei kann der gewünschte pH durch Zugabe von Salpetersäure oder einer anderen Mineral- oder Carbonsäure erzeugt und anschließend mit Natronlauge exakt eingestellt werden.The pH of the reaction solution used for the implementation can for example approximately between 1.5 and 3.0, preferably lies he between 1.8 and 2.2. The desired pH can be adjusted by adding nitric acid or another mineral or carboxylic acid and then with Sodium hydroxide solution can be set exactly.
Die Konzentration der gelösten Chrom(III)-Ionen kann von 200 mg/l bis hin zur Löslichkeitsgrenze reichen. Bevorzugte Konzentrationsbereiche in der Anwendungslösung liegen zwischen 2 und 10 g/l. Als Quelle der Chrom(III)- Ionen kann Chromchlorid oder ein anderes wasserlösliches Chrom(III)-Salz verwendet werden.The concentration of dissolved chromium (III) ions can range from 200 mg / l to the solubility limit pass. Preferred concentration ranges are in the application solution between 2 and 10 g / l. Chromium chloride or another can be used as the source of the chromium (III) ions water-soluble Chromium (III) salt can be used.
Der Reaktionslösung können Chelatliganden zugegeben werden, die die Reaktionsgeschwindigkeit und erzielte Schichtdicke vorteilhaft beeinflussen. Bei diesen Chelatliganden handelt es sich bevorzugt um organische Substanzen, insbesondere um Dicarbonsäuren, Tricarbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren, Acetylaceton, Harnstoff und Harnstoffderivate. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Maleinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, Ascorbinsäure, Apfelsäure, Weinsäure, oder Zitronensäure. Die Verwendung von Oxalsäure ist mit dem weiteren Vorteil verbunden, daß sie bei der Behandlung von verzinkten Eisenteilen entstehende Fe2+-Ionen unlöslich machen kann.Chelate ligands can be added to the reaction solution, which advantageously influence the reaction rate and the layer thickness achieved. These chelating ligands are preferably organic substances, in particular dicarboxylic acids, tricarboxylic acids, hydroxycarboxylic acids, acetylacetone, urea and urea derivatives. The use of oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, maleic acid, phthalic acid, terephthalic acid, ascorbic acid, malic acid, tartaric acid or citric acid is particularly preferred. The use of oxalic acid has the further advantage that it can make Fe 2+ ions which are formed in the treatment of galvanized iron parts insoluble.
Als zusätzliche Katalysatoren können 2- bis 6-wertige Metallionen wie AI, Co, Ni, Fe, Ga, In, Lanthanide, Zr, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Y, Nb, Mo, Hf, Ta und W in der Reaktionslösung enthalten sein, die der Reaktionslösung als lösliche Salze zugegeben werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Cobalt(II)-Ionen in einer Konzentration von etwa 0,1 bis 5 g/I enthalten. Dabei stellen wasserhaltige oder wasserfreie Cobaltnitrate, Cobaltsulfate oder Cobaldchlorid Beispiele für geeignete Cobalt(II)-Quellen dar.As additional catalysts 2- up to 6-valent metal ions such as Al, Co, Ni, Fe, Ga, In, lanthanides, Zr, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Y, Nb, Mo, Hf, Ta and W contained in the reaction solution be that of the reaction solution as soluble Salts are added. In a preferred embodiment are cobalt (II) ions in a concentration of about 0.1 to 5 g / I included. Here, hydrous or anhydrous cobalt nitrates, Cobalt sulfates or cobalt chloride Examples of suitable cobalt (II) sources represents.
Als weitere Komponenten und Leitionen kann die Reaktionslösung Halogenide, insbesondere Chlorid und Fluorid, Sulfationen, Nitrationen, Phosphorsäure, Phosphorsäureester oder Phosphationen, Silikationen, Kieselsäuren, Aminosäuren, Amine und Tenside enthalten.As further components and guide ions can the reaction solution Halides, especially chloride and fluoride, sulfate ions, nitrate ions, Phosphoric acid, organophosphate or phosphate ions, silications, silicas, amino acids, amines and contain surfactants.
Die Reaktion erfolgt bevorzugt bei Badtemperaturen von ca. 20 bis 100°C. Besonders bevorzugte Badtemperaturen liegen zwischen 40 und 60°C. Die Tauchzeit kann zwischen 15 und 200 sec betragen; in einer bevorzugten Ausführungsform liegt sie etwa zwischen 30 und 90 sec.The reaction is preferably carried out at Bath temperatures from approx. 20 to 100 ° C. Particularly preferred bath temperatures are between 40 and 60 ° C. The diving time can be between 15 and 200 seconds; in a preferred embodiment it is between 30 and 90 sec.
Die Reaktionslösung kann durch jede dazu geeignete Technik wie etwa Tauchen, Spritztauchen, Sprühen oder Pinseln auf dem zu behandelnden Gegenstand aufgebracht werden.The reaction solution can be any suitable one Technology such as diving, spray diving, spraying or brushing on the treating object are applied.
Im folgenden soll die Gelbchromatierung gemäß der Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels dargestellt werden.The following is the yellow chromating according to the invention based on a specific embodiment being represented.
Anwendungslösung (Reaktionslösung):
3,1
g/l Chrom(III) als Chromnitrat
4,0 g/l Oxalsäure
2,4
g/l Cobalt(II) als Cobaltnitrat
4,8 g/l Citronensäure
0,2
g/l Methanol (zur sicheren Reduktion von Chrom(VI)-Resten)Application solution (reaction solution):
3.1 g / l chromium (III) as chromium nitrate
4.0 g / l oxalic acid
2.4 g / l cobalt (II) as cobalt nitrate
4.8 g / l citric acid
0.2 g / l methanol (for the safe reduction of chromium (VI) residues)
Je nach gewünschter Farbintensität werden 0,7-1,0 g/l des Farbstoffs Basacid® Yellow 094 zugegeben. Der pH-Wert dieser fertigen Anwendungslösung wird mit Natronlauge auf einen pH von 2,0 eingestellt. Die Reaktion erfolgt bei einer Temperatur von 45°C und bei einer Tauchzeit von 30-50 sec. Die behandelten Teile werden abgespült und getrocknet. Die resultierende farbstoffhaltige Chromatschicht zeichnet sich durch eine kräftige, einheitliche, nicht irisierende Farbe aus. Ihre Korrosionsbeständigkeit gemäß DIN 50021 SS beträgt mindestens 50 h im Salzsprühschrank und zwischen 60 und 160 h im Salzsprühtest.Depending on the desired color intensity, 0.7-1.0 g / l of Basacid ® Yellow 094 dye are added. The pH of this finished application solution is adjusted to a pH of 2.0 with sodium hydroxide solution. The reaction takes place at a temperature of 45 ° C and with a dipping time of 30-50 sec. The treated parts are rinsed and dried. The resulting chromate layer containing dye is characterized by a strong, uniform, non-iridescent color. Their corrosion resistance according to DIN 50021 SS is at least 50 h in the salt spray cabinet and between 60 and 160 h in the salt spray test.
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