Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist die Bereitstellung einer Passivierungsschicht auf einer Metalloberfläche, die
den folgenden Anforderungen genügt:
- – sie
muss – für viele
Anwendungen auch ohne nachfolgende Lackierung – korrosionsinhibierend wirken;
- – sie
darf die Lackhaftung nicht verschlechtern, soll die Lackhaftung
bevorzugt verbessern, d.h., dass die Schicht in der Regel nicht
hydrophobierend sein sollte;
- – sie
sollte möglichst
dünn sein,
um die Maßhaltigkeit
der passivierten Werkstücke
zu gewährleisten;
- – sie
muss auch nach Tempern bei Temperaturen von 120°C noch korrosionsinhibierend
wirken;
- – sie
sollte gegenüber
dem Grundmetall farbneutral sein, sollte jedoch nach Möglichkeit
mit dem Auge erkennbar sein, um die Detektion von Defekten zu erleichtern
und eine einfache Unterscheidung von passivierten und nicht passivierten
Teilen zu erlauben;
- – sie
sollte ohne komplizierte Verfahrensschritte herstellbar sein.
Es ist insbesondere die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, besonders dünne Passivierungsschichten
bereitzustellen, die bereits eine hervorragende Korrosionsinhibierung
zeigen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch
eine Passivierungsschicht auf einer Metalloberfläche, erhältlich durch in Kontakt bringen
der Metalloberfläche
mit einer Zusammensetzung, die ein wasserlösliches, stickstoffhaltiges Polymer
enthält,
wobei das Polymer eine Base ist und eine wässrige Lösung des Polymers bei Zugabe
eines oder mehrerer Salze des Grundmetalls bei einem pH-Wert < 7 einen Niederschlag
bildet.
Die erfindungsgemäße Passivierungsschicht zeichnet
sich dadurch aus, dass sie bereits in Form einer sehr dünnen Schicht
eine hervorragende korrosionsinhibierende Wirkung aufweist.
Als Metalloberfläche ist im Allgemeinen jede
beliebige Metalloberfläche
einsetzbar. Geeignete Metalloberflächen sind im Allgemeinen technisch übliche Werkstoffe,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Stahl, Gusseisen, Zink, Aluminium,
Magnesium und Legierungen dieser Metalle untereinander oder mit
anderen Legierungsbestandteilen. Besonders bevorzugt sind Zink und
Aluminium sowie Legierungen dieser Metalle mit anderen Legierungsbestandteilen,
wobei eine Oberfläche
aus Zink oder Zink-Legierungen im Allgemeinen durch einen Verzinkungsvorgang
eines metallischen Werkstoffs wie Eisen oder Stahl erhalten wird.
Es ist denkbar, Metalloberflächen einzusetzen,
die nicht vorbehandelt sind. Bevorzugt ist es jedoch, dass die Metalloberflächen vor
dem In Kontakt Bringen mit der Zusammensetzung, die ein wasserlösliches, stickstofflialtiges
Polymer enthält,
zumindest gereinigt wurden. Die Reinigung umfasst dabei bevorzugt
u.a. eine Entfettung der Metalloberfläche. Geeignete Reinigungs-
bzw. Entfettungsverfahren sind dem Fachmann bekannt.
Das wasserlösliche, stickstoffhaltige Polymer
(Komponente A), das eine Base ist und in wässriger Lösung bei Zugabe eines oder
mehrerer Salze des Grundmetalls bei einem pH-Wert < 7
einen Niederschlag bildet, enthält
bevorzugt Vinylimidazol. Besonders bevorzugt enthält das Polymer > 50 Gew.-% Vinylimidazol
und gegebenenfalls mindestens ein weiteres Monomer. Unter dem Begriff
Polymer sind im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl Homopolymere
als auch Copolymere zu verstehen.
Ganz besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäß eingesetzte
Polymer (Komponente A) die folgenden Komponenten:
- a) > 45 Gew.-% bis 100
Gew.-%, bevorzugt > 55
Gew.-%, besonders bevorzugt > 60
Gew.-% Vinylimidazol als Komponente Aa,
- b) 0 bis < 50
Gew.-%, bevorzugt < 40
Gew.-%, besonders bevorzugt < 30
Gew.-% N-Vinyllactame,
weitere Vinylheteroaromaten, Vinylester, C1-C10-Alkylacrylate oder -methacrylate oder
eine Mischung der genannten Monomeren als Komponente Ab,
- c) 0 bis 5 Gew.-%, bevorzugt < 4
Gew.-%, besonders bevorzugt < 3
Gew.-% Säuregruppen
enthaltende mono-ethylenisch ungesättigte Monomere als Komponente
Ac.
Als Komponente Ab sind N-Vinyllactame,
zum Beispiel N-Vinylcaprolactam, N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylpiperidon
geeignet, als weitere Vinylheteroaromaten sind Vinylpyridine und
Vinylpyridin-N-oxide geeignet, geeignete Vinylester sind beispielsweise
Vinylacetat und Vinylpropionat und geeignete C1-C10-Alkyl(meth)acrylate sind Methyl-, Ethyl-
und Butylacrylat bzw. die entsprechenden Methacrylate.
Als Komponente Ab werden bevorzugt
N-Vinylcaprolactam, N-Vinylpyrrolidon und Vinylpyridin eingesetzt.
Als Komponente Ac sind monoethylenisch
ungesättigte
Verbindungen, die mindestens eine Säuregruppe enthalten, zum Beispiel
eine Carboxylgruppe, eine Sulfonsäuregruppe oder eine Phosphonsäuregruppe,
geeignet. Als Komponente Ac geeignete Verbindungen sind beispielsweise
Acrylsäure,
Methacrylsäure, Dimethacrylsäure, Ethylacrylsäure, Krotonsäure, Allylessigsäure und
Vinylessigsäure.
Des Weiteren sind monoethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren als
Komponente Ac geeignet, zum Beispiel Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure, Methylenmalonsäure, Citraconsäure, Maleinsäureanhydrid,
Itaconsäureanhydrid
und Methylenmalonsäureanhydrid,
wobei die Anhydride beim Eintragen in Wasser meist zu den entsprechenden
Dicarbonsäuren
hydrolysieren. Des Weiteren können
als Komponente Ac Sulfonsäuregruppen enthaltende
Monomere, zum Beispiel 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, (Meth)acrylsäure-3-sulfopropylester,
Vinylsulfonsäure,
Methallylsulfonsäure
und Allylsulfonsäure
sowie Phosphonsäuregruppen
aufweisende Monomere wie Vinylphosphonsäure, eingesetzt werden. Die
als Komponente Ac genannten Monomere können entweder allein oder als
Mischung miteinander eingesetzt werden.
Bevorzugt werden als Komponente Ac
Monomere ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid,
Fumarsäure,
Itaconsäure,
2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, Vinylsulfonsäure, Acryl-
oder Methacrylsulfonsäure-3-sulfopropylester
und Vinylphosphonsäure
eingesetzt.
Die als Komponente Ac eingesetzten
Monomere können
entweder in Form der freien Säuren
oder, was bevorzugt ist, in Form ihrer Alkalimetall-, Erdalkalimetall-
oder Ammoniumsalze eingesetzt werden. Bevorzugte Alkalimetallsalze
sind Natrium- und Kaliumsalze, bevorzugte Erdalkalisalze sind Magnesium-
und Calciumsalze.
In einer ganz besonders bevorzugten
Ausführungsform
ist das wasserlösliche,
stickstoffhaltige Polymer Homopolyvinylimidazol, d.h., das Polymer
ist zu 100 Gew.-% aus N-Vinylimidazol aufgebaut.
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts
(Mw) des erfindungsgemäß eingesetzten
wasserlöslichen, stickstoffhaltigen
Polymers beträgt
im Allgemeinen 1000 bis 1 000 000 g/mol, bevorzugt 10 000 bis 150
000 g/mol. Im Falle des ganz besonders bevorzugt eingesetzten Homopolyvinylimidazols
weist dieses ein Molekulargewicht von im Allgemeinen 5000 bis 200
000 g/mol auf. Das Molekulargewicht (Mw) wurde mittels Gelpermeationschromatographie
mit Polystyrol-Standard ermittelt.
Unter Copolymeren sollen im Allgemeinen
solche Verbindungen verstanden werden, die mindestens 3 Wiederholungseinheiten,
bevorzugt mehr als 10 Wiederholungseinheiten aufweisen.
Die Herstellung des erfindungsgemäß eingesetzten
wasserlöslichen,
stickstoffhaltigen Polymers kann auf jede dem Fachmann bekannte
Weise erfolgen. Beispielsweise ist eine Herstellung des Polymers
durch Massepolymerisation, Suspensionspolymerisation, Emulsionspolymerisation
oder Lösungspolymerisation, zum
Beispiel in Toluol, Wasser oder Ethanol möglich. Des Weiteren ist es
möglich,
das erfindungsgemäß eingesetzte
wasserlösliche,
stickstoffhaltige Polymer durch Fällungspolymerisation aus einem
organischen Lösungsmittel,
wie Alkanen oder Cycloalkanen, herzustellen oder entsprechend dem
in
DE-A 43 42 281 offenbarten
Verfahren.
Das bevorzugt eingesetzte wasserlösliche,
stickstoffhaltige Polymer, das aus > 50 Gew.-% Vinylimidazol und gegebenenfalls
mindestens einem weiteren Monomer aufgebaut ist, sowie das ganz
besonders bevorzugt eingesetzte Homopolyvinylimidazol werden vorzugsweise
gemäß einem
Verfahren entsprechend dem in
DE-A 43 42 281 offenbarten Verfahren hergestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung wird die Metalloberfläche bevorzugt mit einer Zusammensetzung
in Kontakt gebracht, enthaltend
- a) ein wasserlösliches,
stickstoffhaltiges Polymer wie vorstehend definiert, als Komponente
A;
- b) Wasser oder ein anderes Lösungsmittel,
das geeignet ist, das Polymer (Komponente A) zu lösen oder zu
dispergieren, suspendieren oder zu emulgieren, als Komponente B
- c) gegebenenfalls mindestens eine oberflächenaktive Verbindung, mindestens
ein Emulgiermittel und/oder mindestens ein Dispergiermittel, als
Komponente C.
Komponente
A
Das als Komponente A eingesetzte
wasserlösliche,
stickstoffhaltige Polymer wurde bereits vorstehend definiert.
Dieses Polymer wird in den erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen im Allgemeinen in einer Menge von 0,01 bis 100
g/l, bevorzugt 0,01 bis 70 g/l, besonders bevorzugt 0,01 bis 50
g/l, bezogen auf jeweils 1 l der Zusammensetzung, eingesetzt.
Komponente
B
Die Komponente B ist Wasser oder
ein anderes Lösungsmittel,
das geeignet ist, das Polymer (Komponente A) zu lösen oder
zu dispergieren, zu suspendieren oder zu emulgieren. Unter einem
Lösungsmittel wird
im Rahmen des vorliegenden Textes eine flüssige Matrix verstanden, in
welcher die verschiedenen Inhaltsstoffe der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
möglichst
fein verteilt vorliegen. Eine derartig feine Verteilung kann beispielsweise
im Sinne einer molekulardispersen Verteilung eine echte Lösung der
Inhaltsstoffe im Lösungsmittel
sein. Der Begriff „Lösungsmittel" umfasst jedoch auch
flüssige
Matrizen, in denen die Inhaltsstoffe im Sinne einer Emulsion oder
Dispersion verteilt sind, d.h. keine molekulardisperse Lösung bilden.
Als Lösungsmittel eignen sich beispielsweise
Wasser sowie wassermischbare und nicht mit Wasser mischbare Lösemittel.
Geeignete wassermischbare Lösungsmittel
sind beispielsweise primäre
oder sekundäre
Mono- oder Polyalkohole mit 1 bis etwa 6 C-Atomen wie Methanol, Ethanol, Propanol,
Isopropanol, n-Butanol, Iso-Butanol, Pentanol, Hexanol, Cyclohexanol
oder Glyzerin. Ebenfalls als wassermischbare Lösemittel geeignet sind niedermolekulare
Ketone wie Aceton oder Methyl-Ethyl-Keton oder Etheralkohole wie
Diethylenglykol oder Triethylglykol. Ebenfalls im Rahmen der vorliegenden
Erfindung geeignet sind Lösungsmittel,
die nicht oder nur in geringem Maße mit Wasser mischbar sind.
Hierzu zählen
beispielsweise Ether wie Diethylether, Dioxan oder Tetrahydrofuran,
aromatische Lösemittel
wie Toluol oder Xylol, halogenierte Lösemittel wie Dichlormethan,
Chloroform oder Tetrachlormethan sowie gegebenenfalls substituierte
aliphatische Lösemittel worunter
beispielsweise die höheren
Homologen der oben genannten Alkohole und Ketone sowie Paraffinkohlenwasserstoffe
fallen.
Die oben genannten Lösungsmittel
können
einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Lösungsmittel
eingesetzt werden. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird als Lösungsmittel Wasser, gegebenenfalls
im Gemisch mit einem oder mehreren der oben genannten, vorzugsweise
wasserlöslichen
Lösungsmittel,
eingesetzt. Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Lösungsmittel
eingesetzt werden soll, das Wasser und ein nicht mit Wasser mischbares
Lösungsmittel
enthält,
so kann das Lösungsmittel
beispielsweise einen Emulgator enthalten um eine im wesentlichen
stabile W/O- oder eine O/W-Emulsion zu ermöglichen.
Wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung
ein Gemisch aus Wasser und einem weiteren, wassermischbaren Lösungsmittel
enthält,
so beträgt
der Anteil an Wasser an einem solchen Gemisch vorzugsweise mindestens
etwa 30 Gew.-% oder mehr, beispielsweise mindestens etwa 40 oder
mindestens etwa 50 Gew.-%. Im Rahmen einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beträgt
der Wasseranteil mindestens etwa 75 Gew.-%. Geeignete Kombinationen
von Wasser und wassermischbaren Lösungsmitteln sind beispielsweise
Wasser/Methanol, Wasser/Ethanol, Wasser/Propanol oder Wasser/Isopropanol.
Bevorzugt ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gemisch aus
Wasser und Ethanol, wobei der Wasseranteil vorzugsweise größer als
etwa 75 Gew.-%, beispielsweise größer als etwa 80 oder etwa 85 Gew.-%,
ist.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
eine erfindungsgemäße Zusammensetzung
mindestens ein Lösungsmittel,
das einen Wasseranteil von mindestens etwa 50 Gew.-% aufweist.
Besonders bevorzugt wird ausschließlich Wasser
als Lösungsmittel
eingesetzt.
Die bevorzugt als wässrige Lösung erfindungsgemäß eingesetzte
Zusammensetzung weist im Allgemeinen einen pH-Wert von 1 bis 6 auf,
wobei je nach Substrat und Applikationsart sowie Einwirkungsdauer
der erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzung auf die Oberfläche
des Grundmetalls engere pH-Bereiche gewählt sein können. Beispielsweise stellt
man den pH-Wert zur Behandlung blanker Metalloberflächen vorzugsweise
auf den Bereich von 2 bis 6 ein, bei Behandlung von Aluminiumoberflächen vorzugsweise
auf den Bereich von 2 bis 4 und bei Behandlung von Stahl, Zink oder
verzinktem Stahl vorzugsweise auf den Bereich von 3 bis 5 ein. Bereits
vorbehandelte Oberflächen
eines Grundmetalls, die beispielsweise eine Phosphatschicht tragen,
werden bevorzugt mit einer erfindungsgemäß eingesetzten Zusammensetzung
mit einem pH-Wert von 3,5 bis 5 in Kontakt gebracht.
Die Menge an Wasser oder einem anderen
Lösungsmittel
ist abhängig
davon, ob die erfindungsgemäße Zusammensetzung
eine einsatzfertige Zusammensetzung oder ein Konzentrat ist, sowie
vom jeweiligen Einsatzzweck. Grundsätzlich ergibt sich die Menge
aus den für
die einsatzfertige Zusammensetzung angegebenen Konzentrationen der
einzelnen Komponenten.
Komponente
C
Gegebenenfalls kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung
zusätzlich
oberflächenaktive
Verbindungen, Emulgiermittel und/oder Dispergiermittel enthalten.
Geeignete oberflächenaktive
Verbindungen sind Tenside, die kationisch, anionisch, zwitterionisch
oder nichtionisch sein können.
Geeignete Tenside sind beispielsweise Alkyl- und Alkenylalkoxylate
vom Typ R-EOn/POm wobei
R im allgemeinen lineare oder verzweigte C6-C30-Alkylreste, bevorzugt C8-C2
0- Alkylreste sind
und EO für
eine Ethylenoxid-Einheit und PO für eine Propylenoxid-Einheit
steht, wobei EO und PO in beliebiger Reihenfolge angeordnet sein
können
und n und m unabhängig
voneinander > 1 und < 100 sind, bevorzugt > 3 und < 50, z.B. Emulan®,
Lutensol® und
Plurafac® (der BASF),
Alkylphenolethoxylate, EO/PO-Blockcopolymere (Pluronic®, der
BASF), Alkylethersulfate und Alkyammoniumsalze, sog. Quats.
Die Menge dieser Komponenten in der
erfindungsgemäßen Zusammensetzung
beträgt
im Allgemeinen 0,01-100 g/l, bevorzugt 0,1 bis 20 g/l.
In einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
die erfindungsgemäß eingesetzte
Zusammensetzung zusätzlich
zu den Komponenten A, B und gegebenenfalls C:
- d)
mindestens ein Salz, eine Säure
oder eine Base basierend auf Übergangsmetallkationen, Übergangsmetalloxoanionen,
Fluorometallaten oder Lantanoiden als Komponente D, und/oder
- e) mindestens eine Säure
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Phosphorsäure, Schwefelsäure, Sulfonsäuren, Salpetersäure, Flußsäure und
Salzsäure
als Komponente E und/oder
- f) mindestens einen weiteren Korrosionsinhibitor als Komponente
F, und/oder
- g) Verbindungen des Ce, Ni, Co, V, Fe, Zn, Zr, Ca, Mn, Mo, W,
Cr und/oder Bi als Komponente G, und/oder
- h) weitere Hilfs- und Zusatzstoffe als Komponente H.
Diese Zusammensetzungen eignen sich
zum Passivieren, insbesondere Phosphatieren der in der vorliegenden
Anmeldung genannten Metalloberflächen.
Komponente
D
Als Komponente D sind Salze, Säuren und
Basen basierend auf Übergangsmetallkationen, Übergangsmetalloxoanionen,
Fluorometallaten oder Lanthanoiden geeignet. Geeignete Übergangsmetallkationen sind
insbesondere Fluorometallate des Ti (IV), Zr (IV), Hf (IV) und/oder
des Si (IV), geeignete Lanthanoide insbesondere Ce. Des weiteren
sind Wolframate und Molybdate geeignet.
Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden
Anmeldung, enthaltend die Komponente D sind insbesondere dazu geeignet,
entweder eine korrosionsschützende
Schicht auf einer Metalloberfläche
abzuscheiden oder die korrosionsschützende Wirkung einer bereits
auf der Metalloberfläche
abgeschiedenen Korrosionsschicht zu verstärken. Die erfindungsgemäß eingesetzten
Polymere (Komponente A) weisen in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
eine hervorragende Korrosionsschutzwirkung auf. Im Allgemeinen führt der
Einsatz der Komponente A in den erfindungsgemäß eingesetzten Zusammensetzungen
zu so guten Korrosionsschutzeigenschaften, dass der Zusatz der Komponente
D nicht erforderlich ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
sind Verbindungen der Komponente D somit nicht in den erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen enthalten.
Die Menge der Komponente D beträgt – falls
die Komponente D in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten
ist – bevorzugt
0,02 bis 20 g/l.
Komponente
E
Die erfindungsgemäßen Zusanmensetzungen können neben
oder anstelle der Komponente D des weiteren mindestens eine Säure ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Phosphorsäure, Schwefelsäure, Sulfonsäuren wie
Methansulfonsäure,
Vinylsulfonsäure,
Allylsulfonsäure,
m-Nitrobenzolsulfonsäure,
Naphthalinsulfonsäure
und Derivaten davon, Salpetersäure,
Flußsäure und
Salzsäure
enthalten. Die Art der eingesetzten Säure ist dabei abhängig von
der Art der Behandlung der Metalloberfläche. So wird Phosphorsäure im Allgemeinen
in Phosphatierungsbädern
zur Phosphatierung von Stahl-Oberflächen eingesetzt. Die erfindungsgemäße eingesetzte
Zusammensetzung ist in diesem Falle eine Phosphatierlösung. Dabei
unterscheidet man zwischen sogenannten "nicht schichtbildenden" Phosphatierlösungen,
das sind Lösungen,
die keine zweiwertigen Metalle aufweisen. Solche "nicht schichtbildenden" Phosphatierlösungen liegen
beispielsweise in Form einer Eisenphosphatierlösung vor. Enthalten die Phosphatierlösungen Ionen
zweiwertiger Metalle, z. B. Zink und/oder Mangan, liegen die Phosphatierlösungen als
sogenannte "schicht
bildende" Phosphatierlösungen vor.
Salpetersäure
enthaltende Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Anmeldung
sind insbesondere zur Oberflächenbehandlung
von Zink und seinen Legierungen geeignet, während Flußsäure enthaltende Zusammensetzungen
insbesondere zur Oberflächenbehandlung
von Aluminium und seinen Legierungen geeignet sind.
Die Menge an eingesetzter Säure kann
je nach Anwendungsgebiet variieren. Im Allgemeinen werden – falls
die Komponente E in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten
ist – 0,2
bis 200 g/l, bevorzugt 2 bis 100 g/l, der Komponente E eingesetzt.
Komponente
F
Die erfindungsgemäß eingesetzten Zusammensetzungen
können
neben oder anstelle der Komponenten D und/oder E mindestens einen
weiteren Korrosionsinhibitor enthalten. Geeignete Korrosionsinhibitoren sind
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Butindiol, Benztriazol, Aldehyden,
Amincarboxylaten, Amino- und Nitrophenolen, Aminoalkoholen, Aminobenzimidazol,
Aminoimidazolinen, Aminotriazol, Benzimidazolaminen, Benzothiazolen,
Derivaten des Benztriazols, Borsäureestern
mit verschiedenen Alkanolaminen wie beispielsweise Borsäurediethanolaminester,
Carbonsäuren
und ihren Estern, Chinolinderivaten, Dibenzylsulfoxid, Dicarbonsäuren und
ihren Estern, Diisobutenylbernsteinsäure, Dithiophosphonsäure, Fettaminen
und Fettsäureamiden,
Guanidinderivaten, Harnstoff und seinen Derivaten, Laurylpyridiniumchlorid,
Maleinsäureamiden, Mercaptobenzimidazol,
N-2-Ethylhexyl-3-aminosulfopropionsäure, Phosphoniumsalzen, Phthalsäureamiden, Amin-
und Natrium- neutralisierten Phosphorsäureestern von Alkylalkoholen
sowie diesen Phosphorsäureestern
selbst, Phosphorsäureestern
von Polyalkoxylaten und hier insbesondere von Polyethylenglykol,
Polyetheraminen, Sulfoniumsalzen, Sulfonsäuren wie beispielsweise Methansulfonsäure, Thioethern,
Thioharnstoffen, Thiuramidsulfiden, Zimtsäure und ihren. Derivaten, Zinkphosphaten
und -silikaten, Zirkonphosphaten und -silikaten.
Bevorzugt werden als weitere Korrosionsinhibitoren
Butindiol und Benztriazol eingesetzt.
Die Korrosionsinhibitoren werden – falls
sie überhaupt
in den Zusammensetzungen eingesetzt werden – in einer Menge von im allgemeinen
0,01 bis 50 g/l, bevorzugt 0,1 bis 20 g/l, besonders bevorzugt 1
bis 10 g/l eingesetzt.
Komponente
G
Neben oder gegebenenfalls anstelle
der genannten Komponenten können
des weiteren Verbindungen des Ce, Ni, Co, V, Fe, Zn, Zr, Ca, Mn,
Mo, W, Cr und/oder Bi eingesetzt werden. Im Allgemeinen führt der
erfindungsgemäße Einsatz
der Komponente A in den Zusammensetzungen zu so guten Korrosionsschutzeigenschaften,
daß der
Zusatz der genannten Verbindungen nicht erforderlich ist. Bevorzugt
sind die erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen Cr(VI)-frei, besonders bevorzugt enthalten die
erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen keine Verbindungen gemäß Komponente G. Falls die genannten
Verbindungen (Komponente G) dennoch eingesetzt werden, werden bevorzugt
Verbindungen ausgewählt
aus Fe, Zn, Zr und Ca eingesetzt. Die Menge dieser Verbindungen
in den Zusammensetzungen beträgt – falls
diese Verbindungen überhaupt
vorliegen – im
allgemeinen 0,01 bis 100 g/l, bevorzugt 0,1 bis 50 g/l, besonders
bevorzugt 1 bis 20 g/l.
Komponente
H
Neben oder anstelle von einer oder
mehreren der aufgeführten
Komponenten D bis G können
die erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen weitere Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten. Geeignete
Hilfs- und Zusatzstoffe sind unter anderem Leitfähigkeitspigmente oder leitfähige Füllstoffe
z.B. Eisenphosphid, Vanadiumcarbid, Titannitrid, Ruß, Graphit,
Molybdändisulfid
oder mit Zinn oder Antimon dotiertes Bariumsulfat, wobei Eisenphosphid
bevorzugt ist. Solche Leitfähigkeitspigmente
oder leitfähige
Füllstoffe
werden den erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen zur Verbesserung der Schweißbarkeit der zu behandelnden Metalloberflächen oder
zur Verbesserung einer nachfolgenden Beschichtung mit Elektrotauchlacken
zugesetzt. Des weiteren können
Kieselsäure-Suspensionen – insbesondere
bei einer Verwendung der Zusammensetzungen zur Behandlung von Aluminium
enthaltenden Oberflächen – eingesetzt
werden.
Diese Hilfs- bzw. Zusatzstoffe liegen
im allgemeinen in fein verteilter Form vor, d.h. ihre mittleren
Teilchendurchmesser betragen im allgemeinen 0,005 bis 5 μm, bevorzugt
0,05 bis 2,5 μm.
Die Menge der Hilfs- und Zusatzstoffe beträgt im allgemeinen 0,1 bis 50
bevorzugt 2 bis 35 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Zusammensetzungen
können
weiterhin Additive zur Verbesserung des Umformverhaltens enthalten,
beispielsweise wachsbasierte Derivate auf Basis von natürlichen
oder synthetischen Wachsen, z.B. Wachse basierend auf Acrylsäure, Polyethylen-,
Polytetrafluorethylen (PTFE)-Wachse oder Wachsderivate oder Paraffine
und ihre Oxidationsprodukte.
In Abhängigkeit von ihrem Anwendungsbereich
können
die erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen Polymerdispersionen basierend auf Styrol, 4-Hydroxystyrol,
Butadien, Acrylsäure,
Acrylsäureestern,
Acrylsäureamiden,
Acrylaten, Methacrylsäure, Methacrylsäureestern,
Methacrylsäureamiden,
Methacrylaten und Derivaten des Acrylamids enthalten. Weiterhin
ist es möglich,
daß die
erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen Polyurethandispersionen und Polyesterurethandispersionen
oder Polyharnstoffdispersionen enthalten.
Eine weitere Gruppe von Verbindungen,
die in den erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen vorliegen können
sind Polyethylenglycole, Polypropylenglycole, Copolymerisate des
Ethylenoxids und Copolymerisate des Propylenoxids.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Zusammensetzungen
werden zur Passivierung (Konversionsschichtbildung), insbesondere
No-Rinse-Konversionsschichtbildung, also Verfahren mit verringerter
Anzahl von Spüloperationen,
beispielsweise auf verzinktem Stahl und Aluminium, eingesetzt. Dabei
wird die erfindungsgemäße Passivierungsschicht
auf der Metalloberfäche
ausgebildet.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Zusammensetzungen
können
gegebenenfalls zusätzlich
einen Komplexbildner als Komponente I enthalten. Geeignete Komplexbildner
sind z.B. Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Ethylendiamin (ED),
Zitronensäure
sowie Salze der genannten Verbindungen.
Des Weiteren können die erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen gegebenenfalls mindestens eine Säure oder
ein Alkali- oder Erdalkalimetallsalz der entsprechenden Säure, bevorzugt
ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus HNO3, H2SO4, HP3O4, Ameisensäure und Essigsäure als
Komponente K enthalten. Die Säure
wird im Allgemeinen in einer Menge von 0,5 bis 700 g/l, bevorzugt
5 bis 280 g/l eingesetzt.
Neben den genannten Komponenten können die
erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen weitere Additive als Komponente L enthalten. Geeignete
Additive sind 1-(2-Vinylpyridinium)-2-ethylsulfobetain, 1,1-Dimethyl-2-propinyl-1-amin,
1-Pyridinium-2-ethylsulfobetain, 1-Pyridinium-2-hydroxy-3-propylsulfobetain,
1-Pyridinium-3-propyl-sulfobetain,
2,2'-Dichlordiethylether,
2,5-Dimethyl-3-hexin-2,5-diol, 2-Butin-l,4-diol, 2-Butin-l,4-diolethoxylat, 2-Butin-l,4-diolpropoxylat,
3-(2-Benzothiazolylthio)-1-propan-sulfonsäure-Na-Salz,
3,3'-Dithio-bis-(1-propansulfonsäure)-Na-Salz,
3[(Aminoimino-methyl]-thiol]-1-propansulfonsäure, 3-[(Dimethylamino)-thioxomethylthio]-1-propansul-fonsäure-Na-Salz,
3-[Ethoxy-thioxomethylthio]-1-propansulfonsäure-K-Salz, 3-Chlor-2-hydroxy-l-propansulfonsäure-Na-Salz,
3-Hexin-2,5-diol, 3-Mercapto-1- propansul-fonsäure-Na-Salz,
4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon,
4-Methoxybenzaldehyd, Aldehyde, Alkylphenylpolyethylenoxidsulfopropylether-K-Salze,
Alkylpolyethylenoxidsulfoproylether-K-Salze wie beispielsweise Tridecyl/Pentadecylpolyethylenoxidsulfoproylether-K-Salz,
Allylsulfonsäure-Na-salz,
Amidosulfonsäure,
Amin- und Natrium- neutralisierte Phosphorsäureester von Alkylalkoholen,
Amincarboxylate, Amino- und
Nitrophenole, Aminoalkohole, Aminobenzimidazol, Aminoimidazoline,
Aminotriazol, Benzylacetessigsäuremethylester,
Benzylaceton, Benzimidazolamine, Benzothiazole, Benztriazol und
seine Derivate, Benzylpyridin-3-carboxylat, Bisphenol A, Borsäureester
mit verschiedenen Alkanolaminen wie beispielsweise Borsäurediethanolaminester,
Carbonsäuren
und ihre Ester, Carboxyethylisothiuroniumbetain, Chinolinderivate,
Copolymere aus Ethylen und Acrylsäure, Copolymere aus Imidazol
und Epichlorhydrin, Copolymere aus Imidazol, Morpholin und Epichlorhydrin,
Copolymere aus N,N'-bis-[3-(dimethylamino)propyl]-harnstoff
und 1,1'-Oxybis-[2-chlorethan],
Copolymere aus n-Butylacrylat,
Acrylsäure
und Styrol, Dibenzylsulfoxid, Dicarbonsäuren und ihre Ester, Diethylentriaminpentaessigsäure und
davon abgeleitete Salze, Diisobutenylbernsteinsäure, Dinatriumethylenbisdithiocarbamat,
Dithiophosphonsäure,
Ethylamidosulfonsäure,
Ethylendiamintetraessigsäure
und davon abgeleitete Salze, Ethylglycindiessigsäure und davon abgeleitete Salze,
Ethylhexanolethoxylat, Fettamine und Fettsäureamide, Formaldehyd, Glycerinethoxylat,
Guanidinderivate, Harnstoff und seine Derivate, Hydroxyethyliminodiessigsäure und
davon abgeleitete Salze, Imidazol, Isopropylamidosulfonsäure, Isopropylamido-sulfonylchlorid,
Lauryl/Myristyltrimethylammonium-Methosulfat, Laurylpyridinium-chlorid,
Maleinsäureamide, Mercaptobenzimidazol,
Methylamidosulfonsäure,
N,N,N',N'-Tetrakis(2-hydroxypropyl)-ethylendiamin, N,N-Diethyl-2-propin-1-amin,
N,N-Diethyl-4-amino-2-butin-1-ol, N,N-Dimethyl-2-propin-1-amin, N-2-Ethylhexyl-3-aminosulfo-propionsäure, N-Allyl-pyridiniumchlorid,
Na-Salz sulfatierter Alkylphenolethoxylate, Natrium-2-ethylhexylsulfat,
Nicotinsäure,
Nitrilotriessigsäure
und davon abgeleitete Salze, Nitrobenzolsulfonsäure-Na-Salz , N-Methallylpyridiniumchlorid,
ortho-Chlorbenzaldehyd, Phosphoniumsalze, Phthalsäureamide, Picolinsäure, Polyetheramine,
Polyethylenimine, Polyvinylimidazol, Propargylalkohol, Propargylalkoholethoxylat,
Propargylalkoholpropoxylat, Propinsulfonsäure-Na-salz, Propiolsäure, Propylendiamintetraessigsäure und davon
abgeleitete Salze, Pyrrol, Quaterniertes Polyvinylimidazol, Reaktionsprodukt
aus 2-Butin-1,4-diol
und Epichlorhydrin, Reaktionsprodukt aus 2-Butin-1,4-diol und Propansulton,
Reaktionsprodukt aus Saccharin und Propansulton, Reaktionsprodukt
von Alkyl-ethoxylat/propoxylat mit Propansulton, Reaktionsprodukt
von Polyethylenimin mit Propansulton, Reaktionsprodukt von β-Naphthol-ethoxylat/propoxylat
mit Propansulton, Resorcinethoxylat, Saccharin, β-Naphtholethoxylat, β-Naphtholethoxylatsulfat-Na-Salz, Sulfoniumsalze,
Sulfonsäuren
wie beispielsweise Methansulfonsäure,
Thiodiglykol, Thiodiglykolethoxylat, Thioether, Thioharnstoffe, Thiuramidsulfide,
Vinylsulfonsäure-Na-salz, Zimtsäure und
ihre Derivate, Zinkphosphate und -silikate, Zirkonphosphate und- silikate, Hypophosphite
(z.B. Natriumhypophosphit), NaBH4, Dimethylaminoboran,
Diethylaminoboran, Hydrazin, Formaldehyd, Urotropin, Palladiumchlorid,
Natriumstannat, HFxBF3,
Polyethylenglykole mit Molekulargewicht 100 – 1000000 g/mol, Blockcopolymere
des Ethylenoxids und Propylenoxids, beispielsweise Pluronic-Marken
der Fa. BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rh., und statistische
Copolymere des Ethylenoxid und Propylenoxids, insbesondere mit Molekulargewichten
im Bereich 100 – 2000
g/mol.
In einer ganz besonders bevorzugten
Ausführungsform
enthält
die erfindungsgemäße Passivierungsschicht
außer
dem wasserlöslichen
stickstoffhaltigen Polymer Metallionen des Grundmetalls, insbesondere Aluminium
und Zink bzw. Legierungsmetallionen von Legierungsmetallen mit Aluminium
oder Zink, keine weiteren Metalle. Das bedeutet, dass die zur Herstellung
der Passivierungsschicht eingesetzten Zusammensetzungen keine Metalle
oder Metallverbindungen enthalten. Bereits ohne den Zusatz weiterer
Metalle oder Metallverbindungen werden bei Einsatz der wasserlöslichen,
stickstoffhaltigen Polymere gemäß der vorliegenden Anmeldung
Passivierungsschichten erhalten, die eine hervorragende Korrosionsstabilität aufweisen.
Die Schichtdicke der erfindungsgemäßen auf
der Oberfläche
eines Grundmetalls gebildeten Passivierungsschicht beträgt bevorzugt ≤ 3 μm. Besonders
bevorzugt beträgt
die Schichtdicke 0,01 bis 3 μm,
ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 3 μm. Die Dicke der Schicht wird
dabei durch Differenzwägung
vor und nach Einwirkung der erfindungsgemäß eingesetzten Zusammensetzung
auf die Metalloberfläche
unter der Annahme, dass die Schicht eine spezifische Dichte von
1 kg/l aufweist, ermittelt. Im Folgenden wird unter „Schichtdicke" immer eine derartig
ermittelte Größe verstanden,
unabhängig
davon, welche spezifische Dichte die Schicht tatsächlich aufweist.
Diese dünnen
Schichten genügen,
um einen hervorragenden Korrosionsschutz zu erzielen. Durch solche
dünnen
Schichten ist die Maßhaltigkeit
der passivierten Werkstücke
gewährleistet.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Anmeldung ist eine Oberfläche
aufgebaut aus einer Metalloberfläche
und einer Passivierungsschicht gemäß der vorliegenden Anmeldung.
Geeignete und bevorzugt eingesetzte Metalloberflächen und bevorzugte Ausführungsformen
der Passivierungsschicht sind bereits vorstehend genannt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Anmeldung ist ein Verfahren zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Passivierungsschicht
auf einer Metalloberfläche,
wobei die Metalloberfläche
mit einer Zusammensetzung, wie sie gemäß der vorliegenden Anmeldung
definiert ist, in Kontakt gebracht wird. Geeignete Zusammensetzungen
sowie bevorzugte Ausführungsformen
geeigneter Zusammensetzungen sind bereits vorstehend erwähnt. Geeignete
Metalloberflächen
sowie bevorzugte Ausführungsformen
der Metalloberflächen sind
ebenfalls bereits vorstehend erwähnt.
Das erfindungsgemäß eingesetzte wasserlösliche,
stickstoffhaltige Polymer kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren
in Lösung,
Emulsion, Suspension oder als Aerosol vorliegen. Bevorzugt liegt
das Polymer (Komponente A) in den in dem erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzten Zusammensetzungen in wässriger Lösung vor.
Die Art der Applikation entspricht
technisch üblichen
Methoden. Bevorzugt erfolgt das Inkontaktbringen der Metalloberfläche mit
erfindungsgemäß eingesetzten
Zusammensetzungen durch Aufsprühen
der Zusammensetzung auf die Metalloberfläche oder durch Tauchen der
Metalloberfläche
in die Zusammensetzung. Die jeweils besonders bevorzugt angewendete
Applikationsmethode ist abhängig
von der Zahl, Größe und Form
der zu behandelnden Teile. Demgemäß erfolgt das In Kontakt Bringen
bevorzugt mittels eines Sprüh-, Walz-
oder Tauchverfahrens.
Wird die erfindungsgemäße Passivierungsschicht
durch Phosphatierung auf Metallbänder
aufgebracht, so können
Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden
Anmeldung enthaltend Phosphorsäure
als Komponente E durch ein „Roll-on"- oder „-Dry-in-Place"- oder „No-Riese"-Verfahren aufgebracht werden, wobei
die erfindungsgemäß eingesetzte
Phosphatierzusammensetzung auf das Metallband aufgebracht wird und ohne
Spülen
getrocknet wird, wobei sich ein Polymerfilm ausbildet.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Anmeldung ist ein Verfahren umfassend die Schritte:
- a) gegebenenfalls Reinigung der Metalloberfläche zur Entfernung von Ölen, Fetten
und Schmutz,
- b) gegebenenfalls Waschen mit Wasser,
- c) gegebenenfalls Pickling, um Rost oder andere Oxide zu entfernen,
- d) gegebenenfalls Waschen mit Wasser,
- e) In Kontakt Bringen der Metalloberfläche mit einer Zusammensetzung,
die ein wasserlösliches,
stickstofflhaltiges Polymer enthält,
wobei das Polymer eine Base ist und eine wässrige Lösung des Polymers bei Zugabe
eines oder mehrerer Salze des Metalls der Metalloberfläche bei
einem pH-Wert < 7
einen Niederschlag bildet (Komponente A),
- f) gegebenenfalls Waschen mit Wasser,
- g) gegebenenfalls Nachbehandlung.
Das In Kontakt Bringen der Metalloberfläche mit
dem erfindungsgemäß eingesetzten
wasserlöslichen, stickstoffhaltigen
Polymer ist dabei der Passivierungsschritt, insbesondere ein Phosphatierungsschritt,
der nach dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgt. Dabei entsteht
auf dem Metall die erfindungsgemäße Passivierungsschicht.
Wird in Schritt e) eine Phosphatierung durchgeführt, ist eine Nachbehandlung
der Metalloberfläche
in g) mit passivierenden Zusätzen
möglich.
Bevorzugt eingesetzte wasserlösliche,
stickstoffhaltige Polymere (Komponente A) wurden bereits vorstehend
benannt.
Ein Waschen mit Wasser erfolgt zwischen
den einzelnen Verfahrensschritten, um eine Verunreinigung der für den jeweils
folgenden Schritt' erforderlichen
Lösung
mit Komponenten der in dem vorhergegangenen Schritt eingesetzten
Lösung
zu vermeiden.
Es ist jedoch auch denkbar, erfindungsgemäße Verfahren
als „No-Rinse-Verfahren" durchzuführen, d.h.
ohne die Stufen b), d) und f).
In dem sogenannten „No-Rinse"-Verfahren wird die
erfindungsgemäß eingesetzte
Zusammensetzung im Allgemeinen entweder auf die Metalloberfläche aufgesprüht oder
durch Auftragswalzen auf die Oberfläche übertragen. Danach erfolgt nach
einer Einwirkdauer, die im Allgemeinen im Bereich von 2 bis 20 Sekunden liegt,
ohne weitere Zwischenspülung
ein Eintrocknen der erfindungsgemäß eingesetzten Zusammensetzung. Dies
kann zum Beispiel in einem beheizten Ofen erfolgen.
Die Schritte des Reinigens (Schritt
a)) und des Inkontaktbringens der Metalloberfläche in Anwesenheit des erfindungsgemäß eingesetzten
wasserlöslichen,
stickstoffhaltigen Polymers (Komponente A) (Schritt e)) können auch
in einem Schritt durchgeführt
werden, d.h. mit einer Formulierung, die neben den üblichen
Reinigungsmitteln auch die erfindungsgemäß eingesetzte Zusammensetzung
enthält.
Das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt im Allgemeinen
bei einer Temperatur von 5 bis 100°C, bevorzugt von 10 bis 80°C, besonders
bevorzugt 15 bis 45°C.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Anmeldung ist die Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend ein
wasserlösliches,
stickstoffhaltiges Polymer, wobei das Polymer eine Base ist und
eine wässrige Lösung des
Polymers bei Zugabe eines oder mehrerer Salze des Metalls der Metalloberfläche bei
einem pH-Wert < 7
einen Niederschlag bildet, zur Passivierung einer Metalloberfläche. Bevorzugt
eingesetzte Zusammensetzungen sowie in den Zusammensetzungen bevorzugt
eingesetzte Polymere (Komponente A) sind bereits vorstehend genannt.
Bevorzugt eingesetzte Metalloberflächen sowie bevorzugt durchgeführte Verfahren
zur Passivierung der Metalloberflächen sind ebenfalls bereits
vorstehend genannt.
Im Anschluss an das Verfahren zur
Ausbildung einer Passivierungsschicht auf einer Metalloberfläche kann
die mit der erfindungsgemäßen Passivierungsschicht
versehene Metalloberfläche
im Anschluss an die Verfahrensschritte a) bis g) mit einem Lack
versehen werden. Die Lackierung erfolgt dabei nach dem Fachmann
bekannten Verfahren. Als Lack kann dabei zum Beispiel ein Pulverlack
oder ein elektrolytisch, insbesondere kathodisch abscheidbarer Tauchlack
eingesetzt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Anmeldung ist somit ein Lackaufbau auf einer Metalloberfläche umfassend
mindestens eine erfindungsgemäße Passivierungsschicht
X und mindestens eine Lackschicht, bevorzugt mehrere Lackschichten,
als Schichten) Y.
Die Passivierungsschicht und bevorzugte
Ausführungsformen
der Passivierungsschicht sind bereits vorstehend genannt. Geeignete
Lackschichten sind dem Fachmann bekannt.
Der erfindungsgemäße Lackaufbau kann eine Mehrschichtlackierung
(mehrere Lackschichten) mit weiteren Schichten enthalten. Beispielsweise
kann eine Mehrschichtlackierung aus mindestens einer der folgenden
Schichten aufgebaut sein, die typischerweise folgendermaßen angeordnet
sein können:
- – eine
pigmentierte und/oder mit Effektstoffen versehene Schicht W,
- – eine
Schicht Z, ausgewählt
aus der Gruppe Primer, Basislack, Grundierung, pigmentierter Lack
oder mit Effektstoffen versehener Lack.
Als farb- und/oder effektgebende
Lacke in der Schicht Z und/oder W kommen im Grunde alle für diese Zwecke üblichen
und dem Fachmann bekannten Lacke in Betracht. Diese können physikalisch,
thermisch, mit aktinischer Strahlung oder thermisch und mit aktinischer
Strahlung (dual-cure) härtbar
sein. Es kann sich um konventionelle Basislacke, Wasserbasislacke,
im wesentlichen lösemittel-
und wasserfreie flüssige
Basislacke (100%-Systeme), im wesentlichen lösemittel- und wasserfreie feste
Basislacke (pigmentierte Pulverlacke) oder im wesentlichen lösemittelfreie
pigmentierte Pulverlackdispersionen (Pulverslurry-Basislacke) handeln. Sie
können
thermisch oder DualCure-härtbar
sein, und selbst- oder fremdvernetzend.
Es können einer oder mehrere, bevorzugt
1 bis 3, besonders bevorzugt 1 bis 2 und ganz besonders bevorzugt
ein farb- und/oder effektgebender Lack in den Schichten eingesetzt
werden.
Im Wesentlichen lösemittelfrei bedeutet, dass
der betreffende Beschichtungsstoff einen Restgehalt an flüchtigen
Lösemitteln
von < 2,0 Gew.-%,
bevorzugt < 1,5
Gew.-% und besonders bevorzugt < 1,0
Gew.-% hat. Es ist von ganz besonderem Vorteil, wenn der Restgehalt
unterhalb der gaschromatographischen Nachweisgrenze liegt.
Besonders bevorzugt werden in den
Mehrschichtlackierungen Wasserbasislacke angewandt, wie sie aus
den Patentanmeldungen
EP
0 089 497 A1 ,
EP
0 256 540 A1 ,
EP
0 260 447 A1 ,
EP
0 297 576 A1 , WO 96/12747,
EP 0 523 610 A1 ,
EP 0 228 003 A1 ,
EP 0 397 806 A1 ,
EP 0 574 417 A1 ,
EP 0 531 510 A1 ,
EP 0 581 211 A1 ,
EP 0 708 788 A1 ,
EP 0 593 454 A1 ,
DE-A-43 28 092 A1 ,
EP 0 299 148 A1 ,
EP 0 394 737 A1 ,
EP 0 590 484 A1 ,
EP 0 234 362 A1 ,
EP 0 234 361 A1 ,
EP 0 543 817 A1 ,
WO95/14721,
EP 0 521
928 A1 ,
EP
0 522 420 A1 ,
EP
0 522 419 A1 ,
EP
0 649 865 A1 ,
EP
0 536 712 A1 ,
A1 ,
EP 0 596 461 A1 ,
EP 0 584 818 A1 ,
EP 0 669 356 A1 ,
EP 0 634 431 A1 ,
EP 0 678 536 A1 ,
EP 0 354 261 A1 ,
EP 0 424 705 A1 ,
WO 97/49745, WO 97/49747,
EP
0 401 565 A1 oder
EP
0 817 684 , Spalte 5, Zeilen 31 bis 45, bekannt sind.
Die vorstehend beschriebenen farb-
und/oder effektgebenden Lacke können
nicht nur der Herstellung von farb- und/oder effektgebenden Basislackierungen,
sondern auch von farb- und/oder
effektgebenden Kombinationseffektschichten dienen. Hierunter ist
eine Lackierung zu verstehen, die in einer farb- und/oder effektgebenden
Mehrschichtlackierung mindestens zwei Funktionen erfüllt. Funktionen
dieser Art sind insbesondere der Schutz vor Korrosion, die Haftvermittlung,
die Absorption mechanischer Energie und die Farb- und/oder Effektgebung.
Vor allem dient die Kombinationseffektschicht der Absorption mechanischer
Energie sowie der Farb- und/ oder Effektgebung zugleich; sie erfüllt also
die Funktionen einer Füllerlackierung
oder Steinschlagschutzgrundierung und einer Basislackierung. Vorzugsweise
hat die Kombinationseffektschicht darüberhinaus noch Korrosionsschutzwirkung
und/oder haftvermittelnde Wirkung.
Typische Dicken der Schicht (W) und/oder
(Z) reichen von 0,1 bis 2000 μm,
bevorzugt 0,5 bis 1000 μm,
besonders bevorzugt von 1 bis 500 μm, ganz besonders bevorzugt
von 1 bis 250 μm
und insbesondere von 10 bis 100 μm.
Die in den Mehrschichtlackierungen
einsetzbaren Lacke können
farb- und/oder effektgebende Pigmente enthalten. Als farbgebende
Pigmente sind alle lacküblichen
Pigmente organischer oder anorganischer Natur geeignet. Beispiele
für anorganische
oder organische Farbpigmente sind Titandioxid, mikronisiertes Titandioxid,
Eisenoxidpigmente, Ruß,
Azopigmente, Phthalocyaninpigmente, Chinacridon- und Pyrrolopyrrolpigmente.
Die Effektpigmente zeichnen sich
insbesondere durch einen plättchenartigen
Aufbau aus. Beispiele für Effektpigmente
sind: Metallpigmente, z.B. aus Aluminium, Kupfer oder anderen Metallen;
Interferenzpigmente, wie z.B. metalloxidbeschichtete Metallpigmente,
z.B. titandioxidbeschichtetes oder mischoxidbeschichtetes Aluminium,
beschichteter Glimmer, wie z.B. titandioxidbeschichteter Glimmer
und Graphiteffektpigmente. Vorteilhaft können, beispielsweise zur Verbesserung
der Härte,
LTV-härtbare
Pigmente und gegebenenfalls auch Füllstoffe eingesetzt werden.
Es handelt sich hierbei um mit strahlungshärtbaren Verbindungen, z.B.
acrylfunktionellen Silanen, gecoatete Pigmente/Füllstoffe, die somit in den
Strahlenhärteprozeß mit einbezogen
werden können.
Der erfindungsgemäße Lackaufbau wird im Allgemeinen
durch ein Verfahren umfassend die Schritte:
- a)
Ausbildung einer Passivierungsschicht X gemäß einem vorstehend genannten
Verfahren zur Ausbildung der Passivierungsschicht;
- b) Lackieren der Passivierungsschicht,
hergestellt.
Ein Verfahren zur Ausbildung der
Passivierungsschicht sowie bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens
sind bereits vorstehend genannt. Als Schritt b) geeignete Lackierungsverfahren
sind dem Fachmann bekannt.
