DE1171236B - Verfahren zum Reinigen von Metalloberflaechen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 23 g

Deutsche Kl.: 48 d2-1/14

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

M 45149 VIb/48 d2
28. April 1960
27. Mai 1964

Zur Vorbereitung metallischer Oberflächen, insbesondere von Oberflächen von Eisenmetallen, für das Aufbringen von Phosphatüberzügen ist es im allgemeinen notwendig, sie von Fingerabdrücken, öl, Fett, Schmutz, Ziehschmiermittel u. dgl., zu befreien. Die Behandlung wird häufig durch Aufspritzen einer Reinigungslösung vorgenommen. Es ist bekannt, bei der Spritzentfettung von Metallen alkalische wäßrige Lösungen zu benutzen, die nichtionogene Produkte, beispielsweise Polyglykoläther, als oberflächenaktive Mittel enthalten. Diese bekannten Lösungen werden in der Hitze, beispielsweise bei 70 bis 85° C, angewendet. Wenn die im Anschluß an die Reinigung derOberflächedurchgeführtePhosphatierung bei niedriger Temperatur, z. B. bei 50° C oder darunter, durchgeführt werden soll, würde es natürlich zweckmäßig sein, auch die Reinigung bei niedriger Temperatur vorzunehmen. Mit dem bekannten Reinigern läßt sich diese Aufgabe jedoch nicht befriedigend lösen.

Gemäß einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren lassen sich Metalloberflächen auch bei niedrigen Temperaturen vor dem Aufbringen von Phosphatüberzügen wirksam reinigen, indem man die Oberfläche mit einer alkalischen Lösung behandelt, die Borax, ein Orthophosphat eines Alkalimetalls und als oberflächenaktives Mittel ein Kondensationsprodukt aus einem Molekül Nonylphenol oder rn-Methyl-p-Octylphenol und 6 bis 11 Molekülen Äthylenoxyd enthält. Diese Reinigungsmittel ergeben durchweg zufriedenstellende Ergebnisse bei mäßig verschmutzten Oberflächen, und sie ermöglichen die anschließende Aufbringung sehr feiner und gleichmäßiger Phosphatschichten. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sehr starke Verschmutzungen nicht immmer vollständig entfernt werden.

Reinigungsmittel, die vorwiegend aus Alkalimetasilikat bestehen, sind bekannt. Versuche ergaben, daß ein Zusatz von Polyglykoläther zu diesen bekannte Mittel enthaltenden Lösungen zu Reinigern führt, mit denen auch sehr starke Verschmutzungen zufriedenstellend entfernt werden können. Die Gleichförmigkeit anschließend aufgebrachter Überzüge ließ jedoch etwas zu wünschen übrig.

Es wurde nun gefunden, daß durch weiteren Zusatz von Borax zu der Metasilikat enthaltenden Lösung eine gleich gute Reinigung auch sehr stark verschmutzter Oberflächen erzielt wird. Die Feinheit und Gleichförmigkeit anschließend aufgebrachter Überzüge kommen jedoch denen gleich, die nach Reinigung mit einer Borax-Phosphat-Lösung erhalten werden.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Verfahren zum Reinigen von Metalloberflächen

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:

Dennis Brian Freeman, North Harrow, Middlesex

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 30. April 1959 (14 799) - -

Reinigen von Metalloberflächen, insbesondere von Eisenmetallen, vor dem Phosphatieren, insbesondere

ao Kaltphosphatieren, mit Hilfe von Polyglykoläther als oberflächenaktives Mittel enthaltenden wäßrigen alkalischen Lösungen im Spritzen, bei dem die Oberfläche mit einer Lösung, die Borax, ein Alkalimetasilikat und als Polyglykoläther Kondensationsprodukte aus Äthylenoxyd und Octylphenol mit fünf bis acht Äthylenoxydgruppen je Molekül, Kondensationsprodukte aus Äthylenoxyd und C₁₆-C₁₈-Fettalkoholen mit fünfzig bis achtzig Äthylenoxydgruppen je Molekül oder Kondensationsprodukte

aus Äthylenoxyd und m-Methyl-p-Octylphenol mit sechs bis elf Äthylenoxydgruppen je Molekül oder Mischungen von zwei oder mehr der genannten Kondensationsprodukte enthält, behandelt, vorzugsweise bei Temperaturen von 15 bis 65° C bespritzt wird. Es stellt einen großen Vorteil dar, daß die Reinigung bereits bei unter 50°C erfolgen kann, da unmittelbar und zweckmäßigerweise eine KaItphosphatierung angeschlossen werden kann.

Bevorzugt werden zur Reinigung Lösungen verwendet, die als Polyglykoläther eine Mischung von m-Methyl-p-Octylphenol-Polyglykoläther oder Fettalkohol-Polyglykoläther enthalten. Der gebildete Schaum beim Spritzen der Lösung unter Standardbedingungen hat dann eine minimale Höhe.

Die Reinigungslösung enthält vorzugsweise pro Liter 1 bis 15 g Metasilikat, berechnet als Natriummetasilikat, 0,1 bis 1 g oberflächenaktives Mittel und Borax in einem Betrag von einem Viertel bis einem Ganzen, vorzugsweise der Hälfte, des Gewichts von Metasilikat.

Die Reinigungslösung wird gewöhnlich durch Auflösen einer Mischung von Natriummetasilikat, Borax

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und dem oder den oberflächenaktiven Mitteln in Wasser hergestellt. Eine bevorzugte Mischung besitzt die folgende Zusammensetzung:

Gewichtsteile

Natriummetasilikat 644

Borax (Na₂B₄O₇ · 10 H₂O) 322

Kondensationsprodukt aus Octylphenol und Äthylenoxyd mit fünf bis acht Äthylenoxydgruppen pro Molekül ..17 Kondensationsprodukt aus m-Methylp-Octylphenol und Äthylenoxyd mit sechs bis elf Äthylenoxydgruppen pro Molekül 17

0,2 bis 2 kg dieser Mischung werden in 1001 Wasser zur Bereitung der Reinigungslösung gegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Behandlung der verschiedensten metallischen Oberflächen, wie z. B. solchen aus Eisen, Stahl, Zink, Aluminium und Kupfer, selbst wenn diese stark verschmutzt sind, angewendet werden.

Vorzugsweise wird als Phosphatierungslösung eine wäßrige saure Zinkphosphatlösung solcher Art verwendet, die aus Zinkdihydrogenphosphat oder einem chemischen Äquivalent davon gebildet wird und die im pH-Bereich von 1,5 bis 3,5 arbeitet. Jede bekannte Lösung dieser Art kann verwendet werden, vorausgesetzt, daß sei ein Oxydationsmittel enthält, das die Geschwindigkeit des Metallangriffes erhöht, so daß eine gleichmäßige Phosphatschicht in relativ kurzer Zeit, z. B. in 1 bis 2 Minuten, erhalten werden kann. Als bevorzugtes Beschleunigungsmittel wird Nitrit benutzt, jedoch können auch andere Oxydationsmittel, z. B. Peroxyde, Bromate, Sulfonate und organische Nitroverbindungen, z. B. m-Nitrobenzosulfonat und Picrinsäure, benutzt werden, insbesondere wenn niedrige Schichtgewichte ausreichend sind. Andere Oxydationsmittel als Nitrit können jedoch auch verwendet werden, wenn höhere Schichtgewichte erwünscht werden, wenn man zusätzlich eine kleine Menge einer Aminoessigsäure, z. B. Natriumäthylendiamintetraazetat, der Lösung zufügt. Phosphatierungslösungen mit einem Gesamtsäuregehalt von etwa 10 bis 50 Punkten, die 0,5 bis 2,5 % PO₄ und genügend Zink zur Bildung von Dehydrogenphosphat sowie 0,002 bis 0,15% Nitrit oder 0,03 bis 0,5% Bromat oder 0,02 bis 0,15 % Sulfit oder 0,03 bis 0,5 % Natriummetanitrobenzolsulfonat oder 0,01 bis 0,3 % Picrinsäure oder Nitrat zusammen mit einem dieser Mittel, insbesondere Nitrit, enthalten, wurden als geeignet befunden. Bei Verwendung von Natriumäthylendiamintetraazetat soll dieses in einer Menge von mindestens 0,01 % anwesend sein. Diese Lösungen werden vorzugsweise durch Spritzen angewendet, können jedoch auf andere bekannte Art bei Temperaturen zwischen 20 und 45° C eingesetzt werden. Nach Ausbildung der Phosphatschicht auf der Metalloberfläche kann man einen zusätzlichen Korrosionswiderstand erreichen durch Nachspülen der Schicht mit einer gebräuchlichen verdünnten wäßrigen Chromsäurelösung, z. B. einer wäßrigen Lösung, die pro Liter 0,1 bis 0,3 g CrO₃ enthält.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von Metalloberflächen, insbesondere von Eisenmetallen, vor dem Phosphatieren, insbesondere Kaltphosphatieren, mit Hilfe von Polyglykoläther als oberflächenaktives Mittel enthaltenden wäßrigen alkalischen Lösungen im Spritzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einer Lösung, die Borax, ein Alkalimetasilikat und als Polyglykoläther Kondensationsprodukte aus Äthylenoxyd und Octylphenol mit fünf bis acht Äthylenoxydgruppen je Molekül, Kondensationsprodukte aus Äthylenoxyd und Cj₆-C₁₈-Fettalkoholen mit fünfzig bis achtzig Äthylenoxydgruppen je Molekül oder Kondensationsprodukte aus Äthylenoxyd und m-Methyl-p-Octylphenol mit sechs bis elf Äthylenoxydgruppen je Molekül oder Mischungen von zwei oder mehr der genannten Kondensationsprodukte enthält, behandelt, vorzugsweise bei Temperaturen von 15 bis 65 ⁰C bespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einer Lösung, die als Polyglykoläther eineMischung von m-Methylp-Octylphenol-Polyglykoläther mit Octylphenol-Polyglykoläther oder Fettalkohol-Polyglykoläther enthält, behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einer Lösung, die pro Liter 1 bis 15 g Alkalimetasilikat, berechnet als Natriummetasilikat, 0,1 bis 1 g Polyglykoläther und Borax in einer Menge von einem Viertel bis einem Ganzen des Gewichts von Metasilikat, vorzugsweise der Hälfte des Gewichts von Metasilikat, enthält, behandelt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »Metalloberfläche«, 1952, Ausgabe B, S. 146;
Römpp, »Chemie-Lexikon«, 1950, Bd. I, S. 773.

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