DE19618435C1 - Verfahren zur Herstellung von Blechgegenständen und Anwendung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung von Blechgegenständen nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Damit lackierte Bleche punktgeschweißt werden können, muß der Lack elektrisch leitfähig sein. Nach dem Stand der Technik wird der Lack dazu mit einem Metallpulver, bei­ spielsweise einem Zinkpulver, versetzt. Beim Punktschweißen führt das Metall im Lack jedoch zu einer Auflegierung des Blechs und damit einer Versprödung des Schweißpunktes. Um diese Auflegierung herabzusetzen, werden daher Bleche mit einer möglichst dünnen Lackschicht verwendet. Die dünne Lackschicht geht jedoch zu Lasten der Korrosionsfestigkeit des so hergestellten Blechgegenstandes. Zudem ist bei dem bekannten Verfahren am Schweißpunkt, also dort wo die Lack­ schicht durchstoßen wird, keine Korrosionsbeständigkeit gewährleistet.

Auf der anderen Seite besteht ein großes Interesse an der Fertigung von Blechgegenständen, beispielsweise Autokaros­ serien aus lackierten Blechen, weil es damit möglich ist, auf weitere Korrosionsschutzmaßnahmen zu verzichten. Die heutzutage erforderlichen erheblichen Investitions- und Be­ triebskosten für die aufwendige Oberflächenbehandlung, also das Phosphatieren und elektrophoretische Tauchlackieren von Automobilkarosserien könnten damit entfallen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Her­ stellung punktgeschweißter, korrosionsfester Blechgegen­ stände aus lackierten Blechen bereitzustellen.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem in Anspruch 1 gekenn­ zeichneten Verfahren erreicht. In den Ansprüchen 2 bis 7 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben. Im Anspruch 8 sind bevorzugte Anwen­ dungen des erfindungsgemäßen Verfahrens genannt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird als elektrisch leitender Stoff ein Salz verwendet, dessen eine Salzkompo­ nente wenigstens ein Polymeres ist, das eine konjugierte Polymerkette aufweist. Die konjugierte Polymerkette enthält entweder positive oder negative Ladungen. Das heißt, daß Polymere ist ein Polyion. Die Gegenionen zu den positiven oder negativen Ladungen des Polymeren bzw. Polyions stellen die andere Komponenten des Salzes dar.

Das Polymere kann durch oxydative Polymerisation aromati­ scher oder heteroaromatischer Monomerer erhalten werden. Die oxydative Polymerisation kann chemisch oder elektroche­ misch, also anodisch erfolgen.

Beispielsweise kann das Polymere durch oxidative Polymeri­ sation von Pyrrol, Thiophen, Azulen, Pyren, Furan, Benzol, Selenophen, Pyridazin, Isothionaphten, Anthrazen, Naphtha­ lin, Fluoren, Ethylsulfid, Propylsulfid, Pyrrol, Anilin oder Phenol gebildet, also Polypyrrol, Polythiophen, Polya­ zulen, Polypyren, Polyfuran, Polyphenylen, Polyselenophen, Polypyridazin, Polyisothianaphten, Polyanthrazen, Polynaph­ thalin, Polyfluoren, Polyethylensulfid, Polypropylensulfid, Polypyrrol, Polyanilin oder Polyphenylenoxid sein.

Polymere, die Heteroatome in der konjugierten Polymerkette enthalten, die die positive bzw. negative Ladung aufweisen, werden bevorzugt.

Die Heteroatome können dabei insbesondere Stickstoff, Sau­ erstoff und/oder Schwefel sein.

Besonders bevorzugt werden als Polymere mit konjugierter Polymerkette Polyanilin, Polypyrrol und Polythiophen ver­ wendet. Polyanilin hat dabei z. B. folgende Strukturformel

Die Gegenionen, also das Anion (A⁻) in der vorstehend ange­ gebenen Formel, können beispielsweise Tetrafluorborat- oder Perchlorat-Anionen sein.

Das Salz, das der Lack enthält, mit dem das nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren verwendete Blech überzogen ist, wird dem Lack in Pulverform zugegeben. Der Anteil des Salzes in dem Lack beträgt 5 bis 70, vorzugsweise 10 bis 40 Gewichts­ prozent, bezogen auf das Gewicht des getrockneten Lacks.

Der Lack kann ein Epoxydharzlack, ein Polyurethanlack, ein Polyesterlack, ein Phenol- oder Harnstoffharzlack, ein Cel­ luloselack oder ein Kunstharzlack, also insbesondere ein Alkyd- oder Acrylharzlack sein.

Es kann sich z. B. um einen an der Luft trocknenden oder ei­ nen Einbrennlack handeln. Sofern der Blechgegenstand, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, eine Automobilkarosserie ist, kann als Lack ein üblicher Auto­ lack verwendet werden.

Der Lack kann beispielsweise durch Tauchen oder Spritzen aufgebracht werden. Vorzugsweise wird das Blech jedoch im Coil-Coating-Verfahren mit dem Lack beschichtet.

Das Blech, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwen­ det wird, kann z. B. ein Blech aus Stahl, verzinktem Stahl oder Aluminium sein. Ferner ist eine Vorbehandlung des Blechs vor dem Lackieren auf der Basis von konventionellen, in der Coil-Coating-Industrie üblichen Konversionsschichten vorteilhaft, also beispielsweise eine Chromatierung oder Phosphatierung.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige Blechgegenstände durch Punktschweißen hergestellt werden. Besonders interessant ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch zur Fertigung von Fahrzeugkarosserien, also insbe­ sondere Automobilkarosserien sowie Karosserien für Schie­ nenfahrzeuge. Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Fertigung von Flugzeugrümpfen eingesetzt werden. Es ist jedoch auch zur Herstellung von Weißware, also beispiels­ weise dem Gehäuse von Kühlschränken, Waschmaschinen und dgl. einsetzbar.

Durch das Polymer-Salz, das nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren dem Lack einverleibt ist, ist das Blech punkt­ schweißbar, ohne daß sich Rückstände bilden, die die Quali­ tät der Schweißpunkte beeinträchtigen. Die Lackschicht kann daher ausreichend dick sein, um einen sicheren, langanhal­ tenden Korrosionsschutz zu gewährleisten, wie er beispiels­ weise für eine Automobilkarosserie verlangt wird. Vor allem diejenigen Polymere, die ein Heteroatom in der konjugierten Polymerkette enthalten, weisen zudem hervorragende Korrosi­ onsschutzeigenschaften auf. Dies gilt beispielsweise für Po­ lyanilin, Polypyrrol und Polythiophen.

Zwar verschwindet das erfindungsgemäß verwendete Polymer­ salz in dem Lack mitsamt dem Bindemittel beim Punktschwei­ ßen durch Verdampfen oder Pyrrolyse, wie sich gezeigt hat, besitzt das Polymer-Salz im Lack um den Schweißpunkt jedoch überraschenderweise eine antikorrosive Wirkung, die sich auch auf den Schweißpunkt erstreckt. Durch diese Fern­ schutzwirkung des Polymer-Salzes ist ein guter Korrosions­ schutz des Schweißpunktes gewährleistet, aber auch der Schnittkanten des Blechs.

Die elektrische Leitfähigkeit der Polymere, die erfindungs­ gemäß verwendet werden, liegt darin begründet, daß die Po­ lymer-Kette ein integriertes System konjugierter Doppel- oder Mehrfachbindungen aufweist, in dem die Elektronen über die an der Konjugation beteiligten Atome delokalisiert sind. Da derartige Polymere häufig farbig sind, kann der elektrisch leitende Stoff bei dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren zugleich als Farbpigment fungieren.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Blechgegenständen durch Punktschweißen eines Blechs, welches mit einem Lack überzogen ist, der einen elektrisch leitenden Stoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Stoff ein Salz ist, das aus wenigstens einem Polymeren mit entweder positiven oder negativen Ladun­ gen in einer konjugierten Polymerkette sowie aus den Gegenionen zu den positiven oder negativen Ladungen des Polymeren besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere aus aromatischen oder heteroaromatischen Monomeren durch oxidative Polymerisation gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Polymere die Heteroatome, die die positi­ ven oder negativen Ladungen aufweisen, in der konju­ gierten Polymerkette enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Heteroatome Stickstoff-, Sauer­ stoff- und/oder Schwefelatome sind.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Anteil des Salzes in dem Lack 5 bis 70 Prozent, bezogen auf das Gewicht des ge­ trockneten Lacks, beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Polymere Polyanilin, Po­ lypyrrol und/oder Polythiophen ist.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gegenion ein Tetrafluor­ borat- oder Perchloration ist.

8. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Herstellung einer Fahrzeugkarosserie, ei­ nes Flugzeugrumpfes oder von Weißware.