DE2054067A1

DE2054067A1 - Verdunnbare Konzentrate zur Behänd lung von Metalloberflachen

Info

Publication number: DE2054067A1
Application number: DE19702054067
Authority: DE
Inventors: Andrew Joseph Philadelphia Pa Hamilton (V St A ) P C23f7 10
Original assignee: Amchem Products Inc
Current assignee: Henkel Corp
Priority date: 1969-11-03
Filing date: 1970-11-03
Publication date: 1971-12-16
Also published as: CA929447A; DE2054067B2; DE2054067C3; JPS5021147B1; US3635826A

Description

DR. ING. A. VAN DERWERTH DR. FRANZ LE DERER

21 HAMBURG 90 _a MÖNCHEN 80

WILSTORFER »TR. 32 - TEL. (0411· 77 0861 LUCILE-CRAHN-ST«. 2S - TEL. (OSlII 440846

München, 3. November 1970 L/B

Anmelder: Amchem Products, Inc., Brookside Avenue,

Ambler, U.S.A.

Verdünnbare Konzentrate zur Behandlung von Metalloberflächen

Die Erfindung betrifft neue Zusammensetzungen und Verfahren zu ihrer Anwendung zur Behandlung von Metalloberflächen für verschiedene Zwecke. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können vielfach angewendet werden, da sie, wie gefunden wurde, auf verschiedene Arten von Metalloberflächen unterschiedlich einwirken und dadurch wertvolle unterschiedliche Ergebnisse liefern. Insbesondere sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bei der Säurereinigung von Aluminiumoberflächen, bei der Desoxydierung und Reinigung von rostfreien Stählen und bei der Erzeugung von Eisenphosphatüberzügen auf eisenhaltigen Oberflächen wertvoll, um die Korrosionsbeständigkeit und die Haftfähigkeit von Anstrichen auf derartigen Oberflächen zu erhöhen.

In der Industrie ist es erforderlich, Aluminiumoberflächen unter den verschiedensten Umständen zu reinigen. Seit langer Zeit sind alkalische und saure Reinigungslösungen für derartige Zwecke verwendet worden. Die Schwierigkeit des Reinigens wird natürlich in hohem Maße durch die Art des industri-

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DEUTSCHE BANK AC. KARIUIO 93/00813 FOITICHICKl HAMBURO 117320

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eilen Verarbeiten^ den das Aluminium vor der Kelnigung unter« worfen wird, und der Art der Oberflächenbehandlung beeinflußt, die gegebenenfalls der Heinigungsstufe folgt»

Ein besonders ernstes Problem bei der Reinigung von Aluminium tritt bei der Herstellung von Aluminiumdosen auf, die als Nanrungsaittelbohrtltniese verwendet werden sollen» Sie erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind in dieser Beziehung hervorragend wirksam«, tfemäö einem in weitem umfange verwendeten System zur iJerstellung von Aluminiuadο3en werden Aluminium» folien, an deren Oberfläche gewöhnliche Sc hautζanhäufungen von der Herstellung und vom Lagern haften, einem Tiefziehver*» fahren unterworfen, einem sogenannten Zl*m<*n und Ausgleichen., Bei dieser Arbeitsweise wird ein in Wasser dispergiertee Schmieröl, ein sogenanntes Zlehöl, verwendet, um die Heibung zwischen dem Ziehwerkzeug und dem in eine Dose au verformenden Aluminium herabzusetzen. Die derart gebildete schmutzige, ölige lose muß dann gereinigt werden, so daö eine chemische Vorbehandlung zur beabsichtigten Verbesserung der Haftfähigkeit von Anstrichen und der Korrosionsbeständigkeit angewendet wer« den kann« Der chemischen Vorbehandlung folgt dann ein Anstrich oder LaokUberzug einschließlich einer oder mehrerer Sikkativbehandlungen·

Einige Faktoren, die bei der eben beschriebenen Reinigung von Aluminiumdosen Schwierigkeiten bei einer erfolgreichen Arbeitsweise bereiten, konnten ermittelt werden« Kostenbetrachtungen als praktische Angelegenheit verbietet die Verwendung eines fleinigungssysterna, bei dem das Belnlgungsmlttel nur ein einal· ges Mal verwendbar ist und sofort in das Abwasser fließt,. An« dere Mittel, die öchmutz von AlumlnlumoberflHohen erfolgreich angreifen oder entfernen können, lösen im wesentlichen auch etwas Aluminium. Dieser Umstand, verbunden mit der ökonomischen Forderung nach Rückführung des Reinigungsmittel« zur /iederverwendung, bedeutet, daß das .Reinigungsbad, wann es verbraucht 1st, beträchtliche Mengen von gelöstem Aluminium enthält Von einem gewissen Punkt an, der von den verwendeten einseinen Chemikalien 1» Keinigungsmittel und von den unter· schiedliehen Arbeltsbedingungen abhHngt, können unlösliche

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Aluminiumverbindungen aus der Reinigungslösung in Form eines Schlamme a ausfallen» Kin derartiger schlamm verursacht Schwierigkeiten sowohl bei der Heinigung als auch in der Vorrichtung» »enn sich der schlamm als Film oder Fl β ο Jc auf des Aluminium niederschlägt, das soeben gereinigt worden ist, dann ist in gewisser Hinsicht der Keinigungseffekt »unichte gemacht worden» Die durch den Schlamm verursachten ■Schwierigkeiten bei der Vorrichtung können ein Verstopfen der öprühdüsen und die Bildung von harten schuppenförmigen Ablagerungen auf den Heizschlangen des Gefäßes einschließen^ Dadurch wird die tfHrmeübertragung in das Bad gestört» selbst wenn diese HauptSchwierigkeiten vermieden werden, erfordert eine öchlammabsonderung in der üeinigungsva«richtung ein periodisches stilllegen für eine kostspielige Schlammentfernungo

Da gerade die meisten sauren .Reinigungsbader sowohl den Schmutz auf dem Aluminium als auch das Aluminium selbst angreifen, werden sie ebenfalls in gewisser Hinsicht die Reinigungsvorrichtung beschädigen, das heißt, das tfefäß» die iruapen, Leitungen und Sprühdüseno Bei den neisten Vorrichtungen sind wenigstens einige Teile aus rostfreiem stahl gefertigt. Deshalb ist es für eine gute Aluminium· reinigungslösung unbedingt erforderlich, daß sie auf rostfreien tftahl nur langsam angreifend oder korrodierend wirkt_o Das Korrosionsproblem bei der Vorrichtung ist am bedeutsamsten bei den Dampfschlangen oder Heisrohren in dem iteinigun_ösgefäß_o Die hohen Temperaturen und nahe örtliche Konzentrationen, die sich aus einem örtlichen Kochen oder Sieden auf der Oberfläche des Heizelemente ergeben, sind die Ursache für ein· Verschlimmerung der Korrosionsprobleme bei der Vorrichtung«.

Die anwesenheit des vorgenannten Ziehöls als Verschmutzung auf den Dosen, die In die Reinigungslösung gebracht werden, liefert weitere irrobleae., Derartige öle werden gewöhnlieh in den Ziehvorrichtungen als wäßrige Emulsionen mit einer dlkonzentration von etwa 4 - 14^ verwendet«, Die Emulsion

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wird gebildet, bevor das_% öl der Ziehvorrichtung zugeführt wird. Obwohl die knuleion während der Verweilzeit in dtr Ziehvorrichtung ziemlich stabil bleibt, stellt sie dooh keine Emulsion alt !andauernder Stabilität dar. Die kurze Lebensdauer der itauleioa ist in der Tat eine erwünschte *<igenechaft, da es aanchaal vom ökonomischen Standpunkt aus betrachtet besser ist, das Öl nach dem Brechen d-:r Emulsion zur '.i'iederverwendung zu gewinnen. Der Fachmann weiß, daß oberflttohenaktive Verbindungen oft erwünscht· Bestandteile der Heinigungsflüsslgkelten sind, Uta das Uenetten der zu reinigenden Oberfläche und das Entfernen des Schmutses zu unterstUtaea* 1st weiter bekannt, daß viele oberflächenaktiv· Verbln-

" düngen zur Erstellung stabiler Emulsionen von ϋΐ und, Wasser beitragen, jedoch ist eine stabile Q'l-in-Waeeer-JßmuIeion in Keinlgungsflüssigkeiten unerwünscht«,' enn die ölemulsion duroh die oberflächenaktiven Verbindungen eines Reinigungsmittels stabilisiert wird, wird die ülkonzen trat lon. erhöht, da die Heinigungslötung la Kreislauf geführt wird. Die Emulsion kann dann vielleicht erst bei einer verhältnieaäftig hohen ülkonzentratlon brechen« Unterließen Umstünden stellt es eine groUe öefahr dar, dall das Brechen der Emulsion dann auftritt, wenn die iteinigungslösung mit der Aluminiumoberfläche in Berührung steht. Wenn dies eintritt," schlägt sich das Öl auf der Oberfläche nieder, oo daß das Heinigen des

fc Gegenstandes völlig oder zumindest teilweise zunichte gemacht wird· Es 1st daher erwünscht, datt die rteinlgungsläsung gewiss· oberflächenaktive Eigenschaften besitzt, die sieh teilweise SU widersprechen scheinen: die Lösung muß ausreichend wirksam sein, ua das eaulgierte Zlehöl (und ander« Tersshmut-Zun&en) von der Oberfläche abzuheben, und gleichzeitig ein· so niedrige Oberflächenaktlvltät besitzen, daß die instabile , ZIeholemulsion leicht brechen kann, um so das ül abzutrennen und es an die Oberfläche des Heinigungsmittelgefäfiee fließen su lassen, von wo es leicht entfernt werden kann. Dadurch wird verhindert, daü das i& la Kreislauf mit der ilelniguBgsläsung wieder auf dl· zu reinigenden Alumlnluaoberfläohen gelangt.

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iAD ORIGINAL ^;

Als üblicherweise zur Keinigung von Aluminiumdosen verwendete Keinigungsvorrichtung wird eine sprühvorrichtung benutzt, die aus einer Kammer mit sprühdüsen und einem Lösungsgefäß unterhalb der Kammer zum Auffangen der nach dem Inberührungbringen mit den Dosen abtropfenden Lösung besteht. Das Lösungsgefftß weist ein Heizelement auf« Die Lösung wird au· dem öefäß durch Leitungen zu den Sprühdüsen gepumpt, durch die e· auf die durch die Kammer geförderten Dosen gesprüht wird, und tropft dann in das Lösungsgefäß zurück. Wenn in einem derartigen uefäfi eine Reinigungslösung verwendet wird, kann man sehen, daß sie einer erhebliehen Verwirbelung unterworfen wird. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, daß dl« Lösung möglichst wenig schäumt»

Sine Aufgab· vorliegender Erfindung 1st daher die Schaffung von Zusammensetzungen, die Aluminium zu reinigen vermögen, sogar unter erschwerten Heinigungebedingungen, wie bei Aluminiumdosen, wobei dive Zusammensetzungen die vorgenannten X«chteile überwinden»

Das Entfernen von Schmutz und schuppenartigen Krusten vom rostfreien Stahl 1st schon lange als schwieriges Problem bei der Metallreinigung betrachtet worden» Insbesondere sind Oxidschichten, die vom Tempern stammen, nur schwierig wirksam und sicher zu entfernen Die normalen Reinigur.gs-. oder JJeizlösungen der Art, die bei anderen Stahlsorten wirksam sind und außerdem langsam bei der Anwendung auf rostfreie Stähle wirken, liefern ebenfalls häufig beim Reinigen Löcher und Unebenheiten und außerdem eine </aseeretoffversprödung des rostfreien Stahlsο Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind zur Oxidentfemung von OberflKohen au· rostfreiem Stahl, insbesondere von durch Tempern entstandenen Oxiden, wirksame Es wurde gefunden, daß sie'nach der Oxidentfernung den rostfreien Stahl außerdem einzuebnen vermögen» Diese Wirkungen treten gleichzeitig mit der Überwindung der vorgenannten Probleme eines selektiven Angriff· oder einer Lochbildung und ,/asseretoffversprödung auf.

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Das Aufbringen von iäisenghosphatubersügen auf eisenhaltigen Oberflächen wird seit langem sur Erzielung einer Korrosionsbeständigkeit und einer guten !leitfähigkeit von Anstrichen auf die eisenhaltige Oberfläche durchgeführt. In der Technik sind zahlreiche Zubereitungen von Eisenphosphatübersügen sur Verwendung in üblichen Obersugsvorrlchtungen voa fauch- oder öprühtyp entwickelt worden· Bin neueres Vorfahr·» sua Aufbringen cheaischer Schutzschichten auf Ketalle wird seit kurse« in großem Uafang· angewendet· Dieses Verfahren 1st ale Uakehrwalsenbesohlohtung bekannt (vgl· USA-tatentschriften 3 .098 755 und 3 219 564)« Bei diesem Verfahren wird dl· Beechichtunfislösung auf eine bewegt· Metalloberfläche alttels einer Auftragwals· zugeführt, deren Oberfläche alt der Be sohichtungslösung befeuchtet wird und dl· sich in Gegenrichtung sur Bewegungsrichtung der Metalloberfläche dreht. Diese Beschlehtungsteehnik 1st besonders sua Aufbring·» einer Besohiehtungsldsung auf Metall in iJtrelfenfora geeignet«

Die Umkehrwalsenbesehichtung hat sahireich· Vorteil· gegenüber den anderen Auftragstechniken zum Überführung von Beschlohtun^slösungen auf fcetalloberflachen· Bezüglich des Terfahrens zua Aufbringen der Beschichtungslösung duroh Bewegen der Ketalloberfläehe an oder über einer Waise oder Waisen, dl· sich in der gleichen Sichtung wie die Metalloberfläche drehen oder bewegen, weist sub Beispiel die Uaw kenrwalzenbeschicütung dsn Vorteil auf, daß die Beschiohtung«n alt größerer Geschwindigkeit und ohne B*«lntraehtlgung der übersugsqualität aufgebracht werden können· Bei saalreiohen Anwendungsgebieten wird eine Verbesserung bei der Uwersugsqualltttt erhalten· Die·· Vorteile werden ebenfalls verwirklieht, wenn dl« Uakehrwalsenbesohichtung alt anderen Aufbringungsverfahren, wie dom Aufsprühen oder Tauchen, verglichen werden.

Die Anwendung der lTakehrwal2«nbeschlehtung für die Aufbringung von üisenphosphatüberzügen auf eisenhaltige Metalle 1st weit schwieriger mit üblichen Blsenphosphatlttsungen su erreichen gewesen als die Anwendung anderer chemischer tiber-

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zugsmittel bei der Umkehrwalzenbeschtchtungo Ein arund hlerfür ist, daß die VerweilzeIt oder Haltezeit der Lösung in wirksamer Berührung mit der Oberfläche bei dem Umkehrwalzen" Deschichtungsverfahren an sieh sehr kurz istο Außerdem treten Schwierigkeiten auf, die erforderliehen gleichmäßigen Auftrags* elgenschaften der Lösungen su erhalten, wenn ele mittels einer «false aufgetragen wordene Die erfindungagemääen Zusammensetzungen vermeiden dies'* beiden Naohteile and erzeugen wirksame Kisenphosphatüberzüge von guter Qualität, wenn sie mittels der Umkehrwalzenbeschichtung aufgebracht werden»

Aus den vorstehenden Ausführungen ist er eicht lieh, daß es bei vorliegender Erfindung die nachstehenden Aufgaben su lösen galt:

Schaffung verbesserter Zusammensetzungen und Verfahren, die zur Verwendung bei der fteinlguag von Aluminium geeignet und insbesondere bei der Reinigung von Aluminiumdosen und dergl» im Verlauf der Herstellung vorteilhaft sind,

Schaffung verbesserter Zusammensetzungen und Verfahren sum Heinigen, Desoxydieren und Einebnen von rostfreiem atabl,

Schaffung von Zusammensetsungen und Verfahren sum Aufbringen von Elsenphosphatübe'rsügen auf eisenhaltige überflächen mittels UmkebrwalsenbeSchichtungen und

Schaffung neuer Zusammensetzungen mit vielseitiger Anwendbarkeit, wenn sie sur Behandlung von Ketalloberflachen eingesetzt werden»

Die erfindungsgemäSen Zusammensetsungen sind Uehrfacnkomponentens/stemeo Zur Vereinfachung sollen die verschiedenen Be« standteile einzeln besprochen werden, obwohl es ersichtlich ist, daß diese Bestandteile In isolierter Form nicht allein sondern nur gemeinsam funktionsfähig sind, die dargelegten neuen und verbesserten Ergebnisse su liefern..

Bei der bevorsugten Ausführungsfcrm sind die Zusammensetsungen nach der Erfindung Konzentrate, die mit Wasser auf eine Ac«

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wsndungskonzentration verdünnt werden können, dl« für dl· besondere Anwendung geeignet ist. Jedoch kann dl· Erfindung auch durchgeführt werden, indem Lösungen mit der Anwendung·- konzentration unmittelbar aus den Ausgangsmatsrlallsn hergestellt werden. Das Verfahren nach der Erfindung wird nachstehend näher erläutert.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eteilen wäßrige eaure Lösungen alt einem behalt an Phosphorsäure und Schwefelsäure dar. Durch die gemeinsam« Verwendung dieser Säuren sind dis gewünschten .ilrkungen erhältlich» die jedoch nicht erzielbar sind» wenn nur eine der Säuren verwendet wird. Phosphorsäure 1st vom Standpunkt der Reinigung naoh der Erfindung erwünscht, da sie das gereinigte Metall (Aluminium oder rostfreien Stahl) oder das normalerweise in der Reinigungsvorrichtung verwendete IAetall (rostfreien stahl) nicht so stark wie die stärkeren anorganischen Säuren angreift, dl· gelegentlich in sauren Helnlgungslösungen verwendet werden. Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Phosphatbeschlchtung dient die Phosphorsäure als Quelle für Phosphat-Ionen. D^t Schwefelsäureanteil des sauren Bestandteile dient bei allen den vorgenannten Verwendungen zur Herabsetzung des pH-Wertes der Lösungen, ohne die grundsätzlich· Eigenschaft der Lösungen als solche v©m phosphat-typ vollständig aufzuheben»

Dl« Verwendung eines Qsmlsohes von Phosphorsäure und Schwefelsäure ergibt eine Anzahl weiterer Vorteile im Zusammenhang mit der Reinigung von Aluminiumdoeen im Vergleich su anderen sauren Alumlniumrelnlgungsausafflaensetzungen, dl· lediglioh Phosphorsäure enthalten. Die Verwendung von beb«·« feleäure zusammen mit Phosphorsäure ermöglicht den Einsatz einer verhältnismäßig niedrigen Phosphatkonzentratlon und • wie bereits ausgeführt - liefert eine Lösung von niedrigem pH-Wert. Diese beiden Umstände tragen materiell su einer Erhöhung der Alumlnlumbelastbarkelt der Lösung gegenüber den früher verwendeten Lösungen bei, die lediglioh Phosphorsäure enthalten. D^r Ausdruck "Alumlnlumbelastba*k«it* be-

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zeichnet die Fälligkeit der Lösungen, Aluminium in löslicher Form zu haltenο denn sur ßeinigung von Alumlniua Materialien auf Basis von Phosphorsäure verwendet werden, ist der Schlamm₉ der sioh bilden kann, Aluminiumphosphat, das unterhalb eine« pH-Wertes von etwa 2₉O löslich ist« JDIe Verwendung von öchwe feisäure in Verbindung mit Phosphorsäure ergibt eine Lösung vom normalen pH unterhalb 2,0 und damit eine Erhöhung der Aluminiumbelastbarkeit» i)a außerdem die Schwefelsäure als Quelle für Wasserstoff ionen dient, so daß die Phosphorsäure teilweise von dieser Funktion enthoben wird, kann die relative Phosphatkonzentration erniedrigt und dadurch die treibende Kraft sur .Bildung von Aluminiumphosphat herabgesetzt werden.

Der durch die Verwendung einer Kombination von Säuren erhaltene niedrige pH-Wert setzt ebenfalls die Fähigkeit der Lösung, Öl zu emulgieren, herab» Wie bereits erwähnt, stellt dies eine wünschenswerte Eigenschaft dar» wenn sich emulgierbare UIe, wie Ziehöle, unter den vom Aluminium zu entfernenden Verschmutzungen befinden»

Aus der Verwendung von sowohl Schwefelsäure als auch Phosphorsäure in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen entspringen weitere Vorteile» Bei der Heinigung von Aluminium sind die gereinigten Oberflächen wegen der Anwesenheit von Phoapik rsäure glänzend (eingeebnet), obwohl sogar Schwefelsäure 'erwen« det wird. Außerdem besitzt das Gemisch der Säuren eine geringe Angriffsgeschwindigkeit auf die Waschvorrichtung« die gewöhn» lieh aus rostfreiem Stahl besteht.

Im Zusammenhang mit dem Reinigen, Desoxydieren und Einebnen von rostfreiem Stahl ist das Gemisch von Schwefelsäure und Phosphorsäure ebenfalls der Anwendung jeder der Säuren allein für den gleichen Zweck überlegen« Die Wirkung der Lösungen auf rostfreien Stahl ist schneller als diejenige der Lösungen, die auf phosphorsäure allein basieren, jedoch ist sie nicht ßo stark wie die fflrkung, die sieh aus der Anwendung von Lösungen ergibt, die auf schwefelsäure allein beruhen»

Nach der Erfindung liefern nicht alle Gemische oder Mischungen

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"bad original

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▼on !Phosphorsäure und Schwefelsäure die vorgenannten wünschenswerten Ergebnisse* (Xn der nachstehenden Beschreibung, den Beispielen und Ansprüchen, außer Anspruch 2, sind alle Angaben auf Schwefelsäure von 66° Be? YSprozentige ihoephor« säure» Oxalsäure~dihydrat bzw» wasserfreie Citronensäure bezogen»)

Bei Anwendungskonzentrationen mufl der Säure be πι and te 11 et wc, O₉OOI bis etwa 0,003 Gewichtsprozent btii der Keinlgjing von Aluminium, etwa 0,00? bis etwa 0,015 Gewichtsprozent bei der Heinigung und Jilnebnung von rostfreien Stahl und 0,0015 bis etwa 0,015 Gewichtsprozent bei der Umkehrwalaenbesehichtung ausmachen» Innerhalb jedes der vorgenannten Bereiche gibt es bevorzugte Konzentrationsbereiche für den ääurebestandteile Bei der Aluminiumreinigung liegt die Konzentration vorzugsweise zwischen etwa 0,0025 und 0,0095)6, für die Reinigung und Einebnung von rostfreiem Stahl zwischen etwa 0,004 und etwa 0,0075* und für die Umkuhrwalzenelsenphospfca» tierung zwischen etwa 0,0075 und etwa 0,01050« Die Prozentangaben beziehen sich auf Gewichtsprozente« üb wurde auch gefundeng daß die vorgenannten wünschenswerten Wirkungen von Verhältnis der Schwefelsäure zur Phoephoreäure abhängeno Ac gebräuchlichsten wird das Verhältnie als Toluuenverhältnis von Schwefelsäure zu Jr'hosphoreHure ausgedrückt» Somit bewegt sich das Verhältnis von Schwefelsäure au thoephorsäure, üb die gewünschten irkungen zu erzielon, zwi&ohen etwa 0,5 J 1 bis etwa 1,5 '· 1_V vorzugsweise 0,8 : 1 bis etwa 1,2 ί 1.

Ώ·τ zweite Bestandteil der erflndungsgenHßen ^usaxuaensetzungen ist eine oberflächenaktive Verbindung Obwoh? sowohl zahlrelehe einzelne oberflächenaktive Verbindungen al3 auch zahlreiche Gemische von oberflHohenaktiven Verbindungen verwendet werden kennen, hat man gefunden, daß e.*ln Oeml^jch aus ein35 primären äthoxyllerten Alkohol, der un^v;er der !^zeichnung "Üeodol 25-7* verkauft wird, und einem modifizierten polyäthozylierten geradkettigen Alkohol, der unter der Bezeichnung "Triton UP-18" verkauft wird, sehr zufriedenstellende

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Ergebnisse bei allen der vorgenannten Anwendungsgebiete ergibt, insbesondere bei der^Reinigung von Aluminium, wenn in diesem Zusammenhang ein emulgierbares Öl als Oberflächenverschmutzung anwesend ist. Für eine Aluminiumreinigung mufi die Gesamtkonzentration des oberflächenaktiven Beetandteil· etwa 0,0010 bis etwa 0,0035 Gewichtsprozent bei einer Anwendungskonzentration betragen. Wenn die erfindungegtaaBtti Xusammenaetzungen zur fieinigung und Einebnung von rostfreiem Stahl verwendet werden, muß die Gesamtkonzentration de· oberflächenaktiven Bestandteils etwa 0,003 bis etwa 0,007 Gewichtsprozent, wiederum bei einer Anwendungekonzentration, betragen. Wenn die Zusammensetzungen zur Sisenphosphatiarung mittels der Umkehrwalzenbeschichtung eingesetzt werden, muß i d*i? oberflächenaktive Bestandteil in einer Menge von etwa 0,0013 bis etwa 0,013 Gewichtsprozent vorliegen. Wenn die vorgenannten bevorzugten oberflächenaktiven Verbindungen eingesetzt werden, muß ihr Gewichtsverhältnis etwa 2,25 bis etwa 1,75 * 1 betragen, ausgedrückt als primärer äthoscylierter Alkohol : Modifizierter polyäthcxylierter geradkettiger Alkohol, für alle drei Anwendungsgebiete·

Sin weiterer Bestandteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen wird hier als "Sequestrierbestandteil" bezeichnet, da bei den verschiedenen Gebieten, in denen die Zusammensetzungen verwendet werden, die Sequestrierwirkung der in dieser Zusammensetzung verwendeten Materialien materiell zur Gesaut- ' wirkung der Zusammensetzungen beizutragen scheint. Wie später ausgeführt wird, erzeugen die Materialien bei dsm Sequestriert* st endteil andere wünschenswert· Wirkungen· Der Sequestrierbeetandteil vorliegender Erfindung besteht mn· einem Gemisch von Oxalsäure und Citronensäure. Wenn dl· erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zur Reinigung von Aluminium verwendet werden, muß die Gesamtkonzentration des Sequestrierbestandteils (bei einer Anwendungskonzentration) etwa 0,001 bis etwa 0,002 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 0,0012 bis etwa 0,0015 Gewichtsprozent, betragen. Wenn die Zusammensetzungen zur Reinigung und Einebnung von rostfreiem

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Stahl verwendet werden, muß die Konzentration des Sequestrier** bestandteils etwa O₈OOOo bis etwa 0,0060 Gewichtsprozent ausmachen,. Wenn die Zusammensetzungen für eine Unk ehrwalz enei3enphosphatierung eingesetzt werden? muß die Konzentration de?5 Seqaestrierbestandteils bei etwa G_?0006 bxa etwa 0,0060 Gewichtsprozent liegen«, Die Kombination von Oxalsäure und Citronensäure scheint bessere Ergebnisse zu liefern, als wenn jede Säure allein verwendet würde= Derartige verbesserte Ergebnisse werden erhalten, wenn das Verhältnis von Oxalsäure zu Citronensäure etwa 2,25 *1 bis etwa 1,75 « 1 beträgto

Wenn die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bei der Heinigung von Aluminium verwendet werden, dient der üequestrierbestand= teil zur Erhöhung der Aluminiumbelastbarkeit der Lösung und arbeitet in diesem Zusammenhang mit dem Säuregemisch des vorgenannten Säurebestandteils zusammen_o Außerdem versieht die in dem Sequestrierbestandteil anwesende Citronensäure die Alu» miniumoberfläche mit einer zufriedenstellenden Einebnungo Andererseits unterdrückt die Oxalsäure die Korroslonsgeschwin™ digkeit der Lösung beim rostfreien Stahl der fieinigungsvor·= richtung» Obwohl die Art und Weise, warum dies so ist, nicht vollständig verständlich ist und auch nicht beabsichtigt ist, durch eine besondere Theorie gebunden zu werden, scheint die Oxalsäure der Zusammensetzung eine sehr dünne Schutzschicht auf der Oberfläche des rostfreien Stahls zu bilden und dadurch die Korrosionsgeschwindigkeit herabzusetzen»

Im Zusammenhang mit der Heinigung und der Einebnung von rost= freiem Stahl hat der öequestrierbestandteil die Funktion, die gelösten, krustenbildenden Oxide in Komplexverbindungen zu überführen und deren Wiederabscheidung auf der Metalloberfläche zu verhindernο Xm Zusammenhang mit der Umkehrwalzeneisenphos» phatierung tragen sowohl die Oxalsäure als auch die Citronen» säure zum Lösen der gewünschten Menge Eisen von den zu behandelnden eisenhaltigen Oberflächen bei und erhöhen dadurch die Eieenionenkonzentration auf der Überzugsseite, so daß sich ein gleichmäßiger Phosphatüberzug in der kurzen Zeit ausbildet, die für seine Bildung bei dem Umkehrwalzen-eisenphospatierungs-

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▼erfahren inhärent verfügbar istc

Bei den bevorzugten Ausführungsformen der erfindungigenaßen SSusammensetzunßen wird ebenfalle ein Temperaturetabilieator als ein Bestandteil eingeschlossen« Dieser kann zweckmäßigerweise Triäthylenglyeol sein. Diese Verbindung dient sun Stabilisieren des Konzentrats, wenn es einem Gefrieren in Verlauf einer Lagerung oder einem Transport unterworfen wird. Außer der Herabsetzung des Gefrierpunkts beim wäßrigen Konzentrat verzögert es auch, die Bildung von Ausfällungen» wenn das Konzentrat wiederholt gefroren und aufgetaut wird» Derartige Ausfällungen sind unerwünscht, da sie aus der Lösung Bestandteile ungleichförmig entfernen und somit das Gleichgewicht der Lösung verändern, wenn man nicht dafür sorgt, die Ausfällungen vor einer Anwendung wieder in den gelösten Zustand zu überführen»

Bin bevorzugtes erfindungsgemäßes Konzentrat besitzt die folgende Zusammensetzung:

Gewichtsprozent

?5prozentige thosphorsäure 11,0

Schwefelsäure (66⁰Bl) 12,8

primärer ätnoxylierter Alkohol 8,0

("Neodol 25-7")

modifizierter polyäthoxyllerter

Alkohol, geradkettig, ("QJriton DF-18") 4,6 Ozalsäure-dihydrat 2,0

wasserfreie Citronensäure 4,2

Triäthylenglycol " 1,0

Wasser 56,4

Die Prozentangaben der vorstehend genannten Beetandteile können etwas variieren, um andere Konzentrate herzustellen, solange dafür gesorgt wird, daß die Verhältnisse der jeden Bestandteil bildenden Materialien innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche und die Anteile jedes Bestandteils eingehalten werden, so daß beim Verdünnen auf eine Anwendungskonzentration die festgelegten Konzentrationsbereiche erreicht werden» Außerdem kann der Temperaturstabilisator (Triäthylen-

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aie erwarglycol), wie erwähnt, weggelassen werden, wenn ihn teten Transport- und Lagerbedingungen unnötig erscheinen lassen»

Bei einer Verwendung zur Reinigung von Aluminium wird das vorgenannte Konzentrat vorzugsweise zusätzlich alt Wasser in eine» Verhältnis von etwa 1 Teil Konzentrat zu etwa 50 teilen .Wasser verdünnt, obwohl man eine gute Heinigung bei einer Verdünnung von etwa 1 * 67 bis etwa 1 : 40 erhalten kann, wodurch Bestandteilbereiche wie vorstehend erzeugt werden» Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn die verdünnte Lösung erhitzt wird· Der bevorzugte Temperaturbereich beträgt etwa 85 bis etwa 90,5° 0» Bei der bevorzugten Verdünnung liegt der pH~ Wert bei etwa 1,4 bis etwa 1,5 (gemessen bei Raumtemperatur)ο Bs ist ohnehin bevorzugt, den pH-Wert gut unter 2,0 zu halten» Unter diesen Bedingungen erzielt man einen ausgezeichneten Keinigungseffekt bei Aluminium» Selbst Dosen mit eaulgiertem Ziβhol al3 einem OberflHchenverschmutzungsbestandtell werden zufriedenstellend gereinigt, wenn sie eine angemessene Zeit, etwa 60 Sekunden, einer öesprühung mit der Lösung ausgesetzt werden»

Das vorgenannte Konzentrat entkrustet, reinigt und ebnet rostfreien Stahl wirksam ein, wenn es mit Wasser in einem Verhältnis von etwa 0,01 : 1 bis etwa 0,05 s 1 verdünnt wird. Das Entkrusten und Reinigen wird am besten ausgeführt, wenn die Lösung eine Temperatur von etwa 71,1 bis etwa 82,2⁰C aufweist· Die Dauer der Behandlung hängt im gewissen Sinne von dem Grad ab, bis zu dem der rostfreie Stahl mit Krusten vom Tempern und anderen Verschmutzungen überzogen ist» Jedoch kann im allgemeinen eine adäquate Reinigung und Einebnung erhalten werden, wenn die Lösung mit dem rostfreien Stahl etwa 17 - 60 Sekunden in Berührung bleibt,

Das vorgenannte bevorzugte Konzentrat kann zur Aufbringuag einer Eisenphoephatsohioht auf einer eisenhaltigen Oberfläche mittels einer Umkehrwalzenbeschichtung verwendet werden. Wenn dieses Verfahren angewendet wird, wird das Konzentrat mit

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BAD OBIQiNAL

7asser vorzugerweise In einen Verhältnis von etwa 0,03 5 1 etwa O₁OS * 1 verdünnt«, Die OberflKchengeschwindigkeit der Auftragwaise bei einer derartigen Arbeiteweise nuß anriechen etwa 5H der Geschwindigkeit der zu überziehenden Metallobtrfläche und einer gerade ausreichenden Geschwindigkeit liegen la Hinblick auf den Durchmesser und die Drehgeschwindigkeit der Walze, um zu verhindern; daß die Lösung von der Walzenoberfläche durch die Zentrifugalkraft abgeschleudert wird (»um Beispiel etwa 300$ der Metalloberflächengesohwindigkeit)_o Die Verweilzeit der Lösung auf der Oberfläche vor einen Abquetschen oder Abstreifen muß wenigstens 5 Sekunden getragen»

Die in der nachstehenden Tabelle I angegebenen Daten veran- ' schaulichen die Verbesserung bei den durch die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erhaltenen Ergebnisse gegenüber den-« jenigen, die mittel» zreler bekannten Lösungen erhalten worden sind, von denen eine lediglich auf iJasis von Phosphorsäure, und die andere lediglich auf Basis von Schwefelsäure beruht« Die Leistungskriterien, die verwendet worden sind, um den Vergleich auszudrücken, sind Qialitäta- und Quantität*- messungen derjenigen Eigenschaften, die bei .einer guten Reinigung von Aluainiuadoeen gefordert werden, Die Tabelle I veranschaulicht auch die Wirkung bei einer Änderung der Gesamt konzentrat lon des Säurebestandteils sowie die Wirkung bei einer Änderung des Verhältnisses vcn Schwefelsäure z.u a Phosphorsäure.

In der nachstehenden Tabelle I gibt die mit «firuoh d«s Waise rf lime in %^m ubereohriebene Spalte den Qrad an« bei den ■ der Vaestrfilm bricht, das heißt den Prozentsatz des Ober- ; fläohenberelchs, auf dem ein dünner kontinuierlicher FlIa auβ Wasser beim Spülen nicht mehr haftet, wenn die Oberfläche gereinigt und dann gespült wird* Die Prozentangaben in Tabelle I spiegeln die relative Leistungsfähigkeit der Lösungen wider_t Aluminium so gut zu reinigen, daß gewöhnliches Spülwasser auf der Oberfläche einen dünnen kontinuierlichen FIIb bildet. Die Prozentangaben beruhen auf einer visuell gemaohten Schätzung, wenn tiefgezogene und ausgeglichene AIu-

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''y.r^ry c.·.·,«

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miniumdosen etwa 55 Sekunden bei etwa 82,2⁰O besprüht und dann gespü*lt werden., Eine niedrige trozentangabe Wasser zum Brechen stellt bei diesem Kriterium eine gute Reinigungsleistung dar, da Unterbrechungen durch restliche ölige Bereiche verursacht werden, die wahrend des Keinigungsvorgangs durch die Lösung nicht entfernt worden sind»

J)Ie mit "Schmutz" überschrlebene Spalte zeigt eine visuelle Beurteilung des Grades der auf den Dosen verbliebenen Verschmutzung an, nachdem die Dosen in der vorbeschriebenen Wei~ se behandelt worden sind« Bs wurde folgende Bewertungsskala zugrundegelegts

0 - apuren,

1 ~ leicht,

2 - mäßig, 5 - schwere

Die mit ·Schaum in mmⁿ überschriebene Spalte zeigt die Schaumhöhen in Millimetern für jede irrobe bei einer 1,5prozentigen Konsentration an, wenn der Schaum in einer für einen derartigen Zweck bestimmten Prüfvorrichtung entwickelt wird» Diese Prüfvorrichtung 1st im wesentlichen ein zylindrischer Behälter mit einer oben angeordneten Sprühauftreffplatte. Ein Sprühkopf ist derart angeordnet, daß die Lösung aufwärts gegen die Sprühauftreffplatte gerichtet 1st» Die Lösung wird vom Boden des Zylinders abgezogen und durch den Sprühkopf mit ein·« Druck von 1,4 kg/em «mil bei einer bestimmten Temperatur gepumpte Mach einer beetlosten Dauer hat eich in dem Zylinder ein etablier Schaumkopf auf 4er Lösung gebildet« Di· Eühe dieser Schaumsohicht 1st la der Tabelle I angegebene Sine niedrige Schauahöhe ist erwünscht»

Dl· In Tabelle X mit »Alumlnlumlöaunasgescfawindl&keit« über* schrieb·»· Spalte zeigt den Gewichterarluet in Milligram pro Qnadratcentlmeter und Kinute bei den 1 Minute bei 82,2⁰C mit eine» aprüMruck von 1,4 kg/cm gereinigten Aluminiumdosen an» Eine niedrige Aluminiualösungegesehwlndigkeit stellt elite gute Leistung dar»

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Me mit "Statische Korrosion" überschriebene Spalt· zeigt das Eindringvermögen in Millimeter pro Jahr an, berechnet aus den ffewichtverlustsmessungen an Abschnitten von rostfreie* Stahl vom Typ ?i6_f die 139 Stunden bei 86,7°C mit 1,5prozentigen Lösungen behandelt worden sind. Eine niedrige statisohe Korrosion ist eine wünschenswerte Eigenschaft.

Für einige Lösungen werden in Tabelle I die Ergebnisse von zwei Arten eines dynamischen Korrosionstests angegeben. Beim Rührtest wird das Eindringvermögen in Millimeter pro Jahr angezeigt, bezogen auf Gewichtsverlustsberechnungen bei flatten aus rostfreiem Stahl vom Typ 516, die 5 Stunden bei 87 ,'8 bis 93,3⁰C in einer Kräftig gerührten 1,Sprozentigen Lösung behandelt worden sind, Wiederum stellt ein niedriges Eindringvermögen eine gute Leistung dar» Der andere dynamische Korrosionstest wird unter der mit "Örtliches öieden" übersehriebenen Spalte angezeigt» Bei diesem Test wird ein 500 Watt-Röhrenerhitzer mit einem Zylinder au3 rostfreiem Stahl vom Typ umgeben, wobei die Bohre so bemessen sind, daß der Hingraum zwischen dem Erhitzer und dem Zylinder annähernd 1 mm mißtα Dieser Zylinder wird in zwei Lösungen mit einer Konzentration von 1,5£ angeordnet und der Erhitzer eingeschaltet, um die Lösung 10 Stunden bei 93,3 bis 98,9⁰G zu halten» Die Lösung wird ebenfalls kräftig gerührt. Das Eindringvermögen wird aus den G-ewichtsverlustsmessungen beim Zylinder aus rostfreien Stahl berechnetο Ein niedriger Gewichtsverlust stellt eine gute Leistung dar»

Ee ist verständlich, daß die Volumenprozentangaben für Schwefelsäure und Phosphorsäure in Tabelle I als Prozentangaben für diese Säuren in den Konzentraten angegeben sind und daß alle Konzentrate bei den Prüfungen als 1,Svclumenprozentige Lösungen verwendet worden sindo

Die Lösungen 1 - 9 in Tabelle I enthalten als weitere B :standteile einen oberflächenaktiven Bestandteil, nämlich 8,68# primärer äthoxylierter Alkohol ("Neodol 25-7*) und 4,93% nodifiaierter polyäthoxylierter geradkettiger Alkohol ("Triton

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19*18") _t und einen Sequeatr ierbe at endteil «u· 2,0θ£ Part Hur·- dlhydrat und 4|5£ wasserfreier Citronensäure. Der Beat dar verwendeten Konzentrate tat Wasser.

Die Lösung 10 in Tabelle I hat die folgende Zusammensetzung:

(towiehtaprosente

75prosentige Phosphorsäure 25,97

70prosentige Olyoolsäure 3»58

primärer äthoiylierter Alkohol

(•Neodol 25-7^ 8,61

modlflsierter polyäthoxylierter

Alkohol ("Triton DP-18») 4,43

wasserfreie Zitronensäure 4,19

Oxalaäure-dihydrat 2,08 Triäthylenglyool 1,12

Wasser 5,02

Die Lösung 11 in Tabelle X hat die folgende Zusamaenaetsungs Gewichtepro»entβ

technisches Aamoniumsulfat 20,8

öohwefelsäure (56° Be) 16,5

Ootyl-phenoxy-polyäthoacyäthanol

("Triton X-102") 0,8

Wasser 61,9

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	VoI₀-^	. VoI,-# H₃PO₄ J	19	.Reinigung *I·- Schmutz Ln 56**	2054067	12
	14	6		1		12
Lö sung	12	8	TABELLE I	2	Schauahöhe in mm bei 60⁰C 82,2⁰G	• 14
ί	10	10	*erf113 j**	1	44	11
2	8	12	80	2	50	9 .
3	6	14	70	1	52	12
4	4	16	30	2	47	6
5	7,5	7,5	40	0	50	5
6	6,0	9,0	10	1	35	10
7	4,5	10,5	20	0	40	13
8	«.·.„	19	5	1	47	18
9	11		10	3	55
10			5		61
11		80		65
Was ser		80		—~

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0-

	AluminiuaauflÖ~ keit in mg/Äymin. (mg/8%.fto/min«)	TABELLE Z (Fortsetzung)	Dynamische (Rühren) ' ■a/Jahr (miX/Jahr)	2054067
	165,5 (15,38)	atatletieche Korrosion in na/Jahr
Lö sung	158,6 (14,73)	0,0581 (2,325)		Korrosion [örtliches nua/Jahr (adl/Jahr)
1	185,4 (17,65)	0,0112 (0_s449)	—·
2	207,4 _v (19,28)	0,0371 (1,485)
	215,2 (20,00)	0,00519 (0,1276)	—	—
4	212,6 (19,78)	0,00306 (0,1224)
5	(13,*7O)	0,00229 (0,0918)	0,0161 (0,634)
6	161,9 (15,05)	0,0001 (0,0039)	0,0107 (0,428)	—-
7	136,0 (12,63)	0,00048 (0,0193)		0,00354 (0,1416
8	179,4 (16,69)	0,00048 (0,0195)	0,0214 (0,857)
9	?7,6 (9,07)	0,00128 (0,0511)	0,0214 (0,857)
10	§9,2 (5,50)	0,00255 (0,1022)
11			0,00906 (0,3625)
Was ser		—

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Ό-ϊ Il OJ ^ψ

~ ²¹ - 205*067

Die Daten in der Tabelle. I aeigen und unterstreichen einige

der in der Beschreibung abgehandelten Punkte, Sub Bei»piel läßt die Lösung 11, die auf Schwefelsäure basiert, eine vorhältnismäeig niedrige Aluminiumauflösungsgeschwindigkeit erkennen, jedoch iat sie ein verhältnismäßig schlechter Reiniger mit einem hohen Breohungagrad des Wasserfilas und einer beträchtlichen Schmutzmenge. Außerdem korrodiert die Lösung rostfreien Stahl ziemlich stark. Die andere bekannte Lösung 10, die lediglich auf Phosphorsäure basiert, ist ale Reiniger etwas besser als Lösung 11, jedoch hat sie eine deutlich höhere Aluminiumauflösungsgeschwindigkeit und eine verhältnismäßig hohe Angriffs- oder Korrosionsgeschwindigkeit auf rostfreien Stahl« Außerdem zeigt sie eine Schwäche bezüglich der Reinigungsfähigkeit insofern, daß sie einen hohen Brechungsgrad des tfaeserfilms besitzt«

Im Gegensatz hierzu zeigen Lösungen, die beide Säuren enthalten, in allen Fällen ein gutes Reinigungevermögen im Hinblick auf den Schmutz und, wenn die bevorzugten Konzentrationen und Säureverhältnisse annähernd erreicht werden, eine materielle Verbesserung hinsichtlich des Reinigungsvermögens, wie der gemessene Brechungsgrad des Wasserfilms zeigt» Sogar Lösung 1, die die am wenigsten vorteilhafte Säuremischung aufweist, zeigt einen Brechungsgrad des Wasserfilms, der gleich demjenigen der Lösungen 10 und 11 ist»

Die Lösungen 7, 8 und 9_t die die bevorzugten Bereiche und Säureverhältnisse für ein Reinigen von Aluminium aufweisen, sind den bekannten Lösungen 10 und 11 hinsichtlich der statischen und dynamischen Korrosion beim rostfreien Stahl sowie im fieinlgungsvermögen, gemessen an dem Schmutz, weit überlegen« Diese Lösungen schäumen sehr wenig und besitzen annehmbare Aluminiumauflösungsgeschwindigkeiten, die höher als bei Lösung 11, jedoch niedriger als bei Lösung 10 sind» Insgesamt wird die Lösung 7 als die beste angesehen«

Die nachstehende Tabelle II zeigt einen Vergleich swlsohen der erfindungsgemäSen Lösung 7 und der bekannten Lösung 10

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BAD

hinsichtlich der Alualnluabela»tbarktlt. Bei die·«« Tennen werden die oberflächenaktiven Verbindungen au· beiden Xtttsunfan weggelassen, un ein Maskieren der Ausfällung su verhindern. Aluninlua wird in 1,5proaentigen Lösungen der Konsentrate ? und 10 suspendiert. Die Lösungen «erden mittels eines elektrischen Erhitzers mit einem Mantel aus rostfreien Stahl auf 93,3⁰C erhitst. Der Erhitzer wird häufig teilweise au· dem Untcrsuchnngsbad entfernt und begutachtet, un denjenigen !Punkt su bestiamen, bei den eine Ausfällung in Pore τοη Schuppen beginnt, die auf dem Mantel ans rostfreies Stahl auftreten« Dt· Aluminiumkonzentration wird gemessen_f wenn eine derartige Ausfällung suerst auftritt. Wie au* Tabelle XI ersichtlich ist, liegt die Altininluubelast barkeit in öranrn pro liter für die Lösung 7 annähernd dreimal so hooh wie bei der Lösung 10.

TABELLE II

Lösung Vol.~£ ToI.-^ Aluainiusikonzentraticn bei be-HSO SLPO₄» ginnender Ausfällung in gA

7 7,5 7,5 0,726

10 — 19,0 0,251

Die Verwendung der erfindungsgeaä&en Zusanmensetzungen susi fieinlgen, Desoxydieren und Einebnen von rostfreien Stahl wird in nachstehenden Beispiel erläutert.

Beispiel 1.

Hoetfreier Stahl τοη Typ 316 wird in ein wäßriges Bad getaucht, das 4 folonsnprosent des vorgenannten bevorzugten Konaentrats enthalt. ÖL· Badtenperatur beträgt etwa 82,2⁰G* Bas Metall wird etwa 45 Sekunden eingetaucht. Nach der Bntnahae aus den Bad und naeh den Spülen wird der rostfreie Stahl begutachtet· Man findet, daß er sauber und glänzend und frei von Schuppen und sichtbaren Karben 1st.

Die Verwendung der erfindungsgemäflen Zusammeneetaungen bei der Aufbringung eines Sisenphosphatubersuge auf eisenhaltige Oberflächen nittels des Unkehrwalsenbesohiohtungsverf ahren wird In

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-•23 -

den folgenden Beiepiel beschrieben»

Beispiel 2.

Ötahlabschnitte werden auf einer bei einer Metalloberflächengeschwindigkeit von 76,2 cm/sek arbeitenden üakehrwalaenbeschichtungsversuchsvorrichtung mit einer Auftragwalaenoberflächengesohwindigkelt verarbeitet, die 100£ der Metalloberflächengeschwindigkeit beträgt» Durch die Auftragwalze wird eine 5prozentige wäßrige Lösung auf die Steinoberfläche aufgebracht» Man läßt sie 6 Sekunden auf der Oberfläche verweilen Hach des Abquetschen, Spülen und Trocknen werden die Abschnitte angestrichen und dann einem Standard-Schalen- und Kugeldruckversuoh bezüglich der Haftfähigkeit des Anstrichs unterworfen. Die derart gemessene Haftfähigkeit des Anstrichs entspricht den im allgemeinen erhaltenen Ergebnissen, wenn übliche Eisenphosphatlösungen, die in üblicher Weise auf Stahl aufgebracht worden sind, in der gleichen Weise unter einem Farbauftrag bewertet werden» Das bevorzugte Konzentrat wird zur Bildung einer 5prozentigen Lösung verwendet«.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eine vielfältige Anwendbarkeit bei der Verwendung zur Behandlung von Metalloberflächen zeigen»

Pat entanspräche

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Claims

Patentansprüche

Kit Wasser verdünnbare konzentrierte Zusammensetzungen zum Reinigen von Aluminiumoberfläeheri, zum Desoxydieren, Heinigen und Einebnen bzw» zur Glanzgebung von Oberflächen aus rostfreiem Stahl und zum Bilden eines Eisenphosphatüberzugs auf eisenhaltigen Oberflächen, gekennzeichnet durch eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt an (») einem Säurebestandte11, bestehend aus Schwefelsäure und Phosphorsäure in einem Volumenverhäitnia von etwa 0,5 J bis etwa 1,5 : 1, bezogen auf Schwefelsäure von 66° Be und 75prozentige Phosphorsäure,

(b) einem oberflächenaktiven .Bestandteil und

(c) einem Sequestrierbestandteil, bestehend aus Oxalsäure und Citronensäure in einem Gewifthtsverhältnis von etwa 2,25 ί 1 bis etwa 1,75 : 1, bezogen auf Oxalsäure-dlhydrat bzw» wasserfreie Citronensäure,

mit der Maßgabe, daß beim Verdünnen der Konzentrate mit Wasser bei der Reinigung von Aluminium die Konzentration des Säurebestandteile zwischen etwa 0,001 und etwa 0,005 Gewichtspro~ zent, die Konzentration des oberflächenaktiven Bestandteils zwischen etwa 0,0010 und etwa 0,0035 Gewichtsprozent und die Konzentration des Sequestrierbestandteils zwischen etwa 0,001 und etwa 0,002 Gewichtsprozent liegt, bei der Behandlung von rostfreien Stahl die Konzentration des 3äurebestandteile zwischen etwa 0,003 und etwa 0,015 Gewichtsprozent, die Konzentration des oberflächenaktiven Bestandteils zwlsohen etwa 0,003 und etwa 0,007 Gewichtsprozent und die Konzentration des äequ63trierbe8tandteils zwischen etwa 0,0006 und etwa 0,0060 Gewichtsprozent liegt unri bei der Eisenphospha« tierung die Konzentration dos Säurebcatandteils zwischen etwa 0,0015 und etwa 0,015 Gewichtsprozent_r die Konzentration des oberflächenaktiven Bestandteils zwischen etwa 0,0013 und etwa Oj,013 Gewichtsprozent und die Konzentration des öequeotrierbestandteils zwischen etwa 0,0006 und etwa 0,0060 Gewichtsprozent liegte

2c. Zusammensetzung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,

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BADOfUQiNAL

daß (a) der Säure bestandteil aus Schwefelsäure in einer Klenge im Bereich von 2,58 bis 54»2 Gewichtsprc-sent des Konzentrats, berechnet als lOCprozentige Schwefelsäure, und aus Phosphorsäure in einer Kenge im Bereich von 2,0 bis 42,1 Gewichteprozent dea Konzentrats, berechnet als lOOprozentige Phosphorsäure, besteht, wobei das Gew-ahtsverhältnis von Schwefelsäure zu Phosphorsäure im Bereich v^n 0,744 * 1 bis 2,232 s 1 liegt,

(b) der oberflächenaktive Bestandteil in einer Menge ia Ü·- reich von 1,70 bis 89,5 Gewichtsprozent des Konzentrate liegt vorliegt und das Gewichtsverhältnis von oberflächenaktivem Bestandteil zum Säurebestandteil im Bereich von 0,0983 ι 1 bis 10,5 : 1 liegt und

(e) der Sequestrierbestandteil aus Oxalsäure-dihydrat in einer Menge im Bereich von 0,262 bis 54»5 Gewichtsprozent des Kon·» zentrats und aus wasserfreier Citronensäure in einer Menge im Bereich von 0,126 bis 28,6 Gewichtsprozent des Konzentrate liegt, wobei das Gewichtsverhältnis von Oxalsäure zu Citronensäure im Bereich von 2,25 : 1 bis 1,75 : 1 betrögt, während das Gewichtsverhältnis von Sequestrierbestandteil zum Säurebestandteil im Bereich von 0,0453 * 1 bis 4,83 s 1 liegt«

3« Zusammensetzungen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhäl:nis von Schwefelsäure zu Phosphorsäure zwischen etwa 0,8 : " und etwa 1_y2 : 1 liegt, bezogen auf Schwefelsäure von 66° B6 und 75prozentige Phosphorsäure O

4» Zusammensetzungen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oberflächenaktive Bestandteil aus einem primären äthoxylierten Alkohol und einem modifizierten polyäthoxylierten geradkettigen Alkohol besteht,

5^ Zusammensetzungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht*verhältnis von primärem äthoxylierten Alkohol zu modifiziertem polyäthoxylierten geradkettig« Alkohol zwischen etwa 2,25 : 1 und etwa 1,75 · 1 liegt«

6» Zusammensetzungen nach den Ansprüchen 1 ·■ 5, gekennzeioh-

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net durch einen zusätzlichen Gehalt an etwa 1£ Trläthylenglycol«

7ο Konzentrierte Zusammensetzungen, die nach dem Verdünnen mit Wasser zur Behandlung von Metalloberflächen geeignet Bind» nach den Ansprüchen 1-6, gekennzeichnet durch ein« wäßrige

Lösung nit einem Gehalt an

etwa 11 Gewichtsprozent Phosphorsäure, etwa 12,8 Gewichtsprozent Schwefelsäure, etwa 8,0 Gewichtsprozent primärem äthoxylierten Alkohol, etwa 4f6 Gewiohtsprozent modifiziertem polyäthoxylieVten ge~ radkettlgen Alkohol,

etwa 2,0 Gewichtsprozent Oxalsäure und etwa 4,2 Gewichtsprozent Citronensäure.

8„ Konzentrierte Zusammensetzungen nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen weiteren Gehalt an etwa 1 Gewichtsprozent Trläthylenglycol.

9· Hit Wasser verdünnte konzentrierte Zusammensetzungen zum Reinigen von Aluminiumoberflächen nach den Ansprüchen 1-8, gekennzeichnet durch eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt an

(a) einem Säurebestandteil, bestehend aus Schwefelsäure und Phosphorsäure in einem Volumenverhältnis von etwa 0,5 » bis etwa 1,3 : 1, wobei die Konzentration des ääurebe*» Standteils zwischen etwa 0,001 und etwa 0,005 Gewichtsprozent liegt,

(b) einem oberflächenaktiven Bestandteil in einer Menge zwischen etwa 0,0010 und etwa 0,005 Gewichtsprozent und

(o) einem Requestrierbestandteil, bestehend aus Oxalsäure und Citronensäure in einem Gewichteverhältnis von etwa 2,25 «1 bis etwa 1,75 ' 1» wobei die Konzentration des SecLuestrlerbestandteils zwischen etwa 0_t001 und etwa 0,002 Gewichtsprozent liegt ο

10ο Verdünnte Zusammensetzungen nach Anspruch 9 t dadurch gekennzeichnet, dad die Konzentration des ääurebestandteile zwischen etwa 0,0025 und etwa 0,0035 Gewichtsprozent liegt

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■ v ·■■

11. Verdünnte Zusammensetzungen nach Anepruch 9» dadurch gekennzeichnet» das der oberflächenaktive Bertandteil aus primärem äthoxylierten Alkohol und modifiziertem polyäthoxylierten geradkettigen Alkohol in einem Verhältnis vcn etwa 2,25 t 1 bie etwa ',75 * 1 liegt.

12. Verdünnte Zusammensetzungen nach Anepruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Sequestriertestandteil β zwischen etwa 0,0012 und etwa 0,0015 Gewichtsprozent liegtο

13° Verdünnte Zusammensetzungen zum Reinigen, Desoxydieren und Einebnen bei rostfreiem Stahl nach den Ansprüchen 1-8, gekennzeichnet durch eine wäßrige Lösung ait einem Gehalt an

(a) einem Säurebestandtoil, bestehend aus Schwefelsäure und Phosphorsäure in einem Volumenverhältnie von etwa 0,5 J 1 bis etwa 1,5 : 1, wobei die Säurekonzentration des Säurebestandteile zwischen etwa 0,003 und etwa 0,015 Gewichtsprozent liegt,

(b) einem oberflächenaktiven Bestandteil in einer Menge zwischen etwa 0,003 und etwa 0,007 Gewichtsprozent und

(c) einem Sequestrierbeetandtsil; bestehend aus Oxalsäure und Citronensäure in einen OawichtsverhHltnis von etwa 2,25 J 1 bis etwa 1.75 : ^;, w-^:ei dia Konzentration des Sequestrierbestandteils 7,v.i^a?iien gtwa C_?C006 und etwa 0,0060 Gewichtsprozent liegt-

14o Verdünnte Zusammensetzungen nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des öäurebestandteils zwischen etwa 0,004- und etwa 0,0075 Gewichtsprozent liegt =

15· Verdünnte Zusammensetzungen nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß der oberflächenaktive Bestandteil-aus primärem äthoxylierten Alkohol und modifiziertem polyätnoxylierten geradkettigen Alkohol in einem Verhältnis von etwa 2,25 * 1 bis etwa 1,75 : 1 bestehtο

16 ο Verdünnte Zusammensetzungen zum Aufbringen eines Si sen-* phcsphatüberzugs nach den Ansprüchen 1-8, gekennzeichnet \

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durch eine wäßrige Lösung Hit einem Gehalt an

(a) einen Säurebeetandte11, bestehend aus Schwefelsäure und fhoephoreäure In einem Volumenverhältnis von etwa 0,5 s bis etwa 1,5 t 1, wobei die Konzentration deB Säurebestandteile zwischen etwa 0,0015 und etwa 0,015 Gewichtsprozent liegt,

(b) einen oberflächenaktiven Bestandteil in einer Menge zwischen etwa 0,001? und etwa 0,01? Gewichtsprozent und

(c) einen sequestrierbestandteil, bestehend aus Oxalsäure und Citronensäure In einen Gewichtsverhältnie von etwa 2,25 * 1 bis etwa 1,75 * 1t wobei die Konzentration des Sefuestrierbestandtelle zwischen etwa 0,0006 und etwa 0₉OO60 G«wichteprozent liegt»

17· Verdünnte Zusammensetzungen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Säurebestandteilβ zwlsohen etwa 0,0075 und etwa 0,0105 Gewichtsprozent liegte

18· Verdünnte Zusammensetzungen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dafl der oberflächenaktive Bestandteil aus primärem äthoxylierten Alkohol und modifizierten polyäthoxylierten geradkettigen Alkohol in einen Verhältnis von etwa 2,25 s 1 bis etwa 1,75 s 1 besteht_β

19· Verfahren sun Reinigen von Alumlniunoberflachen nlt einer Bit Wasser verdünnten Zusammensetzung nach den Ansprüchen 9 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aluminiumoberflächen mit dieser wäßrigen Zusammensetzung in Berührung bringt und sie anschließend mit Wasser spült»

20» Verfahren zum Reinigen, Desoxydieren und Einebnen von Oberflächen aus rostfreien Stahl mit einer mit Wasser verdünnten Zusammensetzung nach den Ansprüchen 13 - 15» dadurch gekennzeichnet, daß nan die Oberflächen mit diesen Lösungen In .Berührung bringt,

21. Verfahren zum Aufbringen eines Eisenphosphatüberzugs auf eisenhaltige Oberflächen mit einer mit Wasser verdünnten Zusammensetzung nach den Ansprüchen 16 « 18, dadurch gekenn-

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zeichnet ι daß nan die eisenhaltigen Oberflächen Mit diesen Lösungen durch eine Auftragwaise wenigstens 6 Sekunden in Berührung bringt*

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