DE2243812B2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf Metalloberflachen mittels eines »naß in naß«-Auftragsverfahrens

Bei der üblichen Lackierung von Metallen zur Erzielung korrosionsfester Überzuge müssen mehrere in sich abschlosscne Bcschichtungsschntte durchgeführt werden, die alle ihre eigene Technologie erfordern und eventuell bestimmten Nachbehandlungen unterworfen werden müssen, ehe der nächste Schritt vollzogen werden kann Hochwertige Lackuberzuge, wie / B Einbrennlacke fur Automobile, können deshalb nur umständlich und kostspielig aufgebracht werden Die Oberfläche des Metalls muß zunächst sehr sorglaltig gereinigt, entfettet, gewaschen und eventuell trockengeblascn werden Die so vorbereitete Ober-Mache wird nun zur Eihohung der Haftfestigkeit der spater aufzutragenden Lackschichten und zur Verbesserung des Korrosionsschutzes phosphatiert, das heißt mit beispielsweise phosphorsauren Losungen von Zink- oder Manganorthophosphaten behandelt Die sich dabei bildenden dünnen Schichten aus unlöslichen Phosphaten müssen wiederum von störenden leicht löslichen Salzen freigewaschen und gut getrocknet werden Auf diese sogenannte Bonderschicht kann nun die Grundierung, ζ B eine in der Hi'ze vernetz-

bare Einbrenngrundierung, nach der Methode der Elektrotauchgrundierung aufgetragen werden Nach der elektrophoretischen Abscheidung der Grundierung muß wiederum abgespult und eingebrannt werden Anschließend wird in der Regel em Fuller und dann ein Decklack aufgetragen. Der Decklack wird üblicherweise als losungsmittelhaltiger, flussiger Lack mittels Spritzpistolen aufgebracht, abgeluftet, vorgetrocknet und schließlich in der Regel ebenfalls eingebrannt Erst nach Vollzug all dieser Schritte besitzt das Metall einen Überzug, der es vor dem Angriff der Atmosphärilien, wie Licht, Luft, Wasser und aggressiven Gasen, optimal schützt und ihm dekoratives Aussehen verleiht

Der Weg zur Herstellungeines Lackauf baus ist, wie geschildert, umständlich, langwierig und teuer Wechselweise losen sich mehrere Waschvorgange, Abluftungs- und Trockenschntte ab Dabei fallen große Mengen Wasch- und Abfallwasser an, deren Aufarbeitung und Regenerierung aus Gründen der Reinhaltung der Umwelt notwendig sind Ebenso müssen fur die Abluf tung und Trocknung bedeutende Mengen warmer oder heißer Luft bereitet werden Zu den hohen Energiekosten zur Erzeugung heißer Luft kommt bei diesen Verfahrensschritten noch die Tatsache, daß hier die in den Lacken enthaltenen organischen Losungsmittel in Form ihrer Dampfe anfallen Diese Dampfe müssen jedoch aus umwelthygienischen oder wirtschaftlichen Gründen beseitigt oder zurückgewonnen werden, was zusatzliche Kosten verursacht

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, das es gestattet, auf einfachere Weise ohne Beeinträchtigung der Umwelt Lackuberzuge auf Metalle aufzubringen, die im Korrosionsschutz und im dekorativen Aussehen den üblichen Lackautbauten gleichwertig sind

Überraschenderweise kann diese Aufgabe dadurch gelost werden, daß der Lackaufbau in einem »naß in naß«-Verfahrenohne Abluftung, Zwischentrocknung bzw Einbrennen der jeweils vorhergehenden Schicht erfolgt

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von ein- oder mehrschichtigen Überzügen auf Metalloberflachen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine der aufzutragenden Überzugsmittelschichten in Form einer wäßrigen Suspension eines in Wasser unlöslichen oder in Wasser höchstens schwach quellbaren feinteiligen hitzehartbaren Bindemittels, dessen Teilchen gegebenenfalls weitere in der Lackindustne übliche Zusatzstoffe enthalten und in einer wäßrigen Losung eines in Wasser gelosten Verdickungsmittel dispergiert sind, aut die noch nasse chemisch vorbehandelte oder grundierte Metalloberfläche, ohne diese vorher zu trocknen oder einzubrennen, durch Spritzen oder Rakeln aufgebracht wird und der gesamte Überzug dann in üblicher Weise getrocknet und eingebrannt wird

Eine besonders vorteilhafte Austuhrungstorm des erhndungsgemaßen Verfahrens besteht dann, daß die Teilchen der wäßrigen Uberzugsmittelsuspension einen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 150, vorzugsweise 5 bis 90 μηι aufweisen und als in Wasser gelöstes Verdickungsmittel eine organische polymere Substanz verwendet wird, die in 0,015%iger wäßriger Losung bei 20° C eine Viskosität von 0,5 bis 50 mPa s aufweist

Das erfindugnsgemaße »naß in naß«-Verfahren gestattet es, Abluftungs-, Vortrocknungs- und auch

Zwischeneinbrennschritte bei Mehrschichteneinbrennlacken einzusparen, frei von organischen Losungsmitteln zu arbeiten und mehrere Schichten gemeinsam thermisch zu vernetzen

Bei der praktischen Durchfuhrung des erfindungsgemaßen Verfahrens kann man beispielsweise auf einem Eisenblech eine Bonderschicht niederschlagen und, falls ein Einschichtdecklack gewünscht wird, auf diese frische nasse Bonderschicht mit Hilfe von fur flussige Lacke üblichen Auftragsvorrichtungen, wie ζ B mit einer Spritzpistole, eine wäßrige Suspension eines Decklacks, ζ B gemäß Patentanmeldung P 2210483 2, aufbringen Beide Schichten werden gemeinsam abgeluttet und eingebrannt Auf diese Weise wird der Abluftungs- und Trocknungsvorgang fur die Bonderschicht gespart Da der Decklack eine wäßrige Aufschlämmung von Partikelchen ist, deren jedes ein komplettes Lacksystem darstellt, welches Bindemittel, Pigment, Verlaufmittel und andere in der Lackindustne übliche Zusatzstoffe enthalt, wird bei der gemeinsamen Abluftungund Hitzehartung kein organisches Losungsmittel freigesetzt Der erhaltene Überzug ist in Glanz, Verlauf und Korrosionsfestigkeit ebenso gut wie ein Überzug, bei dem die Bonderschicht vorher abgeluftet und getrocknet wurde

Der Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens tritt weiterhin deutlich bei Mehrschichtenlackaufbau in Erscheinung, ζ B wenn auf einem phosphatierten Eisenblech zunächst elektrophoretisch eine übliche Einbrenngrundierung abgeschieden wird Nach beendeter elektrophoretischer Abscheidung wird nur kurz gespult, um die Reste des Grundierbades zu entfernen Auf diese nasse Schicht wird sofort, wie oben bereits beschrieben, die wäßrige Suspension des Lackpulvers gespritzt und dann erst abgeluftet und gemeinsam mit der Grundierung eingebrannt Der so erhaltene Überzug weist gegenüber einem solchen, bei dem die Grundierung zuerst gewaschen, getrocknet und eingebrannt wurde, keinerlei Nachteile auf

Einzelheiten über den Aufbau, die Zusammensetzung und Herstellung der erfindungsgemaß zu verwendenden wäßrigen Bindemittel- bzw überzugsmittelsuspensionen und ihre Weiterbehandlung nach dem Auftrag sind dem Patent 2 210483 2 zu entnehmen

Das Auftragen der wäßrigen Überzugsmittelsuspcnsion auf die noch nasse, chemisch vorbehandelte, ζ B phosphatierte oder chromatierte, oder grundierte,/ B elektrotauchgrundierte, Metalloberllache erfolgt nach Methoden und mit Vorrichtungen, wie sie fur die Lackierung mit flüssigen Zubereitungen, / B wäßrigen Dispersionen, wäßrigen oder organischen Losungen, üblich sind, und zwar durch Sprühen, Spritzen oder Rakeln Besonders vorteilhaft hat sich fur das erfindungsgemaße Verfahren der Auttrag der wäßrigen Suspensionen mittels Spritzen und Rakeln erwiesen

Das Einbrennen des gesamten Lackaulbaus erfolgt im allgemeinen bei Temperaturen von 120 bis 220° C, vorzugsweise bei 150 bis 170 C, innerhalb 10 bis 30 Minuten

Durch das erfindungsgemaße Verfahren können Ein-oder Mehrschichtlackauibauten in ihrer Herstellung vereinfacht und verkürzt werden, einzelne Beschichtungsschntte wegfallen oder in der Praxis einfacher gestaltet werden und dadurch beispielsweise mehrere, üblicherweise separat auszuführende Schritte zu einer Operation zusammengefaßt werden Ein weiterer technischer Fortschritt des erhndungsgemaßen Verfahrens ι* t die Tatsache, daß die verwendeten Lacksysteme Aufschlammungen bzw Suspensionen auf wäßriger Basis darstellen, die im Hinblick auf Toxizitat und Umweltverschmutzung harmlos sind, da sie keine organischen Losungsmittel enthalten, wahrend die heute bekannten wäßrigen Lacke fur Glanzlackierungen aus technischen Gründen samtlich organische Losungsmittel enthalten, die beim Einbrennen ι" frei werden Im folgenden soll anhand einiger Beispiele das neue Verfahren naher erläutert werden Die angegebenen Teile und Prozente sind auf das Gewicht bezogen

ι, Beispiel 1

a) Auf einem phosphatierten Eisenblech (ζ Β Bonder 127 WL) wurde in einem Elektrotauchbad bei einer Spannung von 190 Volt innerhalb von 2 Minuten eine anodische Grundierung auf

Ό Basis eines leinolmodifizierten Polymerisats aus

Acrylsäureester/Acrylamid/Acrylsäure, abgemischt mit Bisphenol A-Formaldehydharz, wie sie in DE-PS 1903 703 beschrieben ist, elektrophoretisch abgeschieden Nach beendeter Ab-

>> scheidung wurde sorgfaltig gewaschen, trockengeblasen, bei Raumtemperatur vorgetrocknet und 20 Minuten bei 170° C eingebrannt Auf diese Grundierungsschicht wurde mit einer Spritzpistole eine wäßrige Aufschlämmung eines

jo Pulverlacks auf Epoxidbasis (gemäß Patentanmeldung P 2 210483 2, Beispiel 2) aufgespritzt, kuiz vorgetrocknet und 20 Minuten bei 170° C eingebrannt

b) Es wuide wie unter a) verfahren, jedoch wurde i, erfindungsgemaß nach der Abscheidung der Grundierungsschicht nur kurz abgewaschen und auf diese nasse Schicht die wäßrige Pulversuspension gespritzt, kurz vorgetrocknet und 20 Minuten bei 170° C eingebrannt

ίο Die beiden nach I a) und b) beschichteten Bleche sind im Verlauf und Glanz nicht voneinander zu unterscheiden Die Behandlung im Salzspruhkasten ergab nach 2300 Stunden auch keine Unterschiede in der Korrosionsfestigkeit

Beispiel 2

a) Analog Beispiel 1 a) wurde ein phosphatiertes Blech mit einer kathodischen Grundierung auf Basis Epoxid/Fettsauren/Melaminharz, wie sie

,ο ζ B in DE-OS 1930949 beschrieben ist, pigmentiert mit Eisenoxidrot 130 BM, versehen und auf die bei 170° C im Verlauf von 20 Minuten eingebrannte Grundierung der in Beispiel 1 beschriebene Decklack gespritzt

)-■) b) Wie in Beispiel I b) wurde die pigmentierte Grundierung nach beendeter Abscheidung kurz gewaschen und naß mit der Decklackschicht uberspritzt, kurz vorgetrocknet und 20 Minuten bei 170° C gemeinsam eingebrannt

Wi Die beiden Bleche 2 a) und b) zeigten in ihrem Aussehen und in ihrer Korrosionsfestigkeit im Salzspruhkasten nach 2300 Stunden keine Unterschiede

Beispiel 3

tv, a) Ein sorgfaltig entfettetes Eisenblech wurde 5 Stunden in eine mit Manganphosphat gesattigte 10%ige wäßrige Phosphorsaurelosung getaucht, anschließend mit Wasser gewaschen, an der Luft

bei Raumtemperatur 2 Stunden vorgetrocknet und dann eine halbe Stunde bei 80° C zu Ende getrocknet: Auf.dieses so phosphatierte Blech wurde analog Beispiel i eine Aufschlämmung eines Epoxidpulverlacks aufgespritzt, vorgetrocknet und eingebrannt.
Wie in Beisrjiel 3 aV beschrieDen. wurae ein Eisenblech phosphatiert. Die Phosphatschicht wurde jedoch nur kurz mit Wasser abgespült und nicht getrocknet. Auf diese nasse Schicht wurde nun die gleiche Pulverlacksuspension wie in Beispiel 1 aufgebracht und eingebrannt
Die Lackierungen auf den beiden Blechen 3 a) und b) sind eleichwertie.

Claims (3)

1. Pate ntanspruchc.

   1 Verfahren zur Herstellung von ein- oder mehrschichtigen Überzügen auf Metalloberflachen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der aufzutragenden Uberzugsmittelschichten in Form einer wäßrigen Suspension eines in Wasser unlöslichen oder in Wasser höchstens schwach quellbaren feinteiligen hitzehartbaren Bindemittels, dessen Teilchen gegebenenfalls weitere in der Lackindustrie übliche Zusatzstoffe enthalten, und in einer wäßrigen Losung eines in Wasser gelosten Verdickungsmittel dispergiert sind, auf die noch nasse chemisch vorbehandelte oder grundierte Metalloberfläche, ohne diese vorher zu trocknen oder einzubrennen, durch Spritzen oder Rakeln aufgebracht wird und der gesamte Überzug dann in üblicher Weise getrocknet und eingebrannt wird
2. 2 Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der wäßrigen Uberzugsmittelsuspension einen Teilchendurchmcsser von 0,1 bis 150, vorzugsweise 5 bis 90 μΐη aufweisen und als in Wasser gelöstes Verdikkungsmittel eine organische polymere Substanz verwendet wird, die in 0,015 %iger waßnger Losung bei 20° C eine Viskosität von 0,5 bis 50 mPa s aufweist
3. 3 Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als wäßrige Uberzugsmittelsuspension eine Pulverlacksuspension verwendet wird