DE2317600A1

DE2317600A1 - Waesserige flussmittelloesungen fuer die feuerverzinkung

Info

Publication number: DE2317600A1
Application number: DE19732317600
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl Chem Dr Giesler; Karl Dipl Chem Dr Opp; Erfried Dipl Chem Dr Voelkl
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1973-04-07
Filing date: 1973-04-07
Publication date: 1974-10-24
Also published as: FR2224554A1; DE2317600B2; DE2317600C3; FR2224554B3; BE813451A; IT1004156B

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

Unser Zeichen: O. Z. 29 819 Ki/Ja 6700 Ludwigshafen, 6. 4. 1973

Wässerige Flußmittellösungen für die Feuerverzinkung

Bei der Feuerverzinkung von eisernen Gegenständen ist es erforderlich, die Oberfläche derselben einer Vorbehandlung zu unterziehen. Dies erfolgt im wesentlichen durch Entfetten, Behandeln mit geeigneten Säuren, wie Salzsäure oder Schwefelsäure, sowie anschließend durch Behandeln mit Flußmitteln (Jahrbuch der Oberflaehentechnik 1957, 1J5. Auflage, Seiten 332 bis 360).

Als Flußmittel werden heutzutage Systeme eingesetzt, die neben Zinkchlorid wechselnde Mengen an Ammoniumchlorid enthalten. Üblicherweise enthalten diese Flußmittel zwischen etwa 7 und 55 Gewichtsprozent Ammoniumchlorid. Es ist ferner auch bekannt, diesen Flußmitteln zusätzlich Alkalihalogenide oder auch Alumi— niumchlorid (GB 83O 258) einzuverleiben. Obwohl diese Flußmittel vom Standpunkt der Verzinkung her gesehen befriedigend sind, haben sie den Nachteil, daß sie eine starke Rauchentwicklung zeigen, was aufgrund der damit verbundenen Luftverschmutzung nachteilig ist. Die Entfernung der Rauchbestandteile ist jedoch technisch sehr aufwendig.

Es sind zwar auch Flußmittel bekannt (DL-Patentschrift 76 863), die aus einem Gemisch aus Natriumchlorid und Zinkchlorid bestehen und die praktisch nicht rau/chen, jedoch besitzen diese Flußmittel eine nur sehr geringe Wirksamkeit, so daß sie bisher für die Verzinkung noch nicht eingesetzt worden sind.

Gemäß einem eigenen, nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag enthalten Flußmittel für die Feuerverzinkung neben Natrium-, Kalium- und/oder Zinkchlorid Aluminiumchlorid sowie gegebenenfalls bis zu K % Ammoniumchlorid. Diese Flußmittel rauchen praktisch nicht und sind auf der anderen Seite bezüglich ihrer Aktivität vergleichbar mit den heute bekannten aktivsten Flußmitteln, die aber durchweg einen sehr hohen Ammoniumchloridgehalt aufweisen und demzufolge auch stark rauchen.

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Gemäß einem weiteren nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag sind ferner raucharme, Zinkchlorid enthaltende Flußmittel bekannt, die aus wässerigen Lösungen bestehen und die neben Zinkchlorid Chlorwasserstoff enthalten, wobei der Zinkchlorid- und Chlorwasserstoffgehalt 25 bis 60 Gewichtsprozent beträgt.

Diese Flußmittel verdanken ihre Aktivität u. a. ihrem Aluminiumchlorid- bzw. Chlorwasserstoff-Gehalt. Es wurde festgestellt, daß die Aktivität dieser Aluminiumchlorid bzw. Salzsäure enthaltenden Flußmittel relativ rasch reduziert wird, da sie in merklichem Umfange nicht nur die Oxidschichten, sondern auch das metallische Eisen des zu verzinkenden Gegenstandes selbst angreifen.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, wässerige Zinkchlorid und gegebenenfalls Alkalichlorid enthaltende Flußmittellösungen für die Feuerverzinkung zu schaffen, die einerseits raucharm und aktiv sind und bei denen andererseits der Angriff auf das metallische Eisen während des Tauchens und anschließenden Auftrocknens möglichst reduziert wird, ohne daß hierdurch die Qualität der Verzinkung nachteilig beeinflußt wird.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß die wässerigen Flußmittellösungen zusätzlich Aluminiumchlorid und/oder Chlorwasserstoff und gegebenenfalls maximal 4 Gewichtsprozent Ammoniumchlorid bezogen auf das in der Lösung enthaltene Zinkchlorid und die gegebenenfalls enthaltenen Alkalichloride, sowie ferner an sich bekannte Korrosionsinhibitoren enthalten.

Durch den erfindungsgemäßen Zusatz von Korrosionsinhibitoren wird das metallische Eisen wirksam geschützt, wobei jedoch überraschenderweise bei der Verzinkung weder durch die Inhibitoren selbst noch durch etwa aus ihnen gebildete thermische Spaltprodukte Nachteile auftreten. Dadurch, daß die aktiven Komponenten der Lösungen praktisch nicht durch Reaktionen mit dem

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Eisen verbraucht werden, ist es möglich, die Konzentration des Aluminiumchlorides bzw. der Salzsäure sehr niedrig zu halten.

Die wässerigen Lösungen enthalten insgesamt etwa 20 bis 6O Gewichtsprozent an Feststoffen und gegebenenfalls Chlorwasserstoff. Bezogen auf das Zinkchlorid können die Lösungen als Alkalichloride Natrium- und/oder Kaliumchlorid in Mengen von bis zu 60 Gewichtsprozent aufweisen. Ferner enthalten die Lösungen Aluminiumchlorid und/oder Chlorwasserstoff, wobei der Gehalt dieser Verbindungen, bezogen auf die in der Lösung enthaltenen Zink- und gegebenenfalls Alkalichloride 10 Gewichtsprozent nicht überschreiten sollte. Schon bei Gehalten von 0,1 Gewichtsprozent zeigen die Lösungen eine in vielen Fällen ausreichende Aktivität, Zweckmäßig werden jedoch Konzentrationen von mehr als 0,2 Gewichtsprozent bis J5 Gewichtsprozent eingesetzt. Diese Angaben beziehen sich stets auf die wasserfreien Chloride.

Die Korrosionsinhibitoren werden zweckmäßig in Mengen von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf die in der Lösungenthaltenen Zink- und Alkalichloride, eingesetzt.

Als Korrosionsinhibitoren eignen sich prinzipiell solche Verbindungen, die den Angriff von Salzsäure auf Eisen reduzieren. Neben anorganischen Inhibitoren wie Metallchloride, z. B. Kupferchlorid, eignen sich insbesondere aber organische Schwefelverbindungen, wie Thioharnstoff und alkylsubstituierte Thioharnstoffe, z. B. Ν,Ν'-Dibutyl-thioharnstoff und N,N^f-Diäthylthioharnstoff, ferner Sulfoxide, wie Dibenzyl-, Diphenyl-, Diäthylen-, Diphenylensulfoxid, Trithione, sowie Butindiol.

'Soweit diese Verbindungen nicht wasserlöslich sind, werden sie in Kombination mit Lösungsvermittlern, z. B. äthoxylierten Fettaminen oder äthoxylierten Fettalkoholen eingesetzt.

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Beispiel 1

Ein kontinuierlich bewegtes Eisenband wird wie üblich entfettet und mit Säuren behandelt. Nach der Zwischenspülung mit Wasser wird es durch eine Flußmittellösung gezogen, die in 90 1 Wasser, 48 kg Zinkchlorid, 9,7 kg Kaliumchlorid, 0,8 kg Ammoniumehlorid, 0,25 kg Aluminiumchlord und 0,015 kg N,N'-Dibutylthioharnstoff als Korrosionsinhibitor gelöst enthält. Als LösungsVermittler wird ein mit 12 Molen Ä'thylenoxid äthoxyliertes Oleylamin verwendet.

In einem Trockenofen wird das Band getrocknet, wobei die Austrittstemperatur desselben 90 bis 110°C beträgt. Die Verzinkung erfolgt in einem 45O⁰C heißen Zinkbad.

Es wird eine einwandfreie Verzinkung der Oberfläche erzielt, eine Rauchentwicklung ist praktisch nicht feststellbar.

Beispiel 2 ■

A) Wie in Beispiel 1 beschrieben wird ein Eisenband verzinkt, wobei als Flußmittellösung eine Lösung dient, die in 90 1

Wasser : . .

48 kg Zinkchlorid
7,7 kg· Kaliumchlorid
0,7 kg Chlorwasserstoff

0,03 kg 1,4-Butindiol als Korrosionsinhibitor enthält.

Bei einwandfreier Verzinkung war auch hier praktisch keine Rauchentwicklung feststellbar.

B) Ähnliche Ergebnisse werden erzielt, wenn man anstelle des Butindiole 0,02 kg Diphenylsulfoxid verwendet.

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Claims

- 5 - ■ ο.ζ. 29 819 Patentansprüche

1. Zinkchlorid und gegebenenfalls Alkalichloride enthaltende wässerige Flußmittellösungen für die Feuerverzinkung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Aluminiumchlorid und/oder Chlorwasserstoff und gegebenenfalls maximal 4 Gewichtsprozent Ammoniumchlorid,bezogen auf das in der Lösung enthaltene Zinkchlorid und die gegebenenfalls enthaltenen Alkalichloride, sowie ferner an sich bekannte Korrosionsinhibitoren enthalten.

2. Flußmittellösungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Aluminiumchlorid und/oder Chlorwasserstoff in Mengen von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das in der Lösung enthaltene Zinkehlorid und die gegebenenfalls enthaltenen Alkalichloride, aufweisen.

3. Flußmittellösungen nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Aluminiumchlorid und/oder Chlorwasserstoff in Mengen von 0,2 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das in der Lösung enthaltene Zinkehlorid und die gegebenenfalls enthaltenen Alkalichloride, aufweisen.

4. Flußmittellösungen nach Ansprüchen 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Korrosionsinhibitoren von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das in der Lösung enthaltene Zinkehlorid und die gegebenenfalls enthaltenen Alkalichloride beträgt.

5. Flußmittellösungen nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Korrosionsinhibitoren Thioharnstoff und/oder alkylsubstituierte Thioharnstoffe, und/oder Sulfoxide und/oder Trithione und/oder Butindiol enthalten.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG,

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