DE2352104C3 - Komponente zur Herstellung von Zink enthaltenden antikorrosiven Grundierungsmitteln - Google Patents
Komponente zur Herstellung von Zink enthaltenden antikorrosiven GrundierungsmittelnInfo
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Description
Es ist bereits bekannt, daß es bei einer großen Vielzahl von Überzugsmitteln, die Chromsäure oder
deren Äquivalente enthalten, zweckmäßig ist, eine Modifizierung vorzunehmen oder den pH-Wert der
Überzugszusammensetzung zu kontrollieren. So wird z. B. gemäß der US-PS 36 30 789 eine Behandlungslösung
für Metallsubstrate, die Chromsäure enthält, formuliert, wobei eine sorgfältige Kontrolle des
pH-Werts der Behandlungslösung erfolgt. Der pH-Wert sollte etwa 1,8 bis 5 betragen, um die Umsetzung der
einzelnen Bestandteile der Mischung vor der Aufbringung zu verhindern, wobei aber ein Lösungsbad
aufrechterhalten werden soll, das dazu geeignet ist, wirksam Grundmetalle zu behandeln.
Gemäß der US-PS 33 82 081 sieht eine Entwicklungsrichtung die Formulierung mit einem pulverförmigen
Metall, insbesondere pulverförmigem Zink, vor. So lehrt die US-PS 36 71 331 die Verwendung von feinverteiltem
Zink, insbesondere bei Bindeüberzugsmitteln, die eine sechswertiges Chrom liefernde Substanz, wie Chromsäure,
und ein Reduktionsmittel für das durch die Chromsäure zur Verfügung gestellte sechswertige
Chrom enthalten. In der US-PS 36 87 738 wird weiterhin die Entwicklung eines Überzugsmittels beschrieben, das
als Hauptbestandteile pulverförmiges Zink und Chromsäure enthalten kann.
Diese Bestandteile, wenn sie zum Zeitpunkt des Gebrauchs der resultierenden Überzugszusammenset-
·"> zung vorhanden sind, können ohne weiteres miteinander vermengt werden, um das Mittel für den Gebrauch
herzustellen. Es ist jedoch nicht unüblich, das Mittel für die nachfolgende Lagerung oder für den Transport vor
dem Gebrauch herzustellen. In diesem Fall hat es sich
ίο zur Verhinderung einer nachteiligen Reaktion oder
einer Geherung der einzelnen Bestandteile während der Lagerung und/oder des Transports ah notwendig
erwiesen, die Bestandteile des Überzugsmittels in separaten Komponenten abzupacken. Eine dieser
Komponenten enthält das feinverteilte Metail. Eine weitere Komponente enthält typischerweise Chromsäure
oder ihr Äquivalent und gegebenenfalls das Reduktionsmittel für das sechswertige Chrom. Eine
dritte Packung wird schließlich vorgesehen, die ein oder mehrere Mittel, wie Verdickungsmittel, Dispergiermittel
oder Suspendiermittel, enthält, welche der fertig vermischten Überzugsformulierung eine verbesserte
Stabilität und Gleichförmigkeit verleihen.
Aus der US-PS 36 71 331 ist ein aus zwei Komponen-
Aus der US-PS 36 71 331 ist ein aus zwei Komponen-
2't ten bestehendes Grundierungsmittel bekannt, dessen
erste Komponente aus sechswertigem Chrom und einem Reduktionsmittel für das Chrom besteht und
dessen zweite Komponente aus einem Metallpulver, wie Zinkpulver, sowie Dispergiermitteln, wie einem Hetero-
3» polysaccharid aus Xanthomonas campestris, Suspendiermitteln,
Entschäumern, Netzmitteln und Füllstoffen besteht. Das daraus erhaltene Grundierungsmittel läßt
jedoch hinsichtlich Gelierzeit, Herstellbarkeit und Eigenschaften des Überzugs noch Wünsche offen.
i> Nunmehr wurde gefunden, daß die in den Patentansprüchen
definierte Komponente für die Herstellung eines antikcrrosiven Grundierungsmittels gemäß der
Erfindung die oben erwähnten Eigenschaften verbessert.
4Ii Gemäß der Erfindung steht nun die Komponente zur
Verfügung, die ohne weiteres und leicht mit pulverförmigem Zink vermischt werden kann, unter Bildung eines
entsprechenden Grundierungsmittels, welches ausgezeichnete Überzugseigenschaften liefert. Diese Kompo-
4j nente zeigt eine erhöhte Lagerungsstabilität, wobei
weiterhin Überzüge, die aus Grundierungsmitteln erhalten worden sind, welche die Komponente enthalten,
ihre Überzugseigenschaften beibehalten oder sogar noch verbessern.
vi Die resultierenden Überzüge, die aus den Grundierungsmitteln
erhalten werden, können gegenüber Deckanstrichen eine gesteigerte Adhäsion besitzen,
wenn sie Scherkräften unterworfen werden. Solche Scherkräfte treten in typischer Weise auf, wenn
>5 beschichtete Metallwerkstücke kontinuierlichen Metallverformungsvorgängen,
beispielsweise in der Automobilindustrie, unterworfen werden, welche durch ein Ziehen oder Pressen begonnen werden und durch eine
Reihe von Ausricht-, Stanz- und Biegestufen weiterge-
wi führt werden.
Die Komponente gemäß der Erfindung enthält als Schlüsselbestandteil Chromsäure. Diese Verbindung
liefert der Komponente sechswertiges Chrom. Die Chromsäure kann auch durch Äquivalente von Chromic
säure zur Verfügung gestellt werden, z.B. durch Chromtrioxid oder Chromsäureanhydrid. Obgleich die
Chromsäure in der Komponente in einer geringen Menge, z.B. in einer 10g OO3 je 1 äquivalenten
Konzentration, vorhanden sein kann, kann doch die Chromsäure auch in erheblich größeren Mengen
vorhanden sein, z. B. in Mengen von 200 bis 500 g CrC>3 je 1 Wasser. Typischerweise enthält die Komponente
Chromsäure in einer Konzentration, die etwa 20 bis 200 g/l äquivalent ist, gleichgültig, ob die Komponente
am Ort der Herstellung verwendet wird oder ob die Herstellung und der Transport vor dem Gebrauch
erfolgen. Bei einem Grundierungsmittel, das die Schlüsselbestandteile Chromsäure und pulverförmiges m
Zink gemäß der US-PS 36 87 738 enthält, kann die Komponente von Reduktionsmitteln für die durch das
sechswertige Chrom gelieferte Chromsäure frei sein. Sonst enthält die Komponente im allgemeinen als
Hauptbestandteil ein beliebiges solches Reduktionsmit- ι ">
tel.
Es ist bekannt, daß eine sehr große Anzahl von Substanzen dazu imstande ist, sechswertiges Chrom zu
reduzieren. Diese Substanzen sind daher für Grundierungsmittel geeignet, die Chromsäure und ein Reduktionsmittel
hierfür enthalten. Es ist günstig, wenn das Reduktionsmittel oder die Kombination der Reduktionsmittel,
das bzw. die in der Komponente vorhanden ist, in größeren Mengen wasserlöslich ist und trotzdem
auf einem Metallsubstrat dann einen Voranstrich liefert, der wasserunlöslich ist. Zur Vereinfachung der Herstellung
und des Gebrauchs der Komponente wird ein Reduktionsmittel bevorzugt, das vollständig wasserlöslich
ist.
Es ist weiterhin sehr vorteilhaft, wenn das Reduk- in
tionsmittel während der Herstellung der Komponente gegenüber dem sechswertigen Chrom nur eine unterdrückte
Einwirkung oder überhaupt keine reduzierende Einwirkung zeigt, obgleich dies keine Erwägung ist,
wenn die Chromsäure in dem Bestandteil in erheblichen r> Mengen, z. B. in einer Konzentration entsprechend
oberhalb etwa 20 g/l, vorhanden ist. Wenn mehr als 20 g Chromsäure je I vorhanden sind, dann liegt das
Molverhältnis von CrCh zu dem Reduktionsmittel im allgemeinen in der Gegend von 4:1, wobei es jedoch
auch größer sein kann. Es kann aber auch kleiner sein und z. B. 0,8 :1 betragen.
Obgleich die Verwendung einer Vielzahl von Reduktionsmitteln für das sechswertige Chrom in
Betracht gezogen wird, wird es aus wirtschaftlichen 4-ϊ
Gründen und aus Gründen der Leistungsfähigkeit bevorzugt, saure Reduktionsmittel zu verwenden.
Insbesondere werden als Reduktionsmittel Bernsteinsäure und andere Dicarbonsäuren mit bis zu 14 Kohlenstoffatomen
bevorzugt, wie es in der US-PS 33 82 081 ><
> beschrieben wird. Diese Säuren können mit Ausnahme der Bernsteinsäure allein verwendet werden oder man
kann diese Säuren miteinander im Gemisch oder im Gemisch mit anderen organischen Substanzen, wie
Asparaginsäure, Acrylamid oder Succinimid verwenden. Weitere geeignete Kombinationen, die insbesondere in
Betracht gezogen werden, sind Kombinationen von Mono-, Tri- oder Polycarbonsäuren mit weiteren
organischen Substanzen, wie es in der US-PS 35 19 501 beschrieben wird. Schließlich gibt es weitere Reduk- to
tionsmittel, die saurer Natur sind und die daher für die Zwecke der Erfindung besonders gut geeignet sind.
Diese werden z. B. in den US-PS 35 35 166 und 35 35 167
beschrieben. Diese Reduktionsmittel ergeben ohne weiteres zusammen mit Chromsäure wäßrige Lösungen b5
mit einem pH-Wert von unterhalb 3,0.
Im wesentlichen sämtliche Überzugsmittel für Grundierungsanstriche
und somit im wesentlichen sämtliche Komponenten sind aus wirtschaftlichen Gründen auf
Wasserbasis aufgebaut. Hinsichtlich zusätzlicher Substanzen, die für das flüssige Medium verwendet werden
können, werden in der US-PS 34 37 53! Gemische von chlorierten Kohlenwasserstoffen und einem tertiären
Alkohol, wie tert.-Butylalkohol, sowie anderen Alkoholen als terL-Butylalkohol beschrieben. Bei der Auswphl
dos flüssigen Mediums für die Komponente der Erfindung sind wirtschaftliche Erwägungen von vorrangiger
Wichtigkeit, so daß ein solches Medium immer ohne weiteres im Handel erhältliche Flüssigkeiten
enthält
Ein weiterer Schlüsselbestandteil der Komponente ist das pH-Einstellungsmittel.
Die höheren Metall der Gruppe IA, z. B. Natrium und Kalium, können am Anfang dazu geeignet sein, um die
pH-Einstellung vorzunehmen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die nachfolgenden Überzüge auf den
Metallsubstraten wasserlöslich sind, so daß solche Mittel als pH-Einstellungsmittel nicht geeignet sind.
Repräsentative pH-Einstellungsmittel sind Calciumhydroxid, Magnesiumoxid und Strontiumoxid; aufgrund
der Wirksamkeit wird Zinkoxid besonders bevorzugt.
Aus Gründen der Wirksamkeit wird das pH-Einstellungsmittel vorteiihafterweise in solcher Menge verwendet,
daß ein pH-Wert zwischen etwa 3,5 und 5,5 erzielt wird. Im Einzelfall hängt die Menge naturgemäß
von der Konzentration der Chromsäure in der Komponente und zusätzlich noch von weiteren
Faktoren ab, z. B. von der Konzentration des Reduktionsmittels und der Neutralisationsstärke des pH-Einstellungsmittels.
Es ist am zweckmäßigsten, den pH-Wert der fertigen Komponente in Erwägung zu ziehen, wenn man die zuzusetzende Menge des
pH-Einstellungsmittels bestimmt.
Der andere Schlüsselbestandteil für die Komponente der Erfindung isc ein hydrophiles Xanthangummikolloid.
Diese Substanz kann auch als Heteropolysaccharid oder Kohlenhydra ( bezeichnet werden. Sie kann durch
Fermentation eines Kohlenhydrats, z. B. durch Bakterien Xanthomonas campestris, erzeugt werden. Solche
hydrophilen Xanthangummikolloide haben eine komplexe Natur und ein hohes Molekulargewicht, für das
z. B. mehr als eine Million typisch ist. Diese Substanz ist im allgemeinen in Pulverform verfügbar, die eine rasche
Löslichkeit in Wasser besitzt. Die Verwendung eines hydrophilen Xanthangummikolloids in Wasser bringt
selbst schon in sehr geringen Mengen ausgezeichnete Suspendierungseigenschaften mit sich. Obgleich auch
größere Mengen verwendet werden können, liefert bereits eine l%ige Lösung des hydrophilen Xanthangummikolloids
eine 10gew.-%ige Mischung von sehr feinverteiltem Kieselsäuresand über mehrere Tage. Die
Suspendierungskraft ist anscheinend von dem pH-Wert der Suspension unabhängig. Die Herstellung von
hydrophilen Xanthangummikolloiden insbesondere aus den Bakterien Xanthomonas campestris ist bereits
ausführlich beschrieben worden, z. B. in der US-PS 36 59 026. In dieser Druckschrift werden auch die
Lösungseigenschaften in Wasser eines solchen hydrophilen Kolloids beschrieben.
Bei der Herstellung von Grundierungsmitteln, die ein hydrophiles Xanthangummikolloid enthalten und bei
denen die Komponenten vor der Formulierung des Überzugsmittels vermischt werden, ist es bislang
notwendig gewesen, das hydrophile Kolloid von den anderen Komponenten getrennt zu halten. So ist es aus
der US-PS 36 71331 bekannt, eine Koirmonente zu
formulieren, die Chromsäure und ein Reduktionsmittel für die Chromsäure enthält Eine getrennte Packung
enthielt dann pulverförmiges Zink und das als Verdickungsmittel verwendete hydrophile Xanthangummikolloid.
Dagegen gestattet gemäß der Erfindung die pH-Einstellung der Komponente- auf etwa 3,0 bis
etwa 6 nunmehr die direkte Zugabe des hydrophiltn Xanthangummikolloids in die Packung, welche die
Chromsäure enthält Weitere Mittel, z. B. Dispergier- oder oberflächenaktive Mittel, können ebenfalls mit
diesem Bestandteil verwendet werden. Dies gibt ein Zwei-.Komponenten-System, wobei die eine Packung
nur pulverförmiges Zink enthält und die andere Packung bzw. Komponente einen eingestellten
pH-Wert aufweist und die weiteren Bestandteile enthält.
Bislang ist es aufgrund der bakteriellen Zersetzbarkeit von kolloidalen Lösungen von Xanthangummi in
Wasser über verlängerte Lagerungszeiträume erforderlich gewesen, solchen Lösungen sehr geringe Mengen
von geeigneten Konservierungsmitteln zuzusetzen, z. B. Formaldehyd und Natriumpentachlorphenat Gemäß
der Erfindung wurde nun festgestellt, daß die Chromsäure in der Komponente selbst bei den eingestellten
pH-Werten ein genügend wirksames Konservierungsmittel ist, so daß das Vorhandensein eines weiteren
Konservierungsmittels unnötig ist. Daher sind die resultierenden Grundierungsmittel von einfacherer
Natur.
Die Verträglichkeit dieser hydrophilen Xanthangummikolloide mit weiteren Gummis führt zu geeigneten
Mischungen, die ebenfalls in der Komponente gemäß der Erfindung verwendet werden können, solange der
Xanthangummi die Hauptmenge bildet und vorteilhafterweise mindestens 60Gew.-% der Gummimischung
ausmacht So wird z.B. in der US-PS 36 59 026 ein besonders gut geeignetes Gemisch beschrieben, das
Xanthangummi zusammen mit Scheinakazienbohnengummi umfaßt. Solche Gemische enthalten vorzugsweise
aus wirtschaftlichen Gründen und aufgrund einer gesteigerten Viskosität der Lösung 60 bis 95 Gew.-%
Xanthangummi. Weitere Gummiarten, die mit dem Xanthangummi eine Verträglichkeit besitzen, sind z. B.
Guargummi, Karaya-Gummi und Traganthgummi. Wie bereits ausgeführt wurde, kann die Komponente
weitere Mittel enthalten, z. B. Netzmittel und Suspendierungsmittel und dergleichen. Diese Mittel können
auch oberflächenaktive Mittel sein. Die typischerweise verwendeten können hydroxylenthaltende Kohlenwasserstoffäther
sein. Beispiele hierfür sind die Alkyläther von Alkylenglykolen, wie der Butyläther von Propylenglykol
und die Öxyalkyläther von Alkylenglykolen.
Nach der Formulierung der Komponente mit den geeigneten Bestandteilen und einem geeigneten
pH-Wert ist diese sodann für die Lagerung oder den Transport geeignet oder zum Vermischen mit weiteren
Substanzen des Grundierungsmittels. Diese sind z. B. feinverteiltes Zink, das, wie oben ausgeführt wurde,
einen gewissen Oxidgehalt hat. Es ist weder aus wirtschaftlichen Erwägungen tragbar noch durchführbar,
feinverteiltes Zink zu erhalten, das praktisch keinen Oxidgehalt aufweist. Das pulverförmige Zink kann Oxid
in einer Menge von M bis 15 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht des Zinks, enthalten. Es
ist jedoch typischer, daÖ das Zink einen Oxidgehalt von weniger als 10 Gew.-%, z.B. von 3 bis 5 Gew.-%,
aufweist. Solange die komponente gemäß der Erfindung entsprechend hergestellt ist, kann der Oxidgehalt
des Zinks stark variieren, ohne daß im allgemeinen ungeeignete Grundierungsmiuel gebildet werden.
Für den Fachmann ist klar, daß das teilchenförmige Zink sehr geringe Mengen von anderen Bestandteilen
enthalten kann. Beispiele für solche weiteren Materialien sind etwa 0,2% oder weniger Blei und Eisen und
etwa 0,1 % Cadmium. Bei den Grundierungsmitteln nach dem Stand der Technik ist es schon in Betracht gezogen
worden, Gemische von pulverförmigen Metallen zu
ίο verwenden, wie sie z.B. in de\ US-PS 36 87 738
beschrieben werden. Somit wird es gemäß der Erfindung in Betracht gezogen, daß das pulverförmige
Zink tatsächlich ein pulverförmiges Metallgemisch sein kann, welches z. B. bis zu 20 Gew.-% oder mehr
teilchenförmiges Aluminium und zum Rest teilchenförmiges
Zink enthält.
Das Zink wird sodann mit der Komponente zum Zeitpunkt der Verwendung vermischt, um ein Grundierungsmittel
herzustellen, welches für die Anwendung
2(i fertig ist. Dieses kann auf das Metallsubstrat nach den
herkömmlichen Methoden aufgebracht werden, um ein Substrat mit einer Flüssigkeit zu beschichten, z. B. durch
Tauchbeschichten, Walzenbeschichten oder Umkehrwalzenbeschichten, Schlitzgiessen, luftloses Besprühen,
:~> Drehbürstenbesprühen, Druckbesprühen oder durch
eine Kombination solcher Techniken, z. B. der Sprüh- und Bürstentechnik. Bei jeder Methode liefen eine
solche Anwendung im allgemeinen einen Grundierungsanstrich auf dem Metallsubstrat mit etwa 21,5 bis etwa
jo 5400 mg pulverförmigem Zink je 1000 cm2 des beschichteten
Substrats. Die Menge kann von dem zu be:schichtetenden Substrat, der Anzahl der aufzubringenden
Überzüge, dem in Betracht gezogenen Endzv/eck und von der Tatsache abhängen, ob die
r> Aufbringung eines Deckanstrichs beabsichtigt ist oder nicht.
Nach der Aufbringung wird der Grundierungsüberziig
gehärtet, was oftmals in einfacher Weise durch ein Lufttrocknen bei Raumtemperatur oder durch ein
beschleunigtes Lufttrocknen bei erhöhter Temperatur, wie 93,3°C oder mehr, geschehen kann. Ein solches
Härten, beispielsweise durch ein Backen, ergibt auf dem Metallsubstrat einen wasserunlöslichen Oberzug. Das
Backen bei einer erhöhten Substrattemperatur kann auch dadurch erzielt werden, daß das Metall vor der
Aufbringung des Grundierungsmittels erhitzt wird, wobei in jedem Falle diese Härtungstemperaturen nur
selten eine Temperatur im Bereich von etwa 232,2°C bis 530° C überschreiten, obgleich mäßigere Härtungstemperaturen,
z.B. von 135,0 bis 162,80C, insbesondere in Betracht gezogen werden, wenn sodann ein Deckanstrich
aufgebracht wird, der durch Backen bei einer Temperatur von etwa 232,2° C oder mehr gehärtet wird.
Bei erhöhten Härtungstemperaturen kann das Erhitzen in einem Bruchteil einer see durchgeführt werden,
jedoch wird es im allgemeinen bei geringfügig längeren Zeiträumen, beispielsweise im Verlauf einer min bei
geringeren Temperaturen durchgeführt.
Obgleich die Natur des über den Grundierungsanstrich
aufzubringenden Deckanstrichs wenig kritisch ist, sind doch Deckanstriche von speziellem Interessse, die
feinverteiltes pulverförmiges Metall enthalten. Von diesen Deckanstrichen sind, obgleich feinverteilte
Pigmente und Füllstoffe wichtig sind, Deckanstriche von
b5 spezieller Wichtigkeit, die zur Erhöhung des Korrosionsschutzes
des unterliegenden Substrats pulverförmige Metalle, wie pulverförmiges Zink, enthalten. So ist es
z. B. bereits in der US-PS 36 71 331 beschrieben worden,
daß ein Grundlack-Deckanstrich, der ein teilchenförmiges, elektrisch leitendes Pigment, wie Zink, enthält, für
ein Metallsubstrat sehr gut geeignet ist, welches zunächst mit einem Grundierungsmittel behandelt wird,
welches ein pulverförmiges Metall, wie feinverteiltes "> Zink, enthält, wobei das Zink in einer Mischung
zugeführt wird, die eine sechswertige Chrom liefernde Substanz, wie Chromsäure, und ein Reduktionsmittel für
diese Substanz enthält.
Deckanstriche, die für solche mit einem pulverförmi- i<
> gen Metall repräsentativ sind, werden oftmals der Einfachheit halber als »schweißbare Grundlacke«
bezeichnet.
Vor der Aufbringung des Grundierungsmittels auf das Metallsubstrat ist es im allgemeinen zweckmäßig,
Fremdstoffe von der Metalloberfläche zu entfernen, indem man ein gründliches Reinigen und Entfetten
vornimmt. Das Entfetten kann mit bekannten Mitteln, z. B. Natriummetasilikat, Natriumhydroxid, Tetrachlorkohlenstoff,
Trichloräthylen und dergleichen, geschehen. Es kann auch ein handelsübliches alkalisches
Reinigungsmittel verwendet werden, das eine Wasch- und milde Abschleifbehandlung kombiniert, z. B. eine
wäßrige Trinatriumphosphat-Natriumhydroxid-Reinigungslösung. Zusätzlich zu dem Reinigen kann das
Substrat auch einem Reinigen und Ätzen, z. B. mit einer stark anorganischen Ätzsäure, unterworfen werden.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Darin wurden die folgenden Maßnahmen durchgeführt.
Herstellung der Testplatten
Strahltestplatten mit den Abmessungen 10,2 cm χ 20,3 cm aus kaltgewalztem, kohlenstoffarmen
Stahl werden zum Beschichten vorbereitet, indem zunächst mit einem Reinigungskissen gerieben wird, das
ein poröses faserartiges Kissen aus synthetischen Fasern ist, die mit einem Schleifmittel imprägniert sind.
Danach werden die gereinigten Platten in eine Reinigungslösung getaucht, die typischerweise chlorierte
Kohlenwasserstoffe enthält und die bei etwa 82,2° C to gehalten wird oder die 142 g eines Gemisches von
25 Gew.-°/o Trikaliumphosphat und 75 Gew.-% Kaliumhydroxid je 3,8 1 Wasser enthält Dieses alkalische Bad
wird bei einer Temperatur von etwa 65,6 bis 82,2° C gehalten. Nach dem Reinigen werden die Platten mit
warmem Wasser gespült und vorzugsweise getrocknet
Aufbringung des Deckanstrichs
Wenn Platten mit einem Deckanstrich aus einem Grundlack versehen werden, dann wird als Grundlack
am Anfang ein handelsüblicher Grundlack verwendet der ein zinkreicher, schweißbarer Grundlack ist der
zuerst einen Feststoff gehalt von 1536,9 g/l, ein Anfangsfeststoffvolumen
von 30% besitzt und der anfänglich 64 Gew.-% nicht-flüchtige Stoffe enthält Die Bindemittelkomponente
wird aus einem hochmolekularen Epoxyharz hergestellt Vor dem Gebrauch wird dieser
Grundlack auf eine Viskosität von 45 see, gemessen mit einem Ford-Becher Nr. 4, mit einem aromatischen
Lösungsmittel verdünnt welches synthetisch aus Petroleum hergestellt worden ist und das einen Flammpunkt
von 63 bis 66° C besitzt Der Grundlack wird am Schluß mit 10Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Grundlacks, des oben beschriebenen, handelsüblichen,
pulverförmigen Zinks vermischt um das bereits in dem Grundlack vorhandene Zink zu ergänzen. Der Grundlack
wird auf sämtliche der mit einem Grundanstrich versehenen Platten aufgebracht indem der Grundlack
mit einer Zugstange Nr. 20 auf die Platte aufgebracht wird, um einen glatten gleichförmigen Grundlacküberzug
auf den einzelnen, mit einem Grundanstrich versehenen Platten zu ergeben. Die resultierenden
beschichteten Platten werden 4 min in einem Ofen bei 288° C gehärtet.
Zur Herstellung einer Grundierungsmittelkomponente werden 600 Gew.-Teile Wasser, 19,2 Gew.-Teile
Chromsäure, 3,2 Gew.-Teile Bernsteinsäure, 1,6 Gew.-Teile Succinimid, 6,5 Gew.-Teile Zinkoxyd und 1,2 gew.-Teile
des vorstehend beschriebenen Hydrophilkolloidxanthangummis gemischt.
Nach mehr als 2jähriger Alterung dieser Komponente wurde festgestellt, daß das Kolloid keine Anzeichen
von bakterieller Einwirkung aufweist. Die Bestimmung erfolgte durch visuelle Untersuchung. Hieraus ergibt
sich, daß die Komponente vor der Lagerung nicht mit einem Kolloidkonservierungsmittel gemischt werden
muß.
Eine weitere Komponente wurde hergestellt, indem 1000 Gew.-Teile Wasser mit 20 Gew.-Teilen Chromsäure
gemischt wurden unter Bildung einer Lösung von pH 1,2. Anschließend wurde ausreichend Zinkoxyd um den
pH-Wert auf 4,0 einzustellen, zugesetzt. Schließlich wurden 3 Gew.-Teile des oben beschriebenen hydrophilen
kolloiden Xanthangummis zugegeben. Der pH-Wert der erhaltenen Komponente bleibt bei 4,0.
Anschließend werden mit der Komponente 120 Teile
Zinkstaub einer mittleren Teilchengrößen von etwa 4,5 Mikron und einer maximalen Teilchengröße von
etwa 16 Mikron und einem Oxydgehalt von etwa 3% zugemischt.
Während des Vermischens werden auch 0,5 Gew.-Teile eines nichtionischen Netzmittels zugegeben. Der
pH-Wert der erhaltenen Überzugsmasse ist 5,4.
Wie oben beschrieben vorbereitete Platten werden ebenfalls, wie oben beschrieben, überzogen und dann
4,5 Min. bei einer Temperatur der Metallplatte von 260°C eingebrannt. Die erhaltenen Platten werden dann
mit einem Decklack, wie oben beschrieben, überzogen, mit dem Unterschied daß das Einbrennen in einem Ofen
bei 293° C erfolgt.
Die Überzugshaftfestigkeit wird durch den Schlagtest geprüft Bei diesem Test wird ein Metallstempel von
bestimmtem Gewicht mit einer halbkugelförmigen Kontaktoberfläche aus einer vorher bestimmten Höhe
auf die Testplatte fallen gelassen. Der Stempel schlägt dabei auf die Testplatte an der der beschichteten Seite
gegenüberliegenden Seite auf. Die angewandte Stoßstärke betrug 17,6 Joule. Die Anstrich-Ablösung wird
qualitativ auf der konvexen Oberfläche durch visuelle Untersuchung und durch Vergleich vieler Platten
miteinander gemessen. Dabei ergab sich für die erhaltene Testplatte diese günstige Bewertung 8, bei
einer Skala von 0 bis 10, in der 10 vollständige Aufrechterhaltung der Überzugsintegrität bedeutet
Es wurden drei Komponenten gemäß Beispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, daß eine Komponente
(Komponente III) kein Zinkoxid enthält, während die anderen beiden Komponenten unterschiedliche Zinkoxidmengen
enthalten, um Komponenten mit unterschiedlichem pH-Wert zu bilden. Die pH-Werte der in
ίο
dieser Weise erhaltenen Komponenten sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.
Bei dem Vergleichssystem (Komponente III) wird das Zinkoxid nicht der Komponente zugesetzt. In diesem
Fall wird ein Grundierungsmittel aus dieser Komponente III gebildet, wonach das Zinkoxid dem Mittel
zugesetzt wird, um den pH-Wert auf 5,5 einzustellen.
Es wird Zinkstaub verwendet, der eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 2,8 μίτι und einen
Oxidgehalt von 4% aufweist. Dieser Zinkstaub wird
zwei Komponenten in einer Menge zugesetzt, die 150 g/l dieses Zinkstaubs in dem fertigen Grundierungsmittel
ergibt. Die Komponente II enthält 3,5Gew.-% Zinkoxid. In dieser Komponente werden lediglich 50 g/l
Zinkstaub verwendet.
In der nachstehenden Tabelle sind die Zusammensetzungen der Komponenten, der pH-Wert des damit
gebildeten Grundierungsmittels und dessen Gelierzeit in ungerührtem Zustand zusammengestellt.
Komponente
Zinkoxid zu der
Komponente
zugesetzt
pH-Wert der
Komponente Zinkoxid im
Komponente Zinkoxid im
Grundierungsmillel
zugesetzt
pll-Wen des Grundierungsniitlels
Gelierzeit des Grundicrungsm ine is
Komponente
I
I
II
III
III
ja
ja
nein
ja
nein
4,8
<3 nein
nein
ja
<3 nein
nein
ja
5,5
5,5
>46h >72h
<18h
Aus der obigen Tabelle ist ohne weiteres ersichtlich, daß die erfindungsgemiißen Komponenten I und II der Vergleichskomponente
III bezüglich der Gelierzeit erheblich überlegen sind.
Claims (6)
1. Komponente aus einem wäßrigen Medium, Chromsäure und gegebenenfalls einem Reduktionsmittel
für die Herstellung eines pulverförmiges Zink enthaltenden antikorrosiven Grundierungsmittels,
dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem wäßrigen Medium, aus Chromsäure in einer
Menge, die in Wasser einen pH-Wert unterhalb 3,0 ergibt, einem anschließenden Zusatz von Lithiumoxid,
Lithiumhydroxid, einem Oxid oder Hydroxid von Metallen der Gruppe Ila des Periodischen
Systems oder Zinkoxid in einer Menge, daß der pH-Wert auf Werte zwischen 3,0 und 6 eingestellt
ist, und einem hydrophilen Xanthangummikolloid hergestellt worden ist.
2. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 10 bis 500 g/l Chromsäure,
berechnet als CrCb, eingesetzt sind und der endgültige pH-Wert auf Werte zwischen 3,5 bis 5,5
eingestellt ist.
3. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Dispergiermittel
und/oder Netzmittel enthalten sind.
4. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel für das
sechswerlige Chrom und die Chromsäure in einer
Menge eingesetzt sind, die in Wasser einen pH-Wert unterhalb 3 ergibt.
5. Komponente nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel eine
Dicarbonsäure ist und daß zusätzlich Succinimid, Acrylamid oder Asparaginsäure als reduzierende
Substanz eingesetzt ist.
6. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium einen
tertiären Alkohol, einen chlorierten Kohlenwasserstoff oder Gem ische davon enthält.
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