DE2917710A1

DE2917710A1 - Verfahren zum elektrophoretischen auftragen von mit aluminiumpulver gefuellten emails auf eisen- oder stahlteile

Info

Publication number: DE2917710A1
Application number: DE19792917710
Authority: DE
Inventors: Joachim Gittermann; Hariolf Ing Grad Koehler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-05-02
Filing date: 1979-05-02
Publication date: 1980-11-13

Description

Verfahren zum elektrophoretischen
Auftragen von mit Aluminiumpulver gefüllten Emails auf Sisen- oder Stahlteil ~~~~~~~~~~~~~~~~ Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrophoretischen Auftragen von mit Aluminiumpulver gefüllten Emails auf Eisen- oder Stahlteile.
Bisen- oder Stahlteile elektrophoretisch mit Email zu beschichten, ist bekannt. Dabei handelt es sich um sogenannte Glasemails, die jedoch nicht für aileAnwendungszwecke geeignet sind. So stellen sie beispielsweise keinen befriedigenden Schutz dar für solche bauteile - z. B. Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen -, die hohen Temperaturen mit größeren schnellen Temperaturschwankungen sowie mechanischen Vibrationen und Stößen ausgesetzt sind. Bei solchen Reanspruchungen neigen diese Glasemails zu Rißbildungen, mit der Folge, daß es dort zu intensiver Korrosion aufgrund aggressiver Kondensate etc. kommt.
Es sind auch bereits insbesondere mit Aluminiumpulver gefüllte Emails mit weniger glasartigem und mehr keramikartigem Charakter bekannt geworden, die bezüglich ihrer thermischen, mechanischen und chemischen Beständigkeit gift für die Emaillierung auch von Abgasanlagen geeignet sind. Es hat sich nun jedoch gezeigt, daß es zwar mit gutem Erfolg möglich ist, diese Emails zum Beispiel in einem Tauchverfahren auf das zu beschichtende Bauteil aufzutragen, jedoch nicht im insbesondere bei Serienfertigungen an sich günstigeren Elektrophorese-Verfahren. Ursache dafür ist in erster Linie, daß das üblicherweise zur Steuerung des sogenannten Umgriffs im Elektrophoresebad eingesetzte Natriumaluminat infolge des dabei erforderlichen hohen ph-Werte von über 10 das eingesetzte Aluminiumpulver unter Gasentwicklung zersetzt, so daß keine einwandfreie Beschichtung des Gegenstandes erzielbar ist.
Per Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auch mit Aluminiumpulver gefüllte Emails in eillem elektrophoretischen Vorfahren auf Eisen- oder Stahlteile aufgetragen werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Emailschlicker aus elektrotauchfähigen Emailfritten unter Zusatz von ungesättigten Fettsäuren vermahlen und auf einen relativ neutralen pH-Wert -von zumindest annähernd 7 bis 8 eingestellt wird, daß getrennt davon das Aluminumpulver mit zumindest teilweise neutralisierten elektrophoreseabscheidbaren organischen Bindemitteln angeteigt wird, daß beide Mischungen miteinander vermischt werden und daß in diese Mischung eine kittend wirkende Harzdispersion eingemischt wird.
Abweichend von konventionellen Elektrophorese-Emaillierungen arbeitet das vorgeschlagene Verfahren im Neutralbereich und frei von Natriumaluminat. Eine irgendwie geartete gasabgebende Zersetzung des Aluminiums bzw. des Schlickers findet nicht statt. Es wird ein in der Oberflächelrstruktur, Haftung Schlagfestigkeit und chemischen Beständigkeit guter Emailauftrag erzielt.
Mit Vorteil werden als organische Bindemittel Elektrotauch-Kunstharze wie Alkyd-, Melamin-, Maleinat-, Polyoel- oder Acrylatharze oder dcren Kombinationen verwendet. Besonders günstige Eigenschaften bezüglich der chemischen Belastbarkeit werden erzielt, wenn eine Acrylat-Melaminharzkombination eingesetzt wird. Mit Vorteil wird als kittend wirkende Harzdispersion eine Acryl-Einbrenndi spersi on verwendet.
Der im Verfahren verwendete Emailschlicker kann aus jeder im herkömmliehen Sinne (Verfahren mit Natriumaluminat) ETE-tauglichen (Elektrophorese-Tauch-Emaillierung) hergestellt werden, die nach dem Vermahlen eine niedrige Leitfähigkeit von zum Beispiel ca.
1000 /uS aufweisen. Er muß frei von Borsäure-, Zitronensäure-, Kieselsäure-, Nickelsulfat- und Ammoniumsulfatzusätzen sein, die bei konventionellen Tauchaufträgen unter anderem zur Haftungsverbesserung, zur Verbesserung der Benetzung oder zur Verbesserung der Fließeigenschaft benötigt werden Diese Stoffe würden die Leitfähigkeit des Schlickers erhöhen, was eine Verschlechterung des Urngriffs zur Folge hätte. Der pH-Wert des Emailschliekers wird mit ungesättiCten Fettsäuren, vorzugsweise mit Öl- oder Tallölfettsäuren auf den Wert von etwa 7 bis 8 eingestellt. Durch den niedrigen pH-Wert wird nicht nur eine Zersetzung des Aluminiumpulvers vermieden, sondern auch verhindert, daß sich aus den Emailfritten-Teilchen Ionen herauslösen, was ebenfalls eine Verschlechterung des Umgriffs bewirken würde.
Die getrennte Zubereitung des Emailschlickers und der Aluminiumpulver-3indemittel-Mischung bewirkt eine besonders gute Benetzung des Aluminiumpulvers und gewährleistet eine gute Stabilität bzw.
Alterungsbeständigkeit des Elektrophorese-Bades. Andernfalls würde sich der Umgriff bereits nach einer relativ kurzen Standzeit des Bades von beispielsweise 2 bis 3 Stunden verschlechtern.
Die vorherige Neutralisierung des organischen Bindemittels vor der Anmischung mit dem Aluminiumpulver ist verfahrenstechnisch günstig, weil das Aluminismpulver dadurch einfacher in die Bindemittel/Wasser-Dispersion eingemischt werden kann. Lurch die Zumischung einer Harzdispersion - insbesondere eier Acryl-Einbrenndispersion wird der Beschichtung ein kittender Charakter verliehen und dadurch eine optimale Säurebeständigkeit erzielt. Ohne diese Harzdispersion ergäbe sich eine durch die organischen Bindemittel bedingte zu poröse Oberfläche.
Versuchsweise wurden unter anderem Teile einer Abgasanlage elektrophoretisch mit einer Emailschicht von ca. 120 /um versehen, die bezüglich ihrer thermischen, mechanischen sowie chemischen Eingenschaft voll dem an eine Abgasanlage zu stellenden Anforderungen entsprach. Dabei wurde in bekannter Weise ein Emailschlicker hergestellt aus 100 Teile Emailfritte SR 6425- eine katalytische Fritte der Fa. Bayer -30 Teile Emailfritte GS 1505 - eine glasartige Emailfritte der Fa. Bayer -2 Teil Zirkondioxid , beispielsweise Ultrasil H 201, 1 Teil feuerfesten Ton, z. B. Bentonit H 206, 0,1 Teil Carboxymethylcellulose (CMC), z. B. Relantin H 250, 3 Teile Tallölfettsäure 50 Teile Wasser.
Die Mahlfeinheit betrug Gründbandsieb 5. Zum Ausspülen der Mühle wurden nochmals. 10 Teile Wasser verwendet. Parallel dazu wurden 9 Teile Acrylharz, nämlich Luhydran 8484 der Pa. BASF und 3 Teile Melaminharz, nämlich Luwipal 8383 der Fa. BASF mit o,3 Teilen Dimethyläthanolamin der Fa. BASF neutralisiert und mit 25 Teilen Wasser verdünnt. Dieses verdünnte neutralisierte Bindemittelgemisch wurde unter Rühren mit 100 Teilen Aluminiumpulver angeteigt und mit weiteren 25 Teilen Wasser verdünnt.
Zu dieser Lösung wird der fertig gemahlene Emailschlicker zugegeben und danach 15 Teile Acryl-Einbrenndispersion, nämlich Luhydran 8508 der Fa. BASF, mit eingerührt. Die nun fertige Suspension des Elektrophorese-Behandlungsbades besitzt einen pH-Wert von 8,0 und Leitfähigkeit von ca. 900 µS. Je nach Thixotropie kann die Suspension mit maximal 20 weiteren Teilen Wasser verdünnt, oder der pH-Wert mit Natronlauge etwas angehoben werden.

Claims

A N S P R Ü C H E 1. Verfahren zum elektrophoretischen Auftragen von mit Aluminiumpulver gefüllten Emails auf Eisen- ode Stahlteile, bei dem die zurächst eine. üblichen Beizvorbehandlung wird einer daran anschließenden sauren Aktivierung sowie ggf. elektrolytischen Vernicklung unterworfenen Teile in die im wesentlichen aus dem Aluminiumpulver und dem Emailschlicker bestehende Suspension des Elektrophorese-Behandlungsbades eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Emailschlicker aus elektrotauchfähigen Emailfritten unter Zusatz von ungesättigten Fettsäuren vermahlen und auf einen relativ neutralen pH-Wert von zumindest annähernd 7 bis 8 eingestellt wird, daß getrennt davon das Aluminiumpulver unter Zusatz von Wasser mit zumindest teilweise neutralisierten elektrophoretisch abscheidbaren organischen Bindemitteln angeteigt wird, daß beide Mischungen miteinander vermischt werden und daß in die so entstandene Mischung eine kittend wirkende Harzdispersion eingemischt wird.
2. Vexfairen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als organische Bindemittel Elektrotauch-Kunstharze wie Alkyd-, Melamin-, $Maleinat-, Polyeel- oder Acryl@tharze oder deren Kombination@@ verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Acrylat-Melaminharzkombination v erwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadareh gekennzeichnet, daß als kittend wirkende Harz dispersion eine Acryl-Einbrenndispersion verwendet wird.