DE2925343A1

DE2925343A1 - METHOD FOR PAINTING IRON AND STEEL

Info

Publication number: DE2925343A1
Application number: DE19792925343
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Lauterbach
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1979-06-22
Publication date: 1980-01-10
Also published as: CH635526A5; GB2027365A; FR2429622B1; CA1129262A; NL7904968A; GB2027365B; FR2429622A1; JPS555793A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assrr.a.-n - Dr. R. Xoenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipi.-ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.Dr. F. Zumstein Sr. - Dr. E. Assrr.a.-n - Dr. R. Xoenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipi.-ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

8000 München 2 ■ Bräuhausstraße 4 -Telefon Sammel-Nr. 225341 -Telegramme Zumpat·Telex 5299798000 Munich 2 ■ Bräuhausstraße 4 -Telephone collective no. 225341 -Telegrams Zumpat Telex 529979

CIBA-GEIGY AG 3-11780 + CIBA-GEIGY AG 3-11780 +

Basel (Schweiz)Basel, Switzerland)

Method of painting iron and steel

Beim Auftragen von flüssigen Lacken, insbesondere von wässrigen Suopensionslacken, ergibt sich, soweit nicht das Elektrophoreseverfahren angewandt wird, bei der Applikation nach dem Tauch- oder Flutverfahren die Schwierigkeit, den Lack im Bereich von Kanten, Ecken, Spitzen und dergleichen in genügend starker Schicht und ohne Auftreten von Fehlstellen (d.h. porenfrei) abzuscheiden. Diese mangelhafte Kantendeckung tritt besonders ausgeprägt bei der Grundierung, d.h. beim Aufbringen der ersten Schicht eines Korrosionsschutzlackes (des Primers) auf und hat verheerende Folgen bei der Lackierung von Eisen und Stahl in Form von verstärkter Korrosion bzw. Rostbildung.When applying liquid paints, especially aqueous ones Suopension lacquers, if not the electrophoresis process is used, the difficulty of applying the paint in the area of edges, corners, Points and the like in a sufficiently thick layer and without occurrence to separate from imperfections (i.e. pore-free). This inadequate edge coverage is particularly pronounced with the primer, i.e. when applying the first layer of an anti-corrosion paint (the primer) and has devastating consequences when painting Iron and steel in the form of increased corrosion or rust formation.

Man hat bereits versucht, das Problem der mangelhaften Kantenbeschichtung durch Zugabe von Thixotropiemitteln zum Lack und, speziell bei wässerigen Systemen, durch relativ hohe Emulgatorkonzentrationen in den Formulierungen zu lösen. Die Kantendeckung konnte dadurch zwar ein wenig verbessert werden, jedoch scheiden beide Massnahmen für hochwertige Einbrennlacke aus, da sie den Verlauf des aufgetragenen Lackes stark beeinträchtigen.Attempts have already been made to address the problem of poor edge coating by adding thixotropic agents to the paint and, especially with aqueous systems, by relatively high emulsifier concentrations to solve in the formulations. The edge coverage could be improved a little as a result, but both measures are in favor high-quality stoving enamels, as they severely impair the flow of the lacquer applied.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Lackieren von Eisen- und Stahlgegenständen zu finden, das die ge-The object of the invention is to provide a method for To find painting of iron and steel objects that

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schilderten Nachteile der bekannten Beschichtungsverfahren nicht aufweist. Die Auftragung des Lackes soll gezielt entweder homogen oder in einer Weise erfolgen, welche auch eine Abscheidung des Lackes in grösserer Schichtstärke im Bereich scharfer Kanten und Ecken gegenüber den übrigen Flächenteilen des Gegenstandes ermöglicht. Durch diese grössere Schichtstärke soll eine spätere Korrosion im an sich für Korrosion besonders anfälligen Bereich scharfer Kanten weitgehend ausgeschlossen bzw. verringert werden.does not have the disadvantages of the known coating processes described. The application of the paint should take place either homogeneously or in a targeted manner that also allows the paint to be deposited greater layer thickness in the area of sharp edges and corners allows the remaining surface parts of the object. This greater layer thickness is intended to result in later corrosion in itself Sharp edges, which are particularly prone to corrosion, to a large extent excluded or reduced.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Beschichten von Eisen- oder Stahlgegenständen mit Lacken unter verbesserter, d.h. homogener und gegebenenfalls verstärkter Abscheidung des Lackes im Bereich von Kanten, Ecken, Spitzen oder dergleichen durch Tauchen-, Fluten oder Spritzen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass manThe subject of the invention is a method for coating iron or steel objects with lacquers with improved, i. homogeneous and possibly increased deposition of the paint in the area of edges, corners, points or the like by dipping, Flooding or spraying, which is characterized in that one

a) einen solchen Lack verwendet, welcher mindestens ein ferromagnetisches Pigment, gegebenenfalls neben andern üblichen Lackpigmenten und/oder -additiven enthält, unda) such a varnish is used, which is at least one ferromagnetic Contains pigment, optionally in addition to other customary paint pigments and / or additives, and

b). die Beschichtung in der Weise in einem magnetischen Feld durchführt, dass sich die Kanten, Ecken, Spitzen oder dergleichen im Bereich erhöhter Feldliniendichte von / 1OmT befinden.b). carries out the coating in such a way in a magnetic field, that the edges, corners, peaks or the like are in the area of increased field line density of / 10mT.

Erfindungsgemäss wird vorzugsweise das Magnetfeld eines Elektromagneten verwendet. Hierbei sind sowohl solche mit einem Eisenkern als auch kernlose, welche also praktisch nur aus den Magnetspulen aufgebaut sind, einsetzbar. Grundsätzlich sind auch Dauermagnete geeignet, soweit sie die Bedingung bezüglich der Feldliniendichte erfüllen.According to the invention, the magnetic field of an electromagnet is preferably used used. Both those with an iron core and those with no cores, i.e. those practically only made up of the magnetic coils, are used here can be used. In principle, permanent magnets are also suitable as long as they meet the condition with regard to the field line density.

Im allgemeinen wird der zu beschichtende Körper zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens in das Magnetfeld eingeT bracht und befestigt. Es kann aber auch so gearbeitet werden, dass der mit Lack zu beschichtende Gegenstand selbst Teil eines MagnetenIn general, the body to be coated is placed in the magnetic field in order to carry out the method according to the invention brought and fastened. But it can also be worked in such a way that the object to be coated with lacquer is itself part of a magnet

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oder durch engen Kontakt mit einem Magneten praktisch Teil des Magneten ist.or is practically part of the magnet through close contact with a magnet.

Als geeignete ferromagnetische Pigmente für das erfindungsgemässe Verfahren sind insbesondere die Eisenoxidfarbpigmente, wie Eisenoxidschwarz, -braun und -rot.zu nennen. Aber auch Nickelpulver ist hier anzuführen.Suitable ferromagnetic pigments for the process according to the invention are in particular the iron oxide color pigments, such as Iron oxide black, brown and red. But also nickel powder is to be listed here.

Die Konzentration des eingesetzten Lackes an dem ferromagnetischen Pigment liegt erf indungsgemäss zwischen 5 und 70 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel des jeweiligen Lackes, wobei als Bindemittel das Grundharz gegebenenfalls im Gemisch mit dem.zugehörigen Härter zu verstehen ist. Der Lack kann auch mehrere ferromagnetische Pigmente gleichzeitig enthalten.The concentration of the lacquer used on the ferromagnetic one According to the invention, pigment is between 5 and 70% by weight, based on the binder of the respective lacquer, the binder being used the base resin, if necessary in a mixture with the associated Is harder to understand. The lacquer can also contain several ferromagnetic pigments at the same time.

Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich praktisch bei allen Lackierungsmethoden, so beispielsweise auch bei Pulverbeschichtungsverfahren, anwenden. Bevorzugt wird es jedoch für solche Methoden angewandt, bei denen flüssige Lacke, insbesondere wässrige Systeme, eingesetzt werden. Besonders ausgeprägt ist der technische Effekt der Erfindung bei Einsatz von wässrigen Lacksuspensionen. Grundsätzlich sind Lacke geeignet, welche als Grundharze Thermoplaste enthalten und auch solche, bei welchen die Grundharze härtbare Kunstharze sind. Grundharze auf Thermoplast-Basis sind beispielsweise gesättigte Polyester, PVC, Polyvinylpropionat, Polyamide und Polyacrylate. Als härtbare Kunstharze sind insbesondere Epoxidharze, Phenol-Formaldehyd-Harze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze und Melamin-Formaldehyd-Harze, gegebenenfalls in Verbindung mit für die Härtung erforderlichen Komponenten zu nennen. Sowohl die Grundharze auf Thermoplast-Basis als auch die Grundharze auf der Basis von duroplastischen Kunstharzen können auch mehrere Harze der jeweiligen "Harzklasse gleichzeitig enthalten.The method according to the invention can be used in practically all painting methods, for example also in powder coating processes, use. However, it is preferably used for those methods in which liquid paints, especially aqueous Systems. The technical effect of the invention is particularly pronounced when using aqueous lacquer suspensions. In principle, paints are suitable which contain thermoplastics as base resins and also those in which the base resins are curable Resins are. Thermoplastic-based base resins are, for example, saturated polyesters, PVC, polyvinyl propionate, polyamides and Polyacrylates. Hardenable synthetic resins include, in particular, epoxy resins, phenol-formaldehyde resins, urea-formaldehyde resins and melamine-formaldehyde resins, possibly in connection with the components required for curing. Both the base resins Thermoplast-based as well as the base resins on the basis of thermoset Synthetic resins can also contain several resins of the respective "resin class" at the same time.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann beispielsweise für dieThe inventive method can, for example, for

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Lackierung und insbesondere die Grundierung mit Primern von Karrosserien, Maschinen und Apparaten und Teilen derselben und von Stahlmöbeln zur Anwendung kommen. Es wird vorzugsweise bei den Auftragsmethoden Tauchen und Fluten angewandt. Grundsätzlich kann es jedoch auch bei Auftragsmethoden, welche keine grosse technische Bedeutung haben, angewandt werden, wie beispielsweise beim Spritzen oder beim Anstreichen mittels Pinsel.Painting and in particular the priming with primers of bodies, machines and apparatus and parts thereof and of Steel furniture are used. It is preferably used for the application methods dipping and flooding. Basically it can however, they can also be used for application methods that are not of great technical importance, such as spraying or when painting with a brush.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with the aid of the following examples.

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— «ο —- «ο -

Beispiel 1; 650 g eines festen Bisphenol—A—Expoxidharzes ·■ (Epoxid-Gehalt » 0,6 Mol/kg), 350 g eines gesättigten Polyesters (Säurezahl ca. 50, Schmelzpunkt ca. 95°C), 650 g Eisenoxidrot (Fa. BAYER, Typ 130 F) sowie 5 g Verlaufmittel (Modaflow, Fa. MONSANTO) werden in einem Ko-Kneter (Fa. BUSS AG, Schweiz) zusammengeschmolzen und die Masse nach dem Abkühlen auf eine Korngrösse von ca. 100 um gemahlen. Aus diesem Pulver wird durch Zugabe von Wasser eine Aufschlämmung mit einem Festkörpergehalt von ca. 40 Gew.-% bereitet, welche anschliessend in einer Perlmühle weiter gemahlen wird bis zu einer Korngrösse von ca. 10 ym. Nach Zugabe von 50 g Glyzerin wird in die Suspension ein phosphatiertes ("bonderisiertes") Stahlblech 1 getaucht, wobei das Tauchbad gemäss Figur 1 mit einem Elektromagneten 3 ausgerüstet ist. Nach wenigen Sekunden wird das mit Lack beschichtete Blech 1 aus der Suspension 2 gezogen und bei Raumtemperatur IO Minuten getrocknet. Danach wird 10 Minuten bei 200⁰C eingebrannt. Das Blech 1 zeigt nach dem Einbrennen eine einwandfreie, insbesondere porenfreie, Bedekkung aller Kanten und Flächen mit Lack. Example 1; 650 g of a solid bisphenol A epoxy resin (epoxy content> 0.6 mol / kg), 350 g of a saturated polyester (acid number approx. 50, melting point approx. 95 ° C), 650 g iron oxide red (BAYER company , Type 130 F) and 5 g leveling agent (Modaflow, from MONSANTO) are melted together in a kneader (from BUSS AG, Switzerland) and, after cooling, the mass is ground to a grain size of approx. 100 μm. A slurry with a solids content of approx. 40% by weight is prepared from this powder by adding water, which is then further ground in a bead mill to a particle size of approx. 10 μm. After adding 50 g of glycerine, a phosphated (“bonded”) steel sheet 1 is immersed in the suspension, the immersion bath according to FIG. 1 being equipped with an electromagnet 3. After a few seconds, the sheet 1 coated with lacquer is pulled out of the suspension 2 and dried at room temperature for 10 minutes. This is followed by stoving at 200 ^° C. for 10 minutes. After baking, the sheet 1 shows a perfect, in particular pore-free, covering of all edges and surfaces with lacquer.

Beispiel 2: Es wird verfahren wie in Beispiel 1, jedoch mit vertauschten Magnetpolen (Umkehrung der Stromrichtung in der Magnetspule).. Das Ergebnis ist gleich gut wie in Beispiel 1. Example 2: The procedure is as in example 1, but with reversed magnetic poles (reversal of the current direction in the magnetic coil). The result is just as good as in example 1.

Beispiel 3; (Vergleichsbeispiel) Es wird verfahren wie in Beispiel 1, jedoch wird der Tauchvorgang in Abwesenheit des künstlichen Magnetfeldes ausgeführt (Abschalten des Stromes in der Magnetspule). Die Kanten des eingebrannten Bleches sind teilweise blank und zeigen viele Poren. Example 3; (Comparative example) The procedure is as in Example 1, but the immersion process is carried out in the absence of the artificial magnetic field (switching off the current in the magnetic coil). The edges of the burned-in sheet are partly bare and show a lot of pores.

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Beispiel 4: Eine Mischung aus 600 g eines festen Bisphenol-A-Epoxidharzes (Epoxid-Gehalt = 1,0 Molxkg), 5 g "Uresin B" (Verlaufsmittel der Fa. Hoechst), 300 g Benzoguanamin-methylolmethyläther, 200 g TiO und 300 g Eisenoxidschwarz (BAYER, Typ 216 F) wird, wie in Beispiel 1, zu einer wässerigen Suspension verarbeitet. Nach Zusatz von 1,5 g Aminokokosfettsäure-oxäthylat und 50 g Polypropylenglykol zu der 40%-igen Suspension wird die so entstandene Formulierung in folgender Weise für die Beschichtung eines tiefgezogenen Weissblechnapfes verwendet. Example 4: A mixture of 600 g of a solid bisphenol A epoxy resin (epoxy content = 1.0 molxkg), 5 g of "Uresin B" (leveling agent from Hoechst), 300 g of benzoguanamine methylol methyl ether, 200 g of TiO and 300 g iron oxide black (BAYER, type 216 F) is processed into an aqueous suspension as in Example 1. After adding 1.5 g of aminococonut fatty acid oxyethylate and 50 g of polypropylene glycol to the 40% suspension, the resulting formulation is used in the following way to coat a deep-drawn tin plate.

In den Napf 4 wird gemäss Figur 2 zentral auf den Boden ein Stabmagnejb 5 in der Weise gestellt, daß der Südpol S nach oben zeigt, sodaß der Nordpol N fest an dem Napfboden haftet und letzterer praktisch Teil eines grösseren Verbundmagneten wird. Der mit dem Magneten 5 verbundene Napf 4 wird nun (wie aus Figur 2 ersichtlich) geneigt und in die Lacksuspension 2 gesenktJ)er gesamte Körper wird um die Längsachse des Magneten gedreht, sodaß der Napf 4 bis auf einen zentralen Bereich 6,weIcher nicht lackiert werden soll, nach der Tauchmethode mit Lack beschichtet wird. Anschliessend erfolgen Trocknung und einbrennen nach der in Beispiel 1 beschriebenen Weise. Es resultiert ein homogener Film mit porenfreier Kantendeckung.According to FIG. 2, a rod magnet 5 is placed in the cup 4 centrally on the floor in such a way that the south pole S points upwards so that the north pole N adheres firmly to the cup base and the latter practically becomes part of a larger bonded magnet. The bowl 4 connected to the magnet 5 is now inclined (as can be seen in FIG. 2) and lowered into the lacquer suspension 2) the entire body is rotated around the longitudinal axis of the magnet, so that the bowl 4 except for a central area 6, which is not lacquered is to be coated with varnish by the immersion method. This is followed by drying and baking in the manner described in Example 1. The result is a homogeneous film with pore-free edge coverage.

Beispiel 5: (Vergleichsbeispiel) Es wird verfahren wie in Beispiel 4, nur mit dem Unterschied, dass das Eisenoxidpigment durch die gleiche Menge TiO- ersetzt wird. Der entstehende Lackfilm ist zum grossen Teil ebenfalls homogen. Die Kanten des Probebleches sind jedoch teilweise blank und zeigen viele Poren. Example 5: (comparative example) The procedure is as in example 4, with the only difference that the iron oxide pigment is replaced by the same amount of TiO-. The resulting paint film is also largely homogeneous. However, the edges of the test sheet are partly bare and show many pores.

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"ST -"ST -

Beispiel 6: An zwei Spulen M und M wird gemäss Figur 3 eine Gleichstromquelle 7 angelegt, derart, daß beide Spulen gleichsinnig von einem elektrischen Strom durchflossen werden. In das zwischen den Spulen entstehende magnetische Feld wird ein Tauchbad 2 plaziert und mit einer Beschichtungsformulierung gemäss Beispiel 1 gefüllt. Ein Probeblech (P) aus Stahl wird in das Tauchbad 2 gesenkt und vaeder gehoben. Nach dem üblichen Vortrocknen und Einbrennen der Beschichtung zeigt das Blech eine einwandfreie, insbesondere porenfreie Bedeckung aller Kanten und Flächen mit Lack. Example 6: According to FIG. 3, a direct current source 7 is applied to two coils M and M in such a way that an electric current flows through both coils in the same direction. An immersion bath 2 is placed in the magnetic field created between the coils and filled with a coating formulation according to Example 1. A test plate (P) made of steel is lowered into the immersion bath 2 and, above all, raised. After the usual pre-drying and baking of the coating, the sheet shows a perfect, in particular pore-free, covering of all edges and surfaces with lacquer.

Beispiel 7; Der gleiche Versuch wird unter Anwendung einer elektrischen Wechselspannung durchgeführt, was zum gleichen Ergebnis führt. Example 7; The same experiment is carried out using an alternating electrical voltage, which leads to the same result.

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ORIGINAL JNSPECTEDORIGINAL JNSPECTED

Claims

fly process for coating iron or steel objects With lacquers with improved, i.e. homogeneous and possibly increased deposition of the lacquer in the area of edges, corners, points or the like by dipping, flooding or spraying, characterized in that one

a) such a varnish is used, which is at least one ferromagnetic Contains pigment, possibly in addition to other customary lacquer pigments and / or additives, and

b) the coating carried out in such a way in a magnetic field that the edges, corners, points or the like are in the area of increased field line density of / 10 mT.

2. The method according to claim 1, characterized in that one uses such a paint, which one or more ferromagnetic Contains pigments in a total concentration of 5 to 70% by weight, based on the binder.

3. The method according to claim 1, characterized in that an aqueous paint system is used.

4. The method according to claim 3, characterized in that an aqueous lacquer suspension is used.

5. The method according to claim 1, characterized in that lacquers are used which solid lacquer particles made of thermoplastics or Contain thermoplastic mixtures.

6. The method according to claim 1, characterized in that lacquers are used which lacquer particles made of curable synthetic resins or Contain synthetic resin mixtures.

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7. The method according to claim 6, characterized in that the paint particles of the paints used are made from a curable synthetic resin series of epoxy resin, phenol-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin and melamine-formaldehyde resin, optionally in combination with components required for curing, or corresponding resin mixtures.

8. The method according to claim 1, characterized in that the coating by the immersion or flooding method, preferably according to the Immersion method, takes place.

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