DE2931712A1 - Verfahren zur herstellung eines produkts zur aktivierung von phosphatisierungs-vorgaengen - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines produkts zur aktivierung von phosphatisierungs-vorgaengenInfo
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Description
- Titel: Verfahren zur Herstellung eines Produkts zur
- Aktivierung von Phosphatisierungs-Vorgängen Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Produkts zur Aktivierung von Phosphatisierungs-Prozessen.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung eines chemischen Erzeugnisses auf Titan-Basis, das dazu bestimmt ist, als Aktivierer bei Phosphatisierungs-Prozessen metallischer Oberflächen (Eisen, Zink u.ä.) zu wirken, wobei diese Phosphatisierungs-Prozesse von der Zink-, Zink-Mangan oder Mangan-Art sind; außerdem bildet auch das mit diesem Verfahren erzielte Produkt Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
- Es sind verschiedene Prozesse zur Erzielung phosphatischer Uberzüge auf metallischen Flächen bekannt, wobei diese Prozesse in der Behandlung besagter Flächen mit sauren Lösungen metallischer Phosphate bestehen, deren Kathione an der Bildung des Überzuges beteiligt sind. Die Zeiten zur Bildung der phosphatischen Schicht werden durch ebenfalls bekannte Maßnahmen physikalischer Art (Aufbringung der Lösung durch Spritzen anstatt durch Eintauchen der Metallteile in diese) und/oder chemischer Art (Zusatz von Nitraten, Chloraten o.a. zu den Lösungen) abgekürzt.
- Der Fachmann kennt im übrigen chemische Verbindungen, welche die Erzielung phosphatischer Schichten von beträchtlicher Kompaktheit und geringer Porosität ermöglichen und, wenn auch der Mechanismus dieses Phänomens noch nicht ganz geklärt ist, bei Berührung mit den zu phosphatisierenden Flächen auf diesen in gleichmäßiger Verteilung eine Art Netz von Aktivierungs-Zentren für die Kristallisation bilden, die für die Bildung der phosphatischen Schicht wirksam sind. Diese Verbindungen, die man auf das Metall einwirken läßt, bevor dieses dem Phosphatisierungs-Prozeß unterworfen wird, haben nicht nur den Vorteil, die kristalline Ordnung der phosphatischen Schicht hinsichtlich der Dimension im Sinne einer Verfeinerung der Körnung oder Verdichtung des Netzes zu ändern, sondern auch den Vorteil, die Bildung besagter Schicht zu katalysieren und zu beschleunigen.
- Die organischen und anorganischen Derivate des Titans sind unter den als Aktivierer wirkenden Verbindungen diejenigen; mit denen die besten Ergebnisse erzielt worden sind. Immerhin neigen ihre wäßrigen Lösungen aber im allgemeinen dazu, zu hydrolysieren, was Niederschläge von ortho- und meta-titanischer Säure und/oder deren unlöslicher Salze hervorruftt das aktive Titan muß deshalb in der Lösung dauernd ergänzt werden. Die Erscheinung der Hydrolyse der Titan-Derivate verstärkt sich außerdem beträchtlich mit der Erhöhung despH-Wertes der Lösung: man behauptet daher gewöhnlich, daß nur wenig saure, neutrale oder sogar alkalische Lösungen von Titan-Verbindungen entweder überhaupt nicht bestehen können oder nur eine sehr kurze Lebensdauer haben.
- Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren für die Herstellung eines organischen -Titan-Derivates zu finden, das zur Verwendung für Behandlungen der Prä-Phosphatisierung als Aktivierer der Phosphatisierung bestimmt ist, dabei aber permanent stabil ist in wäßrigen Lösungen, d.h. ohne daß die Erscheinung der Hydrolyse nebst dadurch bedingtem Niederschlag des Titans in der Form ortho- oder meta-titanischer Säure und/ oder deren unlöslicher Salze auftritt. Innerhalb der gleichen Aufgabe liegt auch der Zweck, zu erzielen, daß die Dauer-Stabilität dieses Titan-Derivats in wäßrigen Lösungen bei jederlei pH-Wert der Lösung und auch bei Erwärmung bis zum Siedepunkt gegeben ist.
- Zur Erfüllung der gestellten Aufgabe und des angegebenen Zweckes ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß in einer heißen Lösung ein ß-diketonisches Titan-Derivat mit einer Hexonsäure und/oder deren alkalischen Salzen zur Reaktion gebracht wird, und zwar unter Vorhandensein eines halogenierten Salzes eines aliphatischen (Fett-) Amino-Alkohols und/oder einer Mischung aliphatischer Amino- Alkohole und halogener Derivate des Hydroxylamins.
- Vorzugsweise wird als ß-diketonische Titan-Derivat Titanyl-Azetylazetonat herangezogen. Außerdem werden als Hexonsäure und deren alkalische Salze, wie oben erwähnt, vorzugsweise gluconische Säure bzw. Natrium- oder Kalium-Gluconate verwendet. Die Hexonsäure ist eine organische Aldonsäure mit sechs Kohlenstoffatomen.
- Schließlich wird als besagtes halogeniertes Salz eines aliphatischen (Fett-) Amino-Alkohols vorzugsweise Triäthanolamin-oder Diäthanolamin-Chlorhydrat angewandt. Die Mischung aliphatischer Amino-Alkohole und der halogenischen Derivate des Hydroxylamins soll tunlichst Triäthanolamin bzw. Hydroxylamin-Chlorhydrat sein.
- Das erfindungsgemäße Verfahren besteht außerdem darin, daß die Wasser-Lösung, in der in heißem Zustand die oben angegebenen Substanzen zur Reaktion gebracht worden sind, zum Kochen gebracht und auf diesem Stand gehalten wird, so daß sie konzentriert wird, worauf man sie erkalten läßt, so daß eine Masse an Reaktionsprodukt gewonnen wird; ein weiterer Bestandteil des Verfahrens ist der, diese Masse wieder in Wasser aufzulösen und die neue Lösung erkalten zu lassen, so daß ein kristallines Produkt auf Titan-Basis entsteht. Nachdem es in Lösung gebracht worden ist, wird dieses kristalline Produkt auf Titan-Basis in ein Entfettungs-Heißbad gegeben, ein zum Aufspritzen bestimmtes Prä-Phosphatisierungs-Bad, so daß zwischen 0,0001 und 20 Milligramm Metall-Titan in einem Liter des Bades enthalten sind.
- Man hat festgestellt, daß die Lösungen des besagten kristalleinen Produkts auf Titan-Basis neutral und stabil sind, auch wenn sie zum Kochen gebracht werden, und daß sie angesäuert oder alkalisiert werden können mit vielerlei anderen chemischenStoffen, ohne daß die Erscheinung der Hydrolyse eintritt.
- Weitere Einzelheiten der Erfindung sind klarer aus den Beispielen zu entnehmen, die nachstehend gegeben werden, ohne daß die Erfindung auf diese beschränkt sein soll.
- Beispiel I Einer Menge von 600 gr. destillierten Wassers wird unter Umrühren eine 50%-ige wäßrige Lösung von 1,684 Mol Gluconsäure beigegeben. Dieser verdünnten Lösung fügt man unter stetigem Umrühren und langsamem Erwärmen Triäthanolamin-Chlorhydrat in der Menge von 1,341 Mol hinzu. In die immer in Bewegung gehaltene Mischung wird dann zur Reaktion Titanyl-Acetylacetonat in der Menge von 0,463 Mol eingegeben, worauf man das Ganze mit ca. 50 g vorher in 200 ö-cm destillierten Wassers aufgelösten Natriumhydrats neutralisiert. Unter weiterhin stetigem Umrühren erhöht man die Temperatur der Mischung bis zum Siedepunkt: man hält sie am Sieden rund konzentriert so die Mischung, bis ihr Gesamtgewicht auf Werte um 600 g absinkt und die Temperatur 107 - 1100C beträgt. Wenn besagtes Gewicht erreicht ist und die Mischung klar geworden ist, stellt man die Erhitzung und das Umrühren ein. Beim Erkalten gerinnt das Produkt der Reaktion zu einer zuerst sirupartigen und schließlich festen Masse, die zum Gebrauch späterhin pulverisiert oder besser erneut aufgelöst werden kann in einem gleichen Gewicht destillierten Wassers, aus dem es bei weiterer Abkühlung auskristallisiert. Wenn man ein noch reineres Produkt erzielen will, kann man erneute Wiederkristallisierungen des Produkts durchführen, wobei die Kristalle von einer anfänglich ausgesprochen gelben Färbung fast farblos werden.
- Eine 50fi-ige Lösung dieser Kristalle in Wasser wird in ein Prä-Pho sphati sierungs- und Entfettungs -Zink-Mangan-Bad in einem Verhältnis von 0,05 g pro Liter eingegeben. Einer chemiachen Analyse kann man dann entnehmen, daß die im Bad enthaltene Metall-Titan-Menge sich um 0,25 Milligramm/Liter herum bewegt. Mit dieser Entfettunga-Lö8ung, die mit dem oben angegebenen Titan-Derivat bereichert und auf eine Temperatur von 65 - 700C gebracht ist, werden in. einer 9pritz-Anlage zwei Minuten lang einige Kohlenstoffstahl-Plättchen entfettet.
- Die so behandelten Plättchen werden nach aorgfältigem Waschen in fließendem Wasser zur ICalt-Zink-Mangan-Pho sphati ai erung gebracht, wobei die Phosphatisierungs-B.handlung ebenfalls in einer 9pritz-Anlage ausgefhhrt Wird, in einer Zeitdauer von 1 1/2 Minuten. Die phoaphatirche Schicht, die man ao erzielt, ist kompakt, gleichläßig und von feinster Körnung.
- Die gleiche Behandlung, aber mit einem Entfettungsbad ohne Zusatz der titanhaltigen Verbindung, wird an anderen Metallplättchen mit den gleichen Zeiten wiederholt. Die phosphatische Schicht, die man diesmal erhält, ist gering bzw. knapp, nicht einheitlich und von wesentlich gröberer Körnung als die vorhergehende.
- Beispiel II Unter Umrühren und Erhitzung, wie im vorhergehenden Beispiel, wird eine Mischung gebildet aus 800 g destilliertem Wasser, 1,684 Mol Natrium-Gluconat, 1,341 Mol Triäthanolamin, 0,144 Hydroxylanin-Chlorhydrat, 0,463 Mol Titanyl-Acetylacetonat.
- Das ganze wird zum Sieden gebracht, konzentriert, zum Erkalten gestellt, mit Wasser wiederaufgenommen, d.h. verdünnt und zum Kristallisieren gebracht. Eine 50%-ige Lösung der erzielten Kristalle wird als Zusatz zu Entfettungs- und Prä-Phosphatisierungs-Bädern in einer so bemessenen Menge verwendet, daß sich die Konzentrationdes Metall-Titans von 0,1 auf 20 Milligramm pro Liter erhöht. Bei Prüfung der phosphatischen Schichten ist die Erhöhung der Verfeinerungs-Wirkung des Produkts bei Erhöhung der darin enthaltenen Metall-Titan-Menge klar erkennbar.
Claims (7)
- Patentansprüche Verfahren zur Herstellung eines Produkts zur Aktivierung von Phosphatisierungs-Prozessen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer heißen Lösung ein ß-diketonisches Titan-Derivat mit Hexonsäure und/oder deren alkalischen Salzen zum Reagieren gebracht wird, und zwar unter Anwesenheit eines halogenierten Salzes eines aliphatischen (Fett-) Amino-Alkohols und/oder unter Anwesenheit einer Mischung aliphatischer Amino-Alkohole und halogener Hydroxylamin-Derivate.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ß-diketonisches Titan-Derivat Titanyl-Acetylacetonat ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hexonsäure und deren alkalische Salze gluconische Säure bzw. Natrium- und Kalium-Gluconate sind.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das halogene Salz eines aliphatischen Amino-Alkohols Triäthanolamin- oder Diäthanolamin-Chlorhydrat ist.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung von aliphatischen Amino-Alkoholen und halogenen Hydroxylamin-Derivaten Triäthanolamin bzw. Hydroxylamin-Chlorhydrat sind.
- 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung zum Kochen gebracht und in diesem Zustand gehalten wird, wobei die in einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche erwähnten Substanzen in der heißen Lösung zur Reaktion gebracht werden, so daß sie konzentriert wird, und sie dann zum Erkalten gebracht wird, so daß sich daraus eine Masse des Reaktionsprodukts absetzt, und daß weiterhin diese Masse erneut in Wasser aufgelöst und die neue Lösung erkalten gelassen wird, so daß sich ein kristallines Produkt auf Titan-Basis absetzt.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Auflösung gebrachte kristalline Produkt auf Titan-Basis in ein der Prä-Phosphatisierung dienendes Entfettungs-Heißbad eingebracht wird, das im Spritzverfahren aufgebracht wird, in der Weise, daß zwischen 0,0001 und 20 Milligramm Metall-Titan in einem Liter des Bades enthalten sind.
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US5039362A (en) * | 1988-04-28 | 1991-08-13 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Titanium free composition and process for activating metal surfaces prior to zinc phosphating |
US5112414A (en) * | 1988-04-28 | 1992-05-12 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Titanium free composition and process for activating metal surfaces prior to zinc phosphating |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT7903406A0 (it) | 1979-05-16 |
IT1165849B (it) | 1987-04-29 |
DE2931712C2 (de) | 1983-08-18 |
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