DE3407093A1

DE3407093A1 - Verfahren zur passivierung einer metallischen oberflaeche

Info

Publication number: DE3407093A1
Application number: DE19843407093
Authority: DE
Inventors: Josef L. Dr.rer.nat. 7900 Ulm Jostan; Anita Ing.(grad.) 7906 Blaustein Marten
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1984-02-28
Filing date: 1984-02-28
Publication date: 1985-08-29

Description

Ideschreilzung
Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberfläche Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberfläche nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Passivierung einer metallischen Oberfläche, z.B. einer Al-, Zn-, Cu- oder Ag-Oberfläche, ist es bekannt, diese mit einer Chromatschicht zu überziehen. Die Schutzwirkung der Chromatisierung, die auf der chemischen Umwandlung einer dünnen metallischen Oberflächenschicht durch Reaktion mit Chromsäure oder Chromaten zu Chromhydroxid-/ Chromat beruht, basiert nicht nur auf dieser Konversionsschicht, sondern vor allem auch duf den herstellungsbedingt eingelagerten Cr-VI-Ionen, die als überschüssige Chrolllat-Anionen eine Reserve für die Passivierung durch Inhibition und Ausheilung von möglichen Verletzungen, z.B.
Kratzern der passivierten Oberfläche darstellen. Dieses Passivierungsverfahren hat den Nachteil, daß die vorhandenen freien sowie giftigen Cr-VI-Ionen löslich sind in wässrigen Medien und dadurch zu Gesundheits-und/oder Umweltschäden führen können. Chromat(VI)-Ionen können insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit, einem sauren Medium, Kontaktkorrosion, Elektrolyse und/oder Handschweißkorrosion in Lösung gehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das in Industrie und Gewerbe weit verbreitete, aufgrund der Cr-VI-Toxizität aber nicht unproblematische OberrläChellschutzverfahren der Chromatisierung durch ein wirtschaftlich gleichwertiges umweltfreundliches Verfahren zu ersetzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs i angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind den Unteransprühen entnehmbar.
Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die entstandene Polysiloxan-haltige Schicht wasserabweisend (hydrophob) ist, so daß korrodierende Mittel, insbesondere wässerige Lösungen, abgewiesen werden.
Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß die entstandere Polysiloxan-haltige Schicht im wesentlichen farblos transparent ist. Dadurch bleiben insbesondere die dekorativen Eigenschaften der Oberfläche erhalten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Auf einer gereinigten und/oder gebeizten metallischen Oberfläche, z.B. Zn, werden zunächst OH -Gruppen angelagert, z.B. dadurch, daß die Oberfläche einem Medium, z.L.
Luft, mit einer genau bestimmbaren Feuchte ausgesetzt wird. Alternativ dazu ist es möglich, die Oberfläche mit einer Wasserhaut zu bedecken, so daß daraus OH -Gruppen an die Oberfläche gebunden werden. Die derart vorbehandelte Oberfläche wird anschließend mit einer organischen Lösung behandelt, die als Lösungsmittel ein derzeit handelsübliches Gemisch aus fluorierten Kohlenwasserstoffen enthält sowie mindestens ein darin gelöstes halogeniertes, vor-

R

zugsweise chloriertes, Silan(RSi-Cl) und/oder Siloxan

R R

O-Si-R) und/oder Silazan (R3Si-NH-SiR3). Auf der

R01Si Cl .3. - .3

zu schützenden metallischen Oberfläche findet dann eine chemische Reaktion statt, bei der gasförmiges HCl und/oder NH3 freigesetzt wird und die durch folgende Reaktionsgleichungen beschreibbar ist: Dabei bezeichnet Me das Metall der Oberfläche und R den organischen Molekülrest.
Zur Beschleunigung der Reaktion und zur Beseitigung korrosiver Reaktionsprodukte von der Oberfläche wird die frisch beschichtete Oberfläche sofort einige Zeit erhöhter Temperatur (z.B. 1000C oder 1400C) ausgesetzt. Gleichzeitig dient dieser Prozeß zur Entfernung des organischen Lösungslllittels, das durch einen Kondensationsvorgang zurückgewinnbar ist. Fin geeignetes Lösungsmittel ist derzeit beispielweise unter dem Handelsnamen "Kaltron 113 MDR" erhältlich.
lür Anwendungsfälle, bei weizen eine stärkere Vernetzung der aufgebrachten Schicht erforderlich ist, wird durch Einbau von einer oder mehreren ungesättigten Gruppen im organischen Molekülrest der schichtbildenden Substanz eine beispielsweise radikalische Polymerisation nachgeschaltet, die durch das nachstehende Beispiel veranschaulicht wird: Polymelisation Im folgenden sind beispielhafte Substanzen aufgeführt, die zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Polysiloxanschicht geeignet sind: 1. Hexamethyldisilazan (CH3)3 - Si - NH - Si - (CH3)3 2. Bis [2-(chlordimethylsilyl) ethyl] benzol 3. Dihexyldichlorsilan (C6H13)2 # Si - Cl2 4. (Tridecafluoro-1, 1, 2, 2 tetrahydrooctyl) 1 - dimethylchlorsilan 5. (Tridecafluoro - 1, 1, 2, 2 tetrahydrooctyl) - trichlorsilan 6. (Tridecafluoro -1, 1, 2, 2 tetrahydrooctyl) - methyldichlorsilan 7. 1,7-Dichloroctamethyltetrasiloxan 8. Phenyldimethylchlorsilan 9. Phenylmethylvinylchlorsilan 10. 1,3-Dichlor - 1,3dimethyl - 1,3diphenyldisiloxan 11. t-Butyl-phenyl-dichlorsilan

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberfläche, bei welchem die Oberfläche mit einer korrosionsbeständigen Schicht über7ogen wird dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mindestens ein Polysiloxan enthält. das durch eine Hydrolysereaktion auf der Oberfläche erzeugt wird.
2. Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit auf der Oberfläche vorhandenen oder absichtlich angelagerten OH -Gruppen und mit einer nachfolgend aufgebrachten organischen Lösung von halogenierten Silanen und/oder Siloxaner und/oder Silazanen durch eine Hydrolysereaktion das Polysiloxan gebildet wird, und daß die entstandene Polysiloxan-haltige Schicht anschließend bei einer gegenüber der Raumtemperatur erhöhten Temperatur getempert wird.
3. Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberflächs nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch geker,nzeichnet, daß in den halogenierten Silanen und/oder Siloxanen und/oder Silanen der Halogenanteil Chlor enthält.
4. Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polysiloxan enthaltende Schicht bei einer Temperatur getempert wird, die in einem Bereich von 1000C bis 140°C liegt.
5. Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberflächc rlach ainenl der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Lösung als Lösungsmi ttel fluorierte Kohlenwasserstoffe enthält,
6. Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel zurückgewonnen wird durch einen Kondensationsvorgang.
7. Verfahren zur Passivierung einer metallischen Oberfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polysiloxan haltige Schicht weiter vernetzt wird durch einen Einbau von mindestens einer ungesättigtell Gruppe im organischen Molekülrest der schichtbildenden Substanz sowie einer nachfolgenden Polymerisation der Schicht.