DE3412234C2

DE3412234C2 -

Info

Publication number: DE3412234C2
Application number: DE19843412234
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 4010 Hilden De Lorenz; Albert Dipl.-Ing. 5309 Meckenheim De Arenz
Original assignee: Ici Lacke Farben 4010 Hilden De GmbH
Current assignee: ICI LACKE FARBEN GMBH, 4010 HILDEN, DE
Priority date: 1984-04-02
Filing date: 1984-04-02
Publication date: 1988-10-20
Also published as: PT80206A; PT80206B; EP0157392A3; DK148085D0; NO851339L; FI851320A0; EP0157392A2; DK148085A; DE3412234A1; FI851320L

Description

Die Erfindung betrifft einen gleitfähigen und schweißbaren Korrosionsschutzprimer für elektrolytisch dünnverzinkte, phosphatierte, verformbare oder chromatierte und verformbare Stahlbleche.

Zinkstaub-Primersysteme für verformbares, phosphatiertes oder chromatiertes Stahlblech, bei dem der Korrosionsschutz auch nach der Verformung des Blechs (zum Beispiel mittels spanloser Verformung durch Abpressen) erhalten bleibt, sind bereits aus der DE-PS 32 32 755 bekannt. Der Korrosionsschutz dieser Zinkstaub-Primersysteme genügt jedoch nicht mehr den heutigen Forderungen, da aufgrund mangelnden kathodischen Schutzes relativ frühzeitig Rotrostbildung in Korrosionsversuchen auftritt. Wegen des besseren kathodischen Schutzes bei gleichzeitig hoher Oberflächenqualität werden heute weitgehend elektrolytisch mit einer vergleichsweise dicken Auflage von 7,5 bis 10 µm verzinkte Bleche verwendet. Wachsende Auflagendicke der Zinkschicht bringt jedoch Probleme bei der Verformbarkeit mit sich. Zwar lassen sich derart elektrolytisch verzinkte Bleche verformen, jedoch ist hierfür ein vergleichsweise hoher Schmiermittelbedarf erforderlich. Trotz dieser Maßnahmen lagert sich an den Preßwerkzeugen im Laufe der Zeit Zink ab, wodurch die Standzeit erheblich verkürzt wird. Außerdem ist der Energieaufwand bei der Aufbringung der für den Korrosionsschutz erforderlichen Zinkdicken von 7,5 bis 10 µm sehr hoch. Allein von daher wäre der Einsatz von dünnverzinkten Blechen einer Zinkschichtdicke von etwa 2,5 µ erwünscht. Um in einer elektrolytischen Verzinkungsanlage die für den Korrosionsschutz erforderlichen Schichtdicken im Bereich von 7,5 bis 10 µm zu erzielen, muß die Beschichtungsgeschwindigkeit gegenüber einer Dünnverzinkung ganz erheblich, und zwar auf etwa 36 m/min vermindert werden. Könnte man dünnverzinkte Bleche mit einer Zinkauflage von nur 2,5 µm verwenden, so würde sich die Produktionsgeschwindigkeit auf 120 m/min erhöhen lassen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Korrosionsschutzprimers, der den Einsatz von dünnverzinkten Stahlblechen einer Zinkschichtdicke im Bereich von 2 bis 4 µm erlaubt, wobei dieser Korrosionsschutzprimer dem dünnverzinkten Blech wenigstens den gleichen Korrosionsschutz verleiht wie eine Zinkschichtdicke von 7,5 bis 10 µm, wobei dieser Korrosionschutzprimer auch die Verformbarkeit gegenüber einem dickverzinkten Blech erleichtert bzw. verbessert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche betreffen eine besonders bevorzugte Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstandes sowie die Verwendung des Korrosionsschutzprimers für elektrolytisch dünnverzinktes Stahlblech.

Überraschenderweise bewirkt der erfindungsgemäße Korrosionsschutzprimer, wenn er in Trockenfilmdicken von wenigstens 4 µm auf ein dünnverzinktes Stahlbelch einer Zinkschichtdicke von etwa 2,5 µm aufgebracht wird, einen Korrosionsschutz, der dem eines dickverzinkten Blechs mit einer Zinkschichtdicke von 7,5 µm nicht nur ebenbürtig, sondern sogar überlegen ist.

Darüber hinaus läßt sich ein erfindungsgemäß beschichtetes, dünnverzinktes Blech besser verformen (z. B. tiefziehen) als ein dickverzinktes Blech. Eine Verschmutzung der Verformungswerkzeuge und eine hierdurch bedingte geringere Standzeit werden vermieden.

Der erfindungsgemäße Korrosionsschutzprimer ist verformbar und schweißbar, so daß die damit beschichteten Stahlbleche neben dem ausreichenden kathodischen Korrosionsschutz punktschweißbar sind und erneut phosphatiert und elektrophoretisch beschichtet werden können. Der erfindungsgemäße Korrosionsschutzprimer erlaubt die in der Automobilindustrie gebräuchlichen anschließenden Arbeitsgänge wie Entfetten, Phosphatieren, Grundieren mit Spritz- bzw. Elektrotauchgrundierungen in einwandfreier Weise. Da durch die Erfindung nicht nur die Verarbeitung sehr großer Flächen möglich wird, sondern auch die Kapazität der elektrolytischen Verzinkungsanlagen wesentlich erhöht wird, stellt sie einen großen Fortschritt, insbesondere für die Stahl- und Automobilindustrie dar. Gleichermaßen ist die Erfindung jedoch auch anwendbar im Schiffbau, im Stahlmöbelbau und in der Verpackungs- sowie der Automobil-Zulieferindustrie.

Die als Bindemittel im erfindungsgemäßen Korrosionsschutzprimer verwendeten Produkte sind bekannt. Es handelt sich hierbei um gesättigte Polyesterharze und/oder Epoxidharze sowie deren Derivate, wie z. B. Vorkondensate und Ester.

Neben Zink, Aluminium und/oder einem Gleitmittel wie Graphit oder Molybdänsulfid sind gegebenenfalls noch Korrosionsschutzpigmente vorhanden, z. B. Zinkkaliumchromat und/oder Zinkphosphat. Ferner können im Ansatz des Korrosionsschutzprimers, der noch Lösungsmittel enthält, bekannte Additive enthalten sein, die das Absetzen verhindern sollen. Es handelt sich hier um an sich bekannte Dispergierhilfsmittel, wie z. B. hydriertes Rizinusöl.

Die Menge des im erfindungsgemäßen Korrosionsschutzprimer vorhandenen Gleitmittels ist von der Art des verwendeten Gleitmittels abhängig und beträgt etwa 1 bis 5%, bezogen auf Trockenfilm. Zu viel Gleitmittel beeinträchtigt die Haftung der nachfolgenden Schichten, zu wenig verschlechtert die Verformbarkeit.

Die Trockenfilmschichtstärke beträgt mindestens 4 µm. Nach oben ist die Dicke durch die Schweißbarkeit begrenzt. Im Regelfall beträgt die Obergrenze 10 µm.

Die Gewichtsangaben beziehen sich bei dem gleitfähigen und elektrisch leitenden Korrosionsschutzprimer auf das Gesamt-Trockengewicht.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele erläutert, wobei elektrolytisch mit 2,5 µm verzinktes Stahlblech verwendet wird, das in bekannter Weise gereinigt, entfettet und phosphatiert oder chromatiert wurde, worauf anschließend nach dem Spritz-, Tauch-, Streich-, Flut- oder Coil-Coating-Verfahren mit dem erfindungsgemäßen Primer beschichtet und bei Objekttemperaturen von 210 bis 250°C ausgehärtet wird.

Beispiel 1

Das verwendete verzinkte Stahlblech weist eine Stärke von 0,75 mm und eine Breite von 1,85 m auf und ist in herkömmlicher Weise entfettet und phosphatiert.

Für die weitere Behandlung der Oberfläche werden die nachstehend näher beschriebenen Lösungen verwendet. In diesen Rezepturen bedeutet Teile in jedem Fall Gewichtsteile.

Epoxid/Phenyl-Präkondensat/42%ig 17,00 Epoxiester/45%ig 17,00 Hydriertes Rizinusöl (Spez. Gew. 1,021) 1,00 Äthylglykolacetat 18,00 Aromatischer Kohlenwasserstoff (Siedebereich 162-180°C) 15,30 Zinkstaub (99,9% Zn) 20,00 Molybdändisulfid 1,30 Aluminium Bronze 65% in arom. KW 6,40 Zinkkaliumchromat 2,00 Methoxypropanol 2,00 100,00

Das gemäß Beispiel 1 beschichtete Blech wird im Korrosionstest (SS DIN 50 021) mit einem elektrolytisch dickverzinktes Blech einer Zinkschichtdicke von 7,5-8 µm verglichen, wobei die Korrosionsbelastung nach 360 Stunden gemessen wurde.

Menge und Göße der Blasen wurden nach DIN 53 209 bestimmt, der Rostgrad Ri nach DIN 52 210.

Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Beispiel 2

Untergrund wie bei Beispiel 1

Epoxid/Phenyl-Präkondensat/42%ig 17,00 Epoxiester/45%ig 17,00 Hydriertes Rizinusöl (Spez. Gew. 1,021) 1,00 Äthylglykolacetat 18,00 Aromatische Kohlenwasserstoffe (Siedebereich 162-180°C) 14,30 Zinkstaub (99,9% Zn) 20,00 Molybdändisulfid 1,30 Aluminium Bronze 65% in arom. KW 6,40 Zinkaluminiumorthophosphat 3,00 Methoxypropanol 2,00 100,00

Beispiel 3

Untergrund wie bei Beispiel 1

Gesättigter, linearer ölfreier Mischpolyester 30%ig auf Basis Terephthalsäure 42,00 Hexamethoxymethylmelamin 98%ig 3,00 Äthylglykolacetat 14,00 Aromatischer Kohlenwasserstoff (162-180°) 8,20 Zinkstaub (99,9% Zn) 20,00 Molybdändisulfid 1,30 Aluminium Bronze 65% in arom. KW 6,50 Zinkkaliumchromat 2,00 Methoxypropanol 2,00 Katalysator, verkappt auf Basis Morpholinsalz der para- Toleolsulfonsäure 1,00 100,00

DE P 34 12 234.6-45 ICI Lacke Farben GmbH 2. 3. 1988

Claims

1. Gleitfähiger und schweißbarer Korrosionsschutzprimer für elektrolytisch dünnverzinktes, phosphatiertes oder chromatiertes und verformbares Stahlblech, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrosionsschutzprimer aus einer Mischung von

a) 62,5 bis 64,3% Zink, Aluminium, Graphit und/oder Molybdänsulfid und eines weiteren Korrosionsschutzpigments,
b) 33,4 bis 35,3% eines organischen Bindemittels und
c) 2% eines Dispergierhilfsmittels oder Katalysators,

bezogen auf Trockenfilm, besteht.

2. Korrosionsschutzprimer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Polyesterharzen und/oder Epoxidharzen sowie deren Derivaten als organische Bindemittel.

3. Verwendung des Korrosionsschutzprimers nach einem der Ansprüche 1 und 2 für elektrolytisch dünnverzinktes Stahlblech einer Zinkschichtstärke von 2 bis 4 µm.

4. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenfilmschichtdicke 4 bis 10, vorzugsweise 5 bis 9 und insbesondere 6 bis 8 µm beträgt.