DE3441275C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films auf Oberflächen von Gegenständen aus Materialien, wie Metall, Glas oder Kunststoff, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filmes, der eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit besitzt.

Als "Gegenstand" wird jegliches geeignetes, industrielles Material, wie Metall, Glas oder Kunststoff, in einer geeigneten Form bezeichnet, z. B. ein Element bzw. Teil, wie eine kurze Platte, ein kontinuierliches Material, z. B. eine aufgewickelte Folie oder ein Blech, ein kreisförmiges Material, wie ein Stab oder eine Stange, ein schlauchförmiges Produkt, ein Preßling, ein Extrudat, oder Arbeitsstücke, die durch Bearbeitung der obigen Elemente zu den gewünschten Endformen erhalten wurden und mit einem Film versehen sind. Die Teile bzw. Elemente können auch für die Kunststoffbearbeitungsverfahren bzw. Metallbearbeitungsverfahren, wie Schweißen, Tiefziehen, Biegen oder Stanzen, geeignet sein.

Mittel, die hydrophile Filme ergeben, werden verwendet, um auf Materialoberflächen hydrophile Filme aufzubringen, die die Bildung von Kondenswassertröpfchen auf den Materialoberflächen verhindern, und ebenfalls für antistatische und Entschleierungszwecke.

Beispielsweise wurde bei Wärmeaustauschern, die mit gewellten Platten ausgerüstet sind, mit zunehmender Tendenz zu höherer Leistung und Kompaktheit der Abstand zwischen den Platten kleiner, um damit die Wärmeübertragungskapazität zu verbessern. Der Wärmeaustausch mit der Atmosphäre erfolgt über die Plattenoberfläche, an der die Feuchtigkeit der Atmosphäre kondensiert. Wird der Plattenabstand z. B. auf 3 bis 4 mm oder weniger verringert, bildet das Kondenswasser zwischen den Platten eine Brücke, die den Luftströmungswiderstand erhöht. Dadurch wird Geräusch erzeugt und die Energieausbeute verringert. Es ist daher allgemeine Praxis, die Brückenbildung zu verhindern, indem man der Plattenoberflche hydrophile Eigenschaften verleiht. Hierzu werden für Metallmaterial geeignete Mittel verwendet, beispielsweise Harzanstrichmittel, die ein Siliciumdioxidpulver oder ein oberflächenaktives Mittel enthalten. Dabei treten jedoch verschiedene Schwierigkeiten auf. Beispielsweise fließt das Siliciumdioxidpulver beim Verformen in der Presse heraus, und dies bewirkt eine verschlechterte Filmeinheitlichkeit. Um dies zu vermeiden, muß Siliciumdioxidpulver in großer Menge zugesetzt werden. Dadurch wird aber die Dicke des organischen Filmes verringert und seine Korrosionsbeständigkeit verschlechtert. Wird andererseits die Konzentration an Chrom(VI)-ionen erhöht, um diese Wirkung des Siliciumdioxids auszuschalten, lösen sich die sechswertigen Ionen aus dem erzeugten Film heraus und bewirken Verschleiß des Formwerkzeugs, wenn die Formgebung nach der Filmbildung erfolgt; oder das oberflächenaktive Mittel löst sich allmählich heraus und die hydrophilen Eigenschaften nehmen ab. Bei einigen Anwendungen in der Atmosphäre bewirkt die Zunahme der hydrophilen Eigenschaften eine Abnahme der Korrosionsbeständigkeit der Metallmaterialien.

Aus der DE-AS 22 61 256 ist ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der Stabilität eines Überzugmittelbades für Metalle bekannt, bei dem das Bad, bestehend aus filmbildendem Material, Oxidationsmitteln, Dispergiermitteln und üblichen Zusätzen in einer wäßrigen, Metall ätzenden Säure, mit einem Ionenaustauschermaterial in Berührung gebracht wird, um die Konzentration der beim Säureangriff auf die Metalloberfläche freigesetzten Metallionen unter der die Entstabilisierung bedingenden Grenze zu halten. Das Ionenaustauschermaterial, vorzugsweise ein stark vernetztes Kationenaustauscherharz in Perlform wird nach dem Kontakt mit dem Überzugsmittelbad regeneriert.

Aus der DE-OS 21 61 591 ist bekannt, feste Oberflächen dadurch zu hydrophilieren, daß man sie mit einer wäßrigen Lösung eines kationaktiven höhermolekularen Polyelektrolyten behandelt. Die wäßrige Lösung des Polyelektrolyten wird beispielsweise in Scheibenwaschanlagen eingesetzt, um die Schlierenbildung auf Windschutzscheiben von Verkehrsmitteln aller Art zu verhindern. Sie kann auch in Geschirrspülmaschinen oder einfach zum Waschen von Glaswaren eingesetzt werden, und der kationaktive Polyelektrolyt kann mit nichtionischen Tensiden und/oder Hydroxyverbindungen und/oder Polyalkylenglykolen kombiniert sein.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines hydrophilen Films zur Verfügung zu stellen, mit dem auf Metall, Glas und Kunststoffen festhaftende und abriebfeste Überzüge erzeugt werden können.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch Dispersion eines Ionenaustauscherharzpulvers in einem Harzanstrichmittel das angestrebte Mittel erhalten wird, das einen Film mit sehr guten hydrophilen Eigenschaften ergibt, da Ionenaustauscherharze in Wasser unlöslich sind, hydrophile Austauschgruppen aufweisen und Wasser aus der Atmosphäre sehr stark absorbieren.

Gegenstand der Erfindung sind das im Patentanspruch 1 angegebene Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films sowie das im Patentanspruch 3 angegebene Verfahren zur Herstellung eines hydrophilen Films. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 und 4 angegeben.

Mit dem erfindungsgemäßen Mittel wird ein hydrophiler Film auf Gegenständen aus Metall, Glas, Kunststoffen und deren Verbundstoffen erzeugt. Beispiele für Metalle sind Eisen, Stahl, Aluminium, Kupfer und andere allgemein verwendete Metalle und deren Legierungen. Beispiele für Kunststoffe sind die im Handel erhältlichen thermoplastischen synthetischen Harze, wärmehärtenden synthetischen Harze und verstärkten Kunststoffe für allgemeine Anwendungszwecke. Diese Materialien können gegebenenfalls mit einem Grundanstrich versehen sein, und zusätzlich kann ihre Oberfläche gereinigt, z. B. entfettet worden sein, bevor der hydrophile Film erzeugt wird.

Das erfindungsgemäße Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films enthält die im folgenden beschriebenen Komponenten.

Als Beschichtungs-Bindemittelkomponente ein normalerweise in Harzanstrichmitteln eingesetztes thermoplastisches oder wärmehärtendes synthetisches Harz, je nach den Verwendungsbedingungen des Gegenstandes, auf den der hydrophile Film aufgebracht wird und der Stabilität des Ionenaustauscherharzes. Als wärmehärtendes Harz wird ein solches mit einer Abbindungstemperatur von über 150°C verwendet; die Ofentrocknungszeit des Filmes beträgt dann vorzugsweise 10 Minuten oder mehr. Ein Harz mit einer Abbindungstemperatur von unter 150°C wird verwendet, wenn die Ofentrocknungszeit bevorzugt bis zu einer Minute beträgt. Bei thermoplastischen Harzen wird ein Harz mit einer Erweichungstemperatur von 80°C oder darüber bevorzugt.

Als Beschichtungs-Bindemittelkomponente, die die obigen Bedingungen erfüllt, kann ein Alkydharz, Acrylharz, Polyvinylalkoholharz, Vinylacetatharz, Epoxyharz, Phenolharz, Polyesterharz, Siliconharz, Fluorkohlenstoffharz und Urethanharz verwendet werden.

Das Beschichtungs-Hilfsmittel, mit dem die Fließfähigkeit beim Beschichten verbessert wird, ist Wasser im Falle von Anstrichmitteln auf Wasser-Grundlage, oder ein Kohlenwasserstoff, Alkohol, Ester, Keton oder Ether im Falle eines Anstrichmittels auf Grundlage organischer Lösungsmittel, je nach den Eigenschaften des verwendeten Harzes.

Die Menge an zugesetztem Lösungsmittel kann frei innerhalb eines geeigneten Bereichs ausgewählt werden, so daß eine Fließfähigkeit entsprechend den Beschichtungseinrichtungen erhalten wird sowie der gewünschte Grad an Hydrophilizität.

Das Ionenaustauscherharz weist hydrophile Gruppen, wie Sulfonsäure-, Carbonsäure-, Phospheosäure-, Phosphinsäuregruppen, quaternäre Ammoniumgruppen oder primäre oder sekundäre Aminogruppen auf und ist ein Harz des Kondensations-Typs, z. B. des Phenolsulfonsäure-Typs, des Ethylenimin-Epichlorhydrin- Typs, ein Epoxyharz, oder an ein polymeres Additionsharz, das durch Copolymerisation von Styrol oder Methacrylsäure mit Divinylbenzol als Vernetzungsmittel erhalten worden ist. Diese Harze werden häufig als Kationenaustauscherharze und Anionenaustauscherharze benutzt. Geeignet sind auch die im Handel erhältlichen amphoteren Ionenaustauscherharze, die man durch Polymerisation von Acrylsäure mit stark basischen Anionenaustauscherharzen erhält, oder Fluorkohlenwasserstoffharze mit hydrophilen Atomgruppierungen. Um einen hohen Grad an hydrophilen Eigenschaften zu erhalten, werden Ionenaustauscherharze mit einer Austauschkapazität pro Gramm trockenes Ionenaustauscherharz von 0,5 meq oder mehr, bevorzugt 1,0 meq oder mehr bevorzugt. Ionenaustauscherharze mit weniger als 0,5 meq Austauschkapazität ergeben nicht die erforderliche Benetzbarkeit.

Man kann auch ein Phenolharz als Ionenaustauscherharz verwenden, wenn es unlöslich ist und die Eigenschaften eines oberflächenaktiven Mittels aufweist.

Bevorzugte Ionenaustauscherharze sind Kationenaustauscherharze einschließlich der Alkalimetall-substituierten Salzformen, da sie starke hydrophile Eigenschaften aufweisen. Besonders bevorzugt ist ein stark saures Kationenaustauscherharz des Sulfonsäure-Typs.

Abhängig von dem gewünschten hydrophilen Grad kann auch ein Gemisch aus zwei oder mehreren Ionenaustauscherharzen verwendet werden, z. B. ein stark saures Kationenaustauscherharz und ein schwach saures Kationenaustauscherharz, ein stark basisches Ionenaustauscherharz und ein schwach basisches Ionenaustauscherharz oder ein Kationenaustauscherharz vermischt, und man kann ebenfalls ein Ausschuß-Ionenaustauscherharz mit oder ohne frischen Oberflächenfleck verwenden.

Die Teilchengröße der im Handel erhältlichen Ionenaustauscherharze entspricht allgemein einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,68 bis 0,297 mm. Sie werden daher nach Vermahlen entsprechend der gewünschten Filmdicke verwendet. Im allgmeinen ist eine Filmdicke von etwa 0,5 bis 50 µm geeignet. Unter 0,5 µm ist der Film mit den gewünschten Eigenschaften nicht stabil, wohingegen bei einer Filmdicke über 50 µm die Verbesserung in den Eigenschaften nicht mehr der Filmdicke entspricht, so daß eine höhere Filmdicke lediglich Kosten verursacht. Unter Beachtung von Dicke und Einheitlichkeit des Films ist es im allgemeinen üblich, auf einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 µm oder weniger zu vermahlen, z. B. in einer Vibrationskugelmühle. Im Falle von Platten für Wärmeaustauscher wird ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser von 0,5 bis 1 µm bevorzugt. Ist ein solches Mahlgut mit analytischer Qualität für Spezialzwecke oder mit besonders hoher Reinheit bzw. Qualität verfügbar, kann man natürlich ein solches Material verwenden. Man kann den gewünschten Teilchendurchmesser auch durch Hilfsmaßnahmen einstellen, beispielsweise durch Verkneten mit dem Harzanstrichmittel.

Der Anteil an Ionenaustauscherharz macht - bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschichtungs-Bindemittels und des Ionenaustauscherharzpulvers sowie bezogen auf Trockengewichtsbasis - 10 Gew.-% oder mehr aus, vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-%. Bei einem Anteil an Ionenaustauscherharzpulver von weniger als 10 Gew.-% ist es schwierig, den gewünschten Hydrophilizitätsgrad reproduzierbar zu erhalten; bei einem Anteil von mehr als 70 Gew.-% haftet der Film schlecht am Substrat.

Wird beispielsweise das Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films für antistatische Zwecke verwendet, bei denen nur hydrophile Eigenschaften benötigt werden, so macht der Anteil an Ionenaustauscherharzpulver vorzugsweise 50 Gew.-% oder mehr aus. Werden hingegen sowohl hydrophile Eigenschaften als auch Verformbarkeit in Formen besonders gefordert, so macht der Anteil an Ionenaustauscherharzpulver vorzugsweise 30 Gew.-% oder mehr aus. Wird das Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Filmes zur Entschleierung von Kunststoffmaterialien verwendet, so kann der Anteil an Ionenaustauscherharzpulver etwa 20 Gew.-% betragen.

Das Lösungsmittel für das Beschichtungs-Hilfsmittel kann einer Vorratsmischung aus Beschichtungs-Bindemittelkomponente und Ionenaustauscherharzpulver zugegeben werden, oder man kann alle drei Komponenten gleichzeitig zu Beginn miteinander vermischen.

Das Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films kann noch verschiedene Zusatzstoffe enthalten, die ihm verschiedene Eigenschaften verleihen, insbesondere Dispersionsmittel, Mittel zur Verhütung von Schimmel- bzw. Stockflecken, Mittel zur Verhinderung der Hautbildung, Gleitmittel und Antischäummittel, die in Mengen von etwa 1 bis 2 Gew.-% je nach Bedarf zugegeben werden. Außerdem kann zur Verbesserung der hydrophilen Anfangseigenschaften des Mittels auch ein oberflächenaktives Mittel, wie ein α-Olefinsulfonat in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-% zugesetzt werden.

Das Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films kann mit Hilfe aller bekannten Beschichtungseinrichtungen für Anstrichmittel auf die Gegenstände aufgetragen werden, z. B. mit Walzen durch Sprühen, Eintauchen, Aufbürsten oder durch Spinnbeschichtung. Das Beschichtungsgewicht liegt in diesem Falle geeigneterweise im Bereich von 1 bis 3 g/m² (Trockenbasis). Enthält das Mittel eine lufttrocknende Beschichtungs-Bindemittelkomponente, so wird es aufgetragen und anschließend an der Luft getrocknet, so daß der Film fixiert wird. Enthält das Mittel eine in der Wärme härtende Beschichtungs- Bindemittelkomponente, so wird nach dem Auftrag im Ofen unter geeigneten Heizbedingungen, die die Eigenschaften des Ionenaustauscherharzpulvers nicht nachteilig beeinflussen, getrocknet. Die Gegenstände können auch vor dem Aufbringen des Filmes vorbehandelt werden, z. B. eine Grundierung erhalten, um die Korrosionsbeständigkeit der Materialoberfläche zu verbessern und den Film besser zu fixieren.

Als Grundanstrich kann ein oxidierter Film oder ein antikorrosiver Metallfilm unter Verwendung von Aluminium, Zink, Kupfer oder Chrom erzeugt werden, oder es werden diese beiden Verfahren miteinander kombiniert.

Der oxidierte Film kann mit Hilfe beliebig bekannter Verfahren erzeugt werden, beispielsweise nach dem chemischen Oxidationsverfahren oder durch anodische Oxidation. Bevorzugt wird der Film nach dem chemischen Oxidationsverfahren erzeugt, da dabei ein Film mit relativ geringer Dicke, der eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweist, kontinuierlich und auf billige Weise erhalten werden.

Beispiele für das Verfahren zur Herstellung eines Films mittels chemischer Oxidation (chemisches Oxidationsfilmverfahren) sind Verfahren mit einem Bad, die sog. Alkalichromat-Verfahren, wie das MBV-Verfahren, EW-Verfahren, Pylumin-Verfahren und Alrock- Verfahren, wie auch die sog. sauren Chromat-Verfahren, wie das Bonderite-Verfahren und Alodine-Verfahren, sowie das Böhmit-Behandlungsverfahren, ein Phosphatsalz-Verfahren usw. Im allgemeinen verwendet man ein Chromat- Filmbehandlungsverfahren, bei dem Chromsäurefluorid als Hauptbadkomponente verwendet wird und bei einer Badtemperatur von 20 bis 40°C während 5 Sekunden bis 5 Minuten behandelt wird, ein Chromphosphat-Filmbehandlungsverfahren, bei dem Chromsäure, Fluorwasserstoffsäure und Phosphorsäure als Hauptbadkomponenten verwendet werden und 30 Sekunden bis 7 Minuten bei 26 bis 60°C behandelt wird, ein Phosphatsalz-Filmverfahren, bei dem ein Phosphatsalz, wie Zinkphosphat, Manganphosphat, etc., als Hauptbadkomponente verwendet wird und etwa 5 Minuten bei einer Badtemperatur von 60 bis 100°C behandelt wird, oder ein Böhmit-Filmverfahren, bei dem mit Dampf, der mit heißem Wasser gesättigt ist, und Triethanolamin behandelt wird.

Diese Verfahren können durchgeführt werden, indem man eintaucht, besprüht, mit einer Walze beschichtet, mit einem Druckgefäß bzw. einer Spritzpistole, die mit Dampf betrieben wird, beschichtet, etc. Bei diesen Verfahren wird ein chemisch oxidierter Film mit einer Dicke von 0,005 µm oder mehr gebildet. Ist der Film weniger als 0,005 µm dick, sind die Anti-Korrosionseigenschaften des Grundanstrichs nicht ausreichend. Für Platten für Wärmeaustauscher sind 0,01 bis 0,5 µm bevorzugt, und wenn es nicht erforderlich ist, nach der Filmbildung zu verformen, oder wenn die Wärmeleitfähigkeit des Films nicht wichtig ist, kann auch eine Filmdicke von 5 µm oder mehr verwendet werden.

Beispiele für Verfahren zur Herstellung eines antikorrosiven Metallfilms sind das Elektroplattieren, die Abscheidung bzw. Deposition, das Flammensprühen und das Plattieren, wobei ein Metall, wie Aluminium, Zink, Kupfer und Chrom, verwendet wird.

Beispielsweise kann, wenn ein Zinküberzug gebildet wird, ein Zinkfilm nach einem Verfahren hergestellt werden, bei dem in einem Bad, welches 150 bis 240 g/l Zinkoxid, 500 bis 550 g/l Natriumhydroxid und 5 bis 10 g/l Natriumcyanid als Hauptkomponenten enthält, eine elektrolytische Abscheidung erfolgt. Man kann auch ein saures Zink-Elektroplattierbad-Verfahren verwenden, bei dem Zinksulfat, Zinkchlorid und Zinkborfluorid eingesetzt werden. Weitere Verfahren sind: ein Zinkat-Elektroplattierbad-Verfahren, bei dem Zinkoxid und Natriumhydroxid als Hauptkomponenten verwendet werden; ein neutrales Zink-Elektroplattierbad-Verfahren, bei dem das Bad ein Chelatbildungsmittel, wie eine Oxysäure, zusätzlich zu Zinkchlorid enthält; ein Pyrophosphorsäurebad- Verfahren, etc.; oder ein Plattierungsverfahren mit geschmolzenem Zink, bei dem mit einer Schmelze mit Ammoniumchlorid und Ammoniumzinkchlorid vorbehandelt wird und anschließend in ein Bad aus geschmolzenem, metallischem Zink eingetaucht wird; ein Zink-Flammsprühverfahren, ein Plattierungsverfahren, etc. Als Verfahren zur Beschichtung von Aluminium kann man verwenden: ein Plattierungsverfahren mit geschmolzenem Aluminium, bei dem in ein Schmelzbad, welches ein Chlorid-System aus Kaliumchlorid und Natriumchlorid oder ein Fluorid-System aus Kryolith und Aluminiumfluorid umfaßt, eingetaucht wird und bei dem anschließend in ein geschmolzenes Aluminiumbad eingetaucht wird, ein Plasma-Flammensprühverfahren, ein Vakuum-Abscheidungsverfahren, ein Plattierungsverfahren etc.

Mittels dieser Verfahren wird ein anti-korrosiver Metallfilm mit einer Filmdicke von 3 µm oder mehr gebildet. Wenn der Film weniger als 3 µm dick ist, sind die Eigenschaften des anti-korrosiven Grundanstrichs unzureichend. Die Filmdicke variiert in Abhängigkeit von der beabsichtigten Verwendung. Bei Platten für Wärmeaustauscher wird eine Dicke von etwa 5 bis 10 µm bevorzugt; wenn es nicht erforderlich ist, nach der Filmbildung zu verformen, oder wenn die Wärmeleitfähigkeit des Films nicht wichtig ist, kann die Dicke mehr als 10 µm ausmachen.

In der Praxis wird zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit das Chromat-Behandlungsverfahren besonders bevorzugt, da man hiermit die beste Wirtschaftlichkeit erzielt.

Der erfindungsgemäß hergestellte hydrophile Film zeichnet sich durch eine sehr hohe Stabilität während des Gebrauchs aus und unterliegt nur einer sehr geringen Zersetzung; er weist einen sehr geringen Abrieb beim Spritzgießen auf, wenn das zu behandelnde Material nach der Filmbildung in einer Form geformt wird. Das erfindungsgemäße Mittel ist daher nicht nur zur Herstellung eines hydrophilen Films für Plattenelemente für Wärmeaustauscher, die mit hochdichten Platten ausgerüstet sind, geeignet, sondern auch zur Herstellung eines Films, der seine hydrophilen Eigenschaften sehr lange beibehält. Solche Filme können mit bekannten Mitteln nicht hergestellt werden. Der erfindungsgemäße hergestellte Film kann auch für antistatische Entschleierungszwecke verwendet werden, und wenn man zusätzlich die gewünschte Grundierungsbehandlung durchführt, erzielt man eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.

Beispiel 1

Ein im Handel erhältliches Kationenaustauscherharz des Sulfonsäure-Typs auf Polystyrol-Basis, 4,5 meq/g trockenes Harz, wird in einer Vibrationskugelmühle etwa 30 min vermahlen und mittels einer Infrarotlampe getrocknet, wobei ein feines Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 15 µm und einem Wassergehalt von 12% erhalten wird. Dann werden 200 g dieses feinen Pulvers, 650 g eines handelsüblichen wasserlöslichen Anstrichmittels auf Epoxyester-Basis mit einem Feststoffgehalt von 46%, 100 g Butylcellosolve und 400 g Wasser in eine Topfmühle gegeben und etwa 6 h zur Erzielung einer einheitlichen Dispersion geknetet. Man erhält ein Ionenaustauscherharz mit einem sekundären Teilchendurchmesser von 0,5 bis 1 µm.

Das erhaltene Mittel zur Herstellung eines Films wird unter Verwendung einer Rakel-Beschichtungsvorrichtung (Nr. 12) auf ein zuvor gereinigtes Aluminiumblech aufgetragen und 30 s bei 230°C zur Fixierung getrocknet.

Vergleichsbeispiele

In einem Falle wird das in Beispiel 1 verwendete Anstrichmittel auf Epoxyester-Basis direkt aufgetragen (Vergleichsbeispiel 1) und in einem anderen Fall wird ein im Handel erhältliches, wärmehärtendes Acrylharz- Anstrichmittel, welches ein oberflächenaktives Mittel des nassen Typs (Feststoffgehalt 18%) enthält, aufgetragen, wobei die Beschichtungs- und Trocknungsbedingungen ähnlich wie die in Beispiel 1 waren. Die Produkte dieser Beispiele und Vergleichsbeispiele werden verschiedenen Tests unterzogen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt.

In der Tabelle zeigt die Anfangsbenetzbarkeit den benetzten Zustand der Probe 30 s nach der Entnahme der Probe, die in entionisiertes Wasser eingetaucht war, und sie wird relativ auf den Fall bezogen, bei dem die gesamte, benetzte Oberfläche als 100% genommen wird.

Tabelle 1

Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß, wenn das Harzanstrichmittel des Vergleichsbeispiels 2 verwendet wird, die Verformbarkeit in der Form nach der Filmbildung zwar gut ist, sich jedoch die hydrophilen Eigenschaften (in diesem Fall ausgedrückt als Wasserbenetzbarkeit) verschlechtern, verglichen mit den erfindungsgemäß erhaltenen Ergebnissen.

Beispiel 2

8 g einer 5%igen Lösung aus Kobaltnaphthenat wird als Trocknungsmittel zu dem Mittel des Beispiels 1 gegeben und eine ähnliche Knetstufe durchgeführt. Das erhaltene Anstrichmittel wird auf eine zuvor entfettete Aluminiumplatte für Wärmeaustauscher aufgetragen, forciert getrocknet und 3 Tage zur Fixierung des Films bei Zimmertemperatur belassen.

Anschließend wird ein ähnlicher Test, wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt, wobei man fast die gleichen Ergebnisse erhält. Insbesondere wurde gefunden, daß eine bemerkenwerte Verbesserung der Dauerhaftigkeit gegenüber Xylol erhalten wird, was eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit anzeigt. Man nimmt an, daß dies darauf zurückzuführen ist, das das Kobaltnaphthenat als Katalysator wirkt.

Beispiel 3

Ein gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestelltes, feingepulvertes Kationenaustauscherharz des Sulfonsäure-Typs auf Polystyrol-Basis, 4,5 meq/g trockenes Harz wird mit einem an der Luft trocknenden Acrylharz-Anstrichmittel mit einem Feststoffgehalt von 45% in einem Anteil an Austauscherharz von 70% und ebenfalls zusammen mit 0,5%, bezogen auf das Gesamtgewicht an Harzanstrichmittel, eines Benetzungs-Dispersionsmittels zur Verbesserung der Dispersionsfähigkeit des Ionenaustauscherharzes vermischt. Anschließend wird das Gemisch auf ähnliche Weise, wie oben beschrieben, in einer Topfmühle 5 h verknetet.

Das erhaltene filmbildende Mittel wird auf eine transparente Kunststoffplatte mit einer Dicke von 1,0 mm bis zu einer Trockenfilmdicke von 0,5 µm aufgetragen und bei Zimmertemperatur zum Trocknen und Fixieren stehengelassen.

Die erhaltene, beschichtete Oberfläche wird einem Bewitterungstest in einer Atmosphäre von 40°C und einer relativen Feuchtigkeit von 90±5% sowie einer Außentemperatur von 27°C unterworfen. Die einen gemäß der Erfindung hergestellten Film aufweisende Platte bleibt transparent und zeigt keine Trübung, wohingegen eine nackte Kunststoffplatte ohne Beschichtung auf der gesamten Oberfläche trübe wird.

Beispiel 4

250 g trockenes, feines Pulver, durchschnittliche Teilchengröße 1,0 µm, Wassergehalt 5%, eines schwach sauren Kationenaustauscherharzes, 10 meq/g trockenes Harz, 700 g eines modifizierten Alkydharz-Anstrichmittels, 300 ccm Xylol, 30 g Dispersionsmittel wie in Beispiel 3 und 7 g eines Egalisierungsmittels werden in eine Hochgeschwindigkeits-Mischvorrichtung gegeben und 30 min vermischt. Der Feststoffgehalt des Alkydharz- Anstrichmittels beträgt 50% und der Anteil des Austauscherharzes im erhaltenden, filmbildenden Mittel 38%.

Das filmbildende Mittel wird durch Aufbürsten auf eine zinkplattierte Stahlplatte aufgetragen und bei 200°C unter Bildung eines Films erhitzt.

Die Benetzbarkeit des Films wird unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 gemessen, wobei man ein Benetzungstestergebnis von 97% nach 48 h erhält, was anzeigt, daß sich die hydrophilen Eigenschaften kaum verschlechtern.

Beispiel 5

Ein hydrophiles filmbildendes Mittel wird auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß der durchschnittliche Teilchendurchmesser des in der Vibrationskugelmühle vermahlenen Ionenaustauscherharzes 1,0 µm beträgt und der Wassergehalt nach dem Trocknen unter einer Infrarotlampe bei 5% liegt. Das Mittel wird kontinuierlich mittels Walzenbeschichtung auf ein zuvor entfettetes, gewalztes Plattenmaterial für Aluminium-Wärmeaustauscher aufgetragen und in einem Heißlufttrockenofen 30 s bei 230°C zur Fixierung getrocknet.

Aus dem erhaltenen Plattenmaterial wird eine Testprobe hergestellt. Diese Probe wird in entionisiertes Wasser eingetaucht, entnommen und die Wasserbenetzbarkeit 30 s später bestimmt; sie beträgt 100%. Wird ein Befeuchtungstest in einer Atmosphäre von 50°C und 100% Feuchtigkeit durchgeführt, beträgt die Wasserbenetzbarkeit selbst nach 1000 h noch 100%. Wird ein Salzsprühtest durchgeführt, so erhält man eine Korrosionsrate nach 100 h innerhalb von 5%.

Anschließend wird das beschichtete Plattenmaterial zu Plattenelementen der gewünschten Form durch Preßverformung gestanzt und die Oberfläche der Plattenelemente einer weiteren Bearbeitung unterworfen.

Bei der Preßverformung trat kein Abrieb der Form auf und man beobachtete keine Beschädigung des Films wie im Falle hydrophiler Filme, die Siliciumdioxid enthalten. Dies ist von besonderem Vorteil bei der weiteren Verarbeitung. Werden die erhaltenen Plattenelemente in einem Kraftfahrzeugkühler verwendet, ist kontinuierlich Betrieb möglich, selbst wenn sich der Feuchtigkeitsgehalt der Atmosphäre ändert.

Beispiel 6

Ein aufgewickeltes Aluminium-Plattenmaterial, aus AA 3105 Legierung, Plattendicke 0,12 mm, das mittels eines schwach alkalischen Reinigers entfettet worden war, wird mit einem Behandlungsmittel des Phosphorsäure- Chromat-Typs mit einer Konzentration von 1,3 Gew.-% durch Sprühen und Erhitzen bei 35°C unter Bildung eines Grundieranstrichs von etwa 7 nm auf der Oberfläche behandelt.

Anschließend wird ein Ionenaustauscherharz vom Sulfonsäure- Typ mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 bis 1 µm zu einem katalytisch härtenden Epoxyester-Anstrichmittel auf Wasser-Grundlage so zugegeben, daß man einen Trockenfeststoffgehalt von 40 Gew.-% erhält. Man vermischt gründlich und erhält ein Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films, welches dann auf den obigen Grundanstrich mit einem Beschichtungsgewicht von 1,5 g/m² (Trockenbasis) aufgetragen und 30 s in einem Heißluft-Trockenofen bei 230°C erhitzt wird.

Das erhaltene beschichtete Material wird dem Stanzen und Abwischen unterworfen, um Kreuzelemente herzustellen, deren hydrophile Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit dann geprüft werden.

Insbesondere wird die Langzeit-Stabilität der hydrophilen Eigenschaften gemäß dem Prozentanteil der Fläche, die benetzt wird, bewertet, wenn man das Element in einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 95% und einer Temperatur von 50°C während 500 h beläßt; sie beträgt 100%, was bestätigt, daß das Element sehr gute hydrophile Eigenschaften aufweist.

Andererseits wurde die Korrosionsbeständigkeit mittels eines 500 h Salzsprühtests gemäß JIS Z 2371 (1955) bewertet, und es wurde gefunden, daß weder in dem unbearbeiteten Teil noch in dem verarbeiteten Teil eine Korrosion auftrat, wodurch bestätigt wird, daß eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit vorliegt. Der erfindunsgemäß hergestellte Film besitzt somit sehr gute hydrophile Eigenschaften wie auch eine gute Korrosionsbeständigkeit und selbst nach der Verarbeitung auf der Maschine ist der Film noch ausgezeichnet.

Claims (6)

1. Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films, bestehend aus einem Harzanstrichmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzanstrichmittel eine Beschichtungs-Bindemittelkomponente und ein Beschichtungs- Hilfsmittel mit 10 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Trockengewichtsbasis an Beschichtungs-Bindemittelkomponente und Ionenaustauscherharzpulver, eines darin dispergierten unlöslichen Ionenaustauscherharzpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 µm oder weniger enthält.

2. Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungs-Bindemittelkomponente ein thermoplastisches, synthetisches Harz mit einem Erweichungspunkt von 80°C oder darüber ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines hydrophilen Films, dadurch gekennzeichnet, daß man auf dem zu beschichtenden Material das Mittel zur Herstellung eines hydrophilen Films nach den Ansprüchen 1 oder 2 aufträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Auftragen des Mittels auf mindestens einer Oberfläche des Materials einen antikorrosiven Grundanstrich erzeugt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Grundanstrich mit einem Filmbildungs-Oxidationsverfahren oder einem Verfahren, bei dem ein anti-korrosiver Metallfilm gebildet wird, erzeugt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den oxidierten Film nach einem chemischen Oxidationsfilm-Verfahren oder nach dem Anodenfilm- Verfahren erzeugt.