DE4138218C2 - Verwendung von Nachtauchmitteln für die Nachbehandlung von chromatierten oder passivierten Verzinkungsschichten - Google Patents
Verwendung von Nachtauchmitteln für die Nachbehandlung von chromatierten oder passivierten VerzinkungsschichtenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines
Nachtauchmittels für die Nachbehandlung von chromatierten
oder passivierten oder anphosphatierten Verzinkungs
schichten oder Zinklegierungsschichten von Stahlteilen.
Solche Nachtauchmittel sind im Stand der Technik bekannt.
Die Nachtauchmittel werden insbesondere für Teile einge
setzt, die nicht nachlackiert werden und galvanisch
verzinkt oder mechanisch mit Zink beschichtet sind.
Unter Zink wird nicht nur das Reinmetall, sondern auch
Zinklegierungen verstanden.
Teile solcher Art sind beispielsweise Schrauben, Muttern,
Befestigungselemente, Beschläge oder dergleichen.
Im Stand der Technik sind insbesondere organische Tauch
mittel bekannt. Hierbei handelt es sich zum Beispiel
um wässerige organische Harzdispersionen mit
Korrosionsschutzinhibitoren. Solche Materalien sind
zwar an sich brauchbar, jedoch wird mit ihnen der
Korrosionsschutz der verzinkten Schichten nicht über
ausreichend lange Zeiträume sichergestellt.
Es sind auch anorganische Nachtauchmittel bekannt, die
chromsäurehaltig sind. Solche Nachtauchmittel sind aber
aus Umweltgründen unerwünscht.
Aus der US 46 56 097 ist die Nachbehandlung von
phosphatierten Metalloberflächen mit organischen
Titanaten bekannt. Dort wird die Nachbehandlung von
phosphatierten Metalloberflächen mit organischen
Titananten, gelöst in Wasser, Isopropanol oder Methanol,
zur Verbesserung des Korrosionswiderstandes beschrieben.
Aus der DE 39 20 297 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung
von Korrosionsschutzschichten bekannt. Dort werden
anstelle der toxischen Chromatierung neuartige
Korrosionsschutzschichten aus Lösungen von Kieselsäure
heteropolykondensaten in Verbindung mit organischen
Titanaten/Zirkonaten aufgebracht.
Schließlich ist aus der US 2 751 314 ein Haftvermittler
für feste Materialien bekannt. Dabei werden
Titanester/Alkylpolysilikatmischungen als
Haftvermittlerschicht auf verschiedensten Untergründen
zur Verbesserung der Haftfähigkeit von
Silikonkunststoffschichten beschrieben.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Nachtauchmittel
der im Oberbegriff des Anspruches 1 bezeichneten Art
im wesentlichen auf der Basis von organischen/
anorganischen Bestandteilen zu schaffen, welches bei
einfacher Verarbeitung einen sehr dauerhaften Schutz
gegen Korrosion der Zinkschicht darstellt und welches
relativ umweltfreundlich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die
Verwendung einer in Lösungsmittel gelösten
Bindemittelkombination aus Titansäureestern und
organofunktionellen Polysiloxanen, wobei als
Lösungsmittel organische Lösungsmittel, insbesondere
Alkohole oder Kohlenwasserstoffe verwendet werden; oder
einer Bindemittelkombination aus Titansäureestern,
Titanchelaten und organofunktionellen Polysiloxanen,
wobei als Lösungsmittel Alkohole und/oder
Kohlenwasserstoffe allein oder vermischt mit Wasser
verwendet werden, oder einer Bindemittelkombination
aus Titanchelaten und organofunktionellen Polysiloxanen,
wobei als Lösungsmittel Wasser oder Alkohole oder Kohlen
wasserstoffe oder eine Mischung davon verwendet werden.
Das Nachtauchmittel wird in Form einer Lösung zur Ver
arbeitung zur Verfügung gestellt, wobei es sich um eine
transparente oder eingefärbte Tauchlösung handeln kann,
die auf elektrolytisch verzinkten, anphosphatierten
oder passivierten Untergründen angewandt werden kann,
wobei die Passivierung frei von Chrom VI sein kann.
Es können Schichtdicken von beispielsweise 4 bis 6 µm
im Tauchverfahren bzw. im Tauchschleuderverfahren aufge
bracht werden, wobei die Trocknung der aufgebrachten
Schicht forciert bei 80°C erfolgen kann, oder auch
ein Einbrennen bei bis zu 250°C erfolgen kann. Das
Nachtauchmittel ist im wesentlichen organisch/
anorganisch aufgebaut, wobei der Vorteil dieses Materials
vor allem darin zu sehen ist, daß bei extrem dünnen
Schichten Korrosionsschutzstandzeiten von mindestens
fünf- bis zehnfach höheren Zeiten ohne
Grundmetallkorrosion erreicht werden können. Hierdurch
werden üblicherweise angewandte Korrosionsschutzmethoden
durch die nachträgliche Beschichtung mit dem
Nachtauchmittel in Form einer dünnen, maßhaltigen Schicht
erheblich verbessert. Die Aufbringung des Materials
kann in einem zusätzlichen Bad einer üblichen
galvanischen Verzinkungsanlage oder am Ende einer Chroma
tierungsstraße erfolgen, ohne daß die Teile dazu von
den entsprechenden Transportgestellen abgenommen werden
müßten. Die Trocknung kann in üblichen nachgeschalteten
Ofenanlagen bei üblichen Temperaturen erfolgen. Ein
besonderer Vorteil liegt in der einfachen Beseitigung
der Beschichtung, beispielsweise von den mitgetauchten
Gestellen. Diese lassen sich problemlos in einem Ent
fettungs- oder Beizbad reinigen. Als Rückstände bleiben
anorganische Salze, die in der Abwasserentgiftung abge
baut werden können. Beim Einsatz dieses Nachtauchmittels
kann anstelle der bisherigen Chromatierung mit Chrom
VI die Chromatierung mit Chrom III erfolgen, welches
deswegen bevorzugt ist, weil Chrom VI in hohem Maße
giftig ist. Die an sich unzureichende Beständigkeit
der Chrom III-Chromatierung wird durch die Nachtauch
beschichtung so wesentlich verbessert, daß bessere Er
gebnisse erreicht werden, als bei der bisher üblichen
Chrom VI-Chromatierung. Offenbar kommt es aufgrund der
organischen/anorganischen Bestandteile des
Nachtauchmittels zu einer
Reaktion zwischen der Chrom III-Chromatierung und der
Nachtauchlösung, woraus eine vorzügliche Haftung resul
tiert und eine Blasenbildung unterbunden ist. Dies liegt
vermutlich daran, daß sich an das in der Chromatierung
enthaltene Molwasser (Kristallwasser) die Nachtauchlösung
mit freien OH-Gruppen, COOH-Gruppen und Stickstoff
anhängt. Anstelle einer Chromatierung ist auch ein An
phosphatieren der Verzinkungsschicht möglich, wobei
dann nach Anwendung des Nachtauchmittels wieder eine
entsprechende Bindung an das Molwasser der
Phosphatschicht (Hydratbrückenbildung) erfolgt.
Die im Anspruch 1 gekennzeichnete erste Variante ist
zwar brauchbar, jedoch ist diese sehr feuchteempfind
lich. Die zweite Variante ist ebenfalls gut brauchbar
und praktisch nicht mehr feuchteempfindlich, während
die dritte Variante noch weniger empfindlich gegen
Feuchte ist und eine äußerst stabile Verbindung dar
stellt.
Unter Umständen ist es auch möglich, daß anstelle von
Titan Zirkonium Bestandteil der Bindemittelkombination
bildet.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß Polysiloxane
mit endständigen Expoxidgruppen Bestandteil der Binde
mittelkombination bilden.
Bei dieser Auswahl wird die beste Reaktion mit den
Titanaten (Chelaten und Ester) erreicht, was zu einem
besonders guten Korrosionsschutz führt.
Aus der Praxis wird es als vorteilhaft angesehen, wenn
Isopropanol als Lösungsmittel angewandt wird.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung wird darin ge
sehen, daß in das Nachtauchmittel Schmiermittel in Form
von mehrwertigen Polyalkoholen mit freien OH-Gruppen
eingebaut ist.
Im Stand der Technik ist es hierzu üblich, beispielsweise
bei Gewinden von Schrauben oder Muttern nach dem
Verzinken und Chromatieren Schmiermittel aufzubringen.
Dieses Schmiermittel kann aber leicht abgewaschen werden,
was zu Umweltschäden führen kann. Auch ist in diesem
Falle dann die Schmiermittelwirkung nicht mehr er reich
bar.
Erfindungsgemäß ist das Schmiermittel Bestandteil der
Nachtauchlösung, wobei das Schmiermittel chemisch in
diese Lösung eingebaut ist, so daß eine hohe Haltbar
keit sichergestellt ist und zudem negative Umweltein
flüsse nicht zu erwarten sind. Auch sind die Reibbei
werte hierdurch erheblich verbessert.
Bevorzugt ist ferner vorgesehen, daß das Mischungsver
hältnis in Gew.-% von Titansäureestern : Polysiloxanen
etwa 1 : 2 oder 1 : 3 oder 1 : 4 ist.
Dabei ist das Mischungsverhältnis von 1 : 2 bevorzugt.
Desweiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß das Mischungs
verhältnis in Gew.-% von Titansäureestern : Titanchelaten
1 : 1 und das Verhältnis dieser Mischung : Polysiloxanen
1 : 2 oder 1 : 3 ist.
Dabei ist das Mischungsverhältnis von 1 : 1 bevorzugt.
Die organischen Polysiloxane dienen im Rahmen der
Bindemittelkombination insbesondere als Haftvermittler.
Besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Nachtauchmittel
sind beispielsweise auch, daß die Chromatierung auch
bei hohen Temperaturen von beispielsweise 200°C
beständiger ist und eine geringe
Neigung zur Weißrostbildung festzustellen ist.
Mögliche und bevorzugte Kombinationen von den
Lösungsmittel gelösten Bindemittelkombinationen sind
nachstehend angegeben:
20 Gew.-% Silan
10 Gew.-% Titansäureester
70 Gew.-% Alkohol oder Benzinkohlenwasserstoffe
10 Gew.-% Titansäureester
70 Gew.-% Alkohol oder Benzinkohlenwasserstoffe
Reaktion bei Raumtemperatur, Reaktionszeit zwischen
1 Sekunde und 1 Stunde.
5 Gew.-% Titansäureester
5 Gew.-% Titanchelat
20 Gew.-% Silan
70 Gew.-% Alkohol oder Benzinkohlenwasserstoffe
5 Gew.-% Titanchelat
20 Gew.-% Silan
70 Gew.-% Alkohol oder Benzinkohlenwasserstoffe
Reaktion bei Raumtemperatur, Reaktionszeit zwischen
1 Sekunde und 1 Stunde.
20 Gew.-% Silan
10 Gew.-% Titanchelat
10-20 Gew.-% Alkohol
50-60 Gew.-% H2O demineralisiert
10 Gew.-% Titanchelat
10-20 Gew.-% Alkohol
50-60 Gew.-% H2O demineralisiert
Reaktion bei Raumtemperatur, Reaktionszeit zwischen
1 Sekunde und 1 Stunde.
Claims (7)
1. Verwendung einer in Lösungsmittel gelösten
Bindemittelkombination aus Titansäureestern und
organofunktionellen Polysiloxanen, wobei als
Lösungsmittel organische Lösungsmittel, insbesondere
Alkohole oder Kohlenwasserstoffe verwendet werden;
oder einer Bindemittelkombination aus
Titansäureestern, Titanchelaten und
organofunktionellen Polysiloxanen, wobei als
Lösungsmittel Alkohole und/oder Kohlenwasserstoffe
allein oder vermischt mit Wasser verwendet werden,
oder einer Bindemittelkombination aus Titanchelaten
und organofunktionellen Polysiloxanen, wobei als
Lösungsmittel Wasser oder Alkohole oder
Kohlenwasserstoffe oder eine Mischung davon verwendet
werden, als Nachtauchmittel für die Nachbehandlung
von chromatierten oder passivierten
Verzinkungsschichten oder Zinklegierungsschichten
von Stahlteilen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß anstelle von Titan Zirkonium Bestandteil
der Bindemittelkombination bildet.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Polysiloxane mit endständigen
Epoxidgruppen Bestandteil der Bindemittelkombination
bilden.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß Isopropanol als Lösungs
mittel angewandt wird.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß in das Nachtauchmittel
Schmiermittel in Form von mehrwertigen Polyalkoholen
mit freien OH-Gruppen eingebaut ist.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis
in Gew.-% von Titansäureester : Polysiloxanen etwa
1 : 2 oder 1 : 3 oder 1 : 4 ist.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis
in Gew.-% von Titansäureester : Titanchelaten
1 : 1 und das Verhältnis dieser Mischung
Polysiloxanen 1 : 1 oder 1 : 2 oder 1 : 3 ist.
Priority Applications (17)
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