DE602004011205T2 - Nicht auf chromat basierende konversionsbeschichtung für metalle - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft chromatfreie Beschichtungen für Metalle. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung chromatfreie Beschichtungen für zinkbeschichtete Metalloberflächen, um die Korrosionsbeständigkeit und Haftung von Farbstoffen auf der Oberfläche zu verbessern. Die Erfindung stellt eine an Ort und Stelle getrocknete Beschichtung zur Verfügung, die insbesondere wirksam ist bei der Behandlung von galvanisiertem Federbandstahl.
  • HINTERGRUND
  • Die Zwecke für die Bildung einer Chromatkonversionsschicht auf der Oberfläche von galvanisiertem Stahl sind, um Korrosionsbeständigkeit zur Verfügung zu stellen, die Haftung von Beschichtungen zu verbessern und aus ästhetischen Gründen. Chromatpassivierung einer galvanisierten Stahloberfläche wird vorgenommen, um auf Materialien, die nicht angestrichen werden, Korrosionsbeständigkeit zur Verfügung zu stellen, sowie aus ästhetischen Gründen. Die Konversionsschicht verbessert die Haftung von Beschichtungsschichten, wie zum Beispiel Anstrichen, Tinten, Lacken und Kunststoffbeschichtungen. Galvanisierter Stahl wird typischerweise mit einer wässrigen Zusammensetzung behandelt, enthaltend hexavalente oder trivalente Chromionen mit anderen Additiven, um eine Chromkonversionsbeschichtung zu erzeugen.
  • WO 01/04224A offenbart eine wässrige Beschichtungszusammensetzung, aufweisend (a) zumindest eine wasserlösliche Komponente, aufweisend zumindest eine funktionelle Gruppe, die beim Trocknen und/oder Erwärmen Vernetzung unterliegt und (b) zumindest ein filmbildendes Material. Die Zusammensetzung kann zusätzlich eine Fluorsäure enthalten, ausgewählt aus Fluortitan- und Fluorzirkonsäure.
  • Wachsende Bedenken bestehen bezüglich Umweltverschmutzungseffekten von Chromaten, die in Flüsse und Wasserwege durch solche Prozesse abgelassen werden. Aufgrund der hohen Löslichkeit und des stark oxidierenden Charakters von hexavalenten Chromionen erfordern herkömmlich Chromatkonversionsprozesse umfangreiche Abfallbehandlungsprozeduren, um ihr Ablassen zu kontrollieren. Zusätzlich ist die Entsorgung von festem Schlamm aus solchen Wasserbehandlungsprozeduren ein signifikantes Problem.
  • Demzufolge besteht im Stand der Technik eine Notwendigkeit, eine wirksame chromatfreie Behandlung zur Verfügung zu stellen, um eine an Ort und Stelle getrocknete Konversions- oder Passivierungsbeschichtung zur Verfügung zu stellen, um Metalloberflächenkorrosion zu inhibieren und Haftung von Anstrichen auf anderen Beschichtungen zu erhöhen, die auf die Metalloberfläche aufgebracht werden können.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von galvanisierten Metallen, wie zum Beispiel Stahl, zur Verfügung, um die Bildung einer Beschichtung zu gewährleisten, welche die Korrosionsbeständigkeit und Haftungseigenschaften der galvanisierten Stahloberfläche erhöht. Die Passivierungs- oder Konversionsbeschichtung, die durch die vorliegende Erfindung gebildet wird, kann an Ort und Stelle getrocknet oder gespült werden. Die erfindungsgemäßen Verfahren weisen das In-Kontakt-Bringen einer Metalloberfläche mit einer wässrigen Behandlungs-Zusammensetzung auf, aufweisend ein Polyamidoamin/Epihalohydrinharz oder kationisches Polyamin/Epihalohydrinharz, eine Fluorsäure eines Gruppe IVB-Metalls und Phosphorsäure. Zusätzlich kann die Zusammensetzung eine Aminosilanverbindung aufweisen. Die wässrige Behandlungszusammensetzung kann auch eine einen polymeren Latexfilm bildende Komponente beinhalten.
  • Andere Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen offensichtlich.
  • EINGEHENDE BESCHREIBUNG
  • Die Erfinder haben gefunden, dass eine verbesserte chromatfreie Konversions- oder Passivierungsbeschichtung auf galvanisierten Metalloberflächen, wie zum Beispiel heiß getauchten galvanisierten Stahloberflächen, zur Verfügung gestellt werden kann, indem die gewünschte Oberfläche mit einer relativ verdünnten wässrigen Beschichtungslösung oder Dispersion aus:
    • (1) einem Polyamidoamin/Epihalohydrinharz oder kationischem Polyamin/Epihalohydrinharz,
    • (2) einer Fluorsäure und
    • (3) Phosphorsäure
    in Kontakt gebracht wird.
  • Ein Latexfilm bildendes Polymer (4) und eine Aminosilankomponente (5) können ebenfalls vorhanden sein.
  • Es wurde gefunden, dass erfindungsgemäße Zusammensetzungen ein wässriges Vorbehandlungsmittel für die Behandlung von galvanisierten Metalloberflächen zur Verfügung stellen, das verbesserte Korrosionsbeständigkeit und Haftung von aufgebrachten Latexbeschichtungen zur Verfügung stellt, wenn das Behandlungsmittel an Ort und Stelle getrocknet wird.
  • Die Polyamidoamin/Epihalohydrin- oder kationische Poylamin/Epihalohydrinharz-Komponente sind kommerziell erhältlich. Diese sind zum Beispiel in US-Patenten 2 926 116 , 2 926 154 und 5 614 597 beschrieben. Bevorzugte Polyamidoamine sind die Ammoniumpolyamidoamine, wobei die vernetzbaren Polyazetidiniumpolymere insbesondere bevorzugt sind. Ammoniumpolyamidoamine können in Übereinstimmungen mit den Techniken, wie sie in US-Patent 4 416 729 ausgeführt sind, hergestellt werden, welche die Reaktion eines Polyamidoamins mit einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure beinhalten, um ein substituiertes Polyamidoamin zu bilden, gefolgt von in-Kontakt-bringen des substituierten Polyamidoamins mit einem Polyamin mit sekundären und/oder primären Amineinheiten unter Bedingungen die ausreichen, um ein verzweigtes Polyamidoamin zu bilden, welches eine anhängende Amineinheit hat. Das verzweigte Polyamidoamin wird dann mit einem Epihalohydrin unter Bedingungen behandelt, die ausreichen, um anhängende härtbare Ammoniumeinheiten an dem verzweigten Polyamidoamin zu bilden.
  • Von den Ammoniumpolyamidoaminen sind die besonders bevorzugten die Azetidiumpolymere. Diese Polymere sind aufgebaut aus monomeren Wiederholungseinheiten, enthaltend einen substituierten oder unsubstituierten Azetidinring (d. h. einen viergliedrigen Stickstoff enthaltenden Heterozyklus).
  • Polymere dieser Art sind in Formulierungen auf Wasserbasis kommerziell erhältlich. Ein beispielhaftes Produkt ist KYMENE 557H, erhältlich von Hercules Inc., Wilmington, Delaware, welches in der Form einer 12,5%igen wässrigen Lösung verkauft wird.
  • Polymere dieser Art sind in Formulierungen auf Wasserbasis kommerziell erhältlich. Ein beispielhaftes Produkt ist KYMENE 557H, erhältlich von Hercules Inc., Wilmington, Delaware, welches in der Form einer 12,5%igen wässrigen Lösung verkauft wird.
  • Zusätzlich können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als Harz oder polymeren Bestandteil ein kationisches Polyamin/Epihalohydrin-Addukt beinhalten, wie zum Beispiel jenes, das unter dem Warenzeichen KYMENE 736 verkauft wird, erhältlich von Hercules. Dies ist kommerziell in der Form einer 38 gew.-%igen basischen Lösung oder Dispersion von Aktivem erhältlich und ist derzeit bevorzugt.
  • Bezüglich des filmbildenden polymeren Latexmaterials kann dieses ausgewählt werden aus einer breiten Vielzahl von Materialien, wie zum Beispiel Styrol-Butadien-Copolymeren, Acrylatharzen, Polyvinylacetat und ähnlichen Materialien. Einige kommerziell erhältliche Latexmaterialien beinhalten:
    Beschreibung Art
    „Neocar" (Union Carbide) Vinylester/Acryl
    „Res 3077" (Rohm & Haas) Vinylacetat/Acryl
    „Airflex" 500 (Air Products) Vinylacetat/Ethylen
    „Airflex 4514 (Air Products) Vinylchlorid/Amid-Terpolymer
    Airflex 4500 (Air Products) Vinylchlorid/Amid-Terpolymer
    Flexhane 620 (Air Products) Urethan
    Vinac 884 (Air Products) Vinylacetat
    Dow 620 (Dow) SBR
    Airflex 4530 (Air Products) Polyamidoamin/EPI und
    Ethylenvinylchlorid
  • Bezüglich der Fluorsäure, die in der Behandlungsformulierung vorhanden ist, ist dies eine wasserlösliche Fluorsäure eines Gruppe IVB-Metalls oder Mischungen davon. Fluorzinksäure, H2ZrF6, ist derzeit bevorzugt, obwohl H2TiF6 ebenfalls beispielhaft erwähnt werden kann. Kombinationen dieser Säuren können ebenfalls verwendet werden.
  • Wie oben angegeben ist Phosphorsäure, H3PO4, ebenfalls ein Bestandteil. Die Bezeichnung „Phosphorsäure", so wie hier verwendet, betrifft sowohl die Säure als auch die Salzform.
  • Aminosilanverbindungen können ebenfalls in der wässrigen Behandlungszusammensetzung vorhanden sein. Es ist erwünscht, gamma-Aminopropylsilan (γ-APS) aufgrund seiner Wirksamkeit und kommerziellen Verfügbarkeit zu verwenden. Andere alkoxylierte Aminosilane, wie zum Beispiel Aminopropyltrimethoxysilan, etc., können jedoch ebenfalls erwähnt werden. US-Patent 6 203 854 kann für eine vollständigere Liste der alkoxylierten Aminoalkylsilane durchgesehen werden.
  • Normalerweise werden der Latex und das Polyamidoamin/Epihalohydrin- oder kationische Polyamin/Epihalohydrinharz von kommerziellen Zulieferern in wässriger Lösung oder Dispersionsform gekauft. Die Produkte werden vermischt und Fluorsäure, Phosphorsäure und Aminosilan werden dann dazu zugegeben und behutsam vermischt. Der pH der Behandlungsmittelzusammensetzungen ist allgemein in der Größenordnung von etwa 2 bis etwa 6.
  • Verdünnte Dispersionen des Behandlungsmittels werden hergestellt und weisen auf einer aktiven Basis auf:
    0,01 bis 80 Gew.-% Polyamidoamin/Epihalohydrinharz oder kationisches Polyamin/Epihalohydrinharz
    0,01 bis 30 Gew.-% Latexfilm bildendes Polymer
    0,01 bis 30 Gew.-% Fluorsäure
    0,01 bis 30 Gew.-% H3PO4
    Rest Wasser (um auf 100% aufzufüllen).
    0,01 bis 10 Gew.-% Aminosilan kann ebenfalls zu dieser Zusammensetzung zugegeben werden.
    0,01 bis 30 Gew.-% Fluorsäure
    0,01 bis 30 Gew.-% H3PO4
    0,05 bis 10 Gew.-% Aminosilan
    Rest Wasser (um auf 100% aufzufüllen).
  • Noch stärker bevorzugt sind Zusammensetzungen, welche die folgenden Bereiche (in Gewicht) an Komponenten haben.
    0,01 bis 30 Gew.-% Poylamidoamin/Epihalohydrinharz oder kationisches Polyamin/Epihalohydrinharz
    0,01 bis 25 Gew.-% Latexfilm bildendes Polymer
    0,01 bis 10 Gew.-% Fluorsäure
    0,01 bis 10 Gew.-% H3PO4
    0,05 bis 10 Gew.-% Aminosilan
    Rest Wasser (um auf 100% aufzufüllen).
  • Die erforderliche Metalloberfläche, wie zum Beispiel A1 oder Stahl, kann mit dem Behandlungsmittel in Sprüh-, Immersions- oder Walzenauftragsanwendungen in Kontakt gebracht werden. Das Behandlungsmittel wird dann getrocknet und die Metalloberfläche ist fertig für Anstrich- oder andere Beschichtungsanwendungen.
  • Das erfindungsgemäße Konversions- oder Passivierungsbehandlungsmittel wird aufgebracht, um in einem Konversionsbeschichtungsgewicht von größer als etwa 1 Milligramm pro Quadratfuß behandelter Oberfläche zu resultieren, wobei ein Gewicht von etwa 2 bis 50 Milligramm pro Quadratfuß stärker bevorzugt ist.
  • Derzeit ist die für die Verwendung bevorzugte Behandlungsmittelformulierung:
    Gew.-%
    Kationisches Aminpolymer/Epichlorohydrin-Addukt 15,28
    (Kymene 736)
    Vinylester/Acryllatex (Neocar 2535) 8,56
    γ APS-Aminosilan 1,00
    Fluorzirkonsäure 1,71
    Fluortitansäure 2,28
    Phosphorsäure 6,37
    Wasser (um auf 100% aufzufüllen) Rest
  • Zur Verwendung in kommerziellen Anwendungen werden Arbeitslösungen, aufweisend von 3–100, vorzugsweise 10–100 Gew.-% Konzentrationen der oben angegebenen bevorzugten Formulierung, dazu verwendet, um mit den gewünschten Metalloberflächen in Kontakt gebracht zu werden.
  • Beispiele
  • Die Erfindung wird nun im Zusammenhang mit den folgenden Beispielen beschrieben, die als anschaulich für gewisse Ausführungsformen der Erfindung angesehen werden sollen, aber nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend betrachtet werden sollen. Proben 1, 5–7, 9, 10, 16–20 und 23 sind zum Vergleich.
  • Beispiel 1 – Behandlungsmittelformulierungen
  • Eine getestete Behandlungsmittelkandidatenformulierung „A" ist eine Latexemulsion, einschließlich der folgenden Bestandteile: a) 75 Gew.-% Polyamidoamin/Epihalohydrinharz – KYMENE 557H – Hercules Inc. – (12,5% aktiver Bestandteil), b) 11,1 Gew.-% Airflex 4530 Ethylenvinylchloridemulsion (etwa 50% aktive Verbindung) und c) als Rest entmineralisiertes Wasser. Zu diesem Basisbehandlungsmittel werden verschiedene Mengen von Phosphorsäure und Fluorsäure wie angegeben zugegeben.
  • Prozessabfolge
  • Testplatten für die Beispiele werden wie folgt hergestellt: heißgetauchte galvanisierte G70/70-Stahltestplatten, gekauft von ACT Laboratories, werden mit einer 3%igen wässrigen Lösung eines alkalischen Tensidprodukts sprühgereinigt und dann mit DI Wasser abgespült und anschließend mit den Testbehandlungsmittelformulierungen durch Spincoating-Anwendung beschichtet, gefolgt von Gebläsetrocknung. Die behandelten Platten werden dann mit einem einfachen schwarzen Polyesteranstrich angestrichen. Die bemalten Platten werden bei einer Temperatur von 343°C (650°F) im Ofen getrocknet, wobei sie für etwa 58 Sekunden eine Metallspitzentemperatur von 232°C (450°F) erreichen. Die trockene Filmdicke der bemalten Platten ist etwa 17,8–20,3 μm (0,7–0,8 mil) mit einer Bleistifthärte von 3H und MEK-Doppelabrieb (MEK double rub) von 100+.
  • Die folgenden Behandlungsmittelformulierungen werden erhalten und untersucht. Permatreat® 1500 ist eine abspülfreie Chrom-Vorbehandlung, die kommerziell von GE Betz erhältlich ist.
    Probe Beschreibung
    1 6,8 Gew.-% „A", 1,0 Gew.-% H2ZrF6 (45% Aktives), Rest Wasser
    2 6,8 Gew.-% „A", 1,0 Gew.-% H2ZrF6 (45% Aktives), 1,0 Gew.-% Phosphorsäure, Rest Wasser
    3 6,8 Gew.-% „A", 1,0 Gew.-% H2ZrF6 (45% Aktives), 2,0 Gew.-% Phosphorsäure, Rest Wasser
    4 6,8 Gew.-% „A", 1,0 Gew.-% H2ZrF6 (45% Aktives), 3,0 Gew.-% Phsophorsäure, Rest Wasser
    5 2,0 Gew.-% Phosphorsäure, 1,0 Gew.-% H2ZrF6 (45% Aktives), Rest Wasser
    6 10 Gew.-% Permatreat® 1500
    7 15 Gew.-% chromatfreies Behandlungsmittel gemäß Stand der Technik
  • Die angestrichenen und behandelten Testplatten werden dann in Übereinstimmung mit den folgenden Testprozeduren untersucht:
    Die angestrichenen und behandelten Testplatten werden dann in Übereinstimmung mit den folgenden Testprozeduren untersucht:
    • A. Kreuzschraffur – beschreibt die Tendenz, sich von Flächen zwischen eng beabstandeten Linien durch den Anstrich hindurch abzulösen. Dieser Test wird gemäß ASTM D3359 ausgeführt (von einer Skala von 0B bis 5B, wobei 5B perfekt ist).
    • B. T-Biegung – beschreibt die Tendenz für Farbe, sich von einer 180°-Biegung in dem Metall abzulösen, gemessen gemäß ASTM D4145-83 (wobei 0T perfekt ist).
    • C. Beschichtungshaftung (Reverse Impact) – beschreibt die Tendenz von Farbe, sich von einem Metall abzulösen, das durch einen Schlag mit bekanntem Moment auf die entgegengesetzte Seite der Testoberfläche gemäß ASTM D2794 deformiert wurde.
    • D. MEK-Abrieb – beschreibt, ob die Farbe in Übereinstimmung mit National Coil Coaters' Association (NCCA) Method II-18 korrekt gehärtet wurde.
    • E. NSS – Neutraler Salzsprühtest nach ASTM B-117 und bewertet gemäß ASTM D1654 (10 = perfekt).
  • Ergebnisse sind in Tabellen 1 und 2 gezeigt. Tabelle 1. Physikalische Testdaten
    Probe Kreuzschraffurtest (ASTM D3359) T-Biegetest (ASTM D4145-83) Beschichtungshaftungstest (in/lb, ASTM D2794) MEK-Abriebe (NCCA 11–18)
    1 5B 0T 160 100+
    2 5B 0T 160 100+
    3 5B 0T 160 100+
    4 5B 4T 160 100+
    5 5B 0T 160 100+
    6 5B 0T 160 100+
    7 5B 0T 160 100+
    Tabelle 2. Neutrale Salzsprühdaten, Platten bewertet gemäß ASTM D1654 (10 = perfekt)
    Probe 72 Std. 168 Std. 240 Std. 336 Std. 500 Std.
    Ritzen (scribe) Feld (field) Ritzen Feld Ritzen Feld Ritzen Feld Ritzen Feld
    1 7 8 5 8 4 7 4 7 1 -
    2 9 8 6 8 7 8 5 6 6 4
    3 9 9 9 9 8 9 8 9 8 9
    4 9 9 9 9 8 9 8 8 7 8
    5 9 9 9 9 8 9 7 9 7 9
    6 9 9 9 9 8 9 8 8 7 8
    7 8 8 7 7 6 8 5 8 4 6
  • Beispiel 2
  • Formulierung „A" gemäß Beispiel 1 wird modifiziert durch Substitution mit Union Carbide's Necar 2535 Vinyl/Esteracrylat als Latexkomponente. Die erhaltene Testformulierung wird hier im Folgenden als „B" bezeichnet.
  • Formulierungs- und Wirksamkeitsergebnisse (Tabelle 3) der verschiedenen Behandlungsmittel sind wie folgt:
    9 10,0 Gew.-% Permatreat® 1500
    10 15,0 Gew.-% chromatfreies Behandlungsmittel, Stand der Technik
    Tabelle 3.
    Probe T-Biegetest (ASTM D4145-83) Beschichtungshaftungstest ((in/lb) Nm ASTM D2794) Kreuzschraffurtest (ASTM D3359) MEK-Abrieb (NCCA 11–18) 240 Stunden neutrales Salzspray (ASTM D1654)* 500 Stunden neutrales Salzspray (ASTM D1654)*
    8 1T (160) 17,6 5B 100+ 9/8, 9/9 8/9, 9/9
    9 0T (160) 17,6 5B 100+ 10/9, 10/9 9/9, 9/9
    10 1T (160) 17,6 5B 100+ 5/8, 5/8 3/4, 3/6
    • *Bewertungen sind Ritzen/Feld für die NSS-Ergebnisse, 10 = perfekt.
  • Die Ergebnisse von Tabelle 2 zeigen Ergebnisse, die zu einem abspülfreien Chrom (Probe 9) vergleichbar sind.
  • Beispiel 3
  • Eine weitere neue chromatfreie Vorbehandlung wie unten beschrieben hat die folgenden Konzentratformulierungen und wird bei verschiedenen Verdünnungen verwendet, um die Metalloberfläche zu behandeln. Die Verbindungen, die unten aufgelistet sind, sind für Laboratoriumszwecke und sollten für tatsächliche Außenverwendung höher sein (im Bereich von 10–100% des Konzentrats).
    Formulierung „C" Gew.-%
    Polyamid-Epihalohydrinharz 13,4 – (Kymene 557H-Hercules – 12,5% Aktives)
    Formulierung „C" Gew.-%
    Polyamid-Epichlorharze 13,4 – (Kymene 557H-Hercules – 12,5% Aktives)
    Vinyl-Ester/Acrylat-Latex 5,7 (Union Carbide – Neocar 2535 – 53% Aktives)
    entionisiertes Wasser 63,8
    APS 1,0 – (gamma-Aminopropyltriethoxysilan)
    45% Fluorzirkonsäure 3,8
    60% Fluortitansäure 3,8
    75% Phosphorsäure 8,5
  • Formulierungen und Wirksamkeit (Tabellen 4 und 5) sind wie folgt:
    Probe Beschreibung
    11 5,0% v/v C
    12 7,0% v/v C
    13 10,0% v/v C
    14 12,0% v/v C
    15 15,0% v/v C
    16 10,0% v/v Permatreat® 1500
    Tabelle 4. Physikalische Testdaten
    Probe Kreuzschraffurtest (ASTM D3359) T-Biegetest (ASTM D4145-83) Bleistifthärtetest (ASTM D3363-92a) MEK-Abriebe (NCCA 11–18)
    11 5B 0T H 100+
    12 5B 0T H 100+
    13 5B 0T H 100+
    14 5B 0T F 100+
    15 5B 0T H 100+
    16 5B 0T H 100+
    Tabelle 5. Neutrale Salzsprühdaten, Platten bewertet gemäß ASTM D1654 (10 = perfekt)
    Probe Beschreibung 240 Std. 500 Std.
    Ritzen Feld Ritzen Feld
    11 5,0% v/v C 6 10 5 9
    12 7,0% v/v C 7 10 5 10
    13 10,0% v/v C 7 10 6 9
    14 12,0% v/v C 7 9 5 10
    15 15,0% v/v C 7 10 6 9
    16 10,0% v/v Permatreat® 1500 8 10 5 9
  • Die Daten in Tabelle 5 zeigen Ergebnisse, die mit einem abspülfreien Chrombehandlungsmittel (Probe 16) vergleichbar sind.
  • Beispiel 4
  • Das unten beschriebene Behandlungsmittel hat die folgende Konzentratformulierung und wird in verschiedenen Verdünnungen zur Behandlung der Metalloberfläche verwendet.
    Formulierung D Gew.-%
    Polyamidoamin/Epihalohydrinharz 2,25 (Kymene 557H Hercules)
    60% Fluortitansäure 7,50
    Deionisiertes Wasser 90,25
  • Formulierungen und Wirksamkeit (Tabelle 6) sind wie folgt:
    Probe Beschreibung
    17 15,0% v/v D
    18 10,0% v/v chromatfreies Behandlungsmittel, Stand der Technik
    19 15,0% v/v chromatfreies Behandlungsmittel, Stand der Technik
    20 10,0% v/v Permatreat® 1500
    Tabelle 6. Tinius-Olsen-Cup-Daten, Kuppeln bewertet gemäß ASTM D2794-93 (10 = perfekt)
    Probe Tinius-Olsen-Cup-Test
    17 10
    18 4L
    19 5L
    20 10
  • Die für diesen Test verwendete Apparatur ist eine Tinius-Olsen-Testmaschine mit einem Ball mit einem Durchmesser von 7/8 Inch (22 mm) und einer Düse mit einem Durchmesser von 1 Inch (25 mm). Klebeband Scotch #610 oder Äquivalentes wird verwendet und Testproben werden zu Proben mit 70 mm (2¾ in) Breite geschnitten. Verfahren und Bewertung ist wie folgt:
  • Verfahren
  • Der Test wird bei 77 ± 2°F (25 ± 1°C) ausgeführt. Testproben sollten bei der gleichen Temperatur vor dem Test äquilibriert werden.
  • Die Testprobe wird in den Seitenschlitz der Tinius-Olsen-Maschine eingesetzt, mit der interessierenden Beschichtung nach oben. Der obere Handgriff wird im Uhrzeigersinn gedreht, um die Testprobe zu befestigen. Die Mikrometerskala wird in das Sichtloch gebracht und auf Null eingestellt.
  • Das Rad an der Seite der Maschine wird im Uhrzeigersinn schrittweise gedreht, bis entweder die gewünschte Deformation erreicht wurde oder das Metall bricht. Das Rad wird entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um den Formball zurückzunehmen, dann wird der Handgriff oben gedreht, um die Probe freizugeben. Lose Beschichtung von der deformierten Fläche wird unter Verwendung von Scotch #610-Band entfernt.
  • Bewertung
  • Die Menge an Beschichtung, die von der verformten, mit Klebeband versehenen Probe entfernt wird, wird mit dem fotografischen Standard verglichen. Auf einer Skala von eins bis acht, wie im Standard gezeigt, wird bewertet. Die von einer galvanisierten Stahlplatte entfernte Beschichtung sollte auf Zink überprüft werden. Die Zinkbeschichtung wird gelegentlich von dem Stahlsubstrat unter extremer Deformation abflocken.
  • Filmoberflächenschlüpfrigkeit kann die Haftung des Bandes beeinträchtigen und daher beeinträchtigen, wie viel Beschichtung von dem verformten Bereich entfernt wird.
  • Beispiel 5
  • Formulierungen E und F werden wie folgt hergestellt. E
    Kationisches Aminpolymer/Epichlorhydrin-Addukt (a) 15,28
    Vinylester/Acryllatex (b) 8,56
    γ APS-Aminosilan 1,00
    Fluorzirkonsäure 1,71
    Fluortitansäure 2,28
    Phosphorsäure 6,37
    Wasser Rest
    F
    Kationisches Aminpolymer/Epichorhydrin-Addukt (a) 7,64
    Vinylester/Acryllatex (b) 4,56
    γ APS-Aminosilan 1,00
    Fluorzirkonsäure 1,71
    Fluortitansäure 2,28
    Phosphorsäure 6,37
    Wasser Rest
    (a) = Kymene 736
    (b) = Neocar 2535
  • Prozessabfolge
  • Die Formulierungen E und F werden bei verschiedenen Verdünnungen verwendet, um die Metalloberfläche zu behandeln. Dies ist eine nicht bemalte Anwendung, sodass das Behandlungsmittel auf das Metall aufgebracht und untersucht wird. Die unten angegebenen Verdünnungen sind für Laboratoriumszwecke und sollten für tatsächliche Freilandverwendung höher sein (im Bereich von 10–100% des Konzentrats).
  • ACT Inc. heiß getauchte galvanisierte Laboratoriumsstapelplatten (lab stock panels) werden in der folgenden Abfolge verarbeitet:
    Reinigen 3 Betz KL 132, 5 s Sprühen, 138 kPa, 54°C (20 psi, 130°F)
    Spülen Leitungswasser, 5 s
    Trocknen Gebläsekaltluft, Laboratoriumstrockner
    Behandlung durch Rotation aufgebracht
    Härtung (150°F) 66°C Metallspitzentemperatur
    Probe Beschreibung
    21 Lösung E, 45% v/v
    22 Lösung F, 45% v/v
    23 Kommerzielle Chromacrylpassivierung, Stand der Technik
  • Ergebnisse, welche die neutralen Salzsprühdaten zeigen, sind in Tabelle 7 gezeigt. Tabelle 7. Neutrale Salzsprühdaten
    Probe 96 Std. NSS 192 Std. NSS
    21 2 2
    22 2 5
    23 0 5
    • Platten, bewertet gemäß ASTM D1654-92 (% Weißrost, 0 = perfekt)
  • Es soll verstanden werden, dass die vorhergehende Beschreibung dieser Erfindung nicht dazu gedacht ist, einschränkend zu sein, sondern lediglich beispielhaft für die erfindungsgemäßen Merkmale, die in den Ansprüchen definiert sind.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Bildung einer Konversions- oder Passivierungsbeschichtung auf einer Metalloberfläche, bei welchem man die Metalloberfläche mit einer wässrigen Behandlungszusammensetzung in Berührung bringt, welche umfasst: (a) Polyamidoamin/Epihalohydrinharz oder kationisches Polyamin/Epihalohydrinharz, (b) Fluorsäure eines Gruppe IVB Metalls und (c) Phosphorsäure.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die wässrige Behandlungszusammensetzung weiterhin (d) eine Aminosilanverbindung aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 weiterhin aufweisend (e) ein filmbildendes Latexpolymer.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Metalloberfläche eine Zink beschichtete Metalloberfläche, galvanisierter Stahl oder Aluminium ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fluorsäure (b) H2ZrF6 oder H2TiF6 ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die latexfilmbildende Komponente ein Vinylchlorid oder Vinylester/Acrylat aufweist.
  7. Verfahren zur Behandlung einer galvanisierten Metalloberfläche zur Bildung einer Konversions- oder Passivierungsschicht von größer als 1 mg pro Quadratfuß auf der Oberfläche, wobei das Verfahren umfasst, dass man die galvanisierte Metalloberfläche mit einer Behandlungszusammensetzung in Berührung bringt, wobei die Behandlungszusammensetzung eine latexfilmbildende Komponente umfasst, ein Polyamidoamin/Epihalohydrinpolymer oder Polyamin/Epihalohydrinpolymer, Fluorsäure eines Gruppe IVB Metalls, Phosphorsäure und Aminosilan, wobei das Verfahren aufweist, dass man die Metalloberfläche nach dem Kontakt mit der Behandlungszusammensetzung trocknet.
  8. Zusammensetzung zur Behandlung von Metalloberflächen zur Bildung einer Konversions- oder Passivierungsbeschichtung darauf, wobei die Zusammensetzung aufweist ein Polyamidoamin/Epihalohydrinharz oder kationisches Polyamin/Epihalohydrinharz, Fluorsäure eines Gruppe IV Metalls, Phosphorsäure und Wasser.
  9. Zusammensetzung zur Behandlung von Metalloberflächen zur Bildung einer Konversions- oder Passivierungsbeschichtung darauf, wobei die Zusammensetzung aufweist: 0,01–80 Gew.-% Polyamidoamin/Epihalohydrinharz oder kationisches Polyamin/Epihalohydrinharz 0,01–30 Gew.-% Latexfilmbildendes Polymer 0,01–30 Gew.-% Fluorsäure 0,01–30 Gew.-% H3PO4 Rest Wasser.
  10. Zusammensetzung nach Anspruch 9 weiterhin aufweisend etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.-% eines Aminosilans.
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