DE8002231U1 - Mit einem metallpigmente enthaltenden ueberzug beschichtetes rad fuer fahrzeuge, insbesondere kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

,-/*·,·'*! <j ,OV'i 22.1.1080 4 'ίΐ ϊ * I i I ' ΓΥί 1 PAT 80 S72

H ** «> IM ι·» r.»

Mit einem Metallpigmehte enthaltenden Überzug beschichtetes Rad für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge

Me Erfindung bezieht sich auf ein Rad für Kraftfahrzeuge, das mit einem Überzug aus einer Metalipigmente enthaltenden gehärteten Kunststoffschicht versehen ist.

Es ist bereits bekannt, Metalloberflächen mit Kunststoffüberzügen zu versehen, die Metallpigmente eingearbeitet enthalten. Derartige Überzüge zeichnen sich durch gute optische Eigenschaften aus und vermitteln einen hinreichend guten Korrosionsschutz. Die Herstellung solcher Überzüge kann nach der DE-PS 2 027 nach dem anodischen Elektrotauchverfahren erfolgen, Vobei man ein als Anöde geschaltetes Werkstück in ein

i t β * i i it « 4* ti

tit till lit.

«ti ii i <ii<

IiIi ·< I i i t t

it ti «I III «« I«

2 -

Bad eines sich an der Anode abscheidenden Filmbüdnefs taucht, ttädh erfolgter Beschichtung das Werkstück dem Bad entnimmt und anschließend den gebildeten Überzug durch Einbrennen verfestigt!

Die bisher bekannten mit Metallpigmenten enthaltenden Überzüge versehenen Teile werden jedoch den aufgrund des erhöhten Einsatzes von Streusalz sich ergebenden erhöhten Anforderungen hinsichtlich der Korrosionsfestigkeit nicht voll in dem gewünschten Maße gerecht.

Aufgabe der Erfindung war es_s Räder für Kraftfahrzeuge mit gegenüber dein Stand der Technik verbessertem Korrosionsschutz bei gleichzeitig hervorragendem optischen Aussehen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem mit einem Metallpigmente enthaltenden Überzug versehenen Rad für Kraftfahrzeuge dadurch gelöst, daß der das Metallpigment fein verteilt enthaltende Überzug aus einem eingebrannten

Ill·«« it Λ t 4 it

4*4 * * « I 4 4 4 4

4 * i ι i * * « * * 4 i

Mti · 4 6 4 4 4 1

«4*4 * 4 4 4 4 4*

U Ii H iff «4 ft

kationischen Elektrotauchharz besteht, Ais Metalipigment dient vorzugsweise Aluminium, das in dem Überzug zweckmäßig in Mengen von S bis 50 und vorzugsweise 5 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzuges, anwesend ist. Die Aluminiumteilchen sind vorzugsweise blättchenförmig und haben zweckmäßig eine Teilchengröße von 1 bis 200 pm und insbesondere 5 bis 50 Mm₁

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Räder wird Von dem Verfahren der kathodischen Elektrotauchlackierung Gebrauch gemacht, wobei das Beschichtungsbad neben dem kathndischen Elektrotauchlack das fein verteilte Aluminiumpigment enthält. Die iu das Bad getauchten und als Kathode geschalteten F'ider werden nach erfolgter Abscheidung des Überzuges dem Bad entnommen und zweckmäßigerweise noch mit deionisiertem Wasser gespült. Hierauf schließt sich noch ein Einbrennvorgang bei Temperaturen bis zu 200⁰C an. Man

erhäit auf diese Weise Oberzüge mit hervorragenden mechc^ , is ;hen Eigenschaften, sehr hoher Korrosionsfestigkeit und gutem optischen Aussehen.

Die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Überzüge in dem kathodischen Elektrotauchbecker verwendeten Filmbildner kennen z.B. bestehen aus

(A) einem Reaktionsprodukt von

• a) epoxidgruppenfreien Mannich-Ba.ser, aus

(a ) äthergruppenfreien kondensierten Phenolen

mit mindestens zwei aromatischen Ringen

und mindestens zwei phenolischen Hydroxylgruppen, und/oder

(..·..,■) äthergruppenhaltigen kondensierten Phenolen mit mindestens zwei aromatischen Ringen unu mindestens einer phenoljsehen Hydroxylgruppe,

(a*) sekundär α Aminen mit mindestens einer !•/droxyialk,¹ gruppe, §eg benenfalis im Gem ich mi

I I I t · . - ι

111/. , « 1

<4 ■· F. 1(1.1It* Il

Ca.) sekundären Dialkyl- oder Dialkoxy-

alkylaminen ohne freie Hydroxylgruppen,

Ca₁-!) Formaldehyd oder Formaldehyd abspaltende Verbindungen

mit

Cb) Epoxidharzen, wobei aus Ca) und/oder Cb) stammende aliphatische Hydroxylgruppen gegebenenfalls durch Umsetzung mit teilblockierten Isocyanaten mindestens teilweise in Urethangruppen überführt sind,

(B) einer niedermolekularen Epoxidverbindung mit mindestens einer Epoxidgruppe je Molekül und einem Epoxid-Äquivalent von 80 bis 1 200 und/oder

(C) blockierten Mono-Isocyanaten oder Polyisocyanaten mit einem Molekulargewicht unter 2 000.

' « * · I* Il 1111 * I * Il Il I ι I » » I # ι ι

Derartige kationische Filmbildner sind näher in der DE-OS 27 51 499 beschrieben.

Weitere für die Zwecke der Erfindung in den katho- ! . dischen Tauchbecken verwendete Filmbildner können

aus Kombinationen von Umsetzungsprodukten von Epoxiden mit primären und sekundären Aminen und gegebenenfalls Verbindungen mit verkappten Isocyanaten bestehen. Als Epoxide kommen z.B. Polyepoxide, beispielsweise mit Molekulargewichten von 350 und darüber in Betracht. Bei den An.inen kann es sich um primäre und bevorzugt sekundäre oder Polyamine handeln. Die Reaktionsprodukte dieser Amine mit den Polyepoxiden liegen in den Badflüssigkeiten in protonisierter Form zum Zwecke der Löslichmachung vor. Sie sind zweckmäßig mit einem solchen verkappten Polyisocyanat kombiniert, das bei Raumtemperatur gegenüber OH- oder Aminogruppen beständig ist, aber bei erhöhten Temperaturen mit diesen Gruppen reagiert. Beispiele für Polyepoxide sind die Polyglycidylether von Polyphenolen, wie von Bisphenol A. Als höher molekulare Polyepoxide können z.B. solche verwendet werden, die durch Umsetzung eines Diglycidyl-

Il 14 I Il I Il I

I I I Il *

t * * t

äthers mit einem Polyphenol erhalten sind und dann weiter mit Epichlorhydrin umgesetzt werden.

Die Polyglycidyläther der Polyphenole können als solche verwendet werden, doch ist es häufig vorteilhaft, einen Teil der reaktionsfähigen Stellen, Hydroxylgruppen oder in manchen Fällen Epoxidgruppen, mit einem modifizierenden Material umzusetzen, um die Filmeigenschaften des Harzes zu modifizieren. Für eine derartige Umsetzung kommt die Veresterung mit Carbonsäuren, insbesondere Fettsäuren in Betracht, die gut bekannt ist. Besonders geeignete Carbonsäuren sind gesättigte Fettsäuren und insbesondere Pelargonsäure. Außerdem können die Epoxidharze mit isocyanatgruppenhaltigen organischen Materialien oder anderen reaktionsfähigen organischen Materialien modifiziert werden.

Eine andere Gruppe von geeigneten Polyepoxiden erhält man aus Novolaken oder ähnlichen Pölyphenolharzen.

Auch die Polyglycidyläther von mehrwertigen Alkoholen

ι < ι ι« ι

Uli Jl

I I ■ I

ι i ι <

• I

Il 4 t

< < ι ι

t ι i ι

III»

ι ι · ι

Il < I

- 8

oi:d geeignet. Als Beispiele derartiger mehrwertiger Alkohole seien Äthyl cn-rlyko 1, Diäthylenglykol, Tf iäthy).englykoi, 1,2-Propylengiyköl, 1,4-Propylenglykol, 1,5-Pentandiöi, 1,2,6-Hexantfiol, Glycerin, Bis(4-hy-

Jroxycyclohexyi)-2.2-propart genannt* Es können auch Polyglycidylestef von Polycarbonsäuren verwendet werden, die man durch Umsetzung von Epichlöfhydrin oder ähnlichen Epoxidverbindungen mit einer aliphatischen oder aromatischen Polyc-irboasäure, wie Oxalsäure, Bernstein^ säure, Glutarsäure, Terephthalsäure, 2,6-Naphthalin-^ dicarbonsäure und dimerisierte Linolensäure, erhält. Beispiele sind Glycidyladipat und Glycidylphthalat.

Geeignet sind ferner Copolymerisate von ungesättigten Verbindungen, die eine Epoxidgruppe enthalten, z.B. Glycidylmethacrylat, Glycidylacrylat, N-Glycidylacrylamid, Allylglycidyläther und N-Glycidylmethacrylamid, mit einem anderen ungesättigten Monomeren, das -iamit copolymerisierbar ist.

Wie bereits erwähnt, werden die epoxidgrüppenhaltigen

9 -

Materialien mit einem primären oder sekundären Amin Umgesetzt* Beispiele solcher Amine sind Mono- und Dialkylamine, Wie Methylamin, Äthylamin, Propylamin» Butylämin, Dibutylamin, Dimethylamine Diäthylamin, Dipropylamin, Diisopropylamin, Methylbutylamin, Di- |

butylämin, Diäthanolamin, Diamylamin, Diisöpföpanol-^ ämin, Äthylaminoäthanol, Äthylaminoisopropanol, Äthanolamin, Äthylendiamin, Diäthylentriaminj

In den meisten Fällen werden niedermolekulare Amine verwendet, doch ist es auch möglich höhermolekulare Monoamine anzuwenden.

Die Amine können auch noch andere Gruppen enthalten, doch sollen diese die Umsetzung des Amins mit der Epoxidgruppe nicht stören und auch nicht zu einer Gelierung der Reaktionsmischung führen.

Die Umsetzung des Amins mit der epoxidgruppenhaltigen Verbindung tritt häufig schon beim Vermischen dieser

- 10 -

•Ill I I I ta Ii

■ ι ι ι I < III,

Il ■ ί ι « <"<< !

» ' ' I ι » i I 4 ·

' ■' ·Ι III Il Il

ίο

Materialien ein. Es kann aber gegebenenfalls eine Er-* wärmung auf mäßig erhöhte Temperaturen wünschenswert sein» ZiB₄ auf 50 bis 150⁰Cj doch sind Umsetzungen auch bei niedrigeren und höheren Temperaturen möglich ι Häufig ist es vorteilhaft, zur Beendigung der Um^ Setzung die Temperatur gegen das Ende der Reaktion mindestens geringfügig für eine ausreichende Zeit zu erhöhen, um eine vollständige Umstellung sicherzustellen.

Für die Umsetzung mit der epoxidhaltigen Verbindung sollte mindestens eine solche Menge an Amin verwendet werden, daß das Harz einen kationischen Charakter annimffi*, d.h. daß es unter dem Einfluß einer Spannung in dem Elektrotauchbad zu der Kathode wandert, wenn es durch Zugabe einer Säure löslich gemacht worden ist. Es können im wesentlichen alle Epoxidgruppen des Harzes mit einem Amin umgesetzt werden. Es ist aber auch möglich, überschüssige Epoxidgruppen in dem Harz zu belassen^ die bei der Berührung mit Wasser unter Bildung von Hydroxylgruppen hydrolisieren.

"·' I" t I t ml tu • * * t t i « * * 5 «

Für die Zwecke der Erfindung körinen Weiter auch solche kathodisch abseheidbafen Lacke verwendet Werden, deren Bindemittel seitenständige poiymefisierbare Gruppen enthalten.

In den für die Herstellung der erfindungsgemäßen Räder verwendeten Beschichtungsbädern liegen die vorerwähnten Filmbildner in protonisierter Form vor* Hierzu werden die Filmbildner mit Säuren umgesetzt. Als Säurekomponente kommen hierbei praktisch alle bekannten anorganischen und/oder organischen Säuren in Betracht, z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, p-Toluolsulfonsäure, Essigsäure, Ameisensäure und Milchsäure. Der pH-Wert dieser Beschichtungsbäder liegt zwischen 5 und 9 und vorzugsweise 5,5 und 8j5.

Das in den Beschichtungsbädern verwendete Aluminiumfigment wird zweckmäßig iii Form einer Ariteigüng in

- 12 -

einem Lösungsmittel oder einer Anteigung in einer Kombination von Lösungsmittel und kationischem Filmbildner zugesetzt.

Neben kationischem Filmbildner und Aluminiumpigment können die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Räder verwendeten Beschichtungsbäder gegebenenfalls noch andere Zusatzstoffe, z.B. Verlaufverbesserer, Stabilisatoren usw., enthalten.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Räder werden die unbeschichteten Räder, die gegebenenfalls einer Vorbehandlung, z*B, einer Phosphatierung, unterworfen wurden, in das kathodische Tauchbad gehängt und als Kathode geschaltet. Die Abscheidung erfolgt im allgemeinen bei Gleichspannungen zwischen 2 und SOO Volt, vorzugsweise 50 bis 300 Volt und einer Temperatur von vorzugsweise zwischen Ί5 und 4O⁰C. Nach beendeter Beschichtung werden die beschichteten Räder aus dem Beschichtungsbad entfernt, zweckmäßigerweise mit deionisiertem Wasser gespült und anschließend zum Ein»

• «•«II I ' ! IiIIlI I υ

• * ί ι ι ι ι ι ι

mm '· et* rt·»

M · » ■ »t «Mi

t> \ » a a

- 13 -

brennen 5 bis 180 Minuten auf Temperaturen von &ύ bis 250⁰C, vorzugsweise 15 bis 25 Minutep. auf 170 bis 200⁰C erhitzt.

Beispiel

Zur Herstellung des Beschichtungsbades werden 695 Teile des kathodisch abscheidbaren Bindemittels, hergestellt nach Beispiel 2 der DE-OS 2 320 301 mit 6,5 Teilen 90Uger Essigsäure neutralisiert und mit 155 Teilen de ionisiertem Wasser intensiv vermischt. Danach werden 144 Teile Aluminium-Paste unter Rühren zugegeben. Die Aluminium-Paste setzt sich zusammen aus 75 Teilen einer handelsüblichen Aluminiumpulver-Anteigung (Stapä-Mobil der Firma Eckart, Fürth. Durchschnittliche Größe der Aluminiumteilchen 7 pm.) und 69 Teilen Diisobutylestergemisch (Lusolvan FBH der Firma BASF Aktiengesellschaft).

Die Mischung wird mit deionisiertem Wasser auf 12 % Fest·

I it al Ii Ii ι

I t I 4 I I ( ι

$ t t 4 i t I ι

11**111 f

ai ti . ι lialliit

ι ι ι ι « « · ι

ι ι ι · · f · %

- 14 -

körper verdünnt. Es stellen sich ein pH-Wert von 7,8 und ein Leitwert von 0,8 m S/cm ein.

Bei einer Abscheidetemperatur von 25⁰C, einer Abscheidezeit von 120 Sekunden und einer Spannung von 100 Volt ergeben sich silberfarbene Beschichtungen von 16 bis 19 pm Trockenschichtdicke.

Die Schichten weisen gute Korrosionsschutzdaten mit folgenden Werten für die Salzsprühnebelprüfung (DIN 50021) auf:

Stunden Belastungsdauer:

Unterwanderung am Schnitt CDIN 53167) 1,0 mm

Flächenrost nach DIN 53210 Note 1

Kantenrost nach DIN 53210 Note 1

Die Beschichtungen wurden auf vorbehandelte Bleche aus

- 15 -

*· ·* ·· Il II

Ii '"Λ

Stahlblech aufgetragen und bei 170⁰C 20 Minuten eingebrannt. Die Räder waren mit einer handelsüblichen Zinkphosphatierung mit passivierender Nachspüllösung (Bonder 101 der Firma Metallgesellschaft AG) vorbehandelt.

·· · · ti 1111 11

Claims (4)

1. «4* CJl "CO ft L

   Ansprüche

   It 4· «· <»»<■ «DO· »· ί·«

   . Mit einem Metallpigmente enthaltenden Überzug ver- jj

   sehenes Rad für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der das Metallpigment fein verteilt enthaltende Überzug aus einem eingebrannten kathodischen Elektrotauchlack besteht.
2. 2. Rad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Metallpigment Aluminiumteilchen mit einer Teilchengröße von 1 bis 200 pm und vorzugsweise 5 bis 50 um dienen.
3. 3. Rad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug unter Verwendung eines kationischen Filmbildners aus

   CA) einem Reaktionsprodukt von

   - 2 - I

   epoxidfreien Mannich-Basen aus

   Ca₁) äthergruppenfreien kondensierten. Phenolen mit mindestens zwei aromatischen Ringen und mindestens zwei phenolischen Hydroxylgruppen, und/oder

   Ca₂) äthergruppenhaltigen kondensierten Phenolen mit mindestens zwei aromatischen Ringen und mindestens einer phenolischen Hydroxylgruppe,

   ta,) sekundären Aminen mit mindestens einer hydroxylalkylgruppe, gegebenenfalls im Gemisch mit,

   Ca.) sekundären Dialkyl- oder Dialkoxyalkylaminen ohne freie Hydroxylgruppen,

   Ca₅) Formaldehyd oder Formaldehyd abspaltende Verbindungen

   mit

   (b) Epoxidharzen, wobei aus Ca) und/oder (b) stammende

   * * t * Il Il llll * Il I * Il I I III! I I 1

   III*

   aliphatisch^ Hydroxylgruppen gegebenenfalls durch Umsetzung mit teilblcckierten Isocyanaten mindestens teilweise in Urethangruppen überführt s ind,

   (B) einer niedermolekularen Epoxidverbindung mit mindestens einer Epoxidgruppe je Molekül und einem Epoxid-Äquivalent von 80 bis 1 200 und/oder

   CC) blockierten Mono-Isocyanaten oder Polyisocyanaten mit einem Molekulargewicht unter 2 000

   hergestellt ist.
4. 4. Rad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug unter Verwendung eines kationischer. Filmbildners auf Basis A, eines protonisierten Aminogruppen enthaltenden Umsetzungsproduktes eines Epoxids, insbesondere Epoxidgruppen enthaltenden Polyepoxide mit

   4 I ■ I · t · I 4 · . · «

   einem primären Und/öder sekundäfeil Amiii Und gegebenen^ falls Bj eiiier" Verbindung mit Verkappten Isocyanate gfL'ppeil hergestellt ist ι