DE856545C - Process for the production of zinc objects provided with a coating - Google Patents
Process for the production of zinc objects provided with a coatingInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)
AUSGEGEBEN AM 24. NOVEMBER 1952ISSUED NOVEMBER 24, 1952
P 4139 Π a I 48 dP 4139 Π a I 48 d
ZinkgegenständenZinc objects
Die Erfindung betrifft einen Gegenstand, der eine Zinkoberfläche hat und mit einem Überzug versehen ist, der einen Haftgrund für Farbe darstellt und der durch Auftrocknung einer Lösung von Chromsäure und Phosphorsäure und/oder ihren Salzen auf der Oberfläche gebildet ist, und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Der Gegenstand der Erfindung kann insbesondere angewandt werden auf verzinktes Eisen und mit Zink elektroplattiertes Eisenblech. Es ist jedoch im allgemeinen anwendbar auf Gegenständen, die eine Ol>erfläche aus Zink !»sitzen und auf die ein Färb-, Lack- od. dgl. auftrocknender Überzug aufgebracht werden soll.The invention relates to an article which has a zinc surface and is provided with a coating which is a primer for paint and which is made by drying a solution of chromic acid and phosphoric acid and / or its salts are formed on the surface, and a method for producing it same. The object of the invention can in particular be applied to galvanized Iron and sheet iron electroplated with zinc. However, it is generally applicable to objects the one oil surface made of zinc! »sit and to which a dye, lacquer or the like drying coating is to be applied.
Es ist l>ekannt, daß eine Lösung von Chromsäure und Phosphorsäure und/oder ihrer Salze die Korrosionsbeständigkeit und die Lebensdauer eines nachträglich aufgebrachten Überzugs von Farbe, Lack u. dgl. verbessert, wenn sie in richtigen Verhältnissen aufgebaut ist und auf die eisernen Oberflächen aufgebracht und auf ihr aufgetrocknet wird. Die Verfahren, die so aufgebaute Lösungen anwenden und auftrocknen, wie sie auf Eisenblechen gute Ergebnisse bringen, sind nicht am besten geeignet zur Anwendung auf Zinkoberflächen.It is known that a solution of chromic acid and phosphoric acid and / or their salts increases the corrosion resistance and improves the life of a post-applied coating of paint, varnish and the like when in the correct proportions is built up and applied to the iron surfaces and dried on it. The procedures that apply and dry up solutions that are built up in this way, as they are good on sheet iron Bring results are not best suited for application on zinc surfaces.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs auf Zinkoberflächen, das darin besteht, auf die Oberfläche eine saure Lösung einwirken zu lassen, die aus Wasser, einer Verbindung, die sechswertiges Chrom enthält, und einer Verbindung, die PO4 enthält, besteht und daß manThe invention relates to a method for applying a coating to zinc surfaces, which consists in allowing an acidic solution to act on the surface, which consists of water, a compound containing hexavalent chromium and a compound containing PO 4 , and that he
einen Film dieser Lösung auf der Oberfläche durch Wärmeeinwirkung auftrocknet so lange, bis der getrocknete Überzug in Wasser unlöslich ist, und daß man das Trockenverfahren abbricht, ehe die Reaktion der Bestandteile, die bei der Trocknung einsetzt, zu Ende geführt ist. Vorzugsweise enthält die Lösung nicht mehr als io Vo der genannten Bestandteile. ,Eine Ausführungsform der Erfindung, die ein weites Anwendungsgebiet besitzt, besteht darin, auf ίο Eisen oder Stahl einen dünnen elektrolytischen Überzug aus Zink aufzubringen und dann auf das zinküberzogene Blech eine Lösung anzuwenden, die als Lösung ι bezeichnet sei und die etwa 6 °/o Phosphorsäure und 3% CrO3 enthält. Ein Film dieser Lösung wird vorzugsweise auf der Metalloberfläche aufgebrannt und zu diesem Zweck einer Temperatur von etwa 3150 während 1 Minute ausgesetzt, wodurch er trocknet und verhältnismäßig unlöslich wird.a film of this solution is dried on the surface by the action of heat until the dried coating is insoluble in water, and that the drying process is interrupted before the reaction of the constituents which begins during drying is complete. The solution preferably contains no more than 10 Vo of the constituents mentioned. One embodiment of the invention, which has a wide field of application, consists in applying a thin electrolytic coating of zinc to ίο iron or steel and then applying a solution to the zinc-coated sheet metal, which is referred to as solution ι and which is about 6% Contains phosphoric acid and 3% CrO 3. A film of this solution is preferably burned onto the metal surface and, for this purpose, exposed to a temperature of about 315 ° for 1 minute, as a result of which it dries and becomes relatively insoluble.
Eine niedrigere Einbrenntemperatur kann vorzuziehen sein, weil dann der Grad des Einbrennens besser überwacht werden kann. Augenscheinlich wird das sechswertige Chrom während des Aufbrennens reduziert, und das Auftrennen kann fortgesetzt werden, bis ein großer Teil, aber vorzugsweise nicht alles sechswertige Chrom reduziert worden ist. Es darf insbesondere nicht fortgesetzt werden, wenn die Reduktion beendet ist.A lower stoving temperature may be preferable because of the degree of stoving can be better monitored. The hexavalent chromium becomes evident during the burning process reduced and the severing can continue until a large part, but preferably not all hexavalent chromium has been reduced. In particular, it must not be continued if the reduction is finished.
Das Verfahren ist insbesondere geeignet als Grundlage für Farben und Lacke, die aufgebrannt werden. Wenn noch etwas sechswertiges Chrom vorhanden ist, wenn der Lack aufgebracht wird, geht die Reduktion während des Aufbrennens des Lackes weiter.The process is particularly suitable as a basis for paints and varnishes that are burned on will. If there is some hexavalent chrome left when the paint is applied, go the reduction continues during the burning-on of the paint.
Wie oben angegeben, können Salze der Chromsäure oder der Phosphorsäure an Stelle dieser Säuren oder an Stelle eines Teiles derselben angewandt werden. Folgende Beispiele für Lösungen seien genannt:As indicated above, salts of chromic acid or phosphoric acid can be used in place of these Acids or in place of a part thereof can be used. The following examples of solutions are mentioned:
Lösung 2: 6 Vo Zn Cr2 O7, 3 % H3 P O4; Lösung 3: 6Vo ZnCr2O7, 6Vo Zn (H2 P O4) 2 2 H2O; Lösung 4: 3VoZnCr2O7, i,5°/o H3PO4; Lösung 5: ι,5 % Zn Cr2 O7, 5 Vo H3 P O4.Solution 2: 6 Vo Zn Cr 2 O 7 , 3% H 3 PO 4 ; Solution 3: 6Vo ZnCr 2 O 7 , 6Vo Zn (H 2 PO 4 ) 2 2 H 2 O; Solution 4: 3VoZnCr 2 O 7 , 1.5% H 3 PO 4 ; Solution 5: ι, 5% Zn Cr 2 O 7 , 5 Vo H 3 PO 4 .
Werden- diese Lösungen im Tauchverfahren angewandt und dann zwischen unebenen Walzen hindurchgeführt, um jeden Überschuß zu entfernen und den zurückbleibenden Film gleichmäßig zu machen und dann 1 bis 3 Minuten bei i6o° aufgebrannt, so erhält man befriedigende Ergebnisse. Die Einbrennzeit und die Temperatur kann in weiten Grenzen variiert werden, jedoch sind bei niedrigeren Temperaturen längere Einbrennzeiten erforderlich als bei höheren Temperaturen. Das Einbrennen wird so lange durchgeführt, bis der Überzug im wesentlichen in reinem Wasser unlöslich ist, wird jedoch vorzugsweise nicht so lange fortgesetzt, bis alles sechswertige Chrom reduziert ist.These solutions are used in the immersion process and then passed between uneven rollers to remove any excess and to make the remaining film even and then burn it for 1 to 3 minutes at 160 °, like this satisfactory results are obtained. The baking time and the temperature can be varied within wide limits can be varied, but longer stoving times are required at lower temperatures than for higher temperatures. The baking is carried out until the coating is substantially is insoluble in pure water, however, it is preferably not continued until everything is hexavalent Chromium is reduced.
In jedem der angegebenen Beispiele ist die Lösung sauer. Dies ist erforderlich, wenn man die besten Ergebnisse erzielen will. Das Metall der genannten Salze ist Zink. Es können jedoch auch andere Metalle angewandt werden. Vorzugsweise vermeidet man Alkalimetalle im endgültigen Überzug, und daher verwendet man vorzugsweise Salze von anderen Metallen als Alkalimetalle. Salze des Ammoniums können, wenn erwünscht, angewendet werden, wenn Ammonium während des Einbrennens so weit ausgetrieben wird, daß der aufgebrannte Überzug in Wasser unlöslich ist.In each of the examples given, the solution is acidic. This is required when using the wants to achieve the best results. The metal of the salts mentioned is zinc. However, it can also other metals can be used. It is preferable to avoid alkali metals in the final coating, and therefore salts of metals other than alkali metals are preferably used. Salts of Ammonium can, if desired, be applied when ammonium is used during stoving is driven out so far that the burned-on coating is insoluble in water.
Die Konzentration der beschriebenen Lösungen ist verschieden, aber hiermit sind noch nicht die Grenzen der Variationsmöglichkeiten angegeben. Im allgemeinen ist der dickere Überzug, der in einer konzentrierten Lösung erhalten wird, korrosionsbeständiger, aber er ist brüchiger und leichter durch Biegen oder Verarbeiten des Metalls zu beschädigen. Der dünnere Überzug, der aus verdünnteren Lösungen gewonnen wird, widersteht dem Biegen besser, bietet aber der Korrosion weniger Widerstand. Die Konzentration der Lösung hängt daher etwas von den Bedingungen ab, die erfüllt werden sollen. Es ist jedoch im allgemeinen vorzuziehen, den Überzug nicht dicker auzubilden, als er aus einer Lösung, die nicht mehr als 10 Vo an Chemikalien enthält, durch Eintauchen der Oberfläche in die Lösung und Abtropfenlassen derselben erhalten wird.The concentration of the solutions described is different, but this is not the limit the possible variations. Generally, the thicker coating is the one that is concentrated Solution is obtained, more resistant to corrosion, but it is more fragile and easier by bending or processing the metal to damage it. The thinner coating made from more dilute solutions is more resistant to bending, but less resistant to corrosion. The concentration the solution therefore depends somewhat on the conditions that are to be met. It is however, it is generally preferable not to make the coating thicker than that obtained from a solution containing contains no more than 10 Vo of chemicals by dipping the surface in the solution and allowing it to drain the same is obtained.
Bei dünnen Überzügen verdünnter Lösungen läßt sich das Einbrennen schneller durchführen als bei dickeren Überzügen einer konzentrierteren Lösung. Auch erfordert ein höherer Säuregrad intensiveres Einbrennen als eine weniger saure Lösung. Die Lösung reagiert mit der Zinkoberfläche während des Aufbrennens unter Herabsetzung ihrer Acidität, und vorzugsweise wählt man die Verhältnisse so, daß der Überzug noch etwas sauer ist, wenn das Einbrennen beendet ist.With thin coatings of dilute solutions, baking can be carried out more quickly than with thicker coatings of a more concentrated solution. A higher degree of acidity also requires a more intensive one Baked in as a less acidic solution. The solution reacts with the zinc surface during the The acidity is reduced, and the proportions are preferably chosen so that that the coating is still somewhat acidic when the baking is finished.
Wendet man die Lösung an, um einen Überzug auf einer dünnen Zinkschicht aufzubringen, beispielsweise einer solchen, die elektrolytisch auf Eisen niedergeschlagen ist, dann wendet man vorzugsweise eine Lösung an, die nach Art und Menge der Lösungskomponenten so aufgebaut ist, daß nicht alles Zink mit ihr reagiert, sondern daß noch eine Zinkschicht unter der aufgebrannten Schicht auf dem Eisen zurückbleibt.One uses the solution to apply a coating on a thin zinc layer, for example one that is electrolytically deposited on iron is preferably used a solution that is so structured according to the type and amount of the solution components that not all zinc reacts with it, but that there is still a layer of zinc under the burned-on layer remains behind the iron.
Das Verhältnis von PO4 in der Lösung zu sechswertigem Chrom kann verändert werden, wie dies aus den Lösungen 1 und 2 beispielsweise zu erkennen ist. Diese Beispiele geben jedoch nicht die möglichen Grenzen des Verhältnisses an. Die Reaktionen, die während des Aufbrennens stattfinden und die als Anzeichen für das richtige Aufbrennen benutzt werden können, sind die Reduktion des sechswertigen Chroms und die Erniedrigung der Acidität. Wenn große Mengen sechswertiges Chrom vorhanden sind, dann kann man als Anzeichen für das richtige Auf- brennen das Vorhandensein noch geringer Mengen sechswertigen Chroms benutzen. In den Fällen, in denen PO4 bei weitem überwiegt, kann man auch die Restacidität als Kriterium verwenden. In allen iao Fällen muß das Auftrennen so lange durchgeführt werden, daß der Überzug in Wasser unlöslich wird, aber nicht so lange, daß alle möglichen chemischen Reaktionen beendet werden. Mit anderen Worten: In dem aufgebrannten Überzug sollen noch Stoffe vorhanden sein, die noch nicht reagiert haben.The ratio of PO 4 in the solution to hexavalent chromium can be changed, as can be seen from solutions 1 and 2, for example. However, these examples do not indicate the possible limits of the ratio. The reactions that take place during firing and which can be used as indicators of correct firing are the reduction in hexavalent chromium and the lowering of acidity. If there are large amounts of hexavalent chromium, then the presence of even small amounts of hexavalent chromium can be used as an indicator of correct firing. In cases in which PO 4 predominates by far, the residual acidity can also be used as a criterion. In all general cases, the separation must be carried out for so long that the coating becomes insoluble in water, but not so long that all possible chemical reactions are ended. In other words: There should still be substances in the burned-on coating that have not yet reacted.
Die Lösungen können außer den genannten noch weitere Komponenten besitzen, soweit diese die eigentliche Überzugsbildung der Lösung nicht stören. Die genannten Stoffe liefern lediglich die wesentlichen Bestandteile für den Überzug und für ςϋε Reaktionen, die während seiner Herstellung stattfinden, aber weitere Bestandteile können anwesend sein.In addition to those mentioned, the solutions can also have other components, insofar as they are the do not interfere with the actual coating formation of the solution. The substances mentioned only provide the essential components for the coating and for ςϋε reactions that take place during its manufacture take place, but other components may be present.
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