EA045867B1 - COATING SYSTEM - Google Patents
COATING SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- EA045867B1 EA045867B1 EA202193254 EA045867B1 EA 045867 B1 EA045867 B1 EA 045867B1 EA 202193254 EA202193254 EA 202193254 EA 045867 B1 EA045867 B1 EA 045867B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- layer
- coating
- corrosion
- primer layer
- coating system
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 105
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 91
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 177
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 75
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 65
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 36
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 22
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 20
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 19
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 14
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 14
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 11
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 10
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 10
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 9
- 230000002940 repellent Effects 0.000 claims description 9
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 siloxanes Chemical class 0.000 claims description 5
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims description 4
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- XROWMBWRMNHXMF-UHFFFAOYSA-J titanium tetrafluoride Chemical class [F-].[F-].[F-].[F-].[Ti+4] XROWMBWRMNHXMF-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 4
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 4
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000008233 hard water Substances 0.000 claims description 2
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 claims description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 35
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 20
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 7
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 5
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YWAAKSBJISUYNU-UHFFFAOYSA-N buta-1,2-dien-1-one Chemical compound CC=C=C=O YWAAKSBJISUYNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N hydroxymethyl benzene Natural products OCC1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- GCKMFJBGXUYNAG-HLXURNFRSA-N Methyltestosterone Chemical compound C1CC2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@](C)(O)[C@@]1(C)CC2 GCKMFJBGXUYNAG-HLXURNFRSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 235000019445 benzyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000004532 chromating Methods 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000001652 electrophoretic deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 229940085503 testred Drugs 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 description 1
Description
Изобретение относится к коррозионно-стойкой и пригодной для сварки системе покрытия для металлических листов. Оно относится также к покрытому таким образом металлическому листу, способу покрытия металлического листа, а также полым телам, изготовленным из покрытого металлического листа.The invention relates to a corrosion-resistant and weldable coating system for metal sheets. It also refers to the metal sheet coated in this way, the method of coating the metal sheet, as well as hollow bodies made from the coated metal sheet.
В Азии и в России распространены открытые системы отопления. Они отличаются тем, что между выработкой тепла на электростанции и потребителями тепла в здании нет никакого теплообменника, а нагретая вода непосредственно нагревает радиатор. Вода, которая теряется в результате утечек или испарения, восполняется. Летом вода сливается для проведения ремонтных работ. За счет этого в радиаторы постоянно попадает свежая, кислородсодержащая известковая вода, что представляет собой сильную коррозионную нагрузку. Поэтому до сих пор используются массивные чугунные радиаторы с соответствующей толщиной стенок, которые примерно через 7-10 лет насквозь ржавеют и требуют затем замены. Принятые в Европе легкие недорогие плоские радиаторы рассчитаны на закрытые системы отопления с небольшой коррозионной нагрузкой и в открытых системах насквозь ржавеют через 2-3 года.In Asia and Russia, open heating systems are common. They differ in that there is no heat exchanger between the heat production at the power plant and the heat consumers in the building, and the heated water directly heats the radiator. Water that is lost through leakage or evaporation is replenished. In summer, the water is drained for repair work. Due to this, fresh, oxygen-containing limewater constantly enters the radiators, which represents a strong corrosive load. Therefore, massive cast-iron radiators with appropriate wall thickness are still used, which after about 7-10 years rust completely and then require replacement. Lightweight, inexpensive flat radiators adopted in Europe are designed for closed heating systems with a low corrosion load and in open systems they rust completely after 2-3 years.
В открытых системах отопления происходит быстрый износ радиаторов в результате коррозии. За это, с одной стороны, отвечает внесение большого количества кислорода в открытую систему. Другим фактором являются известковые отложения, если в системе отопления используется неподготовленная вода. Неподготовленная нагревающая вода к тому же представляет собой электролит. Под известковыми отложениями образуется анод, способствующий щелевой коррозии. За счет этого впоследствии происходит питтингообразование, которое неожиданным образом исходит изнутри радиаторной системы. Основной механизм коррозии изображен на фиг. 1.In open heating systems, radiators wear out quickly due to corrosion. On the one hand, the introduction of a large amount of oxygen into the open system is responsible for this. Another factor is lime deposits if untreated water is used in the heating system. Untreated heating water is also an electrolyte. An anode forms under the lime deposits, promoting crevice corrosion. Due to this, pitting subsequently occurs, which unexpectedly comes from inside the radiator system. The basic mechanism of corrosion is shown in Fig. 1.
Этот механизм коррозии возникает в системах, в которых используется известковая вода, причем в то же время происходит внесение большого количества кислорода. Этот эффект усиливается, если в системе достигаются температуры выше примерно 35°C. Эти условия возникают, например, также в паровых системах низкого давления.This corrosion mechanism occurs in systems that use lime water while introducing large amounts of oxygen at the same time. This effect is enhanced if the system reaches temperatures above approximately 35°C. These conditions also occur, for example, in low-pressure steam systems.
Поэтому покрытия для открытых радиаторных систем или паровых систем низкого давления требуют особенно высокой коррозионной стойкости. В то же время требуется, чтобы покрытие было пригодным для сварки с целью обеспечения изготовления систем.Therefore, coatings for open radiator systems or low pressure steam systems require particularly high corrosion resistance. At the same time, the coating is required to be weldable in order to enable the production of systems.
Для соединения листов важно, чтобы система покрытия была пригодной для точечной, шовной роликовой и индукционной сварки. Система покрытия считается хорошо пригодной для сварки тогда, когда, с точки зрения качества и рентабельности, может осуществляться отвечающая требованиям сварка. Это можно определить, например, по тому, что сварные точки герметичны и при сварке не образуется никаких брызг (по DIN 8524). При точечной контактной сварке другим возможным критерием является диаметр сварной точки. Хорошая пригодность для сварки важна также для проведения работ по обслуживанию. Антикоррозионная защита и пригодность для сварки являются противодействующими требованиями. Более толстое покрытие повышает антикоррозионную защиту, однако сильно ухудшает пригодность для сварки. Более тонкое покрытие лучше пригодно для сварки, однако дает недостаточную антикоррозионную защиту. Чтобы обеспечить хорошую пригодность для сварки, необходимо задавать толщину и свойства слоя покрытия. Этого можно достичь надежно и контролируемым образом только тогда, когда покрытие наносится перед изготовлением полых тел. Поэтому также необходимо, чтобы покрытия для полых тел, в частности для частично сильно искривленных полых тел, таких как нагревательные тела (радиаторы), обладали хорошей деформируемостью, чтобы обеспечить изготовление полых тел после нанесения покрытия. Поэтому соответствующее покрытие должно выдерживать деформацию или рельефную формовку используемых листов.For joining sheets, it is important that the coating system is suitable for spot welding, seam roller welding and induction welding. A coating system is considered well suited for welding when, from a quality and cost-effectiveness point of view, welding can be carried out to meet the requirements. This can be determined, for example, by the fact that the welding points are sealed and no spatter is generated during welding (according to DIN 8524). In resistance spot welding, another possible criterion is the diameter of the weld spot. Good weldability is also important for maintenance work. Anti-corrosion protection and weldability are countervailing requirements. A thicker coating improves corrosion protection, but greatly reduces weldability. A thinner coating is better suited for welding, but provides insufficient anti-corrosion protection. To ensure good weldability, the thickness and properties of the coating layer must be specified. This can only be achieved reliably and in a controlled manner when the coating is applied before the production of hollow bodies. It is therefore also necessary that coatings for hollow bodies, in particular for partially highly curved hollow bodies such as heating bodies (radiators), have good deformability in order to ensure the production of hollow bodies after coating. Therefore, the appropriate coating must withstand the deformation or relief molding of the sheets used.
Известные системы покрытий не отвечают требованиям в таких системах.Known coating systems do not meet the requirements in such systems.
Пригодное для сварки покрытие с антикоррозионной защитой описано, например, в документе WO 2007/120430. В нем описана композиция, содержащая проводящие частицы и ингибиторы коррозии в соотношении 1:8-12:1. Однако деформируемости и пригодности для сварки этой композиции недостаточно для изготовления радиаторов.A weldable coating with anti-corrosion protection is described, for example, in WO 2007/120430. It describes a composition containing conductive particles and corrosion inhibitors in a ratio of 1:8-12:1. However, the deformability and weldability of this composition are not enough for the manufacture of radiators.
Кроме того, из автопромышленности известны коррозионностойкие системы покрытий. В документе WO 2008/080746 описана, например, пригодная для сварки и деформируемая композиция. Также раскрыт металлический лист с системой слоев, содержащей конверсионный слой и слой толщиной 0,5-2,5 мкм, содержащий пленкообразователь, предпочтительно на основе уретановой смолы, а также 2-25 мас.% проводящего пигмента с плотностью максимум 3 г/см3, причем может содержаться максимум 5 мас.% проводящего пигмента с плотностью более 3 г/см3. Кроме того, в этом слое могут содержаться ингибиторы коррозии. Однако эти системы покрытий не выдерживают длительно повышенных температур в радиаторах, т.к., в том числе, за счет использования оцинкованных стальных листов при одновременном воздействии воды и тепла происходит усиленная коррозия.In addition, corrosion-resistant coating systems are known from the automotive industry. WO 2008/080746 describes, for example, a weldable and deformable composition. Also disclosed is a metal sheet with a layer system containing a conversion layer and a layer with a thickness of 0.5-2.5 μm containing a film former, preferably based on a urethane resin, as well as 2-25 wt.% of a conductive pigment with a density of maximum 3 g/cm 3 , and may contain a maximum of 5 wt.% conductive pigment with a density of more than 3 g/cm 3 . In addition, this layer may contain corrosion inhibitors. However, these coating systems do not withstand elevated temperatures in radiators for a long time, because, among other things, due to the use of galvanized steel sheets with simultaneous exposure to water and heat, increased corrosion occurs.
Задачей изобретения является создание пригодного для сварки и деформируемого покрытия, которое, в частности во влажном окружении, выдерживало бы в течение длительных промежутков времени повышенные рабочие температуры.The object of the invention is to provide a weldable and deformable coating which, in particular in humid environments, can withstand elevated operating temperatures for long periods of time.
Эта задача изобретения решается посредством признаков п. 1 формулы.This objective of the invention is solved by means of the features of claim 1 of the formula.
Согласно изобретению, предложена система покрытия для металлических листов, содержащаяAccording to the invention, there is provided a coating system for metal sheets comprising
- 1 045867 грунтовочный слой, содержащий по меньшей мере один пленкообразователь и по меньшей мере один ингибитор коррозии, и расположенный непосредственно на грунтовочном слое покровный слой, содержащий по меньшей мере один пленкообразователь и по меньшей мере одну проводящую частицу.- 1 045867 a primer layer containing at least one film former and at least one corrosion inhibitor, and a covering layer located directly on the primer layer containing at least one film former and at least one conductive particle.
Наличие ингибитора коррозии в грунтовочном слое обеспечивает эффективную антикоррозионную защиту. Ингибиторы коррозии - это средства, которые существенно снижают скорость коррозии металла. За счет содержащихся в покровном слое проводящих частиц достигается пригодность для сварки. Проводящие частицы являются электропроводящими частицами. За счет пленкообразователей обеспечивается хорошая адгезия. Кроме того, может достигаться хорошая деформируемость. Пленкообразователи являются высоко- или низкомолекулярными органическими веществами, которые обеспечивают то, что в композиции покрытия образуется непрерывная плена. При этом под слоями понимаются твердые слои, которые образуются за счет по меньшей мере частичной сушки жидких лаков. В случае, если не указано иначе, все приведенные ниже значения относятся к сухим слоям. При этом оказалось, что система покрытия, содержащая грунтовочный слой и покровный слой, обеспечивает согласование свойств слоев и что достигаются заметно лучшие эффекты. Поэтому за счет системы покрытия можно заметно увеличить срок службы полых тел и сократить затраты на работы по обслуживанию. Система покрытия обладает высокой коррозионной стойкостью и хорошей пригодностью для сварки. Даже после деформации и сварки металлических листов коррозия может быть эффективно предотвращена.The presence of a corrosion inhibitor in the primer layer provides effective anti-corrosion protection. Corrosion inhibitors are agents that significantly reduce the rate of metal corrosion. Due to the conductive particles contained in the coating layer, weldability is achieved. Conductive particles are electrically conductive particles. Film formers ensure good adhesion. In addition, good deformability can be achieved. Film formers are high or low molecular weight organic substances that ensure that a continuous film is formed in the coating composition. In this case, layers are understood as solid layers that are formed by at least partial drying of liquid varnishes. Unless otherwise stated, all values given below refer to dry layers. It turned out that a coating system containing a primer layer and a top layer ensures matching of the properties of the layers and that noticeably better effects are achieved. The coating system can therefore significantly increase the service life of hollow bodies and reduce maintenance costs. The coating system has high corrosion resistance and good weldability. Even after deformation and welding of metal sheets, corrosion can be effectively prevented.
Ниже более подробно описаны другие предпочтительные варианты осуществления изобретения.Other preferred embodiments of the invention are described in more detail below.
Особенно хорошей пригодности для сварки можно достичь тогда, когда грунтовочный слой имеет толщину максимум 10 мкм, в частности 0,5-4 мкм, предпочтительно 1-2 мкм.Particularly good weldability can be achieved when the primer layer has a thickness of maximum 10 μm, in particular 0.5-4 μm, preferably 1-2 μm.
Для использования в открытых радиаторных системах особенно подходит, если грунтовочный слой содержит в качестве ингибитора коррозии по меньшей мере один коррозионно-защитный пигмент, в частности фосфат цинка, и/или ионообмененный, предпочтительно кальций-ионообмененный, пигмент на основе кремниевой кислоты или диоксида кремния. Таким образом, можно особенно эффективно предотвратить коррозию.For use in open radiator systems, it is particularly suitable if the primer layer contains, as a corrosion inhibitor, at least one corrosion-protective pigment, in particular zinc phosphate, and/or an ion-exchanged, preferably calcium-ion-exchanged, silicic acid or silica-based pigment. In this way, corrosion can be prevented particularly effectively.
Этот эффект может быть усилен, если грунтовочный слой содержит 3-60 мас.%, в частности 5-40 мас.%, предпочтительно 10-20 мас.%, ингибитора коррозии по отношению к грунтовочному слою. Таким образом, можно особенно хорошо предотвратить коррозию.This effect can be enhanced if the primer layer contains 3-60% by weight, in particular 5-40% by weight, preferably 10-20% by weight, of a corrosion inhibitor relative to the primer layer. In this way, corrosion can be prevented particularly well.
Грунтовочный слой предпочтительно свободен от проводящих частиц. За счет этого можно достичь особенно хорошего согласования между ингибированием коррозии и свариваемостью.The primer layer is preferably free of conductive particles. As a result, a particularly good match between corrosion inhibition and weldability can be achieved.
Может быть предусмотрено, что грунтовочный слой содержит в качестве пленкообразователя, в частности цианидно сшитую, полимерную систему на основе фенольной смолы, причем дополнительно включена эпоксидная смола и/или меламиновая смола. Фенольная смола дает необходимые твердость, стабильность, температурную стойкость и водостойкость. Эпоксидная и меламиновая смолы мягкие и обеспечивают хорошую деформируемость системы покрытия. За счет этого, с одной стороны, достигается особенно хорошая адгезия грунтовочного слоя, и в то же время обеспечивается особенно хорошая деформируемость.It can be provided that the primer layer contains, as a film former, in particular a cyanide cross-linked polymer system based on a phenolic resin, wherein an epoxy resin and/or a melamine resin is additionally included. Phenolic resin provides the required hardness, stability, temperature resistance and water resistance. Epoxy and melamine resins are soft and provide good deformability of the coating system. This ensures, on the one hand, particularly good adhesion of the primer layer and, at the same time, particularly good deformability.
Чтобы достичь хорошей коррозионной стойкости при одновременно хорошей пригодности для сварки, может быть предусмотрено, что покровный слой имеет максимальную толщину слоя 10 мкм, в частности 0,5-4 мкм, предпочтительно 1-2 мкм.In order to achieve good corrosion resistance and at the same time good weldability, it can be provided that the cover layer has a maximum layer thickness of 10 μm, in particular 0.5-4 μm, preferably 1-2 μm.
Предпочтительно, если система покрытия, содержащая грунтовочный слой и покровный слой, имеет толщину 1-20 мкм, в частности 1,5-6 мкм. За счет этого можно достичь особенно хорошего согласования между коррозионной стойкостью и пригодностью для сварки.Preferably, the coating system comprising a primer layer and a top layer has a thickness of 1-20 µm, in particular 1.5-6 µm. As a result, a particularly good match between corrosion resistance and weldability can be achieved.
Пригодность для сварки системы покрытия можно улучшить, если покровный слой содержит углеродсодержащие проводящие частицы. В частности, может быть предусмотрено, что используется графит. Помимо хорошей пригодности для сварки, графит также имеет мягкую структуру, обеспечивая за счет этого хороший смазочный эффект при деформации. Кроме того, графит может действовать в качестве микрокатода, препятствуя коррозии при, возможно, имеющихся известковых отложениях. Пригодность для сварки особенно хорошая, если используется графит с размером зерен d100 < 10 мкм. Это значит, что размер зерен всех графитовых частиц меньше 10 мкм.The weldability of a coating system can be improved if the coating layer contains carbon-containing conductive particles. In particular, it can be provided that graphite is used. In addition to its good weldability, graphite also has a soft structure, thereby providing a good lubricating effect during deformation. In addition, graphite can act as a micro-cathode, preventing corrosion if limescale deposits may be present. The weldability is particularly good if graphite with a grain size d100 < 10 µm is used. This means that the grain size of all graphite particles is less than 10 microns.
За счет согласования размера зерен проводящего пигмента с толщиной покровного слоя можно еще более улучшить пригодность для сварки. Если часть проводящих пигментов выступает за уровень пленкообразователя наружу за поверхность системы покрытия, то пригодность для сварки улучшена. Поэтому может быть предусмотрено, что покровный слой содержит графит с размером зерен d100 < 10 мкм и имеет толщину слоя не более 10 мкм.By matching the grain size of the conductive pigment to the thickness of the coating layer, weldability can be further improved. If a portion of the conductive pigments extends beyond the level of the film former and beyond the surface of the coating system, weldability is improved. It can therefore be provided that the covering layer contains graphite with a grain size d100 < 10 μm and has a layer thickness of no more than 10 μm.
Чтобы улучшить пригодность для сварки, может быть предусмотрено, что покровный слой содержит 1-40 мас.%, в частности 2-30 мас.%, предпочтительно 3-15 мас.%, проводящих частиц по отношению к покровному слою. Неожиданным образом пригодность для сварки может ухудшиться, несмотря на повышенную добавку, причем предполагается, что вследствие образования слишком большого числа токопроводящих дорожек через систему слоев могут возникнуть неблагоприятные условия распределения тока. С другой стороны, нижняя граница в 1 мас.% проводящих частиц возникает вследствие минимальной проводимости системы покрытия.To improve the weldability, it can be provided that the covering layer contains 1-40% by weight, in particular 2-30% by weight, preferably 3-15% by weight, of conductive particles relative to the covering layer. Surprisingly, the weldability may deteriorate despite the increased addition, and it is expected that due to the formation of too many conductive paths through the layer system, unfavorable current distribution conditions may arise. On the other hand, the lower limit of 1 wt.% conductive particles arises from the minimum conductivity of the coating system.
- 2 045867- 2 045867
Чтобы достичь особенно хорошей адгезии с грунтовочным слоем, а также особенно хорошей деформируемости, может быть предусмотрено, что покровный слой содержит в качестве пленкообразователя, в частности цианидно сшитую, полимерную систему на основе фенольной смолы, причем дополнительно включена эпоксидная смола и/или меламиновая смола. Относительно твердая, высокосшитая фенольная смола образует очень плотную пленку, которая делает систему покрытия особенно водостойкой. К тому же фенольная смола устойчивая к температуре. Эпоксидная и меламиновая смолы мягкие и обеспечивают хорошую деформируемость системы покрытия. Кроме того, эта полимерная система очень неполярная и потому очень стойкая к воде и известковым отложениям.In order to achieve particularly good adhesion to the primer layer, as well as particularly good deformability, it can be provided that the covering layer contains, in particular a cyanide cross-linked, phenolic resin-based polymer system as a film former, whereby epoxy resin and/or melamine resin are additionally included. The relatively hard, highly cross-linked phenolic resin forms a very dense film, which makes the coating system particularly water resistant. In addition, phenolic resin is temperature resistant. Epoxy and melamine resins are soft and provide good deformability of the coating system. In addition, this polymer system is very non-polar and therefore very resistant to water and limescale deposits.
Опыты показали, что согласованные между собой пленкообразователи грунтовочного и покровного слоев приводят к лучшей адгезии и, тем самым, к улучшенной деформируемости покрытого системой покрытия металлического листа. Предпочтительно грунтовочный слой и покровной слой образуются после сушки содержащих органические растворители жидких лаков, т.е. за счет сушки грунта и покровного лака.Experiments have shown that coordinated film formers of the primer and top layers lead to better adhesion and thus improved deformability of the metal sheet covered with the coating system. Preferably, the primer layer and the top layer are formed after drying liquid varnishes containing organic solvents, i.e. due to drying of the primer and topcoat.
Чтобы еще лучше воспрепятствовать адгезии извести, может быть предусмотрено, что покровный слой содержит гидрофобизатор, в частности одно или несколько соединений, выбранных из группы силоксанов, предпочтительно сосшивающих силоксанов. В частности, предпочтительно, если гидрофобизатор содержится в количестве 0,1-10 мас.% по отношению к покровному слою. За счет этого можно еще лучше воспрепятствовать адгезии извести и, тем самым, коррозии.To further prevent lime adhesion, it can be provided that the covering layer contains a water repellent, in particular one or more compounds selected from the group of siloxanes, preferably crosslinking siloxanes. In particular, it is preferable if the water repellent is contained in an amount of 0.1-10 wt.% relative to the coating layer. In this way, lime adhesion and thus corrosion can be prevented even better.
Чтобы улучшить адгезию грунтовочного слоя, может быть предусмотрено, что под грунтовочным слоем, в частности непосредственно на покрываемом металлическом листе, расположен или нанесен, в частности бесхромный, конверсионный слой. За счет своей шероховатости конверсионный слой может увеличить активную поверхность, например, путем фосфатирования, и, тем самым, привести к лучшей механической связи системы покрытия или грунтовочного слоя. Связь можно также улучшить за счет того, что грунтовочный слой вступает в реакцию с функциональными группами на поверхности конверсионного слоя, благодаря чему возникает химическая связь. В зависимости от вида конверсионного слоя он может быть толщиной от нескольких атомных слоев до нескольких 100 нм. Конверсионная обработка означает в технологии отделки поверхностей физическую и/или химическую предварительную обработку поверхностей, в частности металлических поверхностей, прежде чем они будут лакированы или склеены. Прежде конверсионные слои часто создавались на основе оксида хрома (VI), это так называемое хроматирование. Из-за строгих законодательных норм это применяется все реже. Альтернативой классическому хроматированию является обработка на основе оксида хрома (III) или комплексных фторидов (соединения титана, циркония). Другой возможностью создания конверсионного слоя является фосфатирование посредством водных фосфатных растворов. В качестве альтернативы эта стадия предварительной обработки может быть также включена в грунтование (так называемые подготовительные грунтовки).In order to improve the adhesion of the primer layer, it can be provided that a conversion layer, in particular a chrome-free conversion layer, is located or applied under the primer layer, in particular directly on the metal sheet to be coated. Due to its roughness, the conversion layer can increase the active surface, for example by phosphating, and thus lead to better mechanical bonding of the coating system or primer layer. Bonding can also be improved by allowing the primer layer to react with functional groups on the surface of the conversion layer, thereby creating a chemical bond. Depending on the type of conversion layer, it can be from several atomic layers to several 100 nm thick. Conversion treatment means, in surface finishing technology, the physical and/or chemical pre-treatment of surfaces, in particular metal surfaces, before they are varnished or glued. Previously, conversion layers were often created on the basis of chromium (VI) oxide, this is the so-called chromatization. Due to strict legal regulations, this is used less and less. An alternative to classical chromating is treatment based on chromium (III) oxide or complex fluorides (titanium compounds, zirconium compounds). Another possibility for creating a conversion layer is phosphating using aqueous phosphate solutions. Alternatively, this pre-treatment step can also be included in the priming (so-called preparatory primers).
Кроме того, может быть предусмотрено, что непосредственно на покровном слое расположен уплотняющий слой, который содержит по меньшей мере один пленкообразователь. В частности, предпочтительно, если уплотняющий слой содержит в качестве пленкообразователя, в частности цианидно сшитую, полимерную систему на основе фенольной смолы, причем дополнительно добавлена эпоксидная смола и/или меламиновая смола и/или полиэфирная смола. При этом уплотняющий слой имеет хорошую адгезию как с покровным и грунтовочным слоями, так и с непокрытым или конверсионно-обработанным металлическим или стальным листом.In addition, it can be provided that a sealing layer is located directly on the covering layer, which contains at least one film former. In particular, it is preferable if the sealing layer contains, as a film former, in particular a cyanide cross-linked polymer system based on a phenolic resin, wherein an epoxy resin and/or a melamine resin and/or a polyester resin is additionally added. In this case, the sealing layer has good adhesion both to the coating and primer layers, and to uncoated or conversion-treated metal or steel sheet.
Таким образом, можно защитить от коррозии возникающие, например, при деформации, повреждения системы покрытия. Этот эффект может быть усилен, если уплотняющий слой содержит ингибитор коррозии, в частности фосфат цинка, и/или ионообмененный, предпочтительно кальцийионообмененный пигмент на основе кремниевой кислоты или диоксида кремния.In this way, damage to the coating system that occurs, for example due to deformation, can be protected from corrosion. This effect can be enhanced if the sealing layer contains a corrosion inhibitor, in particular zinc phosphate, and/or an ion-exchanged, preferably calcium-ion-exchanged, silicic acid or silica-based pigment.
Предпочтительно уплотняющий слой образуется за счет сушки жидкого или уплотняющего лака на водной основе и называется далее уплотнителем. Если в качестве растворителя используется вода, то рабочим просто и безопасно обращаться с покрывающим раствором.Preferably, the sealing layer is formed by drying a liquid or water-based sealing varnish and is hereinafter referred to as a sealant. If water is used as a solvent, the coating solution can be handled easily and safely by workers.
Особенно хорошей защиты от коррозии можно достичь, если уплотняющий слой имеет толщину 0,5-20 мкм, в частности 1-20 мкм, предпочтительно по меньшей мере 3 мкм.Particularly good corrosion protection can be achieved if the sealing layer has a thickness of 0.5-20 μm, in particular 1-20 μm, preferably at least 3 μm.
Кроме того, может быть предусмотрено, что система покрытия, содержащая грунтовочный, покровный и уплотняющий слои, имеет толщину пленки 1,5-30 мкм. За счет слишком больших толщин слоев могут возникнуть собственные напряжения, которые могут привести к проблемам с адгезией слоев или также к растрескиванию и, тем самым, к повреждению системы покрытия.In addition, it can be provided that the coating system comprising the primer, top and seal layers has a film thickness of 1.5-30 μm. Due to too large layer thicknesses, inherent stresses can arise, which can lead to problems with layer adhesion or also to cracking and thus damage to the coating system.
Особенно предпочтительна система покрытия, состоящая из конверсионного, грунтовочного, покровного и, при необходимости, уплотняющего слоев в непосредственной последовательности слоев, т.е. без промежуточных слоев.Particularly preferred is a coating system consisting of a conversion layer, a primer layer, a cover layer and, if necessary, a sealing layer in immediate succession, i.e. without intermediate layers.
Для случаев применения, не предъявляющих таких высоких требований к коррозионной стойкости, деформируемости и пригодности для сварки, возможна также система покрытия, содержащая грунтовочный слой и в непосредственной последовательности уплотняющий слой. При этом сначала может быть нанесен, как описано выше, грунтовочный слой, например, способом нанесения покрытия на руFor applications that do not place such high demands on corrosion resistance, deformability and weldability, a coating system comprising a primer layer and a sealing layer in immediate succession is also possible. In this case, a primer layer can first be applied, as described above, for example, by applying a coating to a ru
- 3 045867 лонный прокат. Непосредственно на грунтовочном слое может быть расположен, как описано выше, уплотняющий слой, например, способом погружения. Признаки грунтовочного и уплотняющего слоев следуют из описанных выше возможных композиций и толщин слоев.- 3 045867 bar rental. A sealing layer can be placed directly on the primer layer, as described above, for example by immersion. The characteristics of the primer and sealing layers follow from the possible compositions and layer thicknesses described above.
Уплотняющий слой обладает на грунтовочном слое лучшей адгезией. Кроме того, уже за счет грунтовочного и уплотняющего слоев можно достичь хорошей антикоррозионной защиты.The sealing layer has better adhesion to the primer layer. In addition, just due to the primer and sealing layers, good anti-corrosion protection can be achieved.
Для радиаторных систем, требующих внутри покрывающего покрытия, необходимо получить после деформации и сварки хорошую антикоррозионную защиту. Уплотнение обладает недостаточной деформируемостью и не является пригодным для сварки, так что изготовление радиаторов после нанесения уплотнения невозможно. Уплотняющий слой может быть нанесен только на готовый радиатор.For radiator systems that require a coating inside, it is necessary to obtain good anti-corrosion protection after deformation and welding. The seal has insufficient deformability and is not suitable for welding, so the manufacture of radiators after applying the seal is impossible. The sealing layer can only be applied to a finished radiator.
Чтобы можно было надежно проверить качество покрытия, для радиаторных систем следует использовать систему покрытия, которая может быть нанесена перед деформацией и сваркой.In order to reliably check the quality of the coating, radiator systems should use a coating system that can be applied before deformation and welding.
Поэтому, согласно изобретению, предложен также металлический лист, покрытый описанной выше системой покрытия, содержащей грунтовочный слой и покровный слой, причем металлический лист покрыт по меньшей мере с одной стороны, при этом грунтовочный слой обращен к металлическому листу. Этот металлический лист может найти применение во многих областях, где должны быть объединены хорошие антикоррозионная защита, пригодность для сварки и деформируемость.Therefore, according to the invention, there is also provided a metal sheet coated with the above-described coating system comprising a primer layer and a coating layer, the metal sheet being coated on at least one side, with the primer layer facing the metal sheet. This metal sheet can find application in many fields where good anti-corrosion protection, weldability and deformability must be combined.
В частности, может быть предусмотрено, что указанный металлический лист представляет собой стальной лист, предпочтительно отожженный и неоцинкованный стальной лист. Предпочтительно металлический лист представляет собой конверсионно-обработанную стальную ленту. Стальной лист обладает особенно хорошими стойкостью и прочностью. Обычно в качестве антикоррозионной защиты используется оцинкованный металлический лист. Однако для пользования горячей водой оцинкованный стальной лист использовать нельзя, т.к. электрохимический потенциал между цинком и железом, начиная с 35°C медленно, а начиная с 60°C, резко обращается, т.е. цинк за счет оксидообразования становится электрохимически благороднее, чем основной материал железо. Из-за рабочих температур использовать оцинкованный стальной лист в системах отопления нельзя. За счет использования неоцинкованного стального листа можно предотвратить там обращение потенциала цинка, которое способствовало или ускоряло бы коррозию. Благодаря предложенной системе покрытия в соответствии с изобретением можно достичь хорошей антикоррозионной защиты на стальном листе также в том случае, если вследствие условий применения использовать оцинкованный стальной лист нельзя.In particular, it can be provided that said metal sheet is a steel sheet, preferably an annealed and non-galvanized steel sheet. Preferably the metal sheet is a conversion treated steel strip. The steel sheet has particularly good resistance and strength. Typically, galvanized metal sheet is used as anti-corrosion protection. However, galvanized steel sheet cannot be used to use hot water, because the electrochemical potential between zinc and iron, starting from 35°C slowly, and starting from 60°C, sharply reverses, i.e. Due to oxide formation, zinc becomes electrochemically nobler than the base material iron. Due to operating temperatures, galvanized steel sheets cannot be used in heating systems. By using non-galvanized steel sheet, it is possible to prevent the reversal of zinc potential there, which would promote or accelerate corrosion. Thanks to the proposed coating system according to the invention, it is possible to achieve good anti-corrosion protection on steel sheets even if, due to the conditions of use, it is not possible to use galvanized steel sheets.
Согласно изобретению, предложен также способ покрытия металлического листа описанной выше системой покрытия методом нанесения покрытия на ленту, называемым также метод нанесения покрытия на рулонный прокат (коил-коатинг). При этом наносятся грунтовка для образования грунтовочного слоя и покровный лак для образования покровного слоя. За счет этого толщину слоев можно регулировать особенно точно, в частности по всей ширине и длине ленты в рулоне.According to the invention, there is also proposed a method for coating a metal sheet with the coating system described above by the strip coating method, also called coil coating method. In this case, a primer is applied to form the primer layer and a topcoat varnish is applied to form the top layer. As a result, the thickness of the layers can be adjusted particularly precisely, in particular over the entire width and length of the tape in the roll.
Метод нанесения покрытия на рулонный прокат обеспечивает многослойное покрытие непрерывно движущейся непокрытой или конверсионно-обработанной металлической ленты, в частности стальной ленты. При этом сначала на плоскую сторону металлической ленты с помощью нанесения валками наносится отверждаемая полимерная грунтовка для образования грунтовочного слоя. Грунтовку можно назвать также праймером. Предпочтительно грунтовка содержит органический растворитель. После отверждения грунтовки на грунтовочный слой с помощью нанесения валками наносится отверждаемый полимерный покровный лак для образования покровного слоя, который отверждается. Предпочтительно покровный лак также содержит органический растворитель.The coil coating method provides a multi-layer coating of continuously moving uncoated or conversion-treated metal strip, particularly steel strip. In this process, a curable polymer primer is first applied to the flat side of the metal strip using a roller application to form a primer layer. A primer can also be called a primer. Preferably the primer contains an organic solvent. After the primer has cured, a curable polymer topcoat varnish is applied to the primer layer using a roller application to form a top coat, which is cured. Preferably the topcoat also contains an organic solvent.
При необходимости, перед нанесением грунтовки может быть нанесен, в частности бесхромный, содержащий, например, фториды титана, конверсионный слой. Конверсионный слой предпочтительно имеет толщину 20-300 нм и может быть нанесен, например, с помощью машины для нанесения химического покрытия (химкоутера) или методом распыления и отжима. Этим можно достичь улучшенной адгезии грунтовочного слоя с металлической лентой.If necessary, before applying the primer, a conversion layer, in particular a chrome-free one containing, for example, titanium fluorides, can be applied. The conversion layer preferably has a thickness of 20-300 nm and can be applied, for example, using a chemical coating machine (chemcoater) or a spray-and-press method. This can achieve improved adhesion of the primer layer to the metal tape.
Возможно также двухстороннее покрытие металлической ленты.Double-sided coating of the metal tape is also possible.
Чтобы облегчить дальнейшую обработку металлического листа, не ухудшив деформируемость, может быть предусмотрено, что при применении метода нанесения покрытия на ленту пленкообразователи частично сшиваются. Слои, тем самым, отверждаются не полностью. Неожиданным образом оказалось, что частичная сшивка предпочтительна по сравнению с полной сшивкой пленкообразователей грунтовочного и покровного слоев в процессе нанесения покрытия на ленту. При частичной сшивке пленкообразователей трехмерная полимерная сетка еще не полностью развита, и существенная доля подходящих для сшивки функциональных групп не сшита или, возможно, блокирована, причем пленкообразователь реактивируется только при соответствующей температуре горячей сушки. Сделать вывод о степени сшивки позволяет МЭК-стойкость.In order to facilitate further processing of the metal sheet without compromising the deformability, it can be provided that the film formers are partially cross-linked when using the tape coating method. The layers are thus not completely cured. Surprisingly, partial cross-linking has been found to be preferable to complete cross-linking of the primer and top layer film formers during the coating process of the tape. When film formers are partially cross-linked, the three-dimensional polymer network is not yet fully developed and a significant proportion of the functional groups suitable for cross-linking are not cross-linked or possibly blocked, with the film former only being reactivated at the appropriate drying temperature. IEC resistance allows us to draw a conclusion about the degree of cross-linking.
Числовое значение МЭК-стойкости с двойным ходом является мерой степени сшивки, причем толщина слоя для МЭК-стойкости играет весьма второстепенную роль. Опыты по МЭК-стойкости проводились по норме ONORM EN 13523-11. Ее можно тестировать за счет того, что блок массой 1 кг обертывается пропитанной метилэтиленкетоном (МЭК) ватой и направляется по тестируемому органическому покрытию. Число двойных ходов, которые требуются, чтобы удалить покрытие вплоть до появления меThe double stroke MEC resistance number is a measure of the degree of cross-linking, with layer thickness playing a very minor role in the IEC resistance. IEC resistance tests were carried out according to ONORM EN 13523-11. It can be tested by wrapping a 1 kg block of methyl ethylene ketone (MEK)-impregnated cotton wool and guiding it over the organic coating being tested. Number of double strokes required to remove coating until mesh appears
- 4 045867 таллической основы, подсчитывается, и это является мерой стойкости к растворителю. Если органическое покрытие полностью сшито, то оно достигает специфического для покрытия максимального МЭКзначения. Если специфическое для покрытия максимальное МЭК-значение не достигнуто, то органическое покрытие еще не полностью сшито. За счет, например, преждевременно прерванного процесса горячей сушки можно достичь частичной сшивки пленкообразователя.- 4 045867 thallus base is calculated and is a measure of solvent resistance. If the organic coating is fully cross-linked, it reaches the coating-specific maximum IEC value. If the coating-specific maximum IEC value is not reached, the organic coating is not yet fully cross-linked. By, for example, prematurely interrupting the hot drying process, partial cross-linking of the film former can be achieved.
В частности, может быть предусмотрено, что система покрытия после нанесения методом нанесения покрытия на ленту имеет МЭК-стойкость 15-25 двойных ходов, т.к. это улучшает адгезию внутри системы покрытия, не оказывая негативного влияния на свойства в результате перегрева при горячей сушке.In particular, it can be provided that the coating system, after application by tape coating, has an IEC resistance of 15-25 double strokes, since this improves adhesion within the coating system without adversely affecting properties due to overheating during hot drying.
Для этого предпочтительно, если грунтовочный слой подвергается горячей сушке в течение 5-40 с, в частности 10-30 с, при пиковой температуре металла 220-290°C, в частности 230-270°C, и/или причем покровный слой подвергается горячей сушке в течение 5-40 с, в частности 10-30 с, при пиковой температуре металла 220-280°C, в частности 230-270°C. Пиковая температура металла - это максимальная температура металлического листа при горячей сушке в процессе нанесения покрытия на рулонный прокат.For this purpose, it is preferable if the primer layer is subjected to hot drying for 5-40 s, in particular 10-30 s, at a peak metal temperature of 220-290°C, in particular 230-270°C, and/or wherein the covering layer is subjected to hot drying for 5-40 s, in particular 10-30 s, at a peak metal temperature of 220-280°C, in particular 230-270°C. Peak metal temperature is the maximum temperature of the metal sheet during hot drying during the coil coating process.
Система покрытия, состоящая из грунтовочного и покровного слоев, может отверждаться при 80200°C в течение 5-25 мин и достигает затем МЭК-стойкости более 100 двойных ходов. Эта высокая МЭК-стойкость указывает на полную сшивку пленкообразователей.The coating system, consisting of a primer and topcoat, can cure at 80-200°C for 5-25 minutes and then achieve an IEC resistance of more than 100 double strokes. This high MEK resistance indicates complete cross-linking of the film formers.
Если система покрытия содержит уплотняющий слой, то может быть предусмотрено, что он образуется за счет сушки уплотнения или уплотняющего лака. При этом может быть предусмотрено, что уплотнение наносится методом разбрызгивания, распыления или погружения, в частности методом разбрызгивания сжатым воздухом. Таким образом, готовые изделия или листы после деформации и, при необходимости, сварки могут быть особенно эффективно защищены от коррозии.If the coating system contains a sealing layer, it can be provided that this is formed by drying the seal or sealing varnish. In this case, it can be provided that the seal is applied by spraying, spraying or dipping, in particular by spraying with compressed air. In this way, finished products or sheets can be particularly effectively protected against corrosion after deformation and, if necessary, welding.
В частности, может быть предусмотрено, что система покрытия отверждается после нанесения уплотнения. Если уплотнение представляет собой жидкий лак на водной основе, то можно избежать длительного высвобождения вредных для здоровья веществ при неполной сушке в процессе изготовления. Предпочтительно уплотнение может отверждаться при температуре сшивки 80-200°C в течение 5-25 мин. Благодаря этому, например, отверждение происходит одновременно с отверждением или сушкой покрытия, возможно нанесенного на внешнюю сторону полого тела. Этим можно избежать пережигания системы покрытия. Предпочтительно предусмотрено, что отвержденная система покрытия имеет МЭКстойкость более 100 двойных ходов.In particular, provision can be made for the coating system to cure after application of the seal. If the seal is a water-based liquid varnish, prolonged release of harmful substances due to incomplete drying during the manufacturing process can be avoided. Preferably, the seal can be cured at a crosslinking temperature of 80-200°C for 5-25 minutes. Thanks to this, for example, the curing occurs simultaneously with the curing or drying of the coating, possibly applied to the outside of the hollow body. This will prevent the coating system from burning out. It is preferably provided that the cured coating system has an IEC resistance of more than 100 double strokes.
Согласно изобретению, предложено также полое тело, в частности радиатор, причем внутреннее пространство облицовано или лакировано описанной выше системой покрытия и/или описанным выше способом и/или причем полое тело сформовано из описанного выше металлического листа, который расположен или отформован таким образом, что система покрытия облицовывает внутреннее пространство.According to the invention, there is also provided a hollow body, in particular a radiator, wherein the internal space is lined or varnished with a coating system described above and/or a method described above and/or wherein the hollow body is formed from a metal sheet described above, which is positioned or molded in such a way that the system coatings line the interior space.
Листы могут быть соединены между собой, например, точечной сваркой. Внешние кромки обычно получают шовной роликовой сваркой. Распорки и присоединения, которые, при необходимости, могут быть за счет изготовления масляными, могут быть соединены индукционной сваркой. Благодаря хорошей пригодности для сварки системы покрытия предотвращается ее повреждение в процессе сварки. Этим можно впоследствии эффективно предотвратить коррозию полого тела. За счет уменьшенной коррозии такое полое тело является особенно стойким и имеет длительный срок службы. Работы по обслуживанию необходимы лишь в небольшом объеме. Благодаря хорошей пригодности для сварки можно также проводить работы по обслуживанию без повреждения полого тела. Поэтому предложенное полое тело в соответствии с изобретением позволяет как при изготовлении, так и при эксплуатации достичь экономии расходов.The sheets can be connected to each other, for example, by spot welding. The outer edges are usually produced by seam roller welding. Spacers and connections, which, if necessary, can be oil-based due to manufacturing, can be connected by induction welding. The good weldability of the coating system prevents damage during the welding process. In this way, corrosion of the hollow body can subsequently be effectively prevented. Due to reduced corrosion, this hollow body is particularly resistant and has a long service life. Only minor maintenance work is required. Thanks to its good weldability, maintenance work can also be carried out without damaging the hollow body. Therefore, the proposed hollow body according to the invention makes it possible to achieve cost savings both in production and in operation.
Согласно изобретению, предложен также способ изготовления полого тела путем деформации металлических листов, покрытых грунтовочным слоем и покровным слоем, причем затем, в частности методом разбрызгивания, распыления или погружения, наносится уплотнение для образования уплотняющего слоя, причем предпочтительно предусмотрено, что система покрытия полностью отверждается только после нанесения уплотнения. Этим можно повысить коррозионную стойкость полого тела, т.к. возникающие при деформации повреждения покровного и/или грунтовочного слоя закрываются уплотняющим слоем.According to the invention, there is also proposed a method for producing a hollow body by deforming metal sheets coated with a primer layer and a coating layer, whereby a seal is then applied, in particular by splashing, spraying or dipping, to form a sealing layer, whereby it is preferably provided that the coating system is only completely cured after applying the seal. This can increase the corrosion resistance of the hollow body, because Damage to the cover and/or primer layer that occurs during deformation is covered with a sealing layer.
Поэтому уплотняющий слой, в отличие от грунтовочного и покровного слоев, предпочтительно не наносится в непрерывном процессе нанесения покрытия на ленту, а, напротив, наносится после изготовления полого тела. Поэтому для уплотнения в качестве растворителя предпочтительно используется вода, чтобы сделать обработку уплотнения простой и надежной.Therefore, the sealing layer, unlike the primer and coating layers, is preferably not applied in a continuous coating process to the strip, but rather is applied after the hollow body has been manufactured. Therefore, water is preferably used as a solvent for sealing to make seal processing simple and reliable.
Особенно предпочтительный вариант осуществления изобретения изображен на фигурах и описан в примерах без ограничения общего изобретательского замысла. На фигурах показаны:A particularly preferred embodiment of the invention is shown in the figures and described in examples without limiting the general inventive concept. The figures show:
фиг. 1 - обзор имеющего место механизма коррозии;fig. 1 - overview of the corrosion mechanism taking place;
фиг. 2 - пример предложенной системы покрытия в соответствии с изобретением;fig. 2 is an example of a proposed coating system in accordance with the invention;
фиг. 3 - блок-схема способа изготовления;fig. 3 - block diagram of the manufacturing method;
фиг. 4а, b - результаты коррозионного испытания посредством теста в солевом тумане;fig. 4a, b - results of corrosion test by salt spray test;
фиг. 5 - ускоренное коррозионное испытание;fig. 5 - accelerated corrosion test;
- 5 045867 фиг. 6а, b - результат ускоренного коррозионного испытания;- 5 045867 fig. 6a, b - result of accelerated corrosion test;
фиг. 7а, b - результат испытания на деформацию.fig. 7a, b - the result of the deformation test.
На фиг. 1 изображен механизм коррозии, главным образом, имеющий место в открытых радиаторных системах. В сечении изображен участок традиционного известного радиатора. Радиатор изготовлен из стального листа 1. Во внутреннем пространстве 15 протекает отопительная текучая среда 10. На обращенную к внешней области 16 внешней стороне стального листа 1 в качестве антикоррозионной защиты нанесены фосфатирование 4 и внешний лак 5. На обращенной к внутреннему пространству 15 внутренней стороне стального листа 1 отложились продукты 2 коррозии. В открытых радиаторных системах быстро возникают известковые отложения 3. Отопительная текучая среда 10 действует в качестве электролита. На краях известковых отложений 3 образуется катод 7, а под известковыми отложениями 3 анод 6. Начинается щелевая коррозия 8, которая впоследствии приводит к питтингообразованию 9. Коррозия продолжается на внешней стороне стального листа 1. Из-за коррозионного повреждения происходят вытекание отопительной текучей среды 10 и образование 11 пузырьков под внешним лаком 5. Поэтому радиатор требует замены.In fig. Figure 1 depicts the corrosion mechanism primarily occurring in open radiator systems. The cross-section shows a section of a traditional, well-known radiator. The radiator is made of steel sheet 1. In the internal space 15, a heating fluid 10 flows. On the outer side of the steel sheet 1 facing the outer area 16, phosphating 4 and external varnish 5 are applied as anti-corrosion protection. On the inner side of the steel sheet facing the inner space 15 1 corrosion products 2 have been deposited. In open radiator systems, lime deposits 3 quickly form. The heating fluid 10 acts as an electrolyte. At the edges of the lime deposits 3, a cathode 7 is formed, and under the lime deposits 3, an anode 6. Crevice corrosion 8 begins, which subsequently leads to pitting 9. Corrosion continues on the outside of the steel sheet 1. Due to corrosion damage, the heating fluid 10 and formation of 11 bubbles under the outer varnish 5. Therefore, the radiator requires replacement.
На фиг. 2 изображен пример предложенной системы покрытия в соответствии с изобретением на холоднокатаной, подвергнутой рекристаллизационному отжигу и конверсионной обработке стальной ленте 21. Система покрытия содержит обращенный к стальной ленте 21 грунтовочный слой 22, содержащий пленкообразователь и коррозионно-защитные пигменты 24. Непосредственно на грунтовочном слое 22 расположен покровный слой 23, содержащий пленкообразователь и проводящие частицы 25.In fig. 2 shows an example of the proposed coating system in accordance with the invention on a cold-rolled, recrystallization-annealed and conversion-treated steel strip 21. The coating system contains a primer layer 22 facing the steel strip 21, containing a film former and corrosion-protective pigments 24. Directly on the primer layer 22 is located a covering layer 23 containing a film former and conductive particles 25.
В изображенном варианте грунтовочный слой 22 и покровный слой 23 имеют соответственно толщину около 2 мкм. В качестве пленкообразователя для грунтовочного слоя 22 и покровного слоя 23 соответственно предусмотрена изоцианидно сшитая полимерная система на основе фенольной смолы с эпоксидной и меламиновой смолами.In the illustrated embodiment, the primer layer 22 and the cover layer 23 respectively have a thickness of about 2 μm. An isocyanide cross-linked polymer system based on phenolic resin with epoxy and melamine resins is provided as a film former for the primer layer 22 and the cover layer 23, respectively.
Грунтовочный слой 22 содержит около 17 мас.% коррозионно-защитных пигментов 24. В качестве коррозионно-защитных пигментов 24 в грунтовочном слое 22 содержатся фосфат цинка и кальцийионообмененный пигмент на основе кремниевой кислоты или диоксида кремния.The primer layer 22 contains about 17% by weight of corrosion-protective pigments 24. As the corrosion-protective pigments 24, the primer layer 22 contains zinc phosphate and a calcium ion-exchange pigment based on silicic acid or silica.
Покровный слой 23 содержит в качестве проводящих частиц 25 графит в количестве 12 мас.% и с размером зерен d100 < 10 мкм. Проводящие частицы 25 выдаются за уровень пленкообразователя (на фиг. 2 не показано). Кроме того, покровный слой 23 содержит сосшитые силоксаны (около 6 мас.%) в качестве гидрофобизатора.The covering layer 23 contains graphite as conductive particles 25 in an amount of 12 wt.% and with a grain size d100 < 10 μm. Conductive particles 25 extend beyond the level of the film former (not shown in Fig. 2). In addition, the coating layer 23 contains cross-linked siloxanes (about 6 wt.%) as a water repellent.
Дополнительно над покровным слоем 23 может быть расположен уплотняющий слой 26. Также, независимо от уплотняющего слоя 26, под грунтовочным слоем 22 может быть предусмотрен конверсионный слой, например, содержащий фториды титана.Additionally, a sealing layer 26 may be located above the cover layer 23. Also, independently of the sealing layer 26, a conversion layer, for example containing titanium fluorides, may be provided below the primer layer 22.
Для получения иллюстративной системы покрытия может быть использована следующая процедура.The following procedure may be used to obtain an exemplary coating system.
На фиг. 3 изображена блок-схема способа получения. Прежде всего, методом нанесения покрытия на рулонный прокат наносятся грунтовка и покровный лак. Это осуществляется в двухстадийном процессе. При этом грунтовочный слой 22 и покровный слой 23 частично сшиваются, так что они отверждены не полностью. Не показано опциональное последующее нанесение уплотнения. В заключение система покрытия из грунтовочного слоя 22, покровного слоя 23 и, при необходимости, уплотняющего слоя 26 отверждается.In fig. 3 shows a block diagram of the production method. First of all, using the coating method, a primer and a top varnish are applied to the coils. This is done in a two-step process. In this case, the primer layer 22 and the cover layer 23 are partially cross-linked, so that they are not completely cured. Optional subsequent application of seal is not shown. Finally, the coating system of primer layer 22, cover layer 23 and, if necessary, sealing layer 26 is cured.
Подробно для этого можно поступить следующим образом.In detail, you can do this as follows.
В начале процесса нанесения покрытия непокрытый металлический лист 21 подвергается щелочной очистке, чтобы удалить масло, пыль и другие загрязнения с поверхности ленты и достичь единого состояния поверхности перед конверсионной обработкой.At the beginning of the coating process, the uncoated metal sheet 21 is subjected to alkaline cleaning to remove oil, dust and other contaminants from the surface of the belt and achieve a uniform surface condition before conversion treatment.
Раствор очистителя (Ridoline C72 или же Bonderite C72, оба от фирмы Henkel Surface Technologies) наносится на поверхность ленты посредством распределительных труб для распыления через ложечные форсунки. Давление распыления составляет 2 бар, температура ванны - 55-60°C. Концентрация очистителя устанавливается на 8-12 пунктов общей щелочности, а при ожидаемом сильном загрязнении, например, при замасленном входном материале, - на 11-14 пунктов общей щелочности. Пункты общей щелочности соответствуют расходу в мл 0,1 N H2SO4 при титрировании до рН 8,5 и 10 мл объема пробы и являются мерой концентрации ОН обезжиривающего раствора.A cleaning solution (Ridoline C72 or Bonderite C72, both from Henkel Surface Technologies) is applied to the surface of the belt through distribution pipes for spraying through spoon nozzles. The spray pressure is 2 bar, the bath temperature is 55-60°C. The concentration of the purifier is set at 8-12 points of total alkalinity, and in case of expected heavy contamination, for example, with oily input material, at 11-14 points of total alkalinity. Total alkalinity points correspond to the consumption in ml of 0.1 NH 2 SO 4 when titrated to pH 8.5 and 10 ml of sample volume and are a measure of the OH concentration of the degreasing solution.
Очищающая ванна готовится заново в равные промежутки времени и впоследствии в зависимости от потребности подкрепляется гранулятом очистителя. Потери в результате испарения и выноса объема ванны дополняются деионизированной, полностью деминерализованной водой.The cleansing bath is prepared anew at regular intervals and subsequently, depending on the need, is supplemented with cleaner granules. Losses due to evaporation and removal of bath volume are supplemented by deionized, fully demineralized water.
Время контактирования поверхности ленты с раствором очистителя составляет, в зависимости от скорости ленты, лишь несколько, например, 5-10, с. После выхода из зоны очистки распылением приставшая пленка жидкости отжимается, очищенная лента промывается деионизированной водой при комнатной температуре в течение примерно 20 с, снова отжимается и сушится теплым воздухом примерно при 50°C в течение 1-2 с.The contact time of the belt surface with the cleaner solution is, depending on the belt speed, only a few, for example, 5-10, s. After leaving the spray cleaning zone, the adhered liquid film is wrung out, the cleaned tape is washed with deionized water at room temperature for about 20 s, wrung out again and dried with warm air at about 50°C for 1-2 s.
Затем наносится конверсионный слой. Для этого лента подвергается конверсионной обработке бесхромным, содержащим фториды титана раствором (Granodine 1455, также GR 1455, от фирмы Henkel)Then a conversion layer is applied. For this purpose, the tape is subjected to conversion treatment with a chromium-free solution containing titanium fluorides (Granodine 1455, also GR 1455, from Henkel)
- 6 045867 методом погружения и отжима при температуре ванны 25-35°C и времени контактирования менее 5 с. Время контактирования может регулироваться независимо от скорости ленты посредством подвижных направляющих роликов. При более высокой скорости ленты путь прохождения соответственно удлиняется путем опускания направляющих роликов в ванну. Полученные титановые покрытия составляют 1-2 мг/м2 Ванна для погружения готовится в виде 1%-го раствора коммерчески доступного концентрата GR 1455. Подкрепление и дополнение ванны осуществляются раствором, содержащим азотную кислоту и концентрат GR 1455. Регулируемой величиной является значение рН, которое должно поддерживаться от 3,1 до 3,5. Затем осуществляется сушка теплым воздухом при 35°C в течение 1-2 с.- 6 045867 by immersion and spin method at a bath temperature of 25-35°C and a contact time of less than 5 s. The contact time can be adjusted independently of the belt speed by means of movable guide rollers. At higher belt speeds, the travel path is correspondingly lengthened by lowering the guide rollers into the bath. The resulting titanium coatings are 1-2 mg/m 2 The immersion bath is prepared in the form of a 1% solution of the commercially available concentrate GR 1455. The bath is reinforced and supplemented with a solution containing nitric acid and GR 1455 concentrate. The adjustable value is the pH value, which should be supported between 3.1 and 3.5. Then drying is carried out with warm air at 35°C for 1-2 s.
Посредством двухвалкового устройства нанесения покрытия на следующей стадии процесса на одну сторону наносится грунтовочный слой, например, толщиной 2 мкм, который затем подвергается горячей сушке в расположенной ниже по ходу потока печи для грунтовки. Печь для грунтовки представляет собой конвекционную печь. В конце печи лента достигает пиковой температуры металла 250-270°C. В зависимости от скорости ленты время выдержки составляет 10-30 с. Непосредственно после печи для грунтовки лента охлаждается примерно до 40°C в течение 1-2 с с использованием распылительных форсунок. В качестве охлаждающей среды служит циркулирующая деминерализованная вода.By means of a two-roll coater, in the next process step a primer layer, for example 2 µm thick, is applied to one side, which is then baked in a downstream priming oven. The primer oven is a convection oven. At the end of the furnace, the strip reaches a peak metal temperature of 250-270°C. Depending on the speed of the tape, the exposure time is 10-30 s. Immediately after the priming oven, the tape is cooled to approximately 40°C for 1-2 seconds using spray nozzles. Circulating demineralized water serves as the cooling medium.
Грунтовочный слой 22 основан на фенольной смоле (и опционально эпоксидной и/или меламиновой смоле) в качестве пленкообразователя с коррозионно-защитным пигментом 24 (см. табл. 1). Толщина грунтовочного слоя 22 составляет около 2 мкм и устанавливается посредством толщины мокрой пленки. Сама толщина мокрой пленки может регулироваться посредством режима работы устройства нанесения покрытия (вперед или назад), а также расстояния между его валками и давлений их прижима.The primer layer 22 is based on a phenolic resin (and optionally an epoxy and/or melamine resin) as a film former with a corrosion protective pigment 24 (see Table 1). The thickness of the primer layer 22 is about 2 µm and is set by the wet film thickness. The wet film thickness itself can be adjusted by the operating mode of the coating device (forward or backward), as well as the distance between its rolls and their clamping pressure.
Затем аналогично грунтовочному слою 22 на одну сторону посредством финишного устройства нанесения покрытия наносится покровный лак толщиной, например, 2 мкм. Пиковая температура металла в конце печи для финишного покрытия составляет 260-270°C, а время выдержки - 10-30 с. Водяное охлаждение после горячей сушки покровного лака осуществляется идентично охлаждению после нанесения грунтовки, причем лента охлаждается примерно до 40°C в течение 1-2 циркулирующей деионизированной водой из форсунок. Покровный слой 23 основан на фенольной смоле (и опционально эпоксидной смоле) с проводящим пигментом и гидрофобизатором (см. табл. 1). Толщина покровного слоя 23 устанавливается примерно на 2 мкм.Then, similarly to the primer layer 22, a top coat varnish with a thickness of, for example, 2 μm is applied to one side by means of a finishing coater. The peak metal temperature at the end of the finishing furnace is 260-270°C, and the holding time is 10-30 s. Water cooling after hot drying of the topcoat is identical to cooling after applying the primer, with the tape being cooled to approximately 40°C for 1-2 cycles of deionized water from the nozzles. The coating layer 23 is based on a phenolic resin (and optionally an epoxy resin) with a conductive pigment and a water repellent (see Table 1). The thickness of the cover layer 23 is set to approximately 2 μm.
Многослойный композит, состоящий из грунтовочного слоя 22 и покровного слоя 23, получают за один процесс, чтобы обеспечить адгезию между слоями.A multilayer composite consisting of a primer layer 22 and a top layer 23 is produced in a single process to ensure adhesion between the layers.
Затем, при необходимости, осуществляются ламинирование пленкой, инспекция и упаковывание.Then, if necessary, film lamination, inspection and packaging are carried out.
После этого из покрытых листов изготавливаются полые тела или радиаторы. При этом речь идет о водонаправляющих радиаторах, изготовленных из стального листа 21 с дополнительными конвекционными шахтами и без них. Для изготовления пластины для пластинчатого радиатора, например, из предложенного покрытого листа 21 в соответствии с изобретением могут быть сформованы две части пластины, которые соединяются между собой сваркой в одну пластину. При этом части пластины обычно деформируются так, что они имеют следующие друг за другом возвышения и углубления. При этом обычно осуществляется сгибание примерно на 90°. Обе деформированные части пластины соединяются затем так, что внутри образуются проточные каналы для отопительной текучей среды или воды, причем части пластины расположены таким образом, что система покрытия облицовывает внутреннее пространство. При этом предложенные материалы в соответствии с изобретением должны проходить через последующие процессы и выдерживать их без заметного повреждения: прежде всего, осуществляется деформация или рельефная формовка покрытых листов 21 для образования водяных каналов. Затем покрытые листы свариваются между собой точечной сваркой. При этом контролируется пригодность для сварки, или не должны быть видны повреждения от сварки, например, брызги.Hollow bodies or heat sinks are then made from the coated sheets. In this case, we are talking about water-guided radiators made of steel sheet 21 with and without additional convection shafts. To produce a plate for a plate radiator, for example, from the proposed coated sheet 21 in accordance with the invention, two parts of the plate can be formed, which are connected to each other by welding into one plate. In this case, parts of the plate are usually deformed so that they have successive elevations and depressions. This usually involves bending approximately 90°. The two deformed parts of the plate are then connected so that flow channels for heating fluid or water are formed inside, the parts of the plate being arranged in such a way that the coating system lines the interior space. In this case, the proposed materials in accordance with the invention must undergo subsequent processes and withstand them without noticeable damage: first of all, deformation or relief molding of the coated sheets 21 is carried out to form water channels. The coated sheets are then spot welded together. In this case, the suitability for welding is checked, or welding damage, such as spatter, must not be visible.
После этого изготавливаются радиаторы, причем в зависимости от конструктивной формы между собой могут соединяться также несколько пластин, и в зависимости от необходимости дополнительно размещаются конвекционные листы. Радиаторы изготавливаются путем шовной роликовой сварки внешних кромок и индукционной сварки распорок и присоединений, причем в качестве метода выбирается индукционная сварка, т.к. присоединения могут быть слегка масляными, что обусловлено процессом изготовления. Затем радиаторы подвергаются испытанию на герметичность с помощью сжатого воздуха под водой.After this, radiators are manufactured, and depending on the structural shape, several plates can also be connected to each other, and, depending on the need, additional convection sheets are placed. Radiators are manufactured by seam roller welding of the outer edges and induction welding of spacers and connections, and induction welding is chosen as the method, because The connections may be slightly oily due to the manufacturing process. The radiators are then subjected to a leak test using compressed air underwater.
При этом в радиатор методом разбрызгивания, распыления или погружения может быть введен уплотняющий слой 26, чтобы заделать возможные повреждения системы покрытия.In this case, a sealing layer 26 can be introduced into the radiator by splashing, spraying or immersion in order to repair possible damage to the coating system.
На наружную поверхность радиатора наносится грунтовка погружением (например, фосфатирование 4) или грунтовка путем электрофоретического осаждения и в течение 10 мин подвергается горячей сушке при температурах объекта до 180°C или при температуре циркуляционного воздуха 240°C. После этого происходит порошковое покрытие наружных поверхностей и горячая сушка при температурах объекта до 180°C в течение 10 мин (температура циркуляционного воздуха 240°C). Только при этих повторных процессах горячей сушки нанесенные методом нанесения покрытия на рулонный прокат грунтовочный слой 22 и покровный слой 23 полностью сшиваются и отверждаются. Предварительно заданная частичная сшивка препятствует пережиганию отдельных пленкообразователей.A primer by immersion (for example, phosphating 4) or a primer by electrophoretic deposition is applied to the outer surface of the radiator and subjected to hot drying for 10 minutes at object temperatures of up to 180°C or at a circulating air temperature of 240°C. After this, the external surfaces are powder coated and hot dried at object temperatures of up to 180°C for 10 minutes (circulation air temperature 240°C). Only during these repeated hot drying processes are the primer layer 22 and the cover layer 23 applied by coil coating to be completely cross-linked and cured. Predetermined partial cross-linking prevents the individual film formers from burning out.
- 7 045867- 7 045867
Пример состава лака для образования грунтовочного слоя 22, покровного слоя 23 и опционального уплотняющего слоя 26 приведены в табл. 1а.An example of the varnish composition for the formation of the primer layer 22, the top layer 23 and the optional sealing layer 26 is given in table. 1a.
Названные исходные материалы смешиваются в указанном количестве, гомогенизируются и наносятся на металлический лист 21. Затем покрытие, как сказано выше, подвергается горячей сушке, в ходе которой летучие растворители испаряются.The said raw materials are mixed in the specified quantities, homogenized and applied to the metal sheet 21. The coating is then subjected to hot drying, as described above, during which the volatile solvents evaporate.
Предпочтительно используется стальной лист 21, снабженный конверсионным слоем.Preferably, a steel sheet 21 provided with a conversion layer is used.
Грунтовочный слой 22 наносится на при необходимости конверсионно-обработанный стальной лист 21 и подвергается горячей сушке. Затем на грунтовочный слой 22 наносится покровный слой 23 и подвергается горячей сушке. Опционально затем наносится дополнительный уплотняющий слой 26, который также подвергается горячей сушке.The primer layer 22 is applied to the optionally conversion-treated steel sheet 21 and is baked. A coating layer 23 is then applied to the primer layer 22 and subjected to hot drying. Optionally, an additional sealing layer 26 is then applied, which is also baked.
Таблица 1а Иллюстративный состав жидкого лака в мас.%Table 1a Illustrative composition of liquid varnish in wt.%
В табл. 1b приведен состав грунтовочного, покровного и уплотняющего слоев, которые образуются в результате сушки указанного в табл. 1а лака.In table 1b shows the composition of the primer, cover and sealing layers, which are formed as a result of drying indicated in the table. 1a varnish.
Таблица 1b Иллюстративный состав сухой пленки в мас.%Table 1b Illustrative dry film composition in wt.%
Для следующих примеров образцы покрывались описанным выше способом описанным выше лаком.For the following examples, the samples were coated in the same manner as described above with the varnish described above.
Пример 1. Коррозионная стойкость при испытании в соляном тумане по DIN EN ISO 9227.Example 1: Corrosion resistance when tested in salt spray according to DIN EN ISO 9227.
Для испытания в соляном тумане образцы позиционировались в соответствии с нормами в контрольном приборе (определенный угол, расстояние между образцами и т.д.) и обрызгивались в течение указанного времени стандартным соляным раствором. В конце продолжительности испытания возникающие на образцах явления коррозии оценивались, например, по степени ржавления, степени образования пузырьков и коррозионному проникновению органических покрытий. Результаты этих испытаний приведены в табл. 2 и на фиг. 4.For the salt fog test, the samples were positioned according to the standards in the control device (certain angle, distance between samples, etc.) and sprayed with a standard salt solution for a specified time. At the end of the test duration, the corrosion phenomena occurring on the samples were assessed, for example, by the degree of rusting, the degree of bubble formation and the corrosion penetration of organic coatings. The results of these tests are given in table. 2 and fig. 4.
Оказалось, что коррозионная стойкость системы покрытия в соответствии с изобретением заметно повысилась по сравнению с отдельными слоями и непокрытым эталонным образцом из стали.It turned out that the corrosion resistance of the coating system in accordance with the invention was noticeably improved compared to the individual layers and the uncoated steel reference sample.
Таблица 2table 2
Результаты испытания в соляном тумане по DIN EN ISO 9227Salt spray test results according to DIN EN ISO 9227
Пример 2. Коррозионная стойкость при ускоренном коррозионном испытании.Example 2. Corrosion resistance during accelerated corrosion testing.
Известно, что испытание в соляном тумане редко совпадает с коррозионным поведением в естественном окружении. Поэтому было разработано ускоренное коррозионное испытание (FCT), чтобы оптиIt is known that salt spray testing rarely matches the corrosion behavior in the natural environment. Therefore, the Accelerated Corrosion Test (FCT) was developed to
- 8 045867 мально следить за коррозионной нагрузкой в радиаторе. Структура испытания изображена на фиг. 5. На фиг. 5а при виде сверху изображен образец 34. Зона выше уровня 35 расположена во влажном газовом пространстве 33 над электролитом 32, а нижняя зона - в электролите 32. Уровень 35 образует граничную поверхность между электролитом 32 и газовым пространством 33. На фиг. 5b при виде сбоку изображен испытательный прибор 31. При этом образец 34 располагается в испытательном приборе 31 частично в электролите 32, а другая часть выдается из электролита 32 в газовое пространство 33 испытательного прибора 31. Подробно испытание описано в:- 8 045867 It is important to monitor the corrosion load in the radiator. The test structure is shown in Fig. 5. In FIG. 5a is a top view of sample 34. The zone above level 35 is located in the wet gas space 33 above the electrolyte 32, and the lower zone is in the electrolyte 32. Level 35 forms the boundary surface between the electrolyte 32 and the gas space 33. In FIG. 5b shows a side view of the test device 31. In this case, the sample 34 is located in the test device 31 partially in the electrolyte 32, and the other part is issued from the electrolyte 32 into the gas space 33 of the test device 31. The test is described in detail in:
K.-Н. Stellnberger, Neue Korrosionsprufungen fur Verklebungen und Lackierungen in der Automobilindustrie DECHEMA-Tagung, 28.02.2012, Frankfurt;K.-N. Stellnberger, Neue Korrosionsprufungen fur Verklebungen und Lackierungen in der Automobilindustrie DECHEMA-Tagung, 02/28/2012, Frankfurt;
K.-H. Stellnberger, Neue Korrosionsprufungen fur Verklebungen und Lackierungen in der Automobilindustrie Sonderheft, Adhesion 2012;K.-H. Stellnberger, Neue Korrosionsprufungen fur Verklebungen und Lackierungen in der Automobilindustrie Sonderheft, Adhesion 2012;
K.-H. Stellnberger, Korrosionsprufung am Automobil, neue Trends in der Branche Springer-Verlag, BHM Berg- und Huttenmannische Monatshefte, 7/2018.K.-H. Stellnberger, Korrosionsprufung am Automobil, neue Trends in der Branche Springer-Verlag, BHM Berg- und Huttenmannische Monatshefte, 7/2018.
В качестве электролита 32 использовалась жесткая вода (20° dH) при 65°C вместо стандартного 5%го испытательного раствора NaCl при 30°C и каждый день дополнялась свежей, насыщенной кислородом водой. Газовое пространство 33 наполнялось кислородом. Когда система отопления (частично) опорожняется на летние месяцы, на водной линии (граничная поверхность, уровень 35) могут возникнуть смешанные формы коррозии, которые также отображаются при этом испытании. 3 недели FCT соответствуют нагрузке на радиатор в открытой системе отопления в течение примерно 10 лет.The electrolyte 32 used hard water (20° dH) at 65°C instead of the standard 5% NaCl test solution at 30°C and was replenished with fresh, oxygenated water every day. Gas space 33 was filled with oxygen. When the heating system is (partially) emptied during the summer months, mixed forms of corrosion may occur on the water line (boundary surface, level 35), which is also indicated by this test. 3 weeks FCT corresponds to the load on the radiator in an open heating system for approximately 10 years.
При этом испытании еще более заметно превосходство системы покрытия в соответствии с изобретением перед отдельными слоями и эталоном. Результаты приведены в табл. 3 и изображены на фиг. 6.In this test, the superiority of the coating system according to the invention over the individual layers and the reference is even more noticeable. The results are shown in table. 3 and shown in FIG. 6.
Предложенная система покрытия в соответствии с изобретением заметно превосходит эталон. В электролите 32 даже после 3 недель FCT не происходит никакого образования рыжей ржавчины, также уровень 35 свободен от явлений коррозии.The proposed coating system in accordance with the invention is noticeably superior to the standard. In electrolyte 32, even after 3 weeks of FCT, no formation of red rust occurs, and level 35 is also free from corrosion phenomena.
Таблица 3Table 3
Результаты ускоренного коррозионного испытанияAccelerated Corrosion Test Results
Пример 3. Деформируемость.Example 3. Deformability.
На фиг. 7 изображена хорошая деформируемость системы покрытия из грунтовочного слоя 22, покровного слоя 23 и уплотняющего слоя 26 после проведения испытания вдавливанием (вдавливание на глубину 6 мм или деформация по Эрихсену) по DIN ISO 1520:2006. Хорошая деформируемость характеризуется тем, что достигается предписанное вдавливание на глубину 6 мм без образования трещин на покрытии или его отделения от подложки.In fig. 7 shows the good deformability of the coating system of primer layer 22, cover layer 23 and sealing layer 26 after an indentation test (6 mm indentation or Erichsen deformation) according to DIN ISO 1520:2006. Good deformability is characterized by the fact that the prescribed indentation depth of 6 mm is achieved without cracking the coating or separating it from the substrate.
Пример 4. Пригодность для сварки.Example 4 Weldability.
Система покрытия хорошо пригодна к точечной сварке по стандарту DVS 2902-2. В процессе сварки на листах и электродах не образовывались вспышки, брызги или прочие повреждения. Сварные точки были герметичными. Это очень редко для стальных листов с органическим покрытием.The coating system is well suited for spot welding according to DVS 2902-2. There were no flashes, spatters or other damage to the sheets or electrodes during the welding process. The weld points were sealed. This is very rare for organic coated steel sheets.
При испытании сварочный диапазон составлял 6,3-7,9 кА, а удалось достичь общерекомендованного сварочного диапазона 1,5 кА. Сварочное сопротивление должно было быть ниже 100 мОм, а при испытании достигались сварочные сопротивления 26-97 мОм.When tested, the welding range was 6.3-7.9 kA, and the generally recommended welding range of 1.5 kA was achieved. The welding resistance had to be below 100 mOhm, and during testing welding resistances of 26-97 mOhm were achieved.
На фиг. 8 изображен результат сварочного испытания. Незамасленный лист толщиной 1,0 мм покрывался с обеих сторон системой покрытия. Испытание проводилось со сварочной машиной фирмы Schlatter с током частотой 50 Гц, регулированием тока на постоянную величину и электродом F-1-1620-5,5. Усилие на электроде составляло 2,7 кН, продолжительность сварки - 200 мс, время выдержки 120 мс. Достигались сварочный диапазон 1,7 кА и сварочное сопротивление 22,5 мОм. Не удалось установить никаких поверхностных брызг и никакого прилипания. Поэтому система покрытия была хорошо пригодной для сварки.In fig. 8 shows the result of the welding test. A 1.0 mm thick unoiled sheet was coated on both sides with a coating system. The test was carried out with a Schlatter welding machine with a current frequency of 50 Hz, constant current control and an F-1-1620-5.5 electrode. The force on the electrode was 2.7 kN, the welding duration was 200 ms, and the holding time was 120 ms. A welding range of 1.7 kA and a welding resistance of 22.5 mOhm were achieved. Could not establish any surface spatter and no adhesion. Therefore, the coating system was well suited for welding.
Перечень ссылочных позиций:List of reference items:
- стальной лист, в частности конверсионно-обработанный стальной лист;- steel sheet, in particular conversion-treated steel sheet;
- продукты коррозии;- corrosion products;
- известковое отложение;- lime deposits;
- фосфатирование (внешняя сторона);- phosphating (external side);
--
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19176961.1 | 2019-05-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA045867B1 true EA045867B1 (en) | 2024-01-11 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5377305B2 (en) | Method for passivating metal surface using copolymer containing phosphoric acid group and / or phosphonic acid group, and preparation used therefor | |
KR101154534B1 (en) | Process for producing a sheet steel product coated with an anticorrosion system | |
KR101560929B1 (en) | Surface treatment composition for Zn coated steel sheet with excellent corrosion resistance, and surface treated Zn coated steel sheet using the same | |
CN105088218B (en) | A kind of metal surface coating process | |
KR102314431B1 (en) | Coating composition for hot dip galvanized steel sheet having excellent blackening-resistance and alkali-resistance the surface treated hot dip galvanized steel sheet prepared by using the coating composition and method for preparing the surface treated hot dip galvanized steel sheet | |
KR20080015770A (en) | Process for the passivation of metallic surfaces with polymers having acid groups | |
BR102014017368A2 (en) | method for passivation of black plate into strips | |
JP2006187679A (en) | Rustproof coated article and coating film forming method | |
EP0119608B1 (en) | Coating composite for extended corrosion resistance | |
CN114144481A (en) | Coating system | |
EP2670888A2 (en) | Aluminum treatment compositions | |
US7473308B2 (en) | Gel containing phosphate salts for passivation | |
EA045867B1 (en) | COATING SYSTEM | |
KR100371554B1 (en) | Coating composition for dacrotized film with excellent corrosion resistance | |
JP5259168B2 (en) | Surface treatment agent and steel plate | |
CN100430519C (en) | Surface-treated metal sheet and surface-treating agent | |
JP4970773B2 (en) | Metal surface treatment agent, metal material surface treatment method and surface treatment metal material | |
JP2787124B2 (en) | Composite coated aluminum plate or aluminum alloy plate excellent in press formability, scratch resistance, yarn rust resistance and sharpness | |
JP4831991B2 (en) | Surface-treated plated steel sheet for gasoline fuel containers | |
JP6323424B2 (en) | Surface-treated hot-dip galvanized steel sheet with excellent corrosion resistance | |
JP4344219B2 (en) | Inorganic organic composite-treated zinc-coated steel sheet with excellent corrosion resistance after electrodeposition coating | |
JP5349379B2 (en) | Method for producing chemical conversion steel sheet | |
JP4143019B2 (en) | Inorganic organic composite treated zinc-based plated steel sheet | |
JP2004035988A (en) | Non-chromium type aluminum substrate treatment material having excellent coating film adhesion | |
KR20020051210A (en) | White corrosion inhibiting solutions for product coated with zinc |