EP3580371A1 - Haftvermittlerzusammensetzung - Google Patents

Haftvermittlerzusammensetzung

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EP3580371A1
EP3580371A1 EP18704475.5A EP18704475A EP3580371A1 EP 3580371 A1 EP3580371 A1 EP 3580371A1 EP 18704475 A EP18704475 A EP 18704475A EP 3580371 A1 EP3580371 A1 EP 3580371A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polyacrylic acid
weight
composite
composite material
aqueous solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18704475.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Lostak
Stella JANSSEN
Florian Rollbusch
Klaus-Peter Koch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3580371A1 publication Critical patent/EP3580371A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C09J2477/006—Presence of polyamide in the substrate

Definitions

  • the present invention relates to a primer composition that dispenses with the use of toxic heavy metals and also has a larger edition window for a functioning in the composite adhesion. Furthermore, the present invention relates to a composite material comprising an adhesion promoter layer based on the adhesion promoter composition according to the invention. Another aspect of the present invention relates to a process for producing the composite material and the use of the composite material.
  • composite materials are increasingly being used to reduce the empty weight of the bodies.
  • Such composite materials are sandwich structures, in addition to metallic components, such as galvanized thin sheets, and organic materials, such as organic polymers containing. These materials combine the high strength of the steel with the low weight of the plastic used.
  • the lifetime of the composite of these sandwich structures is determined by the boundary layer between the metal oxide and the polymer used. For a large-scale use of these materials, a stable and permanent adhesion between the different materials must be formed. To ensure this, so-called adhesion promoters or primers are used.
  • adhesion promoters are typically aqueous conversion solutions which can be applied to metallic substrates by various methods. These systems are characterized in particular by the fact that they are mostly acidic aqueous solutions that dissolve the metallic base substrate. This metal dissolution leads to a near-surface increase in the pH and subsequent precipitation of inorganic reaction products, which are responsible for the advantageous properties of these coatings.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved adhesion promoter composition, in particular to provide a primer composition which, without the use of toxic heavy metals, offers a large exposure window for a bond which functions in combination.
  • the adhesion promoter composition according to the invention consists of an aqueous solution comprising:
  • a phosphate component 1 part by weight of a phosphate component and optionally 1/10 to 5/10 parts by weight of a metal-containing component selected from the group Zn, Ca, Mg and / or Al.
  • the aqueous solution of the adhesion promoter composition according to the invention contains x k to 3 parts by weight of a polymer.
  • the polymer is selected from the group of maleic acid. re / polyacrylic acid copolymer, modified polyacrylic acid or polyacrylic acid.
  • mixtures thereof are also used as the polymer.
  • Polyacrylic acid and modified polyacrylic acid are Polyacrylic acid and modified polyacrylic acid.
  • the aqueous solution contains the following ratios of polymer to the phosphate component k: 1; 1/3: 1; 1: 1; 2: 1 or 3: 1, wherein the polymer is selected from the group consisting of maleic acid / polyacrylic acid copolymer, modified polyacrylic acid or polyacrylic acid.
  • the aqueous solution has a pH in the range from 2 to 3, preferably 2.2 to 2.8, more preferably 2.4 to 2.6.
  • the aqueous solution further contains a wetting agent selected from the group of alcohols.
  • the wetting agent is ethanol or ethylene glycol.
  • the amount of the wetting agent in the aqueous solution is 0.5 to 1 part by weight.
  • the copolymer has a molar mass in the range from 50,000 to 100,000 g / mol and the polyacrylic acid has a molar mass in the range from 1000 to 300,000 g / mol.
  • the stated molar masses are average molar masses, which were determined by gel permeation chromatography.
  • the calibrant was polystyrene sulfonate.
  • the polymer is a maleic acid / polyacrylic acid copolymer having an average molar mass in the range of 50,000-100,000 g / mol, more preferably 60,000-80,000 g / mol.
  • the copolymer is a maleic acid / polyacrylic acid copolymer having an average molar mass of 70,000 g / mol.
  • the polymer is a modified polyacrylic acid having an average molar mass in the range of 1000-5000 g / mol, more preferably with an average molar mass of 3000 g / mol.
  • the polymer is a polyacrylic acid having an average molar mass in the range of 50,000 to 300,000 g / mol.
  • the polyacrylic acid has an average molar mass in the range from 80,000 to 120,000 g / mol, more preferably 100,000 g / mol.
  • the polyacrylic acid has an average molar mass in the range from 200,000 to 300,000 g / mol, more preferably 250,000 g / mol.
  • the aqueous solution has no toxic heavy metals.
  • toxic heavy metals are essentially understood to mean metals which have a density of greater than 5.0 g / cm 3 in elemental form.
  • the essential heavy metals iron, manganese, molybdenum, copper and zinc, which form essential food constituents, are excluded from this.
  • the invention relates to a composite material comprising two metal sheets connected by means of a thermoplastic polymer film and in each case one adhesion promoter layer arranged between sheet metal and film comprising the, in particular dried, adhesion promoter composition according to the invention.
  • the primer layer preferably has a dry film weight of 10 to 60 mg / m 2 based on the phosphate content. More preferably, the primer layer has a dry layer weight of 20 to 50 mg / m 2 based on the phosphate content.
  • the thickness of the sheets is 0.15 to 3 mm.
  • the metal sheet is preferably an electrolytic or hot-dip galvanized steel sheet.
  • the metal sheet is a galvanized zinc-magnesium steel sheet.
  • the metal sheet is formed from a CRS steel (cold-rolled steel).
  • the metal sheet is formed from stainless steel or aluminum.
  • the thickness of the film 50 to 5000 ⁇ , preferably 200 to 1000 ⁇ .
  • the film preferably consists of a grafted polyethylene-polyamide 6 mixture.
  • the present invention relates to a method of making a composite comprising the steps of:
  • the coated metal sheets are subjected to a drying step before being brought together.
  • the thickness of the sheets is 0.15 to 3 mm.
  • the metal sheet is preferably an electrolytic or hot-dip galvanized steel sheet.
  • the metal sheet is a galvanized zinc-magnesium steel sheet.
  • the metal sheet is formed from a CRS steel (cold-rolled steel). In a further preferred embodiment, the metal sheet is formed from stainless steel or aluminum.
  • the thickness of the film 50 to 5000 ⁇ , preferably 200 to 1000 ⁇ .
  • the film preferably consists of a grafted polyethylene-polyamide 6 mixture.
  • the adhesion promoter composition is applied in an amount such that a dry layer weight of 10 to 60 mg / m 2, based on the phosphate content, remains.
  • the present invention further relates to the use of the composite material according to the invention, which was preferably produced according to the invention in the automotive, aircraft, rail vehicle or construction industry.
  • Polymer A Maleic acid / acrylic acid copolymer from the Sokalan CP series
  • Polymer B Modified polyacrylic acid from the Sokalan CP series
  • Polymer C Polyacrylic acid from the Sokalan PA series
  • Phosphate component phosphoric acid
  • Metal-containing component ZnO, CaC0 3 , MgHP0 4 , Al (N0 3 ) 3
  • wetting agent ethanol, ethylene glycol
  • galvanized steel sheets (20 ⁇ 20 cm) were coated with the respective compositions by means of a chem-coater coating system.
  • an RFA hand spectrometer (Tracer Element Phosphor) was used.
  • the coated steel sheets were then dried in a continuous oven at a temperature in the range of 80 to 120 ° C. The residence time was 20 to 40 seconds.
  • a metal-polymer-metal composite was produced by means of a plate press. For this purpose, the composite was pressed for 30 - 150 s at a temperature of 200 - 250 ° C and a pressure of 15 - 25 bar.
  • the polymer used was a 0.4 mm thick thermoplastic polymer film consisting of a grafted polyethylene-polyamide mixture. From the composite material then obtained specimens were prepared, which were measured in a T-peel at a test speed of 100 mm / min. This test was carried out on the basis of DIN EN ISO 11339. The results are listed in Table 2 below.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haftvermittlerzusammensetzung, die auf den Einsatz von toxischen Schwermetallen verzichtet und zudem ein größeres Auflagenfenster für eine im Verbund funktionierende Haftung aufweist. Die Haftvermittlerzusammensetzung besteht aus einer wässrigen Lösung enthaltend - 1/4 - 3 Gewichtsteile eines Polymers ausgewählt aus der Gruppe Maleinsäure/Polyacrylsäure-Copolymer, modifizierte Polyacrylsäure oder Polyacrylsäure, - 1 Gewichtsteil einer Phosphat-Komponente und- ggf. 1/10 bis 5/10 Gewichtsteile einer Metallhaltigen-Komponente ausgewählt aus der Gruppe Zn, Ca, Mg und/oder Al.

Description

Haftvermittlerzusammensetzung Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haftvermittlerzusammensetzung, die auf den Einsatz von toxischen Schwermetallen verzichtet und zudem ein größeres Auflagenfenster für eine im Verbund funktionierende Haftung aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Kompositwerkstoff aufweisend eine Haftvermittlerschicht auf Basis der erfindungsgemäßen Haftvermittlerzusammensetzung. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Kompositwerkstoffs sowie die Verwendung des Kompositwerkstoffs.
Technischer Hintergrund
Im Fahrzeugbau werden zunehmend Kompositwerkstoffe eingesetzt, um das Leergewicht der Karossen zu reduzieren. Solche Kompositwerkstoffe sind Sandwichaufbauten, die neben metallischen Komponenten, wie beispielsweise verzinkte Feinbleche, auch organische Materialien, wie beispielsweise organische Polymere, enthalten. Diese Materialien kombinieren die hohe Festigkeit des Stahls mit dem geringen Gewicht des verwendeten Kunstoffs.
Bestimmt wird die Lebensdauer des Verbundes dieser Sandwichaufbauten durch die Grenzschicht zwischen dem Metalloxid und dem verwendeten Polymer. Für einen großtechnischen Einsatz dieser Materialien muss eine stabile und permanente Haftung zwischen den verschiedenen Materialien ausgebildet werden. Um dies zu gewährleisten, kommen sogenannte Haftvermittler bzw. Primer zum Einsatz.
Bei diesen Haftvermittlern handelt es sich typischerweise um wässrige Konversionslösungen, die mittels verschiedener Verfahren auf metallische Substrate aufgebracht werden können. Diese Systeme zeichnen sich ins besonders dadurch aus, dass es meist saure wässrige Lösungen sind, die das metallische Grundsubstrat auflösen. Diese Metallauflösung führt zu einer grenzflächennahen Erhöhung des pH-Wertes und zu einer anschließenden Fällung von anorganischen Reaktionsprodukten, die für die vorteilhaften Eigenschaften dieser Beschichtungen verantwortlich sind.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2014 007 715 AI ist bekannt, dass Phosphatierverfahren auf der Basis von sauren Metallphosphaten in Anwesenheit von Polyacrylsäure eine haftver- mittelnde Schicht erzeugen. Diese Beschichtung erzeugt eine ausreichend hohe Haftung in einem Sandwichverbund, bestehend aus einem verzinkten Feinblech und einem organischen Polymer. Neben diesen Bestandteilen enthält diese Produktformulierung eine Reihe an toxischen Schwermetallen wie Mangan-, Chrom(lll)- und Eisen(ll)/(lll)-Verbindungen.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde eine verbesserte Haftvermittlerzusammensetzung bereitzustellen, insbesondere eine Haftvermittlerzusammensetzung bereitzustellen, die ohne den Einsatz von toxischen Schwermetallen ein großes Auflagenfenster für eine im Verbund funktionierende Haftung bietet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Haftvermittlerzusammensetzung mit den Merkmalen des Patentanspruchs l.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Die erfindungsgemäße Haftvermittlerzusammensetzung besteht aus einer wässrigen Lösung enthaltend:
1/4 - 3 Gewichtsteile eines Polymers ausgewählt aus der Gruppe Maleinsäure/ Polyacrylsäure-Copolymer, modifizierte Polyacrylsäure oder Polyacrylsäure,
1 Gewichtsteil einer Phosphat-Komponente und ggf. 1/10 bis 5/10 Gewichtsteile einer Metallhaltigen-Komponente ausgewählt aus der Gruppe Zn, Ca, Mg und/oder AI.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Haftvermittlerzusammensetzung bei der Herstellung von Kompositwerkstoffen sehr hohe Haftungswerte erzielt werden können.
Die wässrige Lösung der erfindungsgemäßen Haftvermittlerzusammensetzung enthält xk bis 3 Gewichtsteile eines Polymers. Hierbei ist das Polymer ausgewählt aus der Gruppe Maleinsäu- re/Polyacrylsäure-Copolymer, modifizierte Polyacrylsäure oder Polyacrylsäure. In einer bevorzugten Ausführungsform werden auch Mischungen hiervon als Polymer verwendet. Vorzugsweise ein Gemisch aus
Maleinsäure/Polyacrylsäure-Copolymer und modifizierte Polyacrylsäure,
Maleinsäure/Polyacrylsäure-Copolymer und Polyacrylsäure, oder
Polyacrylsäure und modifizierte Polyacrylsäure.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform enthält die wässrige Lösung die folgenden Verhältnisse von Polymer zu der Phosphat-Komponente k : 1; 1/3 : 1; 1 : 1; 2 : 1 oder 3 : 1, wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe Maleinsäure/Polyacrylsäure-Copolymer, modifizierte Polyacrylsäure oder Polyacrylsäure.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die wässrige Lösung einen pH- Wert im Bereich von 2 bis 3, bevorzugt 2,2 bis 2,8, mehr bevorzugt 2,4 bis 2,6 auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält die wässrige Lösung weiterhin ein Benetzungsmittel ausgewählt aus der Gruppe der Alkohole. Vorzugsweise ist das Benetzungsmittels Ethanol oder Ethylenglykol.
Vorzugsweise beträgt die Menge des Benetzungsmittels in der wässrigen Lösung 0,5 bis 1 Gewichtsteil.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Copolymer eine molare Masse im Bereich von 50000 bis 100000 g/mol und die Polyacrylsäure eine molare Masse im Bereich von 1000 bis 300000 g/mol auf. Bei den angegebenen molaren Massen handelt es sich um mittlere molare Massen, die mittels der Gelpermeationschromatographie ermittelt wurden. Als Kalibriermittel diente Polystyrolsulfonat.
Vorzugsweise ist das Polymer ein Maleinsäure/Polyacrylsäure-Copolymer mit einer mittleren molaren Masse im Bereich von 50000 - 100000 g/mol, mehr bevorzugt 60000 - 80000 g/mol. Am meisten bevorzugt ist Copolymer ein Maleinsäure/Polyacrylsäure-Copolymer mit einer mittleren molaren Masse von 70000 g/mol. Vorzugsweise ist das Polymer eine modifizierte Polyacrylsäure mit einer mittleren molaren Masse im Bereich von 1000 - 5000 g/mol, mehr bevorzugt mit einer mittleren molaren Masse von 3000 g/mol.
Vorzugsweise ist das Polymer eine Polyacrylsäure mit einer mittleren molaren Masse im Bereich von 50000 - 300000 g/mol. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Polyacrylsäure eine mittlere molare Masse im Bereich von 80000 - 120000 g/mol, mehr bevorzugt 100000 g/mol auf. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Polyacrylsäure eine mittlere molare Masse im Bereich von 200000 - 300000 g/mol, mehr bevorzugt 250000 g/mol auf.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die wässrige Lösung keine toxischen Schwermetalle auf. Unter toxischen Schwermetallen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen Metalle verstanden, die in Elementform eine Dichte von größer 5,0 g/cm3 aufweisen. Ausgenommen hiervon sind im Sinne der vorliegenden Erfindung die essentiellen Schwermetalle Eisen, Mangan, Molybdän, Kupfer und Zink, die essentielle Nahrungsbestandteile bilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Kompositwerkstoff umfassend zwei mittels einer thermoplastischen polymeren Folie verbundene Metallbleche und jeweils eine zwischen Blech und Folie angeordnete Haftvermittlerschicht umfassend die, insbesondere getrocknete, erfindungsgemäße Haftvermittlerzusammensetzung.
Die Haftvermittlerschicht weist vorzugsweise ein Trockenschichtgewicht von 10 bis 60 mg/m2 bezogen auf den Phosphatgehalt auf. Mehr bevorzugt weist die Haftvermittlerschicht ein Trockenschichtgewicht von 20 bis 50 mg/m2 bezogen auf den Phosphatgehalt auf.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Bleche 0, 15 bis 3 mm.
Das Metallblech ist vorzugsweise ein elektrolytisches oder feuerverzinktes Stahlblech.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Metallblech eine feuerverzinktes Zink-Magnesium Stahlblech. In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung wird das Metallblech aus einem CRS Stahl (cold- rolled steel) gebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird das Metallblech aus Edelstahl oder Aluminium gebildet.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Folie 50 bis 5000 μιτι, vorzugsweise 200 bis 1000 μιτι.
Die Folie besteht vorzugsweise aus einem gepfropften Polyethylen-Polyamid6-Gemisch.
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kompositwerkstoffs umfassend die Schritte:
Bereitstellen von zwei Metallblechen,
Beschichten der Bleche mit einer erfindungsgemäßen Haftvermittlerzusammensetzung, und
Zusammenführen der beschichteten Stahlbleche unter Anordnung einer thermoplastischen polymeren Folie so dass ein Verbund entsteht, und
Verbinden des Verbunds zu dem Kompositwerkstoff.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die beschichteten Metallbleche vor dem Zusammenführen einem Trocknungsschritt unterzogen.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Bleche 0, 15 bis 3 mm.
Das Metallblech ist vorzugsweise ein elektrolytisches oder feuerverzinktes Stahlblech.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Metallblech ein feuerverzinktes Zink-Magnesium- Stahlblech.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung wird das Metallblech aus einem CRS Stahl (cold- rolled steel) gebildet. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird das Metallblech aus Edelstahl oder Aluminium gebildet.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Folie 50 bis 5000 μιτι, vorzugsweise 200 bis 1000 μιτι.
Die Folie besteht vorzugsweise aus einem gepfropften Polyethylen-Polyamid6-Gemisch.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Haftvermittlerzusammensetzung in einer Menge appliziert, dass ein Trockenschichtgewicht von 10 bis 60 mg/m2 bezogen auf den Phosphatgehalt verbleibt.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ferner die Verwendung des erfindungsgemäßen Kompositwerkstoffs, der vorzugsweise erfindungsgemäß hergestellt wurde im Kraftfahrzeug-, Flugzeug-, Schienenfahrzeugbau oder Bauwesen.
Beispiele
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Herstellung der erfindungsgemäßen Haftvermittlerzusammensetzung
Zur Herstellung der in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen die folgenden Substanzen verwendet.
Lösungsmittel: Vollentsalztes Wasser (VE-Wasser)
Polymer A: Maleinsäure/Acrylsäure-Copolymer aus der Sokalan CP-Reihe Polymer B: Modifizierte Polyacrylsäure aus der Sokalan CP-Reihe
Polymer C: Polyacrylsäure aus der Sokalan PA-Reihe
Phosphat-Komponente: Phosphorsäure
Metallhaltige-Komponente: ZnO, CaC03, MgHP04, AI(N03)3
Benetzungsmittel: Ethanol, Ethylenglycol
Zur pH-Wert Einstellung wurde Salpetersäure verwendet. Die wässrigen Lösungen wurden auf einen pH-Wert im Bereich von 2,3 - 2,6 eingestellt. Alle Angaben sind in g/L angegeben, wobei die Verhältnisse sich stets auf 1 Gewichtsteil P04 3~ beziehen. Tabelle 1:
Herstellung der erfindungsgemäßen Kompositwerkstoffe
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kompositwerkstoffe wurden verzinkte Stahlbleche (20 x 20 cm) mittels einer Chem-Coater-Beschichtungsanlage mit den jeweiligen Zusammensetzungen beschichtet. Zur Bestimmung der Auflage wurde ein RFA-Handspektrometer (Tracerelement Phosphor) verwendet. Die beschichteten Stahlbleche wurden sodann in einem Durchlaufofen bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 120 °C getrocknet. Die Verweildauer betrug 20 bis 40 Sekunden. Anschließend wurde ein Metall-Polymer-Metall-Verbund mittels einer Plattenpresse hergestellt. Hierzu wurde der Verbund für 30 - 150 s bei einer Temperatur von 200 - 250 °C und einem Druck von 15 - 25 bar verpresst. Als Polymer wurde eine 0,4 mm dicke thermoplastische Polymerfolie bestehend aus einem gepfropftem Polyethylen-Poly- amidß-Gemisch verwendet. Aus dem sodann erhaltenen Kompositwerkstoff wurden Prüfkörper erstellt, die in einem T-Schälzugvesuch bei einer Prüfgeschwindigkeit von 100 mm/min gemessen wurden. Diese Prüfung erfolgte in Anlehnung der DIN EN ISO 11339. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2:
HVM1 HVM2 HVM3 HVM4 HVM5 HVM6 HVM7 HVM8 HVM9 HVM10 HVM11 HVM12
Schichtgewicht 10-20 15-30 10-30 20-50 10-30 10-60 15 60 20-60 20-50 20-50 20 [mg P04 37m2]
Schälwert 730- 685- 765- 510- 600- 630- 750 750 540- 670- 500- 560 [N/4cm] 765 750 820 710 805 750 730 730 660

Claims

Patentansprüche l. Haftvermittlerzusammensetzung bestehend aus einer wässrigen Lösung enthaltend
1/4 - 3 Gewichtsteile eines Polymers ausgewählt aus der Gruppe Maleinsäure/ Po- lyacrylsäure-Copolymer, modifizierte Polyacrylsäure oder Polyacrylsäure,
1 Gewichtsteil einer Phosphat-Komponente und
- ggf. 1/10 bis 5/10 Gewichtsteile einer Metallhaltigen-Komponente ausgewählt aus der Gruppe Zn, Ca, Mg und/oder AI.
2. Haftvermittlerzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die wässrige Lösung einen pH-Wert im Bereich von 2 bis 3 aufweist.
3. Haftvermittlerzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wässrige Lösung weiterhin ein Benetzungsmittel ausgewählt aus der Gruppe der Alkohole enthält.
4. Haftvermittlerzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Menge des Benetzungsmittels in der wässrigen Lösung 0,5 bis 1 Gewichtsteil beträgt.
5. Haftvermittlerzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei das Copolymer eine molare Masse im Bereich von 50000 bis 100000 g/mol und die Polyacrylsäure eine molare Masse im Bereich von 1000 bis 300000 g/mol aufweist.
6. Haftvermittlerzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die wässrige Lösung keine toxischen Schwermetalle aufweist.
7. Kompositwerkstoff umfassend zwei mittels einer thermoplastischen polymeren Folie verbundene Metallbleche und jeweils eine zwischen Blech und Folie angeordnete Haftvermittlerschicht umfassend eine Haftvermittlerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
8. Kompositwerkstoff nach Anspruch 7, wobei die Haftvermittlerschicht ein Trockenschichtgewicht von 10 bis 60 mg/m2 bezogen auf den Phosphatgehalt aufweist.
9. Kompositwerkstoff nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Dicke der Bleche zwischen 0, 15 und 3 mm beträgt.
10. Kompositwerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, wobei die Dicke der Folie zwischen 50 und 5000 μιτι, vorzugsweise zwischen 200 und 1000 μιτι beträgt.
11. Verfahren zur Herstellung eines Kompositwerkstoffs umfassend die Schritte:
- Bereitstellen von zwei Metallblechen,
- Beschichten der Bleche mit einer Haftvermittlerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, und
- Zusammenführen der beschichteten Stahlbleche unter Anordnung einer thermoplastischen polymeren Folie so dass ein Verbund entsteht, und
- Verbinden des Verbunds zu dem Kompositwerkstoff.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die beschichteten Metallbleche vor dem Zusammenführen einem Trocknungsschritt unterzogen werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Haftvermittlerzusammensetzung in einer Menge appliziert wird, dass ein Trockenschichtgewicht von 10 bis 60 mg/m2 bezogen auf den Phosphatgehalt verbleibt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, wobei der Verbund bei einer Temperatur von 200 - 250 °C und einem Druck von 15 - 25 bar verpresst wird.
15. Verwendung eines Kompositwerkstoffs nach einem der Ansprüche 7 bis 10, insbesondere hergestellt nach einem der Ansprüche 11 bis 14 im Kraftfahrzeug-, Flugzeug-, Schienenfahrzeugbau oder Bauwesen.
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