WO2002033146A1 - Bonding agent containing alkoxysilane for paint and adhesives on metal - Google Patents

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WO2002033146A1
WO2002033146A1 PCT/EP2001/011550 EP0111550W WO0233146A1 WO 2002033146 A1 WO2002033146 A1 WO 2002033146A1 EP 0111550 W EP0111550 W EP 0111550W WO 0233146 A1 WO0233146 A1 WO 0233146A1
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WO
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radical
composition according
metal
general formula
linear
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/011550
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German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Mayer
Andreas Rathjens
Thomas Huver
Matthias Schweinsberg
Original Assignee
Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
Cognis Deutschland Gmbh
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
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/68Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous solutions with pH between 6 and 8

Definitions

  • the present invention relates to a composition containing at least one solvent and at least one compound of the general formula I.
  • the radical R for a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical with less than 8 carbon atoms
  • the radicals R 3 and R each independently represent a linear or branched saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical or alkoxy radical having 1 to 24 carbon atoms.
  • the invention relates to a metal surface, as can be obtained by contacting the surface of a metal with a composition according to the invention, a method for surface treatment of metals with a composition according to the invention and the use of the composition according to the invention for surface treatment of metals.
  • a frequently used means of preventing corrosion is, for example, the application of an inorganic conversion layer, for example a layer of zinc phosphate, or a chromate layer.
  • Such layers usually passivate the metal surfaces, so that corrosion is suppressed.
  • WO 98/29580 describes a method for treating metallic surfaces, in which a metal surface is treated with a solution of one or more compounds which, for example, each have at least one carboxylic acid, sulfonic acid or phosphonic acid group and at least one further functional group.
  • a disadvantage of the specified compounds is that they generally have a high
  • the object of the present invention was therefore to provide a composition which allows an improved surface treatment of metal substrates with a view to improving the corrosion-preventing action of such surface treatment agents.
  • the present invention therefore relates to a composition
  • a composition comprising at least one solvent and at least one compound of the general formula (I)
  • radical R 1 for a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical having 8 or fewer C atoms
  • radical R 2 for a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkoxy radical having 6 to 24 C atoms
  • radicals R 3 and R 4 each independently represent a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical or alkoxy radical having 1 to 24 carbon atoms.
  • composition is understood to mean a mixture which is liquid at room temperature and contains at least one solvent and at least one compound of the general formula I, as described above.
  • a solvent is understood to mean a liquid matrix in which the various ingredients of the composition according to the invention are present as finely distributed as possible. Such a fine distribution can be a true solution of the ingredients in the solvent, for example in the sense of a molecularly disperse distribution.
  • solvent also includes liquid matrices in which the ingredients are distributed in the sense of an emulsion, i.e. do not form a molecularly disperse solution.
  • Suitable solvents are, for example, water and water-miscible and water-immiscible solvents.
  • Suitable water-miscible solvents are, for example, primary or secondary mono- or polyalcohols with 1 to about 6 carbon atoms, such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol or glycerin.
  • Low molecular weight ketones such as acetone or methyl ethyl ketone or ether alcohols such as diethylene glycol or triethylene glycol are also suitable as water-miscible solvents.
  • solvents which are immiscible or only miscible with water include, for example, ethers such as diethyl ether, dioxane or tetrahydrofuran, aromatic solvents such as toluene or xylene, halogenated solvents such as dichloromethane, chloroform or carbon tetrachloride and optionally substituted aliphatic solvents, which include, for example, the higher homologues of the abovementioned alcohols and ketones and paraffin hydrocarbons.
  • ethers such as diethyl ether, dioxane or tetrahydrofuran
  • aromatic solvents such as toluene or xylene
  • halogenated solvents such as dichloromethane, chloroform or carbon tetrachloride
  • optionally substituted aliphatic solvents which include, for example, the higher homologues of the abovementioned alcohols and ketones and paraffin hydrocarbons.
  • the solvents mentioned above can be used individually or as a mixture of two or more of the solvents mentioned.
  • water is used as solvent, optionally in a mixture with one or more of the above-mentioned, preferably water-soluble solvents.
  • the solvent can, for example, contain an emulsifier in order to enable an essentially stable W / O or O / W emulsion.
  • the proportion of water in such a mixture is preferably at least about 30% by weight or more, for example at least about 40 or at least about 50% by weight.
  • the water content is at least about 75% by weight.
  • Suitable combinations of water and water-miscible solvents are, for example, water / methanol, water / ethanol, water / propanol or water / isopropanol.
  • a mixture of water and ethanol is preferred in the context of the present invention, the water content preferably being greater than about 75% by weight, for example greater than about 80 or about 85% by weight.
  • composition according to the invention contains at least one compound of the general formula (I) wherein the radical R 1 is , for example, an optionally substituted linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical with 8 or fewer carbon atoms.
  • radical R 1 can have, for example, only one substituent. However, it is also possible in the context of the present invention that the radical R 1 has two or more substituents. Suitable substituents for the radical R 1 are, for example, substituents selected from the group consisting of OH, SH, NH 2 , NHR 5 , CN, OCN, epoxy, COOH, (OH) 2 PO, (OH) 2 PO 2 -, (OH) (OR 5 ) PO- or (OH) (OR 5 ) PO 2 -, where R is a linear or branched alkyl group with 1 to about 10 C atoms, in particular about 1, 2, 3 or 4 carbon atoms.
  • the radical R 1 stands for an optionally substituted branched, saturated alkyl radical with 8 carbon atoms or less, for example 7, 6, 5, 4 or 3 carbon atoms.
  • the radical R 1 is preferably an unsubstituted radical, ie a radical containing only carbon and hydrogen atoms.
  • R 1 radicals which are preferred according to the invention are, for example, 2-ethylhexyl, tert-butyl, 2-butyl or isopropyl.
  • the radical R 2 stands for an optionally substituted, linear or branched, saturated or unsaturated alkoxy radical having 6 to 24 carbon atoms.
  • the radical R 2 stands for a linear, saturated, optionally substituted alkoxy radical having 8 carbon atoms or more.
  • Suitable substituents for the radical R are, for example, substituents selected from the group consisting of OH, SH, NH 2 , NHR 5 , CN, OCN, epoxy, COOH, (OH) 2 PO, OH) 2 PO 2 -, (OH) (OR 5 ) PO-, (OH) (OR 5 ) PO 2 - or Si (R 5 ) m (OR 6 ) 3 .
  • m - where R 5 and R 6 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to about 10 C atoms, in particular about 1, 2, 3 or 4 C atoms, and m represents 0, 1, 2 or 3 stands.
  • R 2 represents a linear alkoxy radical with at least one substituent selected from the above-mentioned group, in particular selected from the group consisting of OH, COOH, Si (R 5 ) m (OR 6 ) 3 . m NH 2 and NHR 5 , where R 5 , R 6 and m have the meaning already mentioned above.
  • the radical R 2 has at least one OH group or one amino group as a substituent.
  • Suitable radicals R 2 are, for example, 8-hydroxyoctyl-l-oxy, 9-hydroxynonyl-1-oxy, 10-hydroxydecyl-l-oxy, 11-hydroxyundecyl-l-oxy 12-hydroxydodecyl-1-oxy, 13-hydroxytridecyl-l -oxy, 14-hydroxytetradecyl-l-oxy, 8-aminooctyl-l-oxy, 9-aminononyl-l-oxy, 10-aminodecyl-l-oxy, 11-aminoundecyl-l-oxy 12-aminododecyl-1-oxy, 13-aminotridecyl-l-oxy, 14-aminotetradecyl-l-oxy, 15-aminopentadecyl-1-oxy, 16-aminohexadecyl-1-oxy, 17-aminoheptadecyl-1-oxy or 18-aminooctadecyl
  • R 3 and R 4 radicals each independently represent a linear or branched saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical or alkoxy radical having 1 to 24 carbon atoms. Suitable substituents are those already mentioned in the discussion of the radical R 2 .
  • at most one R 3 or R 4 radical is an alkoxy radical.
  • Preferred compounds of the general formula I are those in which, for example, R 3 represents a methoxy or ethoxy radical and R 4 represents a methyl, ethyl or propyl radical.
  • the two radicals R 3 and R 4 each independently represent an alkyl radical, in particular a methyl radical, an ethyl radical or a propyl radical.
  • composition according to the invention contains at least one compound of the general formula I.
  • a composition according to the invention contains two or more different compounds of the general formula I.
  • the number of compounds of the general formula 1 is 2 to about 5, for example 2, 3 or 4.
  • the preparation according to the invention contains, as a compound of the general formula I, a compound selected from the group consisting of t-butyldimethylsilyl-12-hydroxydodecyl ether, t-butyldimethylsilyltetradecyl ether, t-butyldimethylsilyl-5-aminopentyl ether or a Mix of two or more of them.
  • composition according to the invention can also contain one or more further additives.
  • a composition according to the invention can, for example, be a compound of the general formula II
  • R 7 -X (II) include, wherein R 7 is a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical having 2 to about 44 carbon atoms, optionally substituted aralkyl radical having 6 to about 44 carbon atoms, an optionally substituted aryl radical having 6 to about 44 carbon atoms Atoms or a heteroaryl radical and X for a functional group selected from the group consisting of COOH, HSO 3 , HSO 4 , (OH) 2 PO (OH) 2 PO 2 , (OH) (OR 2 ) PO and (OH) ( OR 2 ) PO 2 stands.
  • such a compound of the general formula II is unsubstituted.
  • such a compound of the general formula II has one or more substituents on the R 7 radical (apart from the functional group X).
  • Suitable substituents are, for example, substituents such as OH, SH, NH 2 , NHR 5 , CN, OCN, epoxy, COOH, (OH) 2 PO-, (OH) 2 PO 2 -, (OH) (OR 5 ) PO- or (OH) (OR 5 ) PO 2 -, where R 5 represents a linear or branched alkyl group having 1 to about 10 C atoms, in particular about 1, 2, 3 or 4 C atoms ,
  • a substituent is preferably an OH Group, a COOH group, an epoxy group, an amino group or an (OH) 2 PO group.
  • substituents in particular acids and bases, for example COOH and amino groups, are likewise suitable, it being possible for the corresponding acid groups and base groups to be arranged, for example, in the ⁇ position with respect to one another (betaines) or for the acid group to be esterified (betaine ester).
  • R 7 radical is derived from natural fatty acids or fatty acid cuts or their derivatives
  • Fatty acid residues which have at least about 6 carbon atoms, but preferably at least about 8 carbon atoms, are particularly suitable.
  • R 7 radicals can have, for example, one or more OH groups or one or more olefinically unsaturated double bonds.
  • Fatty acids are to be understood as aliphatic carboxylic acids of the formula R 8 -COOH, in which R 8 CO represents an aliphatic, linear or branched acyl radical having 6 to 22 carbon atoms and 0 and / or 1, 2 or 3 double bonds.
  • Typical examples are caproic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, capric acid, lauric acid, isotridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, elaeostearic acid, arachidic acid, gadoleic acid, behenic acid and erucic acid and technical mixtures thereof , which occur, for example, in the pressure splitting of natural fats and oils, in the reduction of aldehydes from Roelen's oxosynthesis or in the dimerization of unsaturated fatty acids.
  • Technical fatty acid cuts with 12 to 18 carbon atoms such as coconut, palm, palm kernel or tallow fatty acid are preferred.
  • compounds of the general formula II are used in the composition according to the invention which have an alkyl radical as radical R 7 , it is particularly preferred if the alkyl radical is linear and has 8, 10 or 12 carbon atoms.
  • the radical R 7 in a compound of the general formula II can be, for example, an optionally substituted aralkyl radical with 6 to about 44 C atoms, an optionally substituted aryl radical with 6 to about 44 C atoms or a heteroaryl radical stand.
  • an optionally substituted aralkyl radical with 6 to about 44 C atoms an optionally substituted aryl radical with 6 to about 44 C atoms or a heteroaryl radical stand.
  • Suitable aryl radicals are biphenyl or benzophenyl.
  • Formula II as functional group X has a COOH group.
  • at least one compound of the general formula II has a COOH group as functional group X and at least one further compound of the general formula II has a COOH group, a (OH) 2 PO group, a (OH) 2 PO 2 group, an (OH) (OR 5 ) PO-
  • the concentration of compounds of the general formula I or II or their mixture in the composition according to the invention is in a range from 10 " to 10 " 4 mol / 1, based on the total composition according to the invention of all compounds of the general formula I and II present in the composition.
  • the concentration can be selected such that it is within the critical micelle formation concentration (CMC) for at least one of the compounds present in the composition according to the invention.
  • the concentration of the compounds of the general formulas I and II is chosen such that the CMC is not achieved for any of the compounds of the general formulas I and II present in the composition according to the invention.
  • the CMC is understood to mean a variable which is characteristic of each of the compounds present in the composition according to the invention and at which the aggregation of the corresponding compounds to give micelles starts.
  • the numerical value for the CMC for each of the compounds depends on the chemical constitution of the compound and on external parameters such as ionic strength, temperature and concentration of any other compounds present in the composition.
  • the CMC can be determined, for example, by means of surface tension measurements.
  • the surface tension of a surfactant solution is determined as a function of its concentration at a constant temperature.
  • Examples for determining the CMC can be found, for example, in "Die Tenside", published by V. Kosswig & Stumbleen, Carl-Hansa-Verlag, Kunststoff, Vienna, 1993.
  • Compounds are preferably chosen so that the composition according to the invention does not contain any micelles, ie for each of the compounds present in the composition according to the invention general formula I and II the CMC is currently undercut.
  • the composition according to the invention does not contain any micelles, ie for each of the compounds present in the composition according to the invention general formula I and II the CMC is currently undercut.
  • the CMC is currently undercut.
  • in a range from about 10% to about 0.001% or about 5, 4, 3, 2 or 1% to about 0.05, 0.1, 0.2 or 0.5%, based on the CMC respective compound of general formulas I and II.
  • the composition according to the invention has a pH of about 2 to about 12, preferably of about 5 to about 9 and in particular about 6 to about 8. Accordingly, it is also possible that the composition according to the invention contains the compounds of the general formula I, provided that this compound has a substituent which is due under the specified conditions for salt formation, and II in the form of their salts, preferably their alkali metal salts, for example in the form of their sodium or potassium salts , contains.
  • composition according to the invention may contain further additives in addition to the ingredients already described.
  • Suitable additives are, for example, defoamers, preservatives or thickeners.
  • the composition according to the invention optionally contains additives in an amount of up to about 5% by weight, based on the total composition.
  • the proportion of additives is preferably below this value, for example in an amount from approximately 0.01 to approximately 3% by weight or approximately 0.05 to approximately 2% by weight.
  • the composition according to the invention is suitable for the surface treatment of metals.
  • all metals are suitable as substrates, for example noble or non-noble metals.
  • noble or non-noble metals are suitable as substrates.
  • particularly good results can be achieved when the composition according to the invention is used if metal surfaces are treated which contain a proportion of metal oxides exhibit.
  • suitable metals are aluminum, aluminum alloys, magnesium, magnesium alloys, iron, copper, nickel, steel or zinc.
  • the metal surfaces suitable for treatment with the composition according to the invention can be structured regularly or irregularly with respect to the three-dimensional shape of the metal body on which the metal surface is based, the metal body being able to have a spatial extent in the range from a few ⁇ m to several hundred meters.
  • the upper limit for the spatial expansion of a metal body suitable for treatment with the compositions according to the invention is limited exclusively by the method used in each case for applying the composition according to the invention.
  • metal powder or metal granules with small spatial dimensions can be treated with the composition according to the invention.
  • regular metal surfaces for example sheets, metal strips (coil coating) or other components such as are used, for example, in automobile, aircraft or shipbuilding, are treated with the composition according to the invention.
  • the treatment of the metal surfaces with the composition according to the invention can be carried out by customary methods, for example by dipping, spraying, knife coating, painting or rolling.
  • the temperature when applied should be about 10 to about 95 ° C, for example about 15 to about 80 ° C or about 20 to about 50 ° C.
  • the dipping time should be used to separate the compounds of the general formula I or the mixture contained in the composition according to the invention Neritatien of general formulas I and II must be dimensioned sufficiently. Suitable periods are in the range of about 5 seconds to about 15 minutes, for example about 10 seconds to about 5 minutes.
  • contact times should be maintained which are approximately in the range mentioned above.
  • a contact time of approximately 1 second to approximately 5 minutes, for example approximately 5 seconds to approximately 2 minutes or approximately 10 seconds to approximately 1 minute, is usually sufficient.
  • the metal surface can be rinsed or dried, for example. Drying can be carried out, for example, with an air or nitrogen stream, and the temperature of the air or nitrogen stream used for drying can be about 50 to about 150 ° C.
  • the receptivity for the compounds of the general formula I or I and II contained in the composition according to the invention can be improved by suitable neat treatment steps.
  • the surfaces to be treated with a composition according to the invention should first be degreased.
  • all degreasing processes are suitable for this purpose, which remove fat from the metal surface in such a way that the subsequent treatment methods are successful.
  • a weakly alkaline cleaner is preferably used to degrease the surfaces to be treated.
  • Suitable further pretreatment steps are, for example, alkaline or acidic stains. Particularly when aluminum is used as the metal, it is advisable to use the surface treatment according to the invention Composition upstream of a pickling step and a pickling step to adjust the density of OH groups on the metal surface.
  • a pretreatment of aluminum carried out in the context of a preferred embodiment of the present invention includes, for example, first degreasing the aluminum surface, then pickling, which can be carried out, for example, in an alkaline manner with the addition of nitrate and gluconate, and a final pickling step with nitric acid.
  • the present invention therefore also relates to a method for surface treatment of metals, in which metal is contacted with a composition according to the invention.
  • the metal surfaces obtainable by using the composition according to the invention have, for example after application of a surface coating, improved corrosion resistance in the sense of infiltration of the applied surface coating agent by corrosion.
  • the present invention therefore also relates to metal surfaces as can be obtained by contacting the surface of a metal with a composition according to the invention.
  • Another object of the present invention is the use of a composition according to the invention for the treatment of metal surfaces.
  • Aluminum sheets were first degreased (P3-Almeco 18, manufacturer: Henkel Surface Technologies), then pickled (alkaline, with the addition of nitrate and gluconate) and pickled with nitric acid. Then were various adhesion promoters are applied, the sheets are then dried and coated with a polyester-based powder coating. On the one hand, the standards were the only cleaned aluminum surface and the surface pretreated with a commercially available chromating agent.
  • the sample sheets were tested in a CASS test (Copper Accelerated Acidic Salt Spray Test, 240 hours, DIN 50021-CASS according to ASTM B 368-68).
  • the paint infiltration at the Ritz was checked here.
  • the sheet was rated "OK” ("OK") if the paint could not be infiltrated at the Ritz.
  • a Filiform test (1000 hours, European standard EN 3665 from 1997) was also carried out, the table below showing the square root of the product from the number and length of the threads.
  • the Filiform test was rated as "passed” if the result was 2 or less.

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Abstract

The invention relates to a composition containing at least one solvent and at least one compound of general formula (I) wherein the radical R1 represents a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical having less than 8 C atoms; the radical R2 represents a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkoxy radical having 6 to 24 C atoms; and the radicals R?3 and R4¿ independently represent a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical or alkoxy radical having 1 to 24 C atoms. The invention also relates to a metal surface which can be obtained by bonding the surface of a metal by means of the inventive composition. The invention further relates to a method for the surface treatment of metals using the inventive composition, and the use of the inventive composition for the surface treatment of metals.

Description

Alkoxysilanhaltige Haftvermittler für Lacke und Klebstoffe auf Metallen Adhesion promoter containing alkoxysilane for lacquers and adhesives on metals
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, mindestens enthaltend ein Lösemittel und mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel IThe present invention relates to a composition containing at least one solvent and at least one compound of the general formula I.
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Figure imgf000002_0001
worin der Rest R , für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit weniger als 8 C- Atomen, der Rest R2 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest mit 6 bis 24 C-Atomen und die Reste R3 und R jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls substituierten Alkylrest oder Alkoxyrest mit 1 bis 24 C-Atomen stehen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Metalloberfläche, wie sie durch Kontaktieren der Oberfläche eines Metalls mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhältlich ist, ein Nerfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallen mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung von Metallen.wherein the radical R, for a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical with less than 8 carbon atoms, the radical R 2 for a linear or branched, saturated or unsaturated optionally substituted alkoxy radical with 6 to 24 carbon atoms and the radicals R 3 and R each independently represent a linear or branched saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical or alkoxy radical having 1 to 24 carbon atoms. Furthermore, the invention relates to a metal surface, as can be obtained by contacting the surface of a metal with a composition according to the invention, a method for surface treatment of metals with a composition according to the invention and the use of the composition according to the invention for surface treatment of metals.
Bei der Bearbeitung von Metallteilen tritt häufig das Problem auf, eine Metalloberfläche mit einem überwiegend aus Polymeren bestehenden Substrat, beispielsweise einem Klebstoff, einem Lack oder einem sonstigen Oberflächenbeschichtungsmittel dauerhaft zu verbinden. Insbesondere bei derartig beschichteten Metallbauteilen, die einer Bewitterung ausgesetzt sind oder in klimatisch anspruchsvollen Innenräumen eingesetzt werden, kann die Dauerhaftigkeit der Verbindung zwischen Metalloberfläche und Beschichtungsmittel durch Korrosion geschwächt werden. In der Vergangenheit hat es daher nicht an Versuchen gemangelt, die Metalloberfläche vor der Beschichtung mit einem Oberflächenbeschichtungsmittel derart vorzubehandeln, daß eine Korrosion an der Metall/Polymer-Grenzfläche im wesentlichen unterbleibt.When processing metal parts, the problem often arises of permanently connecting a metal surface to a substrate consisting predominantly of polymers, for example an adhesive, a lacquer or another surface coating agent. Particularly in the case of metal components coated in this way, which are exposed to weathering or are used in climatically demanding interiors, the durability of the connection between the metal surface and the coating agent can be weakened by corrosion. In the past there has therefore been no lack of attempts to pretreat the metal surface with a surface coating agent in such a way that there is essentially no corrosion at the metal / polymer interface.
Ein häufig angewandtes Mittel zur Korrosionsverhinderung ist beispielsweise der Auftrag einer anorganischen Konversionsschicht, beispielsweise einer Schicht aus Zinkphosphat, oder einer Chromatschicht. Derartige Schichten passivieren in der Regel die Metalloberflächen, so daß eine Korrosion unterdrückt wird.A frequently used means of preventing corrosion is, for example, the application of an inorganic conversion layer, for example a layer of zinc phosphate, or a chromate layer. Such layers usually passivate the metal surfaces, so that corrosion is suppressed.
So werden beispielsweise Aluminiumoberflächen häufig einer Gelbchromatierung unterzogen. Hierbei wird eine saure Chromatlösung mit einem pH- Wert von 1 bis 2 eingesetzt, die auf der Aluminiumoberfläche eine Schutzschicht aus einem unlöslichem Aluminium-Chrom-(III)-Mischoxid ausbildet, an der keine weitere Korrosion stattfindet. Problematisch kann sich bei einer derartigen Oberflächenbehandlung im Hinblick auf eine Oberflächenbeschichtung mit Polymeren jedoch die Tatsache auswirken, daß die Haftungseigenschaften der meisten Polymeren auf derart behandelten Oberflächen nur unzureichend sind. Insbesondere bei Verklebungen muß daher von einem Klebkraftverlust ausgegangen werden. Weiterhin können derart behandelte Substrate Chromationen freisetzen, deren Austritt in die Umwelt aufgrund ihrer toxischen Eigenschaften unerwünscht ist.For example, aluminum surfaces are often subjected to yellow chromating. Here, an acid chromate solution with a pH of 1 to 2 is used, which forms a protective layer on the aluminum surface of an insoluble aluminum-chromium (III) mixed oxide, on which no further corrosion takes place. However, the fact that the adhesion properties of most polymers to surfaces treated in this way are inadequate can have problems with such a surface treatment with regard to a surface coating with polymers. A loss of adhesive strength must therefore be assumed, particularly in the case of bonds. In addition, substrates treated in this way can release chromate ions, the emission of which into the environment is undesirable due to their toxic properties.
Alternativ zur Chromatierung wurden beispielsweise Verfahren entwickelt, die eine Polymerbeschichtung der Metalloberfläche bewirken. Derartige Vorbehandlungsverfahren erzielen zwar gute Haftungseigenschaften im Hinblick auf polymere Oberflächenbeschichtungsmittel, der erzielte Korrosionsschutz ist jedoch häufig nicht ausreichend.As an alternative to chromating, processes have been developed, for example, that effect a polymer coating of the metal surface. Although such pretreatment processes achieve good adhesion properties with regard to polymeric surface coating agents, the corrosion protection achieved is often not sufficient.
Neben den bislang genannten Verfahren, wurden verschiedene Versuche unternommen, auf Metalloberflächen dünne Schichten von niedermolekularen organischen Verbindungen zu erzeugen, die fest mit der Metalloberfläche verhaftet sind und neben einer Passivierung der Metalloberfläche eine verbesserte Haftung zu polymeren Oberflächenbeschichtungsmitteln bewirken.In addition to the methods mentioned so far, various attempts have been made to thin layers of low molecular weight on metal surfaces to produce organic compounds which are firmly attached to the metal surface and, in addition to passivating the metal surface, bring about improved adhesion to polymeric surface coating compositions.
So beschreibt beispielsweise die WO 98/29580 ein Verfahren zur Behandlung metallischer Oberflächen, bei dem eine Metalloberfläche mit einer Lösung von einer oder mehreren Verbindungen behandelt wird, die beispielsweise jeweils mindestens eine Carbonsäure-, Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppe und mindestens eine weitere funktioneile Gruppe aufweist. Nachteilig wirkt sich bei den angegebenen Verbindungen aus, daß sie in der Regel einen hohenFor example, WO 98/29580 describes a method for treating metallic surfaces, in which a metal surface is treated with a solution of one or more compounds which, for example, each have at least one carboxylic acid, sulfonic acid or phosphonic acid group and at least one further functional group. A disadvantage of the specified compounds is that they generally have a high
Syntheseaufwand erfordern, insbesondere ist aufgrund der asymmetrischenRequire synthetic effort, especially due to the asymmetrical
Substitution der Reinigungsaufwand beträchtlich. Darüber hinaus sind die Haftungseigenschaften polymerer Oberflächenbeschichtungsmittel auf den gemäß der Druckschrift behandelten Flächen teilweise unbefriedigend. Alkoxy silanhaltige Verbindungen werden in der Druckschrift nicht beschrieben.Substitution of cleaning effort considerably. In addition, the adhesive properties of polymeric surface coating agents on the surfaces treated according to the publication are sometimes unsatisfactory. Alkoxy silane-containing compounds are not described in the publication.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand demnach darin, eine Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Oberflächenbehandlung von Metallsubstraten, im Hinblick auf eine Verbesserung der korrosionsverhindernden Wirkung solcher Oberflächenbehandlungsmittel, erlaubt.The object of the present invention was therefore to provide a composition which allows an improved surface treatment of metal substrates with a view to improving the corrosion-preventing action of such surface treatment agents.
Gelöst wird die oben genannte Aufgabe durch eine Zusammensetzung, wie sie im weiteren Verlauf dieses Textes näher beschrieben wird.The above-mentioned problem is solved by a composition as described in the further course of this text.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Zusammensetzung, mindestens enthaltend ein Lösemittel und mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I)The present invention therefore relates to a composition comprising at least one solvent and at least one compound of the general formula (I)
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worin der Rest R1, für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 8 oder weniger C- Atomen, der Rest R2 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest mit 6 bis 24 C-Atomen und die Reste R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls substituierten Alkylrest oder Alkoxyrest mit 1 bis 24 C-Atomen stehen.
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wherein the radical R 1 , for a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical having 8 or fewer C atoms, the radical R 2 for a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkoxy radical having 6 to 24 C atoms and the radicals R 3 and R 4 each independently represent a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical or alkoxy radical having 1 to 24 carbon atoms.
Unter einer "Zusammensetzung" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein bei Raumtemperatur flüssiges Gemisch verstanden, das mindestens ein Lösemittel und mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel I, wie oben beschrieben, enthält.In the context of the present invention, a “composition” is understood to mean a mixture which is liquid at room temperature and contains at least one solvent and at least one compound of the general formula I, as described above.
Unter einem Lösemittel wird im Rahmen des vorliegenden Textes eine flüssige Matrix verstanden, in welcher die verschiedenen Inhaltsstoffe der erfindungsgemäßen Zusammensetzung möglichst fein verteilt vorliegen. Eine derartige feine Verteilung kann beispielsweise im Sinne einer molekulardispersen Verteilung eine echte Lösung der Inhaltsstoffe im Lösemittel sein. Der Begriff "Lösemittel" umfaßt jedoch auch flüssige Matrizen, in denen die Inhaltsstoffe im Sinne einer Emulsion verteilt sind, d.h., keine molekulardisperse Lösung bilden.In the context of the present text, a solvent is understood to mean a liquid matrix in which the various ingredients of the composition according to the invention are present as finely distributed as possible. Such a fine distribution can be a true solution of the ingredients in the solvent, for example in the sense of a molecularly disperse distribution. However, the term "solvent" also includes liquid matrices in which the ingredients are distributed in the sense of an emulsion, i.e. do not form a molecularly disperse solution.
Als Lösemittel eignen sich beispielsweise Wasser sowie wassermischbare und nicht mit Wasser mischbare Lösemittel. Geeignete wassermischbare Lösemittel sind beispielsweise primäre oder sekundäre Mono- oder Polyalkohole mit 1 bis etwa 6 C-Atomen wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Iso- Butanol, Pentanol, Hexanol, Cyclohexanol oder Glyzerin. Ebenfalls als wassermischbare Lösemittel geeignet sind niedermolekulare Ketone wie Aceton oder Methyl-Ethyl-Keton oder Etheralkohole wie Diethylenglykol oder Triethylenglykol. Ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet sind Lösemittel, die nicht oder nur im geringen Maße mit Wasser mischbar sind. Hierzu zählen beispielsweise Ether wie Diethylether, Dioxan oder Tetrahydrofuran, aromatische Lösemittel wie Toluol oder Xylol, halogenierte Lösemittel wie Dichlormethan, Chloroform oder Tetrachlormethan sowie gegebenenfalls substituierte aliphatische Lösemittel worunter beispielsweise die höheren Homologen der oben genannten Alkohole und Ketone sowie Paraffinkohlenwasserstoffe fallen.Suitable solvents are, for example, water and water-miscible and water-immiscible solvents. Suitable water-miscible solvents are, for example, primary or secondary mono- or polyalcohols with 1 to about 6 carbon atoms, such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol or glycerin. Low molecular weight ketones such as acetone or methyl ethyl ketone or ether alcohols such as diethylene glycol or triethylene glycol are also suitable as water-miscible solvents. Also suitable in the context of the present invention are solvents which are immiscible or only miscible with water. These include, for example, ethers such as diethyl ether, dioxane or tetrahydrofuran, aromatic solvents such as toluene or xylene, halogenated solvents such as dichloromethane, chloroform or carbon tetrachloride and optionally substituted aliphatic solvents, which include, for example, the higher homologues of the abovementioned alcohols and ketones and paraffin hydrocarbons.
Die oben genannten Lösemittel können einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Lösemittel eingesetzt werden. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Lösemittel Wasser, gegebenenfalls im Gemisch mit einem oder mehreren der oben genannten, vorzugsweise wasserlöslichen Lösemittel, eingesetzt. Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Lösemittel eingesetzt werden soll, das Wasser und ein nicht mit Wasser mischbares Lösemittel enthält, so kann das Lösemittel beispielsweise einen Emulgator enthalten um eine im wesentlichen stabile W/O- oder eine O/W-Emulsion zu ermöglichen.The solvents mentioned above can be used individually or as a mixture of two or more of the solvents mentioned. In the context of a preferred embodiment of the present invention, water is used as solvent, optionally in a mixture with one or more of the above-mentioned, preferably water-soluble solvents. If a solvent is to be used in the context of the present invention which contains water and a solvent which is not miscible with water, the solvent can, for example, contain an emulsifier in order to enable an essentially stable W / O or O / W emulsion.
Wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung ein Gemisch aus Wasser und einem weiteren, wassermischbaren Lösemittel enthält, so beträgt der Anteil an Wasser an einem solchen Gemisch vorzugsweise mindestens etwa 30 Gew.-% oder mehr, beispielsweise mindestens etwa 40 oder mindestens etwa 50 Gew.-%. Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausfülirungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Wasseranteil mindestens etwa 75 Gew.-%. Geeignete Kombinationen von Wasser und wassermischbaren Lösemitteln sind beispielsweise Wasser/Methanol, Wasser/Ethanol, Wasser/Propanol oder Wasser/Isopropanol. Bevorzugt ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gemisch aus Wasser und Ethanol, wobei der Wasseranteil vorzugsweise größer als etwa 75 Gew.-%, beispielsweise größer als etwa 80 oder etwa 85 Gew.-%, ist.If the composition according to the invention contains a mixture of water and a further water-miscible solvent, the proportion of water in such a mixture is preferably at least about 30% by weight or more, for example at least about 40 or at least about 50% by weight. In a particularly preferred embodiment of the present invention, the water content is at least about 75% by weight. Suitable combinations of water and water-miscible solvents are, for example, water / methanol, water / ethanol, water / propanol or water / isopropanol. A mixture of water and ethanol is preferred in the context of the present invention, the water content preferably being greater than about 75% by weight, for example greater than about 80 or about 85% by weight.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält neben dem oben genannten Lösemittel mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I)
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worin der Rest R1 beispielsweise für einen gegebenenfalls substituierten linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 8 oder weniger C- Atomen steht.
In addition to the solvent mentioned above, the composition according to the invention contains at least one compound of the general formula (I)
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wherein the radical R 1 is , for example, an optionally substituted linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical with 8 or fewer carbon atoms.
Wenn der Rest R1 substituiert ist, so kann er beispielsweise nur einen Substituenten aufweisen. Es ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenso möglich, daß der Rest R1 zwei oder mehr Substituenten aufweist. Geeignete Substituenten für den Rest R1 sind beispielsweise Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus OH-, SH-, NH2-, NHR5-, CN-, OCN-, Epoxy-, COOH-, (OH)2PO-, (OH)2PO2-, (OH)(OR5)PO- oder (OH)(OR5)PO2-, wobei R für eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis etwa 10 C- Atomen, insbesondere etwa 1, 2, 3 oder 4 C-Atomen, steht.If the radical R 1 is substituted, it can have, for example, only one substituent. However, it is also possible in the context of the present invention that the radical R 1 has two or more substituents. Suitable substituents for the radical R 1 are, for example, substituents selected from the group consisting of OH, SH, NH 2 , NHR 5 , CN, OCN, epoxy, COOH, (OH) 2 PO, (OH) 2 PO 2 -, (OH) (OR 5 ) PO- or (OH) (OR 5 ) PO 2 -, where R is a linear or branched alkyl group with 1 to about 10 C atoms, in particular about 1, 2, 3 or 4 carbon atoms.
Der Rest R1 steht jedoch im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für einen gegebenenfalls substituierten verzweigten, gesättigten Alkylrest mit 8 C-Atomen oder weniger, beispielsweise 7, 6, 5, 4 oder 3 C-Atomen. Vorzugsweise handelt es sich beim Rest R1 um einen unsubstituierten, d.h., ausschließlich Kohlenstoff- und Wasserstoffatome aufweisenden Rest. Erfindungsgemäß bevorzugte Reste R1 sind beispielsweise 2- Ethylhexyl, tert-Butyl, 2-Butyl oder Isopropyl.In the context of a preferred embodiment of the present invention, however, the radical R 1 stands for an optionally substituted branched, saturated alkyl radical with 8 carbon atoms or less, for example 7, 6, 5, 4 or 3 carbon atoms. The radical R 1 is preferably an unsubstituted radical, ie a radical containing only carbon and hydrogen atoms. R 1 radicals which are preferred according to the invention are, for example, 2-ethylhexyl, tert-butyl, 2-butyl or isopropyl.
Der Rest R2 steht im Rahmen der vorliegenden Erfindung für einen gegebenenfalls substituierten, linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkoxyrest mit 6 bis 24 C-Atomen. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht der Rest R2 für einen linearen, gesättigten, gegebenenfalls substituierten Alkoxyrest mit 8 C-Atomen oder mehr. Geeignete Substituenten für den Rest R sind beispielsweise Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus OH-, SH-, NH2-, NHR5-, CN-, OCN-, Epoxy-, COOH-, (OH)2PO-, (OH)2PO2-, (OH)(OR5)PO-, (OH)(OR5)PO2- oder Si(R5)m(OR6)3.m- wobei R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander für eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis etwa 10 C-Atomen, insbesondere etwa 1, 2, 3 oder 4 C-Atomen, stehen und m für 0, 1, 2 oder 3 steht.In the context of the present invention, the radical R 2 stands for an optionally substituted, linear or branched, saturated or unsaturated alkoxy radical having 6 to 24 carbon atoms. In the context of a preferred embodiment of the present invention, the radical R 2 stands for a linear, saturated, optionally substituted alkoxy radical having 8 carbon atoms or more. Suitable substituents for the radical R are, for example, substituents selected from the group consisting of OH, SH, NH 2 , NHR 5 , CN, OCN, epoxy, COOH, (OH) 2 PO, OH) 2 PO 2 -, (OH) (OR 5 ) PO-, (OH) (OR 5 ) PO 2 - or Si (R 5 ) m (OR 6 ) 3 . m - where R 5 and R 6 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to about 10 C atoms, in particular about 1, 2, 3 or 4 C atoms, and m represents 0, 1, 2 or 3 stands.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht R2 für einen linearen Alkoxyrest mit mindestens einem Substituenten, ausgewählt aus der oben genannten Gruppe, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus OH, COOH, Si(R5)m(OR6)3.m NH2 und NHR5, wobei R5, R6 und m die bereits oben genannte Bedeutung aufweisen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Rest R2 als Substituent mindestens eine OH-Gruppe oder eine Aminogruppe auf.In the context of a preferred embodiment of the present invention, R 2 represents a linear alkoxy radical with at least one substituent selected from the above-mentioned group, in particular selected from the group consisting of OH, COOH, Si (R 5 ) m (OR 6 ) 3 . m NH 2 and NHR 5 , where R 5 , R 6 and m have the meaning already mentioned above. In a further preferred embodiment of the present invention, the radical R 2 has at least one OH group or one amino group as a substituent.
Geeignete Reste R2 sind beispielsweise 8-Hydroxyoctyl-l-oxy, 9-Hydroxynonyl- 1-oxy, 10-Hydroxydecyl-l-oxy, 11-Hydroxyundecyl-l-oxy 12-Hydroxydodecyl- 1-oxy, 13-Hydroxytridecyl-l-oxy, 14-Hydroxytetradecyl-l-oxy, 8-Aminooctyl-l- oxy, 9-Aminononyl-l-oxy, 10-Aminodecyl-l-oxy, 11-Aminoundecyl-l-oxy 12- Aminododecyl-1-oxy, 13-Aminotridecyl-l-oxy, 14-Aminotetradecyl-l-oxy, 15- Aminopentadecyl- 1 -oxy, 16- Aminohexadecyl- 1 -oxy, 17-Aminoheptadecyl- 1 -oxy oder 18-Aminooctadecyl-l-oxy oder entsprechende Reste mit endständigen Benzophenonresten.Suitable radicals R 2 are, for example, 8-hydroxyoctyl-l-oxy, 9-hydroxynonyl-1-oxy, 10-hydroxydecyl-l-oxy, 11-hydroxyundecyl-l-oxy 12-hydroxydodecyl-1-oxy, 13-hydroxytridecyl-l -oxy, 14-hydroxytetradecyl-l-oxy, 8-aminooctyl-l-oxy, 9-aminononyl-l-oxy, 10-aminodecyl-l-oxy, 11-aminoundecyl-l-oxy 12-aminododecyl-1-oxy, 13-aminotridecyl-l-oxy, 14-aminotetradecyl-l-oxy, 15-aminopentadecyl-1-oxy, 16-aminohexadecyl-1-oxy, 17-aminoheptadecyl-1-oxy or 18-aminooctadecyl-l-oxy or corresponding residues with terminal benzophenone residues.
Die Reste R3 und R4 stehen im Rahmen der vorliegenden Erfindung jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls substituierten Alkylrest oder Alkoxyrest mit 1 bis 24 C-Atomen. Als Substituenten sind die bereits bei der Diskussion des Restes R2 angegebenen Substituenten geeignet. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht höchstens einer Reste R3 oder R4 für einen Alkoxyrest. Bevorzugt sind hierbei Verbindungen der allgemeinen Formel I, in denen beispielsweise R3 für einen Methoxy- oder Ethoxyrest und R4 für einen Methyl, Ethyl oder Propylrest steht.In the context of the present invention, the R 3 and R 4 radicals each independently represent a linear or branched saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical or alkoxy radical having 1 to 24 carbon atoms. Suitable substituents are those already mentioned in the discussion of the radical R 2 . In the context of a preferred embodiment of the present invention, at most one R 3 or R 4 radical is an alkoxy radical. Preferred compounds of the general formula I are those in which, for example, R 3 represents a methoxy or ethoxy radical and R 4 represents a methyl, ethyl or propyl radical.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen beide Reste R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander für einen Alkylrest, insbesondere für einen Methylrest, einen Ethylrest oder einen Propylrest.In a further preferred embodiment of the invention, the two radicals R 3 and R 4 each independently represent an alkyl radical, in particular a methyl radical, an ethyl radical or a propyl radical.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel I. Es ist jedoch ebenso vorgesehen, daß eine erfindungsgemäße Zusammensetzung zwei oder mehr unterschiedliche Verbindungen der allgemeinen Formel I enthält. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Zahl der Verbindungen der allgemeinen Formel 1 2 bis etwa 5, beispielsweise 2, 3 oder 4.The composition according to the invention contains at least one compound of the general formula I. However, it is also envisaged that a composition according to the invention contains two or more different compounds of the general formula I. In a further embodiment of the present invention, the number of compounds of the general formula 1 is 2 to about 5, for example 2, 3 or 4.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalt die erfindungsgemäße Zubereitung als Verbindung der allgemeinen Formel I eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus t-Butyldimethylsilyl- 12-hydroxydodecylether, t-Butyldimethylsilyltetradecyl- ether, t-Butyldimethylsilyl-5-aminopentylether oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon.In a further preferred embodiment of the present invention, the preparation according to the invention contains, as a compound of the general formula I, a compound selected from the group consisting of t-butyldimethylsilyl-12-hydroxydodecyl ether, t-butyldimethylsilyltetradecyl ether, t-butyldimethylsilyl-5-aminopentyl ether or a Mix of two or more of them.
Neben einer Verbindung der allgemeinen Formel I oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Verbindungen der allgemeinen Formel I kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung noch eine oder mehrere weitere Zusatzstoffe enthalten. Als weiteren Zusatzstoff kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beispielsweise eine Verbindung der allgemeinen Formel IIIn addition to a compound of the general formula I or a mixture of two or more compounds of the general formula I, the composition according to the invention can also contain one or more further additives. As a further additive, a composition according to the invention can, for example, be a compound of the general formula II
R7-X (II), beinhalten, worin R7 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls substituierten Alkylrest mit 2 bis etwa 44 C- Atomen, gegebenenfalls substituierten Aralkylrest mit 6 bis etwa 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Arylrest mit 6 bis etwa 44 C-Atomen oder einen Heteroarylrest und X für eine funktioneile Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus COOH, HSO3, HSO4, (OH)2PO(OH)2PO2, (OH)(OR2)PO und (OH)(OR2)PO2 steht.R 7 -X (II), include, wherein R 7 is a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical having 2 to about 44 carbon atoms, optionally substituted aralkyl radical having 6 to about 44 carbon atoms, an optionally substituted aryl radical having 6 to about 44 carbon atoms Atoms or a heteroaryl radical and X for a functional group selected from the group consisting of COOH, HSO 3 , HSO 4 , (OH) 2 PO (OH) 2 PO 2 , (OH) (OR 2 ) PO and (OH) ( OR 2 ) PO 2 stands.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine derartige Verbindung der allgemeinen Formel II unsubstituiert ist. Es ist jedoch erfindungsgemäß ebenso möglich, daß eine solche Verbindung der allgemeinen Formel II am Rest R7 einen oder mehrere Substituenten (außer der funktioneilen Gruppe X) aufweist. Geeignete Substituenten sind beispielsweise Substituenten wie OH-, SH-, NH2-, NHR5-, CN-, OCN-, Epoxy-, COOH-, (OH)2PO-, (OH)2PO2-, (OH)(OR5)PO- oder (OH)(OR5)PO2-, wobei R5 für eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis etwa 10 C-Atomen, insbesondere etwa 1, 2, 3 oder 4 C-Atomen, steht.It is provided according to the invention that such a compound of the general formula II is unsubstituted. However, it is also possible according to the invention that such a compound of the general formula II has one or more substituents on the R 7 radical (apart from the functional group X). Suitable substituents are, for example, substituents such as OH, SH, NH 2 , NHR 5 , CN, OCN, epoxy, COOH, (OH) 2 PO-, (OH) 2 PO 2 -, (OH) (OR 5 ) PO- or (OH) (OR 5 ) PO 2 -, where R 5 represents a linear or branched alkyl group having 1 to about 10 C atoms, in particular about 1, 2, 3 or 4 C atoms ,
Wenn eine Verbindung der allgemeinen Formel II, die einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 3 bis 44 C-Atomen als Rest R aufweist, im Sinne des oben Diskutierten substituiert ist, so handelt es sich bei einem derartigen Substituenten vorzugsweise um eine OH-Gruppe, eine COOH-Gruppe, eine Epoxy-Gruppe, eine Aminogruppe oder eine (OH)2PO- Gruppe. Ebenfalls geeignet sind Gemische aus zwei oder mehr unterschiedlichen Substituenten, insbesondere Säuren und Basen, beispielsweise COOH- und Aminogruppen, wobei die entsprechenden Säuregruppen und Basengruppen beispielsweise in ß-Stellung zueinander angeordnet sein können (Betaine) oder die Säuregruppe verestert sein kann (Betainester).If a compound of the general formula II which has a linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical having 3 to 44 C atoms as the radical R is substituted in the sense of what has been discussed above, such a substituent is preferably an OH Group, a COOH group, an epoxy group, an amino group or an (OH) 2 PO group. Mixtures of two or more different substituents, in particular acids and bases, for example COOH and amino groups, are likewise suitable, it being possible for the corresponding acid groups and base groups to be arranged, for example, in the β position with respect to one another (betaines) or for the acid group to be esterified (betaine ester).
Die erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen der allgemeinen Formel II können im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegendenThe compounds of the general formula II used according to the invention can be used in the context of a preferred embodiment of the present
Erfindung beispielsweise 0, 1, 2, 3 oder 4 Substituenten (außer der funktioneilen Gruppe X) aufweisen. Es ist beispielsweise möglich, daß alle in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegenden, unterschiedlichen Verbindungen der allgemeinen Formel II einen oder mehrere derartige Substituenten am Rest R7 aufweisen. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jedoch mindestens eine der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthaltenen Verbindung der allgemeinen Formel II einen unsubstituierten Rest R auf Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind alle Reste R der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegenden Verbindungen der allgemeinen Formel II unsubstituiert.Invention for example 0, 1, 2, 3 or 4 substituents (except for the functional ones Group X) have. It is possible, for example, for all of the different compounds of the general formula II present in the composition according to the invention to have one or more such substituents on the R 7 radical. In the context of a preferred embodiment of the present invention, however, at least one of the compounds of the general formula II contained in the composition according to the invention has an unsubstituted radical R. In the context of a further preferred embodiment of the present invention, all radicals R of the compounds present in the composition according to the invention are general Formula II unsubstituted.
Besonders gut zum Einsatz im Rahmen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeignet sind Verbindungen der allgemeinen Formel II, deren Rest R7 sich von natürlichen Fettsäuren oder Fettsäureschnitten oder deren Derivaten ableitet. Besonders geeignet sind hierbei Fettsäurereste, die mindestens etwa 6 C- Atome, vorzugsweise jedoch mindestens etwa 8 C-Atome aufweisen. Derartige Reste R7 können beispielsweise eine oder mehrere OH-Gruppen oder eine oder mehrere olefinisch ungesättigte Doppelbindungen aufweisen. Unter Fettsäuren sind aliphatische Carbonsäuren der Formel R8-COOH zu verstehen, in der R8CO für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 und/oder 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht.Compounds of the general formula II whose R 7 radical is derived from natural fatty acids or fatty acid cuts or their derivatives are particularly well suited for use in the composition according to the invention. Fatty acid residues which have at least about 6 carbon atoms, but preferably at least about 8 carbon atoms, are particularly suitable. Such R 7 radicals can have, for example, one or more OH groups or one or more olefinically unsaturated double bonds. Fatty acids are to be understood as aliphatic carboxylic acids of the formula R 8 -COOH, in which R 8 CO represents an aliphatic, linear or branched acyl radical having 6 to 22 carbon atoms and 0 and / or 1, 2 or 3 double bonds.
Typische Beispiele sind Capronsäure, Caprylsäure, 2-Ethylhexansäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Isotridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, die z.B. bei der Druckspaltung von natürlichen Fetten und Ölen, bei der Reduktion von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese oder der Dimerisierung von ungesättigten Fettsäuren anfallen. Bevorzugt sind technische Fettsäureschnitte mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Kokos-, Palm-, Palmkern- oder Taigfettsäure.Typical examples are caproic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, capric acid, lauric acid, isotridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, elaeostearic acid, arachidic acid, gadoleic acid, behenic acid and erucic acid and technical mixtures thereof , which occur, for example, in the pressure splitting of natural fats and oils, in the reduction of aldehydes from Roelen's oxosynthesis or in the dimerization of unsaturated fatty acids. Technical fatty acid cuts with 12 to 18 carbon atoms such as coconut, palm, palm kernel or tallow fatty acid are preferred.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Verbindungen der allgemeinen Formel II eingesetzt werden, die einen Alkylrest als Rest R7 aufweisen, so ist es besonders bevorzugt, wenn der Alkylrest linear ist und 8, 10 oder 12 C- Atome aufweist.If, in the context of the present invention, compounds of the general formula II are used in the composition according to the invention which have an alkyl radical as radical R 7 , it is particularly preferred if the alkyl radical is linear and has 8, 10 or 12 carbon atoms.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Rest R7 in einer Verbindung der allgemeinen Formel II beispielsweise für einen gegebenenfalls substituierten Aralkylrest mit 6 bis etwa 44 C-Atomen, einen gegebenenfalls substituierten Arylrest mit 6 bis etwa 44 C-Atomen oder einen Heteroarylrest stehen. Bezüglich der Substituenten gelten die bereits oben im Rahmen der Diskussion der Alkylreste genannten Voraussetzungen.In the context of a further embodiment of the present invention, the radical R 7 in a compound of the general formula II can be, for example, an optionally substituted aralkyl radical with 6 to about 44 C atoms, an optionally substituted aryl radical with 6 to about 44 C atoms or a heteroaryl radical stand. With regard to the substituents, the requirements already mentioned above in the context of the discussion of the alkyl radicals apply.
Beispiele für geeignete Arylreste sind Biphenyl oder Benzophenyl.Examples of suitable aryl radicals are biphenyl or benzophenyl.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn mindestens eine der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegenden Verbindung der allgemeinenIt is preferred according to the invention if at least one of the general compounds present in the composition according to the invention
Formel II als funktionelle Gruppe X eine COOH-Gruppe aufweist. Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel II als funktioneile Gruppe X eine COOH-Gruppe und mindestens eine weitere Verbindung der allgemeinen Formel II eine COOH- Gruppe, eine (OH)2PO-Grupρe, eine (OH)2PO2-Gruppe, eine (OH)(OR5)PO-Formula II as functional group X has a COOH group. In the context of a further preferred embodiment, at least one compound of the general formula II has a COOH group as functional group X and at least one further compound of the general formula II has a COOH group, a (OH) 2 PO group, a (OH) 2 PO 2 group, an (OH) (OR 5 ) PO-
Gruppe, eine (OH)(OR5)PO2-Gruppe, eine Aminogruppe, eine OH-Gruppe, eineGroup, an (OH) (OR 5 ) PO 2 group, an amino group, an OH group, a
Estergruppe oder eine Kombination aus COOH- und AminogruppeEster group or a combination of COOH and amino group
(Zwitterionische Verbindung, insbesondere Betain) oder eine Kombination aus(Zwitterionic compound, especially betaine) or a combination of
COOR und Aminogruppe (insbesondere Betainester) auf, wobei R2 und R5 wie oben definiert ist. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung weiterhin bevorzugt, wenn die Konzentration an Verbindungen der allgemeinen Formel I oder II oder deren Gemisch in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einem Bereich von 10" bis 10"4 Mol/1, bezogen auf die gesamte erfindungsgemäße Zusammensetzung unter Berücksichtigung aller in der Zusammensetzung vorliegenden Verbindungen der allgemeinen Formel I und II, liegt. Die Konzentration kann dabei derart gewählt werden, daß sie für mindestens eine der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegenden Verbindungen innerhalb der kritischen Micellenbildungskonzentration (CMC) liegt. Es ist jedoch ebenso möglich und im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wenn die Konzentration der Verbindungen der allgemeinen Formel I und II derart gewählt wird, daß für keine der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegenden Verbindungen der allgemeinen Formel I und II die CMC erreicht wird. Unter der CMC wird dabei eine für jede der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegenden Verbindungen charakteristische Größe verstanden, bei welcher die Aggregation der entsprechenden Verbindungen zu Micellen einsetzt. Der Zahlenwert für die CMC hängt für jede der Verbindungen von der chemischen Konstitution der Verbindung sowie von äußeren Parametern wie Ionenstärke, Temperatur und Konzentration von gegebenenfalls in der Zusammensetzung vorliegenden weiteren Verbindungen ab. Die CMC läßt sich beispielsweise durch Oberflächenspannungsmessungen bestimmen. Hierbei wird, z.B. mit Hilfe der Ring- oder Plattenmethode, die Oberflächenspannung einer Tensidlösung in Abhängigkeit von ihrer Konzentration bei konstanter Temperatur bestimmt. Beispiele zur Bestimmung der CMC finden sich beispielsweise in "Die Tenside", Herausgeber V. Kosswig & Stäche, Carl-Hansa- Verlag, München, Wien, 1993.COOR and amino group (especially betaine esters), wherein R 2 and R 5 are as defined above. In the context of the present invention, it is further preferred if the concentration of compounds of the general formula I or II or their mixture in the composition according to the invention is in a range from 10 " to 10 " 4 mol / 1, based on the total composition according to the invention of all compounds of the general formula I and II present in the composition. The concentration can be selected such that it is within the critical micelle formation concentration (CMC) for at least one of the compounds present in the composition according to the invention. However, it is also possible and preferred in the context of the present invention if the concentration of the compounds of the general formulas I and II is chosen such that the CMC is not achieved for any of the compounds of the general formulas I and II present in the composition according to the invention. The CMC is understood to mean a variable which is characteristic of each of the compounds present in the composition according to the invention and at which the aggregation of the corresponding compounds to give micelles starts. The numerical value for the CMC for each of the compounds depends on the chemical constitution of the compound and on external parameters such as ionic strength, temperature and concentration of any other compounds present in the composition. The CMC can be determined, for example, by means of surface tension measurements. Here, for example with the help of the ring or plate method, the surface tension of a surfactant solution is determined as a function of its concentration at a constant temperature. Examples for determining the CMC can be found, for example, in "Die Tenside", published by V. Kosswig & Stächen, Carl-Hansa-Verlag, Munich, Vienna, 1993.
Die Konzentration der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegendenThe concentration of those present in the composition according to the invention
Verbindungen wird vorzugsweise so gewählt, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung gerade keine Micellen enthält, d.h., für jede der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegenden Verbindungen der allgemeinen Formel I und II die CMC gerade unterschritten wird. Hierbei kann beispielsweise in einem Bereich von etwa 10 % bis etwa 0,001 % oder etwa 5, 4, 3, 2 oder 1 % bis etwa 0,05, 0,1, 0,2 oder 0,5 %, bezogen auf die CMC der jeweiligen Verbindung der allgemeinen Formel I und II, gearbeitet werden.Compounds are preferably chosen so that the composition according to the invention does not contain any micelles, ie for each of the compounds present in the composition according to the invention general formula I and II the CMC is currently undercut. Here, for example, in a range from about 10% to about 0.001% or about 5, 4, 3, 2 or 1% to about 0.05, 0.1, 0.2 or 0.5%, based on the CMC respective compound of general formulas I and II.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform einen pH- Wert von etwa 2 bis etwa 12, vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 9 und insbesondere etwa 6 bis etwa 8 auf. Demnach ist es auch möglich, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung die Verbindungen der allgemeinen Formel I, sofern diese Verbindung einen zur Salzbildung unter den angegebenen Bedingungen fälligen Substituenten aufweist, und II in Form ihrer Salze, vorzugsweise ihrer Alkalimetallsalze, beispielsweise in Form ihrer Natrium- oder Kaliumsalze, enthält.In the context of a preferred embodiment, the composition according to the invention has a pH of about 2 to about 12, preferably of about 5 to about 9 and in particular about 6 to about 8. Accordingly, it is also possible that the composition according to the invention contains the compounds of the general formula I, provided that this compound has a substituent which is due under the specified conditions for salt formation, and II in the form of their salts, preferably their alkali metal salts, for example in the form of their sodium or potassium salts , contains.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung neben den bereits beschriebenen Inhaltsstoffen noch weitere Zusatzstoffe enthalten. Geeignete Zusatzstoffe sind beispielsweise Entschäumer, Konservierungsmittel oder Verdickungsmittel.In the context of a further embodiment of the present invention, the composition according to the invention may contain further additives in addition to the ingredients already described. Suitable additives are, for example, defoamers, preservatives or thickeners.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung Zusatzstoffe gegebenenfalls bis zu einer Menge von etwa 5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung. Vorzugsweise liegt der Anteil an Zusatzstoffen jedoch unterhalb dieses Wertes, beispielsweise bei einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 3 Gew.-% oder etwa 0,05 bis etwa 2 Gew.-%.In the context of a preferred embodiment of the present invention, the composition according to the invention optionally contains additives in an amount of up to about 5% by weight, based on the total composition. However, the proportion of additives is preferably below this value, for example in an amount from approximately 0.01 to approximately 3% by weight or approximately 0.05 to approximately 2% by weight.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung eignet sich zur Oberflächenbehandlung von Metallen. Grundsätzlich sind als Substrate alle Metalle geeignet, beispielsweise edle oder unedle Metalle. Besonders gute Erfolge lassen sich jedoch beim Einsatz der erfindungsgemäßen Zusammensetzung dann erzielen, wenn Metalloberflächen behandelt werden, die einen Anteil an Metalloxiden aufweisen. Beispiele für geeignete Metalle sind Aluminium, Aluminiumlegierungen, Magnesium, Magnesiumlegierungen, Eisen, Kupfer, Nickel, Stahl oder Zink.The composition according to the invention is suitable for the surface treatment of metals. In principle, all metals are suitable as substrates, for example noble or non-noble metals. However, particularly good results can be achieved when the composition according to the invention is used if metal surfaces are treated which contain a proportion of metal oxides exhibit. Examples of suitable metals are aluminum, aluminum alloys, magnesium, magnesium alloys, iron, copper, nickel, steel or zinc.
Die zur Behandlung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeigneten Metalloberflächen können dabei bezüglich der Raumform des der Metalloberfläche zugrundeliegenden Metallkörpers regelmäßig oder unregelmäßig strukturiert sein, wobei der Metallkörper eine räumliche Ausdehnung im Bereich von wenigen μm bis hin zu mehreren hundert Metern aufweisen kann. Prinzipiell ist die Obergrenze für die räumliche Ausdehnung eines zur Behandlung mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen geeigneten Metallkörpers ausschließlich durch das jeweils angewandte Verfahren zur Aufbringung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beschränkt.The metal surfaces suitable for treatment with the composition according to the invention can be structured regularly or irregularly with respect to the three-dimensional shape of the metal body on which the metal surface is based, the metal body being able to have a spatial extent in the range from a few μm to several hundred meters. In principle, the upper limit for the spatial expansion of a metal body suitable for treatment with the compositions according to the invention is limited exclusively by the method used in each case for applying the composition according to the invention.
So können beispielsweise Metallpulver oder Metallgranulate mit geringen räumlichen Ausdehnungen mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung behandelt werden. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden jedoch regelmäßige Metalloberflächen, beispielsweise Bleche, Metallbänder (coil-coating) oder sonstige Bauteile wie sie beispielsweise im Automobil-, Flugzeug- oder Schiffsbau eingesetzt werden, mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung behandelt.For example, metal powder or metal granules with small spatial dimensions can be treated with the composition according to the invention. In the context of a preferred embodiment of the present invention, however, regular metal surfaces, for example sheets, metal strips (coil coating) or other components such as are used, for example, in automobile, aircraft or shipbuilding, are treated with the composition according to the invention.
Die Behandlung der Metalloberflächen mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann durch übliche Verfahren, beispielsweise durch Tauchen, Spritzen, Rakeln, Anstreichen oder Walzen durchgeführt werden. Die Temperatur beim Auftrag sollte etwa 10 bis etwa 95 °C, beispielsweise etwa 15 bis etwa 80 °C oder etwa 20 bis etwa 50 °C betragen. Wenn der Auftrag der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf die Metalloberfläche durch Tauchen erfolgt, so sollte die Tauchzeit für eine Abscheidung der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel I oder dem Gemisch aus Nerbindungen der allgemeinen Formel I und II ausreichend bemessen sein. Geeignete Zeitspannen liegen in einem Bereich von etwa 5 Sekunden bis etwa 15 Minuten, beispielsweise etwa 10 Sekunden bis etwa 5 Minuten. Wenn der Auftrag der erfindungsgemäßen Zusammensetzung durch Spritzen erfolgt, so sollten Kontaktzeiten eingehalten werden, die etwa im oben genannten Bereich liegen. Beim Auftrag durch Walzen ist in der Regel eine Kontaktzeit von etwa 1 Sekunde bis etwa 5 Minuten, beispielsweise etwa 5 Sekunden bis etwa 2 Minuten oder etwa 10 Sekunden bis etwa 1 Minute ausreichend.The treatment of the metal surfaces with the composition according to the invention can be carried out by customary methods, for example by dipping, spraying, knife coating, painting or rolling. The temperature when applied should be about 10 to about 95 ° C, for example about 15 to about 80 ° C or about 20 to about 50 ° C. If the composition according to the invention is applied to the metal surface by dipping, the dipping time should be used to separate the compounds of the general formula I or the mixture contained in the composition according to the invention Nerbindungen of general formulas I and II must be dimensioned sufficiently. Suitable periods are in the range of about 5 seconds to about 15 minutes, for example about 10 seconds to about 5 minutes. If the composition according to the invention is applied by spraying, contact times should be maintained which are approximately in the range mentioned above. When applied by rolling, a contact time of approximately 1 second to approximately 5 minutes, for example approximately 5 seconds to approximately 2 minutes or approximately 10 seconds to approximately 1 minute, is usually sufficient.
Nach der Behandlung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann die Metalloberfläche beispielsweise gespült oder getrocknet werden. Die Trocknung kann beispielsweise mit einem Luft- oder Stickstoffstrom erfolgen, wobei die Temperatur des zur Trocknung verwendeten Luft- oder Stickstoffstroms etwa 50 bis etwa 150 °C betragen kann.After treatment with the composition according to the invention, the metal surface can be rinsed or dried, for example. Drying can be carried out, for example, with an air or nitrogen stream, and the temperature of the air or nitrogen stream used for drying can be about 50 to about 150 ° C.
Vor der Behandlung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann die metallische Oberfläche durch geeignete Norbehandlungsschritte in ihrer Aufnahmefähigkeit für die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel I oder I und II verbessert werden.Before treatment with the composition according to the invention, the receptivity for the compounds of the general formula I or I and II contained in the composition according to the invention can be improved by suitable neat treatment steps.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sollten die mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zu behandelnden Flächen zunächst entfettet werden. Hierzu sind grundsätzlich alle Entfettungsverfahren geeignet, welche die Metalloberfläche derart von Fett befreien, daß die nachfolgenden Behandlungsmethoden erfolgreich sind. Vorzugsweise wird zur Entfettung der zu behandelnden Oberflächen ein schwach alkalischer Reiniger eingesetzt.In the context of a preferred embodiment of the invention, the surfaces to be treated with a composition according to the invention should first be degreased. In principle, all degreasing processes are suitable for this purpose, which remove fat from the metal surface in such a way that the subsequent treatment methods are successful. A weakly alkaline cleaner is preferably used to degrease the surfaces to be treated.
Geeignete weitere Vorbehandlungsschritte sind beispielsweise alkalische oder saure Beize. Insbesondere wenn als Metall Aluminium eingesetzt wird, empfiehlt es sich, der Oberflächenbehandlung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung einen Beizschritt und einen Dekapierschritt, zur Einstellung der Dichte an OH-Gruppen auf der Metalloberfläche, vorzuschalten. Eine im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführte Vorbehandlung von Aluminium beinhaltet beispielsweise zunächst eine Entfettung der Aluminiumoberfläche, eine anschließende Beize, die beispielsweise alkalisch unter Zusatz von Nitrat und Gluconat durchgeführt werden kann, sowie einen abschließenden Dekapierschritt mit Salpetersäure.Suitable further pretreatment steps are, for example, alkaline or acidic stains. Particularly when aluminum is used as the metal, it is advisable to use the surface treatment according to the invention Composition upstream of a pickling step and a pickling step to adjust the density of OH groups on the metal surface. A pretreatment of aluminum carried out in the context of a preferred embodiment of the present invention includes, for example, first degreasing the aluminum surface, then pickling, which can be carried out, for example, in an alkaline manner with the addition of nitrate and gluconate, and a final pickling step with nitric acid.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallen, bei dem Metall mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung kontaktiert wird.The present invention therefore also relates to a method for surface treatment of metals, in which metal is contacted with a composition according to the invention.
Die durch Einsatz der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhältlichen Metalloberflächen weisen beispielsweise nach dem Auftrag einer Oberflächenbeschichtung eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit im Sinne einer Unterwanderung des aufgetragenen Oberflächenbeschichtungsmittels durch Korrosion auf. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher auch Metalloberflächen, wie sie durch Kontaktieren der Oberfläche eines Metalls mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhältlich sind.The metal surfaces obtainable by using the composition according to the invention have, for example after application of a surface coating, improved corrosion resistance in the sense of infiltration of the applied surface coating agent by corrosion. The present invention therefore also relates to metal surfaces as can be obtained by contacting the surface of a metal with a composition according to the invention.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Behandlung von Metalloberflächen.Another object of the present invention is the use of a composition according to the invention for the treatment of metal surfaces.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Beispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below by examples.
BeispieleExamples
Aluminiumbleche wurden zunächst entfettet (P3-Almeco 18, Hersteller: Henkel Surface Technologies), anschließend gebeizt (alkalisch, unter Zusatz von Nitrat und Gluconat) und mit Salpetersäure dekapiert. Anschließend wurden verschiedene Haftvermittler appliziert, die Bleche anschließend getrocknet und mit einem Polyester-basierten Pulverlack beschichtet. Als Standards dienten zum einen die nur gereinigte Aluminiumoberfläche sowie die mit einer handelsüblichen Chromatierung vorbehandelte Oberfläche.Aluminum sheets were first degreased (P3-Almeco 18, manufacturer: Henkel Surface Technologies), then pickled (alkaline, with the addition of nitrate and gluconate) and pickled with nitric acid. Then were various adhesion promoters are applied, the sheets are then dried and coated with a polyester-based powder coating. On the one hand, the standards were the only cleaned aluminum surface and the surface pretreated with a commercially available chromating agent.
Die Musterbleche wurden in einem CASS-Test (Copper Accelerated Acidic Salt Spray Test, 240 Stunden, DIN 50021-CASS gemäß ASTM B 368-68) geprüft. Hierbei wurde die Lackunterwanderung am Ritz geprüft. Das Blech wurde mit „i.O." („in Ordnung") bewertet, wenn keine Unterwanderung des Lacks am Ritz festgestellt werden konnte. Weiterhin wurde ein Filiform-Test (1000 Stunden, Europäische Norm EN 3665 von 1997) durchgeführt, wobei in der nachfolgenden Tabelle die Quadratwurzel des Produkts aus Anzahl und Länge der Fäden angegeben ist. Der Filiform-Test wurde dann als „bestanden" gewertet, wenn sich ein Wert von 2 oder weniger ergab.The sample sheets were tested in a CASS test (Copper Accelerated Acidic Salt Spray Test, 240 hours, DIN 50021-CASS according to ASTM B 368-68). The paint infiltration at the Ritz was checked here. The sheet was rated "OK" ("OK") if the paint could not be infiltrated at the Ritz. A Filiform test (1000 hours, European standard EN 3665 from 1997) was also carried out, the table below showing the square root of the product from the number and length of the threads. The Filiform test was rated as "passed" if the result was 2 or less.
Tabelle 1 : TestergebnisseTable 1: Test results
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k. H. = keine Haftung k. H. = no liability

Claims

Patentansprüche claims
1. Zusammensetzung, mindestens enthaltend ein Lösemittel und mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I)1. Composition comprising at least one solvent and at least one compound of the general formula (I)
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worin der Rest R1, für einen gegebenenfalls substituierten, gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 oder weniger C- Atomen, der Rest R für einen gegebenenfalls substituierten, gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Alkoxyrest mit 6 bis 24 C- Atomen und die Reste R3 und R jeweils unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls substituierten Alkylrest oder Alkoxyrest mit 1 bis 24 C- Atomen stehen.wherein the radical R 1 , for an optionally substituted, saturated or unsaturated, linear or branched alkyl radical with 8 or fewer C atoms, the radical R for an optionally substituted, saturated or unsaturated, linear or branched alkoxy radical with 6 to 24 C atoms and the radicals R 3 and R each independently represent a linear or branched, saturated or unsaturated, optionally substituted alkyl radical or alkoxy radical having 1 to 24 carbon atoms.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R1 für einen unsubstituierten, verzweigten Alkylrest mit höchstens 6 C-Atomen steht.2. Composition according to claim 1, characterized in that R 1 stands for an unsubstituted, branched alkyl radical having at most 6 carbon atoms.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß R2 als Substituenten eine OH-, SH-, NH2-, NHR5-, CN-, OCN-, Epoxy-,3. Composition according to claim 1 or 2, characterized in that R 2 as a substituent is an OH, SH, NH 2 , NHR 5 , CN, OCN, epoxy,
COOH-, (OH)2PO-, (OH)2PO2-, (OH)(OR5)PO-, (OH)(OR5)PO2- oder Si(R5)m(OR6)3_m-Gruppe aufweist, wobei R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander für eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis etwa 10 C-Atomen, insbesondere etwa 1, 2, 3 oder 4 C-Atomen, stehen und m für 0, 1, 2 oder 3 steht. COOH-, (OH) 2 PO-, (OH) 2 PO 2 -, (OH) (OR 5 ) PO-, (OH) (OR 5 ) PO 2 - or Si (R 5 ) m (OR 6 ) 3 _ has m group, where R 5 and R 6 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to about 10 carbon atoms, in particular about 1, 2, 3 or 4 carbon atoms, and m is 0.1 , 2 or 3 stands.
4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß R1 in der allgemeinen Formel (I) für einen t-Butylrest steht.4. Composition according to one of claims 1 to 3, characterized in that R 1 in the general formula (I) represents a t-butyl radical.
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösemittel mindestens 80 Gew.-%, bezogen auf das Lösemittel, Wasser enthält.5. Composition according to one of claims 1 to 4, characterized in that the solvent contains at least 80 wt .-%, based on the solvent, water.
6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung der allgemeinen Formel I eine6. Composition according to one of claims 1 to 5, characterized in that as a compound of general formula I a
Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus t- Butyldimethylsilyl- 12-hydroxydodecylether, t-Butyldimethylsilyltetrade- cylether, t-Butyldimethylsilyl-5-aminopentylether oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon enthalten ist.A compound selected from the group consisting of t-butyldimethylsilyl-12-hydroxydodecyl ether, t-butyldimethylsilyltetradecyl ether, t-butyldimethylsilyl-5-aminopentyl ether or a mixture of two or more thereof is contained.
7. Metalloberfläche, erhältlich durch Kontaktieren der Oberfläche eines Metalls mit einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.7. Metal surface, obtainable by contacting the surface of a metal with a composition according to any one of claims 1 to 6.
8. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallen, bei dem ein Metall mit einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 kontaktiert wird.8. A method for the surface treatment of metals, in which a metal with a composition according to one of claims 1 to 6 is contacted.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall vor der Kontaktierung mindestens gereinigt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the metal is at least cleaned before contacting.
10. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Behandlung von Metalloberflächen. 10. Use of a composition according to any one of claims 1 to 6 for the treatment of metal surfaces.
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