WO2005078025A1 - Method for applying integrated pretreatment layers containing a dithiophosphoric acid ester on metal surfaces - Google Patents

Method for applying integrated pretreatment layers containing a dithiophosphoric acid ester on metal surfaces Download PDF

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WO2005078025A1
WO2005078025A1 PCT/EP2005/001431 EP2005001431W WO2005078025A1 WO 2005078025 A1 WO2005078025 A1 WO 2005078025A1 EP 2005001431 W EP2005001431 W EP 2005001431W WO 2005078025 A1 WO2005078025 A1 WO 2005078025A1
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WO
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weight
layer
integrated pretreatment
binder
components
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/001431
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German (de)
French (fr)
Inventor
Monica Fernandez Gonzalez
Markus Ruckpaul
Frank Hezel
Markus Hickl
Wolfgang Schrepp
Manfred Essig
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08Anti-corrosive paints
    • C09D5/082Anti-corrosive paints characterised by the anti-corrosive pigment
    • C09D5/086Organic or non-macromolecular compounds

Definitions

  • the present invention relates to a method for applying integrated pretreatment layers to metallic surfaces, in particular the surfaces of strip metals, by treatment with a composition which contains at least one binder, crosslinking agent, a finely divided inorganic filler and dithiophosphoric acid ester. It also relates to an integrated pretreatment layer which can be obtained by means of the method.
  • suitable metal sheets are formed using suitable techniques such as stamping, drilling, folding, profiling and / or deep drawing. Larger components, such as automobile bodies, may be joined together by welding several individual parts.
  • the raw material for this is usually long metal strips, which are produced by rolling the metal and wound up into rolls (so-called “coils”) for storage and transport.
  • FIG. 1 An example of a typical layer structure of an automobile body is shown in Figure 1.
  • the steel sheet (1) is coated with Zn or a Zn alloy (2). This can be done galvanically or by immersion in liquid zinc, so-called hot-dip galvanizing.
  • a predominantly inorganic pretreatment layer (3) is then applied to improve the corrosion resistance of the zinc layer itself. This can be phosphating and / or chromating with Cr (VI) or Cr (III) compounds. Chromium and phosphate-free pretreatment layers are also known.
  • the pretreatment layer is also called a conversion layer or passivation layer. It is usually very thin (2 - 100 nm). In addition to improving the corrosion resistance of the Zn layer, it is also said to improve the adhesion between metal and subsequent lacquer layers.
  • the pretreatment layer (3) is now coated with an organic primer ("primer") (4).
  • primer organic primer
  • the body is then usually coated with an electro-dip coating (5) and then with the so-called filler (6).
  • the filler layer is a comparatively thick, soft layer that is intended to prevent stone chips or the like from destroying the layers underneath.
  • some or more colored lacquer layers (7) and a clear lacquer layer (8) are applied to the filler for protection.
  • Other lacquer layers and / or coating sequences above the base lacquer (4) are also common for other applications.
  • the anti-corrosion treatment was mainly carried out on the finished metallic workpiece, for example a welded-together automobile body
  • the anti-corrosion treatment has increasingly been carried out on the strip metal itself.
  • At least the pretreatment layer (3) and the organic base coat (4) are already applied to the strip metal. Only then are parts punched out, shaped and, if necessary, welded together. This means increased demands on the applied layers, because they now have to withstand punching, shaping and welding processes without sacrificing quality.
  • the metal strips are coated with the pretreatment layer (3) and the organic base coat (4) in a two-stage process, which is comparatively complex in terms of the required system technology. There has therefore been no lack of attempts to apply a single integrated pretreatment layer (3 ') instead of the separate application of a pretreatment layer (3) and the organic base lacquer (4), which takes over the functions of both layers.
  • a layer structure is shown by way of example and schematically in Figure 2.
  • the production of a coated metal strip is significantly simplified by such a one-step process.
  • Integrated pretreatment layers are known in principle.
  • No. 5,322,870 discloses a composition for forming an integrated pretreatment layer which comprises a polymeric coating agent, a crosslinking agent and additionally alkyl or aryl phosphoric acid esters or alkyl or aryl phosphonic acid esters.
  • the composition can optionally also comprise a pigment.
  • DE-A 19923 084 discloses a chromium-free aqueous coating composition for single-stage coating which contains at least hexafluoro anions of Ti (IV), Si (IV) and / or Zr (IV), a water-soluble or water-dispersible film-forming Contains binders and an organophosphoric acid.
  • the composition can optionally also comprise a pigment and crosslinking agent.
  • WO 02/62907 discloses a composition for a one-step coating, which comprises a binder, a crosslinking agent and a conductive pigment.
  • the binder has phosphoric acid groups.
  • Dithiophosphoric acid esters and their use for corrosion protection are known in principle, for example from WO 97/45503, SU-A 147 31 94, US 3,909,447, US 4,339,349, or WO 99/46338. Their use as a component of integrated pretreatment layers was hitherto unknown.
  • the object of the invention was to provide an improved method for producing integrated pretreatment layers and improved integrated pretreatment layers.
  • A a binder
  • B crosslinkable components, these being crosslinkable groups which are connected to the binder and / or can be at least one additionally used crosslinker
  • C a pigment
  • D a corrosion inhibitor
  • E optionally a solvent
  • the amount of binder is 20 to 70% by weight
  • the filler is 20 to 70% by weight of at least one inorganic, finely divided filler with an average particle size of less than 10 ⁇ m
  • the corrosion protection agent is 0 , 25 to 10% by weight of at least one dithiophosphoric ester of the general formula HS 2 P (OR) (OR ') and / or a salt thereof, where R or R' are, independently of one another, a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 30 carbon atoms, which may also have one or more additional functional groups, and / or non-adjacent carbon atoms may be substituted by O or N, and the percentages by weight refer to the sum of all components Obtain an exception for the solvent.
  • integrated pretreatment layers preferably with a thickness of 3 to 15 ⁇ m, have been found on metallic surfaces, which can be obtained by the process.
  • Figure 1 Example of a typical layer sequence of an automobile body with two-stage pretreatment
  • Figure 2 Example of a typical layer sequence of an automobile body with integrated, one-stage pretreatment.
  • the type of metal can be any metal.
  • These can be the surfaces of bodies consisting entirely of said metals or alloys.
  • the bodies can also only be coated with these metals and themselves consist of different types of materials, for example of other metals, alloys, polymers or composite materials.
  • it can be the surface of galvanized iron or steel.
  • it is the surface of a Strip metal, especially around electrolytically galvanized or hot-galvanized steel. It can be a one-sided or a two-sided galvanized metal strip.
  • Zn or Al alloys are known to the person skilled in the art. Depending on the desired application, the person skilled in the art selects the type and amount of alloy components. Typical components of zinc alloys include in particular Al, Pb, Si, Mg, Sn, Cu or Cd. Typical constituents of aluminum alloys include, in particular, Mg, Mn, Si, Zn, Cr, Zr, Cu or Ti. It can also be an Al / Zn alloy in which Al and Zn are present in approximately the same amount. Steel coated with such alloys is commercially available. The steel can contain the usual alloy components known to the person skilled in the art.
  • integrated pretreatment layer in the sense of this invention means that the coating according to the invention is applied directly to the metal surface without a corrosion-inhibiting pretreatment such as passivation or phosphating being carried out beforehand.
  • the integrated pretreatment layer combines the passivation layer with the organic primer in a single layer
  • the term “applied directly” does not rule out that there may still be a thin layer, in particular a thin oxide skin, on the metal surface, which inevitably forms in the presence of air when the metal is handled normally.
  • lacquer layers such as cathodic dip lacquers
  • an additional organic primer is possible in special cases, although it is preferred not to do so.
  • the preparation used according to the invention for the treatment of metal surfaces comprises at least one binder (A) and crosslinkable components (B).
  • the crosslinkable components can be at least one crosslinker which is used in addition to a binder, or it can be groups of crosslinkable groups which are bonded to the binder.
  • the binder can also have crosslinkable groups and a crosslinker can also be used.
  • binders and crosslinkers can be used separately.
  • the binder then comprises reactive functional groups which can react with complementary, reactive functional groups in the crosslinking agents.
  • the binders (A) can be the binders customary in the field of coil coating lacquers.
  • suitable binders include (meth) acrylate (co) polymers, partially saponified polyvinyl esters, polyesters, alkyd resins, polylactones, polycarbonates, polyethers, epoxy resin-amine adducts, polyureas,
  • Polyamides Polyimides or polyurethanes. Mixtures of different polymers can of course also be used, provided that the mixture does not cause any undesirable effects.
  • Polyester or epoxy resin-amine adducts are preferably used.
  • the polyesters are particularly suitable for weldable paints and the epoxy-amine adducts are preferred for paints that are not to be welded.
  • Suitable polyesters are, in particular, condensates of low molecular weight dicarboxylic acids and dialcohols.
  • suitable dicarboxylic acids include aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, aliphatic cycloaliphatic such as dimer fatty acids, i.e. Reaction products of unsaturated fatty acids with each other, cycloaliphatic dicarboxylic acids such as 1, 4- or 1, 3 cyclohexanedicarboxylic acid, tricyclodecanedicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, terephthalic acid or phthalic acid. Derivatives of dicarboxylic acids can of course also be used. Anhydrides such as phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride or tetradehydrophthalic anhydride are particularly suitable.
  • dialcohols examples include aliphatic alcohols such as, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, 1, 3-butanediol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol, neopentyl glycol, 1-methyl-propanediol-1, 3, 2-butyl 2-ethylpropanediol, pentanediols, hexanediols, octanediols, dodecanediol, hydroxypivalic acid, neopentylglycol esters, cycloaliphatic alcohols such as 1, 4- or 1, 3-cyclohexanedimethanol, TCD alcohol and bis (4-hydroxycyclohexyl) methane or propane and dimerdiols (hydrogenated) , Derivatives of alcohols, such as esters, in particular the corresponding methyl or methyl
  • branched binders can also be used.
  • Suitable monomers for producing branches include tricarboxylic acids or their anhydrides such as trimelitic anhydride or trimesic acid and trial alcohols such as trimethalyolalkanes, for example trimethylolethane or trimethylolpropane.
  • the polyesters can preferably be reacted in whole or in part to form isocyanate-terminated polyesters by reaction with polyisocyanates.
  • the OH number of the polyesters used is usually about 10 to about 200 mg KOH / g, preferably 15 to 120 mg KOH / g, particularly preferably 20 to 80 mg KOH / g and for example about 50 mg KOH / g.
  • the molecular weights are usually 400 to 10,000 g / mol, preferably 500 to 5000 g / mol and particularly preferably 1000 to 4000 g / mol.
  • Epoxy-functional polymers can be prepared by the reaction of epoxy-functional monomers such as bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether or hexanediol diglycidyl ether with phenols such as bisphenol A, bisphenol F and / or alcohols such as ethoxylated or propoxylated bisphenol A.
  • Epoxy-functional polymers are commercially available, for example under the name Epon ® or Epikote ®.
  • Epoxy resin-amine adducts can be obtained by reacting said epoxy-functional components with phenols or aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids, acidic polyesters or alcohols, thiols and amines, in particular secondary amines such as, for example, diethanolamine or N-methylbutanolamine.
  • Emulsion polymers can also be used. These are particularly suitable for water-based formulations.
  • suitable emulsion polymers or copolymers include acrylate dispersions, obtainable in a customary manner from acrylic acid and / or acrylic acid derivatives, for example acrylic acid esters and / or styrene.
  • Dispersions made of polyurethanes, made from aromatic and / or aliphatic diisocyanates and polyester or aliphatic soft segments, are also suitable.
  • the preparation used comprises 20 to 70% by weight of the binder.
  • all percentages by weight relate to the sum of all components of the preparation with the exception of the solvent or the solvent mixture.
  • the amount is preferably 30 to 60% by weight and particularly preferably 40 to 50% by weight.
  • the crosslinking components (B) can have thermally crosslinking groups or photochemically crosslinking groups.
  • Suitable crosslinkers are, for example, crosslinkers based on epoxides in which two or more epoxy groups are connected to one another by means of a linking group. Examples include low molecular weight compounds with two epoxy groups such as hexanediol diglycidyl ether, phthalic acid diglycidyl ether or cycloaliphatic compounds such as 3 ', 4'-epoxycyclohexylmethyl ester, 3,4-epoxicyclohexane.
  • crosslinking agents include melamine-type crosslinker such as kommzerziell available crosslinking agents of Luwipal ® - row.
  • Blocked polyisocyanates are particularly preferably used as crosslinking agents.
  • the isocyanate group is reversibly reacted with a blocking agent.
  • the blocking agent is split off again when heated to higher temperatures. Examples of suitable blocking agents are disclosed in DE-A 199 14 896, column 12, line 13 to column 13, line 2.
  • Polyisocyanates blocked with ⁇ -caprolactam are particularly preferably used.
  • Crosslinkers suitable for photochemical crosslinking are, for example, the Basonat® brands from BASF or oligomeric acrylates.
  • crosslinker 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 8% by weight and particularly preferably 2 to 6% by weight are usually used. Mixtures of different crosslinkers can of course also be used, provided that the properties of the layer are not adversely affected thereby.
  • the preparation used for the method according to the invention further comprises at least one finely divided inorganic filler (C).
  • the filler can also have an additional organic coating, for example for hydrophobing or
  • the filler should not exceed an average particle size of 10 ⁇ m.
  • the average particle size is preferably 10 nm to 9 ⁇ m and particularly preferably 100 nm to 5 ⁇ m. In the case of round or approximately round particles, this information relates to the diameter, in the case of irregularly shaped particles, such as, for example, in the case of needle-shaped particles, to the longest axis.
  • the particle size means the primary particle size. It is of course known to the person skilled in the art that finely divided solids often agglomerate into larger particles which have to be dispersed intensively in order to be used.
  • the particle size is chosen by the person skilled in the art depending on the desired properties of the layer. For example, it also depends on the desired one Layer thickness. As a rule, the person skilled in the art will choose smaller particles with a small layer thickness.
  • electrically conductive pigments or fillers are suitable as fillers. Such additives serve to improve the weldability and to improve a subsequent coating with electrocoat materials.
  • suitable electrically conductive fillers or pigments include phosphides, vanadium carbide, titanium nitride, molybdenum sulfide, graphite, carbon black or doped barium sulfate.
  • Metal phosphides of Zn, Al, Si, Mn, Cr, Fe or Ni are preferably used.
  • Examples of preferred metal phosphides include CrP, MnP, Fe 3 P, Fe 2 P, Ni 2 P, NiP 2 or NiP 3 .
  • Iron phosphides are commercially available, for example, under the name Ferrophos ® .
  • Non-conductive pigments or fillers can also be used, such as finely divided amorphous silicon, aluminum or titanium oxides, which can also be doped with other elements.
  • amorphous silicon dioxide modified with calcium ions can be used.
  • pigments include anti-corrosion pigments such as zinc phosphate, zinc metaborate or barium metaborate monohydrate.
  • the pigments are used in an amount of 20 to 70% by weight. The exact amount is determined by the person skilled in the art depending on the desired properties of the layer. When using conductivity pigments, the amounts used are usually larger than when using non-conductive fillers. Preferred amounts for conductive pigments and fillers are 40 to 70% by weight, preferred amounts for non-conductive pigments 20 to 50% by weight.
  • composition further comprises 0.25 to 10% by weight of at least one dithiophosphoric acid ester (D) of the general formula HS 2 P (OR) (OR ').
  • D dithiophosphoric acid ester
  • OR organic radical-activated polymer
  • a mixture of several different dithiophosphoric esters can of course also be used.
  • the dithiophosphoric acid esters can be used as free acids or preferably as salts thereof.
  • Particularly suitable counterions are monovalent ions such as Mg 2+ , Sr 2 * , Zn 2+ , Ca 2 ⁇ Ba 2+ , Li + , Na + , K + , NH 4 + or also alkylammonium ions of the general formulas NHaR '" * , NH 2 R'y, NHR'Y or NR'Y, where R '"represents a straight-chain or branched aliphatic or aromatic radical, preferably C T to Ce alkyl.
  • R '" can also include functional groups.
  • ammonium ions include the ammonium ions of amines such as ethanolamine, N- Methylethanolamine, ⁇ /, ⁇ / -dimethylethanolamine, diethanolamine, ⁇ / -methyldiethanolamine, triethanolamine, morpholine, ⁇ / -methylmorpholine or triethylamine.
  • amines such as ethanolamine, N- Methylethanolamine, ⁇ /, ⁇ / -dimethylethanolamine, diethanolamine, ⁇ / -methyldiethanolamine, triethanolamine, morpholine, ⁇ / -methylmorpholine or triethylamine.
  • R and R 'in the dithiophosphoric acid ester can be different or preferably the same.
  • R and R ' are each a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 30 C atoms, which may also have one or more additional functional groups, and / or in which the non-adjacent C atoms are represented by O or N. can be substituted.
  • It is preferably a straight-chain or branched alkyl radical having 2 to 12 carbon atoms, particularly preferably having 3 to 10 carbon atoms.
  • suitable radicals include ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-hexyl, 2-ethylhexyl or n-octyl radicals.
  • Binders also react with the crosslinker and improve the stability of the layer.
  • the functional groups are preferably selected from the group of -OH, -NH 2 , -NHR ", -COOH or-COOR", where R "is a straight-chain or branched alkyl, aralkyl or aryl radical If the radicals R and R 'have functional groups, it is preferably a radical of the general formula - (CH 2 ) n -F, where n is a natural number from 1 to 20, preferably 2 to 12 and particularly preferably 2 to 9 stands.
  • radicals R and R 'in which non-adjacent C atoms are substituted by O and / or N atoms are preferably radicals of the general formula - (CH 2 -CH 2 -0-) mX containing ethylene oxide units.
  • X is H or methyl and m is a number from 1 to 9, or residues containing up to 9 ethyleneimine units which are straight-chain or branched ethyleneimine units. It is known to the person skilled in the art that the number of bound units is in each case average values. Such residues can improve water solubility or water dispersibility for use in aqueous systems.
  • R or R 'can also be a radical of the general formula - [(CH 2 ) k O] r (CH 2 ) k -F', where k is a natural number from 2 to 10, 1 for a natural number from 1 to 20 and F 'stands for a functional group.
  • the functional group F ' is preferably one selected from the group of -OH, -OR ", -COOH or -COOR", where R "has the meaning given above.
  • the dithiophosphoric acid esters are usually used in an amount of 0.25 to 10% by weight, preferably 0.5 to 8% by weight and particularly preferably 1 to 6% by weight.
  • the preparation generally comprises a suitable solvent in which the components are dissolved and / or dispersed in order to enable uniform application to the surface.
  • a suitable solvent in which the components are dissolved and / or dispersed in order to enable uniform application to the surface.
  • the use of a solvent is preferred.
  • Suitable solvents are those which are capable of dissolving, dispersing, suspending or emulsifying the compounds according to the invention. It can be organic solvents or water. Mixtures of various organic solvents or mixtures of organic solvents with water can of course also be used. The person skilled in the art makes a suitable selection from the solvents which are possible in principle, depending on the intended use and the type of compound used according to the invention.
  • organic solvents examples include hydrocarbons such as toluene, xylene or mixtures, e.g. obtained from the refining of crude oil and e.g. are commercially available as petroleum ether, kerosene, Solvesso® or Risella®, ethers such as THF or polyethers such as polyethylene glycol, ether alcohols such as butyl glycol, ether glycol acetates such as butyl glycol acetate, ketones such as acetone, alcohols such as methanol, ethanol or propanol.
  • hydrocarbons such as toluene, xylene or mixtures, e.g. obtained from the refining of crude oil and e.g. are commercially available as petroleum ether, kerosene, Solvesso® or Risella®
  • ethers such as THF or polyethers
  • polyethers such as polyethylene glycol
  • ether alcohols such as butyl glycol
  • Preparations can also be used which comprise water or a predominantly aqueous solvent mixture. This should be understood to mean mixtures which comprise at least 50% by weight, preferably at least 65% by weight and particularly preferably at least 80% by weight of water.
  • Other components are water-miscible solvents. Examples include monoalcohols such as methanol, ethanol or propanol, higher alcohols such as ethylene glycol or polyether polyols and ether alcohols such as butylglycol or methoxypropanol.
  • the amount of solvent is determined by the person skilled in the art depending on the desired
  • the weight ratio of the layer components to the solvent is 10: 1 to 1:10, preferably approximately 2: 1, without the invention being restricted to this. It is of course also possible to first produce a concentrate and to dilute it to the desired concentration only on site.
  • the preparation is produced by intensively mixing the components of the preparation with the solvents. Suitable mixing or dispersing units are known to the person skilled in the art.
  • the preparation can also comprise one or more auxiliaries and / or additives (F).
  • auxiliaries and / or additives serve to fine-tune the properties of the layer. Their amount generally does not exceed 20% by weight with respect to the buzzer of all components with the exception of the solvents, preferably not 10%.
  • suitable additives are coloring and / or effect pigments, reactive thinners for thermal curing or curing with actinic radiation, rheology aids, UV absorbers, light stabilizers, radical scavengers, initiators for radical polymerization, catalysts for thermal crosslinking, photoinitiators and coinitiators , Slip additives, polymerization inhibitors, defoamers, emulsifiers, degassing agents, wetting and diperging agents, adhesion promoters, leveling agents, film-forming aids, rheology-controlling additives (thickeners), flame retardants, siccatives, skin-preventing agents, other corrosion inhibitors, waxes and matting agents, such as those from the by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, or German patent application DE 199 14 896 A1, column 13, line 56, to column 15, line 54.
  • Preferred additives are dibutyltin dilaurate as a catalyst for thermal crosslinking.
  • the metallic surface is treated with the preparation.
  • the surface can be cleaned before treatment.
  • the treatment according to the invention is carried out immediately after a metallic surface treatment, for example electrolytic galvanizing or hot-dip galvanizing of steel strips, the strips can generally be brought into contact with the treatment solution according to the invention without prior cleaning.
  • the metal strips to be treated have been stored and / or transported before the coating according to the invention, they are usually provided with anti-corrosion oils or at least largely soiled that cleaning before the coating according to the invention is necessary.
  • the cleaning can be carried out according to methods known to the person skilled in the art with customary cleaning agents.
  • the surface of the metal is treated with the preparation, for example by spraying, dipping or rolling on.
  • the workpiece can be drained to remove excess treatment solution; With sheet metal, metal foils or the like, excess treatment solution can also be squeezed or doctored off, for example.
  • excess treatment solution can also be squeezed or doctored off, for example.
  • at least parts of the polymer used and further components of the preparation are chemisorbed from the surface of the metal, so that a firm bond is established between the surface and the components.
  • the treatment with the preparation is generally carried out at room temperature, without the principle that higher temperatures should be excluded.
  • the treatment can be a so-called "no-rinse” process, in which the treatment solution is dried directly in a drying oven without rinsing immediately after application.
  • the coating can be carried out on one side or on both sides.
  • the coating is very particularly preferably carried out by means of a continuous process.
  • the coil coating can be carried out, for example, by means of a continuously operating coil coating system, as described in Römpp Lexikon Lacke und Druckmaschine, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, page 55, "coil coating", or in German patent application DE 196 32426 A1 Of course, differently designed systems can also be used.
  • the speed of the metal strip is selected by a person skilled in the art in accordance with the application and hardening properties of the preparation used. As a rule, speeds of 10 to 150 m / min, preferably 12 to 120 m / min, particularly preferably 14 to 100 m / min, very particularly preferably 16 to 80 and in particular 20 to 70 m / min have proven successful.
  • roller coating is particularly advantageous and is therefore preferably used according to the invention.
  • Each roller coating application step can be carried out with several rollers. Preferably two to four and in particular two rollers are used.
  • the rotating pick-up roller is immersed in a supply of the paint according to the invention and thus takes over the paint to be applied. This is transferred from the pick-up roller directly or via at least one transfer roller to the rotating application roller. From this, the paint is transferred to the belt by wiping in the same direction or in opposite directions.
  • the lacquer according to the invention can also be pumped directly into a nip between two rollers, which experts also refer to as a nip feed.
  • the opposite wiping or the reverse roller coating method is advantageous and is therefore used with preference.
  • the circulation speeds of the take-up roller and the application roller can vary very greatly from coating process to coating process.
  • the application roller has an orbital speed which is 110 to 125% of the belt speed
  • the take-up roller has an orbital speed which is 20 to 40% of the belt speed.
  • any solvent present in the layer is removed and the layer is crosslinked. This can be done in two separate steps, but can also be done simultaneously.
  • the layer is preferably heated using a suitable device. Drying can also be done by contacting a gas stream. Both methods can be combined.
  • the curing method depends on the nature of the crosslinking agent and is usually carried out thermally. However, curing can also take place with actinic radiation or in combination thermally and with actinic radiation.
  • actinic radiation is understood here and below to mean electromagnetic radiation, such as near infrared, visible light, UV radiation or X-rays, in particular UV radiation, or corpuscular radiation, such as electron beams.
  • the temperature required for curing depends in particular on the crosslinking agent used. Very reactive crosslinkers can be used at lower temperatures are cured as less reactive crosslinkers.
  • the temperature of the layer for curing is usually between 120 and 250 ° C.
  • the coating layers according to the invention are preferably heated during thermal curing by convection heat transfer, irradiation with near or far infrared and / or in the case of tapes based on iron by electrical induction.
  • the heating time i.e. the duration of the thermal curing varies depending on the paint used according to the invention. It is preferably 10 s to 2 min.
  • convection ovens with a length of 30 to 50, in particular 35 to 45 m, are required.
  • the ambient air temperature is preferably 350 ° C.
  • the thermal curing of the lacquer layers according to the invention can also be supported by irradiation with actinic radiation.
  • curing can also be carried out using actinic radiation alone, as is described, for example, in German patent application DE 198 35206 A1.
  • the method according to the invention makes it possible to obtain an integrated pretreatment layer on a metallic surface, in particular the surface of iron, steel, zinc or zinc alloys, aluminum or aluminum alloys.
  • a metallic surface in particular the surface of iron, steel, zinc or zinc alloys, aluminum or aluminum alloys.
  • it also includes the fillers, dithiophosphoric acid esters and optionally other components.
  • components detached from the metal surface and deposited again such as customary amorphous oxides of aluminum or zinc and possibly other metals, can also be present.
  • the composition of the passivation layer does not appear to be homogeneous, but rather has concentration gradients.
  • the thickness of the integrated pretreatment layer is determined by the person skilled in the art depending on the desired properties of the layer. As a rule, there is a thickness of 3 to 15 ⁇ m, even if in special cases the thicknesses can still lie outside these ranges. A thickness of 4 to 10 ⁇ m is preferred, and 5 to 8 ⁇ m is particularly preferred. The thickness results from the amount of the composition applied in each case. Additional layers of paint can be applied to the metallic surface with an integrated pre-treatment layer.
  • the coated tape and further layers can be applied in other systems.
  • the coils can be wound into coated coils and then processed further at another location; however, they can also be processed directly from the coil coating. They can be laminated with plastics or provided with removable protective films.
  • the tapes provided with the integrated pretreatment layer can also be shredded and processed into molded parts without further painting. Different molded parts can also be joined together by welding. Examples of suitable shaping processing methods are presses and
  • the resulting profile elements and molded parts such as scratch-resistant, corrosion-resistant, weather-resistant and chemical-stable, can easily be overpainted with a wide variety of paints.
  • the paint without conductive pigments can be used as a KTL replacement if it is applied in a layer thickness of about 10-15 ⁇ m.
  • the components were mixed in the order given in a suitable stirring vessel and predispersed with a dissolver for ten minutes.
  • the resulting mixture was transferred in a bead mill with a cooling jacket and mixed with 1.8-2.2 mm SAZ glass beads.
  • the millbase was ground to a Hegmann grain size of 10 to 15 ⁇ m for 25 minutes. The ground material was then separated from the glass beads.
  • the millbase was added with stirring in the order given, 3.55 parts by weight of bisphenol-A-epichlorohydrin (Epikote ® 834 from Shell Resins), 1, 78 parts by weight of a commercial self-crosslinking urethane resin (Desmodur ® VPLS 2253 from Bayer AG), 0, 1 part by weight of dibutyltin dilaurate and 4.26 parts by weight of Solvesso ® 150 were added.
  • the components were mixed in a suitable stirred vessel in the order given and predispersed with a dissolver for ten minutes.
  • the resulting mixture was transferred in a bead mill with a cooling jacket and mixed with 1.8-2.2 mm SAZ glass beads.
  • the millbase was milled for 1 h 30 'minutes. The ground material was then separated from the glass beads.
  • the regrind was added with 5.9 parts by weight of a commercially available self-crosslinking urethane resin (Desmodur 18 VPLS 2253 from Bayer AG) and 0.4 parts by weight of a commercially available crosslinking catalyst (Borchi ® VP0245 from Bayer AG) with stirring in the order given.
  • a commercially available self-crosslinking urethane resin Desmodur 18 VPLS 2253 from Bayer AG
  • a commercially available crosslinking catalyst (Borchi ® VP0245 from Bayer AG)
  • the formulations obtained were applied to metal surfaces directly using doctor blades.
  • the surfaces have not been passivated beforehand.
  • Either steel plates of type Z (hot-dip galvanized steel manufactured according to the standards DIN EN 10 142 and 01 147) or aluminum plates of type A 6016 were used.
  • the surfaces were degreased before use.
  • the steel surface was first provided with a Cr-free passivation layer in a known manner.
  • the passivation layer contains Zr-Ti salts and an organic binder.
  • the integrated pre-treatment layers were then hardened in a continuous dryer.
  • the circulating air temperatures in the dryer, the object temperatures and the resulting dry layer thicknesses are summarized in Table 1.
  • Table 1 Compilation of the samples produced The corrosion resistance of the samples obtained from examples and comparative examples was assessed using a weathering test. A climate change test according to VDA 621-415 was carried out to test the steel samples. The corrosion tests for aluminum were carried out according to the DIN standard 50021-ESS (according to ASTM B287 test).
  • the metal plates were evaluated as follows: • 1-3 ⁇ red rust in the scratch, edges and surface, blistering in more than 90% of the surface • 4-5 ⁇ red rust in the scratch and / or edges, a lot of white rust on the surface, Blistering in 50% of the surface • 6-7 ⁇ No red rust, little white rust on the surface, blistering in -25% of the surface 8-10 ⁇ No red rust, very little / no white rust on the surface, blistering in less than 15% of the surface flats of the tests are summarized in Table 2.
  • the metal plates with integrated pretreatment layers which contain dithiophosphoric acids, have less surface corrosion and less infiltration at the scratch and the edges than the metal plates with coatings without dithophosphoric acid.

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Abstract

The invention concerns a method for applying integrated pretreatment layers containing a dithiophosphoric acid ester on metal surfaces by treatment with a composition containing at least one binder, one crosslinking agent, one inorganic filler with fine particles and one dithiophosphoric acid ester. The invention also concerns an integrated pretreatment layer obtained by said method.

Description

Verfahren zum Aufbringen integrierter Vorbehandlungsschichten umfassend Dithiophosphorsäureester auf metallische OberflächenProcess for applying integrated pretreatment layers comprising dithiophosphoric acid esters on metallic surfaces
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen integrierter Vorbehandlungsschichten auf metallische Oberflächen, insbesondere die Oberflächen von Bandmetallen, durch Behandeln mit einer Zusammensetzung, welche mindestens ein Bindemittel, Vernetzer, einen feinteiligen anorganischen Füllstoff sowie Dithiophosphorsäureester enthält. Sie betrifft weiterhin eine integrierte Vorbehandlungsschicht, welche mittels des Verfahrens erhältlich ist.The present invention relates to a method for applying integrated pretreatment layers to metallic surfaces, in particular the surfaces of strip metals, by treatment with a composition which contains at least one binder, crosslinking agent, a finely divided inorganic filler and dithiophosphoric acid ester. It also relates to an integrated pretreatment layer which can be obtained by means of the method.
Zur Herstellung von flächigen metallischen Werkstücken wie beispielsweise Automobilteilen, Karosserieteilen, Geräteverkleidungen, Fassadenverkleidungen, Deckenverkleidungen oder Fensterprofilen werden geeignete Metallbleche mittels geeigneter Techniken wie Stanzen, Bohren, Falzen, Profilieren und/oder Tiefziehen ausgeformt. Größere Bauteile, wie beispielsweise Automobilkarosserien werden gegebenenfalls durch Verschweißen mehrerer Einzelteile zusammengefügt. Das Rohmaterial hierzu sind üblicherweise lange Metallbänder, die durch Walzen des Metalls hergestellt und zum Lagern und Transportieren zu Rollen (sogenannten „Coils") aufgewickelt werden.For the production of flat metal workpieces such as automotive parts, body parts, equipment cladding, facade cladding, ceiling cladding or window profiles, suitable metal sheets are formed using suitable techniques such as stamping, drilling, folding, profiling and / or deep drawing. Larger components, such as automobile bodies, may be joined together by welding several individual parts. The raw material for this is usually long metal strips, which are produced by rolling the metal and wound up into rolls (so-called “coils”) for storage and transport.
Die genannten metallischen Bauteile müssen im Regelfalle gegen Korrosion geschützt werden. Insbesondere im Automobilbereich sind die Anforderungen an den Korrosionsschutz sehr hoch. Bei neueren Autotypen werden heutzutage bis zu 30 Jahren Garantie gegen Durchrostung gewährt. Moderne Automobil-Karosserien werden in vielstufigen Prozessen hergestellt und weisen eine Vielzahl unterschiedlicher Schichten auf.As a rule, the metallic components mentioned must be protected against corrosion. In the automotive sector in particular, the requirements for corrosion protection are very high. Nowadays, up to 30 years of rust protection are granted for newer car types. Modern automobile bodies are manufactured in multi-stage processes and have a large number of different layers.
Ein Beispiel eines typischen Schichtaufbaus einer Automobilkarosserie ist in Abbildung 1 dargestellt. Das Stahlblech (1) wird in einem ersten Schritt mit Zn bzw. einer Zn- Legierung beschichtet (2). Dies kann galvanisch oder durch Eintauchen in flüssiges Zink, sogenanntes Feuerverzinken- erfolgen. Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit der Zinkschicht selbst wird anschließend eine überwiegend anorganische Vorbehandlungsschicht (3) aufgebracht. Hierbei kann es sich um eine Phosphatierung und/oder Chromatierung mit Cr(VI) oder Cr(lll)-Verbindungen handeln. Es sind auch chrom- und phosphatfreie Vorbehandlungsschichten bekannt. Die Vorbehandlungsschicht wird auch Konversionsschicht oder Passivierungsschicht genannt. Sie ist üblicherweise sehr dünn (2 - 100 nm). Neben der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit der Zn-Schicht soll sie auch die Haftung zwischen Metall und nachfolgenden Lackschichten verbessern. Die Vorbehandlungsschicht (3) wird nun mit einem organischen Grundierlack („Primer") (4) beschichtet. Hierauf schließen sich die eigentlichen Lackschichten an. Bei Automobilen wird die Karosserie anschließend im Regelfalle mit einem Elektrotauchlack (5) beschicht und anschließend mit dem sogenannten Füller (6). Die Füllerschicht ist eine vergleichsweise dicke, weiche Schicht, die verhindern soll, dass Steinschlag oder dergleichen die darunter liegenden Schichten zerstören. Auf dem Füller sind schließlich einige oder mehrere Farblackschichten (7) sowie eine Klarlackschicht (8) zum Schutz aufgebracht. Für andere Anwendungen sind auch andere Lackschichten und/oder Beschichtungsabfolgen oberhalb des Grundlackes (4) üblich.An example of a typical layer structure of an automobile body is shown in Figure 1. In a first step, the steel sheet (1) is coated with Zn or a Zn alloy (2). This can be done galvanically or by immersion in liquid zinc, so-called hot-dip galvanizing. A predominantly inorganic pretreatment layer (3) is then applied to improve the corrosion resistance of the zinc layer itself. This can be phosphating and / or chromating with Cr (VI) or Cr (III) compounds. Chromium and phosphate-free pretreatment layers are also known. The pretreatment layer is also called a conversion layer or passivation layer. It is usually very thin (2 - 100 nm). In addition to improving the corrosion resistance of the Zn layer, it is also said to improve the adhesion between metal and subsequent lacquer layers. The pretreatment layer (3) is now coated with an organic primer ("primer") (4). This is followed by the actual paint layers. In the case of automobiles, the body is then usually coated with an electro-dip coating (5) and then with the so-called filler (6). The filler layer is a comparatively thick, soft layer that is intended to prevent stone chips or the like from destroying the layers underneath. Finally, some or more colored lacquer layers (7) and a clear lacquer layer (8) are applied to the filler for protection. Other lacquer layers and / or coating sequences above the base lacquer (4) are also common for other applications.
Während die Korrosionsschutzbehandlung in der Vergangenheit im Wesentlichen am fertigen metallischen Werkstück, beispielsweise einer zusammengeschweißten Automobilkarosserie vorgenommen wurde, wird in neuerer Zeit die Korrosionsschutzbehandlung in zunehmendem Maße am Bandmetall selbst vorgenommen. Hierbei werden zumindest die Vorbehandlungsschicht (3) und der organische Grundlack (4) bereits auf das Bandmetall aufgebracht. Erst danach werden Teile ausgestanzt, geformt sowie gegebenenfalls zusammengeschweißt. Die bedeutet erhöhte Anforderungen an die aufgebrachten Schichten, denn sie müssen nun auch Stanz-, Form- und Schweißvorgänge ohne Qualitätseinbußen überstehen.While in the past the anti-corrosion treatment was mainly carried out on the finished metallic workpiece, for example a welded-together automobile body, in recent times the anti-corrosion treatment has increasingly been carried out on the strip metal itself. At least the pretreatment layer (3) and the organic base coat (4) are already applied to the strip metal. Only then are parts punched out, shaped and, if necessary, welded together. This means increased demands on the applied layers, because they now have to withstand punching, shaping and welding processes without sacrificing quality.
Die Beschichtung der Metallbänder mit der Vorbehandlungsschicht (3) und dem organischen Grundlack (4) erfolgt in einem Zweistufenprozess, der im Hinblick auf die erforderliche Anlagentechnik vergleichsweise aufwändig ist. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, anstelle der separaten Aufbringung einer Vorbehandlungsschicht (3) und des organischen Grundlackes (4) eine einzige integrierte Vorbehandlungsschicht (3') aufzubringen, die die Funktionen beider Schichten übernimmt. Ein solcher Schichtaufbau ist beispielhaft und schematisch in Abbildung 2 gezeigt. Die Herstellung eines beschichteten Metallbandes wird durch einen solchen Einstufenprozess deutlich vereinfacht.The metal strips are coated with the pretreatment layer (3) and the organic base coat (4) in a two-stage process, which is comparatively complex in terms of the required system technology. There has therefore been no lack of attempts to apply a single integrated pretreatment layer (3 ') instead of the separate application of a pretreatment layer (3) and the organic base lacquer (4), which takes over the functions of both layers. Such a layer structure is shown by way of example and schematically in Figure 2. The production of a coated metal strip is significantly simplified by such a one-step process.
Integrierte Vorbehandlungsschichten sind prinzipiell bekannt.Integrated pretreatment layers are known in principle.
US 5,322,870 offenbart eine Zusammensetzung zur Bildung einer integrierten Vorbehandlungsschicht, welche ein polymeres Beschichtungsmittel, einen Vernetzer sowie zusätzlich Alkyl- oder Arylphosporsäureester bzw. Alkyl- oder Arylphosponsäureester umfassen. Die Zusammensetzung kann optional auch noch ein Pigment umfassen.No. 5,322,870 discloses a composition for forming an integrated pretreatment layer which comprises a polymeric coating agent, a crosslinking agent and additionally alkyl or aryl phosphoric acid esters or alkyl or aryl phosphonic acid esters. The composition can optionally also comprise a pigment.
DE-A 19923 084 offenbart ein chromfreies wässriges Beschichtungsmittel zur einstufigen Beschichtung, welches mindestens Hexafluoroanionen von Ti(IV), Si(IV) und/oder Zr(IV), ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares filmbildendes Bindemittel sowie eine Organophosphorsäure enthält. Die Zusammensetzung kann optional auch noch ein Pigment sowie Vernetzungsmittel umfassen. WO 02/62907 offenbart eine Zusammensetzung für eine einstufige Beschichtung, welche ein Bindemittel, einen Vernetzer sowie ein leitfähiges Pigment umfasst. Das Bindemittel weist Phosphorsäuregruppen auf.DE-A 19923 084 discloses a chromium-free aqueous coating composition for single-stage coating which contains at least hexafluoro anions of Ti (IV), Si (IV) and / or Zr (IV), a water-soluble or water-dispersible film-forming Contains binders and an organophosphoric acid. The composition can optionally also comprise a pigment and crosslinking agent. WO 02/62907 discloses a composition for a one-step coating, which comprises a binder, a crosslinking agent and a conductive pigment. The binder has phosphoric acid groups.
Dithiophosphorsäureester und deren Verwendung zum Korrosionsschutz sind prinzipiell bekannt, beispielsweise aus WO 97/45503, SU-A 147 31 94, US 3,909,447, US 4,339,349, oder WO 99/46338. Ihre Verwendung als Komponente integrierter Vorbehandlungsschichten war bislang noch nicht bekannt.Dithiophosphoric acid esters and their use for corrosion protection are known in principle, for example from WO 97/45503, SU-A 147 31 94, US 3,909,447, US 4,339,349, or WO 99/46338. Their use as a component of integrated pretreatment layers was hitherto unknown.
Aufgabe der Erfindung war es, ein verbessertes Verfahren zur Erzeugung integrierter Vorbehandlungsschichten sowie verbesserte integrierte Vorbehandlungsschichten bereitzustellen.The object of the invention was to provide an improved method for producing integrated pretreatment layers and improved integrated pretreatment layers.
Dementsprechend wurde ein Verfahren zum Aufbringen integrierter Vorbehandlungsschichten auf metallische Oberflächen gefunden, welches mindestens die folgenden Schritte umfasst:Accordingly, a method has been found for applying integrated pretreatment layers to metallic surfaces, which comprises at least the following steps:
(1 ) Behandeln der metallischen Oberfläche mit einer vernetzbaren Zubereitung umfassend mindestens(1) Treating the metallic surface with a crosslinkable preparation comprising at least
(A) ein Bindemittel, (B) vernetzbare Komponenten, wobei es sich dabei um vernetzbare Gruppen, die mit dem Bindemittel verbunden sind und/oder um mindestens einen zusätzlich eingesetzten Vernetzer handeln kann, (C) ein Pigment, (D) ein Korrosionsschutzmittel, sowie (E) optional ein Lösemittel, und(A) a binder, (B) crosslinkable components, these being crosslinkable groups which are connected to the binder and / or can be at least one additionally used crosslinker, (C) a pigment, (D) a corrosion inhibitor, and (E) optionally a solvent, and
(2) Vernetzen der aufgebrachten Schicht, wobei(2) crosslinking the applied layer, wherein
• die Menge des Bindemittels 20 bis 70 Gew. % beträgt, • es sich bei dem Füllstoff um 20 bis 70 Gew. % mindestens eines anorganischen feinteiligen Füllstoffes mit einer mittleren Partikelgröße von weniger als 10 μm handelt, • es sich bei dem Korrosionsschutzmittel um 0,25 bis 10 Gew. % mindestens eines Dithiophosphorsäureesters der allgemeinen Formel HS2P(OR)(OR') und/oder eines Salzes davon, wobei es sich bei R bzw. R' unabhängig voneinander um einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 30 C-Atomen handelt, der auch noch eine oder mehrere, zusätzliche funktioneile Gruppen aufweisen kann, und/oder nicht benachbarte C-Atome durch O oder N substituiert sein können, und wobei sich die Gew. %-Angaben auf die Summe aller Komponenten mit Ausnahme des Lösemittels beziehen.• The amount of binder is 20 to 70% by weight, • The filler is 20 to 70% by weight of at least one inorganic, finely divided filler with an average particle size of less than 10 μm, • The corrosion protection agent is 0 , 25 to 10% by weight of at least one dithiophosphoric ester of the general formula HS 2 P (OR) (OR ') and / or a salt thereof, where R or R' are, independently of one another, a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 30 carbon atoms, which may also have one or more additional functional groups, and / or non-adjacent carbon atoms may be substituted by O or N, and the percentages by weight refer to the sum of all components Obtain an exception for the solvent.
In einerweiteren Ausführungsform der Erfindung wurden integrierte Vorbehandlungsschichten, vorzugsweise mit einer Dicke von 3 bis 15 μm auf metallischen Oberflächen gefunden, welche durch das Verfahren erhältlich sind.In a further embodiment of the invention, integrated pretreatment layers, preferably with a thickness of 3 to 15 μm, have been found on metallic surfaces, which can be obtained by the process.
In einerweitere Ausführungsform der Erfindung wurde eine Zubereitung zur Ausführung des Verfahrens gefunden.In a further embodiment of the invention, a preparation for carrying out the method has been found.
Verzeichnis der AbbildungenList of figures
Abbildung 1 : Beispiel für eine typische Schichtfolge einer Automobilkarosserie bei zweistufiger Vorbehandlung Abbildung 2: Beispiel für eine typische Schichtfolge einer Automobilkarosserie bei integrierter, einstufiger Vorbehandlung.Figure 1: Example of a typical layer sequence of an automobile body with two-stage pretreatment Figure 2: Example of a typical layer sequence of an automobile body with integrated, one-stage pretreatment.
Zu der Erfindung ist im Einzelnen das Folgende auszuführen:The following is to be explained in detail regarding the invention:
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich besonders vorteilhaft flächige metallische Körper wie Bleche, Folie, Platten und insbesondere Metallbänder mit einer integrierten Vorbehandlungsschicht versehen. Selbstverständlich kann es sich aber im Prinzip um beliebig geformte metallische Oberflächen handeln.By means of the method according to the invention, it is particularly advantageous to provide flat metallic bodies such as sheets, foil, plates and in particular metal strips with an integrated pretreatment layer. In principle, however, it can of course be any desired metallic surfaces.
Bei der Art des Metalls kann es sich im Prinzip um beliebige Metalle handeln. Insbesondere handelt es sich aber um solche Metalle oder Legierungen, welche üblicherweise als metallische Konstruktionswerkstoffe eingesetzt werden und die vor Korrosion geschützt werden müssen.In principle, the type of metal can be any metal. In particular, however, these are metals or alloys which are usually used as metallic construction materials and which have to be protected against corrosion.
Insbesondere handelt es sich um Oberflächen von Eisen, Stahl, Zn, Zn-Legierungen, AI oder AI-Legierungen. Es kann sich dabei um die Oberflächen von vollständig aus den besagten Metallen bzw. Legierungen bestehenden Körpern handeln. Die Körper können aber auch nur mit diesen Metallen beschichtet sein und selbst aus andersartigen Materialien bestehen, beispielsweise aus anderen Metallen, Legierungen, Polymeren oder Verbundwerkstoffen. Insbesondere kann es sich um die Oberfläche von verzinktem Eisen oder Stahl handeln. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich um die Oberfläche eines Bandmetalls, insbesondere um elektrolytisch verzinkten oder heißverzinkten Stahl. Es kann sich dabei sowohl um einseitig wie um zweiseitig verzinktes Metallband handeln.In particular, these are surfaces of iron, steel, Zn, Zn alloys, Al or Al alloys. These can be the surfaces of bodies consisting entirely of said metals or alloys. However, the bodies can also only be coated with these metals and themselves consist of different types of materials, for example of other metals, alloys, polymers or composite materials. In particular, it can be the surface of galvanized iron or steel. In a preferred embodiment of the method, it is the surface of a Strip metal, especially around electrolytically galvanized or hot-galvanized steel. It can be a one-sided or a two-sided galvanized metal strip.
Zn- oder AI-Legierungen sind dem Fachmann bekannt. Je nach dem gewünschten Anwendungszweck wählt der Fachmann Art und Menge von Legierungsbestandteilen aus. Typische Bestandteile von Zink-Legierungen umfassen insbesondere AI, Pb, Si, Mg, Sn, Cu oder Cd. Typische Bestandteile von Aluminium-Legierungen umfassen insbesondere Mg, Mn, Si, Zn, Cr, Zr, Cu oder Ti. Es kann sich auch um Al/Zn- Legierungen handeln, bei denen AI- und Zn in annähernd gleicher Menge vorhanden sind. Mit derartigen Legierungen beschichteter Stahl ist kommerziell erhältlich. Der Stahl kann die Üblichen, dem Fachmann bekannten Legierungskomponenten enthalten.Zn or Al alloys are known to the person skilled in the art. Depending on the desired application, the person skilled in the art selects the type and amount of alloy components. Typical components of zinc alloys include in particular Al, Pb, Si, Mg, Sn, Cu or Cd. Typical constituents of aluminum alloys include, in particular, Mg, Mn, Si, Zn, Cr, Zr, Cu or Ti. It can also be an Al / Zn alloy in which Al and Zn are present in approximately the same amount. Steel coated with such alloys is commercially available. The steel can contain the usual alloy components known to the person skilled in the art.
Der Begriff „integrierte Vorbehandlungsschicht" im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass die erfindungsgemäße Beschichtung direkt auf die Metalloberfläche aufgebracht wird, ohne dass vorher eine korrosionshemmende Vorbehandlung wie Passivierung oder Phosphatierung durchgeführt wird. Die integrierte Vorbehandlungsschicht kombiniert die Passivierungsschicht mit der organischen Grundierung in einer einzigen Schicht. Der Begriff „direkt aufgebracht" schließt aber nicht aus, dass sich auf der Metalloberfläche noch eine dünne Schicht, insbesondere eine dünne Oxidhaut befinden kann, die sich beim üblichen Umgang mit dem Metall in Gegenwart von Luft unvermeidlicherweise bildet.The term “integrated pretreatment layer” in the sense of this invention means that the coating according to the invention is applied directly to the metal surface without a corrosion-inhibiting pretreatment such as passivation or phosphating being carried out beforehand. The integrated pretreatment layer combines the passivation layer with the organic primer in a single layer However, the term “applied directly” does not rule out that there may still be a thin layer, in particular a thin oxide skin, on the metal surface, which inevitably forms in the presence of air when the metal is handled normally.
Auf die integrierte Vorbehandlungsschicht können vorteilhaft weitere Lackschichten, wie beispielsweise kathodische Tauchlacke, unmittelbar aufgebracht werden, ohne dass vorher noch eine zusätzliche organische Grundierung aufgebracht werden muss. Selbstverständlich ist eine zusätzliche organische Grundierung aber in Spezialfällen möglich, obwohl bevorzugt darauf verzichtet wird.Further lacquer layers, such as cathodic dip lacquers, can advantageously be applied directly to the integrated pretreatment layer without an additional organic primer having to be applied beforehand. Of course, an additional organic primer is possible in special cases, although it is preferred not to do so.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Zubereitung zur Behandlung von Metalloberflächen umfasst mindestens ein Bindemittel (A) sowie vernetzbare Komponenten (B). Bei den vernetzbaren Komponenten kann es sich um mindestens einen Vernetzer handeln, welcher zusätzlich zu einem Bindemittel eingesetzt wird oder es kann sich hierbei um Gruppen vernetzbare Gruppen handeln, welche mit dem Bindemittel verbunden sind. Selbstverständlich kann auch das Bindemittel vernetzbare Gruppen aufweisen und zusätzlich ein Vernetzer eingesetzt werden.The preparation used according to the invention for the treatment of metal surfaces comprises at least one binder (A) and crosslinkable components (B). The crosslinkable components can be at least one crosslinker which is used in addition to a binder, or it can be groups of crosslinkable groups which are bonded to the binder. Of course, the binder can also have crosslinkable groups and a crosslinker can also be used.
Hierbei sind verschiedene Kombinationsmöglichkeiten denkbar. Beispielsweise können Bindemittel und Vernetzer getrennt voneinander eingesetzt werden. Das Bindemittel umfasst dann reaktive funktionelle Gruppen, die mit komplementären, reaktiven funktionellen Gruppen in den Vernetzern reagieren können. Alternativ kann es sich auch um selbstvernetzende Bindemittel handeln, die reaktive funktionelle Gruppen umfassen, die mit Gruppen ihrer Art ("mit sich selbst") oder mit komplementären, reaktiven funktionellen Gruppen am selben Polymer Vernetzungsreaktionen eingehen können. Möglich ist auch, dass ausschließlich der die Vernetzer miteinander reagieren.Various possible combinations are conceivable here. For example, binders and crosslinkers can be used separately. The binder then comprises reactive functional groups which can react with complementary, reactive functional groups in the crosslinking agents. Alternatively, you can they are also self-crosslinking binders which comprise reactive functional groups which can undergo crosslinking reactions with groups of their kind (“with themselves”) or with complementary, reactive functional groups on the same polymer. It is also possible that only the crosslinkers react with one another.
Bei den Bindemitteln (A) kann es sich um die auf dem Gebiet der Coil-Coating-Lacke üblichen Bindemittel handeln. Beispiele geeigneter Bindemittel umfassen (Meth)acrylat(co)polymerisate, partiell verseifte Polyvinylester, Polyester, Alkydharze, Polylactone, Polycarbonate, Polyether, Epoxidharz-Amin-Addukte, Polyharnstoffe,The binders (A) can be the binders customary in the field of coil coating lacquers. Examples of suitable binders include (meth) acrylate (co) polymers, partially saponified polyvinyl esters, polyesters, alkyd resins, polylactones, polycarbonates, polyethers, epoxy resin-amine adducts, polyureas,
Polyamide, Polyimide oder Polyurethane. Selbstverständlich können auch Mischungen verschiedener Polymerer eingesetzt werden, vorausgesetzt es treten durch die Mischung keine unerwünschten Effekte auf.Polyamides, polyimides or polyurethanes. Mixtures of different polymers can of course also be used, provided that the mixture does not cause any undesirable effects.
Bevorzugt werden Polyester oder Epoxidharz-Amin-Addukte eingesetzt. Die Polyester eignen sich insbesondere für schweißbare Lacke und die Epoxidharz-Amin-Addukte sind für Lacke bevorzugt, die nicht geschweißt werden sollen.Polyester or epoxy resin-amine adducts are preferably used. The polyesters are particularly suitable for weldable paints and the epoxy-amine adducts are preferred for paints that are not to be welded.
Bei geeigneten Polyestern handelt es sich insbesondere um Kondensate niedermole- kularer Dicarbonsäuren und Dialkohole. Beispiele geeigneter Dicarbonsäuren umfassen aliphatische Dicarbonsäuren wie Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure, aliphatisch cycloaliphatische wie Dimerfettsäuren, d.h. Umsetzungsprodukten ungesättigter Fettsäuren miteinander, cycloaliphatische Dicarbonsäuren wie 1 ,4- oder 1 ,3 Cyclohexandicarbonsäure, Tricyclodecan- dicarbonsäure und aromatische Dicarbonsäuren wie Isophthalsäure, Terephthalsäure oder Phthalsäure. Es können selbstverständlich auch Derivate von Dicarbonsäuren eingesetzt werden. Besonders geeignet sind Anhydride wie beispielsweise Phthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid oder Tetradehydrophthal- säureanhydrid.Suitable polyesters are, in particular, condensates of low molecular weight dicarboxylic acids and dialcohols. Examples of suitable dicarboxylic acids include aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, aliphatic cycloaliphatic such as dimer fatty acids, i.e. Reaction products of unsaturated fatty acids with each other, cycloaliphatic dicarboxylic acids such as 1, 4- or 1, 3 cyclohexanedicarboxylic acid, tricyclodecanedicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, terephthalic acid or phthalic acid. Derivatives of dicarboxylic acids can of course also be used. Anhydrides such as phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride or tetradehydrophthalic anhydride are particularly suitable.
Beispiele geeigneter Dialkohole umfassen aliphatische Alkohole wie zum Beispiel Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, 1 ,3-Butandiol, 1 ,3- Propandiol, 1 ,4-Butandiol, Neopentylglykol, 1 -Methyl Propandiol-1 ,3, 2-Butyl-2- ethylpropandiol, Pentandiole, Hexandiole, Octandiole, Dodecandiol, Hydroxy- pivalinsäureneopentylglykolester, cycloaliphatische Alkohole wie 1 ,4- oder 1 ,3 - Cyclohexandimethanol, TCD-Alkohol und Bis(4-hydroxycyclohexyl)methan bzw. propan und Dimerdiole (hydrierte Dimerfettsäuren). Es können selbstverständlich in bekannter Art und Weise auch Derivate von Alkoholen eingesetzt werden, wie beipielsweise Ester, insbesondere die entsprechenden Methyl- oder Ethylester. Neben lineraren Bindemitteln können auch verzweigte Bindemittel eingesetzt werden. Geeignete Monomere zur Erzeugung von Verzweigungen umfassen Tricarbonsäuren oder deren Anhydride wie Trimelithsäureanhydrid oder Trimesinsäure und Trialkohole wie Trimethalyolalkane beispielsweise Trimethylolethan oder Trimetylolpropan.Examples of suitable dialcohols include aliphatic alcohols such as, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, 1, 3-butanediol, 1, 3-propanediol, 1, 4-butanediol, neopentyl glycol, 1-methyl-propanediol-1, 3, 2-butyl 2-ethylpropanediol, pentanediols, hexanediols, octanediols, dodecanediol, hydroxypivalic acid, neopentylglycol esters, cycloaliphatic alcohols such as 1, 4- or 1, 3-cyclohexanedimethanol, TCD alcohol and bis (4-hydroxycyclohexyl) methane or propane and dimerdiols (hydrogenated) , Derivatives of alcohols, such as esters, in particular the corresponding methyl or ethyl esters, can of course also be used in a known manner. In addition to linear binders, branched binders can also be used. Suitable monomers for producing branches include tricarboxylic acids or their anhydrides such as trimelitic anhydride or trimesic acid and trial alcohols such as trimethalyolalkanes, for example trimethylolethane or trimethylolpropane.
Bevorzugt können die Polyester durch Reaktion mit Polyisocyanaten ganz oder teilweise zu Isocyanat-terminierten Polyestem umgesetzt werden. Die OH-Zahl der eingesetzten Polyester beträgt üblicherweise ca. 10 bis ca. 200 mg KOH/g, bevorzugt 15 bis 120 mg KOH/g, besonders bevorzugt 20 bis 80 mg KOH/g und beispielsweise ca. 50 mg KOH/g. Die Molekulargewichte betragen üblicherweise 400 bis 10000 g/mol, bevorzugt 500 bis 5000 g/mol und besonders bevorzugt 1000 bis 4000 g/mol.The polyesters can preferably be reacted in whole or in part to form isocyanate-terminated polyesters by reaction with polyisocyanates. The OH number of the polyesters used is usually about 10 to about 200 mg KOH / g, preferably 15 to 120 mg KOH / g, particularly preferably 20 to 80 mg KOH / g and for example about 50 mg KOH / g. The molecular weights are usually 400 to 10,000 g / mol, preferably 500 to 5000 g / mol and particularly preferably 1000 to 4000 g / mol.
Epoxyfunktionelle Polymere können durch die Reaktion von epoxyfunktionellen Monomeren wie Bisphenol-A-Diglycidylether, Bisphenol-F-Diglycidylether oder Hexandioldiglycidylether mit Phenolen wie Bisphenol A, Bisphenol F und/oder Alkoholen wie ethoxyliertem oder propoxiliertem Bisphenol A hergestellt werden. Epoxifunktionelle Polymere sind kommerziell erhältlich, beispielsweise unter dem Namen Epon® oder Epikote®.Epoxy-functional polymers can be prepared by the reaction of epoxy-functional monomers such as bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether or hexanediol diglycidyl ether with phenols such as bisphenol A, bisphenol F and / or alcohols such as ethoxylated or propoxylated bisphenol A. Epoxy-functional polymers are commercially available, for example under the name Epon ® or Epikote ®.
Epoxidharz-Amin-Addukten können durch Reaktion der besagten epoxyfunktionellen Komponenten mit Phenolen bzw. aliphatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren, sauren Polyestem oder Alkoholen, Thiolen sowie Aminen, insbesondere sekundären Aminen wie beispielsweise Diethanolamin oder N- Methylbutanolamin erhalten werden.Epoxy resin-amine adducts can be obtained by reacting said epoxy-functional components with phenols or aliphatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids, acidic polyesters or alcohols, thiols and amines, in particular secondary amines such as, for example, diethanolamine or N-methylbutanolamine.
Weiterhin können auch Emulsionspolymerisate eingesetzt werden. Diese eignen sich insbesondere für wasserbasierende Formulierungen. Beispiele geeigneter Emulsionspolymerisate oder -copolymerisate umfassen Acrylatdispersionen, erhältlich in üblicher Art und Weise aus Acrylsäure und/oder Acrylsäurederivaten, beispielsweise Acryl- säureestern und/oder Styrol. Es eignen sich auch Dispersionen aus Polyurethanen, hergestellt aus aromatischen und/oder aliphatischen Diisocyanaten und Polyestem oder aliphatischen Weichsegmenten.Emulsion polymers can also be used. These are particularly suitable for water-based formulations. Examples of suitable emulsion polymers or copolymers include acrylate dispersions, obtainable in a customary manner from acrylic acid and / or acrylic acid derivatives, for example acrylic acid esters and / or styrene. Dispersions made of polyurethanes, made from aromatic and / or aliphatic diisocyanates and polyester or aliphatic soft segments, are also suitable.
Die eingesetzte Zubereitung umfasst 20 bis 70 Gew. % des Bindemittels. Alle Gew. %- Angaben beziehen sich im Folgenden auf die Summe aller Komponenten der Zubereitung mit Ausnahme des Lösemittels oder des Lösemittelgemisches. Bevorzugt beträgt die Menge 30 bis 60 Gew. % und besonders bevorzugt 40 bis 50 Gew. %.The preparation used comprises 20 to 70% by weight of the binder. In the following, all percentages by weight relate to the sum of all components of the preparation with the exception of the solvent or the solvent mixture. The amount is preferably 30 to 60% by weight and particularly preferably 40 to 50% by weight.
Die vernetzenden Komponenten (B) können thermisch vernetzende Gruppen oder fotochemisch vernetzende Gruppen aufweisen. Geeignete Vernetzer sind beispielsweise Vernetzer auf Basis von Epoxiden, bei denen zwei oder mehrere Epoxygruppen mittels einer verknüpfenden Gruppe miteinander verbunden sind. Beispiele umfassen niedermolekulare Verbindungen mit zwei Epoxygruppen wie Hexandioldiglycidylether, Phthalsäurediglycidylether oder cycloaliphathische Verbindungen wie 3,4-Epoxicyclohexancarbonsäure-3',4'- epoxycyclohexylmethylester.The crosslinking components (B) can have thermally crosslinking groups or photochemically crosslinking groups. Suitable crosslinkers are, for example, crosslinkers based on epoxides in which two or more epoxy groups are connected to one another by means of a linking group. Examples include low molecular weight compounds with two epoxy groups such as hexanediol diglycidyl ether, phthalic acid diglycidyl ether or cycloaliphatic compounds such as 3 ', 4'-epoxycyclohexylmethyl ester, 3,4-epoxicyclohexane.
Weitere Beispiele geeigneter Vernetzer umfassen Melamintyp-Vernetzer, wie kommzerziell erhältliche Vernetzer der Luwipal® - Reihe.Further examples of suitable crosslinking agents include melamine-type crosslinker such as kommzerziell available crosslinking agents of Luwipal ® - row.
Besonders bevorzugt werden blockierte Polyisocyanate als Vernetzer eingesetzt. Bei der Blockierung wird die Isocyanatgruppe reversibel mit einem Blockierungsmittel umgesetzt. Das Blockierungsmittel wird beim Erhitzen auf höhere Temperaturen wieder abgespalten. Beispiele geeigneter Blockierungsmittel sind in DE-A 199 14 896, Spalte 12, Zeile 13 bis Spalte 13, Zeile 2 offenbart. Besonders bevorzugt werden mit ε-Caprolactam blockierte Polyisocyanate eingesetzt.Blocked polyisocyanates are particularly preferably used as crosslinking agents. When blocking, the isocyanate group is reversibly reacted with a blocking agent. The blocking agent is split off again when heated to higher temperatures. Examples of suitable blocking agents are disclosed in DE-A 199 14 896, column 12, line 13 to column 13, line 2. Polyisocyanates blocked with ε-caprolactam are particularly preferably used.
Zur photochemischen Vernetzung geeignete Vernetzer sind zum Beispiel die Basonat® Marken der BASF oder oligomere Acrylate.Crosslinkers suitable for photochemical crosslinking are, for example, the Basonat® brands from BASF or oligomeric acrylates.
Falls ein Vernetzer separat eingesetzt wird, werden üblicherweise 0,5 bis 10 Gew. %, bevorzugt 1 bis 8 Gew. % und besonders bevorzugt 2 bis 6 Gew. % eingesetzt. Selbstverständlich können auch Gemische verschiedener Vernetzer eingesetzt werden, vorausgesetzt, die Eigenschaften der Schicht werden dadurch nicht negativ beeinflusst.If a crosslinker is used separately, 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 8% by weight and particularly preferably 2 to 6% by weight are usually used. Mixtures of different crosslinkers can of course also be used, provided that the properties of the layer are not adversely affected thereby.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Zubereitung umfasst weiterhin mindestens einen feinteiligen anorganischen Füllstoff (C). Der Füllstoff kann auch eine zusätzliche organische Beschichtung, beispielsweise zur Hydrophobierung oderThe preparation used for the method according to the invention further comprises at least one finely divided inorganic filler (C). The filler can also have an additional organic coating, for example for hydrophobing or
Hydrophilierung umfassen. Der Füllstoff sollte eine durchschnittliche Partikelgröße von 10 μm nicht überschreiten. Bevorzugt beträgt die durchschnittliche Partikelgröße 10 nm bis 9 μm und besonders bevorzugt 100 nm bis 5 μm. Bei runden oder annähernd runden Partikeln bezieht sich diese Angabe auf den Durchmesser, bei unregelmäßig geformten, wie bspw. bei nadeiförmigen Partikeln auf die längste Achse. Mit der Partikelgröße ist die Primärpartikelgröße gemeint. Dem Fachmann ist selbstverständlich bekannt, dass sich feinteilige Feststoffe häufig zu größeren Partikel agglomerieren, die zur Verwendung intensiv dispergiert werden müssen. Die Partikelgröße wird vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften der Schicht gewählt. Sie richtet sich beispielsweise auch nach der gewünschten Schichtdicke. Im Regelfalle wird der Fachmann bei einer geringen Schichtdicke kleinere Partikel wählen.Include hydrophilization. The filler should not exceed an average particle size of 10 μm. The average particle size is preferably 10 nm to 9 μm and particularly preferably 100 nm to 5 μm. In the case of round or approximately round particles, this information relates to the diameter, in the case of irregularly shaped particles, such as, for example, in the case of needle-shaped particles, to the longest axis. The particle size means the primary particle size. It is of course known to the person skilled in the art that finely divided solids often agglomerate into larger particles which have to be dispersed intensively in order to be used. The particle size is chosen by the person skilled in the art depending on the desired properties of the layer. For example, it also depends on the desired one Layer thickness. As a rule, the person skilled in the art will choose smaller particles with a small layer thickness.
Als Füllstoffe kommen einerseits elektrisch leitfähige Pigment bzw. Füllstoffe in Frage. Derartige Zusätze dienen der Verbesserung der Schweißbarkeit und der Verbesserung einer nachfolgenden Beschichtung mit Elektrotauchlacken. Beispiele geeigneter elektrisch leitender Füllstoffe bzw. Pigmente umfassen Phosphide, Vanadiumcarbid, Titannitrid, Molybdänsulfid, Graphit, Ruß oder dotiertes Bariumsulfat. Bevorzugt werden Metallphosphide von Zn, AI, Si, Mn, Cr, Fe oder Ni eingesetzt. Beispiele bevorzugter Metallphosphide umfassen CrP, MnP, Fe3P, Fe2P, Ni2P, NiP2 oder NiP3. Eisenphosphide sind beispielsweise unter dem Namen Ferrophos® kommerziell erhältlich.On the one hand, electrically conductive pigments or fillers are suitable as fillers. Such additives serve to improve the weldability and to improve a subsequent coating with electrocoat materials. Examples of suitable electrically conductive fillers or pigments include phosphides, vanadium carbide, titanium nitride, molybdenum sulfide, graphite, carbon black or doped barium sulfate. Metal phosphides of Zn, Al, Si, Mn, Cr, Fe or Ni are preferably used. Examples of preferred metal phosphides include CrP, MnP, Fe 3 P, Fe 2 P, Ni 2 P, NiP 2 or NiP 3 . Iron phosphides are commercially available, for example, under the name Ferrophos ® .
Es können auch nichtleitende Pigmente oder Füllstoffe eingesetzt werden, wie beispielsweise feinteilige amorphe Silicium-, Aluminium- oder Titanoxide, die auch noch mit weiteren Elementen dotiert sein können. Beispielsweise kann mit Calciumionen modifiziertes amorphes Siliziumdioxid eingesetzt werden.Non-conductive pigments or fillers can also be used, such as finely divided amorphous silicon, aluminum or titanium oxides, which can also be doped with other elements. For example, amorphous silicon dioxide modified with calcium ions can be used.
Weitere Beispiele von Pigmenten umfassen Korrosionsschutzpigmente wie Zinkphosphat, Zinkmetaborat oder Bariummetaborat-Monohydrat.Other examples of pigments include anti-corrosion pigments such as zinc phosphate, zinc metaborate or barium metaborate monohydrate.
Selbstverständlich können auch Gemische verschiedener Pigmente eingesetzt werden. Die Pigmente werden in einer Menge von 20 bis 70 Gew. % eingesetzt. Die genaue Menge wird vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften der Schicht festgelegt. Bei Verwendung von Leitfähigkeitspigmenten sind die eingesetzten Mengen üblicherweise größer als bei Verwendung nicht leitender Füllstoffe. Bevorzugte Mengen bei leitfähigen Pigmenten und Füllstoffen betragen 40 bis 70 Gew. %, bevorzugte Mengen bei nicht leitfähigen Pigmenten 20 bis 50 Gew. %.Mixtures of different pigments can of course also be used. The pigments are used in an amount of 20 to 70% by weight. The exact amount is determined by the person skilled in the art depending on the desired properties of the layer. When using conductivity pigments, the amounts used are usually larger than when using non-conductive fillers. Preferred amounts for conductive pigments and fillers are 40 to 70% by weight, preferred amounts for non-conductive pigments 20 to 50% by weight.
Die Zusammensetzung umfasst weiterhin 0,25 bis 10 Gew. % mindestens eines Dithiophosphorsäureesters (D) der allgemeinen Formel HS2P(OR)(OR'). Es kann selbstverständlich auch ein Gemisch mehrerer verschiedener Dithiophosphorsäureester eingesetzt werden.The composition further comprises 0.25 to 10% by weight of at least one dithiophosphoric acid ester (D) of the general formula HS 2 P (OR) (OR '). A mixture of several different dithiophosphoric esters can of course also be used.
Die Dithiophosphorsäureester können als freie Säuren oder bevorzugt als Salze davon eingesetzt werden. Als Gegenionen eignen sich insbesondere einwertige Ionen wie Mg2+, Sr2*, Zn2+, Ca2\ Ba2+, Li+, Na+, K+, NH4 + oder auch Alkylammoniumionen der allgemeinen Formeln NHaR'"*, NH2R'y, NHR'Y oder NR'Y, wobei R'" für einen geradkettigen oder verzweigten aliphatischen oder aromatischen Rest, bevorzugt CT bis Ce-Alkyl steht. R'" kann auch funktionale Gruppen umfassen. Beispiele geeigneter Ammoniumionen umfassen die Ammoniumionen von Aminen wie Ethanolamin, N- Methylethanolamin, Λ/,Λ/-Dimethylethanolamin, Diethanolamin, Λ/-Methyldiethanolamin, Triethanolamin, Morpholin, Λ/-Methylmorpholin oder Triethylamin.The dithiophosphoric acid esters can be used as free acids or preferably as salts thereof. Particularly suitable counterions are monovalent ions such as Mg 2+ , Sr 2 * , Zn 2+ , Ca 2 \ Ba 2+ , Li + , Na + , K + , NH 4 + or also alkylammonium ions of the general formulas NHaR '" * , NH 2 R'y, NHR'Y or NR'Y, where R '"represents a straight-chain or branched aliphatic or aromatic radical, preferably C T to Ce alkyl. R '"can also include functional groups. Examples of suitable ammonium ions include the ammonium ions of amines such as ethanolamine, N- Methylethanolamine, Λ /, Λ / -dimethylethanolamine, diethanolamine, Λ / -methyldiethanolamine, triethanolamine, morpholine, Λ / -methylmorpholine or triethylamine.
Die Reste R und R' im Dithiophosphorsäureester können verschieden oder bevorzugt gleich sein. Bei R und R' handelt es sich jeweils um einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 30 C-Atomen, der auch noch eine oder mehrere, zusätzliche funktionelle Gruppen aufweisen kann, und/oder bei dem nicht benachbarte C-Atome durch O oder N substituiert sein können.The radicals R and R 'in the dithiophosphoric acid ester can be different or preferably the same. R and R 'are each a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 30 C atoms, which may also have one or more additional functional groups, and / or in which the non-adjacent C atoms are represented by O or N. can be substituted.
Bevorzugt handelt es sich um einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 2 bis 12 C-Atomen, besonders bevorzugt mit 3 bis 10 C-Atomen. Beispiele geeigneter Reste umfassen Ethyl-, n-Propyl, i-Propyl-, n-Butyl-, i-Butyl-, t-Butyl-, n-Hexyl, 2-Ethylhexyl oder n-Octylreste.It is preferably a straight-chain or branched alkyl radical having 2 to 12 carbon atoms, particularly preferably having 3 to 10 carbon atoms. Examples of suitable radicals include ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-hexyl, 2-ethylhexyl or n-octyl radicals.
Funktionelle Gruppen (F) können im Zuge der Vernetzung der Schicht wie dieFunctional groups (F) can be networked like the
Bindemittel ebenfalls mit dem Vernetzer reagieren und verbessern die Stabilität der Schicht. Bevorzugt handelt es sich bei den funktioneilen Gruppen um eine ausgewählt aus der Gruppe von -OH, -NH2, -NHR", -COOH oder-COOR", wobei es sich bei R" um einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl, Aralkyl- oder Arylrest handelt. Sofern die Reste R und R' funktionelle Gruppen aufweisen, handelt es sich bevorzugt um einen Rest der allgemeinen Formel -(CH2)n-F, wobei n für eine natürliche Zahl von 1 bis 20, bevorzugt 2 bis 12 und besonders bevorzugt 2 bis 9 steht.Binders also react with the crosslinker and improve the stability of the layer. The functional groups are preferably selected from the group of -OH, -NH 2 , -NHR ", -COOH or-COOR", where R "is a straight-chain or branched alkyl, aralkyl or aryl radical If the radicals R and R 'have functional groups, it is preferably a radical of the general formula - (CH 2 ) n -F, where n is a natural number from 1 to 20, preferably 2 to 12 and particularly preferably 2 to 9 stands.
Bei Resten R und R', bei denen nicht benachbarte C-Atome durch O und/oder N- Atome substituiert sind, handelt es sich bevorzugt um Ethylenoxideinheiten aufweisende Reste der allgemeinen Formel -(CH2-CH2-0-)mX. wobei X für H oder Methyl steht und m für eine Zahl von 1 bis 9, oder um geradekettige oder verzweigte Ethylenimineinheiten aufweisende Reste mit bis zu 9 Ethylenimineinheiten. Dem Fachmann ist bekannt, dass es sich bei der Zahl der gebundenen Einheiten jeweils um Durchschnittswerte handelt. Mit derartigen Resten lässt sich die Wasserlöslichkeit oder Wasserdispergierbarkeit für die Anwendung in wässrigen Systemen verbessern.The radicals R and R 'in which non-adjacent C atoms are substituted by O and / or N atoms are preferably radicals of the general formula - (CH 2 -CH 2 -0-) mX containing ethylene oxide units. where X is H or methyl and m is a number from 1 to 9, or residues containing up to 9 ethyleneimine units which are straight-chain or branched ethyleneimine units. It is known to the person skilled in the art that the number of bound units is in each case average values. Such residues can improve water solubility or water dispersibility for use in aqueous systems.
Es kann sich bei R bzw. R' auch um einen Rest der allgemeinen Formel -[(CH2)kO]r (CH2)k-F' handeln, wobei k für eine natürliche Zahl von 2 bis 10, 1 für eine natürliche Zahl von 1 bis 20 und F' für eine funktionelle Gruppe steht. Bei F' kann es sich beispielsweise um funktionelle Gruppen gemäß obiger Definition handeln. Bevorzugt handelt es sich bei der funktionellen Gruppe F' um eine ausgewählt aus der Gruppe von -OH, -OR", -COOH oder -COOR" handelt, wobei R" die oben genannte Bedeutung hat. Die Dithiophosphorsäureester werden üblicherweise in einer Menge von 0,25 bis 10 Gew. %, bevorzugt 0,5 bis 8 Gew. % und besonders bevorzugt 1 bis 6 Gew. % eingesetzt.R or R 'can also be a radical of the general formula - [(CH 2 ) k O] r (CH 2 ) k -F', where k is a natural number from 2 to 10, 1 for a natural number from 1 to 20 and F 'stands for a functional group. F 'can be, for example, functional groups as defined above. The functional group F 'is preferably one selected from the group of -OH, -OR ", -COOH or -COOR", where R "has the meaning given above. The dithiophosphoric acid esters are usually used in an amount of 0.25 to 10% by weight, preferably 0.5 to 8% by weight and particularly preferably 1 to 6% by weight.
Als Komponente (E) umfasst die Zubereitung im Regelfalle ein geeignetes Lösemittel, in dem die Komponenten gelöst und/oder dispergiert sind, um einen gleichmäßigen Auftrag auf die Oberfläche zu ermöglichen. Es ist aber auch prinzipiell möglich, die Zubereitung lösemittelfrei oder im wesentlichen lösemittelfrei als Pulverlack zu formulieren. Bevorzugt ist die Anwendung eines Lösemittels.As component (E), the preparation generally comprises a suitable solvent in which the components are dissolved and / or dispersed in order to enable uniform application to the surface. In principle, however, it is also possible to formulate the preparation as solvent-free or essentially solvent-free as a powder coating. The use of a solvent is preferred.
Geeignete Lösemittel sind solche, welche in der Lage sind, die erfindungsgemäßen Verbindungen zu lösen, zu dispergieren, zu suspendieren oder zu emulgieren. Es kann sich dabei um organische Lösemittel oder um Wasser handeln. Selbstverständlich können auch Gemische verschiedener organischer Lösemittel oder Gemische organischer Lösemittel mit Wasser eingesetzt werden. Der Fachmann trifft unter den prinzipiell möglichen Lösemitteln je nach dem gewünschten Verwendungszweck und nach der Art der eingesetzten erfindungsgemäßen Verbindung eine geeignete Auswahl.Suitable solvents are those which are capable of dissolving, dispersing, suspending or emulsifying the compounds according to the invention. It can be organic solvents or water. Mixtures of various organic solvents or mixtures of organic solvents with water can of course also be used. The person skilled in the art makes a suitable selection from the solvents which are possible in principle, depending on the intended use and the type of compound used according to the invention.
Beispiele organischer Lösemittel umfassen Kohlenwasserstoffe wie Toluol, Xylol oder Gemische, wie sie z.B. bei der Raffination von Rohöl erhalten werden und z.B. als Petroleumbenzin, Kerosin, Solvesso® oder Risella® kommerziell erhältlich sind, Ether wie THF oder Polyether wie Polyethylenglykol, Etheralkohole wie Butylglykol, Etherglykolacetate wie Butylgklykolacetat, Ketone wie Aceton, Alkohole wie Methanol, Ethanol oder Propanol.Examples of organic solvents include hydrocarbons such as toluene, xylene or mixtures, e.g. obtained from the refining of crude oil and e.g. are commercially available as petroleum ether, kerosene, Solvesso® or Risella®, ethers such as THF or polyethers such as polyethylene glycol, ether alcohols such as butyl glycol, ether glycol acetates such as butyl glycol acetate, ketones such as acetone, alcohols such as methanol, ethanol or propanol.
Weiterhin können auch Zubereitungen eingesetzt werden, die Wasser oder ein überwiegend wässriges Lösungsmittelgemisch umfassen. Darunter sollen solche Gemische verstanden werden, die zumindest 50 Gew. %, bevorzugt mindestens 65 Gew. % und besonders bevorzugt mindestens 80 Gew. % Wasser umfassen. Weitere Komponenten sind mit Wasser mischbare Lösungsmittel. Beispiele umfassen Monoalkohole wie Methanol, Ethanol oder Propanol, höhere Alkohole wie Ethylenglykol oder Polyetherpolyole und Etheralkohole wie Butylglykol oder Methoxypropanol.Preparations can also be used which comprise water or a predominantly aqueous solvent mixture. This should be understood to mean mixtures which comprise at least 50% by weight, preferably at least 65% by weight and particularly preferably at least 80% by weight of water. Other components are water-miscible solvents. Examples include monoalcohols such as methanol, ethanol or propanol, higher alcohols such as ethylene glycol or polyether polyols and ether alcohols such as butylglycol or methoxypropanol.
Die Menge der Lösemittel wird vom Fachmann je nach den gewünschtenThe amount of solvent is determined by the person skilled in the art depending on the desired
Eigenschaften der Zubereitung und der gewünschten Applikationsmethode gewählt. Im Regelfalle beträgt das Gewichtsverhältnis der Schichtkomponenten zu dem Lösemittel 10:1 bis 1:10, bevorzugt ca. 2:1 ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt sein soll. Es ist selbstverständlich auch möglich, zunächst ein Konzentrat herzustellen und erst vor Ort auf die gewünschte Konzentration zu verdünnen. Die Zubereitung wird durch intensives Mischen der Komponenten der Zubereitung mit den Lösemitteln hergestellt. Dem Fachmann sind geeignete Misch- oder Dispergieraggregate bekannt.Properties of the preparation and the desired application method selected. As a rule, the weight ratio of the layer components to the solvent is 10: 1 to 1:10, preferably approximately 2: 1, without the invention being restricted to this. It is of course also possible to first produce a concentrate and to dilute it to the desired concentration only on site. The preparation is produced by intensively mixing the components of the preparation with the solvents. Suitable mixing or dispersing units are known to the person skilled in the art.
Über die Komponenten (A) bis (D) sowie optional (E) kann die Zubereitung darüber hinaus noch einen oder mehrere Hilfsstoffe und/oder Additive (F) umfassen. Derartige Hilfsstoffe und/oder Additive dienen zur Feinsteuerung der Eigenschaften der Schicht. Ihre Menge übersteigt im Regelfalle nicht 20 Gew. % bzgl. der Summer aller Komponenten mit Ausnahme der Lösemittel, bevorzugt nicht 10 %.In addition to components (A) to (D) and optionally (E), the preparation can also comprise one or more auxiliaries and / or additives (F). Such auxiliaries and / or additives serve to fine-tune the properties of the layer. Their amount generally does not exceed 20% by weight with respect to the buzzer of all components with the exception of the solvents, preferably not 10%.
Beispiele geeigneter Zusatzstoffe sind färb- und/oder effektgebende Pigmente, Reaktivverdünner für die thermische Härtung oder die Härtung mit aktinischer Strahlung, Rheologiehilfsmittel, UV-Absorber, Lichtschutzmittel, Radikalfänger, Initiatoren für die radikalische Polymerisation, Katalysatoren für die thermische Vernetzung, Photoinitiatoren und -coinitiatoren, Slipadditive, Polymerisationsinhibitoren, Entschäumer, Emulgatoren, Entgasungsmittel, Netz- und Dipergiermittel, Haftvermittler, Verlaufsmittel, filmbildende Hilfsmittel, rheologiesteuernde Additive (Verdicker), Flammschutzmittel, Sikkative, Hautverhinderungsmittel, sonstige Korrosionsinhibitoren, Wachse und Mattierungsmittel, wie sie aus dem Lehrbuch »Lackadditive« von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, oder der deutschen Patentanmeldung DE 199 14 896 A 1, Spalte 13, Zeile 56, bis Spalte 15, Zeile 54, bekannt sind.Examples of suitable additives are coloring and / or effect pigments, reactive thinners for thermal curing or curing with actinic radiation, rheology aids, UV absorbers, light stabilizers, radical scavengers, initiators for radical polymerization, catalysts for thermal crosslinking, photoinitiators and coinitiators , Slip additives, polymerization inhibitors, defoamers, emulsifiers, degassing agents, wetting and diperging agents, adhesion promoters, leveling agents, film-forming aids, rheology-controlling additives (thickeners), flame retardants, siccatives, skin-preventing agents, other corrosion inhibitors, waxes and matting agents, such as those from the by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, or German patent application DE 199 14 896 A1, column 13, line 56, to column 15, line 54.
Bevorzugte Additive sind Dibutylzinndilaurat als Katalysator für die thermische Vernetzung.Preferred additives are dibutyltin dilaurate as a catalyst for thermal crosslinking.
Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die metallische Oberfläche mit der Zubereitung behandelt.To carry out the method according to the invention, the metallic surface is treated with the preparation.
Optional wird die Oberfläche vor der Behandlung noch gereinigt. Erfolgt die erfindungsgemäße Behandlung unmittelbar nach einer metallischen Oberflächenbehandlung, beispielsweise einer elektrolytischen Verzinkung oder einer Schmelztauchverzinkung von Stahlbändern, so können die Bänder im Regelfalle ohne vorherige Reinigung mit der erfindungsgemäßen Behandlungslösung in Kontakt gebracht werden. Wurden die zu behandelnden Metallbänder vor der erfindungsgemäßen Beschichtung jedoch gelagert und/oder transportiert, so sind in der Regel mit Korrosionsschutzölen versehen oder zumindest so weitgehend verschmutzt, dass eine Reinigung vor der erfindungsgemäßen Beschichtung erforderlich ist. Die Reinigung kann nach dem Fachmann bekannten Methoden mit üblichen Reinigungsmitteln erfolgen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufbringen integrierter Vorbehandlungsschichten wird die Oberfläche des Metalls mit der Zubereitung behandelt, beispielsweise durch Sprühen, Tauchen oder Aufwalzen. Nach einem Tauchprozess kann man zum Entfernen überschüssiger Behandlungslösung das Werkstück abtropfen lassen; bei Blechen, Metallfolien oder dergleichen lässt sich überschüssige Behandlungslösung beispielsweise auch abquetschen oder abrakeln. Bei der Behandlung werden zumindest Teile des eingesetzten Polymers sowie weitere Komponenten der Zubereitung von der Oberfläche des Metalls chemisorbiert, so dass eine feste Bindung zwischen Oberfläche und den Komponenten zustande kommt. Die Behandlung mit der Zubreitung erfolgt im Regelfalle bei Raumtemperatur ohne dass damit höhere Temperaturen prinzipiell ausgeschlossen werden sein sollen.Optionally, the surface can be cleaned before treatment. If the treatment according to the invention is carried out immediately after a metallic surface treatment, for example electrolytic galvanizing or hot-dip galvanizing of steel strips, the strips can generally be brought into contact with the treatment solution according to the invention without prior cleaning. However, if the metal strips to be treated have been stored and / or transported before the coating according to the invention, they are usually provided with anti-corrosion oils or at least largely soiled that cleaning before the coating according to the invention is necessary. The cleaning can be carried out according to methods known to the person skilled in the art with customary cleaning agents. In the method according to the invention for applying integrated pretreatment layers, the surface of the metal is treated with the preparation, for example by spraying, dipping or rolling on. After a dipping process, the workpiece can be drained to remove excess treatment solution; With sheet metal, metal foils or the like, excess treatment solution can also be squeezed or doctored off, for example. During the treatment, at least parts of the polymer used and further components of the preparation are chemisorbed from the surface of the metal, so that a firm bond is established between the surface and the components. The treatment with the preparation is generally carried out at room temperature, without the principle that higher temperatures should be excluded.
Es kann sich bei der Behandlung um einen sogenannten „No-rinse" Prozess handeln, bei dem die Behandlungslösung unmittelbar nach dem Aufbringen ohne Abspülen direkt in einem Trockenofen eingetrocknet wird. Es ist aber auch möglich, die Oberfläche nach der Behandlung mit einer Reinigungsflüssigkeit nachzuspülen.The treatment can be a so-called "no-rinse" process, in which the treatment solution is dried directly in a drying oven without rinsing immediately after application. However, it is also possible to rinse the surface with a cleaning liquid after the treatment.
Bei der besonders bevorzugten Beschichtung von Metallbändern kann die Beschichtung sowohl einseitig wie beidseitig vorgenommen werden. Ganz besonders bevorzugt erfolgt die Beschichtung mittels eines kontinuierlichen Verfahrens.In the case of the particularly preferred coating of metal strips, the coating can be carried out on one side or on both sides. The coating is very particularly preferably carried out by means of a continuous process.
Die Bandbeschichtung kann beispielsweise mittels einer kontinuierlich arbeitenden Bandbeschichtungsanlage vorgenommen werden, wie sie in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seite 55, „Bandbeschichtung", oder in der deutschen Patentanmeldung DE 196 32426 A 1 beschrieben wird. Selbstverständlich können auch anders konstruierte Anlagen eingesetzt werden.The coil coating can be carried out, for example, by means of a continuously operating coil coating system, as described in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, page 55, "coil coating", or in German patent application DE 196 32426 A1 Of course, differently designed systems can also be used.
Die Geschwindigkeit des Metallbandes wird vom Fachmann entsprechend den Applikations- und Härtungseigenschaften der eingesetzten Zubereitung gewählt. In der Regel bewährt haben sich Geschwindigkeiten von 10 bis 150 m/min, bevorzugt 12 bis 120 m/min, besonders bevorzugt 14 bis 100 m/min, ganz besonders bevorzugt 16 bis 80 und insbesondere 20 bis 70 m/min.The speed of the metal strip is selected by a person skilled in the art in accordance with the application and hardening properties of the preparation used. As a rule, speeds of 10 to 150 m / min, preferably 12 to 120 m / min, particularly preferably 14 to 100 m / min, very particularly preferably 16 to 80 and in particular 20 to 70 m / min have proven successful.
Die Applikation der erfindungsgemäßen Lacke kann in beliebiger Weise, z. B. durch Spritzen, Gießen oder Walzlackieren, erfolgen. Von diesen Applikationsverfahren ist das Walzlackieren besonders vorteilhaft und wird daher erfindungsgemäß bevorzugt verwendet. Jeder Applikationsschritt des Walzlackierens kann mit mehreren Walzen durchgeführt werden. Vorzugsweise werden zwei bis vier und insbesondere zwei Walzen angewandt.The application of the paints according to the invention can in any way, for. B. by spraying, pouring or roller painting. Of these application processes, roller coating is particularly advantageous and is therefore preferably used according to the invention. Each roller coating application step can be carried out with several rollers. Preferably two to four and in particular two rollers are used.
Beim Walzlackieren taucht die sich drehende Aufnahmewalze (Pick-up-Walze) in einen Vorrat des erfindungsgemäßen Lacks ein und übernimmt so den zu applizierenden Lack. Dieser wird von der Aufnahmewalze direkt oder über mindestens eine Übertragungswalze auf die sich drehende Applikationswalze übertragen. Von dieser aus wird der Lack durch gleichgerichtetes oder gegenläufiges Abstreifen auf das Band übertragen.During roller painting, the rotating pick-up roller is immersed in a supply of the paint according to the invention and thus takes over the paint to be applied. This is transferred from the pick-up roller directly or via at least one transfer roller to the rotating application roller. From this, the paint is transferred to the belt by wiping in the same direction or in opposite directions.
Der erfindungsgemäße Lack kann aber auch direkt in einen Spalt zwischen zwei Walzen gepumpt werden, was von der Fachwelt auch als Nip-Feed bezeichnet wird.However, the lacquer according to the invention can also be pumped directly into a nip between two rollers, which experts also refer to as a nip feed.
Erfindungsgemäß ist das gegenläufige Abstreifen oder das Reverse-Roller-Coating- Verfahren von Vorteil und wird deshalb bevorzugt angewandt.According to the invention, the opposite wiping or the reverse roller coating method is advantageous and is therefore used with preference.
Beim dem Walzlackieren können die Umlaufgeschwindigkeiten der Aufnahmewalze und der Applikationswalze von Beschichtungsprozeß zu Beschichtungsprozeß sehr stark variieren. Vorzugsweise hat die Applikationswalze eine Umlaufgeschwindigkeit, die 110 bis 125% der Bandgeschwindigkeit beträgt, und die Aufnahmewalze eine Umlaufgeschwindigkeit, die 20 bis 40% der Bandgeschwindigkeit beträgt.During roller coating, the circulation speeds of the take-up roller and the application roller can vary very greatly from coating process to coating process. Preferably, the application roller has an orbital speed which is 110 to 125% of the belt speed, and the take-up roller has an orbital speed which is 20 to 40% of the belt speed.
Im Anschluss an das Aufbringen der erfindungsgemäß eingesetzten Zubereitung wird eventuell in der Schicht vorhandenes Lösemittel entfernt und die Schicht vernetzt. Dies kann in zwei separaten Schritten erfolgen kann aber auch gleichzeitig erfolgen. Zum Entfernen des Lösemittels wird die Schicht vorzugsweise mittels einer geeigneten Vorrichtung erwärmt. Das Trocknen kann auch durch Kontaktieren mit einem Gasstrom erfolgen. Beide Methoden können kombiniert werden.Following the application of the preparation used according to the invention, any solvent present in the layer is removed and the layer is crosslinked. This can be done in two separate steps, but can also be done simultaneously. To remove the solvent, the layer is preferably heated using a suitable device. Drying can also be done by contacting a gas stream. Both methods can be combined.
Die Aushärtemethode richtet sich nach der Natur des Vernetzers und erfolgt in aller Regel thermisch. Das Aushärten kann jedoch auch mit aktinischer Strahlung oder kombiniert thermisch und mit aktinischer Strahlung erfolgen. Die gemeinsame Härtung mit Hitze und aktinischer Strahlung wird von der Fachwelt auch als Dual-Cure bezeichnet. Unter aktinischer Strahlung wird hier und im folgenden elektromagnetische Strahlung, wie nahes Infrarot, sichtbares Licht, UV-Strahlung oder Röntgenstrahlung, insbesondere UV-Strahlung, oder Korpuskularstrahlung, wie Elektronenstrahlung verstanden.The curing method depends on the nature of the crosslinking agent and is usually carried out thermally. However, curing can also take place with actinic radiation or in combination thermally and with actinic radiation. The joint curing with heat and actinic radiation is also referred to as dual-cure by experts. Actinic radiation is understood here and below to mean electromagnetic radiation, such as near infrared, visible light, UV radiation or X-rays, in particular UV radiation, or corpuscular radiation, such as electron beams.
Die zum Aushärten erforderliche Temperatur richtet sich insbesondere nach dem eingesetzten Vernetzer. Sehr reaktive Vernetzer können bei niedrigeren Temperaturen ausgehärtet werden als weniger reaktive Vernetzer. Die Temperatur der Schicht liegt zum Aushärten üblicherweise zwischen 120 und 250°C.The temperature required for curing depends in particular on the crosslinking agent used. Very reactive crosslinkers can be used at lower temperatures are cured as less reactive crosslinkers. The temperature of the layer for curing is usually between 120 and 250 ° C.
Die Aufheizung der erfindungsgemäßen Lackschichten bei der thermischen Härtung erfolgt vorzugsweise durch Konvektionswärmeübertragung, Bestrahlen mit nahem oder fernem Infrarot und/oder bei Bändern auf der Basis von Eisen durch elektrische Induktion erfolgen.The coating layers according to the invention are preferably heated during thermal curing by convection heat transfer, irradiation with near or far infrared and / or in the case of tapes based on iron by electrical induction.
Die Aufheizzeit, d.h. die Zeitdauer der thermischen Härtung variiert in Abhängigkeit von dem eingesetzten erfindungsgemäßen Lack. Vorzugsweise liegt sie bei 10 s bis 2 min.The heating time, i.e. the duration of the thermal curing varies depending on the paint used according to the invention. It is preferably 10 s to 2 min.
Wird im wesentlichen die Konvektionswärmeübertragung angewandt, werden bei den bevorzugten Bandlaufgeschwindigkeiten Umluftöfen einer Länge von 30 bis 50, insbesondere 35 bis 45 m, benötigt. Vorzugsweise liegt die Umlufttemperatur bei 350 °C.If essentially convection heat transfer is used, at the preferred belt speeds, convection ovens with a length of 30 to 50, in particular 35 to 45 m, are required. The ambient air temperature is preferably 350 ° C.
Die thermische Härtung der erfindungsgemäßen Lackschichten kann noch durch die Bestrahlung mit aktinischer Strahlung unterstützt werden. Die Härtung kann indes auch mit aktinischer Strahlung alleine erfolgen, wie dies beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 198 35206 A 1 beschrieben wird.The thermal curing of the lacquer layers according to the invention can also be supported by irradiation with actinic radiation. However, curing can also be carried out using actinic radiation alone, as is described, for example, in German patent application DE 198 35206 A1.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine integrierte Vorbehandlungsschicht auf einer metallischen Oberfläche, insbesondere der Oberfläche von Eisen, Stahl, Zink oder Zinklegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen erhältlich. Die exakte Struktur und Zusammensetzung der integrierten Vorbehandlungsschicht ist uns nicht bekannt. Sie umfasst neben den Reaktionsprodukten des Polymers sowie des Vernetzers die Füllstoffe, Dithiophosphorsäureester sowie optional weitere Komponenten. Daneben können auch noch aus der Metalloberfläche herausgelöste und wieder abgeschiedenen Komponenten, wie übliche amorphe Oxide des Aluminiums oder Zinks sowie ggf. weiterer Metalle vorhanden sein. Die Zusammensetzung der Passivierungsschicht scheint nicht homogen zu sein, sondern Konzentrationsgradienten aufzuweisen.The method according to the invention makes it possible to obtain an integrated pretreatment layer on a metallic surface, in particular the surface of iron, steel, zinc or zinc alloys, aluminum or aluminum alloys. We do not know the exact structure and composition of the integrated pre-treatment layer. In addition to the reaction products of the polymer and the crosslinker, it also includes the fillers, dithiophosphoric acid esters and optionally other components. In addition, components detached from the metal surface and deposited again, such as customary amorphous oxides of aluminum or zinc and possibly other metals, can also be present. The composition of the passivation layer does not appear to be homogeneous, but rather has concentration gradients.
Die Dicke der integrierten Vorbehandlungsschicht wird vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften der Schicht festgelegt. Im Regelfalle hat sich eine Dicke von 3 bis 15 μm, auch wenn in Spezialfällen die Dicken auch noch außerhalb dieser Bereiche liegen können. Bevorzugt ist eine Dicke von 4 bis 10 μm und besonders sind 5 bis 8 μm. Die Dicke ergibt sich aus der Menge der jeweils aufgebrachten Zusammensetzung. Auf die metallische Oberfläche mit einer integrierten Vorbehandlungsschicht können noch weitere Lackschichten aufgebracht werden.The thickness of the integrated pretreatment layer is determined by the person skilled in the art depending on the desired properties of the layer. As a rule, there is a thickness of 3 to 15 μm, even if in special cases the thicknesses can still lie outside these ranges. A thickness of 4 to 10 μm is preferred, and 5 to 8 μm is particularly preferred. The thickness results from the amount of the composition applied in each case. Additional layers of paint can be applied to the metallic surface with an integrated pre-treatment layer.
Dies kann in der gleichen Bandbeschichtungsanlage vorgenommen werden bei der mehrere Applikations- sowie ggf. Härtungsstationen hintereinander geschaltet sind. Alternativ kann aber nach der Applikation und der Härtung der integrierten Vorbehandlung das beschichtete Band wieder und weitere Schichten in anderen Anlagen aufgebracht werden. Nach der Herstellung der beschichteten Bänder können die zu beschichteten Coils gewickelt und dann an einem anderen Ort weiter verarbeitet werden; sie können aber auch, direkt von der Bandbeschichtung kommend, weiterverarbeitet werden. So können sie mit Kunststoffen laminiert oder mit abziehbaren Schutzfolien versehen werden.This can be done in the same coil coating system where several application and curing stations are connected in series. Alternatively, however, after the application and curing of the integrated pretreatment, the coated tape and further layers can be applied in other systems. After the coated strips have been produced, the coils can be wound into coated coils and then processed further at another location; however, they can also be processed directly from the coil coating. They can be laminated with plastics or provided with removable protective films.
Die mit der integrierten Vorbehandlungsschicht versehenen Bänder können aber auch ohne weitere Lackierung zunächst zerkleinert und zu Formteilen weiterverarbeitet werden. Verschiedene Formteile können auch durch Schweißen zusammengefügt werden. Beispiele geeigneter formgebender Bearbeitungsmethoden sind Pressen undThe tapes provided with the integrated pretreatment layer can also be shredded and processed into molded parts without further painting. Different molded parts can also be joined together by welding. Examples of suitable shaping processing methods are presses and
Tiefziehen.Thermoforming.
Die resultierenden Profilelemente und Formteile, wie sind kratzfest, korrosionsstabil, witterungsstabil und chemikalienstabil und können problemlos mit den unterschiedlichsten Lacken überlackiert werden.The resulting profile elements and molded parts, such as scratch-resistant, corrosion-resistant, weather-resistant and chemical-stable, can easily be overpainted with a wide variety of paints.
Der Lack ohne leitfähige Pigmente kann als KTL-Ersatz benutzt werden, wenn er in einer Schichtdicke etwa 10-15 μm angewendet wird.The paint without conductive pigments can be used as a KTL replacement if it is applied in a layer thickness of about 10-15 μm.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.The following examples are intended to explain the invention in more detail.
Beispiel 1example 1
Basisrezeptur für eine Formulierung zur Herstellung einer leitfähigen integrierten Vorbehandlungsschicht: Für die Formulierung wurden die folgenden Komponenten eingesetzt:Basic recipe for a formulation for the production of a conductive integrated pre-treatment layer: The following components were used for the formulation:
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Die Komponenten wurden in der angegebenen Reihenfolge vermischt in einem geeigneten Rührgefäß und mit einem Dissolver während zehn Minuten vordispergiert. Die resultierende Mischung wurde in einer Perlmühle mit Kühlmantel überführt und mit 1 ,8-2,2 mm-SAZ-Glasperlen vermischt. Das Mahlgut wurde während 25 Minuten auf eine Kornfeinheit nach Hegmann von 10 bis 15 μm gemahlen. Anschließend wurde das Mahlgut von den Glasperlen abgetrennt.The components were mixed in the order given in a suitable stirring vessel and predispersed with a dissolver for ten minutes. The resulting mixture was transferred in a bead mill with a cooling jacket and mixed with 1.8-2.2 mm SAZ glass beads. The millbase was ground to a Hegmann grain size of 10 to 15 μm for 25 minutes. The ground material was then separated from the glass beads.
Das Mahlgut wurde unter Rühren in der angegebenen Reihenfolge mit 3,55 Gewichtsteilen Bisphenol-A-Epichlorhydrin (Epikote® 834 der Firma Shell Resins), 1 ,78 Gewichtsteilen eines handelsüblichen selbstvernetzenden Urethanharzes (Desmodur® VPLS 2253 der Firma Bayer AG), 0,1 Gewichtsteilen Dibutylzinndilaurat und 4,26 Gewichtsteilen Solvesso® 150 versetzt.The millbase was added with stirring in the order given, 3.55 parts by weight of bisphenol-A-epichlorohydrin (Epikote ® 834 from Shell Resins), 1, 78 parts by weight of a commercial self-crosslinking urethane resin (Desmodur ® VPLS 2253 from Bayer AG), 0, 1 part by weight of dibutyltin dilaurate and 4.26 parts by weight of Solvesso ® 150 were added.
Unter langsamem Dissolvem wurden der resultierenden Mischung weiterhin 52,6 Gewichtsteile Eisenphosphid (Ferrophos® HRS 2132) hinzugefügt. Nach weiteren zehn Minuten war die gewünschte Verteilung der elektrisch leitfähigen Pigmente erreicht. Beispiel 2Under slow dissolvers the resulting mixture was further added 52.6 parts by weight iron phosphide (Ferrophos® ® HRS 2132). After a further ten minutes, the desired distribution of the electrically conductive pigments was achieved. Example 2
Basisrezeptur für eine Formulierung zur Herstellung einer nicht leitfähigen integrierten Vorbehandlungsschicht:Basic formulation for a formulation for producing a non-conductive integrated pretreatment layer:
Für die Formulierung wurden die folgenden Komponenten eingesetzt:The following components were used for the formulation:
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Die Komponenten wurden in einem geeigneten Rührgefäß in der angegebenen Reihenfolge vermischt und mit einem Dissolver während zehn Minuten vordispergiert. Die resultierende Mischung wurde in einer Perlmühle mit Kühlmantel überführt und mit 1 ,8-2,2 mm-SAZ-Glasperlen vermischt. Das Mahlgut wurde während 1 h 30' Minuten gemahlen. Anschließend wurde das Mahlgut von den Glasperlen abgetrennt.The components were mixed in a suitable stirred vessel in the order given and predispersed with a dissolver for ten minutes. The resulting mixture was transferred in a bead mill with a cooling jacket and mixed with 1.8-2.2 mm SAZ glass beads. The millbase was milled for 1 h 30 'minutes. The ground material was then separated from the glass beads.
Dem Mahlgut wurden unter Rühren in der angegebenen Reihenfolge mit 5,9 Gewichtsteilen eines handelsüblichen selbstvernetzenden Urethanharzes (Desmodur18 VPLS 2253 der Firma Bayer AG) und 0,4 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Vernetzungskatalysators (Borchi® VP0245 der Firma Bayer AG) zugegeben. Beispiele 3 und 4The regrind was added with 5.9 parts by weight of a commercially available self-crosslinking urethane resin (Desmodur 18 VPLS 2253 from Bayer AG) and 0.4 parts by weight of a commercially available crosslinking catalyst (Borchi ® VP0245 from Bayer AG) with stirring in the order given. Examples 3 and 4
Der Formulierung gemäß Beispiel 1 wurden zusätzlich jeweils 3 Gewichtsteile eines Dithiophosphorsäureesters zugesetzt.In addition, 3 parts by weight of a dithiophosphoric acid ester were added to the formulation according to Example 1.
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Beispiele 5 bis 7 Der Formulierung gemäß Beispiel 2 wurden zusätzlich jeweils 3 Gewichtsteile eines Dithiophosphorsäureesters zugesetzt.
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Examples 5 to 7 In addition, 3 parts by weight of a dithiophosphoric acid ester were added to the formulation according to Example 2.
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Aufbringen der erfindungsgemäßen integrierten VorbehandlungsschichtenApplication of the integrated pretreatment layers according to the invention
Die erhaltenen Formulierungen wurden mit Hilfe von Stabrakeln auf direkt metallische Oberflächen aufgebracht. Die Oberflächen wurden nicht vorher passiviert. Es wurden entweder Stahlplatten der Sorte Z (feuerverzinkter Stahl hergestellt nach der Norm DIN EN 10 142 und 01 147) oder Aluminiumplatten der Sorte A 6016 verwendet. Die Oberflächen wurden vor dem Gebrauch entfettet Für Vergleichsbeispiel 2 wurde die Stahloberfläche zunächst auf bekannte Art und Weise mit einer Cr-freien Passivierungsschicht versehen. Die Passivierungsschicht enthält Zr-Ti Salze und ein organisches Bindemittel. Die integrierten Vorbehandlungsschichten wurden anschließend in einem Durchlauftrockner gehärtet. Die Umlufttemperaturen im Trockner, die Objekttemperaturen und die jeweils resultierenden Trockenschichtdicken sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
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The formulations obtained were applied to metal surfaces directly using doctor blades. The surfaces have not been passivated beforehand. Either steel plates of type Z (hot-dip galvanized steel manufactured according to the standards DIN EN 10 142 and 01 147) or aluminum plates of type A 6016 were used. The surfaces were degreased before use. For comparative example 2, the steel surface was first provided with a Cr-free passivation layer in a known manner. The passivation layer contains Zr-Ti salts and an organic binder. The integrated pre-treatment layers were then hardened in a continuous dryer. The circulating air temperatures in the dryer, the object temperatures and the resulting dry layer thicknesses are summarized in Table 1.
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Tabelle 1 : Zusammenstellung der hergestellten Proben Die Korrosionsbeständigkeit der erhaltenen Proben aus Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde mit Hilfe eines Bewitterungstests beurteilt. Zum Test der Stahlproben wurde ein Klimawechseltest nach VDA 621-415 durchgeführt. Die Korrosionstests für Aluminium wurden nach der DIN-Norm 50021- ESS (entsprechend ASTM B287-Test) durchgeführt. Nach der Bewitterung wurden die Metallplatten wie folgend bewertet: • 1-3 → Rotrost im Ritz, Kanten und Oberfläche, Blaserbildung in mehr als 90% der Oberfläche • 4-5 → Rotrost im Ritz und/oder Kanten, viel Weißrost an der Oberfläche, Blaserbildung in 50% der Oberfläche • 6-7 → Kein Rotrost, wenig Weißrost an der Oberfläche, Blaserbildung in -25% der Oberfläche 8-10 → Kein Rotrost, sehr wenig/kein Weißrost an der Oberfläche, Blaserbildung in weniger als 15% der Oberflächeebnisse der Tests sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Table 1: Compilation of the samples produced The corrosion resistance of the samples obtained from examples and comparative examples was assessed using a weathering test. A climate change test according to VDA 621-415 was carried out to test the steel samples. The corrosion tests for aluminum were carried out according to the DIN standard 50021-ESS (according to ASTM B287 test). After weathering, the metal plates were evaluated as follows: • 1-3 → red rust in the scratch, edges and surface, blistering in more than 90% of the surface • 4-5 → red rust in the scratch and / or edges, a lot of white rust on the surface, Blistering in 50% of the surface • 6-7 → No red rust, little white rust on the surface, blistering in -25% of the surface 8-10 → No red rust, very little / no white rust on the surface, blistering in less than 15% of the surface flats of the tests are summarized in Table 2.
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Tabelle 2: Ergebnisse der Bewitterungstests
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Table 2: Results of weathering tests
Die Metallplatten mit integrierten Vorbehandlungsschichten, welche Dithiophosphor- säuren enthalten, weisen weniger Flächenkorrosion auf und weniger Unterwanderung am Ritz und den Kanten als die Metallplatten mit Beschichtungen ohne Dithophosphor- säure.The metal plates with integrated pretreatment layers, which contain dithiophosphoric acids, have less surface corrosion and less infiltration at the scratch and the edges than the metal plates with coatings without dithophosphoric acid.
Dies gilt unabhängig davon, ob sie nur gereinigt wurden, oder ob zusätzlich eine Passivierung vorgenommen wurde.This applies regardless of whether they have only been cleaned or whether passivation has also been carried out.
Diese Beschichtungen weisen auch hohen Korrosionsschutz auf, wenn die gewogenen Proben 3 mm nach Norm ASTM D 522 in Bewitterungstests geprüft wurden. These coatings also have a high level of corrosion protection when the 3 mm weighed samples have been tested in weathering tests in accordance with the ASTM D 522 standard.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Aufbringen integrierter Vorbehandlungsschichten auf metallische Oberflächen mindestens umfassend die Schritte1. Method for applying integrated pretreatment layers on metallic surfaces at least comprising the steps
(1 ) Behandeln der metallischen Oberfläche mit einer vernetzbaren Zubereitung umfassend mindestens(1) Treating the metallic surface with a crosslinkable preparation comprising at least
(A) ein Bindemittel, (B) vernetzbare Komponenten, wobei es sich dabei um vernetzbare Gruppen, die mit dem Bindemittel verbunden sind und/oder um mindestens einen zusätzlich eingesetzten Vernetzer handeln kann, (C) ein Pigment, (D) ein Korrosionsschutzmittel, sowie (E) optional ein Lösemittel, und(A) a binder, (B) crosslinkable components, these being crosslinkable groups which are connected to the binder and / or can be at least one additionally used crosslinker, (C) a pigment, (D) a corrosion inhibitor, and (E) optionally a solvent, and
(2) Vernetzen der aufgebrachten Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass(2) crosslinking the applied layer, characterized in that
• die Menge des Bindemittels 20 bis 70 Gew. % beträgt, • es sich bei dem Füllstoff um 20 bis 70 Gew. % mindestens eines anorganischen feinteiligen Füllstoffes mit einer mittleren Partikelgröße von weniger als 10 μm handelt, • es sich bei dem Korrosionsschutzmittel um 0,25 bis 10 Gew. % mindestens eines Dithiophosphorsäureesters der allgemeinen Formel HS2P(OR)(OR') und/oder eines Salzes davon, wobei es sich bei R bzw. R' unabhängig voneinander um einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 30 C-Atomen handelt, der auch noch eine oder mehrere, zusätzliche funktionelle Gruppen aufweisen kann, und/oder nicht benachbarte C-Atome durch O oder N substituiert sein können, wobei sich die Gew. %-Angaben auf die Summe aller Komponenten mit Ausnahme des Lösemittels beziehen.• The amount of binder is 20 to 70% by weight, • The filler is 20 to 70% by weight of at least one inorganic, finely divided filler with an average particle size of less than 10 μm, • The corrosion protection agent is 0 , 25 to 10% by weight of at least one dithiophosphoric ester of the general formula HS 2 P (OR) (OR ') and / or a salt thereof, where R or R' are, independently of one another, a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 30 carbon atoms, which may also have one or more additional functional groups, and / or non-adjacent carbon atoms may be substituted by O or N, the% by weight data relating to the sum of all components with the exception of the solvent.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Oberfläche vor dem Behandeln mit der Zubereitung in einem zusätzlichen Reinigungsschritt (0) gereinigt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the metallic surface is cleaned in an additional cleaning step (0) before treatment with the preparation.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der metallischen Oberfläche um die Oberfläche von Stahl, Zink oder Zinklegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen handelt. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the metallic surface is the surface of steel, zinc or zinc alloys, aluminum or aluminum alloys.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Vorbehandlungsschicht eine Dicke von 3 bis 15 μm aufweist.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the integrated pretreatment layer has a thickness of 3 to 15 microns.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei R bzw. R' um einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 3 bis 10 C-Atomen handelt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is R or R 'is a straight-chain or branched alkyl radical having 3 to 10 carbon atoms.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei R bzw. R' um einen Rest der allgemeinen Formel -(CH2)n-F handelt, wobei n für eine natürliche Zahl von 1 bis 20 und F für eine funktionelle Gruppe steht.6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that R or R 'is a radical of the general formula - (CH 2 ) n -F, where n is a natural number from 1 to 20 and F stands for a functional group.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der funktionellen Gruppe F um eine ausgewählt aus der Gruppe von -OH, -NH2, - NHR", -COOH oder-COOR" handelt, wobei es sich bei R" um einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl, Aralkyl- oder Arylrest handelt.7. The method according to claim 6, characterized in that the functional group F is one selected from the group of -OH, -NH 2 , - NHR ", -COOH or-COOR", where R " is a straight-chain or branched alkyl, aralkyl or aryl radical.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei R bzw. R' um einen Rest der allgemeinen Formel -[(CH2)kO]r(CH2)k- F' handelt, wobei k für eine natürliche Zahl von 2 bis 10, 1 für eine natürliche Zahl von 1 bis 20 und F' für eine funktionelle Gruppe steht.8. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that R or R 'is a radical of the general formula - [(CH 2 ) k O] r (CH 2 ) k - F', wherein k stands for a natural number from 2 to 10, 1 for a natural number from 1 to 20 and F 'for a functional group.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der funktioneilen Gruppe F' um eine ausgewählt aus der Gruppe von -OH, -OR", - COOH oder-COOR" handelt, wobei R" die oben genannte Bedeutung hat.9. The method according to claim 8, characterized in that it is a functional group F 'selected from the group of -OH, -OR ", - COOH or-COOR", wherein R "has the meaning given above.
10. Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mittels Walz-, Sprüh- oder Tauchverfahren erfolgt10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the treatment is carried out by means of rolling, spraying or dipping processes
11. Verfahren gemäß Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Metalloberfläche um die Oberfläche eines Bandmetalles handelt11. The method according to claim one of claims 1 to 10, characterized in that the metal surface is the surface of a strip metal
12. Verfahren gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bandmetall um elektrolytisch verzinkten oder heißverzinkten Stahl handelt12. The method according to claim 11, characterized in that the strip metal is electrolytically galvanized or hot-galvanized steel
13. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass man die Behandlung mittels eines kontinuierlichen Verfahrens vornimmt 13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that one carries out the treatment by means of a continuous process
14. Integrierte Vorbehandlungsschicht auf einer metallischen Oberfläche aus Stahl, Zink oder Zinklegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.14. Integrated pretreatment layer on a metallic surface made of steel, zinc or zinc alloys, aluminum or aluminum alloys obtainable by a method according to one of claims 1 to 13.
15. Integrierte Vorbehandlungsschicht gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht 3 bis 15 μm beträgt.15. Integrated pretreatment layer according to claim 14, characterized in that the thickness of the layer is 3 to 15 microns.
16. Metallische Oberfläche umfassend eine integrierte Vorbehandlungsschicht gemäß Anspruch 14 oder 15.16. Metallic surface comprising an integrated pretreatment layer according to claim 14 or 15.
17. Metallische Oberfläche gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der integrierten Vorbehandlungsschicht noch eine oder mehrere übereinander angebrachte Lackschichten befinden.17. Metallic surface according to claim 16, characterized in that on the integrated pretreatment layer there are still one or more layers of lacquer applied one above the other.
18. Bandmetall aus Stahl umfassend eine Beschichtung aus Zn oder einer Zn- Legierung, welches eine Oberfläche gemäß Anspruch 16 oder 17 aufweist.18. Steel strip metal comprising a coating of Zn or a Zn alloy, which has a surface according to claim 16 or 17.
19. Zubereitung zum Aufbringen integrierter Vorbehaηdlungsschichten auf metallische Oberflächen umfassend mindestens die folgenden Komponenten:19. Preparation for applying integrated pretreatment layers on metallic surfaces comprising at least the following components:
(A) ein Bindemittel, (B) vernetzbare Komponenten, wobei es sich dabei um vernetzbare Gruppen, die mit dem Bindemittel verbunden sind und/oder um mindestens einen zusätzlich eingesetzten Vernetzer handeln kann, (C) ein Pigment, (D) ein Korrosionsschutzmittel, sowie (E) optional ein Lösemittel, dadurch gekennzeichnet, dass(A) a binder, (B) crosslinkable components, these being crosslinkable groups which are connected to the binder and / or can be at least one additionally used crosslinker, (C) a pigment, (D) a corrosion inhibitor, and (E) optionally a solvent, characterized in that
• die Menge des Bindemittels 20 bis 70 Gew. % beträgt,The amount of binder is 20 to 70% by weight,
• es sich bei dem Füllstoff um 20 bis 70 Gew. % mindestens eines anorganischen feinteiligen Füllstoffes mit einer mittleren Partikelgröße von weniger als 10 μm handelt,The filler is 20 to 70% by weight of at least one inorganic finely divided filler with an average particle size of less than 10 μm,
• es sich bei dem Korrosionsschutzmittel um 0,25 bis 10 Gew. % mindestens eines Dithiophosphorsäureesters der allgemeinen Formel HS2P(OR)(OR') und/oder eines Salzes davon, wobei es sich bei R bzw. R' unabhängig voneinander um einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 30 C-Atomen handelt, der auch noch eine oder mehrere, zusätzliche funktionelle Gruppen aufweisen kann, und/oder nicht benachbarte C-Atome durch O oder N substituiert sein können,• The corrosion protection agent is 0.25 to 10% by weight of at least one dithiophosphoric ester of the general formula HS 2 P (OR) (OR ') and / or a salt thereof, where R and R' are independent of one another is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 30 carbon atoms, which is also one or more additional can have functional groups, and / or non-adjacent C atoms can be substituted by O or N,
wobei sich die Gew. %-Angaben auf die Summe aller Komponenten mit Ausnahme des Lösemittels beziehen. the percentages by weight refer to the sum of all components with the exception of the solvent.
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