DE1165378B - Bath for the production of non-metallic coatings on metallic objects - Google Patents
Bath for the production of non-metallic coatings on metallic objectsInfo
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- DE1165378B DE1165378B DEJ14346A DEJ0014346A DE1165378B DE 1165378 B DE1165378 B DE 1165378B DE J14346 A DEJ14346 A DE J14346A DE J0014346 A DEJ0014346 A DE J0014346A DE 1165378 B DE1165378 B DE 1165378B
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.: C23fBoarding school Class: C23f
Deutsche Kl.: 48 dl-7/00German class: 48 dl-7/00
Nummer: 1165 378Number: 1165 378
Aktenzeichen: J 14346 VI b / 48 dlFile number: J 14346 VI b / 48 dl
Anmeldetag: 30. Januar 1958Filing date: January 30, 1958
Auslegetag: 12. März 1964Opening day: March 12, 1964
Die Erfindung betrifft verbesserte saure, wäßrige Bäder zum Überziehen von Metallen mit einer fest anhaftenden Schutzschicht aus einem Salz, wie z. B. einem Phosphat, Chromat oder Oxalat oder einem Oxyd.The invention relates to improved acidic, aqueous baths for coating metals with a solid adherent protective layer of a salt, such as. B. a phosphate, chromate or oxalate or a Oxide.
Salz- oder Oxydüberzüge werden auf Metall aufgebracht, um z. B. die Korrosionsfestigkeit und die Haftfähigkeit von Farben zu verbessern und um Schmiermittel oder Schmiermittel enthaltende Schichten bei Metallziehverfahren aufzubringen, und es ist bekannt, daß man diese Überzüge erzeugen kann, indem man die Metalloberfläche mit sauren Lösungen behandelt, z. B. kann man Metalle mit fest anhaftenden Phosphatüberzügen versehen, indem man sie mit sauren Lösungen behandelt, die im allgemeinen Eisen-, Mangan-, Zink-, Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Magnesiumphosphate enthalten.Salt or oxide coatings are applied to metal, e.g. B. the corrosion resistance and the To improve the adhesion of paints and to create lubricants or layers containing lubricants to be applied in metal drawing processes, and it is known that these coatings can be produced by treating the metal surface with acidic solutions, e.g. B. can be metals with firmly adhering Provide phosphate coatings by treating them with acidic solutions, which in general Contain iron, manganese, zinc, sodium, potassium, ammonium and magnesium phosphates.
Es ist ferner bekannt, daß man Phosphatüberzüge mit Hilfe von Lösungen erzeugen kann, die Metallphosphate enthalten, von denen das Metall selbst nicht in den Überzug gelangt. Beispiele sind Lösungen, die Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Magnesiumphosphate zur Grundlage haben, mit denen Überzüge gebildet werden, die überwiegend aus Phosphaten des behandelten Metalls, z. B. Eisenphosphaten aus eisenhaltigen Gegenständen, bestehen.It is also known that phosphate coatings can be produced with the aid of solutions, the metal phosphates of which the metal itself does not get into the coating. Examples are solutions, which are based on sodium, potassium, ammonium and magnesium phosphates with which Coatings are formed which predominantly consist of phosphates of the treated metal, e.g. B. iron phosphates consist of ferrous objects.
Diese Lösungen können ferner oxydierende Mittel, wie Nitrate, Nitrite und Chlorate, enthalten.These solutions can also contain oxidizing agents such as nitrates, nitrites and chlorates.
In ähnlicher Weise kann man Oxalatüberzug erzeugen, indem man das Metall mit sauren Oxalatlösungen behandelt, und ferner kann man durch Behandlung mit sauren, oxydierenden Lösungen Oxydüberzüge erzeugen.In a similar way one can produce oxalate coating, by treating the metal with acidic oxalate solutions, and furthermore one can through Treatment with acidic, oxidizing solutions produces oxide coatings.
Aus der deutschen Patentschrift 825 478 ist es bekannt, ein Bad eines organischen Reinigungsmittels für Metalle, das beispielsweise aus chlorierten Naphthalinen besteht, mit einer Wasserschicht abzudecken, um hierdurch Verdampfungsverluste des organischen Reinigungsmittels zu vermeiden. Der wäßrigen Deckschicht können Netz- oder Emulgiermittel zugesetzt und in ihr gelöst sein. Derartige Bäder sollen dazu verwendet werden, metallische Oberflächen von Schmierölen, Fetten u. dgl. zu reinigen.From the German patent specification 825 478 it is known a bath of an organic cleaning agent cover with a layer of water for metals consisting of chlorinated naphthalenes, for example, in order to avoid evaporation losses of the organic cleaning agent. Of the Wetting agents or emulsifiers can be added to the aqueous top layer and dissolved in it. Such baths should be used to clean metallic surfaces from lubricating oils, greases and the like.
Um metallische Oberflächen mit einem Phosphatbelag oder einem ähnlichen, auf den Oberflächen haftenden anorganischen Belag zu versehen, ist es bekannt, die Oberflächen vorher zu entfetten und die Oberfläche des betreffenden Behandlungsbades öl- und fettfrei zu halten. Obwohl die obenerwähnten Reinigungsbäder dazu verwendet werden können, Metalloberflächen vor dem Phosphatieren zu reinigen, kann hieraus nicht gefolgert werden, daß bei einem Bad zur Herstellung von nichtmetallischen Überzügen auf metallischen GegenständenTo metallic surfaces with a phosphate coating or similar on the surfaces To provide adhering inorganic coating, it is known to degrease the surfaces beforehand and the To keep the surface of the treatment bath in question free of oil and grease. Although the above mentioned Cleaning baths can be used to clean metal surfaces before phosphating, it cannot be concluded from this that in the case of a bath for the production of non-metallic coatings on metallic objects
Anmelder:Applicant:
Imperial Chemical Industries Limited, LondonImperial Chemical Industries Limited, London
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. H. Fincke und Dipl.-Ing. H. Bohr,Dr.-Ing. H. Fincke and Dipl.-Ing. H. Bohr,
Patentanwälte, München 5, Müllerstr. 31Patent Attorneys, Munich 5, Müllerstr. 31
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Richard Elliott Shaw, Windsor, BerkshireRichard Elliott Shaw, Windsor, Berkshire
(Großbritannien)(Great Britain)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Großbritannien vom 30. Januar 1957 (Nr. 3252)Great Britain January 30, 1957 (No. 3252)
Phosphatierungsbad eine ölige Oberflächenschicht verwendet werden kann, da die Verwendung einer solchen Schicht im Gegensatz zu den beschriebenen Erkenntnissen steht.Phosphating bath an oily surface layer can be used because the use of a such a layer is in contrast to the findings described.
Aus der deutschen Patentschrift 823 677 ist es bekannt, die Oberfläche eines wäßrigen Chrombades, das zur Behandlung von Metallen verwendet wird, mit einer Schicht von Kohlenwasserstoffen abzudecken, jedoch wird dort festgestellt, daß dies insofern nachteilig ist, als hierbei harzartige Oxidationsprodukte entstehen. From the German patent specification 823 677 it is known, the surface of an aqueous chrome bath, that is used to treat metals, to cover with a layer of hydrocarbons, however, it is stated there that this is disadvantageous in that resinous oxidation products are formed.
Aus der französischen Patentschrift 856 526 ist es bekannt, die Oberfläche von wäßrigen chemischen Bädern einschließlich Phosphatbädern mit einer Schicht eines öligen Materials abzudecken. Es wurde nun gefunden, daß dieses ölige Material ein flüssiger aliphatischer Kohlenwasserstoff sein sollte und daß darüber hinaus sowohl die wäßrige als auch die ölige Schicht des Bades ein lösliches oberflächenaktives Mittel in einer Menge enthalten sollte, die unzureichend ist, um in diesen beiden Schichten eine Emulsion zu bilden. Bei Anwendung eines solchen Bades wird durch die obere Ölschicht die Oberfläche der darunterliegenden wäßrigen Schicht abgedeckt, wobei das öl die Einwirkung der wäßrigen Schicht auf die Metalloberflächen nicht schädlich beeinflußt. Es ist gefunden worden, daß verbesserte inerteFrom the French patent specification 856 526 it is known, the surface of aqueous chemical Covering baths including phosphate baths with a layer of an oily material. It was now found that this oily material should be a liquid aliphatic hydrocarbon and that In addition, both the aqueous and the oily layer of the bath have a soluble surface-active agent Agent should be contained in an amount insufficient to provide one in these two layers To form emulsion. When using such a bath, the surface becomes through the upper layer of oil the underlying aqueous layer covered, the oil taking the action of the aqueous layer does not adversely affect the metal surfaces. It has been found that improved inert
flüssige Abdeckschichten erhalten werden, wenn diese aus einem aliphatischen Kohlenwasserstoff bestehen, der bei der Arbeitstemperatur des Bades eine Viskosität von weniger als 100 cP aufweist, und wenn einliquid cover layers are obtained if they consist of an aliphatic hydrocarbon, which has a viscosity of less than 100 cP at the working temperature of the bath, and if a
409 538/496409 538/496
bei der Arbeitstemperatur in der Behandlungslösung Der Mengenanteil an oberflächenaktivem Mittel im und in der Abdeckschicht lösliches, oberflächen- Bad im Verhältnis zu dem in der Schicht ist somit aktives Mittel in einer solchen Menge zugegen ist, daß von der herrschenden Temperatur abhängig, und in eine Emulgierung zwischen Abdeckschicht und Be- Hinsicht auf beste Ergebnisse ist ein Gleichgewicht handlungslösung ausgeschlossen wird. 5 zu erzielen. Es wurden Versuche durchgeführt, bei Das Material der Abdeckschicht muß inert sein, denen ein oberflächenaktives Mittel dem Bad, aber d. h. gegenüber Reduktion oder dem Angriff des nicht dem Abdeckmaterial zugesetzt wurde, und bei sauren Bades bzw. gegenüber atmosphärischem diesen Versuchen konnten die Platten nur schwer Sauerstoff bei der Arbeitstemperatur des Bades be- von der Abdeckschicht freigespült werden. Platten, ständig sein. Auf Bädern, die zur Bildung von Oxyd- io die 10 oder 15 Minuten später behandelt wurden, schichten angewandt werden, dürfen keine oxydier- konnten weitaus leichter gespült werden, weil in das baren Materialien Verwendung finden. Ferner muß Abdeckmaterial oberflächenaktives Mittel eingetreten das Material eine geringere Dichte als die Lösung war. Innerhalb von etwa 30 Minuten wurde ein besitzen. Die Schicht selbst ist vorzugsweise minde- Gleichgewicht erreicht, und dann traten beim Spülen stens 10 mm dick, um so die Entwicklung saurer 15 keine Schwierigkeiten mehr auf. In ähnlicher Weise Dämpfe und Verspritzen außerordentlich wirksam zu wurden Versuche durchgeführt, bei denen das oberverhindern. Vorzugsweise enthält sie nur wenig oder flächenaktive Mittel dem Abdeckmaterial, aber nicht überhaupt kein Material, das bei der Arbeitstempe- dem Bad zugesetzt wurde, und auch hier konnte das ratur des Bades flüchtig ist, und ferner besitzt das Material der Abdeckschicht, das auf der Platte nach angewandte Material bei der Arbeitstemperatur des 20 dem Eintauchen anhaftete, nur unvollständig entfernt Bades eine solche Viskosität, daß sich die Abdeck- werden. Bei Platten, die später behandelt wurden, schicht, wenn sie z. B. beim Einbringen oder bei der konnte alles Abdeckmaterial entfernt und ohne Entnahme von Gegenständen oder beim Austritt von Schwierigkeiten abgespült werden, da das ober-Gas- oder Dampfblasen aufgerissen worden ist, leicht flächenaktive Mittel zu diesem Zeitpunkt sowohl im wieder zurückbilden kann. 25 Bad als auch in der Abdeckschicht enthalten war.at the working temperature in the treatment solution The amount of surfactant in the and surface bath soluble in the cover layer relative to that in the layer is thus active agent is present in such an amount that depending on the prevailing temperature, and in emulsification between cover layer and concern for best results is a balance action solution is excluded. 5 to achieve. Attempts have been made at The material of the cover layer must be inert to the bath, however, a surfactant d. H. against reduction or attack that was not added to the covering material, and at acid bath or atmospheric these experiments were difficult for the plates Oxygen can be flushed free from the cover layer at the working temperature of the bath. Plates, be constant. On baths that have been treated 10 or 15 minutes later for the formation of oxide, layers are applied, no oxidizing could be rinsed much easier because in the materials that can be used. Furthermore, masking material must penetrate surfactant the material was of a lower density than the solution. Within about 30 minutes a own. The layer itself is preferably under-equilibrium, and then occurred when rinsing at least 10 mm thick, so that the development of acid 15 no longer poses any difficulties. In a similar way Attempts have been carried out to prevent vapors and splashes from being extremely effective. It preferably contains only a few or surface-active agents in the cover material, but not No material at all that was added to the bath at working temperatures, and here too it could temperature of the bath is volatile, and also has the material of the cover layer, which on the plate after applied material adhered at the working temperature of the immersion, only incompletely removed Bath has such a viscosity that the covering will be. For panels that were treated later, layer, if you z. B. when introducing or when all cover material could be removed and without Removal of objects or in the event of difficulties being rinsed off, since the upper gas or vapor bubbles have been ruptured, both surfactants at this point in time can regress again. 25 bath as well as in the cover layer.
Das Material der Abdeckschicht sollte Vorzugs- Das Ausmaß, mit dem das oberflächenaktive MittelThe material of the cover layer should be preferred. The extent to which the surfactant is used
weise die geringstmögliche Viskosität besitzen, die bei Arbeitstemperatur im Bad bzw. in dem Abdeck-wise have the lowest possible viscosity at working temperature in the bath or in the cover
mit der Forderung in Übereinstimmung zu bringen material löslich ist, ist von einiger Bedeutung. Alkyl-with the requirement to make material soluble is of some importance. Alkyl
ist, daß das Material bei der Arbeitstemperatur trimethylammoniumsalze sind bis zu 100° C ange-is that the material at the working temperature trimethylammonium salts are up to 100 ° C
nahezu nicht flüchtig ist. Wenn auch Arbeitsviskosi- 30 messen wasserlöslich, um zu verhindern, daß das Badis almost non-volatile. Though working viscosity, measure water-soluble to prevent the bath
täten von weniger als 100 cP verwendet werden kön- verarmt, indem die Salze in die Abdeckschicht ein-activities of less than 100 cP can be used by introducing the salts into the cover layer.
nen, so muß man selbstverständlich darauf achten, treten. Einige Mittel können unzureichend wasser-You must of course be careful to kick. Some agents can be insufficiently water-
daß der Flammpunkt des die Abdeckschicht bilden- löslich sein und werden vorzugsweise von der Ab-that the flash point of the cover layer form- be soluble and are preferably of the ab-
den Materials oberhalb der Arbeitstemperatur liegt. deckschicht gelöst, die dann an dem behandeltenthe material is above the working temperature. top layer dissolved, which is then attached to the treated
Aus diesem Grund wird eine Viskosität zwischen 2 35 Gegenstand anhaftet und im Behandlungsbad emul-For this reason, a viscosity between 2 35 will adhere to the object and emulsify in the treatment bath.
und 10 cP bei Arbeitstemperatur bevorzugt. giert werden kann.and 10 cP at working temperature preferred. can be yawed.
Die Abdeckmittel sind bei der Arbeitstemperatur Es ist zweckmäßig, einen Farbstoff der Abdeck-The covering agents are at the working temperature. It is advisable to use a dye of the covering
des Bades flüssige aliphatische Kohlenwasserstoffe, schicht einzuverleiben, so daß man die Schichtdickeof the bath liquid aliphatic hydrocarbons, layer incorporated, so that the layer thickness
wie flüssiges Paraffin und verschiedene ölsorten. leicht beobachten kann. Die gefärbte Schicht kannlike liquid paraffin and various types of oil. can easily observe. The colored layer can
In einem Bad, das zum Überziehen von Metall- 40 ferner dazu dienen, die Arbeiter zu warnen, daß das oberflächen angewandt wird, wird vorzugsweise ein darunter befindliche Bad sehr heiß ist, obwohl nichtionogenes oberflächenaktives Mittel angewandt. Wasserdampf oder Rauchentwicklung nicht auftritt. Die erforderliche Menge an oberflächenaktivem Ein geeigneter roter Farbstoff muß wärmestabil sein. Mittel hängt von der Arbeitstemperatur, der Behänd- Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beilungszeit und der Gasmenge ab, die während der 45 spiele weiter erläutert. Überzugsbildung entwickelt wird. Wie schon erwähnt,In a bath that is used to coat metal 40, it is also used to warn workers that the surfaces is applied, preferably an underlying bath is very hot, though nonionic surfactant applied. No steam or smoke development occurs. The required amount of surfactant. A suitable red dye must be heat stable. Means depends on the working temperature, the handling The invention is based on the following treatment time and the amount of gas, which is explained further during the 45 games. Coating is developed. As already mentioned,
muß die Abdeckschicht aus einer inerten Flüssigkeit Beispiel 1 bestehen. Die Menge an zugesetztem oberflächenaktivem Mittel muß eine Emulgierung der Abdeck- Es wurde eine Phosphatüberzugslösung der folschicht in der Behandlungsflüssigkeit ausschließen 50 genden Zusammensetzung hergestellt: und in einer solchen Menge vorliegen, daß die Ober- Gewichtsprozent nächenspannung des Bades auf wemger als 40 dyn/cm . „ no herabgesetzt wird. . *■ ' 'the cover layer must consist of an inert liquid Example 1. The amount of surface-active agent added must emulsify the covering. A phosphate coating solution of the foil layer in the treatment liquid was prepared in such an amount that the upper weight percent next tension of the bath was less than 40 dynes / cm . “ No is reduced. . * ■ ' '
Es sind auch kationische oberflächenaktive Mittel pt^Tt So Ϊ ?'i 5There are also cationic surfactants pt ^ Tt So Ϊ ? 'i 5
und insbesondere quaternäre Ammoniumverbindun- 55 μ>? CNO ϊ 1 'fiand especially quaternary ammonium compounds 55 μ>? CNO ϊ 1 'fi
gen geeignet, jedoch sind im allgemeinen nichtiono- XT! 1^. .v ■ ■ · ■ · ■ ·.; · ■ ■ ■ · · ·. 'genes are suitable, but generally non-iono XT ! 1 ^. .v ■ ■ · ■ · ■ · .; · ■ ■ ■ · · ·. '
Jene oberflächenaktive Mittel geeigneter. Auch an- Nichüonogenes oberflächenaktivesThose surfactants are more suitable. Also an- Nichüonogenes surface-active
ionische oberflächenaktive Mittel können benutzt w τι t ionic surface active agents can be used w τι t
werden, jedoch muß dann die Menge an beim Über- wasser Kestbut then the amount of Kest
ziehverfahren angewandtem beschleunigenden Mittel 60 Das nichtionogene oberflächenaktive Mittel warAccelerating agent applied to drawing method 60 The nonionic surface active agent was
erhöht werden. ein wasserfreies Kondensationsprodukt eines lang-increase. an anhydrous condensation product of a long-
Ein weiterer Vorteil der Anwendung eines ober- kettigen Fettalkohols mit Äthylenoxyd,Another advantage of using a top-chain fatty alcohol with ethylene oxide,
flächenaktiven Mittels, das sowohl in dem Behänd- Die vorstehende Lösung wurde mit einer 12 mmsurfactant, which is in both the hand- The above solution was made with a 12 mm
lungsbad als auch in der Abdeckschicht löslich ist, dicken Schicht aus einem gesättigten Kohlenwasser-bath as well as in the cover layer is soluble, thick layer of a saturated hydrocarbon
besteht darin, daß die Abdeckschicht dann als 65 stoff material mit einem Flammpunkt von 155° C undconsists in the fact that the cover layer is then 65 fabric material with a flash point of 155 ° C and
Speicher dient, um überschüssiges oberflächenaktives einer Viskosität von 3,5 cP bei Arbeitstemperatur,Storage is used to store excess surfactants with a viscosity of 3.5 cP at working temperature,
Mittel aufzunehmen, das aus der Behandlungsflüssig- das einen wärmestabilen roten Farbstoff enthielt, be-To take up means from the treatment liquid which contained a heat-stable red dye,
keit bei erhöhten Temperaturen austreten kann. deckt. Die Lösung und die Abdeckschicht wurdencan escape at elevated temperatures. covers. The solution and the cover layer were
anschließend auf 90° C erhitzt und 10 Minuten auf dieser Temperatur gehalten, so daß ein gewisser Teil des oberflächenaktiven Mittels in die Abdeckschicht eintreten konnte. Kaltgewalzte Stahlplatten wurden durch Behandlung in einer üblichen, mit Trichloräthylen arbeitenden Entfettungsanlage entfettet und anschließend durch die Abdeckschicht eingeführt und 5 Minuten bei 900C in der Phosphatierungslösung belassen. Die Platten wurden anschließend durch die Abdeckschicht herausgezogen, durch Eintauchen in kaltes fließendes Wasser und anschließend in heißes Wasser, das 0,025% Chromsäure und 0,025 % Phosphorsäure enthielt, gespült und getrocknet. Die Stahloberflächen zeigten einen typischen, einheitlichen, hellgrauen, kristallinen Phosphatüberzug. Diese Überzüge ließen keine unbedeckten Stellen erkennen, die durch anhaftendes Öl verursacht sein könnten, und konnten ohne weiteres als Rostschutzüberzüge oder als Grundierung für öl-, Farben- oder Lacküberzüge angewandt werden. ao then heated to 90 ° C. and held at this temperature for 10 minutes so that a certain part of the surfactant could penetrate into the cover layer. Cold-rolled steel plates were degreased by treatment in a conventional degreasing system working with trichlorethylene and then introduced through the cover layer and left in the phosphating solution at 90 ° C. for 5 minutes. The panels were then pulled out through the cover layer, rinsed by immersion in cold running water and then in hot water containing 0.025% chromic acid and 0.025% phosphoric acid, and dried. The steel surfaces showed a typical, uniform, light gray, crystalline phosphate coating. These coatings did not reveal any uncovered areas that could be caused by adhering oil, and could easily be used as rust protection coatings or as a primer for oil, paint or varnish coatings. ao
Es wurde eine Phosphatüberzugslösung der folgenden Zusammensetzung zubereitet:A phosphate coating solution of the following composition was prepared:
GewichtsprozentWeight percent
Zink (Zn) 1,00Zinc (Zn) 1.00
Natrium (Na) 0,20Sodium (Na) 0.20
Phosphat (PO4) 2,00Phosphate (PO 4 ) 2.00
Nitrat (NO3) 1,36Nitrate (NO 3 ) 1.36
Nitrit (NO2) 0,02Nitrite (NO 2 ) 0.02
Nichtionogenes oberflächenaktives 0,50Non-ionic surfactant 0.50
(wie im(like in
Mittel Beispiel 1)Medium example 1)
Wasser RestWater rest
Diese Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht aus dem im Beispiel 1 angewandten Kohlenwasserstoffmaterial bedeckt, das einen wärmestabilen roten Farbstoff enthielt. Diese Lösung und die Abdeckschicht wurden anschließend auf 7O0C erhitzt und 10 Minuten auf dieser Temperatur gehalten, so daß ein gewisser Teil des oberflächenaktiven Mittels in die Abdeckschicht eintreten konnte. Kaltgewalzte Stahlplatten wurden wie im Beispiel 1 entfettet und behandelt, jedoch betrug die Temperatur der Phosphatierungslösung 70° C. Wiederum wurden völlig normale, einheitliche, hellgraue, kristalline Phosphatüberzüge erhalten, die als Grundierung für öl-, Lackoder Farbüberzüge außerordentlich geeignet waren.This solution was covered with a 12 mm thick layer of the hydrocarbon material used in Example 1, which contained a heat-stable red dye. This solution and the cap layer were then heated to 7O 0 C and held for 10 minutes at this temperature, so that a certain part of the surfactant could enter into the cover layer. Cold-rolled steel plates were degreased and treated as in Example 1, but the temperature of the phosphating solution was 70 ° C. Again, completely normal, uniform, light-gray, crystalline phosphate coatings were obtained, which were extremely suitable as a primer for oil, varnish or paint coatings.
einem Kohlenstoffgehalt von 0,55% und einem Durchmesser von 6,4 mm wurde in kalter Chlorwasserstoffsäure gebeizt, in kaltem fließendem Wasser gespült, durch die Abdeckschicht eingeführt und 5 Minuten in der Phosphatierungslösung bei 70° C belassen. Anschließend wurde der Draht durch die Abdeckschicht hindurch entnommen, durch Eintauchen in kaltes fließendes Wasser gespült und getrocknet. Der Draht war mit einem einheitlichen, hellgrauen, kristallinen Phosphatüberzug überzogen und zeigte keine unbedeckten Stellen, die auf anhaftendes Öl zurückzuführen wären, und ließ sich glatt unter Verwendung eines Seifenschmiermittels zu einem geringeren Durchmesser ausziehen.a carbon content of 0.55% and a diameter of 6.4 mm was in cold hydrochloric acid stained, rinsed in cold running water, inserted through the cover layer and Leave in the phosphating solution at 70 ° C for 5 minutes. Then the wire was through the Cover layer removed through, rinsed by immersion in cold running water and dried. The wire was covered with a uniform, light gray, crystalline phosphate coating and showed no bare spots due to adhering oil and smoothed out pull out to a smaller diameter using a soap lubricant.
Es wurde eine Phosphatüberzugslösung der folgenden Zusammensetzung zubereitet:A phosphate coating solution of the following composition was prepared:
GewichtsprozentWeight percent
Mangan (Mn) 0,3Manganese (Mn) 0.3
Eisen (Fe) 0,1Iron (Fe) 0.1
Phosphat (PO4) 1,5Phosphate (PO 4 ) 1.5
Nitrat (NO3) 0,1Nitrate (NO 3 ) 0.1
Nichtionogenes oberflächenaktives 0,5Non-ionic surfactant 0.5
(wie im(like in
Mittel Beispiel 1)Medium example 1)
Wasser RestWater rest
Diese Lösung wurde mit einem Kohlenwasserstoffmaterial, dessen Flammpunkt 180° C und dessen Viskosität bei Arbeitstemperatur 5 cP betrug, bedeckt und auf 95° C erhitzt. Kolbenringe aus Gußeisen wurden mit Trichloräthylen entfettet und durch die Abdeckschicht hindurch in die Phosphatierungslösung eingebracht. Nach 15 Minuten wurden sie durch die Abdeckschicht hindurch entnommen, durch Eintauchen in kaltes fließendes Wasser und anschließend in heißes Wasser gespült und getrocknet. Die Kolbenringe zeigten einen typischen Eisen-Mangan-Phosphatüberzug und keine unbedeckten Stellen, die auf anhaftendes Öl zurückgeführt werden konnten, und die Überzüge konnten in völlig normaler Weise verwendet werden, d. h. Schmiermittel halten und anfänglichen Verschleiß während der Einlaufzeit von Verbrennungsmotoren verhindern. Stahlplatten, Muttern und Bolzen, die in dieser Lösung behandelt wurden, erhielten normale Phosphatüberzüge, die als Rostschutzüberzüge und zum Versiegeln von Öl, Beize oder Farbe außerordentlich geeignet waren.This solution was with a hydrocarbon material whose flash point 180 ° C and whose Viscosity at working temperature was 5 cP, covered and heated to 95 ° C. Cast iron piston rings were degreased with trichlorethylene and passed through the cover layer into the phosphating solution brought in. After 15 minutes they were removed through the cover layer by immersion rinsed in cold running water and then in hot water and dried. The piston rings showed a typical iron-manganese-phosphate coating and no uncovered areas adhering oil could be recycled and the coatings could be used in a perfectly normal manner be, d. H. Lubricant hold and initial wear and tear during the running-in period Prevent internal combustion engines. Steel plates, nuts and bolts covered in this solution received normal phosphate coatings, which are used as anti-rust coatings and for sealing oil, Stain or paint were extremely suitable.
Es wurde eine Phosphatüberzugslösung der fol- Es wurde ein Phosphatüberziahbad der folgendenA phosphate coating solution of the following was used. A phosphate coating solution of the following was used
genden Zusammensetzung hergestellt: 55 Zusammensetzung hergestellt:Composition made: 55 Composition made:
GewichtsprozentWeight percent
Zink (Zn) 0,8Zinc (Zn) 0.8
Natrium (Na) 0,25Sodium (Na) 0.25
Phosphat (PO4) 3,0Phosphate (PO 4 ) 3.0
Chlorat (ClO3) 0,9Chlorate (ClO 3 ) 0.9
Nichtionogenes oberflächenaktives 0,5Non-ionic surfactant 0.5
(wie im(like in
Mittel Beispiel 1)Medium example 1)
Wasser RestWater rest
Diese Lösung wurde mit dem im Beispiel 1 angewandten Kohlenwasserstoffmaterial bedeckt und wie im Beispiel 2 auf 7O0C erhitzt. Stahldraht mitThis solution was covered with the used in Example 1, hydrocarbon material and heated as in Example 2 to 7O 0 C. Steel wire with
65 Gewichtsprozent65 percent by weight
Mangan (Mn) 0,3Manganese (Mn) 0.3
Eisen (Fe) 0,1Iron (Fe) 0.1
Phosphat (PO4) 1,6Phosphate (PO 4 ) 1.6
Nitroguanidin 0,1Nitroguanidine 0.1
Nichtionogenes oberflächenaktives 0,5Non-ionic surfactant 0.5
(wie im(like in
Mittel Beispiel 1)Medium example 1)
Wasser RestWater rest
Diese Lösung wurde mit dem im Beispiel 4 angewandten Kohlenwasserstoffmaterial bedeckt und wie im Beispiel 4 bei 90° C angewandt.This solution was covered with the hydrocarbon material used in Example 4 and how used in example 4 at 90 ° C.
Kolbenringe, Platten, Muttern und Bolzen, die damit behandelt worden waren, besaßen ähnliche Überzüge wie die im Beispiel 4 behandelten Gegenstände. Piston rings, plates, nuts, and bolts treated with it had similar ones Coatings like those treated in Example 4.
Gemäß diesem Verfahren wurden die Kolbenringe angemessen vor Korrosion während der Lagerung geschützt, und sie hatten einen typischen Eisen-Mangan-Phosphatüberzug angenommen, der einem vorzeitigen Verschleiß entgegenwirkt.According to this procedure, the piston rings were adequately protected from corrosion during storage protected, and they had assumed a typical iron-manganese-phosphate coating, which one counteracts premature wear.
Es wurde ein konzentriertes Phosphatgemisch der folgenden Zusammensetzung hergestellt:A concentrated phosphate mixture was prepared with the following composition:
GewichtsprozentWeight percent
Mangan (Mn) 4,0Manganese (Mn) 4.0
Eisen (Fe) 0,25Iron (Fe) 0.25
Phosphat (PO4) 23,0Phosphate (PO 4 ) 23.0
Nitrat (NO3) 1,5Nitrate (NO 3 ) 1.5
Nichtionogenes oberflächenaktivesNon-ionic surfactant
Mittel 1,0Mean 1.0
Kohlenwasserstoffmaterial (Flammpunkt 1800C; Viskosität beiHydrocarbon material (flash point 180 0 C; viscosity at
210C: 112 cP) 16,021 ° C: 112 cP) 16.0
Wasser RestWater rest
Je 321 dieses Gemisches, die in je 423 1 Wasser gegeben wurden, ergaben ein Phosphatierangsbad, das eine Abdeckschicht aufwies, die ein Verspritzen bzw. Rauchentwicklung verhinderte. Das gleiche Gemisch wurde angewandt, um das Bad während des Gebrauchs wieder aufzufrischen. Das oberflächenaktive Mittel war ein Kondensat eines Alkylphenols mit Äthylenoxyd.321 of this mixture, which were added to 423 l of water each, resulted in a phosphating bath, which had a cover layer that prevented splashing or smoke development. The same mixture was applied to refresh the bath during use. The surface-active The agent was a condensate of an alkylphenol with ethylene oxide.
Es wurde ein Oxalatüberzugsbad der folgenden Zusammensetzung hergestellt:An oxalate coating bath was prepared with the following composition:
GewichtsprozentWeight percent
Mangan (Mn) 0,4Manganese (Mn) 0.4
Nitrat (NO,) 1,0Nitrate (NO,) 1.0
Oxalat (COO)2 3,5Oxalate (COO) 2 3.5
Beschleuniger 0,3Accelerator 0.3
Nichtionogenes oberflächenaktives 0,1Non-ionic surfactant 0.1
(wie im(like in
Mittel Beispiel 6)Medium example 6)
Wasser RestWater rest
Das oberflächenaktive Mittel war das gleiche wie das im vorhergehenden Beispiel angewandte.The surfactant was the same as that used in the previous example.
Diese Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht des im Beispiel 1 benutzten Kohlenwasserstoffmaterials bedeckt und auf 700C erhitzt. Draht aus rostfreiem Stahl wurde in einem Gemisch aus Salpeter- und Fluorwasserstoffsäure gebeizt, in Wasser gespült und durch die Abdeckschicht hindurch in das Oxalatbad eingebracht. Nach 5 Minuten wurde der Draht durch die Abdeckschicht hindurch entnommen, durch Eintauchen in kaltes fließendes Wasser und anschließend in heißes Wasser gespült und getrocknet. Der Draht besaß einen typischen Oxalatüberzug und zeigte keine unbedeckten Stellen, die auf anhaftendes öl zurückzuführen wären, und der Überzug konnte einem vorzeitigen Verschleiß entgegenwirken, d. h. Schmiermittel halten und während des Ziehens zu geringerem Durchmesser Verschleiß verhindern.This solution was heated to 70 0 C and covered with a 12 mm thick layer of the hydrocarbon material used in Example. 1 Stainless steel wire was pickled in a mixture of nitric and hydrofluoric acids, rinsed in water and placed through the cover layer into the oxalate bath. After 5 minutes, the wire was removed through the cover layer, rinsed by immersion in cold running water and then in hot water and dried. The wire had a typical oxalate coating and showed no uncovered areas due to adhering oil, and the coating was able to counteract premature wear, ie hold lubricant and prevent wear during drawing to a smaller diameter.
Es wurde ein Phosphatüberzugsbad der folgenden Zusammensetzung hergestellt:A phosphate coating bath was prepared with the following composition:
GewichtsprozentWeight percent
Zink (Zn) 1,0Zinc (Zn) 1.0
Phosphat (PO4) 2,0Phosphate (PO 4 ) 2.0
Nitrat (NO.,) 1,5Nitrate (NO.,) 1.5
Nitrit (NO2) 0,05Nitrite (NO 2 ) 0.05
Anionisches oberflächenaktivesAnionic surfactant
Mittel 0,2Mean 0.2
Wasser RestWater rest
Als anionisches oberflächenaktives Mittel wurde ein Mittel vom Typ der sekundären Alkylsulfate angewandt. As the anionic surfactant, a secondary alkyl sulfate type agent has been used.
Diese Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht des im Beispiel 1 angewandten Kohlenwasserstoffmaterials bedeckt und auf 70° C erhitzt. Platten aus weichem Stahl wurden mit Trichloräthylen entfettet und durch die Abdeckschicht hindurch in das Phosphatierangsbad eingebracht. Nach 3 Minuten wurden sie durch die Abdeckschicht hindurch entnommen, durch Eintauchen in kaltes fließendes Wasser und anschließend in heißes Wasser gespült und getrocknet.This solution was coated with a 12 mm thick layer of the hydrocarbon material used in Example 1 covered and heated to 70 ° C. Soft steel plates were degreased with trichlorethylene and introduced through the cover layer into the phosphating bath. After 3 minutes they were removed through the cover layer by immersion in cold running water and then rinsed in hot water and dried.
Die Platten zeigten einen typischen Zinkphosphatüberzug ohne unbedeckte Stellen, der geeignet war, Rostfraß unter dem Schutzüberzug zu verhindern, wenn ein Teil dieses Schutzüberzuges mechanisch beschädigt worden war.The plates showed a typical zinc phosphate coating with no uncovered areas, which was suitable To prevent corrosion under the protective coating if a part of this protective coating is mechanically damaged had been.
Es wurde ein Phosphatüberzugsbad der folgenden Zusammensetzung hergestellt:A phosphate coating bath was prepared with the following composition:
GewichtsprozentWeight percent
Zink (Zn) 0,8Zinc (Zn) 0.8
Phosphat (PO4) 1,2Phosphate (PO 4 ) 1.2
Nitrat (NO3) 1,3Nitrate (NO 3 ) 1.3
Eisen (Fe) '. 0,1Iron (Fe) '. 0.1
Kationisches oberflächenaktivesCationic surfactant
Mittel 0,2Mean 0.2
Wasser RestWater rest
Als kationisches oberflächenaktives Mittel wurde ein Alkyltrimethylammoniumsalz angewandt.An alkyl trimethylammonium salt was used as the cationic surfactant.
Diese Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht des im Beispiel 1 angewandten Kohlenwasser-Stoffmaterials bedeckt und auf 85° C erhitzt. Ein Korb, der kleine Federstahlklammern enthielt, wurde durch die Abdeckschicht hindurch in die Phosphatierungslösung eingebracht. Nach 3 Minuten wurden die Klammern durch die Abdeckschicht hindurch entnommen, in einen zweiten Korb übergeführt und wiederum in die Phosphatierungslösung eingebracht. Dieses Verfahren wurde wiederholt, bis die Klammern insgesamt viermal je 3 Minuten eingetaucht worden waren. Die Klammern wurden anschließend in kaltem fließendem Wasser und dann durch Eintauchen in heißes Wasser gespült und in einer Zentri-. fuge getrocknet. Dann wurden die Klammern in Spiritusbeize eingetaucht und in einem Ofen getrocknet. This solution was coated with a 12 mm thick layer of the hydrocarbon stock material used in Example 1 covered and heated to 85 ° C. A basket containing small spring steel clips was made introduced through the cover layer into the phosphating solution. After 3 minutes the Clamps removed through the cover layer, transferred to a second basket and again introduced into the phosphating solution. This procedure was repeated until the brackets had been immersed a total of four times for 3 minutes each time. The brackets were subsequently in cold running water and then rinsed by immersion in hot water and in a centrifugal. joint dried. Then the clips were dipped in alcohol stain and dried in an oven.
Gemäß diesem Verfahren erhielten die Federklammern einen typischen Zink-Eisen-Phosphatüberzug und waren so während des Gebrauchs angemessen vor Korrosion geschützt.According to this process, the spring clips were given a typical zinc-iron-phosphate coating and so were adequately protected from corrosion during use.
Es wurde ein Chromatpassivierungsbad der folgenden Zusammensetzung hergestellt:A chromate passivation bath with the following composition was prepared:
GewichtsprozentWeight percent
Chromtrioxyd 1,5Chromium trioxide 1.5
Phosphorsäure 1,0Phosphoric acid 1.0
Anionisches oberflächenaktivesAnionic surfactant
Mittel 0,2Mean 0.2
Wasser RestWater rest
ίοίο
Als oberflächenaktives Mittel wurde ein Natriumsalz der Perfluorpentansulfonsäure angewandt.A sodium salt of perfluoropentanesulfonic acid was used as the surface-active agent.
Die Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht aus dem in Beispiel 4 angewandten Kohlenwasserstoffmaterial bedeckt und auf 100° C erhitzt. Aluminiumplatten wurden durch 5 Minuten langes Eintauchen bei 98° C in eine 3°/oige Metasilikatlösung, die oberflächenaktives Mittel enthielt, entfettet, in kaltem Wasser gespült und durch die Abdeckschicht hindurch in das Passivierungsbad eingebracht. Nach einer Stunde wurden die Platten durch die Abdeckschicht hindurch entnommen, durch Eintauchen in kaltes fließendes Wasser und anschließend in heißes Wasser gespült und getrocknet. Die in dieser Weise überzogenen Platten waren korrosionsfester als nicht behandelte Platten.The solution was coated with a 12 mm thick layer of the hydrocarbon material used in Example 4 covered and heated to 100 ° C. Aluminum plates were immersed for 5 minutes at 98 ° C in a 3% metasilicate solution containing surfactant, degreased, in rinsed with cold water and introduced into the passivation bath through the cover layer. To one hour the plates were removed through the cover layer by immersion in cold running water and then rinsed in hot water and dried. That way coated panels were more resistant to corrosion than untreated panels.
Die Abdeckschicht verhinderte vollständig ein Verspritzen und Verdampfen der Lösung während der Verarbeitung, ohne daß der Überzug beeinträchtigt wurde. Die zum Entfetten angewandte Lösung kann man ebenfalls mit einer 12 mm dicken Schicht des gleichen Öls bedecken.The cover layer completely prevented splashing and evaporation of the solution during the Processing without affecting the coating. The solution used for degreasing can cover with a 12 mm thick layer of the same oil.
Es wurde ein Chromatpassivierungsbad für Magnesium der folgenden Zusammensetzung hergestellt:A chromate passivation bath for magnesium with the following composition was prepared:
GewichtsprozentWeight percent
Natriumbichromat 8,0Sodium dichromate 8.0
Magnesiumsulfat 4,0Magnesium sulfate 4.0
Mangansulfat 4,0Manganese sulfate 4.0
Anionisches oberflächenaktives 0,5Anionic surfactant 0.5
(wie im(like in
Mittel Beispiel 10)Medium example 10)
Wasser RestWater rest
4545
Die Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht aus dem im Beispiel 4 angewandten Kohlenwasserstoffmaterial bedeckt und auf 100° C erhitzt. Preßgußteile aus Magnesium wurden durch 5 Minuten langes Eintauchen in eine 98° C heiße 3 °/oige Metasilikatlösung, die oberflächenaktives Mittel enthielt, entfettet, durch Eintauchen in kaltes fließendes Wasser gespült und dann durch die Abdeckschicht hindurch in das Passivierungsbad eingebracht. Nach 30 Minuten wurden sie durch die Abdeckschicht hindurch entnommen, durch Eintauchen in kaltes fließendes Wasser und anschließend in heißes Wasser gespült und getrocknet.The solution was coated with a 12 mm thick layer of the hydrocarbon material used in Example 4 covered and heated to 100 ° C. Magnesium castings were made in 5 minutes long immersion in a 98 ° C 3% metasilicate solution containing surfactant, degreased, rinsed by immersion in cold running water and then through the cover layer introduced through into the passivation bath. After 30 minutes they were through the cover layer removed by immersion in cold running water and then in hot water rinsed and dried.
Die Abdeckschicht verhinderte vollständig ein Verdampfen und Verspritzen der Lösung während der Behandlung, ohne daß der Überzug beeinträchtigt wurde.The cover layer completely prevented evaporation and splashing of the solution during the Treatment without affecting the coating.
Aus Beispiel 6 geht hervor, daß diese Erfindung unter anderem Konzentrate vorschlägt, die man nach Verdünnung in wäßrigen Bädern zum Überziehen von Metall verwenden kann und die eine inerte Flüssigkeit und eine anorganische, einen Überzug bildende Substanz enthalten.From Example 6 it can be seen that this invention proposes, inter alia, concentrates that one after Can use dilution in aqueous baths for coating metal and which is an inert Contain liquid and an inorganic coating-forming substance.
40 Die Konzentrate können flüssige, pastige oder feste Zubereitungen sein und der Mengenanteil an inerter Flüssigkeit im Konzentrat kann über einen weiten Bereich verändert werden. Der jeweilig angewandte Mengenanteil an inerter Flüssigkeit in einem gegebenen Konzentrat ist von der Dicke der auf dem Behälter, in dem das Konzentrat angewandt werden soll, erforderlichen Abdeckschicht und der Konzentration an erforderlichen wirksamen Bestandteilen abhängig, wobei es zweckmäßig ist, auf der Oberfläche der Lösung im Behälter eine mindestens 10 mm dicke inerte Abdeckschicht vorzusehen. Oberflächenaktive Mittel können, wie schon weiter oben ausgeführt wurde, den Konzentrationen in geeigneten Mengen einverleibt werden. 40 The concentrates may be, and the proportion of inert fluid in the concentrate may be varied over a wide range liquid, pasty or solid preparations. The particular amount of inert liquid used in a given concentrate depends on the thickness of the cover layer required on the container in which the concentrate is to be applied and the concentration of active ingredients required, it being expedient to use on the surface of the solution in the In the container, an inert cover layer at least 10 mm thick must be provided. As stated above, surfactants can be incorporated into the concentrations in suitable amounts.
Ein Manganphosphatkonzentrat zum Phosphatieren von Stahl besteht aus:A manganese phosphate concentrate for phosphating steel consists of:
GewichtsteileParts by weight
Mangandihydrogenphosphat 84Manganese dihydrogen phosphate 84
Nichtionogenem oberflächenaktivem
Mittel (Kondensat aus einem langkettigen Fettalkohol und Äthylenoxyd) 1Non-ionic surfactant
Medium (condensate from a long-chain fatty alcohol and ethylene oxide) 1
Kohlenwasserstoffmaterial
Flammpunkt 180° C; Viskosität
bei 95° C : 5 cP) 15Hydrocarbon material
Flash point 180 ° C; viscosity
at 95 ° C: 5 cP) 15
Ein Bad von 122 χ 61 X 61 cm Tiefe mit einem Fasungsvermögen von 4541 erfordert 45 kg Mangandihydrogenphsophat. Diese Menge ist in 54,4 kg Konzentrat zusammen mit 8,2 kg Kohlenwasserstoffmaterial und 0,54 kg oberflächenaktivem Mittel enthalten. 8,2 kg Kohlenwasssertoffmaterial entsprechen 9,5 1 und, bezogen auf eine Fläche von 7500 cm2, wird dadurch eine inerte Schicht von etwa 15 mm Dicke enthalten. Das Bad wurde auf 100° C erhitzt und entfettete Kolbenringe eingesetzt. Nach etwa 45 Minuten wurden die Ringe entnommen und gespült, und es wurde festgestellt, daß sie einen schweren Phosphatüberzug erhalten hatten.A bath 122 χ 61 X 61 cm deep with a capacity of 4541 requires 45 kg of manganese dihydrogen phosphate. This amount is contained in 54.4 kg of concentrate along with 8.2 kg of hydrocarbon material and 0.54 kg of surfactant. 8.2 kg of hydrocarbon material correspond to 9.5 liters and, based on an area of 7500 cm 2 , will thereby contain an inert layer about 15 mm thick. The bath was heated to 100 ° C. and degreased piston rings were used. After about 45 minutes the rings were removed and rinsed and found to have been heavily coated with phosphate.
Unter Verwendung vergleichbarer Formulierungen kann man Oxalat-, Chromat- und Sulfidkonzentrate oder andere Konzentrate für Uberzugsbäder herstellen, die bei den verschiedenen in dieser Beschreibung offenbarten Verfahren angewandt werden können.Oxalate, chromate and sulfide concentrates can be obtained using comparable formulations or make other coating bath concentrates similar to the various in this specification disclosed methods can be applied.
Zur Herstelung von 450 1 einer Behandlungslösung gemäß Beispiel 12 wurden 45 kg des im Beispiel 12 angegebenen Konzentrats und 1 kg des dort erwähnten oberflächenaktiven Mittels angewandt.To produce 450 l of a treatment solution according to Example 12, 45 kg of the treatment solution in Example 12 indicated concentrate and 1 kg of the surfactant mentioned there used.
Titandraht, der 10 Minuten lang bei 60° C in dieser Lösung behandelt wurde, erhielt einen guten Überzug, der in Verbindung mit Seife den Ziehvorgang unterstützte.Titanium wire treated in this solution at 60 ° C. for 10 minutes received a good one Coating that, in conjunction with soap, supported the drawing process.
Claims (4)
Deutsche Patentschriften Nr. 843 791, 825 478,
677;
französische Patentschrift Nr. 856 526.Considered publications:
German patents No. 843 791, 825 478,
677;
French patent specification No. 856 526.
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