DE3744006A1 - Verfahren zur erzeugung von ueberzuegen auf aluminiumoberflaechen - Google Patents
Verfahren zur erzeugung von ueberzuegen auf aluminiumoberflaechenInfo
- Publication number
- DE3744006A1 DE3744006A1 DE19873744006 DE3744006A DE3744006A1 DE 3744006 A1 DE3744006 A1 DE 3744006A1 DE 19873744006 DE19873744006 DE 19873744006 DE 3744006 A DE3744006 A DE 3744006A DE 3744006 A1 DE3744006 A1 DE 3744006A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- polymer
- layer
- water
- aluminum
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
- B05D7/16—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies using synthetic lacquers or varnishes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/04—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a surface receptive to ink or other liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2202/00—Metallic substrate
- B05D2202/20—Metallic substrate based on light metals
- B05D2202/25—Metallic substrate based on light metals based on Al
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2350/00—Pretreatment of the substrate
- B05D2350/20—Chromatation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2350/00—Pretreatment of the substrate
- B05D2350/60—Adding a layer before coating
- B05D2350/63—Adding a layer before coating ceramic layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2401/00—Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
- B05D2401/20—Aqueous dispersion or solution
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
- F28F2245/02—Coatings; Surface treatments hydrophilic
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von
hydrophilen Überzügen auf Aluminiumoberflächen unter
Verwendung wässriger Polymerlösungen oder -dispersionen.
In der bisherigen Technologie für die
Oberflächenbehandlung von Wärmeaustauschern aus
Aluminium oder Aluminiumlegierung (nachstehend als
Aluminium bezeichnet), deren Ziel es war, die
Entwicklung von Weißrost auf den Rippenoberflächen etc.
zu verhindern, wurden anodische Oxidationsschichten,
Böhmitschichten, Harzbehandlungen etc. angewandt.
Diese Methoden ergeben jedoch Schichten, deren
Oberflächen fast keine Wasserbenetzbarkeit aufweisen,
ja sogar eher wasserabstoßend sind. Zur Verhütung von
Weißrostbildung werden in der Praxis auch
Chromatkonversionsschichten angewandt, die zwar eine
geringe Wasserbenetzbarkeit verleihen, jedoch nur für
kurze Zeit nach der Schichtbildung. Eine Chromatierung
allein führt daher nicht zu dem gewünschten Grad an
hydrophilen Eigenschaften. Außerdem neigt die Chromatkon
versionsschicht im Laufe der Zeit dazu, ihre hydrophile
Eigenschaft in eine hydrophobe zu verwandeln, und zwar
besonders beim Erhitzen/Trocknen. Folglich ist es
problematisch, Chromatschichten für die Oberflächenbe
handlung von Wärmeaustauscherrippen zu verwenden.
Andererseits sollte vom strukturellen Aspekt eines
Wärmeaustauschers die Wirksamkeit der Wärmestrahlung/-
Kühlung so hoch wie möglich sein. Daher werden die
Strahlungs- und Kühlkomponenten in den meisten Fällen
mit möglichst großer Oberfläche konzipiert und der
Abstand dazwischen äußerst gering gehalten. Wenn ein
Wärmeaustauscher zum Kühlen verwendet wird, führt dies
zur Kondensierung von Luftfeuchtigkeit auf der Wärme
austauscherfläche, besonders in den Zwischenräumen.
Solchermaßen kondensiertes Wasser bildet Tröpfchen, und
zwar umso mehr, je hydrophober die Rippenoberfläche
ist. Die Wassertröpfchen sammeln sich in den Zwischen
räumen an und verhindern in verstärktem Maße den
Luftdurchtritt, was schließlich zu einer reduzierten
Wärmeaustauscherleistung führt.
Außerdem bewirken Wärmetauschergebläse ein Umher
spritzen der Tröpfchen in den Rippenzwischenräumen, so
daß die unter den Wärmeaustauschern angebrachten
Tropfenfänger nicht verhindern können, daß die Tröpf
chen auf angrenzende Bereiche herunterfallen und sie
verschmutzen.
Um das Verbleiben von Wassertröpfchen in den Rippen
zwischenräumen, wo sie den Luftdurchtritt behindern, zu
vermeiden, wurde der Vorschlag gemacht, der Aluminium
oberfläche hydrophile Eigenschaften zu verleihen, um
die Benetzbarkeit zu verbessern. Eine Behandlung der
Rippenoberfläche mit Silikat, wie z. B. Wasserglas,
ermöglicht eine wirksame Erhöhung der Wasserbenetzbar
keit und Wärmebeständigkeit zu niedrigen Kosten, so daß
eine Reihe diesbezüglicher Methoden vorgeschlagen
wurden.
Die bisher angewandten Verfahren zur Schichtbildung
können, wenn man einerseits vom Einsatz anorganischer
Verbindungen wie Silikat oder organischer Verbindungen
und andererseits von der Aufbringungsmethode ausgeht,
in die nachstehenden vier Kategorien unterteilt werden:
- a): Phosphatierte Aluminiumoberflächen werden direkt mit wäßrigem Silikat beschichtet und dann getrock net. Dieses Verfahren ist Gegenstand des offenge legten japanischen Patents Sho 50-38 645 (1975).
- b): Die offengelegte japanische Patentpublikation Sho 60-2 21 582 (1985) behandelt und betrifft ein Rippenmaterial, bei dem eine hydrophile anorganische Schicht bestehend aus Silikat, Böhmit etc. auf Aluminiumblech produziert wird, auf die dann ein hydrophiles organisches Polymer mit einem Polymerisationsverhältnis von mehr als 50 aufge bracht wird.
- c): Dieser Vorschlag bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem eine zunächst mit einer organischen Polymerschicht versehene Aluminiumoberfläche anschließend mit Silikatlösung oder -dispersion beschichtet und getrocknet wird; (offengelegte japanische Patentpublikation Sho 59-2 05 596) (1964).
- d): Dieser Vorschlag befaßt sich mit einer Methode zur Beschichtung von Aluminiumoberflächen mit einer Mischung aus organischem Polymer und anorganischem Silikat. Er wird in den folgenden Patenten behan delt.
Die offengelegte japanische Patentpublikation Sho
61-8 593 (1986) behandelt ein Rippenmaterial, das
mit einer Mischung aus Styrol/Maleinsäurekopolymer,
Polyacrylamid, Butylen/Maleinsäurekopolymer, Poly
acrylsäure oder deren Salzen und Silikaten,
dargestellt durch xM2O · ySiO2 (M = Li, Na oder K,
y/x 2) beschichtet wird. Das offengelegte japa
nische Patent Sho 60-1 01 156 (1985) betrifft eine
Chemikalie zur Bildung einer hydrophilen Schicht
auf Aluminium, die Alkalisilikat und Carbonylver
bindungen (Aldehyde, Ester, Amide etc.) enthält.
Im Zusammenhang mit der herkömmlichen Technologie,
die organische Verbindungen für die hydrophile
Behandlung von Aluminium einsetzt, beschreibt das
offengelegte japanische Patent Sho 59-2 05 596 eine
Methode, bei der organische Verbindungen unter
Verwendung eines organischen Lösungsmittels
aufgetragen werden. Bei den organischen Verbindun
gen handelt es sich insbesondere um Acrylharze,
Harze auf Epoxy- bzw. Urethanbasis, Vinylharze,
wie z. B. Polyvinylchlorid, Polyvinylazetat,
Polyäthylen, Polypropylen, Harze auf Styrolbasis,
Phenolharze, Fluorharze, Silikonharze, Diarylphthalat
harze, Polykarbonatharze, Polyamidharze, Alkydharze,
Polyesterharze, Harnstoffharze, Melaminharze,
Polyacetalharze und Zelluloseharze.
Andererseits gibt das offengelegte Patent Sho
60-1 01 156 an, daß niedrigmolekulare organische
Verbindungen mit Carbonylgruppen (z. B. Glyoxal)
und wasserlöslichen organischen Polymeren (z. B.
Copolymer von Acrylamid und Acrylsäure), enthalten
in einer hydrophilen Behandlungschemikalie für
Aluminium, mit Wasser verdünnt, auf Aluminium
aufgetragen und anschließend erhitzt und getrock
net werden.
Aus den offengelegten japanischen Patenten Sho
60-1 01 156 und Sho 61-8 598 ist der Einsatz von
Polyacrylamid als Chemikalie für die hydrophile
Behandlung bekannt. Diese Verbindung läßt sich
gleichmäßig mit Wasser vermischen, solange der
Polyacrylamidgehalt niedrig ist. Mit steigender
Konzentration, die durch den Trocknungsprozeß etc.
hervorgerufen wird, spalten sich das Alkalisilikat
und Polymer jedoch in zwei Phasen, was häufig zu
nichtreproduzierbaren Ergebnissen führt.
Gemäß dem offengelegten japanischen Patent Sho
60-2 21 582 wird Polyacrylamid zur Erzeugung einer
hydrophilen organischen Schicht auf den hydro
philen anorganischen Film aufgetragen. Der Grad
der Polymerisierung des Polyacrylamids wird so
eingestellt, daß eine Entfernung des für die
Verarbeitung verwendeten Schmieröls mittels
Lösungsmittel problemlos möglich ist und daß die
nach dem Entfetten auf der hydrophilen anorga
nischen Schicht verbleibende organische Polymer
schicht eventuelle Stippen in besagter anorga
nischer Schicht auffüllt. Außerdem kann ein
Vernetzungsmittel aus Zr-, Ti-Verbindungen etc.
eine Vernetzung zwischen dem Polyacrylamid und der
hydrophilen Gruppe bewirken, jedoch so, daß nicht
eine totale Vernetzung besagter Gruppe statt
findet. Im Falle des erfindungsgemäßen Rippen
materials stellt die nach der Lösungsmittelreini
gung der Wärmeaustauscherrippen verbleibende
letzte Schicht eine anorganische hydrophile
Schicht dar, die durch Aufbringung einer Silikat-
oder Böhmitschicht als Grundschicht erzielt wird.
Die vorgenannten bekannten Verfahren zur Bildung
hydrophiler Überzüge besitzen folgende Nachteile.
- a): Mit Phosphat behandeltes Aluminium wird direkt mit einer wäßrigen Silikatlösung beschich tet, wodurch der Schicht hydrophile Eigenschaften, aber keine Korrosionsbeständigkeit verliehen werden. Daher kann eine solche Schichtbildung die Korrosionsbeständigkeit geradezu verschlechtern und hat den Nachteil, daß eine Neigung zu Weiß rostbildung besteht.
- b): Organische Polymerbeschichtung einer zuvor aufgebrachten anorganischen Schicht, wobei die hydrophilen Eigenschaften im wesentlichen von den anorganischen Komponenten wie Böhmit und Silikat herrühren. Hauptzweck der organischen Beschichtung ist die Bewahrung der anorganischen Schicht vor einer Verschmutzung durch Schmieröl, wodurch sie wasserabstoßend würde; sobald diese Funktion erfüllt ist, wird die organische Schicht zusammen mit dem Schmieröl in der darauffolgenden Entfet tungsstufe entfernt. Das Ergebnis ist, daß weder die Korrosionsbeständigkeit, noch die Hydrophilität zufriedenstellend sind.
- c): Die Bildung einer Silikatschicht auf der organischen Polymerschicht ist in der Anfangszeit hinsichtlich Korrosionsbeständig keit und hydrophiler Eigenschaften zufrieden stellend; der Nachteil besteht jedoch darin, daß das Silikat der Deckschicht leicht mit Kondens wasser abgewaschen wird, d. h. die Stabilität der hydrophilen Eigenschaften ist unzureichend.
- d): Beschichtung mit einer Mischung aus organi schem Polymer und Silikat; da das Silikat in der auf dem Aluminium gebildeten Schicht hydrophile Eigenschaften hat, tendiert die so behandelte Aluminiumrippe zu einer beschleunigten Weißrostbil dung. Außerdem kann die Trocknung der mit besagter Mischung auf dem Aluminium gebildeten Schicht zur Spaltung des Silikats und des organischen Polymers in verschiedene Phasen führen, so daß die Ergebnisse stark in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen schwanken und die so behandelten Rippen in vielen Fällen unzureichend hydrophil sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Erzeugung von hydrophilen Überzügen auf
Aluminiumoberflächen bereitzustellen, das die Nachteile
der bekannten, insbesondere vorgenannten Verfahren
nicht aufweist, zu Überzügen hoher Hydrophilität führt,
die - auch über einen langen Zeitraum gesehen -
haftfest und korrosionsschützend sind. Darüber hinaus
sollen die Überzüge in verfahrensmäßig einfacher Weise
mit Beschichtungsmitteln, die insbesondere frei von
organischen Lösungsmitteln sind, herstellbar sein und
irgendwelchen Folgebehandlungen (Kräfte- und
Wärmeeinwirkung) standhalten.
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Verfahren der
eingangs genannten Art entsprechend der Erfindung
derart ausgestaltet wird, daß man auf die Oberflächen
eine wäßrige Lösung oder Dispersion aufbringt, die ein
aus einem Monomer der allgemeinen Formel
Wobei
R1 = H oder CH3
R2 und R3 = H,
eine Alkylgruppe mit C1 bis C4,
eine Benzyl- oder Alkanolgruppe mit C2-C3
R2 und R3 = H,
eine Alkylgruppe mit C1 bis C4,
eine Benzyl- oder Alkanolgruppe mit C2-C3
bedeuten,
einem ungesättigten kationischen Monomer
und einem ungesättigten anionischen Monomer
gebildetes amphoteres Polymer (A) und/oder
ein durch Nachbehandlung des aus dem Monomer
(I) gebildeten Homo- oder Copolymers (B)
enthält, und diese auftrocknet.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
besteht darin, anschließend auf den Polymerüberzug
eine Wasserglaslösung aufzubringen und
aufzutrocknen.
Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der
Erfindung sieht vor, auf die Oberflächen eine Lösung oder Dispersion des Polymers A und/oder B
aufzubringen, die zusätzlich Vernetzungsmittel C
enthält.
Das wasserlösliche Vernetzungsmittel C kann
anorganischer, organischer oder auch kombiniert
anorganisch/organischer Art sein. Als anorganisches
Vernetzungsmittel kommen insbesondere Metallverbin
dungen in Frage, die mit dem wasserlöslichen Polymer
oder Copolymer eine komplexe Verbindung eingehen
können. Derartige Verbindungen, von denen diejenigen
mit einer Koordinationszahl von mehr als 4 besonders
wirksam sind, finden sich in Tabelle 1. Unter den Cr-,
Ti-, Al- und Zr-Verbindungen sind diejenigen mit einer
sehr hohen Wasserlöslichkeit besonders wirksam, z. B.
Chromsäure, Bichromsäure und deren Salze, Di-Isopropoxy-
Titanium-bis-Acetylazeton, das Reaktionsprodukt von
Milchsäure und Alkoxy-Titanverbindung, Zirkonylnitrat,
Zirkonylazetat, Zirkonylammoniumkarbonat, Fluorzirkon
säure und deren Salze, Aluminiumsulfat etc.
Als wasserlösliches organisches Vernetzungsmittel
kommen wasserlösliches, neutralisiertes Poly
isozyanat und/oder wasserlösliche Polymethylol-,
Polyglycidyl-, Polyaziridyl-Verbindung in Frage,
beispielsweise Polyisozyanat neutralisiert mit
NaHSO3 (z. B. ELASTRON: Produkt von DAI-ICHI KOGYO
SEIYAKU Co., Ltd.), Methylolmelamin, Methylolharn
stoff, Methylolpolyacrylamid, Diglycidyläther von
Polyäthylenoxid, Diaziridylpolyäthylenoxid etc.
Als kombinierte anorganisch/organische
Vernetzungsmittel sind zum Beispiel Verbindungen
von Cr, Ti, Al und Zr als anorganische
wasserlösliche Verbindungen und neutralisierte
Polyisozyanate, Polymethylol)-
Polyglycidyl-Polyaziridylverbindungen als organische
wasserlösliche Verbindungen geeignet.
Die zum Einsatz gelangende Menge des Vernetzungs
mittels (C) hängt von dessen Art ab. Außerdem
spielt eine Rolle, ob die (Co-)Polymerschicht
als Grundschicht und hauptsächlich dem
Korrosionsschutz dient oder als Einzelschicht
vorgesehen ist. Im allgemeinen wird die pro
100 Gewichtsteile Polymer oder Copolymer
verwendete Menge 1-400 Gewichtsteile,
vorzugsweise 5-200 Gewichtsteile, betragen.
Bezüglich des amphoteren Polymers, das im
erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz gelangt,
werden nachstehend konkrete Beispiele mit folgender
allgemeiner Formel angeführt:
(I′) l - (II) m - (III) n - (IV) o
dabei bedeutet:
das Monomer mit m Mol ein kationisches
Monomer
das Monomer mit n Mol ein anionisches Monomer
l < 40
m = 1 bis 59
n = 1 bis 59
o 0 30
l + m + n + o = 100
das Monomer mit n Mol ein anionisches Monomer
l < 40
m = 1 bis 59
n = 1 bis 59
o 0 30
l + m + n + o = 100
(I′) ist ein Acrylamid, Metacrylamid,
N-Methylacrylamid oder N-Dimethylacrylamid.
(IV) ist ein nichtionisches Monomer, das sich zur
Copolimerisation eignet; konkrete Beispiele sind:
2-Hydroxy (Metha) Acrylat
Diazetonacrylamid
Methylolacrylamid
Acryloylmorpholin
Acrylnitril
(Metha) Acrylester
Styrol
Vinylazetat
Diazetonacrylamid
Methylolacrylamid
Acryloylmorpholin
Acrylnitril
(Metha) Acrylester
Styrol
Vinylazetat
In obiger Formel ist (III) dargestellt durch die
allgemeine Formel
wobei M für eine der nachfolgenden Formeln
1) bis 5) steht.
Ra, Rb, Rc = H, Alkyl, Hydroxyalkyl, Phenyl, Benzyl
r = 1 bis 3
x⊖ = Säuregruppe einer anorganischen oder organischen Säure
r = 1 bis 3
x⊖ = Säuregruppe einer anorganischen oder organischen Säure
(III) ist auch darstellbar durch die allgemeine
Formel:
oder sein Copolymer
mit einer ungesättigten Verbindung, enthaltend
eine Karbonsäuregruppe oder -anhydridgruppe von
Maleinsäureanhydrid, Itakonsäure etc. oder eine
Sulpho- bzw. Phospho-Gruppe. Dabei hat N die Be
deutung von 6) bis 12).
Konkrete Beispiele für die Nachbehandlung des aus dem
Monomer I gebildeten Polymers zwecks Bildung des
amphoteren Polymers B sind:
- i) Umwandlung der Amidgruppe in eine Karboxylgruppe durch Hydrolyse.
- ii) Umwandlung der Amidgruppe in durch die Mannich-Reaktion mit und Formaldehyd; dabei bedeutenR4, R5 eine Alkylgruppe von C1-C4 oder Alkanolgruppe von C2-C3 oder eine Benzylgruppe.
- iii) Einleitung von CONH - R6 - NH2 durch eine
Reaktion
zwischen der Seitenketten-Estergruppe und
Alkylendiamin (H2N - R6 - NH2),
dabei bedeutet R6 = eine Alkylengruppe von C2-C6. - iv) Quarternäre Aminoverbindung, erzielt durch Alkylierung der Aminogruppe des Reaktionsproduktes von ii) und iii).
Was die Beschichtungsmethode anbelangt, so kann der
Auftrag durch Tauchen, Spritzen, Bürsten, im Walz- oder
Fließverfahren erfolgen, wobei das Molekulargewicht auf
weniger als 2 000 000, vorzugsweise 1 000 000 einge
stellt werden sollte, um zu vermeiden, daß das Überzugs
mittel Fäden zieht. Hinsichtlich der Wahl von Konzentra
tion und Viskosität sind geeignete Werte entsprechend
der angewandten Beschichtungsmethode und gewünschten
Schichtdicke festzulegen. Im Falle von Wärmeaustauschern,
besonders wenn deren Wärmeleistung verbessert und ein
Beitrag zur Korrosionsbeständigkeit erbracht werden
soll, ist eine Schichtdicke von 0,1 bis 10 µ, vorzugs
weise von 0,2 bis 2 µ angeraten.
Sofern vorentfettete Aluminiumoberflächen mit einem
Überzug versehen werden sollen, sieht eine weitere
vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, zuvor
eine Böhmitschicht oder einen chemischen Konversions
überzug, wie einen Chromatüberzug, aufzubringen. Im
Falle einer direkten Beschichtung ist der Zusatz von
Chromsäure, Bichromsäure oder deren Salzen zur Polymer
lösung besonders wirksam. Dabei hat das vorgenannte
(Co-)Polymer (A), das mit einem wasserlöslichen Vernetzungs
mittel (B) vernetzt ist, eine ausreichende Vermischungs
stabilität, so daß zwei Prozesse, durch welche die
Aluminiumoberfläche mit Hilfe von Chromat korrosions
beständig gemacht und eine (Co-)Polymerschicht gebildet
wird - in einem Arbeitsgang durchgeführt werden können.
Überdies haben diese Formen der Behandlung möglicherweise
eine synergistische Wirkung, indem sie eine besonders
hervorragende Oberflächenqualität bewirken.
Eine Verbesserung der hydrophilen Eigenschaften der
Rippe kann ferner erreicht werden, wenn eine solche
organische Polymerschicht auf einen Silikatfilm
aufgebracht wird. Falls erforderlich, kann eine
organische Schicht hoher Hydrophilität auch auf eine
Doppelschicht, bestehend aus einer Grundschicht mit
hoher Korrosionsbeständigkeit sowie einer genügend
hydrophilen, gleichmäßigen Deckschicht aufgetragen
werden. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Bildner
von hydrophilen Schichten wie Silikagel und Wasserglas
exponiert werden, so daß damit zusammenhängende
Probleme des Werkzeugverschleißes bei der nachfolgenden
Bearbeitung entfallen.
Sonstige Zusätze, wie z. B. Korrosionsinhibitoren,
Füllstoffe, Pigmente, oberflächenaktive Substanzen,
Schaumhemmer, Verlaufsmittel, Antibakterien-/Antipilzmittel
etc., können zugesetzt werden, solange sie nicht die
mit dieser Erfindung beabsichtigten Ergebnisse beeinträch
tigen.
Um den Trocknungsvorgang zu beschleunigen und die
Filmbeschaffenheit zu verbessern, kann es vorteilhaft
sein, wasserlösliches Lösungsmittel, wie z. B. Alkohol,
Keton, Cellosolve in geringen Mengen zuzusetzen.
Die Stabilität der Überzugslösung schwankt je nach
Zusammensetzung. Ganz allgemein empfiehlt es sich, die
Lösung oder Dispersion so zu konzipieren, daß bei
Verwendung eines kationischen Polymers dieses im
neutralen bis sauren Bereich und bei Verwendung eines
anionischen Polymers diese im neutralen bis
alkalischen Bereich eingesetzt wird. Die Verwendung des
amphoteren Polymers nahe am isoelektrischen Punkt
sollte vermieden werden, da das Polymer dann Ablagerungen/
Spaltungen erfährt.
Die Vernetzungsmittel werden unter den Bedingungen,
z. B. hinsichtlich pH-Wert angewendet, die für sie üblich
sind.
In der Ausgestaltung der Erfindung mit anschließender
Applikation von Wasserglas gelangt im allgemeinen
Wasserglas mit einem SiO2/M2O-Verhältnis (M steht für
Na, K oder Li) von 2 : 5 zum Einsatz, obgleich hier keine
speziellen Grenzen gesetzt sind. Die Konzentration der
wäßrigen Silikatlösung kann beliebig festgelegt
werden, solange eine wirksame hydrophile Oberfläche,
d. h. eine einfache Beschichtung gewährleistet ist.
Im Zusammenhang mit der Menge der aufzutragenden
wäßrigen Silikatlösung ist es wünschenswert, das
Verfahren so auszulegen, daß nach dem Erhitzen/Trocknen
eine 0,1-5 µ Silikatschicht erhalten wird. Eine Dicke
von weniger als 0,1 µ ergibt keine genügend dauerhafte
Hydrophilität, während mehr als 5 µ oft zu einer
unzureichenden Härtung (Wasserunlöslichkeit) oder
Rissebildung auf der Schicht führen, wodurch die
Leistung der Wärmeaustauscher beeinträchtigt wird.
Der Zusatz von Polymer, d. h. einem wasserlöslichen
Acrylat, zu Wasserglas verhindert auf wirksame Weise
die Rissebildung.
Die Erhitzungs-/Trocknungsbedingungen für Silikat
sollten im Bereich von 100-250°C und 20 s-10 min
liegen, wobei kürzere Zeiten für höhere Temperaturen
und längere Zeiten für niedrigere Temperaturen zu
wählen sind.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, mit wasserlös
lichem Vernetzungsmittel vernetztes Polymer zum Be
schichten von Aluminium zu verwenden, weil der dabei
gebildete Film wasserunlöslich wird. Außerdem wird
neben der mit dem Polymer verliehenen Hydrophilität
eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit erreicht.
Ein Überzug mit den vorgenannten ausgezeichneten
Eigenschaften eignet sich insbesondere für die Behand
lung von Wärmeaustauscheroberflächen, die aus Aluminium
gefertigt sind.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von
Beispielen näher und beispielsweise erläutert.
Folgende Testmethode gelangte bei den Beispielen zur
Anwendung:
- Kontaktwinkel
Wassertröpfchen von 1-2 mm Durchmesser wurden auf eine beschichtete Oberfläche gegeben und der Kontaktwinkel mit Hilfe eines Gerätes zur Messung des Flächenkontaktwinkels. Modell CA-P, Erzeugnis von Kyowa Kaimenkagaku Co., Ltd. bestimmt. Ge testet wurden sowohl frische Schichten kurze Zeit nach der Aufbringung als auch solche, die eine Woche in Meerwasser getaucht worden waren. Korrosionsbeständigkeit
Salzsprühtest gemäß JIS Z-2371 bis zur Weißrostbildung auf 5% der Oberfläche.Beständigkeit gegenüber Fließwasser
Der Prüfkörper wurde 8 h bei Raumtemperatur in fließendes Wasser getaucht und dann 16 h bei 80°C getrocknet. Nach fünfmaliger Wiederholung dieses Zyklusses wurde der Wasserkontaktwinkel gemessen.
Mit Chromchromat vorbehandeltes Aluminium
blech wurde beschichtet mit einer wäßrigen
Lösung mit 10 g/l Polymer, das hergestellt
wurde durch Methylierung der Amidogruppe
eines aus 95 Mol.-% Acrylamid und 5 Mol.-%
Acrylsäure gewonnenen Copolymers zu 11%. Der
Prüfkörper wurde bei 250°C in einem Elektro
ofen getrocknet. Das dabei erhaltene
Schichtgewicht betrug 0,3 g/m2.
Entsprechend den Verfahrensbedingungen von
Beispiel 1, aber mit Vorbehandlung und
Überzugsmitteln gemäß Tabelle 2 wurden
weitere Überzüge aufgebracht. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 3 zusammengefaßt.
Claims (4)
1. Verfahren zur Erzeugung von hydrophilen Überzügen
auf Aluminiumoberflächen unter Verwendung wäßriger
Polymerlösung oder -dispersion, dadurch
gekennzeichnet, daß man auf die Oberflächen eine
wäßrige Lösung oder Dispersion aufbringt, die ein
aus einem Monomer der allgemeinen Formel
WobeiR1 = H oder CH3
R2 und R3 = H,
eine Alkylgruppe mit C1 bis C4,
eine Benzyl- oder Alkanolgruppe mit C2-C3bedeuteneinem ungesättigten kationischen Monomer und einem ungesättigten anionischen Monomer gebildetes amphoteres Polymer (A) und/oder ein durch Nachbehandlung des aus dem Monomer (I) gebildeten Homo- oder Copolymers (B) enthält, und diese auftrocknet.
R2 und R3 = H,
eine Alkylgruppe mit C1 bis C4,
eine Benzyl- oder Alkanolgruppe mit C2-C3bedeuteneinem ungesättigten kationischen Monomer und einem ungesättigten anionischen Monomer gebildetes amphoteres Polymer (A) und/oder ein durch Nachbehandlung des aus dem Monomer (I) gebildeten Homo- oder Copolymers (B) enthält, und diese auftrocknet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man anschließend auf den Polymerüberzug eine
Wasserglaslösung aufbringt und auftrocknet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man auf die Oberflächen eine Lösung oder Dispersion
des Polymers A und/oder B aufbringt, die zusätzlich
Vernetzungsmittel C enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man vor der Erzeugung des Polymerüberzuges eine
Böhmitschicht oder einen chemischen Konversionsüberzug,
wie einen Chromatüberzug, aufbringt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61315818A JP2523114B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | アルミニウムの親水性処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3744006A1 true DE3744006A1 (de) | 1988-07-07 |
Family
ID=18069924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873744006 Withdrawn DE3744006A1 (de) | 1986-12-29 | 1987-12-24 | Verfahren zur erzeugung von ueberzuegen auf aluminiumoberflaechen |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4783224A (de) |
EP (1) | EP0274738A1 (de) |
JP (1) | JP2523114B2 (de) |
AU (1) | AU588149B2 (de) |
CA (1) | CA1332329C (de) |
DE (1) | DE3744006A1 (de) |
MX (1) | MX168763B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10316476A1 (de) * | 2003-04-09 | 2004-10-28 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Wasserlösliche Polymere mit verbessertem Löseverhalten, deren Herstellung und Verwendung |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2506924B2 (ja) * | 1988-04-20 | 1996-06-12 | 日本パーカライジング株式会社 | アルミニウム製熱交換器 |
JPH02219876A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-03 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 親水性被覆剤、フィン用アルミニウム又はアルミニウム合金板材および熱交換器 |
US5211989A (en) * | 1992-04-13 | 1993-05-18 | Morton Coatings, Inc. | Clear hydrophilic coating for heat exchanger fins |
EP0623653B1 (de) * | 1993-05-07 | 2000-12-06 | Nippon Paint Co., Ltd. | Wässrige Polyoxyalkylene Oberflachenbehandlungslösungen |
CA2126887A1 (en) * | 1993-08-16 | 1995-02-17 | Betzdearborn Inc. | Chromium and fluoride free metal treatment |
DE4409306A1 (de) * | 1994-03-18 | 1995-09-21 | Basf Ag | Verfahren zur Modifizierung von Metalloberflächen |
JPH07268274A (ja) * | 1994-04-01 | 1995-10-17 | Kansai Paint Co Ltd | 親水化処理用組成物および親水化処理方法 |
US5538078A (en) * | 1994-04-08 | 1996-07-23 | Nippondenso Co., Ltd. | Aluminum-containing metal composite material and process for producing same |
US5700523A (en) * | 1996-06-03 | 1997-12-23 | Bulk Chemicals, Inc. | Method for treating metal surfaces using a silicate solution and a silane solution |
AT403914B (de) * | 1996-09-24 | 1998-06-25 | Krems Chemie Ag | Sprühgetrocknete dispersionen, verfahren zu ihrer herstellung und deren anwendung |
JPH10182916A (ja) * | 1996-10-21 | 1998-07-07 | Nippon Paint Co Ltd | N複素環を含むアクリル樹脂含有金属表面処理組成物、処理方法及び処理金属材料 |
DE69719047T2 (de) * | 1996-10-21 | 2003-09-04 | Nippon Paint Co Ltd | Verfahren zur behandlung von metalloberflächen für lebensmittelbehälter mit einer acrylharz enthaltende zusammensetzung und so behandelten behälter |
US5910532A (en) * | 1997-05-29 | 1999-06-08 | The Dow Chemical Company | Multisolvent-based film-forming compositions |
US5959016A (en) * | 1997-07-31 | 1999-09-28 | The Dow Chemical Company | Composition for preparing a solvent-resistant coating |
AR016619A1 (es) * | 1997-08-14 | 2001-07-25 | Henkel Corp | Proceso para incrementar la hidrofilicidad de una superficie solida y composicion liquida de utilidad en el mismo |
EP0937757A1 (de) | 1998-02-19 | 1999-08-25 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Zusammensetzung, Verfahren zur hydrophilen Behandlung von Aluminium oder -legierung und Verwendung der Zusammensetzung |
US6191211B1 (en) | 1998-09-11 | 2001-02-20 | The Dow Chemical Company | Quick-set film-forming compositions |
JP4008620B2 (ja) | 1999-06-04 | 2007-11-14 | カルソニックカンセイ株式会社 | アルミニウム合金製熱交換器 |
WO2001098376A1 (fr) * | 2000-06-22 | 2001-12-27 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Polymere reticule a base d'acide carboxylique insature, son procede de production et matiere absorbant l'eau |
US6659171B2 (en) * | 2001-03-27 | 2003-12-09 | Nippon Paint Co., Ltd. | Hydrophilic modification method and heat exchanger treated thereby |
JP2007126623A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-05-24 | Dainippon Ink & Chem Inc | 床用水性塗料および床塗工方法 |
EP1900782A1 (de) * | 2006-09-18 | 2008-03-19 | KCH Group GmbH | Säurebeständige Hochtemperaturbeschichtung |
US9574832B2 (en) * | 2007-12-28 | 2017-02-21 | Intel Corporation | Enabling an aluminum heat exchanger with a working fluid |
FR2930023A1 (fr) * | 2008-04-09 | 2009-10-16 | Valeo Systemes Thermiques | Procede de traitement de surface d'un echangeur de chaleur resistant a la corrosion |
JP2017043744A (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 日本パーカライジング株式会社 | 表面処理剤、皮膜の製造方法及び皮膜付き金属材料 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5173938A (en) * | 1974-12-25 | 1976-06-26 | Nippon Packaging Kk | Aruminiumuoyobi sonogokinnohyomenshoriho |
GB1593790A (en) * | 1976-12-09 | 1981-07-22 | Nippon Paint Co Ltd | Thermosetting paint composition comprising a thermosetting resin produced from an amphoionic monomer |
US4335829A (en) * | 1978-11-29 | 1982-06-22 | Ppg Industries, Inc. | Coated metal surfaces and method of coating metal surfaces with aqueous resinous dispersions of epoxy resins and acrylic polymers |
JPS56119782A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-19 | Nippon Chem Ind Co Ltd:The | Chromate treating agent and chromate treatment using this |
JPS582596A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-08 | Nippon Parkerizing Co Ltd | アルミニウム製熱交換器の表面処理法 |
JPS60101156A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-05 | Sanyo Chem Ind Ltd | アルミニウム製熱交換器またはそのフイン材用親水性皮膜形成剤 |
EP0181478A3 (de) * | 1984-10-05 | 1986-05-28 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Härtbare Harzzusammensetzungen sowie deren Verwendung |
JPS6199679A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | Nisshin Steel Co Ltd | 有機被覆処理溶融アルミニウムめつき鋼板 |
JPS61227877A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-09 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 熱交換器用アルミニウムフイン材の表面処理方法 |
JPH0612217B2 (ja) * | 1985-04-30 | 1994-02-16 | 日本電装株式会社 | アルミニウム製熱交換器およびその製法 |
-
1986
- 1986-12-29 JP JP61315818A patent/JP2523114B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-12-14 US US07/132,243 patent/US4783224A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-23 AU AU82993/87A patent/AU588149B2/en not_active Ceased
- 1987-12-24 EP EP87119191A patent/EP0274738A1/de not_active Withdrawn
- 1987-12-24 DE DE19873744006 patent/DE3744006A1/de not_active Withdrawn
- 1987-12-29 CA CA000555524A patent/CA1332329C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-29 MX MX995587A patent/MX168763B/es unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10316476A1 (de) * | 2003-04-09 | 2004-10-28 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Wasserlösliche Polymere mit verbessertem Löseverhalten, deren Herstellung und Verwendung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0274738A1 (de) | 1988-07-20 |
US4783224A (en) | 1988-11-08 |
MX168763B (es) | 1993-06-07 |
JPS63171684A (ja) | 1988-07-15 |
CA1332329C (en) | 1994-10-11 |
AU588149B2 (en) | 1989-09-07 |
AU8299387A (en) | 1988-06-30 |
JP2523114B2 (ja) | 1996-08-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3744006A1 (de) | Verfahren zur erzeugung von ueberzuegen auf aluminiumoberflaechen | |
DE69330138T3 (de) | Verfahren und zusammensetzungen zur behandlung von metalloberflächen | |
DE69811818T2 (de) | Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Aluminium enthaltenden Metallen | |
DE602004011205T2 (de) | Nicht auf chromat basierende konversionsbeschichtung für metalle | |
DE60030130T2 (de) | Wärmetauscher aus aluminiumlegierung | |
DE60021763T2 (de) | Beschichtete metallische substrate und verfahren zur herstellung und verfahren zur verhinderung der korrosion | |
DE3151181C2 (de) | ||
EP0754251B1 (de) | Chromfreies verfahren zur no-rinse behandlung von aluminium und seinen legierungen sowie hierfür geeignete wässrige badlösungen | |
DE3744032A1 (de) | Verfahren zur erzeugung von ueberzuegen auf aluminiumoberflaechen | |
EP0948666A1 (de) | Verfahren zur behandlung metallischer oberflächen | |
DE2732753A1 (de) | Praeparat zur oberflaechenbehandlung von metallen | |
EP0163325B1 (de) | Verfahren und Überzugsmittel zur Behandlung von Metalloberflächen | |
DE3429792C2 (de) | ||
DE4331673A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtlackierungen | |
DE602004000923T2 (de) | Zusammensetzung und Verfahren zur Korrosionsschutzbeschichtung | |
DE3151115C2 (de) | ||
DE10140246A1 (de) | Verfahren zur Behandlung von Oberflächen von Substraten | |
WO2010049198A1 (de) | Lackhaftung durch polyvinylamine in sauren wässrigen polymerhaltigen korrosionsschutzmitteln | |
DE60131979T2 (de) | Beschichtungsmaterial zur herstellung von titaniumoxidfilmen, herstellungsverfahren und nutzung dieses beschichtungsmaterials | |
DE3442985A1 (de) | Verfahren zur verbesserung des korrosionsschutzes von autophoretisch abgeschiedenen harzueberzuegen auf metalloberflaechen | |
DE4214954C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von verbesserten Chromatkonversionsschichten auf Zinkoberflächen und Anwendung des Verfahrens | |
DE3247729A1 (de) | Verfahren zur behandlung von metalloberflaechen, insbesondere solchen von aluminium, aluminiumlegierungen und stahl, sowie hierfuer geeignete waessrige badloesungen | |
EP0672467B1 (de) | Verfahren zur Modifizierung von Metalloberflächen | |
DE60223474T2 (de) | Dichtungsmaterial | |
DE102005043730A1 (de) | Wärmetauscher, insbesondere Abgaswärmetauscher |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |