NO810930L - Belegningsopploesning for metaller. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår behandling av metaller for å for-andre deres overflateegenskaper, og mer spesielt behandling av sinkoverflater for å forbedre deres evne til å motstå korrosjonsangrep.

Det er kjent å belegge sinkoverflater med vandige be-legningsoppløsninger som på en effektiv måte danner korrosjonsfaste belegg på overflatene og beskytter disse mot ned-brytning på grunn av angrep av materialer som er tilbøyelige til å korrodere overflatene. I alminnelighet bør belegg som er blitt dannet ved påføring av slike belegningsopp-løsninger, også ha slike egenskaper at overliggende belegg som senere påføres, vil oppnå en tett og sterk vedheftning. Slike overliggende belegg som kan være dekorative eller funksjonelle, dannes fra slike materialer som malinger•eller lakker etc. (herefter betegnet som "tørrende belegg").

To grunnleggende typer av materialer som anvendes for

på sinkoverflater å fremstille belegg som er korrosjonsfaste og som gir god vedheftning til tørrende belegg, er sure materialer, f.eks. slike som danner fosfat- eller kromatbe-legg på overflaten, og alkaliske materialer. Den foreliggende oppfinnelse angår materialer av den alkaliske type.

Alkalisk behandling av sinkoverflater er beskrevet i

US patentskrift 3444007. I patentskriftet er beskrevet en vandig, alkalisk belegningsoppløsning som fortrinnsvis har en pH over ca. 11, helst innen området 12,6-13,3, og som inneholder et alkalimetallion og ioner av ett eller flere av de følgende metaller: sølv, magnesium, kadmium, aluminium, tinn, titan, antimon, molybden, krom, cerium, wolfram, mangan, kobolt, toverdig jern, treverdig jern eller nikkel. Dessuten inneholder den vandige, alkaliske belegningsopp-løsning et kompleksdannelsesmiddel som inngår kompleksdan-nelse med metallionene slik at disse holdes oppløst. En

lang rekke kompleksdannelsesmidler er beskrevet, omfattende f.eks. cyanider, kondenserte fosfater, dicarboxylsyrer, aminosyrer, hydroxycarboxylsyrer, hydroxyaldehyder, ali-fatiske polyhydroxyforbindelser, fenoliske carboxylsyrer, • amincarboxylsyrer, polyaminosyrer eller salter av lignosul-fonsyrer med lav molekylvekt. Det er dessuten beskrevet i

patentskriftet at oppløsningen kan gjøres alkalisk ved anvendelse av slike materialer som ethanolaminer, alkalimetall-hydroxyder, -carbonater, -fosfater, -borater, -silikater, -polyfosfater eller -pyrofosfater. To hovedproblemer oppstår ved bruk av denne type av belegningsoppløsning. Det ene er at oppløsningens, høye alkalinitet fører til . håndterings-problemer, og det annet er at slam som tilstopper munnstyk-ker eller pumper etc, er tilbøyelig til å bli dannet under bruk.

En forandret utgave av den. ovennevnte type av beleg-ningsoppløsning er beskrevet i US patentskrift 3515600. I dette patentskrift er det beskrevet at slamdannelse kan holdes på et minimum ved i oppløsningen å anvende minst ca. 0,75 vekt% fosfationer. Ikke desto mindre er slike oppløs-ninger sterkt alkaliske.

Et annet patentskrift som angår den ovennevnte type av belegningsoppløsning, er US patentskrift 3929514 i hvilket bruk av en spesiell type av kompleksdannelsesmiddel er beskrevet, dvs. et vannoppløselig alkanolaminsalt, for å holde metallet oppløst. Det er i patentet beskrevet at oppløs-ningens pH ligger innen området 7,5-13, fortrinnsvis 10-12,5. Tre av fem oppløsninger som er beskrevet i patentskriftets eksempler, har en pH av 12,2, mens de øvrige to har en pil av hhv. 11,0 og 11,5. Det synes derfor som om sterkt alkaliske oppløsninger er nødvendige for anvendelse i prak-. sis .

Den foreliggende oppfinnelse angår vandige, alkaliske oppløsninger for på sinkoverflater å danne belegg som er mot-standsdyktige mot korrosjon og som gir god vedheftning til tørrende toppbelegg, og oppløsninger som effektivt kan anvendes ved pH-verdier som ligger langt under dem som er typisk anvendt innen industrien.

Det tilveiebringes ifølge oppfinnelsen en vandig, alkalisk behandlingsoppløsning som har en pH av ikke over 10,2 og som inneholder ett eller flere av de følgende opp-løste metaller som vesentlige bestanddeler: kobolt, nikkel, jern eller tinn, og et uorganisk eller organisk kompleksdannende materiale som virker til å holde metallet oppløst.

Dessuten kan oppløsningen inneholde et reduksjonsmiddel.

Et foretrukket uorganisk kompleksdannende materiale

for de foreliggende oppløsninger er pyrofosfat, og et foretrukket organisk kompleksdannende materiale er nitriltrieddiksyre eller et salt derav.

Som nærmere forklart nedenfor angår oppfinnelsen også bruk av en efterfyllingsoppløsning for å opprettholde effektiv utnyttelse av et belegningsbad efterhvert som dette anvendes kontinuerlig for belegning av sinkgjenstander.

En belegningsoppløsning ifølge oppfinnelsen kan anvendes for å behandle en sinkoverflate på en slik måte at det på overflaten dannes et belegg som er korrosjonsfast og til hvilket overliggende belegg vil hefte utmerket. Dessuten dannes det fra belegningsoppløsningen et belegg som er létt synlig på grunn av at det er farvet. Dette er av viktighet fordi det gir et tegn til brukeren om at oppløs-ningen virkelig danner et belegg på overflaten.

Den foreliggende oppfinnelse byr på flere andre viktige fordeler. Utmerkede resultater kan oppnås ved anvendelse av en oppløsning som har en vesentlig lavere pH enn hva industrien hittil har vært vant til. Den lavere alkalinitet gjør håndteringsproblemene mindre og tillater bruk av vanlige beholdere og annet utstyr. Dessuten kan et bad av oppløs-ningen ifølge oppfinnelsen anvendes i lang tid uten at slam-problemer oppstår. I tillegg kan et bad av den foreliggende oppløsning fremstilles under anvendelse av et minimum av bestanddeler.

Belegningsoppløsningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes for å belegge overflater av ren sink eller av legeringer i hvilke sink er tilstede i en vesentlig mengde, omfattende f.eks. presstøpt sink, varmdyppede forsinkede og elektrisk forsinkede ståloverflater, en 50:50 Al/Zn-legering eller gjenstander som er blitt glødet efter forsinking. Det antas at én av de mest utstrakte anvendelser av belegningsoppløs-ningen ifølge oppfinnelsen vil være innen belegning av varmdyppede og elektrisk forsinkede stålspiraler.

Den vandige, alkaliske belegningsoppløsning kan fremstilles fra forbindelser som inneholder de ovennevnte vesent lige bestanddeler og som er oppløselige eller istand til å bli oppløst i oppløsningen.

Utgangsmaterialet for det oppløste eller kompleksbundne metall (kobolt, nikkel, jern og/eller tinn) kan være en hvilken som helst forbindelse som er oppløselig i oppløs-ningen. Det foretrekkes at metallet tilsettes i form av et nitrat, men også f.eks. metallklorider, -sulfater, -fosfater eller -carbonater kan anvendes.

Det foretrekkes å anvende en blanding av jern og kobolt tilsatt som treverdig jernnitrat og koboltnitrat. Denne blanding er økonomisk å anvende og gir en god kombinasjon av korrosjonsfasthet og malingvedheftende egenskaper samtidig som det fås et belegg som er brunt og derfor lett synlig.

En sinkoverflates overflateegenskaper kan påvirkes ved

anvendelse av en belegningsoppløsning som inneholder så lite som ca. 0,01 g/l oppløst metall. Belegningsoppløsningen bør fortrinnsvis inneholde minst 0,2 g/l oppløst metall. Metallet kan foreligge i oppløsningen i en mengde opp til dets opp-løselighetsgrense som vil være avhengig av andre parametre for belegningsoppløsningen, spesielt omfattende belegnings-oppløsningens alkalinitet og mengden av kompleksdannende middel. Tilfredsstillende resultater kan i alminnelighet oppnås ved anvendelse av opp til ca. 1 g/l metall, og anvendelse av større mengder fører i alminnelighet ikke til noen vesentlig forbedring av de ønskede egenskaper.

En hvilken som helst forbindelse som er oppløselig i oppløsningen kan anvendes som kompleksdannende middel. Det foretrekkes å anvende et alkalimetallpyrofosfat, men andre utgangsmaterialer for pyrofosfat kan anvendes som f.eks. pyrofosforsyre eller ammoniumpyrofosfat.

Såvel nitriltrieddiksyre som salter av syren kan anvendes .

Det kompleksdannende middel bør være tilstede i en mengde som i det minste er tilstrekkelig til at metallbe-standdelene vil holdes oppløst. Den anvendte spesielle mengde av kompleksdannende middel vil derfor være avhengig av den metallmengde som skal kompleksbindes. Det skal bemerkes at ved en kontinuerlig prosess hvor belegningsopp- løsningen blir resirkulert, vil det forekomme en oppbygning av sink i belegningsoppløsningen fordi sinkoverflaten blir oppløst i denne. Sinkkonsentrasjonen kan øke i en slik grad at sink vil utfelles fra oppløsningen dersom forholdsregler ikke tas for å hindre dette. Utfelling av sink eller av andre metaller fra oppløsningen er uønsket fordi dette kan føre til at det dannes slam som kan tilstoppe utstyret, og hva gjelder bestanddeler som er nødvendige for at belegget skal dannes, blir badet utarmet på vesentlige bestanddeler.

Selv om forholdsregler kan tas for å fjerne oppløst sink .fra oppløsningen på en slik måte at det ikke vil finne sted noen uheldig påvirkning på belegningsprosessen, foretrekkes det til oppløsningen å tilsette en tilstrekkelig mengde med kompleksdannende middel til å kompleksbinde sink og holde sink oppløst.

Det er blitt iaktatt at for store mengder av det kompleksdannende middel kan virke uheldig på dannelsen av belegget. Det anbefales at pyrofosfatet er tilstede i en mengde av ikke over 25 g/l og at det organiske kompleksdannende middel er tilstede i en mengde av ikke over 10 g/l.

Én av de betydelige fordeler ved oppfinnelsen er at

et efterfyllingsbad med den foretrukne sammensetning kan fremstilles fra så lite som tre bestanddeler, dvs. vann, utgangsmaterialet for metallet og et alkalimetallpyrofosfat. Når disse tre bestanddeler anvendes, kan efterfyllingsbland-ingens pH holdes innen det ønskede område, dvs. over 7 og opp til 10,2. Det har vist seg at oppløsningen kan anvendes for dannelse av belegg ved pH-verdier over ca. 10,2, f.eks. opp til ca. 10,8 eller endog noe høyere, men ved pH-verdier av ca. 10 eller derover oppstår problemer ved langvarig bruk av oppløsningen, og problemene blir alvorligere efterhvert som pH øker. Det grunnleggende problem ved de høyere pH-verdier gjelder badets stabilitet, og det anbefales og foretrekkes derfor at oppløsningens pH ikke er over ca. 10. Hva gjelder den foretrukne minste pH, anbefales en pH av ca. 9,4, og et foretrukket pH-område er 9,4-9,6. Jo lavere pH er, desto langsommere vil belegget dannes. Når belegningen foretas innen det foretrukne pH-område, kan en god hastighet

for dannelsen av belegget oppnås uten at slamdannelse eller en annen type av stabilitetsproblem oppstår.

Det gode resultat som fås når belegning utføres ved de ovenfor beskrevne pH-verdier, er overraskende og uventet da det i det ovennevnte US patentskrift 344007 er. beskrevet at ved en pH under ca. 11 er den hastighet hvormed belegget dannes og som er avhengig av tiden og temperaturen, ikke så god.som den hastighet som fås når belegningen foretas ved høyere pH-verdier.

Oppløsninger ifølge oppfinnelsen kan anvendes for dannelse av belegg med en farve som varierer fra grå til brun avhengig av den spesielt anvendte oppløsning. Som et eksempel kan bemerkes at bruk av en spesiell jernholdig oppløsning ga et brunfarvet belegg, en spesiell nikkelholdig oppløsning ga et gull farvet belegg, en spesiell koboltholdig oppløsning ga et blågrått belegg, og en tinnholdig oppløsning ga et

lysegrått belegg. Da jern og nikkel ble anvendt sammen,

ble beleggets farve mer intens, og beleggene fikk en jevnere farve. Jern sammen med.kobolt syntes å gi en mørkere farve enn da jern eller kobolt ble anvendt alene.

Ved en industriell prosess som kan omfatte behandling av meget store mengder av sink i løpet av en forholdsvis kort tid, er det nyttig å ha en enkel måte som dannelsen av et belegg kan bekreftes på. De farvede belegg dannet fra opp-løsninger ifølge oppfinnelsen oppfyller dette.

Hva gjelder valgfrie bestanddeler er det blitt iakttatt at en økning av den hastighet som belegget dannes med, kan oppnås ved å anvende et reduksjonsmiddel i oppløsningen. Reduksjonsmidlet bør være stabilt i oppløsningen og også

i et hvilket som helst konsentrat fra hvilket et bad av be-legningsoppløsningen fremstilles. Gode resultater er blitt oppnådd ved anvendelse av sulfitt, f.eks. natriumsulfitt eller et annet alkalimetallsulfitt eller ammoniumsulfitt. Andre, eksempler på reduksjonsmidler som kan anvendes, er hydrosulfitt og metabisulfitt, f.eks. natrium-, kalium-eller ammoniumsaltene av disse.

Reduksjonsmidlet bør anvendes i en mengde som er ekvivalent med 1-10 g/l natriumsulfitt.

Belegningsoppløsningen ifølge oppfinnelsen kan enkelt fremstilles ved å fortynne et vandig konsentrat av bestanddelene, med en egnet mengde vann. Konsentratet bør ha en pH av 9,5-10,4, og det bør være slikt at når en belegningsopp-løsning inneholder 5-25 volum% av konsentratet, skal meng-dene av bestanddelene i belegningsoppløsningen være: (A) minst 0,01 g/l kobolt, nikkel, jern eller tinn eller en blanding derav og (B) tilstrekkelig med kom<p>leksdannende materiale til å holde metallet oppløst. Et konsentrat for fremstilling av en foretrukken belegningsoppløsning har en pH av 9,5-10,4 og er slikt at når belegningsoppløsningen .inneholder 5-25 volum% av konsentratet, skal belegningsopp-løsningen inneholde 0,1-10 g/l . Fe (NC>3) 3 . 9 H20, 0,01- 10 g/l Co(N03)2. 6 H20, og 1-100 g/l tetrakaliumpyrofosfat.

Ved en kontinuerlig belegningsprosess, omfattende en slik prosess hvor en resirkulert o<p>pløsning anvendes, er det viktig å efterfylle oppløsningen på en korrekt måte for at dens effektivitet skal kunne opprettholdes. Arbeid som er blitt utført i forbindelse med utviklingen av den foreliggende oppfinnelse har vist at efterhvert som oppløsningen brukes, øker pH og at forskjellige av bestanddelene som inne-holdes i oppløsningen, blir utarmet på grunn av reaksjoner som finner sted under dannelsen av belegget. Hva gjelder økningen i pH, tilsier denne at efterfyIlingen skal omfatte tilsetning til oppløsningen av materialer som er mindre alkaliske. En analyse har også vist at metallioner forbrukes under belegningsprosessen og at sink oppløses fra overflaten efterhvert som belegget dannes. Overvåkning av pH og metall-innhold kan således anvendes som grunnlag for å bestemme den typen av efterfylling som er nødvendig. Det vil også forstås at bestanddeler blir utarmet på grunn av at oppløs-ningen spres ut på sinkoverflaten.

Arbeid har vist at efterfylling kan utføres ved å anvende et enkelt materiale som inneholder de bestanddeler som er nødvendige for efterfyIlingen. For en prosess hvor det forekommer en oppbygning av sink i belegningsoppløsningen, anbefales det at efterfyllingsmaterialet inneholder tilstrekkelig med kompleksdannende middel til å inngå kompleks- dannelse med denne sink. Efterfyllingsmaterialets pH vil typisk være ca. 7. Ved denne pH vil pyrofosfat effektivt holde nikkel og/eller tinn oppløst, men problemer kan oppstå når kobolt og/eller jern er tilstede i materialet på grunn av at begge disse materialer er tilbøyelige til å utfelles ved denne pH. Bruk av et annet kompleksdannende middel som mer effektivt vil holde kobolt og/eller jern opp-løst ved en pH av ca. 7, er derfor å anbefale. Gode resultater er blitt oppnådd når det sammen med pyrofosfat anvendes et organisk materiale som effektivt inngår kompleks-dannelse med kobolt og/eller jern ved en pH av 6,8-7,2. Et foretrukket organisk kompleksdannende middel er nitriltrieddiksyre.

Et efterfyllingsmateriale for anvendelse ifølge oppfinnelsen omfatter 1-10 g/l oppløst metall, 10-100 g/l opp-løst uorganisk kompleksdannende middel, eventuelt 5-20 g/l organisk kompleksdannende middel og en tilstrekkelig alkali-mengde til at materialet får en pH av 6,8-7,2. Efterfyllingsmaterialet tilsettes efter behov for å holde pH innen det ønskede område. Nedenfor er andre trinn som kan anvendes for den samlede belegningsprosess, blitt beskrevet.

Belegningsoppløsningen bør påføres på en ren sinkoverflate. Tilgjengelige rensemidler, som alkaliske eller sure renseoppløsninger, kan anvendes for å rense sinkoverflaten ved hjelp av vanlige metoder. Skylling med vann efter rens-ing kan anvendes for å fjerne rester av renseoppløsning.

Belegningsoppløsningen kan påføres på sinkoverflaten ved hjelp av en hvilken som helst egnet metode. O<p>pløs-ningen kan påføres f.eks. ved påsprøyting på overflaten eller sinkoverflaten kan neddykkes i oppløsningen eller denne kan påføres ved hjelp av valse- eller flytebelegningsmetoder eller tåkemetoder. Det antas at oppløsningen kan påføres meget økonomisk ved sprøyting. Oppløsningen kan anvendes for å belegge enkeltgjenstander som f.eks. bil- eller apparat-, maskin-, redskap- eller instrumentdeler eller den kan anvendes for å belegge sink, som forsinket, oppkveilet stål som derefter videreforedles til gjenstander. Beleg-ningsoppløsningens temperatur bør være slik at de reaktive bestanddeler i oppløsningen vil bindes til sinkoverflaten med tilfredsstillende hastighet. Belegningsoppløsningens temperatur bør i alminnelighet være minst 37°C. En øvre temperatur av 71°C anbefales. Belegningsoppløsningens temperatur ligger fortrinnsvis innen området 48-60°C.

Ønskede belegg kan dannes ved å bringe belegningsopp-løsningen og sinkoverflaten i kontakt med hverandre i minst 5 sekunder, fortrinnsvis minst 15 sekunder. Jo lavere be-legningsoppløsningens temperatur er, desto lengre bør kon-takttiden være, og jo høyere oppløsningens temperatur er, desto kortere er den nødvendige kontakttid. Det vil i alminnelighet være unødvendig å bringe overflaten og beleg-ningsoppløsningen i kontakt med hverandre i over ca. 1 minutt.

Den belagte overflates korrosjonsmotstandsdyktighet

kan forbedres ved å bringe den våte, belagte overflate i kontakt med en sur, vandig oppløsning som inneholder seksverdig krom. Slike oppløsninger som er velkjente på samme måte som anvendelsesbetingelsene for disse, kan fremstilles fra kromtrioxyd eller et vannbppløselig dikromat- eller kromatsalt, f .'eks. ammonium-, natrium- eller kaliumsalt.

Et krommateriale kan også anvendes som er blitt erholdt ved

å behandle en konsentrert, vandig oppløsning av kromsyre med formaldehyd for å redusere en del av det seksverdige krom. Denne type av skyllemiddel som er beskrevet i US patentskrift 3063877, inneholder krom i seksverdig tilstand og redusert krom i en vandig oppløsning. Som et eksempel kan det nevnes at et slikt vandig skyllemiddel kan ha en samlet kromkon-sentrasjon av 0,15-2 g/l (beregnet som Cr03), hvor 40-95% av krommet foreligger i seksverdig tilstand og resten i den reduserte tilstand.

Det blotte nærvær av seksverdig krom i efterbehandlings-oppløsningen synes å forbedre beleggets korrosjonsfasthet, idet økende mengder gir økede forbedringer. Det anbefales imidlertid at minst 0,01 g/l seksverdig krom anvendes og at mengden om nødvendig reguleres oppad efter behov.

Den belagte overflate kan utsettes for belegningsmetoder for: sanitære eller dekorative formål, omfattende f.eks. på-føring på den belagte overflate av tørrende belegg. Disse belegg blir som regel påført efter at sinkoverflaten er blitt belagt og tørket.

Det har vist seg at belegningsmidlet ifølge oppfinnelsen ikke danner et belegg på sinkoverflaten som kan måles. Det kan karakteriseres som et amorft, kjemisk omvandlingsbelegg. En-analyse av et belegg dannet fra en oppløsning som inneholdt pyrofosfat som kompleksdannende middel, viste fravær av fosfor i belegget.

Da belegningsoppløsningen er alkalisk, kan den anvendes som rensemiddel for fra en metalloverflate å fjerne smuss av den type som vanligvis blir fjernet ved hjelp av alkaliske rensematerialer. Det finnes således anvendelser hvor materialet ifølge oppfinnelsen kan anvendes for samtidig å rense og belegge en sinkoverflate.

Eksempler

Dersom intet annet er angitt, var hver av de Zn-overflater som ble behandlet med midlene beskrevet i eksemplene, 'en sinkplate av dyppeforsinket sål med en størrelse av

10,2 x 30,5 cm som ble utsatt for den følgende rekkefølge av trinn:

(A) sprøyterenset med en vandig, alkalisk renseoppløs-ning i 20 sekunder ved 71°C, (B) skylt med en dusj av kaldt vann i 2-3 sekunder ved den omgivende temperatur, (C) behandlet med et materiale ifølge eksemplene ved en temperatur 52°C ved neddykking i en laboratorieneddykkings-celle i 15 sekunder, (D) skylt med en dusj av kaldt vann i 2-3 sekunder ved den omgivende temperatur, (E) behandlet med en 0,5 vekt%-ig vandig Cr+<Vredusert Cr-oppløsning som selges under varemerket Deoxylyte 41,

ved neddykking i 5 sekunder, fulgt av pressing gjennom vri-valser og tørking i luft, og

(F) malt-med ett strøk av en polyestermaling som selges under handelsbetegnelsen CVS 9039, inntil en malingtykkelse

av 0,0203-0,0254 mm, fulgt av brenning i 75 sekunder i en ovn med en temperatur av 260°C inntil en metalltopptempera-

tur av 216°C med derpå følgende bråkjøling i kaldt vann.

Vedheftningen av malingfilmen til den underliggende, behandlede overflate og dens motstandsdyktighet mot korrosjon ble bedømt ved å utsette plater for prøver som anvendes innen industrien for å bedømme slike egenskaper.

Korrosjonsfasthetsegenskaper ble bedømt ved å utsette malte plater for saltdusjbetingelser i overensstemmelse med ASTM B 117.

En prøve som herefter er betegnet som "T-stykke", ble anvendt for å bedømme malingvedheftningen. Prøven omfattet at det ble laget en 180° bøy på den malte plate , dvs. i virkeligheten ved at platen ble valset over seg selv. Efter at den opprinnelige bøy var blitt laget, ble cellofanbånd påført parallelt med og over bøyen og derefter fjernet. Båndet blir derefter undersøkt for å bestemme den maling-mengde som hefter til båndet. Dersom ingen maling hefter til båndet, er undersøkelsen avsluttet, og malingvedheftnings-egenskapene for den behandlede overflate betraktes som utmerkede. Dersom imidlertid maling hefter til båndet, lages den neste bøy, og bånd påføres, fjernes og undersøkes som beskrevet, og denne metode fortsettes inntil ingen maling forekommer på båndet. Det vil forstås at den opprinnelige bøy er den bøy ved hvilken malingtap mest sannsynlig vil oppstå. Da resultatene av prøven rapporteres for den første T-bøy ved hvilken intet malingtap finner sted, vil malingvedheftningen være bedre jo lavere T-bøybedømmelsen er. I alminnelighet betraktes en bedømmelse av 1 eller 2 som utmerket, og en bedømmelse av 4 eller derover betraktes som dårlig.

Den første gruppe av eksempler viser bruk av et behandlingsmiddel ifølge oppfinnelsen omfattende en alkalisk opp-løsning av 25 g/l K^P20^og bruk av modifiserte utførelses-former av dette middel. Modifiseringen omfattet at det i midlet ble anvendt mengder av Fe (NO^) ^ • 9H2°' som an<3itt ^

den nedenstående tabell 1 som også angir behandlingsmidlenes pH og resultatene av malingvedheftningsprøvene. For denne gruppe av eksempler var den anvendte maling en acrylmaling, og den tørre malingfilms tykkelse var ca. 0,013 mm..

Det ble iakttatt at saltdusjonkorrosjonsmotstanden for de belagte plater øket proporsjonalt med koboltkonsentrasjonen opp til 0,.5g/l Co (N03) 2 . 6H20 . Utover denne konsentrasjon kunne ingen ytterligere økning i korrosjonsfasthet fastslås. Farven øket imidlertid efterhvert som koboltkonsentrasjonen økte opp til den undersøkte grense.

Den neste gruppe av eksempler viser bruk av et behandlingsmiddel ifølge oppfinnelsen og omfattende en vandig alkalisk oppløsning av 25 g/l K^O-, og 0,5 g/l Co(NC>3)2' 6H20, og bruk av modifiserte utførelsesformer av dette middel. Modifikasjonen omfattet at det i midlet ble anvendt mengder av Fe(N03)3.9H20 som angitt i den nedenstående tabell 2 som også angir behandlingsmidlenes pH og resultatene av maling-vedhef tningsprøvene .

Det ble iakttatt at saltdusjkorrosjonsfastheten og malingvedheftingen økte opp til et maksimum ved en konsentra-

sjon av ca. 1 g/l Fe(N03)3.9H20.

Den neste gruppe av eksempler viser bruk av behandlingsmidler ifølge oppfinnelsen og omfattende en vandig alkalisk oppløsning av 1 g/l Fe (NC>3) 3 . 9H20 og 0,5 g/l Co (N03 ) 2 . 6H20,

og varierende mengder av K^P20^ som angitt i den nedenstående tabell 3 som også angir behandlingsmidlenes pH og resultatene av malingvedheftningsprøvene.

Det ble fastslått at malingvedheftningen var maksimal ved en konsentrasjon av 10 g/l K^ P^ O^. Saltdusjkorrosjonsfastheten var utmerket og varierte ikke i vesentlig grad med konsentrasjon av K^P20^. Det ble imidlertid fastslått at beleggets farveintensitet avtok når konsentrasjonen av K^P-jO^ øket. Den neste gruppe av eksempler viser bruk ved forskjellige temperaturer av et behandlingsmiddel ifølge oppfinnelsen for belegning av sinkplater. De anvendte temperaturer er angitt i den nedenstående tabell 4 på samme måte som resultatene av malingvedheftningsprøver og platenes vekttap som følge av at platene ble holdt i kontakt med midlet. Behandlingsmidlet somfattet en vandig, alkalisk oppløsning som inneholdt ca. 10 g/l K^O..,, ca. l g/l Fe (N03) 3.9H20 og ca. 0,5 g/l Co(N03)2.6H20 og hadde en pH av ca. 9,7.

Det ble fastslått at saltdusjkorrosjonsfastheten var proporsjonal med vekttapet av Zn. Ved 49°C var korrosjons-fastheten og vekttapet av Zn maksimalt.

Den neste gruppe av eksempler viser fremstilling av

et konsentrat fra hvilket et behandlingsmiddel ifølge oppfinnelsen kan fremstilles, anvendelsen av et bad av behandlingsmidlet ifølge oppfinnelsen for behandling av sinkplater, og efterfylling av badet med en efterfyllingsblanding ifølge oppfinnelsen.

Konsentratet inneholdt de følgende bestanddeler og hadde en pH av ca.- 10.

Et 2-liters bad av behandlingsmiddel inneholdende 10 volum? av konsentratet ble fremstilt ved å fortynne konsentratet med vann. Det fremstilte bad inneholdt derfor .10 g/lK4P207, 0,5 g/l Co(N03)2.6H20 og 1 g/l Fe(N03) .9H2O.F or å efterfylle og opprettholde dette bad efterhvert som dette, ble. anvendt for å belegge sinkplater,ble den følgende efterfyllingsblanding fremstilt.

Efterfyllingsblandingen inneholdt de følgende bestanddeler og hadde en pH av ca. 7:

Det vises til den nedenstående tabell 5 som i virkeligheten oppsummerer den måte som badet ble anvendt på og hvor-ledes badet ble efterfylt og opprettholdt.

I løpet av belegning av 200 plater holdt badet seg fritt for slam og annet bunnfall.

Den neste og siste gruppe av eksempler viser bruk av behandlingsmidler ifølge oppfinnelsen som inneholdt et reduksjonsmiddel. Den lange rekke av behandlingsmidler som ble fremstilt, inneholdt natriumsulfitt som reduksjonsmiddel i de mengder som er angitt i den nedenstående tabell 6. Foruten reduksjonsmidlet inneholdt hvert av midlene 25 g/lK4P207, 2,5 g/l Fe (N03) 3.9H20 og 2,5 g/l Ni (NC>3) . 6H 0.

Da midlet ifølge eksempel 22 som gjengitt i den oven-stående tabell 6 ble anvendt, ble det fastslått at det belegg som ble dannet på en varmforsinket stålplate hadde en vesentlig mørkere farge enn et belegg som var blitt dannet på en lignende plate, med anvendelse av et behandlingsmiddel som i alle henseender svarte til behandlingsmidlet ifølge eksempel 22, men med den forskjell at natriumsulfitt var fraværende. Jo mørkere farven var, desto større var mengden av det dannede belegg, og dette er en indikasjon på at belegget dannes med høyere hastighet da hver av platene ble behandlet med behandlingsmidlet i samme tid (15 sekunder). Det ble også fastslått at daøkede mengder natriumsulfitt ble anvendt, førte dette til at mørkere farve ble dannet opp til en konsentrasjon av 10 g/l natriumsulf itt. Vied denne konsentrasjon var belegget noe lysere enn det belegg som ble dannet da behandlingsmidlet inneholdt 5 g/l natriumsulfitt. Da behandlingsmidlene ifølge eksemplene 26 og 27 ble anvendt, ble belegg dannet som hadde tilnærmet samme farve som den farve som det belegg hadde som ble dannet ved anvendelse av behandlingsmidlet ifølge eksempel 25.

Det kan således som en oppsummering fastslås at ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et middel for fremstilling av høykvalitetsbelegg samtidig som flere . alvorlige problemer og ulemper som er forbundet med bruk av hittil kjente behandlingsmidler,unngås.

Claims (11)

1. Vandig, alkalisk belegningsopplø sning med en pH av ikke over ca. 10,2, karakterisert ved at den i det vesentlige består av ett eller flere av de følgende metaller i oppløst tilstand: kobolt, nikkel, jern og tinn, og av et uorganisk kompleksdannende materiale som virker til med å holde metallet i oppløst tilstand.

2. Belegningsoppløsning ifølge krav 1, karakterisert ved at det kompleksdannende materiale er pyrofosfat, fortrinnsvis et alkalimetallpyrofosfat.

3. Belegningsoppløsning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den inneholder et reduksjonsmiddel , fortrinnsvis et sulfitt.

4. Belegningsoppløsning ifølge krav 1-3, karakterisert ved at den inneholder minst 0+ 01 g/l oppløst metall.

5. Belegningsoppløsning ifølge krav ]-4, karakterisert ved at metallmengden ikke er over 1 g/l og at mengden av det kompleksdannende middel ikke er over 25 g/l.

6 . Belegningsoppløsning ifølge' krav 1-5 , karakterisert ved at metallmengden er 0,2-1 g/l, mengden av det kompleksdannende middel ikke over 10 g/l og oppløsningens pH 9,4-9,6.

7. Belegningsoppløsning ifølge krav 1-6, karakterisert ved at den inneholder sulfitt i en mengde ekvalent med 1-10 g/l natriumsulfitt.

8. Vandig konsentrat med en pH av 9,5-10,4, karakterisert ved at det er slikt at en vandig belegningsoppløsning som inneholder 5-25 volum% av konsentratet i det vesentlige består av (A) 0,01-1 g/l kobolt, nikkel, jern eller tinn eller en blanding derav og (B) tilstrekkelig med et kompleksdannende materiale til at metallet holdes i oppløst tilstand.

9. Konsentrat ifølge krav 8, karakterisert ved at det er slikt at en vandig belegningsoppløsning som inneholder 5-25 volum? av konsentratet i det vesentlige består av 0,1-10 g/l Fe(N03 )3 . 9H20, 0,01-10 g/l Co(N03 )2 . 6H 0, og 1 - 100 g/l tetrakaliumpyrofosfat.

10. Efterfyllingsblanding med en pH av 6,8-7,2, karakterisert ved at den i det vesentlige består av 1-10 g/l oppløst kobolt, nikkel, jern, tinn eller en blanding derav og 10-100 g/l oppløst uorganisk kompleksdannende middel, fortrinnsvis et pyrofosfat.

11. Efterfyllingsblanding ifølge krav 10, karakterisert ved at den inneholder kobolt, jern eller en blanding derav og et organisk kompleksdannende middel, fortrinnsvis nitriltrieddiksyre.