DE887292C - Verfahren zur Aktivierung von Metalloberflaechen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Aktivierung von Metalloberflächen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aktivierung metallischer Oberflächen als Voirbereitung für das Aufbringen eines auf chemische Weise aufgebrachten Phosphatüberzuges. Es besteht insbesondere darin, eine alkalische Reinigungslösung für Metalloberflächen aufzubauen, die diese Oberflächen reinigt und sie gleichzeitig aktiviert, so daß sich auf dieser Oberfläche schnell ein kontinuierlicher feinkörniger Phosphatüberzug mit einer üblichen Phosphatierungslösung ausbildet, Es ist bereits bekannt, die Aktivierung von Zink- und Eisenoberflächen mit Hilfe einer Lösung durchzuführen, die Dinatriumphosphat und eine Titanverbindung enthält.Hierbei wirdeine#.Lösung, die Dinatriumorthophosphat und eine lösliche Titanverbindung enthält, eingetrocknet und dann eine Lösung des trockenen Rückstandes verwendet, um eine metallische Oberfläche so zu aktivieren, daß auf ihr ein Phosphatüberzug gebildeit werden kann. Als lösliche Titanverbindungen können Titantetrachlori#d, Titantrichlorid, Titanhydroxyd, Titannitrid, Kalium-Titan-Oxalat benutzt werden. Als weniger lösliche Verbindungen des Titans kommen Titancarbid ' Titandioxyd und Titankaliumfluo,rid in Betracht. Die Lösungen werden vorzugsweise bei Temperaturen oberhalb 6o0 zur Trockne ge- dampft, um das Aktivierungsmittel zu erhalten. Das Natriumphosphat ist das einzige Alkaliphos,-phat, das zu einem wirksamen Aktivator zusammen mit einer Titanverbindung führt. In gewissem Maße kann es durch Natriumpyrophosphat (Na4P.07) ersetzt werden. Das zur Trockne gedampfte Präparat kann o,oo5 bis 2oGewichtsprozent Titan enthalten. Die hieraus hergeistellte -Aktivatorlösung enthält vorzugsweise o,oo5 bis 0,05% Titan. Die wäßrige Aktivatorlösung enthält mindestens o,i '/o, Dinatriumphosphat bis zur Sättigung der Lösung an diesem Salz.
• S,olche Lösungen und das beschriebene Verfahren sind insbesondere wertvoll zur Aufbringung von Überzügen auf Zinkoberflächen und gelegentlich auf Eisenob-eTflächen. Es gibt jedoch Fäl.le, bei denen aus unbekannten Gründen die Behandlung auf Zink nicht wirksam ist und bei denen sie häufig auf Eisen nicht geht.
• Die, 'bekannte Aktivierungsbehandlung ist gewöhnlich angewandt worden auf metallischen Oberflächen, die vo-rher mit Hilfe von Alkalien od. dgl. gereinigt waren.
• Es wurde nun gefunden, daß die in dem bekannten Verfahren beschriebenen Stoffe vor der Behandlung der Oberflächen aus Zink oder Eisen mit Hilfe einer Phosphatierungslösung in einer alkalischen Reinigungslösung angewandt werden können und daß sie die Oberfläche auch dann wirksam aktivieren, wenn die in der Lösung befindlichen Stoffe selbst zur Aktivierung unwirksam sind. Man erhält einen gegebenen Aktivierungsgrad mit Hilfe einer viel kleineren Menge, als wenn man die alkalische Reinigungslösung allein anwendet, oder, mit anderen Worten, eine bestimmte Menge Aktivierungsmittel führt zu einem besseren Ergebnis, wenn sie zusammen mit einer alkalischen Reinigungslösung angewandt wird, als wenn sie allein angewandt wird.
• Der Gebrauch von Aktivierungsmitteln in der alkalischen Reinigerlösung macht aber nicht nur eine viel kleinere Menge auf Oberflächen aus Eisen und Zink mit Sicherheit wirksam, sondern sie aktiviert auch die Oberflächen von anderen Me!-tallen, beispielsweise Äluminiuln, und führt dazu, da,ß auf diesen Oberflächen leichter ein befriedigender Phosphatüberzug aufgebracht werden kann.
• In den Fällen, in denen die Titanverbindung nur wenig löslich ist, wird angenommen, daß der gelöste Teil sich mit dem Phosphat verbindet und daß diese Wi-rkung fortschreitet. Wenn die Verbindung so unlöslich ist wie Titandioxyd, dann scheint sich keine aktivierende Verbindung zu bilden.
• Das Aktivierungsmittel wurde erfolgreich bei allen alkalischen Reinigungslösungen angewandt, die auf allen Arten Metallen mit Phosphatüberzügen angewandt worden waren. Aber der Einfachheit halber wird im folgenden von bestimmten Reinigern gesprochen, die das Aktivierungsmittel auf Titanbasis enthalten.
• Bei den folgenden Beispielen ist ein Aktivierungsmittel benutzt worden, das durch Eintrocknen einer fast gesättigten Lösung von Dinatriumorthophosphat und Kalium-Titan-Oxalat erhalten wurde und das i % Titan im trockenen Rückstand enthielt. Sie ist im folgenden Titankomponente genannt. Ansatz A wurde wie folgt zusammengesetzt-65 kg Natrittmorthosilicab, io Natriumcarbonat, 5 Netzmittel, beispielsweise Santomerso; Nr. i, 2o Titankomponente, (i 1/o Titan), Dieses Reinigungsmittel ist insbesondere für eiserne Oberflächen bestimmt. Man erhält eine brauchbare Lösung, wenn man eine 51/oige wäßrige Lösung des Ansatzes A herstellt, d. h. eine Lösung mit einer Konzentration von o,oi 1/o Titan in der Lösung. Aber diese Konzentration sei nurbeispielsweise gegeben. Die Lösung wird bis zum Sieden oder bis in die Nähe ihres Siedepunktes erhitzt und durchgerührt, damit die Titankomponente in de-r Lösung dispergiert bleibt.
• Die gleiche Lösung kann zur Reinigung und zur Aktivierung für andere Metalle auße-r Eisen benutzt worden, aber die Anwendungszeit und die Temperatur müssen auf vernünftige Weise herabgesetzt werden, um einen übermäßigen Angriff auf Metalle, wie Zink und Aluminium, zu verhüten. Ansatz B 30 kg Natriummetasilicat, 35 - Natriumcarbonat, 15 - Trinatriumphosphat, i - Santomerso. Nr. i, 2o - Titankomponente (i % Titan). Man stellt eine 5%ige wäßrige Lösung her, die sich als Reinigungsmittel für Aluminium und Zink eignet, ohne daß man einen übermäßigen Angriff verhüten muß, wie dies bei Ansatz A der Fall ist.
• Gewöhnlich wird das zu reinigende Metall während einer kurzen Zeit in das Reinigungsmittel eingetaucht, dann sorgfältig gespült und schließlich einer geeigneten Überzugslösung zur Bildung eines Phosphatüberzuges auf der Oberfläche des gereinigten Metalls ausgesetzt. Wenn das Reinigungsmittel durch Aufspritzen angewandt wird, wendet man gewöhnlich eine verdünntere Lösung an, die beispielsweise nur 0,50/0 festes Reinigungsmittel enthält.
• Es sind einige spezielle Beispiele mit bestimmten Mengen der angegebenen Bestandteile gegeben, die Erfindung ist jedoch nicht an diese Beispiele gebunden, sie beruht vielmehr auf der Feststellung der allgemeinen Tatsache, daß die - Anwendung einesAktivierungsmittels mit derder gewöhnlichen alkalischen Reinigungslösung verbunden werden kann, was eine besondere Aktivierungsbehandlung unnötig macht und außerdem noch beträchtlich die Wirksamkeit des Aktivierungsmibtels erhöht. - In den gewöhnlichen alkalischen Reinigungslösungen kann nicht nur das bereits beschriebene Aktivierungsmittel angewandt werden, sondern auch andere für die Aktivierung von Metalloberflächen vor der Aufbringung von Phosphatüberzügen bekannte Mittel, beispielsweise Dialkaliphosphate mit Zinnsalzen, Bleisalzen oder Arsensalzen oder Ferrieisen oder auch Dialkaliphosphat mit Ferrieisen und einer organischen Oxysäure. So. sind beispielsweise Aktivierungsmittel bekannt, die aus Dinatriumorthophosphat gewonnen wurden, dessen Lösung Arsenoxyd, B#leiacetat,- Zinnchlorid oder Zinnsulfat oder andere Salze dieser Metalle zugesetzt wurden. Durch Eindampfen dieser Lösungen wurden Mittel erhalten, deren wäßrige Lösungen zur Aktivierung der '-Nletallobe"rfläche vor der Pho#sphatierung dienten.
• Man hat auch s#chon Aktivierungsmittel aus Dialkaliphosphat und einer geringen Menge Ferrieisen gewonnen. Hierbei genügen die Mengen Eisen, die bei der Herstellung von Dinatriumphosphat aus eisenhaltigem Rohmaterial in das Salz gelangen. Es ist jedoch auch möglich, Ferrieisen dem Dialkaliphosphat zuzumischen. In diesen Ferrieisen enthaltenden Lösungen wurde das Dialkaliphosphat auch ersetzt durch ein komplexes Reaktionsprodukt von Dialkaliphosphat und einer organischen Oxysäure, beispielsweise Zitronensäure, Weinsäure oderSalicylsäure. DieiseKomplexverbindung wurde durch Zusatz von ferrieisenhaltigem Dialkaliphosphat zu einetr Lösung der Oxvsäure, beispielsweise von Zitronensäure in Xthylallcolio-1, ge-"vonnen.
• Diese verschiedenen bekannten Aktivierlungsmittel können gemäß Erfindung in gleicher Weise wie das titanhaltige Dinatriumphosphat -der alkalischen Reinigungslösung zugesetzt werden und bewirken, daß die mit diesen alkalischen Reinigungslösungen vorbehandelten und gereinigten Metalle für die Aufnahme eines Phosphatüberzuges aktiviert sind.
• Die Alkalimetallphosphatprodukte sind mit Erfolg angewandt worden in alkalischen Lösungen, die ein-en pH-Wert zwischen 8 und j.2- besitzen, und man kennt für sie keine Alkalinitätsgrenzen; es besteht jedoch keine Möglichkeit, diese Produkte in saurer Lösung oder in einer Lösung, die ein ausscheidendes Mittel, beispielsweise ein Polyphosphat enthält, wirksam zu machen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Vorbereitung von metal# lischen Oberflächen für eine chemische Reaktion mit einer Phosphatierungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Aktivierungsmittel mit einem alkalischen Reiniger mischt, die Metalloberfläche damit behandelt und sie wieder spült, so daß vorzugsweise auch die letzten Spuren der Lösung entfernt sind, wobei das Aktivierungsmittel aus der Lösung eines Dialkaliphosphats und eines löslichen Salzes eines der Metalle Titan, Zinn, Blei, Arsen- oder Ferrieisen gewonnen wurde.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Aktivierungsmittel verwendet, dasauseinerLösungvonDinatriumorthophosphat und einer löslich#en Titanverbindung durch Eintrocknen entsteht. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als lösliche Titan.verbindung Kalium-Titan-Oxalat verwendet wird. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivierungsmittel in der Reinigungslösung dispergiert wird. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines Ferrisalzes eine Komplexverbindung des Dialkaliphosphats mit einer organischen Oxvsäure verwendet wird. 6. Reinigungs-mittel für Metalle, das gleichzeitig aktivierend auf ihre Phosphatierung wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß es ein alkalisches Reinigungsmittel und ein Aktivierungsmittel enthält, das aus dem trockenen Rückstand einer Dialkaliorthophosphatlösung und eines wenigstens teilweise löslichen Salzes eines der Metalle Titan, Zinn, Blei, Arsen- und Ferrieisen durch Eindampfen entsteht. 7. Reinigungsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Titanverbindung, insbesondere Kalium-Titan-Oxalat elithält.