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Dokumentenidentifikation DE60123038T2 05.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001280863
Titel ANTIKORROSIVE ÜBERZUGSZUSAMMENSETZUNG
Anmelder Dow Corning Corp., Midland, Mich., US
Erfinder CLERICI, Vittorio, 65375 Oestrich-Winkel, DE;
WILHELMI, Alexandra, 55218 Ingelheim, DE;
YAMASHITA, Jiro, 258-0026 Kanagawa,, JP
Vertreter Fleischer, Godemeyer, Kierdorf & Partner, Patentanwälte, 51429 Bergisch Gladbach
DE-Aktenzeichen 60123038
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.05.2001
EP-Aktenzeichen 019433697
WO-Anmeldetag 11.05.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/EP01/05512
WO-Veröffentlichungsnummer 2001085854
WO-Veröffentlichungsdatum 15.11.2001
EP-Offenlegungsdatum 05.02.2003
EP date of grant 13.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.04.2007
IPC-Hauptklasse C09D 5/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtungszusammensetzung für die Verwendung zum Schutz von Metalloberflächen, welche ein Bindemittel, ein Schmiermittel und einen Korrosionsinhibitor und ein Lösungsmittel enthält.

Es ist gut bekannt Metalloberflächen, wie zum Beispiel Eisen und Stahl mit einer Form der Korrosionsinhibitionsbehandlung oder einer Beschichtung zu behandeln. Korrosionsinhibierende Beschichtungen sind in der Fachwelt gut bekannt und enthalten im allgemeinen Metallteilchen, insbesondere Zink und/oder Aluminiumteilchen als aktive Bestandteile, zusammen mit einer Art von Bindemittel.

Die GB 1380748 beschreibt eine Beschichtungszusammensetzung, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich eine mit Zink gefüllte Beschichtungszusammensetzung, die, wenn sie auf eine Metalloberfläche aufgebracht wird, dem Metall einen galvanischen Schutz bereitstellt. Die Zusammensetzung enthält Trialkoxysilane, die mit einem hydrolysierbaren Titanester co-hydrolysiert und co-kondensiert worden sind. Das Silan ist ausgewählt aus RSi(OR')3 und RSi(OR''OR''')3, worin R und R' einbindige aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen sind, R'' ein zweibindiger Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und R''' einbindige aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff ist.

Die GB 1499556 bezieht sich auf ein Verfahren zum hydrolysieren von Ethylsilicat, um ein gelierbares flüssiges Hydrolysat zu bilden, welches für das Mischen mit Pulvern, wie zum Beispiel pulverisiertem Zink, verwendet wird, zur Verwendung in einem Antikorrosionsanstrich. Das Ethylsilicat wird durch Säure hydrolysiert und das Lösungsmittel für die Hydrolyse ist Aceton oder Alkohol. Die US 4,209,555 beschreibt eine Beschichtung, von der gesagt wird, dass sie in einer Heißwasserumgebung korrosionsresistent sei, welche eine Mischung von Zinkstaub, extrem feinem hochreinem Aluminium, Natriumaluminiumsilicat und rotem Eisenoxid oder Titandioxid enthält, welcher/welches mit einer alkoholischen Lösung einer teilweise hydrolysierten Ethylsilicatflüssigkeit gemischt ist. Die GB 1212424 beschreibt eine Schutzbeschichtung, die aus der Wechselwirkung eines Tetraalkyltitanatesters mit der allgemeinen Formel Ti(OR)4, worin R eine C1-12 Alkylgruppe ist, und Polymeren, die sich aus der partiellen Hydrolyse von Tetraethylorthosilicat in einem wässrigen sauren Medium ergeben, gebildet wird. Ein kathodisches Metallpulver, zum Beispiel Zinkstaub, kann zu der Zusammensetzung zugegeben werden.

Die EP 0808883 offenbart eine wasserreduzierbare Beschichtungszusammensetzung zum Korrosionsschutz, die teilchenförmiges Metall, wie z. B. Aluminium oder Zink und ein durch Wasser reduzierbares organofunktionelles Silan enthält. Epoxysilane, insbesondere &bgr;-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan und/oder &ggr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan waren bevorzugt. Andere Bestandteile schlossen eine organische Flüssigkeit mit einem hohen Siedepunkt, einen wasserlöslichen, auf Cellulose basierenden Verdicker und ein Befeuchtungsmittel ein.

Die US 5,393,611 und die US 5,324,545 beziehen sich beide auf ein Tauchbeschichtungsverfahren zum Schutz verchromter oder passivierter Zinkbeschichtungen auf Stahl oder ähnlichem, unter Verwendung einer Zusammensetzung aus Titansäureester und einem so genannten organofunktionellen Polysiloxan, welches bevorzugt zwischen 2 und 10 sich wiederholenden Einheiten Siloxan und endständige Epoxygruppen hat. Es besteht keine klare Definition der Bedeutung des Begriffes organofunktionelles Polysiloxan in jedem dieser Dokumente, jedoch scheint es so zu sein, dass es ein Polymer mit einem Siloxangrundgerüst bedeuten soll, das wenigstens eine Si-R-Bindung hat, wobei R ein ungesättigter oder ein funktionell substituierter Kohlenwasserstoffrest ist. Verwirrenderweise lehren jedoch die Beispiele, sowohl in der US 5,393,611 als auch in der US 5,324,545, dass ein Epoxysilan, nämlich &ggr;-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, eher als die Verwendung eines organofunktionellen Polysiloxans, die bevorzugte siliciumhaltige Verbindung ist.

Die hiesigen Erfinder haben eine wachsende Nachfrage seitens der Industrie für Beschichtungen für Metalloberflächen, welche einen hohen Grad an Korrosionsschutz, Kathodenschutz und eine über die gesamte Lebensdauer haltende trockene Schmierung (d. h. die Metalloberfläche braucht während ihrer gesamten Arbeitslebensdauer nur einmal eine Beschichtung) mit einem definierten und konstanten Friktionskoeffizienten bieten, während sie Chrom XI-frei sein müssen und Gegenständen, die mit der Beschichtung beschichtet sind, ein ansprechendes Aussehen verleihen, herausgefunden. Kommerziell erhältliche Beschichtungen sind nicht in der Lage alle diese Anforderungen zu befriedigen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Beschichtungszusammensetzung bereitgestellt, welche ein Bindemittel, ein Schmiermittel und einen Korrosionsinhibitor in einem Lösungsmittel enthält, wobei das Bindemittel ein Silicat und ein organisches Titanat und der Korrosionsinhibitor Aluminium- und Zinkteilchen enthält.

Das Bindemittel, das in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthält ein Silicat und ein organisches Titanat. Zur Vermeidung von Missverständnissen soll es so verstanden werden, dass der Begriff Silicat verwendet wird, um eine Verbindung zu beschreiben, die im Wesentlichen keine Si-C-Bindungen enthält, d. h. die Kohlenstoffverknüpfungen an Silicium in den Silicaten, wie sie in dieser Erfindung beschrieben sind, kommen im Wesentlichen vollständig über ein Sauerstoffatom (d. h. eine Si-O-C-Bindung) zustande. Am meisten bevorzugt enthält ein Silicat in Übereinstimmung mit dieser Erfindung keine Si-C-Bindungen. Bevorzugt enthält das Bindemittel 20 bis 60 Gew.-% (z. B. 30 bis 45%) Silicat und 40 bis 80 Gew.-% (z. B. 55 bis 70%) organisches Titanat, sich ergänzend auf 100% Gesamtgewicht.

Geeignete Silicate schließen kolloidale Kieselsäure und organische Silicate ein, wobei das Letztgenannte bevorzugt ist. Geeignete organische Silicate schließen Silicatester, z. B. Silicatestermonomere (z. B. Ethylsilicat), ein Hydrolysat (z. B. Siliciumesterhydrolysat) und Alkoxysilane, bevorzugt Tetraalkoxysilane, ein, obwohl Silicatesterpolymere am meisten bevorzugt sind (z. B. Alkylpolysilicate, bei denen die Alkylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoffatome hat, und am meisten bevorzugt Methyl oder Ethyl ist).

Geeignete organische Titanate schließen Titanatchelate (z. B. Titanacetylacetonat und Triethanolamintitanat) und Titanatester ein, wobei die Letztgenannten bevorzugt sind. Geeignete Titanatester schließen Titanatestermonomere (z. B. Tetraalkyltitanate, worin jede Alkylgruppe dieselbe ist oder unterschiedlich und zwischen 1 und 12 Kohlenstoffatome enthält, wobei Beispiele Tetrabutyltitanat, Tetraisooctyltitanat und Tetraisopropyltitanat einschließen) ein, obwohl Titanatesterpolymere bevorzugt sind (z. B. Alkylpolytitanate, wie z. B. Butylpolytitanat).

Der verwendete Korrosionsinhibitor in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält Aluminium- und Zinkteilchen. Die Aluminiumteilchen können in Form eines Pulvers, einer Paste oder als Flocken vorliegen, wobei die Aluminiumflocken (blattförmig oder nicht-blattförmig) bevorzugt sind. Die Aluminiumteilchen haben bevorzugt eine durchschnittliche Teilchengröße von 4 bis 20 &mgr;m, weiter bevorzugt 6 bis 15 &mgr;m. Die Zinkteilchen können in Form eines Zinkpulvers vorliegen, z. B. als Zinkkügelchen oder Zinkflocken, bevorzugt sind Zinkflocken. Die Zinkteilchen haben bevorzugt eine durchschnittliche Teilchengröße von 6 bis 26 &mgr;m, weiter bevorzugt von 8 bis 15 &mgr;m. Der Korrosionsinhibitor enthält bevorzugt 80 bis 97 Gew.-% (z. B. 87 bis 95%) Zinkteilchen und 3 bis 20 Gew.-% (z. B. 5 bis 13%) Aluminiumteilchen, auf ein Gesamtgewicht von 100 Gew.-%.

Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann auch ein Metallphosphat als ein Antikorrosionsadditiv enthalten. Bevorzugte Metallphosphate sind Zinkphosphate, einschließlich modifizierter Zinkorthophosphate (z. B. modifizierte Zinkaluminium-Orthophosphathydrate) und modifizierte Zinkpolyphosphate (z. B. modifiziertes Zinkaluminium-Polyphosphathydrate), wobei das Letztgenannte am meisten bevorzugt ist. Das Metallphosphat kann in einer Menge von bis zu 33 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-%, des Feststoffgehaltes der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung (d. h. ohne das Lösungsmittel) vorliegen.

Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann außerdem ein Verdickungsmittel, z. B. Siliciumdioxid und/oder organischen modifizierten Ton, in einer Menge von bis zu 4 Gew.-% des Feststoffgehaltes der Zusammensetzung, bevorzugt von 1 bis 3 Gew.-%, enthalten.

Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält zusätzlich ein Schmiermittel, z. B. ein Wachs, einschließlich Kohlenwasserstoffwachsen und Polytetrafluorethylen(PTFE)-Wachs, bevorzugt ein polyolefinhaltiges Wachs (z. B. mikronisiertes Polypropylenkohlenwasserstoffwachs), in einer Menge von bis zu 8 Gew.-% des Feststoffgehaltes der Zusammensetzung, bevorzugt von 1,5 bis 4,5 Gew.-%.

Geeignete Lösungsmittel für die Verwendung in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung sind in der Fachwelt gut bekannt. Organische Lösungsmittel sind geeignet, einschließlich Alkohole (z. B. Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol), Ketone (z. B. Aceton, Methylethylketon, Methylbutylketon, Cyclohexanon), Ester (z. B. Butylacetat) und Mischungen daraus. Bevorzugte Lösungsmittel für die Beschichtungszusammensetzung sind jedoch Kohlenwasserstofflösungsmittel, insbesondere Paraffine, aufgrund ihrer hohen Verdampfungsraten und niedrigen Mengen an aromatischen Verbindungen. Insbesondere bevorzugte Paraffine sind die, die C11-C16 normale, Iso- und Cycloalkane enthalten.

Die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält somit ein Bindemittel, ein Schmiermittel und einen Korrosionsinhibitor in einem Lösungsmittel, und bevorzugt einen Metallphosphat-Antikorrosionszusatz und ein Verdickungsmittel. Bevorzugt enthält der Feststoffgehalt der Zusammensetzung 50 bis 80 Gew.-%, weiter bevorzugt 65 bis 80% Gew.-% Korrosionsinhibitor, 9 bis 18 Gew.-%, weiter bevorzugt 11 bis 16 Gew.-% Bindemittel, bis zu 33 Gew.-%, weiter bevorzugt 5 bis 20 Gew.-% Metallphosphat, bis zu 8 Gew.-%, weiter bevorzugt 1,5 bis 4,5 Gew.-% Schmiermittel und bis zu 5 Gew.-%, weiter bevorzugt 1 bis 3 Gew.-% Verdickungsmittel.

Die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden, indem seine Komponenten zusammen unter Verwendung konventioneller Apparaturen gemischt werden, bevorzugt, indem zuerst etwas des Lösungsmittels und das Bindemittel vermischt werden, dann der Korrosionsinhibitor zugegeben wird, und dann letztlich das verbleibende Lösungsmittel zugegeben wird.

Die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann durch irgendeine konventionelle Aufbringungstechnik, z. B. durch Streichen, „dipspinning" Eintauchen und Sprühen (z. B. durch einen Aerosolbehälter), auf eine Oberfläche aufgebracht werden. Andere übliche Aufbringungsverfahren schließen Sprühtrommeln, Zentrifugen, elektrostatisches oder automatisches Sprühen, Bedrucken und Walzenbeschichtung ein. Das gewählte Verfahren zum Aufbringen wird von der Form, der Größe, dem Gewicht und der Menge der Gegenstände abhängen, die beschichtet werden sollen. Bevorzugt werden zwei, drei oder mehrere Beschichtungsschichten aufgebracht. Die Beschichtungsdicke hat einen Einfluss auf die Lebensdauer und Eigenschaften der sich ergebenden Beschichtung und sollte größer als die Rauheit der Oberfläche sein, typischerweise von 5 bis 25 &mgr;m. Wenn die Oberfläche erst einmal mit der Zusammensetzung beschichtet ist, wird sie getrocknet, um das Lösungsmittel zu verdampfen und die Beschichtung zu härten. Die Beschichtungszusammensetzung kann z. B. durch Erwärmen bei 200°C für 10 Minuten gehärtet werden.

Die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann alleine, oder in Kombination mit anderen kommerziell erhältlichen Antifriktions- oder Antikorrosionsbeschichtungen verwendet werden. Eine bevorzugte kommerziell erhältliche Antifriktionsbeschichtung, die in Kombination mit der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, hat die folgende Zusammensetzung (Prozentangaben pro Gewicht) und wird hierin im Weiteren als „Top-Coat A" bezeichnet:

20 bis 25% Schmiermittelmischung aus Phenol-, Epoxy- und Vinylbutyralharzen und PTFE.

70 bis 75% Lösungsmittelmischung aus Methylethylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon.

Die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann in Kombination mit einer metallteilchenfreien obersten Schicht verwendet werden, die hierin im Weiteren als „Top-Coat B" bezeichnet wird, welche ein Silicat und ein organisches Titanat enthält, wie sie hierin zuvor beschrieben wurden. Die oberste Beschichtung kann optional beliebige andere Komponenten, als die hierin zuvor für die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung beschriebenen Metallteilchen (d. h. Zink- und Aluminiumteilchen), enthalten. Der Top-Coat ist in der gleichzeitig anhängenden Patentanmeldung des Anmelders GB 0110627.7 beschrieben.

Besonders bevorzugte Kombinationen von Beschichtungsschichten schließen ein:

1, 2 oder 3 Beschichtungsschichten der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung.

1, 2 oder 3 Beschichtungsschichten der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, gefolgt von 1 bis 3 Beschichtungsschichten des Top-Coat B.

1 oder 2 Beschichtungsschichten der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, gefolgt von 1, 2 oder 3 Beschichtungsschichten des Top-Coat A.

Eine weitere Möglichkeit ist die Kombination von allen drei Beschichtungen, d. h. 1 oder 2 Beschichtungsschichten der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, gefolgt von 1, 2 oder 3 Beschichtungsschichten des Top-Coat A und letztlich gefolgt von 1 bis 3 Beschichtungsschichten des Top-Coat B, obwohl es schon allein aufgrund der hohen Kosten höchst unwahrscheinlich ist, dass diese Kombination Anwendung findet.

Substrate können vor der Beschichtung mit der Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorbehandelt werden, um die Haftung und die Lebensdauer der sich ergebenden Schutzbeschichtung zu verbessern. Übliche Methoden zur Vorbehandlung schließen das Entfetten (z. B. unter Verwendung von Lösungsmitteln oder Dampf), die Behandlung von korrodierten Oberflächen durch Säure oder Alkali, Phosphatieren, Oxalsäurebehandlung von rostfreiem Stahl, Sandstrahlen und Anodisieren ein.

Die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit verwendet werden, um eine Schutzbeschichtung für Metalle, die zu Korrosion neigen, wie z. B. Eisen und Stahl, bereitzustellen. Das Bereitstellen einer Schutzbeschichtung auf einem Substrat wird zu einer hohen Korrosionswiderstandsfähigkeit und einem Kathodenschutz führen, und, wenn ein Schmiermittel verwendet wird, wird eine über die gesamte Lebensdauer bestehende Schmierung mit einem definierten und konstanten Friktionskoeffizient für Gegenstände, wie z. B. Automobilkomponenten, bereitgestellt, z. B. für Nüsse, Bolzen und andere Befestigungsmittel, Tür-, Motorhauben- und Kofferraumschlossteile, Scharniere, Türstopper, Fensterführungen, Sicherheitsgurtkomponenten, Bremsrotoren und -trommeln und andere für die Transportindustrie relevante Teile.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Substrat, das mit der Beschichtungszusammensetzung beschichtet ist, wie sie hier zuvor beschrieben ist, und auf ein Verfahren zum Beschichten solch eines Substrats mit einer Beschichtungszusammensetzung, wie sie hier zuvor beschrieben ist. Die vorliegende Erfindung wird nun mit Hilfe von Beispielen erläutert. Alle Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

Eine Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung wurde durch Mischen der folgenden Materialien hergestellt:

8% Ethylsilicatpolymer

13% Polybutyltitanat

3% Aluminiumpigmente

33% Zinkpigmente

5% Zink-Aluminiumphosphat

34% Paraffin

2% Polypropylenwachs

0,6% Siliciumdioxid

0,6% organisch modifizierter Ton

Beispiel 2 – Substratvorbehandlung

Stahlbolzen, 10 mm Durchmesser mal 60 mm Länge, wurden durch Sandstrahlen vorbehandelt.

Beispiel 3 – Substratbeschichtung

Die vorbehandelten Bolzen aus Beispiel 2 oben wurden mit den unten angegebenen Beschichtungszusammensetzungen AF1 bis AF3 beschichtet. Jede Beschichtungsschicht wurden durch Eintauchen und Drehen in einer Zentrifuge aufgebracht, teilweise für 10 Minuten bei 200°C gehärtet, gefolgt von einem weiteren Eintauchen und Drehen und einer vollständigen Härtung bei 200°C für 10 Minuten.

AF1
– 2 Beschichtungsschichten aus der Beschichtungszusammensetzung aus Beispiel 1 alleine.
AF2
– 3 Beschichtungsschichten aus der Beschichtungszusammensetzung aus Beispiel 1 alleine.
AF3
– 2 Beschichtungsschichten aus der Beschichtungszusammensetzung aus Beispiel 1, gefolgt von 2 Beschichtungsschichten aus der Beschichtung A, die hierin oben beschrieben ist.

Eine Vergleichs-Antifriktionsbeschichtung (CAF1) wurde ebenfalls hergestellt, welche aus 3 Beschichtungsschichten der Beschichtung A, die hierin oben beschrieben ist, bestand.

Beispiel 4 – Korrosionswiderstand

Der Salzsprühtest DIN 50021 wurde an den AF1- bis AF3-Bolzen durchgeführt, die gemäß Beispiel 3 oben hergestellt waren. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1–3 unten gezeigt (durchschnittliche Ergebnisse, die aus den Testergebnissen für 10 Bolzen erhalten wurden):

Beispiel 5 – Schmierung

Der Friktionskoeffizient der mit AF1 und AF3 beschichteten Bolzen, die gemäß Beispiel 3 oben hergestellt waren, wurde unter Verwendung einer Erichsen AP 541 Bolzentestmaschine bestimmt. Das Testen wurde an Bolzen durchgeführt, die 1 bis 3-mal und gegenüber an verschiedenen Oberflächen festgemacht worden waren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 unten gezeigt:

Beispiel 6 – Kathodenschutz

Nicht vorbehandelte Eisenplättchen wurden entfettet und auf einer Seite mit der Beschichtungszusammensetzung aus Beispiel 1 oben beschichtet und mit der Antifriktionsbeschichtung CAF1 unter Verwendung eines Erichsen Spiralfilmapplikators beschichtet. Die Plättchen wurden dann für 10 Minuten bei 200°C gehärtet. Nach dem Abkühlen wurde die trockene Dicke der gehärteten Beschichtungen gemessen. Dann wurde ein Korrosionsschutzklebefilm auf die unbehandelte Oberfläche jedes Plättchens aufgebracht und in die beschichtete Oberfläche jedes Plättchens ein x-förmiger Schnitt gemacht, bis die Metalloberfläche erreicht war. Die Plättchen wurden dann in einen Salzsprühtester (DIN 50021) eingebracht, bis eine Bildung von rotem Rost bemerkt wurde, und die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 5 unten wiedergegeben:

Beispiel 7

Bolzen des Typs, die in Beispiel 2 beschrieben sind, wurden mit 2 Schichten der Beschichtungszusammensetzung aus Beispiel 1 beschichtet und dann, wie in Beispiel 3 beschrieben, gehärtet. Nach dem Beschichten wurden die beschichteten Bolzen mit 2 alternativen Top-Coats des Typs versehen, der oben als Beschichtung B genannt ist. Die Top-Coat-Beschichtungen wurden durch Mischen der Materialien hergestellt, die in Tabelle 6 wie folgt identifiziert sind:

Das Polybutyltitanat und das Ethylpolysilicat wurden in einen Mischkessel mit einer Lösungsscheibe für eine Zeitdauer von 10 Minuten zugegeben. Gleichzeitig wurde eine Aufschlämmung des Siliciumdioxids, Tons, Zink, Aluminiumphosphats und, wenn vorliegend, Polypropylenwachses in einem Anteil des Paraffins (ungefähr 9 Gew.-% Lösungsmittel in Probe 2 und ungefähr 20 Gew.-% Lösungsmittel in Beispiel 1) in einem Ultraturraxhomogenisator hergestellt. Die Aufschlämmung wurde dann der Polybutyltitanat- und Ethylpolysilicatmischung zugegeben und die sich ergebende Mischung wurde mit der Lösungsscheibe für eine Zeitdauer von 30 Minuten gemischt, zu welchem Zeitpunkt die verbleibende Menge Lösungsmittel zugegeben wurde und die Endmischung in Gegenwart der Lösungsscheibe für weitere 10 Minuten gemischt wurde. Es ist zu sehen, dass die Probe TC1 das Antikorrosionsadditiv Zinkaluminiumphosphat nicht enthält.

Die Top-Coat Zusammensetzungen, Proben TC1 und TC2, wurden in einer identischen Weise auf die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung aufgetragen, und jede aufgetragene Schicht wurde bei 200°C für 10 Minuten gehärtet.

Beispiel 8 – Korrosionswiderstandfähigkeit

Ein Salzsprühtest DIN 50021 wurde an den Bolzen durchgeführt, die wie in Beispiel 7 diskutiert hergestellt waren. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 7 unten gezeigt (durchschnittliche Ergebnisse, die aus den Testergebnissen für 10 Bolzen erhalten wurden). In jedem Test wurden zwei Schichten der Beschichtungszusammensetzung in Übereinstimmung mit der Erfindung auf jeden Bolzen beschichtet, jedoch wurde die Anzahl der Schichten an alternativen Top-Coats so variiert, wie es die Tabelle 7 zeigt:

Das oben Gezeigte sollte mit den Ergebnissen verglichen werden, die in Tabelle 7a wiedergegeben sind, worin derselbe Test mit einem kommerziell erhältlichen Produkt, welches Zink- und Aluminiumteilchen und ein Bindemittel enthält, welches eine Mischung aus Tetrabutyltitanat und Trimethoxyvinylsilan enthält, jeweils mit und ohne ein Top-Coat, ausgeführt wurde. Es ist so zu verstehen, dass das Vergleichs-Top-Coat ein organisches Harz ist, das Phenol- und Epoxykomponenten enthält, das darüber hinaus bis zu ungefähr 30 Gew.-% Polytetrafluorethylen (PTFE) enthalten kann. Es wird bemerkt werden, dass die Menge an rotem Rost, der auf den Bolzen, die mit der Vergleichs-Basisbeschichtung/Vergleichs-Top-Coat-Kombination beschichtet sind, erscheint, signifikant größer ist als für Beschichtungen, die nur die Vergleichs-Basisbeschichtung umfassen. Außerdem sind die Datensätze der Vergleichsergebnisse, die in Tabelle 7a gezeigt sind, auch signifikant schlechter, als die Ergebnisse in den Tabellen 1, 2 und 3.

Beispiel 9 – Schmierung (mit Top-Coat)

Der Friktionskoeffizient der beschichteten Bolzen, die gemäß Beispiel 8 hergestellt wurden, wurde wie im Beispiel 5 beschrieben, analysiert. Die Tests wurden an Bolzen durchgeführt, die ein bis drei Mal unter Verwendung einer Stahloberfläche festgemacht wurden. Die Beschichtungen 9.1, 9.2 und 9.3 entsprechen den Beschichtungen 8.1, 8.4 und 8.5 in Beispiel 8. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 unten gezeigt:


Anspruch[de]
Eine Beschichtungszusammensetzung, die ein Bindemittel, ein Schmiermittel und einen Korrosionsinhibitor in einem Lösungsmittel enthält, wobei das Bindemittel ein Silicat und ein organisches Titanat enthält und der Korrosionsinhibitor Aluminiumteilchen und Zinkteilchen enthält. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Bindemittel 20 bis 60 Gew.-% Silicat und 40 bis 80 Gew.-% organisches Titanat auf einen Gesamtanteil von 100 Gew.-% enthält. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Korrosionsinhibitor 80 bis 97 Gew.-% Zinkteilchen und 3 bis 20 Gew.-% Aluminiumteilchen auf einen Gesamtanteil von 100 Gew.-% enthält. Zusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3, die außerdem ein Antikorrosionsadditiv enthält, welches ein Metallphosphat umfasst. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schmiermittel ein Kohlenwasserstoff- oder Polytetrafluorethylenwachs enthält. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem ein Verdickungsmittel einschließt. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen Feststoffgehalt hat, der 50 bis 80 Gew.-% Korrosionsinhibitor, 9 bis 18 Gew.-% Bindemittel, 0 bis 33 Gew.-% eines Metallphosphats, 0 bis 8 Gew.-% eines Schmiermittels und 0 bis 4 Gew.-% eines Verdickungsmittels enthält. Ein Substrat mit einer Beschichtung, die aus 1, 2 oder 3 Beschichtungslage(n) einer Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet ist. Ein Substrat gemäß Anspruch 8, das außerdem 1, 2 oder 3 Beschichtungslagen einer zusätzlichen Beschichtungszusammensetzung aufweist, die 20–25 Gew.-% einer Schmiermittelmischung aus Phenolharz, Epoxyharz, Vinylbutyralharz und Polytetrafluorethylen und 70–75 Gew.-% einer Lösungsmittelmischung aus Methylethylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon enthält. Ein Substrat mit einer Beschichtung gemäß Anspruch 8, wobei weitere 1 bis 3 Lagen einer metallteilchenfreien Deckschicht bereitgestellt werden, die ein Silicat und ein organisches Titanat in einem Lösungsmittel enthält. Ein Substrat in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, wobei das Substrat ausgewählt ist aus Muttern, Schrauben und anderen Befestigungsmitteln, Tür-, Motorhauben- und Kofferraumschließvorrichtungsteilen, Türscharnieren, Türstoppern, Fensterführungselementen, Sicherheitsgurtkomponenten, Bremsscheiben und -trommeln und anderen Teilen mit Bezug auf die Transportindustrie. Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Beschichten eines Substrats, wobei das Substrat ausgewählt ist aus Muttern, Schrauben und anderen Befestigungsmitteln, Tür-, Motorhauben- und Kofferraumschließvorrichtungsteilen, Türscharnieren, Türstoppern, Fensterführungselementen, Sicherheitsgurtkomponenten, Bremsscheiben und -trommeln und anderen Teilen mit Bezug auf die Transportindustrie.






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