176364. lajstromszámú szabadalom • Savas kámhatású vizes bevonó oldatok aluminium felületekhez
7 176364 perklórsav vagy a kénsav. A kensav alkalmazása esetén a bevonószer pH-értékét legalább 2-re kell beállítani. Ez alatti pH-értéken a kénsav már kedvezőtlenül befolyásolja a bevonási műveletet. A pH beállítására előnyös reagens a salétromsav és az ammóniumhidroxid is. A találmány szerinti savas kémhatású vizes bevonószereket számos könnyen hozzáférhető cirkónium és/vagy titán, fluorid és/vagy foszfát kiindulási anyagból állíthatjuk elő, amelyek vizes közegben oldódnak. A cirkónium célszerűen oldható fluorcirkonát és/vagy fluortitanát vegyület alakjában alkalmazható, ilyen például a fluorcirkóniumsav, a fluorcirkóniumsav ammonium- és alkálifémsói. Titán kiindulóanyagként célszerűen az oldható fluortitanát vegyületeket, így a fluortitánsavat, ennek alkálifém- és ammóniumsóit alkalmazzuk. Az oldat azonban előállítható cirkóniumfluoridból (ZrF4) és/vagy titánfluoridókból (TiF3 és TiF4) is. Az oldat előállításánál ezenkívül oldható vegyületek keverékét is alkalmazhatjuk, ezek közül az egyik cirkóniumot vagy titánt, a másik fluoridot tartalmaz, ilyen vegyület a cirkóniumnitrát, cirkóniumszulfát, titán(IV)-szulfát, másfelől a hidrogénfluorid és ennek vízoldható, például ammonium- és alkálifémsói. Felhasználhatók továbbá a cirkóniumkarbonátok, így az ammonium- és alkálifémcirkóniumkarbonát. Hasonlóképpen a találmány szerinti savas kémhatású vizes bevonóoldatok előállíthatok számos könnyen hozzáférhető foszfát-tartalmú anyagból. Általában a foszfátot ortofoszforsav alakjában alkalmazzuk, de felhasználhatók ammonium- és alkálifém-foszfátok is, valamint a foszforsav egyéb alakjai, így a meta-, piro-, tripoli-, hipo-foszforsa, valamint ezek sói. Fluorid kiindulási anyagként is tetszés szerinti anyag alkalmas, amely az alumínium komplexképzésére alkalmas, a bevonószerben oldható és nem tartalmaz olyan komponenst, amely a bevonási műveletet negatív módon befolyásolná. Ha azonban a fluoridot titán- vagy cirkónium-komplex-fluorid adagban adagoljuk, akkor a komplex fluorid hidrolíziséből származó szabad fluorid esetleg nem lesz elegendő az alumíniutnkomplex előállítására, ugyanakkor a hidrolízis olyan mértékig végbemehet, hogy a komplexbe nem vitt cirkónium vagy titán a foszfáttal csapadékot képez. Ennek a problémának kiküszöbölése céljából az oldatba másik fluorid tartalmú anyagot is adagolunk, amely a bevonási folyamat közben felgyülemlő alumínium komplexbevitelére alkalmas. Ilyen második az alumínium komplexbevitelére felhasználható fluoridtartalmú anyag a hidrogénfluorid és ennek sói, az ammóniumhidrogénfluorid (NH^F • HF) és. az alkálifémhidrogénfluorid. A hidrogénfluorid különösen alkalmas fluoridtartalmú anyagként, mivel kellő mennyiségű fluoridot szolgáltat az alumíniumkomplex kialakításához ugyanakkor nem növeli a bomlási műveletet esetleg zavaró kationok mennyiségét az oldatban. Nyilvánvaló az, hogy ha a hulladék megsemmisítési probléma fellép, vagy ha az aluminium tárgyakat bevonás után az élelmiszer- vagy üdítőital-gyártásban kívánjuk alkalmazni, akkor az alumínium bevonószerek krómot és egyéb toxikus anyagot, például vascianidokat nem tartalmazhatnak. Hasonló fontosságú - habár más okból kifolyólag — az az előnyös tulajdonság a találmány szerinti összetételű bevonószerek esetében, hogy ezek csapadékképzésre hajlamos szilárd anyagokat nem tartalmaznak. Azt találtuk továbbá, hogy fluorbórsav beadagolása bevonóoldatba javítja a festékfilmek fényességét vagy keménységét, amelyeket a találmány szerinti bevonatra viszünk fel. A fluorbórsav azért is előnyös, mivel keményvíz alkalmazása esetén a bevonószer stabilitását biztosítja. A keményvízben jelenlevő kalcium- és magnézium-ionok ugyanis a fluoriddal reagálnak és ezáltal a fluoridot kivonják a kialakult cirkónium- és/vagy titánfluorid-komplexből, és így elbontott cirkónium- és/vagy titán-komplex hajlamos a foszfáttal csapadékot képezni és így oldhatatlan cirkónium- és/vagy titánfoszfát csapadék képződhet. A tetrafluorbórsav jelenléte pufferhatást fejt ki a keményvízben jelenlevő kalcium- és magnézium-ionokra. A tetrafluorbórsav feleslege azonban csökkentheti a bevonat korrózióállóságát. A fenti okokból kifolyólag 8-200 ppm tetrafluorbórsavat tartalmazó oldatokat alkalmazunk. Bizonyos polioxi-vegyületek is előnyösen alkalmazhatók a folyékony bevonóoldatokban, amelyekkel jobb tapadás érhető el a bevonatra rárétegezendő festék- vagy lakkbevonatok szempontjából. A bevonóoldatokban tetszés szerinti bármely legfeljebb 6 szénatomos szerves vegyület, amelyik feloldás után legalább 40 ppm mennyiségű polioxi-koncentrációt biztosít, felhasználható, megjegyezve azt, hogy nem szabad akadályoznia a kívánt korrózióállóságú és festéktapadóképességű bevonatok előállítását. Ilyen polioxi-vegyület lehet a következő: glukonsav, glukonsav sói, szorbit, mannit, dextróz, etilénglikol és glicerin. Különösen előnyösek az olyan polioxi-vegyületek, mint a glukonsav és ennek alkálifém- illetve ammóniumsói, valamint a bevonószerekben oldható glukonsavas sót vagy glukonsavat képező vegyületek, például a stabilis glukonlaktonok, például glukono-5-lakton és glukon-7-lakton. Jóllehet a polioxi-vegyület 1000ppm-nei magasabb koncentrációban is alkalmazható, az e őnyös koncentrációhatár 40-400 ppm. A találmány szerinti bevonóoldat célszerűen a következő komponensekből áll: a) 10-125 ppm cirkónium vagy ezzel ekvivalens, mennyiségű titán, b) 10-1000 ppm foszfát és c) 10-500 ppm szabad fluorid. A különösen előnyös bevonószerek pH-értéke 2,6—3,1, és a következő komponensekből állnak: Komponens Koncentráció ppm-ben (kb.) Zr 45-125 P04 50-200 szabad fluorid 10-200 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
