176364. lajstromszámú szabadalom • Savas kámhatású vizes bevonó oldatok aluminium felületekhez
3 176364 4 nek, alkalmasak szorosan feltapadó, kémiái reakcióval kialakított korrózióálló bevonatok előállítására, amelyek pasztőrözésnél sem színeződnek el, átlátszóak és színtelenek maradnak és e levegőnszáradó festékbevonatokhoz jó alapréteget alkotnak az alumínium felületén. A technika állásának áttekintése alapján megállapítható, hogy színtelen bevonatok előállításához hat vegyértékű krómot tartalmazó vizes oldatok és/vagy — folyékony bevonószerekkel való kezelés keretében - hatvegyértékű krómot tartalmazó öblítőszerekkel való kezelés szükséges [lásd 3 160 506 számú USA-beli szabadalmi leírás], illetve hatvegyértékű króm nélkül készített folyékony bevonószerek vagy ilyenekkel való öblítés nélkül az alumíniumfelületen elszíneződés lép fel [3 682 713 számú USA-beli szabadalmi leírás]. Röviden utalunk arra is, hogy számos szakirodalmi közleményben ajánlják a foszfát kiküszöbölését is [3 066 055 és 3 682 713 számú USA-beli szabadalmi leírások]. Azt találtuk, hogy hatvegyértékű króm nélkül is előállítható bevonószer, amellyel alumíniumfelületen olyan átlátszó, színtelen bevonat képezhető, amely forrásban levő víznek kitéve sem feketedik vagy színeződik el. A találmány szerinti alumíniumfelületek bevonására való 1,5-4,0 pH-értékű savas kémhatású vizes, a felülettel kémiai reakcióbalépő folyékony bevonóoldat azzal jellemezhető, hogy legalább 10 ppm cirkóniumot és/vagy titánt, legalább 10 ppm foszfátot, legalább 13 ppm, de az oldatban legfeljebb 500 ppm szabad fluorid-koncentrációjú fluoridot, a pH 1,5-4,0 értékre való beállításához szükséges mennyiségű savas vagy lúgos reagenst tartalmaz. Az előállított oldat kicsapódásra hajlamos, szilárdanyagtól mentes, és alkalmazásával az alumíniumfelületen egyenletesen átlátszó és színtelen réteg állítható elő, amely forrásban levő víz hatására 2 perces forralási időn belül sem feketedik meg. A találmány szerinti összetételű folyékony bevonóoldatok felhasználhatók fényes, csillogó alumíniumfelületek kezelésére oly módon, hogy a felület fényes csillogó megjelenése nem változik meg, ennek ellenére egyenletes, színtelen bevonat képződik a felületen, amely korrózióálló és amelyre rárétegzett levegőnszáradó tulajdonságú bevonatok kitűnően feltapadnak. Az előállított bevonat forrásban levő víznek kitéve sem feketedik meg vagy nem színeződik el. Ez az ellenállóképesség nem csupán az előírt 2 perces időtartamon belül marad meg — hanem a következőkben ismertetett példák tanúsága szerint a bevonószerként használt oldatok összetételének változtatásával optimális ellenállóképesség alakítható ki a felületek elfeketedése és egyéb elszíneződése ellen, és ez az ellenállóképesség forrásban levő csapvizet alapul véve 15 percig, sőt egyes esetekben 30 percig is megmarad. A savas kémhatású vizes bevonóoldatnak a felsoroltakon és a kísérő kationokon kívül egyéb komponenst nem kell tartalmaznia, ennek ellenére az ilyen bevonóoldatok felhasználásával az előbb említett alumíniumfelületeken is, jó tulajdonságokkal rendelkező bevonat állítható elő hulladékmegsemmisítési problémák nélkül, mivel toxikus és hasonló típusú anyagok nincsenek a bevonóoldatban. A találmány szerinti bevonóoldatok hatvegyértékű krómot, mangánt, vasat, kobaltot, nikkelt, molibdént vagy wolframot, továbbá toxikus anyagként ferricianidot vagy ferrocianidot sem tartalmaznak. A találmány szerinti bevonóoldatok tehát azoktól a vegyszerektől mentesek, amelyek jelenléte miatt a szennyvizek specifikus kezelése válna szükségessé befogadóba való elvezetés vagy a hulladékmegsemmisítési szakaszba való továbbítás előtt. A találmány szerinti összetételű bevonóoldatokkal elért kitűnő eredmények azért tekinthetők meglepőnek, mivel az a vélelem állt fent, hogy cirkónium- vagy titánalapú, savas vizes bevonószerek foszforsav vagy foszfátok hozzáadása után nem alkalmasak alumínium bevonására. Ez a vélelem annál inkább érthető, mivel vizes közegben mind a cirkóniumfoszfát, mind a titánfoszfát oldhatatlan, sőt ismeretes olyan analitikai próba is, ahol a cirkónium vagy titán vizes oldatban történő meghatározásához foszfátreagenst alkalmaznak, amellyel a cirkónium vagy titán foszfátcsapadék alakjában leválasztható. Korábbi kísérletek cirkóniumot és fluoridot valamint foszfátot is tartalmazó savas kémhatású oldatok előállítására és azokkal alumíniumfelületek bevonására nem vezettek eredményre, mivel cirkóniumfoszfát csapadék képződött, ennek jelenléte pedig nagymértékben gátolja az iparban a folyamatos bevonási műveletet a következőkben részletesen kifejtett okoknál fogva. A találmány szerint azonban sikerült-olyan savas kémhatású vizes bevonóoldatokat előállítani, amelyek cirkóniumfoszfátot vagy titánfoszfátot, vagyis csapadékképzésre hajlamos anyagot nem tartalmaznak. A cirkónium és/vagy titán jelenléte a találmány szerinti savas kémhatású vizes bevonóoldatokban nélkülözhetetlen, mivel a bevonatok megfelelő tulajdonságának kialakítása csak akkor biztosítható, ha azok az alumíniumfelülettel közvetlen vagy közvetett kötésben cirkóniumot és/vagy titánt tartalmaznak. Megfelelő eredmények érhetők el már 10 ppm cirkóniumot vagy titánt tartalmazó bevonószerekkel vagy a két fém keverékét tartalmazó bevonószerekkel is megjegyezve azt, hogy a bevonási eljárás paramétereitől függően az adott komponensekből nagyobb mennyiségek alkalmazása válhat szükségessé. A cirkónium és/vagy titán koncentrációját a savas kémhatású vizes bevonóoldatokban az oldhatósági határokig emelhetjük, az oldhatósági határ azonban egyéb paraméterektől is függ, beleértve a bevonóoldatok savasságát és ezekben a fluorid és foszfát koncentrációját. Ezeknek a komponenseknek a koncentrációját ellenőrizni kell, hogy a cirkónium és titánfoszfát leválását elkerüljük, amely számos okból kedvezőtlen. A csapadék kiválása nem csupán azért kedvezőtlen, mert egyes komponensek koncentrációja az oldatban csökken, de negatív hatást gyakorolhat mind a bevonási műveletre, mind az alumíniumfelületre, így például a csapadék eltömíti a porlasztó fúvókákat. Ha a cirkónium és/vagy titán mennyisége túllépi az oldhatósági határokat és csapadék kiválása várható, akkor a foszfát mennyiségét és/vagy a bevonószer 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
