[发明专利]向工件施加至少一种含有金属颗粒的防腐蚀液体涂布剂的方法以及用于其的设备

说明书

本发明涉及用于向工件施加至少一种含有金属颗粒的防腐蚀液体涂布剂的方法及用于其的设备。

工件金属表面的有效腐蚀防护对于工件的长期使用来说是最为重要的要求之一。这样的工件的典型实例有螺钉、螺栓、螺母、垫圈、铰链件、弹簧，以及大件如壳体件或钢梁。在表面由金属或相应的合金制成的情况下，该表面视为金属的。可能的金属因此特别是铁、锌、锰、铜、铬和钛，它们可以单独存在或在合金内一起存在。如本领域技术人员已知的，合金还可以含半金属或非金属如碳或硅。

实现这样的金属表面的腐蚀防护的一种本领域广为人知的选择是向工件施加含金属颗粒的防腐蚀涂布剂。金属颗粒由此为位于其下的工件提供阳极和/或阴极腐蚀保护。

所含金属颗粒可以是各种类型的。其可特别地由锌、铝、锡、镁、镍、钴、锰、钛或它们的合金构成。还可以想到将不同金属或合金的颗粒混合在一起。所述颗粒的存在形状可以是薄片、小粒、粉末或它们的组合。锌板或锌合金板已经证实是特别有利的。

除金属颗粒外，所述类型的涂布剂通常还含有至少一种接合剂以及水和/或有机溶剂。接合剂用来在退火过程后形成永久抗性涂膜，金属颗粒被包埋进其中。开始时，接合剂可以是液体或固体。水以及有机溶剂(包括例如试验汽油、低分子量醇、酮、丙酮、醋酸酯、二醇和二醇醚)主要用来使涂布剂可易于处理，以便可通过涂抹、喷涂等施用。这也导致接合剂与水之间的反应，其对于退火过程是决定性的。

典型的接合剂包括硅烷，特别是有机官能硅烷，例如γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。除硅烷外，硅氧烷(如甲氧基聚硅氧烷)或硅酸盐(如碱金属硅酸盐或烷基硅酸酯)也是合适的。此外，还考虑基于钛酸盐或锆酸盐的接合剂以及铬VI化合物，其可例如以盐如铬酸铵或碱金属铬酸盐的形式加入。所述接合剂的混合物，因此例如硅烷和钛酸盐的混合物，也将是合适的，其在退火过程中可能形成常用聚合物。此外，有机接合剂如环氧化物、氨基甲酸酯、丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯)和/或聚酯可以作为有机共聚物与上述无机接合剂结合使用。

此外，本领域已知多种添加剂，用其设定液体涂布剂或退火涂膜的性质。这包括防腐蚀添加剂(例如碱金属、碱土金属或稀土盐以及磷酸盐)、增稠剂(例如甲基纤维素、硅酸镁或黄原胶)、润滑剂(例如聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、硫化钼、氮化硼、石墨或巴西棕榈蜡)、表面活性剂、消泡剂或杀生物剂。

这样的涂布剂通常以液体形式施加到工件并于干燥工艺后在进一步的工艺步骤中退火。然而，单层涂布对许多应用来说是不够的。

几个小工件(大批小部件)的同时涂布通常在篮中进行，所述篮浸泡在具有液体涂布剂的浴中。工件间的接触点可因此阻止完全涂布。以同样的方式，插入在框架中进入涂布浴的工件(框架产品)可能与框架有接触点。这些未被涂布的接触点可能还需要第二层涂布剂。

在这些情况下，由此相继地施加两个层。在施加第二层之前，将第一层按DE 10 2006 012 103、DE 10 2004 034 645或WO 2005/090502中所述的进行干燥。在此干燥过程中，涂布剂的液体组分如水或有机溶剂至少部分、常常大部分或完全蒸发。第二层液体涂布剂施加到该至少主要为固体的层上，然后也经干燥。

在随后的退火过程中，涂布剂中所含的接合剂常常通过交联或分别聚合而反应成为硬的抗性涂膜。某些涂布剂在常态条件下也易于硬化。但退火可通过120℃到350℃之间的高温显著加速或甚至可能仅由此成为可能。辐射，特别是红外和/或UV辐射，也可有助于退火的加速。热退火可在由电加热或依靠燃烧加热的烘箱中进行。对流烘箱特别合适。

在已知方法的另一变型中，第一层在施加第二层之前干燥。如已说明的，涂布剂的挥发性组分由此蒸发。但没有退火，例如通过聚合。后来的退火可因此对两个层同时进行。

第一层的干燥工艺由此在持续时间以及所用温度方面优选限于绝对最小值。如本领域技术人员已知的，干燥可由空气流(例如在对流烘箱中)强制进行。这不在低于室温下进行。

在根据现有技术的方法的情况下，在施加第二层、干燥并退火之前，使第一层干燥并退火。

在此工艺流程中，干燥或分别退火工艺构成生产量瓶颈。本发明的目的是消除该瓶颈。

该目的通过根据权利要求1所述的方法以及通过根据权利要求7所述的设备得以解决。