DE2531902A1

DE2531902A1 - Anodenmaterial fuer den betrieb von elektrotauchbecken

Info

Publication number: DE2531902A1
Application number: DE19752531902
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Chem Dr Hoppe; Udo Dipl Chem Dr Strauss
Original assignee: BASF Farben und Fasern AG
Current assignee: BASF Farben und Fasern AG
Priority date: 1975-07-17
Filing date: 1975-07-17
Publication date: 1977-02-10
Also published as: DE2531902C2

Description

Anodenmaterial für den Betrieb von Elektrotauchbecken Die Erfindung betrifft eine Anode für den Betrieb von Slektrotauchbecken, die kathodisch abscheidbare btber zugsmittel enthalten und die aus mit leitfähigem Eohlenstoff gefüllten, perforierten Kunststoffhülsen besteht.
Sie betrifft ferner die Verwendung von leitfähigem Kohlenstoff als zilektrodennaterial für Anoden in einem kathodischen Elektrotauchlackier-Verfahren, bei dem ein Überzug aus einem kathodisch abscheidbaren Uberzugsmittel auf der Kathode abgeschieden wird.
Elektrotauchlackier-Verfahren sind bekannt. Bei ihnen wird aus einer wäßrigen Lösung oder Dispersion, die filmbildende Bindemittel, Pigmente und sonstige Zusatzstoffe enthält, bei Durchgang von elektrischem Strom ein Überzug auf einer Elektrode abgeschieden, der anschließend bei höheren Temperaturen vernetzt und gehärtet wird. Bei dem anodischen Dlektrotauchlackier-Verfahren wird das Werkstück als Anode geschaltet.
Als Kathode dient in diesem Fall ein Sisenblech.
Bei diesen anodischen Elektrotauchlackier-Verfahren wird kein Eisen elektrochemisch von der Kathode aufgelöst. Anders ist es jedoch bei der kathodisogen Abscheidung von Überzügen. Eier ist das Werkstück als Kathode geschaltet, und in diesem Fall Xan Eisen nicht als Anodenmaterial genommen werden, weil es sich während des Strondurchgangs elektrolytisch auflöst.
Ebenfalls lösen sich Titan und andere Legierungen auf, so daß einfache Metallelektroden für das kathodische Elektrotauchlackier-VerfnEren nicht zu gebrauchen sind.
Es ist weiterhin bekannt, daß man in der Galvanik Elektroden aus Graphitplatten oder Graphitstäben verwendet. Der Vorteil dieser Elektroden ist der, daß keine Spaltprodukte außer Kohlendioxid gebildet werden. Der Nachteil solcher Elektroden besteht in der komplizierten Herstellung, der begrenzten Größe und Form der Platten und Stäbe. Außerdem besitzen solche Kompaktelektroden, die aus Gründen der mechanischen Festigkeit dick sein müssen, eine für die Größe der Elektroden relativ geringe wirksame Oberfläche.
Solche Graphit elektroden sind ferner starr und unbeweglich und müssen einen Kontaktschutz erhalten, 2amit es bei Berührung der Elektroden mit dem zu beschichtenden Material nicht zu Kurzschlüssen kommen kann.
Aufgabe der Erfindung war es, ein Elektrodenmaterial zu schaffen, das einfach in der Herstellung und variabel und anpassungsfähig auf die Größe des Elektrotauchbeckens und der zu beschichtenden Werkstoffe zugeschnitten werden kann. Darüber hinaus sollte diese Elektrode elastisch und nicht mit den Mängeln der bekannten Elektroden behaftet sein.
Die Aufgabe wurde gelöst durch eine Elektrode, die als Anode für den Betrieb von Elektrctauchbecken, , die kathodisch abscheidbare Überzugsmittei enthalten, geeignet ist und die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einer mit leitfähigem Kohlenstoff gefüllten, perforierten Eunststoffhülse besteht.
Die Verwendung einer mit leitfähigem Kohlenstoff gefüllten, perforierten Kur-ststofffr)xlse als Anode In ein kathodischen Elektrotauchlackier-Verfahren ermöglicht den problemlosen Betrieb von Elektrotauchbecken, die kathodisch abscheidbare Überzugsmittel enthalten.
Erfindungsgemäß wird leitfähiger Kohlenstoff in Form von Pulver und/oder in Form von Fasern als Elektrodenmaterial für das kathodische Elektrotauchlackier-Verfahren, bei dem ein Überzug aus einem kathodisch abscheidbaren Uberzugsmittel auf der Kathode abgeschieden wird, verwendet.
Geeignet sind sämtliche Kohlenstoffsorten, die leitfähig sind. Bevorzugt wird leitfähiger Ruß rund Graphit.
Konfektionierungsformen für den leitfähigen Kohlenstoff sind Pulver, Granulate, Körner, Blättchen und Fasern.
Kohlenstoff-Basern oder Graphitfasern werden in der Regel als Gewebe, Vlies, Filz, Folie, Kordel, wand, Schnur oder anderen ähnlichen Konfektionsformen verwendet. In diesen Konfektionsformen können die Kohlenstoff-Fasern oder Graphitfasern als Anoden direkt verwendet werden, indem man sie in dieser Form in das Elektrotauchbad eintaucht. Um Kurzschluß zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Konfektionierungsformen aus Kohlenstoff- oder Graphitfasern mit einem Berührrngsschutz aus Kunststoff zu umgeben Die Verwendung der genannten Konfektionierungsformen von Eohlenstoff- oder Graphitfasern ermöglicht eine unproblematische Handhabung, da sie den Vorteil einer gewissen Flexibilität besitzen, die für den Betrieb von Elektrotauchlackier-Bädern angebracht ist.
Die Verwendung leitfähigen Kohlenstoffs in Form der Pulver, Granulate, Körner oder Blättchen erfolgt als Füllgut in perfrierten oder durchbrochenen Kunststoffhülsen, die an einem ndeverschlossen sind. In diesen ist der leitfige Kohlenstoff festgepackt bzw. festgestamDft-angeordnet.
Das Pulver, Granulat, die Körner oder die Blättchen können auch zusammen mit Sohlenstoff- oder Graphitfasern verwendet werden. Es können aber auch derartige Fasern allein zum Befüllen der Kunststoffhülsen verwendet werden.
Damit die Pulver nicht wieder durch die Perforierung nach außen durchtreten, ist die Perforierung bzw. sind die Löcher in der Rülse derart bemessen, daß sie kleiner sind als die Korngröße des in der Hülse befindlichen Kohlenstoffs. Ist die Perforierung oder sind die Löcher größer als die gorngröße des Kohlenstoffs wird die Innenwandung vor dem Befüllen mit dem feinteiligen Kohlenstoff mit einem Eunststoffgewebe oder einem Glasfasergewebe ausgekleidet, dessen Maschenweite kleiner ist als die Korngröße des feinteiligen Kohlenstoffs. In diesem Falle erfolgt kein Austreten von Kohlenstoff durch die Poren der Kunststoffhülse. Für die Kunststoffhülse kann jeder Kunststoff verwendet werden, der selbst nicht leitfähig ist und von dem Elektrotauchbad nicht angegriffen wird. Vorzugsweise soll der Kunststoff elastisch sein. Die Rülse kann jede beliebige Form haben.
Bevorzugt wird die Form eines Rohres, das nach dem Befüllen mit dem Fullgut allseits verschlossen wird. Die Hülse kann rund oder eckig sein und jede beliebige Form haben.
Um die Elektroden betriebsbereit zu machen, werden sie so an den positiven Pol einer elektrIschen Q>elle angeschlossen, daß das Ende des Poles mit dem leitfähigen Kohlenstoff in Beruhrung steht. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb in der Hülsenfüllung aus leitfähigem Eohlenstoff eine Kordel oder ein Band aus Graphit- oder Eohlenstoff-Fasern eingebettet. Das nach außen ragende Ende dieser Kordel oder des Bandes stellt den Kontakt zu dem Pol der elektrischen Stromquelle her. Dres-r Kontakt kann eY«nfalls mit bestimmten Edelmetallen, wie Platin, Rhodium, Gold, Iridium oder mit platinierfiem titan oder mit mit speziellen leitfähigen IIetalloxiden behandelten Titan hergestellt werden.
Die gebrauchsfertigen gefüllten und verschlossenen perforierten oder durchbrochenen Kunststoffhülsen werden als Anoden in einem kathodischen Elektrotauchlackier-Verfahren, bei dem ein Überzug aus einem kathodisch abscheidbaren Überzug auf der Kathode abgeschieden wird, verwendet. Diese erfindungsgemäßen Anoden können beliebig groß und beliebig geformt auf einfache Weise hergestellt werden. Gegenüber den Kohlenstoffelektroden aus einem einzigen Block besitzen die erfindungsgemäßen Anoden eine sehr große wirksame Oberfläche. Sie können deshalb gegenüber den Graphitelektroden, die aus einem Stück hergestellt werden, wesentlich kleiner gehalten werden. Dadurch wird der Verbrauch an leitfähigem Eohlenstoff geringer, was gleichzeitig einen niedrigeren Herstellungspreis bedeutet. Vorteilhaft ist ferner die unproblematische Handhabung der Elektroden, da deren Kunststoffhülle gleichzeitig als Berührungsschutz dient.
Gegenüber den reinen Kohlenstoffelektroden liegt die mechanische Beanspruchbarkeit der erfindungsgemäßen Elektroden um ein Vielfaches höhe. Aufgrund ihrer hohen Elastizität können die erfindungsgemäßen Elektroden solche Formen erhalten, die es gestatten, sie auch in Hohlräume einzubringen, in die man normale Eohlenstoffelektroden wegen ihrer starren Form und der damit verbundenen Zerbrechlichkeit nicht einbringen kann. Die erfindungsgemäßen Elektroden machen es möglich, auch kompliziert geformte Teile gleich@äßig kathodisch zu beschichten, indem sie als Hilfselektroden in Hohlkörpern verwendet werden. Außerdem wird die Anwendungsbreite dadurch noch vergrößert, weil nicht nur eine erfindungsgemäße anode verwendet werden kann, sondern es tonnen auch mehrere hintereinandergeschaltet werden.
Zur Erläuterung dienen die folgenden Figuren.
Figur 1 stellt eine schematische Zeichnung einer erfindungsgemäßen Elektrode dar.
Die Figuren 2 und 3 stellen schematische Zeichnungen dar, die den Betrieb der erfindungsgemäßen Elektroden als Anode in einem Elektrotauchbad veranschaulichen.
Figur 2 ist ein Längsschnitt durch ein Elektrotauchbecken, wobei nur die eine Längsseite des Tauchbades dargestellt und mit den an der Längsseite angeordneten Anoden gezeigt ist.
In der Figur 1 ist eine als Anode dienende Elektrode schematisch dargestellt. Die Kunststoffhülse 1 ist mit Löchern 2 versehen und auf diese Weise durchbrochen bzw.
perforiert. Die Kunststoffhülse 1 ist gefüllt mit feinteiligem leitfähigem Kohlenstoff 3. Zwischen den einzelnen Partikeln des Kohlenstoffs 3 ist ein Band aus Graphitfasern 4 eingebettet. Dieses Band stellt den Anschluß über eine Klemme 5 zu einer positiven Stromquelle her.
Die Hülse 1 ist am oberen Ende mit einem Kunststoff 6 verschlossen.
In Figur 2 ist der Betrieb eines Elektrotauchbades unter Verwendung der in Figur 1 dargestellten Anode gezeigt.
In dem Becken 7, das aus nicht leitendem Material besteht oder mit einem nicht leitenden Material beschichtet ist, befindet sich ein kathodisch abscheidbares Uberzugsmittel 8, in welches längs der lVandseite mehrere der in Figur 1 dargestellten Elektroden 1 eingetaucht und hintereinander mit dem positiven Pol einer Gleichstromquelle verbunden sind. Mit 9 ist das zu überziehende metallische Werkstück bezeichnet, das zwischen den an den beiden Längs seiten des Tauchbeckens angeordneten Anoden 1 durch das Tauchbecken 7 hindurchläuft und über die Stromleitung 10 an einem Transportband befestigt ist und an den negativen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen ist.
Sobald ein Gleichstrom eingeschaltet ist, wird aus dem Elektrotauchbad 8 ein Überzug auf dem als Kathode geschalteten Werkstück 9 abgeschieden.
Wie in Figur 3 gezeigt, kann die Anordnung auch so abgewandelt sein, daß das metallische Werkstück 11 als Hohlform ausgebildet ist, in die eine der in Figur 1 beschriebenen Elektroden 1 eintaucht. Andere Elektroden 1 befinden sich außerhalb des Werkstückes im Tauchbad 13. Das Tauchbecken 12 besteht aus nicht leitendez Material oder ist mit einem nicht leitenden Material beschichtet. Es ist mit dem kathodisch abscheidbaren Überzugsmittel 13 gefüllt. Das Werkstück 11 wird als Kathode geschaltet und die Elektroden 1 als Anoden. Bei Stromdurchgang scheidet sich ein Überzug 14 auf der Innenseite und auf der Außenseite des Werkstückes 11 ab, das als Hohlkörper ausgebildet ist.

Claims

Patentansprüche

1. Anode für den Betrieb von Elektrotauchbecken, die an-der Kathode abscheidbare Überzugsmittel enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer mit leitfähigem Eohlenstoff gefüllten, perforierten Kunststoffhülse besteht.

2. Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer mit Graphit als leitfähigem Kohlenstoff gefüllten, perforierten Kunststoffhülse besteht.

3. Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer mit Kohlenstoff-Fasern oder Graphitfasern als leitfähigem Kohlenstoff gefüllten, perforierten Eunststoffhülse besteht.

4. Anode nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Öffnungen der Perforierung der Eunststoffhülse kleiner sind als die Korngröße dos eingefüllten leitfähigen Kohlenstoffs oder Graphitpulvers.

5. Anode nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Kunststoffhülse mit einem Eunststoffgewebe oder Glasfasergewebe belegt ist, dessen Maschenweite kleiner ist als die Korngröße des eingefüllten leitfähigen Kohlenstoffs.

6. Anode nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit leitfähigem Kohlenstoff gefüllte, perforierte Kunststoffhülsen hintereinander geschaltet sind.

7. Verwendung von mit leitfähigem Kohlenstoff gefüllten, perforierten Kunststoffhülsen als Anode in einem kathodischen Elektrotauchlackier-Verfahren, bei dem ein Überzug aus einem kathodisch absc'aeidbaren Überzugsmittel auf der Kathode abgeschieden wird.

8. Anode nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Zuleitung über eine flexible und in der mit leitfähigem Kohlenstoff gefüllten Kunststoffhülse angeordnete Eohlenstoff- oder Graphitfaser-Kordel oder Schnur erfolgt.

9. Anode nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Zuleitung über Edelmetalldrähte erfolgt.

10. Verwendung von leitfähigem Kohlenstoff in Form von Pulver und/oder in Form von Fasern als Elektrodenmaterial Elektrodenmaterial für Anoden in einen kathodischen Elektrotauchlackier-Verfahren, bei dem ein Überzug aus einem kathodisch abscheidbaren Überzugsmittel auf der Kathode abgeschieden wird.

11. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Kohlenstoff mindestens teilweise aus Graphit besteht.

12. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Kohlenstoff aus Graphitpulver besteht.

13. Verwendung nach den Ansprüchen 9 Zls 11, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Kohlenstc als Füllgut in perforierten Kunststoffhülsen angeordnet lt.

14. Verwendung von leitfähigem Kohl@@@toff in Pulverform, in einer perforierten Kunststoffhülse angeordnet, als Anode in einem kathodischen Elektrotauchlackier-Verfahren, bei dem ein Überzug aus einem flüssigen, kathodisch abscheidbaren Überzugsmittel auf der Kathode abgeschieden wird.

5. Verwendung von Gra-£nitpulver in einer perforierten Kunststoffhülse als Anode in einem kathodischen Elektrotauchlackier-Verfahren, bei dem ein Überzug aus einem kathodi,sch abscheidbaren Überzugsmittel auf der Kathode abgeschieden wird.

16. Verwendung von Kohlenstoff-Fasern und/oder Graphitfasern in Form von Gewebe, Vlies, Filz, Folien, gordeln, Bänder, Schnüren usw. als Anode in einem kathodischen Elektrotauchlackier-Verfahren, bei dem ein Überzug aus einem kathodisch abscheidbaren Überzugsmittel auf der Kathode abgeschieden wird.

17. Verwendung der Anode nach Anspruch 15 und 16 als Hilf 5-elektrode zur Tnnenbeschichtung von Rohlkörpern nach dem kathodischen Elektrotauchlackier-Verfahren.