Anodische Elektrotauchlacke (ATL)

Das Bindemittel

ATL-Bindemittel tragen Carboxylgruppen, die neutralisiert und dadurch anionisch (negativ geladen) wasserlöslich gemacht wurden (siehe L-75) — häufig maleinisierte Öle, Alkydharze (siehe L-82) oder Phenolharze (siehe L-35). Das Maleinsäureanhydrid liefert dabei zusätzliche Carboxylgruppen. Eine ausreichende Zahl neutralisierbarer Carboxylgruppen verbessert in einem geeigneten Bereich die Wasserdispergierbarkeit bzw. Wasserlöslichkeit; die optimale Menge hängt jedoch auch von Neutralisation, Polymerstruktur und Molmasse ab. Die nötige Aminmenge folgt aus der Säurezahl (SZ, in mg KOH/g): m(Amin) = M(Amin) · SZ · m(Bindemittel) / 56 100 — analog zur Neutralisation wasserverdünnbarer Bindemittel (siehe L-75).

Die Anodenreaktion

An der Anode (dem Werkstück) wird Wasser zu Sauerstoff und Protonen oxidiert. Die entstehenden Protonen neutralisieren die Carboxylatgruppen des Bindemittels — es verliert seine Ladung und damit seine Wasserlöslichkeit und koaguliert als Film auf dem Werkstück. Die eigentliche Filmbildung setzt also erst am Werkstück selbst ein, nicht schon im Bad.

Warum das Werkstück die Anode ist

Das ATL-Bindemittel ist anionisch — negativ geladen, weil die Carboxylatgruppen –COO⁻ die Ladung tragen. Im elektrischen Feld wandern negative Ionen immer zur positiven Elektrode, der Anode. Damit das Bindemittel also ans Werkstück kommt, muss das Werkstück die Anode sein — es wird an den Pluspol der Gleichspannungsquelle angeschlossen.

Eigenschaften

ATL-Filme sind seit Jahrzehnten bewährt, zeigen aber geringeren Korrosionsschutz als KTL — aus zwei Gründen: Erstens wird das Werkstück als Anode während der Beschichtung leicht anodisch angegriffen (Metallabtrag). Zweitens bleiben die Carboxylgruppen im abgeschiedenen Film bestehen — sie sind hydrophil und können Wasser ins Netzwerk ziehen, was den Korrosionsschutz schwächt. Beim Einbrennen reagieren manche COOH-Gruppen mit dem Vernetzer (z. B. Melaminharz) und werden eingebunden, was den Effekt teilweise reduziert — aber nicht vollständig beseitigt.

Vernetzer

Als Vernetzer für anodische Bindemittel dienen unter anderem Melaminharze (siehe L-32) oder Phenolharze — beim Einbrennen entsteht daraus ein chemisch vernetzter, beständiger Film. Die Wahl beeinflusst Härte und Flexibilität des fertigen Films spürbar.

Anwendung heute

ATL wird heute seltener eingesetzt als KTL, findet sich aber noch bei einfacheren Industrieanwendungen, wo der geringere Korrosionsschutz ausreicht und die Kosten eine Rolle spielen. Für Automobilkarosserien ist es weitgehend von KTL abgelöst worden, bleibt aber für Nischenanwendungen relevant.

Reaktionsgleichung: anodische Abscheidung (ATL)

Am Werkstück (Anode) wird Wasser oxidiert:
2 H₂O → O₂↑ + 4 H⁺ + 4 e⁻

Die H⁺ neutralisieren die –COO⁻-Gruppen des Bindemittels:
–COO⁻ + H⁺ → –COOH → wasserunlöslich → Abscheidung am Werkstück.

Merksatz