CS245071B1 - Antikorozní pigment - Google Patents

Abstract

Použití cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého Jako antikorozního pigmentu v průmyslu nátěrových hmot.

Description

Vynález se týká použití cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého jako antikorozního pigmentu.

FosforeČnanové antikorozní pigmenty patří k tzv. komplexotvorným pigmentům. Fosforečná složka váže ionty železa uvolněné korozí železného materiálu. Antikorozní účinky vykazují v menší míře i zinečnaté ionty, které ovlivňují činnost tzv. katodických a anodických míst na povrchu železného materiálu. V současné době nabývá na významu použití jednoduchých fosforečnanů některých kovů jako antikorozních pigmentů. Mají nahradit široce používané olovnaté pigmenty, jež se sice vyznačují výbornými antikorozními vlastnostmi, ale jejich použití přináší nepříznivé hygienické důsledky. Zatím nejvíce používaným fosforečnanovým antikorozním pigmentem je jednoduchý fosforečnan zinečnatý, nejčastěji ve formě dlhydrátu —Zn3(PO4)2.2H2O. Jeho použití však má řadu nevýhod. Antikorozní schopnosti tohoto fosforečnanu nedosahují účinků olovnatých pigmentů. Obsahuje také zinečnatou a fosforečnou složku v nepříznivém molárním poměru tři ku dvěma, takže obsah méně účinné a přitom surovinově náročné zinečnaté složky je neúměrně vysoký. Vedení srážecích pochodů při přípravě této sloučeniny, vzhledem k nutnosti jejího získávání ve formě dihydrátu, je poměrně náročnou operací. Příprava navíc vyžaduje použití čistých výchozích surovin. Sloučenina je také částečně rozpustná ve vodných prostředích, což může při použití tohoto pigmentu v širokém měřítku rovněž přinášet nepříznivé hygienické, eventuálně ekologické důsledky. Nutnost použití fosforečnanu zinečnatého v hydratované formě omezuje také teplotní oblast jeho aplikace. Je proto prakticky nepoužitelný do nátěrových hmot vystavených působení zvýšených teplot (nad 140 stupňů Celsia). Ze stejného důvodu může docházet ke komplikacím už při závěrečné úpravě pigmentu (například mletím) i při dispergaci pigmentu do nátěrové hmoty. Koncentraci jednoduchého fosforečnanu jako antikorozního pigmentu je třeba volit, k dosažení účinného antikorozního působení, 10 až 20 hmot. %.

Uvedené nedostatky odstraňuje tento vynález, spočívající v použití cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého jako antikorozního pigmentu. Při použití do nátěrových hmot má tato látka příznivé základní pigmentové vlastnosti — měrnou hmotnost (3,36 g/cm³), měrný povrch (0,11 m²/g) a spotřebu oleje (19,5 g lněného oleje na 100 g cyklo-tetrafosforeěnanu). Jde o prakticky bílou látku, s více než 80% odrazivostí v celé oblasti viditelné části spektra, která je snadno dispergovatelná do nátěrových hmot. Lze ji připravit v práškovité formě nebo ji lze do této podoby snadno přivést krátkodobým pomletím. Cyklo-tetrafosforečnan dizineěnatý — c-Zn2P40i2 — obsahuje zinečnatou a fosforečnou složku v molárním poměru jedna ku dvěma, tj. poměr podstatně příznivější ve prospěch účinnější fosforečné složky. Jeho příprava není tak technologicky náročná na přesné dodržování podmínek reakcí a na kvalitu výchozích surovin. Lze například využít i odpadního hydroxidu zinečnatého, či odpadních kalů z hydrometalurgie po cementacích zinkovým prachem a také méně kvalitní a zředěnou kyselinu fosforečnou. Cyklo-tetrafosforečnan dizineěnatý je téměř nerozpustný ve vodných prostředcích, takže při jeho použití nevzniká nebezpečí vy_: mývání fosforečné a zinečnaté složky z nátěrů. Je také tepelně velmi stabilní látkou (až do teploty 800 °C), což umožňuje jeho výhodnou aplikaci i do antikorozních nátěrů. Vykazuje oproti Zn3(PO4)2.2H2O příznivější hodnoty pLI výluhů nátěru. U železných podložek, opatřených nátěrem s cyklo-tetrafosforečnanem dizinečnatým byly zaznamenány nižší úbytky hmotnosti při zkouškách v kondenzační komoře a v komoře s párami kyseliny chlorovodíkové, než u podložek s nátěry obsahujícími jednoduchý fosforečnan. Lepší výsledky přinesly také zkoušky nátěrů s cyklotetrafosforečnanem v povětrnostních podmínkách. Antikorozního působení je dosaženo, jestliže nátěrová hmota obsahuje alespoň 3 hmot. % cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého; vhodná koncentrace je pak 5 až 12 hmot. % této látky v nátěrové hmotě.

V dalším jsou pak uvedeny příklady srovnávacích zkoušek olejových nátěrových hmot obsahujících jako antikorozní pigment jednak cyklo-tetrafosforečnan dizinečnatý a jednak komerční antikorozní pigment dihydrát fosforečnanu zinečnatého a některé další srovnávací zkoušky s těmito pigmenty. Olejová nátěrová hmota byla ke zkouškám zvolena proto, že její pojivo má z antikorozního hlediska v nátěrech jen nepatrné ochranné účinky vůči kovovému podkladu a tak jsou výsledky posuzování antikorozních schopností pigmentu zkresleny co nejméně.

Příklad 1

Byly srovnávány některé vlastnosti cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého a komerčního antikorozního pigmentu dihydrátu fosforečnanu zinečnatého a vlastnosti olejových nátěrů z nich připravených. Nátěrová hmota obsahovala (hmot. %): 29 % lněného oleje, 43 % pigmentu železité červeně, 10 % pigmentu zinkové běloby, 7 % mastku, 1 % sikativ a 10 % zkoušených pigmentů (v případě jednoduchého fosforečnanu bylo jeho množství v nátěrové hmotě zvýšeno tak, aby 10 hmot. % odpovídal fosforečnan bezvodý).

komerční Zn3(PO4)2 . 2 1Í2O	c-Zn2P40i2
Spotřeba lněného oleje (g ole-
je/100 g pigmentu)	21,0	19,5
pH výluhu pigmentu	6,57	5,40
— 8 dní po vložení ocel. plechu	6,72	6,19
— 8 dní po vyjmutí ocel. plechu	6,21	5,20
pH výluhu nátěrů
— po 1 dni	5,53	5,57
— po 8 dnech	5,57	5,69
inhibiční vlastnosti výluhů pig-
mentu — korozní úbytky oceli
po 8 dnech ve výluhu (mg/g)	2,567	1,072
Příklad 2	začni komoře po dobu 28 dnů (ČSN číslo
	03 8131) a v	prostředí par kyseliny chloro-
Byly provedeny korozní zkoušky nátěrů,	vodíkové po	dobu 8 dní (ČSN 67 3094).
připravených podle příkladu 1, v konden-
komerční Zns( PO4 )2.2 H2O	C-Z112P4O12

Korozní úbytky oceli v kondenzační komoře po 28 dnech (mg/g) 2,109 1,125

Korozní úbytky oceli v komoře s párami kys. chlorovodíkové po 8 dnech (mg/g) 4,411

2,885

Příklad 3

Připravená nátěrová hmota, obsahující (hmot. %): 27 % lněného oleje, 46 % titanové běloby rutilového typu, 6 %mastku, 1 % sikativ a 20 % cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého, nanesená na ocelovém plechu tloušťky 0,6 mm válcovaném za studená, byla hodnocena podle ČSN 67 3004. Zkouška A podle této normy (v kondenzační komoře) byla hodnocena 1 bodem, zkouška B (v roztoku chloridu sodného a peroxidu vodíku) 2 body a zkouška C (hmotnostní úbytky oceli ve vodné suspenzi nátěrového filmu) 3 body. Antikorozní — inhibiční vlastnosti nátěrové hmoty obsahující cyklo-tetrafosforečnan dizinečnatý jsou podle normy hodnoceny jako výborné a lze ji zařadit do klasifikační třídy 1 (ČSN 67 3004 Fe 1).

Claims (1)

1. Použití cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého jako antikorozního pigmentu.