CS245071B1

CS245071B1 - Anticorrosive pigment

Info

Publication number: CS245071B1
Application number: CS845787A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Trojan; Pavol Mazan
Original assignee: Miroslav Trojan; Pavol Mazan
Priority date: 1984-07-27
Filing date: 1984-07-27
Publication date: 1986-08-14
Also published as: CS578784A1

Abstract

Použití cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého Jako antikorozního pigmentu v průmyslu nátěrových hmot.The use of disodium cyclo-tetraphosphate As an anti-corrosion pigment in industry of paints.

Description

Vynález se týká použití cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého jako antikorozního pigmentu.The invention relates to the use of disodium cyclotrophosphate as an anticorrosive pigment.

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. %.Phosphate anticorrosive pigments belong to the so-called complex-forming pigments. The phosphorous component binds iron ions released by corrosion of the ferrous material. To a lesser extent, zinc ions also have anticorrosive effects, which affect the activity of so-called cathodic and anodic sites on the surface of ferrous material. Nowadays, the use of simple phosphates of some metals as anticorrosive pigments is gaining in importance. They are intended to replace the widely used lead pigments, which, while having excellent anticorrosive properties, have adverse hygienic consequences. The most widely used phosphate anticorrosive pigment so far is simple zinc phosphate, most often in the form of Zn3 (PO4) 2.2H2O dlhydrate. However, its use has a number of disadvantages. The anticorrosive properties of this phosphate do not reach the effects of lead pigments. It also contains a zinc and phosphorus component in an unfavorable three to two molar ratio, so that the content of the less effective yet raw material-intensive zinc component is disproportionately high. Conducting precipitation processes in the preparation of this compound, due to the necessity of obtaining it in the form of the dihydrate, is a relatively difficult operation. In addition, the preparation requires the use of pure starting materials. The compound is also partially soluble in aqueous media, which can also have adverse hygienic and possibly ecological consequences when the pigment is used on a large scale. The necessity of using zinc phosphate in hydrated form also limits the temperature range of its application. It is therefore practically unusable in paints exposed to elevated temperatures (above 140 degrees Celsius). For the same reason, complications can occur both during the final pigment treatment (for example by grinding) and when the pigment is dispersed in the paint. The concentration of the simple phosphate as an anticorrosive pigment should be chosen in order to achieve an effective anticorrosive effect of 10 to 20 wt. %.

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.These drawbacks are overcome by the present invention, consisting in the use of disodium cyclotrophosphate as an anticorrosive pigment. When used in paints, it has favorable pigment properties - specific gravity (3.36 g / cm ³ ), specific surface area (0.11 m ² / g) and oil consumption (19.5 g of flaxseed oil per 100 g of cyclo). -tetrafosophenoate). It is a practically white substance, with more than 80% reflectance over the entire visible part of the spectrum, which is easily dispersible into paints. It can be prepared in powder form or can be easily brought into this form by short-time grinding. Disodium Cyclo-Phosphate - c-Zn 2 P 4 O 12 - contains the zinc and phosphorus components in a one to two molar ratio, i.e. a significantly more favorable ratio in favor of a more efficient phosphorus component. Its preparation is not so technologically demanding for precise adherence to reaction conditions and the quality of the starting materials. It is also possible to use waste zinc hydroxide or waste sludge from hydrometallurgy after cementation with zinc dust and also lower quality and diluted phosphoric acid. Cyclo-tetraphosphate dizineěnatý is virtually insoluble in aqueous media, so when you use no _danger: washing the phosphoric acid and zinc component of the paint. It is also a thermally very stable substance (up to 800 ° C), which enables its convenient application even in anticorrosive coatings. It shows more favorable pLI values of paint extracts than Zn3 (PO4) 2.2H2O. For iron substrates coated with disodium cyclotrophosphate, less weight loss was observed in condensation and hydrochloric acid vapor testing than for single phosphate coated substrates. Better results were also obtained by testing of cyclotetaphosphate coatings in weather conditions. The anticorrosive effect is achieved if the coating composition contains at least 3 wt. % disodium cyclotrophosphate; a suitable concentration is then 5 to 12 wt. % of this substance in the paint.

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.The following are examples of comparative tests of oil paints containing, as anticorrosive pigment, disodium cyclophosphate and commercial zinc phosphate dihydrate, and some other comparative tests with these pigments. The oil paint was chosen for testing because its binder has only a slight protective effect on the metal substrate from the anticorrosive point of view and thus the results of the assessment of the pigment's anticorrosion properties are distorted as little as possible.

Příklad 1Example 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).Some properties of disodium cyclotrophosphate and a commercial anticorrosion pigment of zinc phosphate dihydrate and properties of oil paints prepared from them were compared. The paint contained (wt.%): 29% linseed oil, 43% iron red pigment, 10% zinc white pigment, 7% talc, 1% siccative and 10% tested pigments (in the case of single phosphate, its amount in the paint was increased so that 10% by weight corresponds to anhydrous phosphate).

komerční Zn3(PO4)2 . 2 1Í2O commercial Zn3 (PO4) 2. 2 1Í2O c-Zn2P40i2 c-Zn2P40i2 Spotřeba lněného oleje (g ole- Consumption of flaxseed oil (g je/100 g pigmentu) is / 100 g pigment) 21,0 21.0 19,5 19.5 pH výluhu pigmentu pH of the extract of pigment 6,57 6.57 5,40 5.40 — 8 dní po vložení ocel. plechu - 8 days after insertion steel. metal plate 6,72 6.72 6,19 6.19 — 8 dní po vyjmutí ocel. plechu - 8 days after removal of steel. metal plate 6,21 6.21 5,20 5.20 pH výluhu nátěrů pH of extract paint — po 1 dni - after 1 day 5,53 5.53 5,57 5,57 — po 8 dnech - after 8 days 5,57 5,57 5,69 5.69 inhibiční vlastnosti výluhů pig- inhibitory properties of pig-leach extracts mentu — korozní úbytky oceli - corrosion losses of steel po 8 dnech ve výluhu (mg/g) after 8 days in leachate (mg / g) 2,567 2,567 1,072 1,072 Příklad 2 Example 2 začni komoře po dobu 28 dnů (ČSN číslo start the chamber for 28 days (ČSN no 03 8131) a v 03 8131) and v prostředí par kyseliny chloro- Chloro- acid vapor environment Byly provedeny korozní zkoušky nátěrů, Corrosion tests of paints were carried out, vodíkové po hydrogen po dobu 8 dní (ČSN 67 3094). 8 days (ČSN 67 3094). připravených podle příkladu 1, v konden- prepared according to Example 1, komerční Zns( PO4 )2.2 H2O commercial Zns (PO4) 2.2 H2O C-Z112P4O12 C-Z112P4O12

Korozní úbytky oceli v kondenzační komoře po 28 dnech (mg/g) 2,109 1,125Corrosion losses of steel in condensation chamber after 28 days (mg / g)

Korozní úbytky oceli v komoře s párami kys. chlorovodíkové po 8 dnech (mg/g) 4,411Corrosion losses of steel in a chamber with hydrochloric acid vapor after 8 days (mg / g) 4,411

2,8852,885

Příklad 3Example 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).Prepared coating composition, containing by weight: 27% linseed oil, 46% rutile titanium white, 6% talc, 1% siccative and 20% disodium cyclotrophosphate, coated on a 0.6 mm cold rolled steel sheet Test A according to this standard (in the condensation chamber) was rated 1 point, test B (in sodium chloride solution and hydrogen peroxide) 2 points and test C (weight loss of steel in aqueous coating film suspension) 3 points. The anticorrosive - inhibitory properties of the coating material containing disodium cyclo-tetrophosphate are rated as excellent according to the standard and can be classified in classification class 1 (ČSN 67 3004 Fe 1).

Claims

Use of disodium cyclotrophosphate as an anticorrosive pigment.