DD206157A1 - Silikatische beschichtungsmassen fuer temperaturbelastete metalloberflaechen - Google Patents

Abstract

FUER DIE BESCHICHTUNG VON BIS ZU 550 GRAD CL. TEMPERATURBELASTETEN METALLOBERFLAECHEN, INSBESONDERE EISENOBERFLAECHEN, WERDEN BEI NORMALTEMPERATUR TROCKNENDE, WAESSRIGE, SILIKATISCHE BESCHICHTUNGSMASSEN VERWENDET. SIE ENTHALTEN PIGMENTE UND FUELLSTOFFE SOWIE ALKALISILIKATE, DEFINIERT DURCH DAS MOLVERHAELTNIS SIO2:M2O = 3,3 BIS 3,7 UND EINEN FESTKOERPERGEHALT VON 30 BIS 35% IM MENGENVERHAELTNIS VON 1,1 BIS 1:1,4. ALS FUELLSTOFF DIENT TALKUM. DIE BESCHICHTUNGEN SCHUETZEN DIE METALLOBERFLAECHEN VOR KORROSION UND VERZUNDERUNG BEI DAUERNDER, WECHSELNDER UND SCHOCKARTIGER TEMPERATURBELASTUG UND VERLEIHEN DEN OBERFLAECHEN EIN DEKORATIVES AUSSEHEN.

Description

Titel der Erfindung . .

Silikatische Beschichtungsmassen für temperaturbelastete Metalloberflächen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft silikatische Beschichtungsmassen aus Alkalisilikaten, Alkaliphosphaten, Pigmenten, Füllstoffen und Hilfsstoffen zur korrosions- und verzunderungsschützenden sowie dekorativen Beschichtung von temperaturbelasteten Metalloberflächen, insbesondere Eisenoberflächen, bei wechselnden oder dauernden Temperaturen bis 55O⁰C.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß Oberflächen von niedriglegierten Eisenwerkstoffen und Gußeisen einer merklichen Korrosion und Verzunderung unterliegen, wenn sie an der Luft längere Zeit Temperaturen über 300⁰C annehmen. Während hier-durch die technische Punktion solcher Teile vorerst meist nicht beeinflußt wird, ist es in vielen Fällen wünschenswert, allein aus dekorativen Gründen, gegebenenfalls aber auch, um die Gebrauchsdauer der Objekte zu verlängern die Korrosion und Verzunderung von Anfang an zu vermindern oder völlig auszuschließen. Ein solches Bedürfnis besteht u»a. bei Elektrogußkochplatten, Gußplatten von Raumheizern und hochbelasteten elektrischen Widerständen. So werden beispielsweise an eine Beschichtung von Elektrogußkochplatten folgende Anforderung! gestellt: Temperatur- und. Temperaturschockbeständigkeit bis mindestens 55O⁰C und Verhinderung von Korrosion und Verzunderung de: Gußkochplatten über einen Zeitraum von mindestens 1000 Stunden unter Benutzung und voller thermischer Belastung. Ferner muß die

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Bescb.ich.tung dekorativ wirken, wobei in diesem Anwendungsfall ein dunkelgrauer beständiger Farbton bevorzugt ist.

Diese Anforderungen konnten bisherige Beschichtungsmassen nicht erfüllen. Daher wurden z.B. Elektrogußkochplatten bisher mit einer Beschichtung versehen, die sie temporär im Zeitraum., zwischen Herstellung und Inbetriebnahme vor Korrosion schützte, bei der ersten thermischen Belastung jedoch völlig zerstört wurde. Im weiteren Gebrauch waren die Platten dann einer zunehmenden Korrosion und Yerzunderung ausgesetzt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, auf niedriglegierten Eisenwerkstoffen und Gußeisen die Korrosion und Verzunderung der Oberflächen bis 55O⁰C zu vermeiden und die Oberflächen ansehnlich zu erhalten. Die Beschichtungsmassen müssen nach einem üblichen Auftragsverfahren, z.3. durch pneumatisches Spritzen, verarbeitbar sein und bei Saumtemperatur trocknen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es besteht die Aufgabe, Beschichtungsmassen anzugeben, welche auf Metalloberflächen, .insbesondere Eisenoberflachen, nach der Trocknung bei Raumtemperatur Beschichtungen ergeben, die im Temperaturbereich bis mindestens 550 C die Korrosion und Verwunderung über eine Zeit von mindestens 1000 Stunden verhindern, temperatur- und temperaturschockresiatent, farbig und dekorativ sind,

überraschend wurde gefunden, daß die Aufgabe durch silikatische Beschichtungsmassen aus Alkalisilikaten, Alkaliphosphaten, Pigmenten, Füllstoffen und Hilfsstoffen gelöst werden kann, bei denen das Verhältnis der Menge von Pigmenten und'.Füllstoff en zur Menge eines durch das Molverhältnis SiOp : Me_p0 = 3,3 bis 3,7 (Me = Alkalimetall) und einen Pestkörpergehalt von 30 bis 35 % definierten Natron- und/oder Kaliwasserglases im Bereich 1 : 1,1 bis 1 : 1,4 liegt und sie als Füllstoff Talkum enthalten.

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Die Beschichtungsmassen weisen etwa folgende Zusammensetzung aui (Me = Alkalimetall)

15-45 Gevi.-% Wasser

35 - 50 " " Natron- und/oder Kaliwasserglas, definiert

durch, das Molverhältnis SiO₂ : Me₂O =3,3 bis 3,7 und einen Pestkörpergehalt von 30 bis 35 %

10-30 ·' " Talkum

5-20 " " Oxide von Kupfer, Eisen, Zink, Titan, Chrom

sowie Eisenglimmer oder Gemische davon

0,2 - 3 " " Alkaliphosphate der Pormel Me₂HPO, und/oder

Me.3PQ., vorzugsweise Dikaliumnydrogenphosphat und/oder Trikaliumphosphat

0,05 - 1 " ". eines Alkalipolyphosphates, bevorzugt Kalium-

Natrium-Hexametaphosphat

Geeignete Alkalisilikate umfassen Lithium-, Natrium-, Kalium- und quaternäre Ammoniumsilikate; besonders bevorzugt sind Natron- und Kaliwasserglas oder Gemische davon.

Von den Alkaliphosphaten 3ind Kaliumphosphate bevorzugt. Man kan sie sowohl in fester Porm zusetzen als auch dadurch erhalten, da man zu einer wäßrigen Vorlage, welche Kaliumhydroxid gelöst enthält, technische Phosphorsäure von bekanntem Gehalt in solcher Menge zugibt, daß das stöchiometrische Verhältnis der Bildung von Dikaliumhydrogenphosphat bis Trikaliumphosphat entspricht.

Pur die Eignung von Pigmenten gilt, daß diese im Temperaturbereich, in dem die Beachichtungen nach der Trocknung thermisch be ansprucht werden, weder Gase noch chemisch oder physikalisch, z.B. in Porm von Gelstrukturen, gebundenes Wasser in nennenswerten Mengen abgeben. Sie müssen in dem Temperaturbereich, indem die 3e3chichtungen beansprucht werden, farbstabil sein. Als geeignet gelten Zinkoxid, Titandioxid, Chromoxidgrün, Eisenoxidrot, Kupferoxid sowie Eiaenglimmer und Mischungen davon.

Als Hilfsstoffe für die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen sind Benetzungsmittel zu verstehen, die die Vordispergierung und/oder Peindispergierung der Füllstoffe oder Pigmente In Wasser und wäßrigen Alkalisilikatiösungen erleichtern. Bevorzugt kommen Benetzungsmittel vom Polyphosphattyp, z.B. Kalium-Natrium· hexamatsphosphat,- zur Anwendung.

Die Erfindung wird in nachfolgenden Beispielen näher erläutert, viobei aus dem Vergleichsbeispiel die besondere Wirkung des Einsatzes von Talkum hervorgeht.

Ausführungsbeispiele

Die Herstellung der Beschichtungsmassen erfolgt so, daß die in den Beispielen unter 1) bis 4) genannten Stoffe vorgegeben, dann unter Rühren mit einem Dissolver die Pigmente und Füllstoffe eingetragen und etvia 10 Minuten vordispergiert werden, lach Zugabe der halben Menge des in den Beispielen angegebenen. Kaliwasserglases werden die Ansätze in einer Perlmühle fei.ndispergiert und danach die zweite Hälfte des Kaliisasserglases zugesetzt.

Die in den folgenden Beispielen angegebenen Mengen sind Gewichtsteile.

Beispiel 1

1) Wasser 226,4

2) Kalium-Hatrium-hexametaphosphat _v 0,8

3) Kaliumhydroxvd 10,6

4) Phosphorsäure (75 %) 11,0

5) Talkum 182,6

6) Kupfer-II-oxid. 148,6

7) Kaliraasserglas (SiO₂ : K₂O = 3,37; FK = 35 %) 420,0

1000,0

Die gemäß Beispiel 1 gefertigte Beschichtungsmasse kann pneumatisch gespritzt werden und ergibt Beschichtungen in einem dunkelgrauen Farbton. Auf—Slektrogußkochplatten ^sird bei einer Schichtdicke von 50 /um, einer Temperatur von 22 C und einer relativen Luftfeuchte von 65 % der Trockengrad 7 (nach TGL 14301/03) in ca. einer Stunde erreicht. Bei auf et^a 60 C vorgewärmten Platten erreicht man den Trockengraa. 7 bereits nach 6 bis 7 Minuten. Die Beschichtungen können nach 24 Stunden Lufttrocknung thermisch bia 550' C beansprucht werden, ohne dais Fehler an den Beschichtungen entstehen. Sie können, ohne daß Beschädigungen entstehen, von 55O⁰C in Wasser von 20'G abgeschreckt werden und erfüllen auch alle anderen zuvor genannten Anforderungen*

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Vergleichsbeisoiel

Wird im Beispiel 1 nur Kupferoxid, und zimar 'in der angegebenen Menge oder einer beliebigen Menge, die kleiner als die oder gleich, der Summe von Kupferosid und Talkum ist, eingesetzt, so blättern die BeSchichtungen kurz nach der Trocknung von einer Eisenoberfläche ab. Aus dem gleichen Grund erweist sich der Ersatz von Talkum durch Kreide und Schwerspat als ungeeignet. Verwendet man Kaolin, Quarzmehi oder Schiefermehl anstelle von Talkum, so zeigen die Beschichtungen außer einer Blasenbildung beim Erhitzen keine oder eine nicht ausreichende Temperaturschockbeständigkeit, d.h. sie platzen bei plötzlichem Abkühlen von der Oberfläche ab.

Beispiel 2

1) Wasser 174,1

2) Kalium-Iiatrium-hesametaphosphat 6,1

3) Kaliumhydroxvd 9,0

4) Phosphorsäure (75 %) .9,3

5) Talkum 246,5

6) Chromozidgrün 108,0

7) Kaliwasserglas (wie in Beispiel 1) 447,Q

1000,0

Die Beschichtungsmasse nach Beispiel 2 liefert Beschi.chtungen von grüner Färbung, die sich in den anderen Eigenschaften wie Beschichtungen nach Beispiel 1 verhalten.

•Ό ^v

Beispiel 3

1) Wasser 185,4

2) Kalium-STatrium-hezsaietaphosphat 6,6

3) Kaliumh^droxyά '9,6

4) Phosphorsäure (75 %) . 9,9

5) Talkum 263,0

6) Sisenoxidrot 82,0 7)· Kaliwassergias (v?ie in Beispiel i) 443 ,5

ιοοο,ο

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Der Ansatz nach Beispiel 3 liefert rotbraune Beschichtungen, die auf Gußeisen TOO Stunden (in täglichem 8-Stunden-Rythmus) bei 90Q⁰C ohne Beschädigung überstehen.

Claims (1)

1. 242635 6

   Erfindungsanspruch

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   Silikatische BesciiiciatuEigsmassen aus Alkalisilikaten, Alkaliph.osph.aten, Pigmenten, Füllstoffen und Hilfsstoffen für die dekorative Beschichtung von temperaturbelasteten Metalloberflächen, insbesondere Msenoberf lachen, dadurch, gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Menge von Pigmenten und Füllstoffen zur Menge eines durch das Molverhältnis SiOg : Me^O =3,3 bis 3>7 und einen Festkörpergehalt von 30 bis 35 % definierten Natronoder Kaliwasserglases im Bereich 1 : 1,1 bis 1 : 1,4 liegt und sie als Füllstoff Talkum enthalten.