DD244350A1 - Beschichtungsstoffe auf der basis von alkylsilikaten - Google Patents

Abstract

Beschichtungsstoffe auf der Basis von Alkylsilikaten fuer die Erzielung harter Schichten koennen durch einfaches Mischen von Ethylpolysilikat mit Glycolen und/oder mehrwertigen Alkoholen und einwertigen Alkoholen und/oder Etheralkoholen mit mindestens 4 C-Atomen im Molekuel sowie vorzugsweise Zinkchlorid und Schwefelsaeure bei Raumtemperatur erhalten werden. Die Beschichtungsstoffe enthalten Pigmente und Extender und z. B. Zinkstaub, sind lagerstabil und weisen einen Flammpunkt ueber 294 K auf. Sie sind geeignet fuer den Korrosionsschutz von Stahloberflaechen sowie fuer die Beschichtung und Haertung von Giessformen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Beschichtungsstoffe auf der Basis von Alkylsilikaten für die Erzielung harter Schichten auf verschiedenen Untergründen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Beschichtungsmaterialien auf der Basis von Alkylsilikaten bekannt, bei denen das Bindemittel in Form eines partiell vprhydrolysierten Polykieselsäureesters oder in total hydrolysierter Form als Lösung bzw. Dispersion von Polykieselsäure in einem Lösungsmittel vorliegt. Die Vorhydrolyse des Polykieselsäureesters wird unter dem Einfluß von H⁺-Ionen durchgeführt und bis zu jedem gewünschten Hydrolysegrad durch die Verwendung entsprechender Wasser-uncl Säuremengen reguliert. Bei der Trocknung von Vorhydrolysaten mit geeignetem Hydrolysegrad tritt unter dem Einfluß von Luftfeuchtigkeit weitere Hydrolyse und Kondensation zu Polykieselsäure ein.

Bekannt sind ebenfalls aus den Prospekten „Dynasil H400 und H450" (Dynamit Nobel A. G.), „Silbond, Alkyl Silicates" (Stauffer Chemical Europe S.A.), „Ethylsilicat NT120" (VEB Chemiewerk Nünchritz) und „Silester ZNA" (Monsanto Deutschland solche Anstrichstoffe auf der Basis von Alkylsilikaten, die Zinkstaub enthalten. Erfolgt die Durchführung der partiellen oder totalen Hydrolyse von technisch zur Verfugung stehendem Ethylpolysilikat aus, so entstehen Bindemittellösungen, die infolge des frei werdenden Ethanols bereits bei geringem Hydrolysegrad einen Flammpunkt unter 294K haben. Abhängig von den mitverwendeten Lösungsmitteln fallen diese Produktein die Gefahrenklasse A1 oder B1 und sind daher für viele Anwendungsfälle aus sicherheitstechnischen Gründen unerwünscht oder nicht einsetzbar. Im Gemisch mit Zinkstaub oder anderen Pigmenten und Extendem weisen die beschriebenen Vorhydrolysate außer dem niedrigen Flammpunkt die weiteren Nachteile auf, daßbei ungenügendem Hydrolysegrad keine oder nur eine ungenügend harte Durchtrocknung von Beschichtungen aus solchen Gemischen erfolgt. Bei technisch befriedigenden Trocknungseigenschaften weisen die Gemische mit Zinkstaub dagegen nur Topfzeiten von Stunden bis Tagen auf und müssen daher als Zweikomponenten-Anstrichstoffe mit den bekannten Nachteilen zum Einsatz kommen.

Bekannt ist auch, aus US-PS 3917848 und US-PS 3932 339, eine Umsetzung des Ethylpolysilikates bei Temperaturen um 370 bis 410 K mit höheren Alkoholen und/oder Etheralkoholen sowie mit Ethylenglycol und/oder anderen Glycolen und/oder mehrwertigen Alkoholen unter Abdestillation des entstehenden Ethanols. Hierbei entstehen Bindemittel, die einen Flammpunkt über 294K haben. Sie ergeben mit Zinkstaub lagerstabile Gemische. Letztere trocknen ohne vorhergehende Vorhydrolyse des Bindemittels an der Luft zu harten Beschichtungen auf. Nachteilig ist der apparative und energetische Aufwand zur Durchführung der Umesterungen.

Ferner ist bekannt (DD-PS 132272), Ethylpolysilikat in einer zweistufigen Reaktion mit Etheralkoholen und geringen Mengen Wasser in Gegenwart von Zinkchlorid bei Temperaturen um 332 K reagieren zu lassen, wobei mit Zinkstaub trocknende Bindemittel erhalten werden. Nachteilig sind auch hier der Herstellungsaufwand und die erhöhte Hersteilungstemperatur des Bindemittels. Es sind weiterhin Systeme bekannt (DE-OS 2205387, US-PS 3660119, US-PS 3653930), die aus Ethylpolysilikat, Lösungsmitteln, alkalischen Katalysatoren und Zinkstaub bestehen, an der Luft trocknen, aber nur bei absolutem Feuchtigkeitsausschluß lagerstabil sind. Nachteilig bei diesen Produkten ist die Notwendigkeit des absoluten Feuchtigkeitsausschlusses vor derVerarbeitung, was insbesondere bei der Entnahme von Teilmengen aus Gebinden nurschwer zu erreichen ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es,'die Herstellung lagerstabiler und harte Überzüge ergebender Beschichtungsstoffe mit einem Flammpunkt über 294K auf der Basis von technischem Ethylpolysilikat zu vereinfachen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, unter Vermeidung von apparativ und energetisch aufwendigen Prozeßstufen auf der Basis von technischem Ethylpolysilikat Beschichtungsstoffe zu entwickeln, die einen Flammpunkt über 294K haben, lagerstabil sind und an der Luft hart durchtrocknende Beschichtungen ergeben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem man ein bei Raumtemperatur erhaltenes Gemisch aus Glycolen und/oder mehrwertigen Alkoholen und einwertigen Alkoholen und/oder Etheralkoholen mit mindestens 4 C-Atomen Halogeniden von Elementen der 2. oder 3. Gruppe des periodischen Systems, vorzugsweise Zinkchlorid und/oder Aluminiumchlorid, und einer Säure, vorzugsweise Schwefelsäure, mit Ethylpolysilikat verwendet.

Als besonders vorteilhaft ist ein solches Gemisch anzusehen, das man aus 1 Teil Ethylpolysilikat 40 mit 0,05 bis 0,5 Teilen, vorzugsweise 0,1 bis 0,4 Teilen, Ethylenglycol und/oder anderem Glycol und/oder mehrwertigem Alkohol, 0,5 bis 3 Teilen, vorzugsweisei bis 1,8Teilen, eines höheren Alkohols mit mindestens4C-Atomen oder Etheralkohols, 0,005 bis 0,1 Teilen eines Halogenids der 2. oder 3. Gruppe des periodischen Systems, vorzugsweise 0,01 bis 0,05 Teilen Zinkchlorid und/oder Aluminiumchlorid und 0,0001 bis 0,002 Teilen Säure, vorzugsweise Schwefelsäure, mischt und die Mischung bei Raumtemperaturen beläßt.

Die Mischung hat nach 24 Stunden einen Flammpunkt über 294K (TGL 14301/2).

Einen lagerstabilen Anstrichstoff erhält man aus einem so gefertigten Bindemittel durch Mischen von 1 Teil Bindemittel mit 1 bis 8 Teilen Pigmenten und Extendern sowie vorzugsweise 2 bis 5 Teilen Zinkstaub. Die Herstellung der Mischung erfolgt nach üblichen Verfahren der Anstrichstoffherstellung, z.B. mit Hilfe von Dissolvern.

Die Zinkstaub-Bindemittelmischung hat ebenso einen Flammpunkt über 294K und ergibt auf Eisenunterg rund in 24Stunden hart aufgetrocknete Beschichtungen von hohem Korrosionsschutzwert.

Die zuvor angeführte Verbindungsgruppe der Glycole und mehrwertigen Alkohole wird außer durch das bereits genannte Ethylenglycol z. B. durch folgende Einzelverbindungen näher gekennzeichnet: 1,2-Propylenglycol, 1,3-Butylenglycol, 1,3-

Propandiol, Glycerol. .

Die Verbindungsgruppe der höheren einwertigen Alkohole mit mindestens 4 C-Atomen und Etheralkohole umfaßt z. B.: Butanol, Hexanol, 2-Ethylhexanol, Ethylenglycolmonomethylether (Methylglycol, Methylcellosolve), Ethylenglycolmonobutylether (Butylglycol, Butylcellosolve).

Während die bevorzugte Anwendungsform für den Korrosionsschutz von Eisenoberflächen die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe aus Mischungen der beschriebenen Bindemittel mit Zinkstaub darstellen, ist es durchaus möglich, Mischungen mit anderen Stoffen, wie Extendern und/oder Pigmenten und/oder Antiabsetzmitteln, herzustellen, ohne die wesentlichen Merkmale der Erfindung einzuschränken. Geeignet als Zusätze sind z. B. Talkum, Kaolin, Eisenoxidrot, Titandioxid, Chromoxid, feinteiliges Siliziumdioxid und Montmorrillonite.

Ausführungsbeispiele (Angaben in Masseteilen)

Beispiel 1

Manmischt 2 Teile Zinkchlorid

0,075Teile Schwefelsäure

17,4Teile Ethylenglycol

156,6Teile Ethylenglycol

93 Teile Ethylpolysilikat NT40

und beläßt die Mischung 24 Stunden bei Raumtemperatur. Sie hat einen Flammpunkt von 298,5 K, der sich nach 14 Tagen nicht verändert hat.

1 Teil obiger Bindemittellösung mischt man mit 3,1 Teilen Zinkstaub. Dieser Anstrichstoff trocknet auf Eisenuntergrund in 24 Stunden zu einer harten Beschichtung auf und weist als flüssiger Anstrichstoff eine Lagerstabilität von mehr als 3 Monaten auf. Beschichtungen von 50μ.ηη Dicke auf Stahlblech widerstehen im Salzsprühtest mehr als 1000 Stunden mit dem Durchrostungsgrad AO nach TGL18785. · "

Beispiel 2

Es werden die 2 Teile Zinkchlorid aus Beispiel 1 durch 2 Teile Aluminiumchlorid ersetzt.

Das Bindemittel und die Mischung mit Zinkstaub haben ähnliche Eigenschaften wie in Beispiel 1.

Beispiel3 ...· '.

Man ersetzt die 17,5 Teile Ethylenglycol aus Beispiel 1 durch 22 Teile 1,3-Propandiol.

Das Bindemittel und die Mischung mit Zinkstaub haben die gleichen Eigenschaften wie in Beispiel 1.

Beispiel 4

Die in Beispiel 1 bis 3 genannten Bindemittellösungen enthalten statt Zinkstaub Aluminiumoxid, Zinkoxid, Siliziumkarbid, Aluminiumsilikat, Zirkonsilikat oder Magnesiumsilikat. Sie stellen lagerstabile Beschichtungsstoffe dar, ergeben hart durchtrocknende Schichten und werden für die Härtung bzw. Beschichtung von Gießformen verwendet.

Claims (4)

1. Beschichtungsstoffe auf der Basis von Alkylsilikaten und Pigmenten, Extendem sowie Zinkstaub, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Bindemittel ein bei Raumtemperatur erhaltenes Gemisch aus Glycolen und/oder mehrwertigen Alkoholen und einwertigen Alkoholen und/oder Etheralkoholen mit mindestens 4 C-Atomen, Halogeniden von Elementen der 2. oder

3. Gruppe des periodischen Systems, vorzugsweise Zinkchlorid und/oder Aluminiumchlorid, und einer Säure, vorzugsweise Schwefelsäure, mit Ethylpolysilikat enthalten.

2. Beschichtungsstoffe nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Bindemittel ein bei Raumtemperatur erhaltenes Gemisch von 1 Teil Ethylpolysilikat, 0,05 bis 0,5 Teilen Glycole und/oder mehrwertige Alkohole, vorzugsweise 0,1 bis 0,4 Teilen Ethylenglykol, 0,5 bis

3 Teilen, vorzugsweise 1 bis 1,8 Teilen, höhere einwertige Alkohole und/oder Etheralkohole mit mindestens

4 C-Atomen, 0,005 bis 0,1 Teilen Halogenide von Elementen der 2. oder 3. Gruppe des periodischen Systems, vorzugswesie 0,01 bis 0,05 Teilen Zinkchlorid und/oder Aluminiumchlorid, und 0,0001 bis 0,002 Teilen Säure, vorzugsweise Schwefelsäure, enthalten.