DD256980A3 - Mittel zur rostwandlung und zum oberflaechenschutz eisenhaltiger oberflaechen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Mittel zur Rostwandlung und zum Oberflaechenschutz von Eisen bzw. Eisenlegierungen beansprucht, welches zusammengesetzt ist aus einem ueblichen Phosphatierungsmittel, wie zum Beispiel Phosphorsaeure, einer durch Eisenionen polymerisierbaren Verbindung aus der Klasse der Glycoldiacrylate, einem als Beschleuniger wirkenden organischen Reduktionsmittel, wie zum Beispiel einem Oxalsaeurederivat, sowie weiteren moeglichen Zusaetzen wie Inhibitoren und Netzmitteln. Als Loesungsmittel werden Alkohole, Ketone oder andere polare Loesungsmittel verwendet. Bei Behandlung der angerosteten Metalloberflaeche entsteht bei gleichzeitiger Rostwandlung eine fest haftende hydrophobe Polymerschicht, die als Primer dienen kann. Die Erfindung kann ueberall dort eingesetzt werden, wo die Umwandlung von Rost erforderlich ist und gleichzeitig eine vor Umwelteinfluessen geschuetzte Oberflaeche geschaffen werden soll.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Anwendung der Erfindung kann in allen Fällen erfolgen, wo die Umwandlung von Rost erforderlich ist und gleichzeitig eine vor Umwelteinflüssen geschützte Oberfläche auf Eisen bzw. Eisenlegierungen geschaffen werden soll.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Entrostung von Metalloberflächen erfordert allgemein einen hohen zeitlichen und materiellen Aufwand. Es sind eine Reihe Behandlungsverfahren entwickelt worden, bei denen die Methoden der chemischen Rostwandlung und hierunter die Methoden

der Phosphatierung von eisenhaltigen Oberflächen favorisiert sind. -

Phosphatierungen mit reiner Phosphorsäure bzw. mit Phosphaten haben jedoch unabhängig vom verwendeten Verdünnungsmittel oft den Nachteil, daß eine alsbaldige Nachbehandlung z. B. durch Lackierung erfolgen muß, da sonst erneute Korrosionsprozesse nicht ausgeschlossen werden können. Meist muß außerdem vor der Lackierung als Zwischenbehandlungsschritt überschüssiges Phosphatierungsmittel entfernt werden.

So sind Methoden vorteilhafter, die zusätzlich zur Rostwandlung eine Abscheidung von Polymeren an der Metalloberfläche beinhalten. Es existieren eine Reihe Patente, in denen Gemische, bestehend aus Phosphatierungsmittel und gelöstem Polymer, beschrieben werden. So kann z.B. nach dem DD-WP 128715 Phosphorsäureim Gemisch mit Formaldehydharzen verwendet werden.

Auch die Verwendung von Polyacrylsäurederivaten im Gemisch mit Phosphatierungsmitteln ist bekannt, z. B. USP 3480485, USP 4052232, USP 4100133, USP 4233088, USP 4303563. Die Applikation solcher Polymere erfolgt nach diesen Patenten aber ausschließlich durch die Behandlung der Oberfläche mit einer Lösung des schon vorgebildeten Polymeren.

Nachteilig sind in diesen Lösungen die mangelhafte Adhäsion an der Oberfläche und die ungenügende Absorption des Schutzlackes an der Oberfläche, wodurch Unterwanderungen begünstigt werden und kurzzeitig ein Weiterkorrodieren ermöglicht wird.

Im USP 4453988 wird der Einsatz von Di(meth)acrylaten zur Versiegelung angerosteter Metalloberflächen beschrieben.

Nächteile des in diesem Patent vorgeschlagenen Verfahrens sind-die Notwendigkeit eines 2-Komponentensystems, die Schaffung anaerober Bedingungen sowie das Fehlen eines chemischen Rostwandlers.

Die als Härtersystem vorgeschlagenen organischen Peroxide haben den Nachteil, daß sie möglichst erst kurz vor dem Gebrauch zum Monomeren zugemischt werden müssen, da sonst keine befriedigende Lagerstabilität des Gesamtsystems vorliegt.

Zur Schaffung anaerober Bedingungen, ohne die die verwendeten Di(meth)acrylate nicht aushärten, müssen nach dem USP 4453988 zusätzlich Polyurethanderivate zugemischt werden. Dem vorgeschlagenen System haftet durch das Fehlen eines chemischen Rostwandlers insbesondere der Nachteil an, daß Rost vor dem Auftragen weitestgehend durch andere Methoden entfernt werden muß.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, mittels eines aerob polyrnerisierenden Einkomponentensystems eine Umwandlung von Rost auf Eisen bzw. Eisenlegierungen zu erreichen und gleichzeitig eine vor Umwelteinflüssen geschützte Oberfläche zu erzielen. Das Mittel hierzu soll aus handelsüblichen Chemikalien zusammengesetzt, unkompliziert in der Anwendung (Einkomponentensystem), lagerstabil und toxikologisch unbedenklich sein. Die geschaffene Schutzschicht soll gut haften und bei Bedarf eine gute Lackierungsgrundlage darstellen'.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, unter Beseitigung der genannten Nachteile und bei Verwendung handelsüblicher Stoffe ein in der Anwendung unkompliziertes, lagerstabiles und toxikologisch unbedenkliches Rostumwandlungsmittel zu schaffen, das neben der Rostumwandlung eine gegen Umwelteinflüsse geschützte Oberfläche auf Eisen bzw. Eisenlegierungen bildet.

Um eine gute Haftung der Schutzschicht an der Metalloberfläche zu gewährleisten, sollen die die Schutzschicht bildenden Bestandteile des Mittels möglichst gut in die Poren der Oberfläche eindringen, was nur mit Hilfe monomerer bzw. niedermolekularer Stoffe erreichbar ist.

Bei Bedarf soll diese Schicht als Primer dienen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Lösung verwendet wird, die einen üblichen Rostwandler, wie zum Beispiel Phosphorsäure zwischen 1-50% enthält. Zum Einsatz können anstelle der Phosphorsäure bzw. zusätzlich auch andere Phosphatierungsmittel, wie anorganische Phosphate, Polyphosphorsäuren, organische Phosphorverbindungen und dgl.

gelangen.

Als Lösungsmittel sind bevorzugt Alkohole, Ketone uand andere polare organische Lösungsmittel geeignet.

Weiterhin beinhaltet diese Lösung ein Monomer, das bei Anwesenheit von Eisenionen einen hydrophoben Polymerfilm bildet.

Als polymerisable Ausgangsverbindungen werden Glykoldiacrylate der Formel

R¹HC=CR²-CO-0-[(CH₂)n-0-]_mCO-CR³=CHR⁴

verwendet, wobei

η > 1; m > 1;

R¹, R², R³, R⁴ = H, Alkyl, Aryl, Alkoxy, Aroxy, Halogen, Pseudohalogen, Hydroxy- bzw. Aminorest

bedeuten.

Diese werden vorteilhaft in einer Konzentration zwischen 5% und 25% eingesetzt.

Durch die Bildung des Polymeren in Gegenwart von Eisenionen und damit erst an der Oberfläche des behandelten Gegenstandes wird eine ausgezeichnete Versiegelung der Oberfläche und eine gute Haftung des Polymerfilms gewährleistet.

Zur Beschleunigung der Polymerisation sind organische Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Oxalsäurederivate, geeignet, die in einer Konzentration bis zu 1 % zugesetzt werden. Es ist überraschend, daß sowohl trotz Anwesenheit von Rostwandler als auch unter aeroben Bedingungen die Bildung einer Polymerschicht möglich ist und dadurch ein festhaftender Überzug auf der Eisenoberfläche entsteht. Vermutlich aktivieren die vorhandene große Oberfläche und die bei der Umwandlung des Rostes ablaufenden Redox-Prozesseden Polymerisationsvorgang, wodurch auch bei Anwesenheit von Sauerstoff die Reaktion in der gewünschten Form abläuft.

Als weitere Zusätze können zum Beispiel Netzmittel, Inhibitoren und dgl. verwendet werden.

Die Erfindung soll nachstehend an 3 Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Ausführungsbeispie! 1:

Es wird eine Lösung hergestellt, die folgende Zusammensetzung hat:

1g Tetraethylenglycoldiacrylat,

2g 85%ige Phosphorsäure,

0,1 g Oxalsäure,

10ml Ethanol.

Ausführungsbeispiel 2:

Es wird eine Lösung hergestellt, die folgende Zusammensetzung hat:

1 g Tetraethylenglycoldimethacrylat,

2g 85%ige Phosphorsäure,

0,1 g Oxalsäure,

10ml Ethanol.

Ausführungsbeispiel 3

Es wird eine Lösung hergestellt, die folgende Zusammensetzung hat:

1 g Triethylenglycoldimethacrylat

2g 85%ige Phosphorsäure

0,1g Oxalsäure

10ml Ethanol.

Ausführungsbeispiel 4:

Mit den nach den Ausführungsbeispielen 1,2 bzw. 3 hergestellten Gemischen wird eine angerostete Stahlplatte dünn bestrichen. Nach 2stündiger Einwirkzeit hat sich bei gleichzeitiger deutlich sichtbar vollzogener Rostumwandlung (silbergraue Färbung) eine Oberflächenschicht in fester Form gebildet, die durch Wasser nicht benetzt wird und fest am Untergrund haftet.

Als technisch-ökonomische Vorteile bei der Anwendung des Mittels sind besonders zu erwähnen:

— die Möglichkeit der Verwendung von handelsüblichem denaturierten Spiritus als Lösungsmittel,

— die hervorragende Kriechfähigkeit des Mittels auf der Metalloberfläche, so daß z. B. auch Falze zufriedenstellend geschützt werden können,

— die Möglichkeit des sparsamen Einsatzes,

— die Ausbildung einer im Vergleich zu Rostwandlern mit gelösten Polymeren sehr dünnen und gleichmäßigen Schutzschicht,

— die gute Haftung von Lacken auf Alkydharz- bzw. Nitro-Basis auf der sich bildenden Schutzschicht und das Nichtauftreten von Verfärbungen dieser Lacke,

— die Möglichkeit der Verwendung von Sprühgeräten neben der Möglichkeit des Auftragens durch Tauch- bzw. Einstreichverfahren.

Claims (1)

1. V Mittel zur Rostwandlung und zum Oberflächenschutz eisenhaltiger Oberflächen, bestehend aus Phosphatierungsmittel, Schutzschichtbildner und Lösungsmittel, gekennzeichnet dadurch, daß als Einkomponentensystem ein Gemisch aus Phosphatierungsmittel, Glycoldiacrylaten der Formel R¹HC=CR²-CO-O-[(CH₂)-O-]_mCO-CR³=CHR⁴.

   wobei η > 1; m > 1; R¹, R², R³, R⁴ = H, Alkyl, Aryl, Alkoxy, Aroxy, Halogen, Pseudohalogen, Hydroxy- bzw. Aminorest bedeuten, Oxalsäurederivate als Beschleuniger und andere Zusätze,

   gelöst in einem Lösungsmittel verwendet wird.
   2: Mittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Phosphatierungsmittel vorzugsweise in einer

   Konzentration zwischen 1 % und 50% enthalten sind.
   33 Mittel nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Glycoldiacrylate in Konzentrationen

   zwischen 5% und 25% verwendet werden.
   4:1 Mittel nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß Oxalsäurederivate bis zu 1 % zugesetzt

   sind.
   5;" Mittel nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Bestandteile in Alkoholen, Ketonen oder anderen polaren Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen gelöst sind.