DE1297263B - Verfahren zum Schutz von Oberflaechen von Metallgegenstaenden mit Zinkstaub-Alkalisilikat-UEberzugsmitteln - Google Patents

Verfahren zum Schutz von Oberflaechen von Metallgegenstaenden mit Zinkstaub-Alkalisilikat-UEberzugsmitteln

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DE1297263B DED47174A DED0047174A DE1297263B DE 1297263 B DE1297263 B DE 1297263B DE D47174 A DED47174 A DE D47174A DE D0047174 A DED0047174 A DE D0047174A DE 1297263 B DE1297263 B DE 1297263B
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Description

1 2
Überzugsmassen, welche aus einem Gemisch von worin das Verhältnis von Na2O zu SiO2 in
Zinkmetallpulver und einem Alkalisilikat hergestellt dem Natriumsilikat zwischen etwa 1:2,5
sind, stellen wohlbekannte Massen dar, welche sich und 1: 3,75 und das Verhältnis von K2O zu
als durchaus brauchbar erwiesen haben, um Metalle SiO2 in dem Kaliumsilikat zwischen etwa
gegen Wettereinflüsse und gegen Seewasser zu 5 1:2 und 1:2,5 ist,
schützen. Überzugsmassen des Zink-Silikat-Typs wer- (b) feinverteiltem metallischem Zink in einer
den in umfangreichem Ausmaß auf dem Gebiet der Menge von etwa 5 bis 25 Gewichtsteilen
Schiffahrt sowie von der Ölindustrie verwendet, da zink je 1 Teil des Natrium- oder Kalium-
die Korrosion von Eisen und Stahl, welche zeitweise silikats und
Salzwasser ausgesetzt werden, eine überaus ernste io ^ Oxamidj Succinamid oder Adipamid in
Schwierigkeit darstellt. einer Menge von etwa 12 bis 60 Teilen Amid
Bei der Anwendung dieser anorganischen Über- 1Q0 Tdle des Alkalisilikats und
zugssysteme wird feinverteiltes Zinkmetall in emer
wäßrigen Alkalisilikat-Lösung unmittelbar vor der . , . , , , „ ,
Anwendung dispergiert, da dieses System für irgend- 15 <W *e M.as_sf ™ emem unschmelzbaren Zustand
eine größere Zeitspanne nicht chemisch stabil ist. narren lam.
Nach dem Vermischen wird die Zink-Alkalisilikat- Die verwendbaren Alkalisilikate sind die Natrium-Dispersion auf die Metalloberfläche durch irgend- und Kaliumsilikate oder ihre Mischungen. Die Zuwelche herkömmliche Mittel aufgebracht, wie sammensetzungen derartiger Silikate werden im all-Sprühen, Streichen, Spachteln u. dgl. Die Härtungs- ao gemeinen durch das Verhältnis von Alkalioxyd zu geschwindigkeit unbehandelter Zink-Silikat-Überzüge Siliciumdioxyd ausgedrückt. Beispielsweise besitzt ist sehr langsam und erfordert Wochen und sogar handelsübliches Natriumsilicat, welches als Wasser-Monate, um einen Zustand der Unlöslichkeit zu er- glas bekannt ist, ein Verhältnis von SiO2 zu Na2O reichen, der durch Wasser und Bewitterung nicht be- zwischen 2 und 4 und ist in 30- bis 55gewichtsproeinflußt wird. In herkömmlicher Weise wird die Här- 25 zentigen Lösungen in Wasser erhältlich. Beispiele von tungsreaktion durch Aufbringen einer Härtungs- Natriumsilikaten, welche sich als erfindungsgemäß lösung auf die Filmoberfläche beschleunigt. Die brauchbar erwiesen haben, sind solche wäßrigen Härtungslösung, welche eine wäßrige Lösung eines Lösungen, welche Verhältnisse von Na2O zu SiO2 Salzes oder einer Säure sein kann, muß mit dem zwischen etwa 1:2,50 und 1:3,75 besitzen. Die beFilm für eine beträchtliche Zeitspanne in Berührung 30 vorzugten Natriumsilikate sind jene, welche geringere bleiben, üblicherweise 1 oder 2 Tage, damit eine aus- Alkalimengen enthalten, da man im allgemeinen reichende Härtung erzielbar ist. Die Nachteile der bessere anfängliche Beständigkeitseigenschaften erVerwendung derartiger Härtungslösungen liegen nicht hält. Diese bevorzugten Zusammensetzungen zeigen nur in der Schwierigkeit des Aufbringens der Lösung Verhältnisse von Na2O zu SiO2 von 1: 3,00 bis auf die Oberfläche, sondern auch darin, daß die Här- 35 1:3,75. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Vertungsgeschwindigkeit durch den Überzug hindurch hältnisse beschränkt, da man ausgezeichnete Schutznicht einheitlich ist. Die Härtung tritt zunächst an Überzüge aus Natriumsilikaten über den gesamten der Oberfläche ein und schreitet dann durch den Verhältnisbereich herstellen kann, solange ausrei-Überzug fort. Sowie die Oberfläche aushärtet, wird chend Alkalität vorhanden ist, um die Härtungsreakdas weitere Eindringen des Härtungsmittels in den 40 tion zu fördern. Kaliumsilikat-Lösungen zu 30- bis Film gehemmt und verhindert auf diese Weise eine 55gewichtsprozentiger Konzentration in Wasser durchgehende Härtung. haben sich ebenfalls als erfindungsgemäß brauchbar
Aus der USA.-Patentschrift 3 093 493 sind Zink- erwiesen, wobei die bevorzugten Zusammensetzungen
Silikat-Überzugsmassen bekannt, bei denen die Aus- als K2O zu SiO2 zwischen etwa 1: 2 und 1: 2,5 aus-
gangskomponenten zusammen mit Alkalichromaten 45 gedrückt werden.
oder -dichromaten und organischen Diaminoverbin- Das in den Massen verwendete metallische Zink ist düngen vermischt werden. Durch den Zusatz dieser feinzerteiltes oder gepulvertes Zink, welches üblicher-Verbindungen wird die Dauer der Verarbeitbarkeit weise als Zinkstaub bezeichnet wird. Derartiges geauf mehrere Tage verlängert, ohne daß eine wesent- pulvertes Zinkmetall wird üblicherweise in den licher Verkürzung der Härtungszeit beobachtet 50 Mengenverhältnissen zwischen etwa 5 und 25 Gewurde, wichtsteilen Zink je 1 Teil Natriumsilikat oder Ka-
Die Erfindung betrifft Zink-Silikat-Überzugs- liumsilikat auf Feststoffbasis verwendet, es ist jedoch
massen, welche vor der Anwendung mindestens klar, daß man verschiedene Mengenverhältnisse an-
16 Stunden stabil sind, aber dennoch nach dem Auf- wenden kann in Abhängigkeit von den erwünschten
bringen auf die Metalloberfläche innerhalb einer ver- 55 endgültigen Eigenschaften.
nünftigen Zeitspanne aushärten, ohne die Notwendig- Man kann den Massen bestimmte zweiwertige
keit, eine Härtungslösung anzuwenden. Metallsalze zufügen, um die Härtung der Filme etwas
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum zu verbessern. Derartige zweiwertige Metallsalze sind
Schutz der Oberflächen von Metallgegenständen Bleimennige (Pb3O4), Zinksulfid und die Peroxyde
gegen Korrosion mit Überzugsmassen auf der Basis 60 von Calcium, Magnesium und Zink, und sie können
von Alkalisilikaten, feinverteiltem metallischem Zink in Mengen bis zu etwa 20 Gewichtsteilen je 100 Teilen
und Aminogruppen enthaltenden organischen Ver- Zinkmetall eingesetzt werden. Die Einverleibung der-
bindungen, bei dem man artiger Salze ist jedoch für die Durchführung der Er-
/AN . ,. ,..., - „, „.. , . VV1_ findung nicht notwendig, da man gut gehärtete Über-
(A) auf die zu schutzenden Oberflachen eine Über- 6;. ^6 ohne sie erhält
zugsmasse aufbringt aus Ins einzelne gehende Beispiele von Alkalisilikaten,
(a) einer wäßrigen Lösung eines Natriumsilikats, Zinkmetall und den Verhältnissen von beiden, welche Kaliumsilikats oder einer Mischung davon, verwendbar sind, um vorteilhafte Schutzüberzüge zu
3 4
erzielen, welche die galvanische Wirkung des Zinks trocknen und taucht sie anschließend in künstliches
ausnutzen, sind in den USA.-Patentschriften 2 673 817, Seewasser und in Benzin. Nach 1 Jahr Versuchs-
2 944 919 behandelt. Auf den Inhalt dieser Patent- dauer werden keine Fehler im Film oder Korrosionen
Schriften wird hier Bezug genommen. festgestellt. Man stellt keine Fehler in dem Film fest,
Die Zink-Silikat-Massen haben vor der Anwendung 5 nachdem er 1 Jahr einem standardisierten Seewasser-
eine verarbeitungsfähige Gebrauchsdauer von minde- Prüfzyklus unterworfen wurde,
stens 16 Stunden. Möglicherweise liegt die Erklärung
für diese Eigenschaften der lang anhaltenden Stabili- Beispiel 2
tat vor der Verwendung und der schnellen Härtung
nach der Aufbringung in der geringen Löslichkeit io In einem geeigneten Behälter mischt man 45 Teile des Amids in dem wäßrigen System und der Hydro- wäßriger Natriumsilikat-Lösung (8,2 Gewichtsprolyse des Amids zur Säure. Diese Hydrolyse zur Säure zent Na2O, 26,4 Gewichtsprozent SiO2), 41 Teile katalysiert in wirkungsvoller Weise die gemeinsame wäßriger Kaliumsilikat-Lösung (12,45 Gewichtspro-Reaktion des Zinks und des Silikats bei der Schaf- zent K2O und 26,2 Gewichtsprozent SiO2), 139 Teile fung der gehärteten Filme. 15 Wasser, 1 Teil Kaliumdichromat und 1 Teil sulfo-
Die härtenden Amide werden in Mengen von 12 niertes Rizinusöl als Netzmittel. In einem zweiten
bis 60 Gewichtsteilen je 100 Teile des Alkalisilikats Behälter vermengt man trocken 716 Teile Zinkstaub,
verwendet. Es soll eine ausreichende Menge Amid in 24 Teile Zinksulfid, 24 Teile Chromoxyd und 9 Teile
den Zink-Silikat-Massen verwendet werden, um eine Oxamid. Das trockene Gemenge aus dem zweiten Reaktionsgeschwindigkeit oder Härtungsgeschwindig- so Behälter fügt man unter Rühren dem Inhalt des
keit, welche man unter den speziellen Verwendungs- ersten Behälters zu und stellt auf Flußstahlplatten,
bedingungen wünscht, zu erreichen. Die am vorteil- welche zum blanken Metall sandstrahlgeblasen sind,
haftesten anzuwendende Amidmenge kann vom durch Sprühaufbringung 0,1 mm dicke Filme her. Die
Fachmann leicht bestimmt werden und hängt von überzogenen Platten läßt man 1 Woche trocknen und
einer Anzahl Variabler ab, wie der Alkalität des wäß- as taucht sie anschließend in künstliches Seewasser und
rigen Metallsilikats, der Menge an vorhandenem Benzin. Nach 6 Monaten dieser Prüfung tritt kein
Zink, der Auftragungs- und Härtungstemperatur usw. Fehler im Film auf, und es wird keine Korrosion
Die Menge an zugesetztem Amid soll bei der Hydro- festgestellt. Es tritt kein Fehler im Film auf, nachdem
lyse ausreichen, um das Silikat unlöslich zu machen. das Material 6 Monate lang einem standardisierten
Wie oben festgestellt wurde, sind Zink-Silikat- 30 Seewasser-Prüfzyklus unterworfen war.
Überzugsmassen wegen der Reaktionsfähigkeit des
Zinks in der Silikatlösung Zweipackungssysteme. Die Beispiel 3
härtenden Säureamide eignen sich gut für ein solches
System. Das Amid kann leicht mit dem gepulverten In einen geeigneten Behälter gibt man 112 Teile Zink in einer Packung vermischt werden, auf welche 35 einer wäßrigen Natriumsilikat-Lösung (6,75 Ge-Weise das Zweipadamgssystem aufrecherhalten wichtsprozent Na2O und 25,3 Gewichtsprozent SiO2), bleibt. Diese trockene Mischung aus Zinkmetall und 111 Teile Wasser und 1 Teil sulfoniertes Rizinusöl Amid wird dann mit einer wäßrigen Alkalisilikat- als Netzmittel. 735 Teile Zinkstaub, 32 Teile Blei-Lösung, die sich in einer getrennten Packung befin- mennige und 9 Teile Oxamid vermengt man trocken det, gerade vor der Anwendung vermischt. Alkali- 40 und fügt sie unter Rühren der wäßrigen Silikatlösung Silikate sind auch als trockene Pulver erhältlich. Das zu. Man stellt auf reinen Stahlplatten 0,1 mm dicke trockene, gepulverte Alkalisilikat, das Amid und das Filme her und läßt sie 1 Woche trocknen. Diese Zinkpulver können in einer Packung vermischt wer- Platten taucht man in künstliches Seewasser und den und direkt vor der Verwendung kann man das Benzin und unterwirft sie dem standardisierten Seetrockene Gemenge mit Wasser vermischen. Das Zink 45 wasser-Prüfzyklus. Die Filme waren nach 1 Jahr und das Amid können auch getrennt verpackt und dieser Prüfungen in ausgezeichnetem Zustand,
mit der Silikatlösung gerade vor der Verwendung
vermischt werden. Diese und andere derartige Ab- Beispiel 4
änderungen, wie sie dem Fachmann bekannt sind,
bleiben im Rahmen der Erfindung. 50 In einen geeigneten Behälter gibt man 101 Teile
Die nachstehenden Beispiele dienen der weiteren einer wäßrigen Natriumsilikat-Lösung (8,2 Gewichts-Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu beschränken. prozent Na2O und 26,4 Gewichtsprozent SiO2), Teilangaben in den Beispielen sind Gewichtsteile. 140 Teile Wasser und 1 Teil sulfoniertes Rizinusöl . als Netzmittel. In einem zweiten Behälter vermengt B e 1 s ρ 1 e 1 1 55 man 743 Teije zjnfcstaub und 15 Teile Oxamid. Man
In einem geeigneten Behälter mischt man 111 Teile stellt auf reinen Stahlplatten 0,1 mm dicke Filme wäßriger Natriumsilikat-Lösung (6,75 Gewichtspro- her und läßt sie 1 Woche trocknen. Diese überzogezent Na2O, 25,3 Gewichtsprozent SiO2), 111 Teile nen Platten taucht man für 1 Jahr in künstliches See-Wasser, 1 Teil Kaliumdichromat und 1 Teil sulfonier- wasser, ohne daß Fehler auftreten,
tes Rizinusöl als Netzmittel. In einem zweiten Behäl- 60 Im Gegensatz zu diesen Ergebnissen wird eine ter vermengt man trocken 735 Teile Zinkstaub, Überzugsmasse genau wie im Beispiel 4 hergestellt, 32 Teile feinzerteiltes Zinksulfid und 9 Teile gepul- mit der Ausnahme, daß kein Oxamid verwendet vertes Oxamid. Das trockene Gemenge aus dem zwei- wird. Aus dieser Masse werden, wie im Beispiel 4 ten Behälter wird unter Rühren dem Inhalt des ersten beschrieben, auf Stahlplatten Überzüge hergestellt. Behälters hinzugefügt und auf Flußstahlplatten, 65 Nach lwöchigem Trocknen werden die überzogenen welche zum blanken Metall sandstrahlgeblasen sind, Platten in künstliches Seewasser eingetaucht. Innerdurch Sprühaufbringung 0,1mm dicke Filme her- halb einer Woche tritt vollständiges Versagen der gestellt. Die überzogene Platte läßt man 1 Woche Überzüge ein.
Beispiel 5
In einem geeigneten Behälter mischt man 45 Teile wäßrige Natriumsilikat-Lösung (8,2 Gewichtsprozent Na2O, 26,4 Gewichtsprozent SiO2) 41 Teile wäßrige Kafiumsilikat-Lösung (12,45 Gewichtsprozent K2O und 26,2 Gewichtsprozent SiO2), 139 Teile Wasser, 1 Teil Kaliumdichromat und 1 Teil sulfoniertes Rizinusöl als Netzmittel. In einem zweiten Behälter vermengt man trocken 716 Teile Zinkstaub, 24 Teile Zinksulfid, 24 Teile Chromoxyd und 9 Teile Adipamid. Das trockene Gemenge aus dem zweiten Be-. hälter fügt man unter Rühren dem Inhalt des ersten Behälters zu und stellt auf Flußstahlplatten, welche zum blanken Metall sandstrahlgeblasen sind, durch Sprühauf tragung 0,1 mm dicke Filme her. Die überzogenen Platten läßt man 1 Woche trocknen und taucht sie anschließend in künstliches Seewasser und Benzin. Nach 6 Monaten dieser Prüfungen tritt kein Fehler in den Filmen auf bzw. wird keine Korrosion beobachtet. Die Füme zeigen kernen Fehler, nachdem sie 6 Monate dem standardisierten Seewasser-Prüfzyklus unterworfen wurden.
Beispiel 6
In einem geeigneten Behälter mischt man 45 Teile wäßrige Natriumsilikat-Lösung (8,2 Gewichtsprozent Na2O, 26,4 Gewichtsprozent SiO2), 41 Teile wäßrige Kaliumsilikat-Lösung (12,45) Gewichtsprozent K2O und 26,2 Gewichtsprozent SiO2), 139 Teile Wasser, 1 Teil Kaliumdichromat und 1 Teil sulfoniertes Rizinusöl als Netzmittel. In einem zweiten Behälter vermengt man trocken 716 Teile Zinkstaub, 24 Teile Zinksulfid, 24 Teile Chromoxyd und 9 Teile Succinamid. Das trockene Gemisch aus dem zweiten Behälter fügt man unter Rühren dem Inhalt des ersten Behälters zu und stellt auf Flußstahlplatten, welche zum blanken Metall sandstrahlgeblasen sind, durch Sprühauf tragung 0,1 mm dicke Filme her. Die überzogenen Platten läßt man 1 Woche trocknen und taucht sie anschließend in künstliches Seewasser und Benzin. Man stellt keinen Fehler in den Filmen bzw. keine Korrosion nach 6monatiger Prüfung fest. Es tritt kein Fehler in den Filmen auf, nachdem sie Monate dem standardisierten Seewasser-Prüfzyklus unterworfen wurden.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Überzugsmassen, welche den vorstehenden Beispielen gemäß hergestellt werden, verbleiben Stunden nach dem Vermischen in einem fließfähigen, verarbeitbaren Zustand. Man kann Überzüge aus diesen Massen zu verschiedenen Zeiten während der ganzen verarbeitungsfähigen Gebrauchsdauer dieser Massen herstellen. Es ist kein Unterschied in der Stabilität und Beständigkeit dieser Überzüge feststellbar, ob sie nun unmittelbar oder 16 Stunden nach dem Vermischen hergestellt wurden.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum Schutz der Oberflächen von Metallgegenständen gegen Korrosion mit Überzugsmassen auf der Basis von Alkalisilikaten, feinverteiltem metallischem Zink und Aminogruppen enthaltenden organischen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man
    (A) auf die zu schützenden Oberflächen eine Überzugsmasse aufbringt aus
    (a) einer wäßrigen Lösung eines Natriumsilikats, Kaliumsilikats oder einer Mischung davon, worin das Verhältnis von JSTa2O zu SiO2 in dem Natriumsilikat zwischen etwa 1: 2,5 und 1: 3,75 und das Verhältnis von K2O zu SiO2 in dem Kaliumsilikat zwischen etwa 1:2 und 1:2,5 ist,
    (b) feinverteiltem metallischem Zink in einer Menge von etwa 5 bis 25 Gewichtsteilen Zink je ITeil des Natrium- oder Kaliumsilikats und
    (c) Oxamid, Succinamid oder Adipamid in einer Menge von etwa 12 bis 60 Teilen Amid pro 100 Teile des Alkalisilikats und
    (B) die Masse zu einem unschmelzbaren Zustand härten läßt.
DED47174A 1964-05-05 1965-05-05 Verfahren zum Schutz von Oberflaechen von Metallgegenstaenden mit Zinkstaub-Alkalisilikat-UEberzugsmitteln Pending DE1297263B (de)

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