DE1593236A1 - UEberzugsmittel bzw. Zinkfarbe auf Polysilicatbasis - Google Patents
UEberzugsmittel bzw. Zinkfarbe auf PolysilicatbasisInfo
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Description
Überzugsmittel bzw* Zinkfarbe auf Polysilicatbasis
Die Erfindimg betrifft eine neue Gruppe von korrosionsschutz
senden Üböraug3ffiittöln baw« Zinkfarben auf Polysil.lcatbasia,
ttel, die svhebliche Mengen metallischen Zinkstaub
enthalten und von Kieselsäure (SiO2) als Bindemittel für das
Zink Gebrauch machen, liefern bekanntlich einen ausgezeichneten kathodiachen Korrosionsschutz für Stahl. Pur diesen und
ähnliche Zwecke stehen Mittel der verschiedensten Zusammensetzung ssur Verfügung, und die Theorie der Korrosionsschutzwirkung
sowie die Zusammensetzung vieler geeigneter Mittel ist im technischen Schrifttum, wie in "Paint Manufacture", Band 34,
Nr. 1, Seite 41-46, und Band 34, Nr. 2, Seite 51-53 (1964), sowie in »Paint and Varnish Production», Band 54, Nr3 5, Seite
87-94, und Juli 1964, Seite 75-76, beschrieben.
Nach einem bekannten Verfahren wird eine Dispersion von Zinketaub
In einer Natriumsilicatlösung auf das zu beschichtende
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tie tall aufgetragen. Diese Dispersion suss te aber unmittelbar
vor der Verwendung hergestellt werden. Naoh dem Auftragen wird der überzug einer Säurebehandlung unterworfen, um das latriumsilicat
in Kieselsäure überzuführen. Dieses Verfahren arbeitet zwar gut, wenn es richtig durchgeführt wird, stellt Jedoch an
die Genauigkeit der innezuhaltenden Bedingungen äusserst hohe
Anforderungen. Die Säurebehandlung muss zu eines ganz bestimmten Zeitpunkt naoh dem Auftragen des Überzuges durchgeführt
werden. Erfolgt die Säurebehandlung zu früh, so wird der Überzug von dem Metall abgewaschen. Erfolgt die Säurebehandlung
erst nach Ablauf der vorgeschriebenen Zeitspanne, dann kann die Säure den Überzug nicht mehr durchdringen und nicht mehr alles
Natriumsilicat in Kieselsäure umwandeln, und infolgedessen bietet der fertige Überzug nicht den erforderlichen Korrosionsschutz.
Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, dass eine lösung von Zinkstaub und Polykieselsäureäthylester auf das zu
beschichtende Metall aufgebracht wird. Der PolykieselsäuraäthyleBter
wird dann durch Umsetzung mit der atmosphärischen Feuchtigkeit zu Kieselsäure hydrolysiert. Der Hauptnachteil
dieses Verfahrene liegt darin, dass die Hydrolyse sehr langsam vor sich geht und es gewöhnlich mehrere Tage dauert, bis der
Überzug erhärtet. In der Zwischenzeit bietet der Überzug keinen Korrosionsschutz, Ausserdem bleibt der Überzug, solange die Hydrolyse
noch nicht TOllständig ist, weich, wird leioht beschädigt
und kann durch Regen abgewaschen werden.
wurde nun gefunden, dass diese HackteiIe sich vermeiden lassen,
wenn als Bindemittel für die Zinkfarbe das Produkt der Umsetzung
von Polykieselsäureäthylester mit Borsäure verwendet wird.
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Gegenstand der Erfindung let ein überzugsmittel bzw. eine Zinkfarbe auf FolysilicatbaBie, dadurch gekennzeichnet! dase der
fUmbildende Bestandteil eine durch Erhitzen τοη Folykieeeleäureäthyleeter oder einem Gemisoh aus Folykieselsäureäthyleetern der allgemeinen Formel
-O
8i ο —
0 O2H5
C2H5
in der η eine Zahl τοη 2 bis 10 bedeutet, und Borsäure in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels für die Borsäure unter
Ausschluss τοη Feuchtigkeit erhaltene Folysilieatmasse ist.
Wenn die überzugsmittel genäse der Erfindung in Fora eines dünnen UberEugefilme τοη beispielsweise O1025 bis 0,38 mm Sicke
auf eines Träger ausgebreitet werden, hydrolysieren sie unter dem Einfluss der Luftfeuchtigkeit rasch bu einem harten Film.
Mit Hilfe dieser Ubereugemittel können pigmentierte Anstrichfarben hergestellt worden, und ein weiterer Gegenstand der Erfindung 1st daher eine Zinkfarbe, die dadurch gekenn&elohnet
ist, dass sie zu 80 bis 94 Gewichtsprozent (besogen auf das Gesamtgewicht der Farbe) aus Zinkteilchen und zu 6 bis 20 Gewichtsprozent (bezogen auf dae Gesamtgewicht der Farbe) aus der
oben definierten Polysilioatmaase besteht.
Die Erfindung stellt daher ein Polyeillcet-Bindemittel zur Verfügung, das mit Zinicpulver gemisoht werden und dann als Überzugsmittel auf einen Träger aufgetragen werden kann. Wahrend
die bisher bekannten zinkreichen überzugsmittel nach Verfahren
aufgetragen werden mussten, die an die Genauigkeit sehr hohe Anforderungen stellten, oder andernfalls sehr lange Seiten zur
Härtung erforderten, lassen sich aus den Polyeilioat-Bindeiitteln genäss der Erfindung zinkreiche Überzugsmittel zubereiten,
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die man auf die Unterlage nur aufzusprühen oder in beliebiger
anderer Weise aufzutragen brauoht, und die dann zu harten,
katbodiechen korroeionseohtttzenden Überzügen auf Stahl und anderen Eisenmetallen erhärten. Tor den Auftragen der neuen Anstrichfarben wird dae Metall in der üblichen Weise gereinigt«
z.B. nlt den Sandstrahlgebläse» durch Abbürsten Bit der Drahtbürste» duroh Abbeizen» Dampfentfettung oder auf andere bekannte Art.
Sie Polysilicat-Bindemittel genäse der Erfindung werden duroh
Uflsetzung von Polykieselsäureäthylester (der auch als kondensierter oder teilweise hydrolysierter Orthokieselsäuretetraäthylester bezeiohnet wird) mit Borsäure hergestellt.
C2H5
O C2H5
-ο -4— si — ο —
ο ——
O2H5
η *
in der η eine Zahl von 2 bis 10 bedeutet.
in der η eine Zahl von 2 bis 10 bedeutet.
In der Fora, wie er bei der Herstellung anfällt und la Handel erhältlich ist, let der Polykieselsäureäthyleeter ein Genisoh
aus verschiedenen Polykieselsäureester!! mit unterschiedlichen
Molekulargewichten, d.h. ein Gemisch aue Verbindungen der obigen allgemeinen Formel mit verschiedenen Werten von η in Bereich von 2 bis etwa 10. Häufig werden die handelsüblichen Gemische dadurch gekennzeichnet, dass ihrer Bezeichnung eine Zahl
hinzugefügt wird, die ihrem Kieselsäuregehalt (BiO2) entspricht.
Bei einen bevorzugten Gemisch beträgt der Wert η in der obigen Formel im Mittel etwa 5 bis 6, und das Gemisch enthält etwa
40 Gewichteprozent SiOg. Die Art der Herstellung dieser im Handel erhältlichen Polykieselsäureester iet in technischen
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Schrifttum, z.B. in "The Industrial Chemist", Band 33, Seite
55-58 (1957) sowie in der USA-Patentschrift 3 056 684, beschrieben.
Die Herstellung der Polysilioatverbindungen gemäas der Erfindung
erfolgt durch Erhitzen des Polykieaelsäureäthylestera mit
der Borsäure in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels für die Borsäure, vorzugsweise auf Rückflusstemperatur. Man kann
Orthoborsäure oder Mstaborsäurs verwenden; Orthoborsäure wird
bevorzugt.
Die Umsetzung wird unter Ausschluss von Peuchtigkeit durchgeführt,
und die Reaktionsteilnehmer werden vorzugsweise in Verhältnis
von 1 bis 6 oder mehr Gewichtateilen Borsäure auf je 100 Gewichtateile Polykleselsäui'eäthylester eingesetzt.
Die Umsetzung wird bei massig erhöhten Temperaturen von etwa
70 bis 40° J durchgeführt. Über 140° 0 soll äna Reaktionsgemisch
ni ht erhitzt werden, weil sich sonst eine unlösliche
Masse bilden kanu,
Vorzugsweise wird die Umsetzung ixin«rhalb etwa 3 bis 6 Stunden
in absolutem Äthanol bei dar Rückflusstemperatur von etwa 80
bis 90° 0 durchgeführt. Die in kürasren Reaktionszeiten hergestellten
Verbindungen sind awar verwendbar, können aber in Filmform längere Zeiten zum Trocknen und Erhärten benötigen.
Die bei der Umsetzung erhaltenen Massen können als solche verwendet
werden, um Überzüge auf den versohiedensten Trägern herzustellen. Sie eignen sich besonders als Grundierungsüberzüge,
auf die andere Überzüge aufgetragen werden können, die auf gewissen Trägern sonst nicht verwendbar sind.
Die Reaktionsprodukte sind so, wie sie anfallen, filmbildend und hydrolysieren in dla^ac Form bchnell unter dem Einfluss at-
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mosphärischer Feuchtigkeit zu harten Überzügen.
Pur gewisse Anwendungszwecke empfiehlt es sich, die Lösungen
mit Alkohol, Glykolmonoäthyläther oder ähnlichen Stoffen zu
verdünnen, z„B. indem man die Verdünnungsmittel, vorzugsweise
unter Rühren, unter normalen Bedingungen zusetzt. Pigmente,
Streckmittel oder Füllmittel können ebenfalls zugesetzt werden.
Zinkreiche Anstrichfarben werden erfindungsgemäss hergestellt,
indem etwa 80 bis 94 Gewichtsprozent Zink (bezogen auf das Gesamtgewicht
der Anstrichfarbe) in 6 bis 20 Gewichtsprozent flüssiger Polyailieatmasse gemäse der Erfindung (bezogen auf
das Gesamtgewicht der Anstrichfarbe) dispergiert werden. Eine
gute Verteilung des Zinks kann erreicht werden, indem man die
Stoffe zusammenrührt oder in der Kolloidmühle) oder auf andere
Weise miteinander vermischt.,
Das Zink wird in der gleichen Form von Zinkstaub oder Zinkflocken
verwendet, in der en gegenwärtig zur Herstellung zinkreicher
Anstrichfarben für Korrosionsachutzzweoke verwendet
wird. Diaaeo Zink hat im allgemeinen feilohengrössen von 5 bis
12 μ, vorsugswelöe von 7 bim 8 μ,
Den Anstrichfarben können die üblichen Zusätze zur Beeinflussung dor Farbkonsiatenz, z.U. kolloidale Kieselsäure, Ton und
dergleichen, in jeder Menge bexg3,3eben werden, die die korrosioneschützenden
Eigenschaften de.? fertigen Anstrichfarbe nicht beeinträchtigt.
Die zinkreichen Anutrieinfärben gewäas der Erfindung zeichnen
sich durch ihre lange Haltbarkeit bei Ausschluss von Feuchtigkeit und ferner dadurch aus, daaa sia nach dem Auftoagen rasch
in harte Beläge übergehen»
-- b
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In den naohfolgenden Beispielen be riehen eioh !Teile und Proeentgehalte, falls niohts anderes angegeben ißt, auf Gewichts-■engen.
485 g "Ätbylsilioat 40" (ein Polykieselsäureäthylester alt 40 J
SiO2 und einer Tlsoositfit τοπ 3,9 oP bei 20° 0) werden Bit
25 g Borsäure und 130 «1 absoluten Äthylalkohol in einen trokkenent ait Rührer, Rückflusskühler und Trockenrohr versehenen
Kolben eingegeben. Das Gemisch wird 3 Stunden auf RUokflusstenperatur gehalten, dann gekühlt und alt 65 al Glykolmono-Mthyläther Yeraetct. Aus dieser Lösung hergestellte Pline erhärten an der luft in einer Stunde. Sine abgewogene Probe» die
duroh 24-stündige Einwirkung der Luft su einen PiIa uagewandelt und dann 4 Stunden auf 150° C erhitzt worden 1st, neigt
einen Feststoff gehalt von 40 1>.
Eine Anstrichfarbe wird aus Zinkstaub und den neuen Bindemittel folgendernassen hergestellt: 600 g eines nach den allgemeinen Verfahren des Beispiele 1 hergestellten Borsäure-Silicatbindeaittels (42 i>
Feststoffe), 12 g eineB für Anstrichfarben geeigneten Tons, 3 g kolloidale Kieselsäure und 2550 g
Zinkstaub werden 15 Hinuten in einer schnell laufenden Kolloidmühle geniecht. Das Produkt wird in Behältern bei Raumtemperatur aufbewahrt. Am ersten lag setzt sich das Zink etwas ab;
danach ist die Suspension jedoch beständig und rührbar.
Es werden viele weitere Versuche durchgeführt, bei denen 3 bis 15 g Borsäure mit 60 bis 170 g Folykieeelsäureäthylester in
Gegenwart von 10 bis 80 g Äthylalkohol umgesetzt werden. In
allen diesen Verouchen wird das Reaktionsgemisch 3 Stunden auf
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Rückflussteaperatur (85 Ui 87° O) erhitzt. Diese Bindeaittel
werden dann auf Unterlagen aufgetragen und trooknen gelassen·
Die Trockenzeiten betragen θ bis 90 Minuten. In einigen fällen wird die Knoop-Hörte der so erhaltenen Filme bestiant· Die
Hart« beträgt etwa 36 bis 150 und hat bei vielen Überzügen
einen Wert von etwa 70. Der Kieseleäuregehalt der lilne wird
ebenfalls bestimmt und liegt in Bereich von 67 bis 90 Gewiohteprosent.
Einige der Produkte werden duroh ZueatE von Zinketaub zu einer
Anstrichfarbe verarbeitet. Flussstahlplatten werden gereinigt«
einige durch Bearbeiten nit den Sandstrahlgebläse, bis das Netall weiss istι und andere duroh Behandeln nit Triohloräthylen
und Phosphorsäure, und die gereinigten Platten werden ale Unterlagen für die Anstriche verwendet. Die Anstrichfarben werden auf die Unterlagen nit einer Spritspistole (Binke Modell
15) bei einen Druck von 4,9 kg/cm aufgespritzt. Sann werden
die Platten trocknen gelassen. Mehrere dieser Platten werden, gewöhnlich 144 Stunden, den Salzeprühtest nit zufriedenstellenden Ergebnissen unterworfen. Zwei der Platten, bei denen
die Bindenittel des Belages aus 60,4 g Polykieselsäurettthylester und 6,2 g Borsäure bzw. aus 60,4 g Polykieseleäureäthylester und 12,4 g Borsäure hergestellt sind, werden 250 Stunden
lang den Salzsprühtest ausgesetzt, wobei an Ende der Prüfzeit
nur eine geringe Rostmenge beobachtet wird.
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Claims (7)
1. Überzugsmittel bzw. Zinkfarbe auf Polysilioatbasis, daduroh
gekennzeichnet, dass der filebildende Bestandteil tine durch Erhitzen von Polykieseleäureäthyleeter oder «ines Gealsoh
aus Polykieeeleäureäthyleetern der allgeaeinen forael
O2H5O
Il
O2H5 0 —
O2H5
O2H5
in der η eine Zahl τοη 2 bis 10 bedeutet, und Borsäure in
Gegenwart eines organischen Lösungseittels für die Borsäure
unter Ausschluss von Feuchtigkeit erhaltene Polysilioataasse
ist.
2. Überzugsmittel bzw. Zinkfarbe naoh Anspruch 1, daduroh ge~
kennzeiohnet, dass der filabildende Bestandteil ein· unter
den angegebenen Bedingungen durch Erhitzen von 1 bis 6 Gewiohteteilen Borsäure alt je 100 Gewichteteilen Polykieseleäureäthyleeter auf 70 bis 140° C erhaltene Folysilioataasee ist·
3. Zinkfarbe nach Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet,
dass sie aus einer Dispersion von 80 bis 94 Gewichtsprozent Zink (bezogen auf das Gesaatgewioht der farbe) in 6 bie 20
Gewichtsprozent flüssiger Polysilioataasse (bezogen auf das
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Gesamtgewicht der Farbe) besteht.
4. Verfahren zur Herstellung von Polyeilioatiaeeen genäse An-Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Polykieseisäureäthylester oder ein Gemisch aus Polykieselsäureäthylestern
der allgemeinen formel
-0 Si
in der η eine Zahl von 2 Ms 10 bedeutet, mit Borsäure in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels für die Borsäure
unter Ausschluss von Feuchtigkeit erhitzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass 1
bis 6 Gewichteteile Borsäure alt Je 100 Gewichtsteilen PoIykieselsäureäthylester auf 70 bis 140° C erhitzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der Polykieselsäureäthylester und die Borsäure 3 bis
Stunden in absolutem Äthanol auf Rückflussteaperatur erhitzt
werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass 80 bis 94 Gewichtsteile 2 ink in 6 bis 20 Gewichtsteilen
der bei der Umsetzung erheiteren Polysilicatmasse dispergiert werden.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19661593236 Pending DE1593236A1 (de) | 1965-06-01 | 1966-05-27 | UEberzugsmittel bzw. Zinkfarbe auf Polysilicatbasis |
Country Status (4)
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|---|---|
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| DE (1) | DE1593236A1 (de) |
| GB (1) | GB1076309A (de) |
| NL (1) | NL6607568A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2258089A1 (de) * | 1971-12-30 | 1973-07-12 | Stauffer Chemical Co | Ueberzugsmittel und verfahren zu seiner herstellung |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2018622B2 (de) * | 1970-04-18 | 1979-10-11 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Alkylalkoxi-hydroxisiloxane und deren Verwendung als Bindemittel |
| JPS63160131A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-02 | Toshiba Corp | 陰極線管の製造方法 |
-
1966
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- 1966-06-01 BE BE681941D patent/BE681941A/xx unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2258089A1 (de) * | 1971-12-30 | 1973-07-12 | Stauffer Chemical Co | Ueberzugsmittel und verfahren zu seiner herstellung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1076309A (en) | 1967-07-19 |
| NL6607568A (de) | 1966-12-02 |
| BE681941A (de) | 1966-11-14 |
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