DE1621805A1

DE1621805A1 - Verfahren zur Herstellung eines Schutzueberzuges gegen Korrosion oder andere Beschaedigungen von Oberflaechen

Info

Publication number: DE1621805A1
Application number: DE1966B0088514
Authority: DE
Inventors: Bradley William Joseph
Original assignee: BRADLEY WILLIAM JOSEPH
Current assignee: BRADLEY WILLIAM JOSEPH
Priority date: 1966-08-17
Filing date: 1966-08-17
Publication date: 1971-06-03
Also published as: DE1621805C3; DE1621805B2

Description

PATENTANWALT. 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEEON (07Ί1) 244003.

5· November 1969 - B 22 - ·

William Joseph Bradley, Pittsburgh, Pennsylvania 15228, 90 Longue Vue Drive

Verfahren zur Herstellung eines Schutz-^ Überzuges gegen Korrosion oder andere Beschädigungen von Oberflächen λ

Die Erfindung betrifft einen Schutzüberzug, der aus einer Vermengung von Glasf locken in einer Trägerf lüssigkelit besteht > die ein Bindemittel und einen flüchtigen Bestandteil enthält und in dem dier&laspartikel vor ihreriZümischung mit einer kapillar-aktiven Substanz vorbehandelt werden bzw· eine solche Behandlung erfahren, daß sie im Träger eine flächenhafte, dünnschichtige Ausrichtung einnehmen und damit eine wirksame Schutzschicht verhältnismäßig^geringer Dicke in einem einzigen Verfahrensschritt bilden·;;

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» O. mm.

Nach dem Stand der Technik:, werden mikroskopisch: dünne Glas*- partikel mit organischen Trägern odei* Bindemitteln,, zv B»_; Bispheiiol-PQlyesterharzen zusammengemischfe, um- einen; korrosionsbeständigen Schutztiber zug für Metall und ähnliche Stoffe zu- bilden* Eine Mischung: von Glaspartikeln: in einem Bindemittel· und mit einem Katalysator wird auf das: zu schützende Material in verhältnismäßig kräftigen Schichten (889 -■ 10l6yu) aufgesprü/ht. Danach wird die Oberfläche mit einer Walze behandelt oder gebürstet oder in anderer Weise ausgeglichen, um die Glaspartikel flächenmäßig auszurichten, damit sie in dem Überzug im wesentlichen parallel zur Oberfläche des zu schützenden Materials zu liegen kammern Die ineinander geschichtete Ausrichtung verhindert den Durchtritt korrodierender Eösüngen durch den Überzug zur Oberfläche des zu schützenden Materials. Die (Maspartikel haben beliebige Oberflächengrößen und bilden flache Stücke von etwa 3/u Dicke-JSln solcher Überzug erweist sich aber als unzweckmäßig, um ausreichende Schutzschichten mit einer Dicke unter 6>5/^u herzustellen, auch dann, wenn der Überzug aufgesprüht und danach durch eine Walze, Bürste oder'andere Glättungsmittel zum Zwecke des Ausrichtens der Glaspartikel bearbeitet wird;« -

Wirksame korrosionsbeständige Schichten geringerer Dicke, z. B, zwischen 127/u und 254/U , sind naturgemäß vorteilhafter, und bei Anwendung eines entsprechenden Verfahrens zum Aufbringen der Schicht senken sich die Kosten für Material und Arbeitszeit· Zudem ist es nicht nur vorteilhaft, sondern auch zweck- = mäßig, den zusätzlichen Arbeitsgang nach Aufbringen des Überzuges durch das Walzen, Bürsten oder Glätten des Materials zu vermeiden, wenn die Glasteilchen vor ihrer Vermischung mit dem Harzbindemittel und anderen Überzug-Bestandteilen eine besondere Vorbehandlung erfahren«

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Es ist daher ein Merkmal der Erfindung # in wirksamer We ise metallische Oberflächen eines Körpers gegen Korrosion durch einen Überzug unter Verwendung von Glaspartikeln und organischen Bindemitteln zu schützen,, dessen mittlere Schichtdicke zwischen 127 und 254:/ü liegt* Trotz der Möglichkeit, Überzüge von 762M oder darüber oder erheblich unter 127/U leicht herstellen zu können, sollte doch die günstigste
Schichtdicke zwischen 127 und 254/U gewählt werden. Die
wirksame Schichtdicke aufzubringender Überzüge kann sich
in Abhängigkeit des ausgawählten Harzbindemittels und der · Beanspruchungen bzw. der Einwirkungen aus der Umgebung ändern.

Mit dem Glasteilchen und besondere organische Bindemittel enthaltenden Überzugsmaterial wird gemäß der Erfindung eine selbsttätige flächenhafte Ausrichtung bzw. überlappende
Schichtung der Glaspartikel bewirkt, so daß es sich erübrigt, den Überzug nach seiner Aufbringung zu walzen, zu bürsten, oder zu glätten'oder zu spachte'ln» Die von einem organischen Harz getragenen Glaspartikel nehmen bei dem Aufbringen auf ein stabiles Material eine dazu parallele, dünnschichtige Ausrichtung an, ohne daß es notwendig-ist> eine äußere mechanische Behandlung anzuwenden·

Ein weiteres Merkmal der.Erfindung liegt in der Verwendung eines flüssigen Überzugsmaterials mit oder ohne Verwendung eines flüchtigen Lösungsmittels in dem organischen Bindemittel.

Ein Überzug gemäß der Erfindung enthält auf einen Kubikzentimeter Bindemittel eine große Anzahl, vorzugsweise zwischen 0,119 und 0,2^8 g, gleichartiger und/oder mannigfaltiger
mikroskopisch dünner Glaspartikel, vermischt mit einem organischen, flüssigen Bindemittel, wie Alkyd-, Epoxy-, Vinyl-, Phenol-Harz, auf Gummibasis entwickeltem oder anderem syn—

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thetischen Harz, das entweder einzeln oder in Kombination mitanderen verwendet wird·

Die Glästeilchen werden zunächst mit Stearinsäure, einem Silikonharz, Silikonöl oder einem anderen kapillar-aktiven Stoff überzogen, der sich mit dem Harzträgermittel nicht homogen vermischt, so daß die damit überzogenen Glaspartikel das Bestreben haben, an die Oberfläche des flüssigen Trägers zu wandern und eine flächenhafte parallel zur Oberfläche des Trägers verlaufende Schichtung zu bilden. So haben die vorher überzogenen Glasteilchen keine natürliche Affinität zu dem Träger, sondern das Bestreben, an die Oberfläche dieses Trägers zu treten, selbst wenn sie- vorher mit diesem kräftig durchmischt worden sind. Auf diese Weise kann jede gewünschte Schichtdicke erreicht werden, besonders aber geringe Schichtdicken "von 127/U bis 254 /U '.·■ Mit diesen sind die metallischen Flächen wirksam geschützt, ohne daß es notwendig wird, die Überzugschicht mechanisch zu behandeln, etwa die Glasteilchen parallel zur Ebene der zu schützenden Oberfläche flächenhaft auszurichten· "

Ein Überzug, der von dem jeweils ausgewählten Harzbindemittel und der Art und den Beanspruchungen der zu schützenden Unterlage abhängt, kann auf gesäuberte und entsprechend^vorBereitete Flächen mit oder ohne Grundierung aufgebracht werden, also allein durch Aufsprühen, Aufbürsten und/oder andere übliche Überzugsverfahren oder —mittel, wie sie beim Auftragen organischer' Anstrichmittel üblich sind.

Die in erster Linie dicht an der Oberfläche des Überzuges flächenmäßig ausgerichteten Glaspartikel sind in großem"Umfang auch innerhalb, des gesamten Überzuges verteilt, so daß"zusätzlich zur Herabsetzung der Durchdringungsmöglichkeit des Überzuges auch seine/Haltbarkeit und Haftfähigkeit verbessert wird und da-

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anit-^ein optimaler S^

ist dies« ; in/der Ä

GsrnSB einem bevorzugten/
.Erfindung eieren. S&hutz^erzug ;
^ mittels ;-- für beliebige cyberiKkäche, die «finer iAr oder. Korrosion ,ausgesietzt sind, wie "etwa salzigen* -cJiemiSiChen ojder^Witte^rui^

hesteiit vorzugsweise -atis Biaiem-Qrganisxüaen \£!^α^^Βπι^ι&ρβίϊτ-ία^ Bindemittel, wie,-.ÄMeyd-«.., JEpoxy-, ^iii^l·-, ^he^ioiriSatEZ-oder syntketischem auf öummifeasis emtwißkelfes Barz ©der :anötec:es synthetisches Biarz, die entweder veinzeln:-oder ;miteinand3er konibiniert verwendet wer dem, Biese besitzen -eine -.große fiä^t Fähigkeit an der zu söiiützeaiden^ ^llntemLage und de^lien· deren Oberfläche vollständig unxi ,gls.i^emmäSig ab^ In das bindemittel eingebracht und darin verteilt .ist;eime igroBe Anzahl ;gleiöhförmiger und/oder ungleichförmiger PartiiEel mxs ;ßlas oder-giasähnlichem -Material-, das zufolge seiner^ Struktur sehr^; korro;sijans— fest ,inert und !mechanisch verhältnismäßig stabil iist.·

Bevor die ölas teilchen mit idem ^Bindemittel vermischt -werden^ , werden sie mit einer k:apillar-*alctiven ^Substanz Kfie; Stearinsäure oder Silikonharz oder ;Si.likonöl VOr/beschichte~b, was die Wirkung hat, daß' die Teilöhen ,im Bindemittel ■ wenigstens teilweise schwimmen oder sich an dessen jQberf^Mcne bewegen. Das Beschißhten der Teilchen kann atiöh bewirken, daß isibih die Kapillar- (oberflächen) -Spannung zwischen den ihrem Überzug und dem HiöäemitteX so verändert, id ©hen mit ihrem "Überzug von dem Bindemittel etwas .abgestoßen ^werden, so daß sie sich xan die Bindemittel^Qberiiläßhö Ή&- wegen und dart flMoiieiihaft ineinander :Bö;hiß!rt®n^utt^

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-Pfenge aer iG3;aste:il£he3i ±ni^^ ostreut. -/■■".

Der libeissliBstearin·iier-ges teilt wenden ails Barer:^Glaaazanstrieh /öder to wer&fötoiiejäenen ^arbem, ^wifce -^es ;der ^erlHⁱia^ea^r-»OT^EiM^.

wird Brhatbem "^
EigmerrbBn.

einem anderen vAusfiitemisBi^±spaiel:s;l^ä:.ä:le " mit «iisem :31;οΙ*ί vxm gerlaigarem^^:

des Binäemlfcteels besciiiGihtBt. Ttfeisn die ^escMcMning diefc :i^

dieser BeseliictifciiHg; ein ^ezi£isetoeB iQe^amfcgewicfrt _s das geringer is't als das des Binde mitte Is,.- soΆβΙΕ ahen an die üteerfiäche treiben. Bei diesem spiel kann eline iflSclitige ßitbsiianzäzh ierwiesfläefc"^; BescMehtung der GlasteOxjheai zu icissn^ nachdem das JSemisch auf das rzu sciiütezende Material ^uj|gespruht und geiiugend Zeit vergangem ist, in der die "PailShSin :an die OberfiäcObe des Überzuges gelangt sind und slöh gesciKiötttet bzw· "abgesetzt" itaben» Wenn üann di© Tfiüctotige Substanz die iforbBseniciitung vxan den Te liehen_: lös t, : naftet das Bindemittel direkt an jden Glaspartikeln. Beispielsweise können die IPeilöhen mit einem !toterIaI von geringem spezifischen Gewicht TbesMiichtet sein, Äas eine höhe Ober'f läöhenspannung :mit/Be;zug auf paß Biiidemittel aufweist wie mit Stearinsäure, die in einem fltfehtigen Mittel wie Xylol verwendet wird.

Obwohl zwischen der iferfaeBB^hii^^

und dem BindemitteT «iin^ Saften dd©r bleiben nicht erforderlLch ist und die Tellxshen -mit aem Bindemittel vermischt 'werden können; ohne daß :zwisctoem aieseii eine ibesonclere Jiaf tJEShigkeit beßt#ht_Li äieJit a§e^^^ Äüsführungs-

form elaie;Beechlohtung der GlasEfeedltiähen 'irtit -einem; Material vor,

_; ^_- BAD ORIGINAL

das gegenüber, dem Bindemittel eine hohe Oberflächenspannung aufweist und eine flüchtige Substanz beigemischt enthält, die aus dem Überzug verdampft, nachdem die Teilchen genügend Zeit hatten, sich im wesentlichen zu einer flächenhaften Schiehtungsstruktu^r an die Oberfläche zu ,bewegen· Die flüchtige Substanz kann die Vorbeschichtung auf den Glasteilchen lösen, so daß diese direkt an dem Bindemittel haften»

Wenn zu dieser Vorbeschichtung die" Glasteliehen beispielsweise ,mit einer 3#i<gen Lösung, von Stearinsäure behandelt sind, wobei die Stearinsäure sich in einem flüchtigen Träger befindet, wird, dieser Träger verdampfen. Wenn man bei Beschichtung einer großen Menge von Glasteilchen mit einer j5#igen Stearinsäure lösung mit einer.flüchtigen Träger-Substanz letztere verdampfen läßt, bevor ein Vermischen mit den Komponenten des Bindemittels erfolgt, der Stearinsäureüberzug auf einem Glas teilchen, an dem .Überzug des benachbarten Glaste lichens haften, so. daß die ganze Gruppe der mit der Stearinsäure beschichteten Gla&te-llohen eine verhältnismäßig feste Masse Bildet» Wenn auf diese Weise die ganze flüchtige Trägersubstanz verdampft sein sollte, muß ein flüchtiges Lösungsmittel dem Bindemittel -beigegeben werden, damit dann bei der. Zumi.schung. von Bindemittel das flüahtige Lösungsmittel einen Teil.der Vorbeschichtung auf den Glasteilchen löst und die Glasteliehen befreit, damit sie sich innerhalb des Bindemittels frei bewegen können.

Wenn die vorbesehlchteten Glasteilchen mit dem Bindemittel vermischt werden, sollte ein Teil der die Stearinsäure lösenden flüchtigen Substanz noch auf den Glasteilchen vorhanden sein, damit diese in Form eines Breies bleiben und nicht einen festen Körper bilden. In anderen Worten, genügend flüchtige Substanz bleibt auf den vorbeschichteten Glasteilchen zurück,

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um der Haftung zwischen benachbarten Glasteilchen vorzubeugen, so daß, wenn die vorbeschichteten Glasteilchen mit.dem Bindemittel vermischt sind, ihre Beweglichkeit innerhalb des Bindemittels gewährleistet bleibt· Die relativen Mengen von flüchtiger Lösungssubstanz in Verbindung mit der Vorbeschichtung auf den Glasteilchen und der flüchtigen Lösungssubstanz in dem Bindemittel können daher den jeweiligen Anforderungen entsprechend verändert werden, wenn dieselbe flüchtige Substanz oder Substanzen mit im wesentlichen gleichen Eigenschaften für die Vorbeschichtung und das Bindemittel angewendet werden· Wenn jedoch die flüchtige Substanz in dem Bindemittel nicht fähig ist, die Auflösung und Trennung von den beschichteten Glasteilchen durchzuführen, dann ist es notwendig, daß eine genügende Menge der flüchtigen Substanz dem überzug auf den Teilcten in der Zeit beigemischt wird,-zu der die vorbeschichteten Teilchen mit dem Bindemittel vermischt werden.

Die Beschichtung der Glasteilchen kann bereits zur Zeit der Entstehung oder Herstellung erfolgen, z. B. indem das Vorbeschichtungsmaterial, das einen flüchtigen Bestandteil beigemischt enthält, kontinuierlich auf das feste Glasstück gesprüht wird, solange dieses zerkleinert bzw. "zerschuppt¹¹ wird, so daß die entstehenden abspringenden Partikel bereits mit der gewünschten Vorbeschichtung versehen sind. Diese vorbeschichteten Teilchen gelangen dann in einen Behälter und werden dort gespeichert oder weiterbefördert, wobei die flüchtige Substanz solange festgehalten wird, bis die Teilchen bei der endgültigen Verwendung mit dem Bindemittel vermischt werden·

Als Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung dienen folgende Aufstellungen, in denen die Glasteilchen

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rait einem dünnen Überzug-Rückstand von Stearinsäure vorbe schichtet sind, der dadurch gebildet wird, daß die Glaspartikel mit einer 3#ige,n Lösung dieser Säure in einem flüchtigen Lösungsmittel wie Xylol eingetaucht oder besprüht werden:

"Graue Epoxy-Endlackierung"

Träger _:

Epoxyharz; (nicht Vharzformiger schleiu-niger (nicht Lösungsmifrtei; aus

und: LösuiagsmitteOL

(Gewichtsprozente)

Pigment	Rutil, nicht	56,0 "%
Titan-Dioxyd -	schwitzend	43,0 %
	Glaspartikel	1,0 %
Vorbehandelte.
Farbpigmette

1.00,0-^

18,3 % 18,3 %

Summe:

66,

WQ, Ö

annähörmi #25 bis 350■((beX ÄSTM· Speej. E

Mindestgewioht pro cmr - 1*1/5 K ^:- : :/'::

(E)er: harzf örmlge Katalysläfcör wird getrennt verpacikt und unmitteltiar vor dem Geförai^eh helgemiseht)-;

ΒΑΘ ORIGINAL

— .IQ —

(Ge V; .1 eiifcsprozieaifee )

Έπ ». JL

1 * Q

Lösaingsmifcliel aus-

, KJeiixane,,

; und aI;icQto;al±sxiiieii Lösungsmii^bein '

Earzaxbitger AusliaEtB^beschleumigea?' - ΓοΟ'ί-ο

Claims

- ' il..■■■ P 16 21 805.6 - ' ■-;:- 5.HNovember 1969 Wkv.J. ..Bradley : .■ - b::22 - -■- -. ■ Patentansprüche

1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung zwecks Korrosionsschutz und/oder Dekoration unter.Verwendung einer aus mikroskopisch dünnen Glasflocken und flüssigem organischem Kunststoff bestehenden Mischung, dadurch -gekennzeichnet, daß die Glasflocken mit einem oberflächenaktiven Mittel vorbehandelt werden, das einer homogenen Vermischung der Glasflocken mit dem flüssigen organischen Kunststoff entgegenwirkt, daß die vorbehandelten Glasflocken mit dem■.-.-:" flüssigen organischen Kunststoff vermischt werden, und daß die somit entstandene Schutzüberzug-Zusammensetzung als gleichmäßige Schicht über die zu schützende Oberfläche aufgetragen wird, wobei sich die Glasflocken zu reorientieren suchen, indem sie sich von ^:der zu schützenden Oberfläche entfernen und an. die Außenfläche des Bindemittel-Trägers treiben und sich dort in im wesefclichen paralleler Schichtung verdichten. ,

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung durch Aufsprühen, Aufbürsten, Eintauchen, Betupfen oder durch Imprägnieren auf die Oberflächen aufgebracht wird. -.,"■■-";

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige, aus organischem Harz bestehende Binde- und Trägermittel ein Alkyd—, Epoxy-, Vinyl, Phenol-, Ajsryl-,

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Silikon-, Urethan, Polyamid- oder ein auf Gummigrundlage bestehendes Harz oder eine Kombination dieser ist»

4« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zusammensetzung das Verhältnis des Gewichtsanteils von Glasflocken zum Volumenanteil des Bindemittel-Trägers im Bereich zwischen 0,119 und 0,467 g/cnr liegt,

5 ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geKennzeichnet, daß das Benetzungsmittel aus einer Substanzgruppe ausgewählt wird, die Stearinsäure, Siliconharz und Siliconöl enthält»

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung ein Farbstoff beigegeben wird·

7. Zusammensetzung für einen nach Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten Schutzüberzug, gekennzeichnet durch einen aus organischem Harz bestehenden Binde«- mittel-Träger und damit vermengten mit einem Benetzungsmittel vorbehandelten Glasflocken, die nach Aufbringen der Zusammensetzung als Überzug auf Materialflächen an die Außenfläche des Überzugs treiben und eine Schicht bilden, in der sie in einer im wesentlichen parallelen und sieh überlappenden Beziehung zueinander verbleiben_e

8« Zusammensetzung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Bindemittel-Träger aus einem Alkydharz, Epoxyharz, Vinylharz, Phenolharz, einem Kunstharz auf Gummigrundlage, aus einem Acryl, Silicon, Urethan oder Pqljramid oder aus einer Kombination dieser Stoffe besteht,

9· Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Benetzungsmittel aus einer Stearinsäure, einem Silikonharz oderSilikonöl aesteht. .

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10* Zusammensetzung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Glasflocken aus einem stark korrosionsbeständigen und inerten Stoff bestehen,»

11. Zusammensetzung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Glasflocken mit einer j5$igen Stearinsäure-Lösung vorbehandelt sind·

12. Mit einem gemäß Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten Schuta· überzug überzogene Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Oberfläche anhaftende Überzug erhärtetes organisches Harz und dünne Glasflocken enthält, die in einer Vielzahl von laminaren Schichtungen nebeneinander und parallel zur Oberfläche des Überzuges eine im weeentlichen undurchlässige Glasschicht bilden·

13· Schutzüberzug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Überzuges zwischen 125/U "und 76O/U liegt»

14· Schutzüberzug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Überzuges zwischen 125/U und 250 ax liegt.

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