DE1669089A1

DE1669089A1 - Primer

Info

Publication number: DE1669089A1
Application number: DE19671669089
Authority: DE
Inventors: Baxter Kenneth Ford; Sheila Jackson
Original assignee: BRITISH PAINTS Ltd
Current assignee: BRITISH PAINTS Ltd
Priority date: 1966-10-19
Filing date: 1967-10-18
Publication date: 1971-05-06
Also published as: GB1167900A; SE337268B; NL6714130A

Description

PATENTANWÄLTE Ί 6 6 9 O 8PATENT LAWYERS Ί 6 6 9 O 8

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DlPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCHDR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. SCHONWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DlPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUSCOLOGNE 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 10. April 1970 Ke/ReCologne, April 10, 1970 Ke / Re

British Paints LimitedBritish Paints Limited ,,

Britannic Works, Portland Road, Newcastle upon Tyne 2

(England)(England)

Primer

Die Erfindung betrifft Anstrichmittel, insbesondere eine Schutzanstrichmasse des Typs, der allgemein als Grundiermittel bezeichnet wird.The invention relates to paints, and more particularly to a protective paint of the type generally used as primers referred to as.

Beim Bau von Großkonstruktionen, beispielsweise im Schiffsbau und im Brückenbau, ist es allgemein üblich, die Stahloberfläche von der Walzhaut und von Korrosionsprodukten durch Sandstrahl zu befreien und dann eine dünne Schicht einer schnell trocknenden Grundierfarbe aufzutragen. Der Anstrich wird im allgemeinen durch Spritzen aufgetragen und muß so schnell zu einem genügend harten Überzug trocknen, daß der Stahl innerhalb kurzer Zeit verarbeitet werden kann. Der grundierte Stahl wird verschiedenen Behandlungen unterworfen, wie Schneiden, Schweißen und Formen, und muß gewöhnlich der Witterung für eine Zeit von vielen Monaten widerstehen, bevor ein Deckanstrich aufgetragen wird. Der Schutz, den das Grundiermittel bietet, ϊϊτ.-β daher hohen Ansprüchen genügen.When building large structures, for example in shipbuilding and bridge building, it is common practice to use the steel surface remove the mill skin and corrosion products by sandblasting and then apply a thin layer a quick-drying primer paint. The paint is generally applied by spraying and must dry so quickly to a sufficiently hard coating that the steel can be processed within a short time can. The primed steel is subjected to various treatments such as cutting, welding and shaping, and usually must withstand the weather for a period of many months before a top coat is applied will. The protection offered by the primer ϊϊτ.-β therefore meet high standards.

Die Filmdicke des Grundiermittels ist sehr wichtig, da ein zu dicker Film zu Schwierigkeiten beim Schweißen führen kann und mit einem zu dünnen Film kein ausreichender Schutz erzielt wird. Allgemein gelten Filmdicken 109819/1873 The film thickness of the primer is very important because too thick a film can lead to difficulties in welding and too thin a film does not provide adequate protection. In general, film thicknesses 109819/1873 apply

N*U* UritftrMOWl *"■ * I * *** ^{2 Nr}·' ^{Satt 3 dee Änderun0#flOe}-^W· *·⁹' ^ BAD ORIGINALN * U * UritftrMOWl * "■ * I * *** ^{2 Nr} · ' ^{Satt 3 dee Alterun0 # flOe} - ^W · * · ⁹ ' ^ BAD ORIGINAL

Ί669089Ί669089

in der Größenordnung von 13 bis 5Ou als genügend. Bevorzugt werden Dicken von 25 bis 8on the order of 13 to 50u as sufficient. Preferred are thicknesses from 25 to 8

Weitgehende Anwendung hat ein Grundieranstrich gefunden, der hauptsächlich metallisches Zink als Pigment in einem Medium enthält, das aus einem Epoxyharz und einem geeigneten Härtemittel besteht. Mit diesem Anstrichmittel wird zwar ausgezeichnete Wetterbeständigkeit erzielt, jedoch hat es den Nachteil, daß beim Verbrennen des Anstrichs während des Schweißens sich Vergiftungsgefahren in Verbindung mit den Zinkdämpfen insbesondere in schlecht gelüfteten und geschlossenen Räumen ergeben können. Ferner entstehen auf dem Anstrich während der Einwirkung der Witterung Oberflächenablagerungen aus Zinksalzen, die, wenn sie nicht sorgfältig durch Abspulen mit sauberem Wasser entfernt werden, zu Blasenbildung und Loslösung des anschließend aufgetragenen Schutzanstrichfilms führen können, besonders wenn die Konstruktion lange Zeit in Wasser getaucht ist.A primer coating that mainly contains metallic zinc as a pigment in one has found widespread use Contains medium consisting of an epoxy resin and a suitable hardener. With this paint is although it achieves excellent weather resistance, it has the disadvantage that when the paint burns During welding there is a risk of poisoning in connection with the zinc fumes, especially in poorly ventilated ones and closed spaces. Furthermore, occur on the paint during exposure to the Weathering surface build-up of zinc salts, which if not cleaned carefully by unwinding with clean Water, lead to the formation of bubbles and detachment of the subsequently applied protective coating film especially if the structure has been immersed in water for a long time.

Gegenstand der Erfindung ist ein von metallischem Zink und unter Schweißbedingungen giftige Dämpfe abgebende Verbindungen freies Grundiermittel aus einem Filmbildner und Pigmenten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eines der Pigmente Eisenglimmer und ein anderes ein Metallchrornat, -phosphat oder molybdat ist und die Volumenkonzentration des Gesamtpigmentes im trockenen Film 20 bis βθ fo beträgt.The subject matter of the invention is a primer free of metallic zinc and compounds which emit toxic fumes under welding conditions, consisting of a film former and pigments, which is characterized in that one of the pigments is iron mica and another is a metal chromate, phosphate or molybdate and the volume concentration of the total pigment is dry film is 20 to βθ fo .

Durch ein solches Grundiermittel werden keine hohen Konzentrationen giftiger Dämpfe bei hohen Temperaturen gebildet. Die Pigmentkombination kann jedoch in ein Anstrichmittel eingearbeitet werden, mit dem einwandfrei Schutzfilme der gewünschten Dicke durch Spritzen mit verhältnismäßig wenig, beispielsweise bis zu drei Durchgängen der Spri' ■" ί stole aufgetragen werden können.Such a primer does not produce high concentrations of toxic fumes at high temperatures. However, the combination pigment may be incorporated in a paint, with the properly protective films of the desired thickness by spraying little, can be for example up to three passes of the spray i '■ "ί stole applied with relatively.

109819/1873109819/1873

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Eisenglimmer ist ein in der Natur vorkommendes Erz und hat eine schuppige Kristallstruktur, die zweifellos zu seinem Wert im Grundiermittel beiträgt. Es ist jedoch zu bemerken, daß auch andere Pigmente von ähnlicher Kristallform, wie Graphit selbst und die als Silicagraphit bekannte natürliche Form von Graphit, nicht die lange Schutzwirkung ergeben, die bei Eisenglimmer festgestellt wurde. Für den Spritzauftrag des Grundiermittels ist es am besten, das Pigment in einer Teilchengröße von nicht mehr als 60 u zu verwenden. Zwar muß ein wesentlicher Anteil des Pigments in der Grundierfarbe aus Eisenglimmer bestehen, jedoch können auch andere Pigmente anwesend sein und, abgesehen von dem Rostschutzpigment, bis zu 70 % des insgesamt vorhandenen Pigments ausmachen. Beispielsweise kann eine Kombination von Eisenglimmer und amorphen roten und gelben Eisenoxyden verwendet werden. Die Anwesenheit eines Anteils an amorphem Eisenoxyd trägt sogar dazu bei, ungleichmässigen Verlauf, insbesondere bei hohen Volumenkonzentrationen des Pigments, zu vermeiden.Iron mica is a naturally occurring ore and has a flaky crystal structure that undoubtedly adds to its value in primer. It should be noted, however, that other pigments of similar crystal form, such as graphite itself and the natural form of graphite known as silica graphite, do not provide the long-term protective effect that has been found with iron mica. For the spray application of the primer, it is best to use the pigment in a particle size of not more than 60µ. Although a substantial proportion of the pigment in the primer color must consist of iron mica, other pigments can also be present and, apart from the anti-rust pigment, make up up to 70% of the total pigment present. For example, a combination of iron mica and amorphous red and yellow iron oxides can be used. The presence of a proportion of amorphous iron oxide even helps to avoid uneven flow, especially in the case of high volume concentrations of the pigment.

In der Praxis werden als Rostschutzpigmente Zinkphosphat und Zinktetroxychromat bevorzugt, jedoch können auch andere Metallchromate, -phosphate und -molybdate verwendet werden. Beispielsweise wird mit Strontiumchromat und Zinkkaliumchromat gute Wetterbeständigkeit erzielt, wenn längeres Eintauchen in Wasser nicht vorgesehen ist. Die Volumenkonzentration des verwendeten Rostschutzpigments beträgt im allgemeinen 10 bis 50 %, vorzugsweise 20 bis 30 $ der Gesamtkonzentration des Pigments. In dieser Beschreibung v/erden die Volumenkonzentrationen der Pigmente, d.h. die Zahlen, die durch Dividieren des Gewichts des verwendeten Pigments durch sein spezifisches Gewicht ermittelt v/erden, wegen der starken Unterschiede zwischen den spezifischen Gewichten der Pigmente bevorzugt vor ihren Gewicht okonzontrat ionen verwendet.In practice, zinc phosphate and zinc tetroxychromate are preferred as rust protection pigments, but other metal chromates, phosphates and molybdates can also be used. For example, good weather resistance is achieved with strontium chromate and zinc potassium chromate if prolonged immersion in water is not intended. The volume concentration of the rust preventive pigment used is generally 10 to 50%, preferably 20 to 30% of the total concentration of the pigment. In this specification the pigment volume concentrations, ie the numbers obtained by dividing the weight of the pigment used by its specific gravity, are preferred over their weight concentrations because of the large differences between the specific gravity of the pigments.

1Ü9819/1873 BAD ORIGINAL1Ü9819 / 1873 BATH ORIGINAL

Wie bereits erwähnt, muß die Pigment-Volumenkonzentratlon im trockenen Film, der mit dem Grundiermittel erzeugt wurde, zwischen 20 und βθ fo liegen, damit der Film einwandfrei bleibt. Der Rest des Films besteht weitgehend aus dem Anstrichmedium, das vorzugsweise ein Epoxyharz, insbesondere ein solches mit einem Epoxywert von 400 bis 2000, enthält. Im gebrauchsfertig zusammengestellten Grundiermittel wird mit den Epoxyharzen ein Härtemittel, vorzugsweise ein Amin, ein Aminaddukt oder ein Polyamid verwendet. Sehr gut geeignet sind Härter auf Polyamidbasis mit Aminwerten von 200 bis 400. Auch andere Medien können verwendet werden. Beispielsweise können hochmolekulare Polyamide verwendet werden, wenn ein in einem Behälter verpacktes Produkt gewünscht wird. Weitere geeignete Medien sind Epoxyester, Vinylharze, Polybutyralharze, Chlorkautschuk und Alkydharze.As already mentioned, the pigment volume concentration in the dry film that was produced with the primer must be between 20 and βθ fo in order for the film to remain flawless. The remainder of the film consists largely of the paint medium, which preferably contains an epoxy resin, especially one with an epoxy value of 400 to 2000. In the ready-to-use primer, a curing agent, preferably an amine, an amine adduct or a polyamide, is used with the epoxy resins. Hardeners based on polyamides with amine values of 200 to 400 are very suitable. Other media can also be used. For example, high molecular weight polyamides can be used when a product packaged in a container is desired. Further suitable media are epoxy esters, vinyl resins, polybutyral resins, chlorinated rubber and alkyd resins.

Um zu starkes Absetzen der Pigmente zu vermeiden, können der Grundierung übliche Absetzverhinderungsmittel, beispielsweise feinteiliges Siliciumdioxyd, zugesetzt werden. Das im Anstrichmittel verwendete Lösungsmittel kann von üblicher Art sein. Beispielsweise können aromatische Lösungsmittel, wie handelsübliches Toluol vom Siedebereich 106° bis 2.12⁰C, Xylol vom Siedebereich 1^7° bis l4o°C, oder aliphatisehe Lösungsmittel, wie handelsüblicher Äthylalkohol vom Siedebereich 8l bis 8j5 C, oder Gemische dieser Lösungsmittel verwendet werden.In order to avoid excessive settling of the pigments, customary settling inhibitors, for example finely divided silicon dioxide, can be added to the primer. The solvent used in the paint can be of a conventional type. For example, aromatic solvents such as commercially available toluene of boiling range 106 ° to 2.12 ⁰ C, xylene, up l4o ° C, or aliphatisehe solvent such as commercially available ethyl alcohol with a boiling range 8l to 8j5 C, or mixtures of these solvents with a boiling range 1 ^ 7 °.

In den folgenden Beispielen, die die Erfindung veranschaulichen, -sind Rezepturen genannt, mit denen ausgezeichnete Schutzanstriche erhalten werden. In diesen Beispielen wurden als Epoxyharze die Reaktionsprodukte von Epichlorhydrin mit 2,2-Bis(-4-hydroxyphenyl)propan und als Härtemittel ein handelsübliches Polyamid aus Fettsäuren von Pflanzenölen und ein Amin mit einem Aminwert von etv;n P.10 Mr. verwendet.In the following examples, which illustrate the invention, recipes are named with which excellent Protective coatings can be obtained. In these examples, the epoxy resins used were the reaction products of epichlorohydrin with 2,2-bis (-4-hydroxyphenyl) propane and as a hardener a commercially available polyamide made from fatty acids in vegetable oils and an amine with an amine value of etv; n P.10 Mr. used.

109819/1873109819/1873

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

lbbBÜ89lbbBÜ89

Beispiel 1example 1

Eisenglimmer, spez. Gewicht 4,8 Zinkphosphat, spez. Gewicht 3,3Iron mica, spec. Weight 4.8 zinc phosphate, spec. Weight 3.3

Siliciumdioxyd als Absetzverhinderungsmittel, spez.Gewicht 2,5Silicon dioxide as an anti-sedimentation agent, specific weight 2.5

Harz, Epoxyäquivalent 450, spez. Gewicht 1,2Resin, epoxy equivalent 450, spec. Weight 1.2

Härtemittel, spez. Gewicht 0,99 ToluolHardener, spec. Weight 0.99 toluene

ÄthylalkoholEthyl alcohol

Weight, kg volume

10,43
3,6310.43
3.63

0,680.68

4,35
2,184.35
2.18

15,97
8,1215.97
8.12

4,79 2,424.79 2.42

O,6oO, 6o

8,00 4,858.00 4.85

Es ist ersichtlich, daß der Anteil des Zinkphosphats im Gesamtpigment χ 100 = 30,9 Vol.-Ji und der Anteil desIt can be seen that the proportion of zinc phosphate in the total pigment χ 100 = 30.9 vol.-Ji and the proportion of

ι , ν Riι, ν Ri

Gesamtpigments im trockenen Film ^{X 1O}° ⁼ ^,& Vol.-Ji betrug. Das spezifische Gewicht des trockenen Films betrug 2,27.Total pigment in the dry film was ^{X 10} ° ⁼ ^, & Vol.-Ji. The specific gravity of the dry film was 2.27.

Example 2

Gewicht, kg VolumenWeight, kg volume

0,680.68

Eisenglimmer, spez. Gewicht 4,8 10,43 Zinktetroxychromat, spez.Gewicht 3,7 3,63Iron mica, spec. Weight 4.8 10.43 zinc tetroxychromate, specific weight 3.7 3.63

Siliciumdioxyd als Absetzverhinderungsmittel, spez. Gewicht 2,5Silicon dioxide as an anti-sedimentation agent, spec. Weight 2.5

Harz, Epoxyäquivalent l6oo, spez. Gewicht 1,15Resin, epoxy equivalent 1600, spec. Weight 1.15

Härtemittel, npez. Gewicht 0,99 ToluolHardener, npez. Weight 0.99 toluene

ÄthylalkoholEthyl alcohol

4,79 2,16 4.79 2.16

0,600.60

5,675.67 1010 ,70, 70 0,860.86 11 ,92, 92 15,9715.97 8,128.12 00

Eg int ersichtlich, daß der Anteil des Zinktetroxychromats im GecamtplirnKint ~ττ ^x ^lü0 ~ ²^^7 Vol.-Ji und der Anteil des Go samt pigment s im trockenen Film χ 100 = 37,5 l.-# betrug. Der trockene Film hatte ein spezifischesEg int it can be seen that the proportion of zinc tetroxychromate in the GecamtplirnKint was ~ ττ ^x ^lü0 ~ ² ^^ 7 vol.-Ji and the proportion of Go including pigment in the dry film was χ 100 = 37.5 l .- #. The dry film was specific

109819/1871 BAD ORIGINAL^» r\;109819/1871 BAD ORIGINAL ^ »r \;

Gewicht von 2,33.Weight of 2.33.

Beispielexample 33 Gewicht,Weight, 8181 kgkg Vo lurnenVo lurnen 4,4, 7575
9595 2,212.21 Gewicht 4,Weight 4, 88th 9,
2, 9,
2, 4,17
1,974.17
1.97 xyd,
Gewicht 3>xyd,
Weight 3> 33

Synthetisches Eisenoxyd,
spez. Gewicht 5,16Synthetic iron oxide,
spec. Weight 5.16

Siliciumdioxyd als Absetzverhin-Silicon dioxide as a sedimentation

derungsmittel, spez. Gewicht 2,5 0,26 0,24 Harz, Epoxyäquivalent 450,modifying agent, spec. Weight 2.5 0.26 0.24 resin, epoxy equivalent 450,

spez. Gewicht 1,2 0,32 5,83spec. Weight 1.2 0.32 5.83

Härtemittel, spez. Gewicht 0,99 1,59 3,54 Toluol 15,06Hardener, spec. Weight 0.99 1.59 3.54 toluene 15.06

Äthylalkohol 7,76Ethyl alcohol 7.76

Es ist ersichtlich, caß der Anteil des Zinkphosphats imIt can be seen that the proportion of zinc phosphate in the

1 QT
Gesamtpigment '- χ 100 = 22,9 Vol.-$ und der Anteil des Gesamtpigments im trockenen Film χ 100 = 47,8 Vol.-$ betrug. Der trockene Film hatte ein spezifisches Gewicht von 2,77.1 QT
Total pigment '- 100 = 22.9 vol .- $ and the proportion of total pigment in the dry film was χ 100 = 47.8 vol .- $. The dry film had a specific gravity of 2.77.

Wie bereits erwähnt, können andere Pigmente, die zusätzlich zum Eisenglimmer vorhanden sind, bis zu 70 VoI.-^ des Gesamtpigments, das außer dem Rostschutzpigment vorhanden ist, ausmachen. Da das letztere bis zu 50 Vol.-Jo des Gesamtpigments ausmachen kann, ergibt sich, daß das Glimmereisen wenigstens 15 Vol.-^ des Gesamtpigments oder, wenn die Menge des Rostsehutspigrnents im bevorzugten Eereich der Volumenkonzentration von 20 bis 30 fo liegt, wenigstens 21 VoI.-^ ausmachen muß.As already mentioned, other pigments which are present in addition to the iron mica can make up up to 70% by volume of the total pigment which is present besides the rust protection pigment. Since the latter up to 50 vol Jo may account of the total pigment, it follows that the mica iron at least 15 vol .- ^ of the total pigment or when the amount of Rostsehutspigrnents in the preferred Eereich the volume concentration is 20 to 30 fo, at least 21 VoI .- ^ must make up.

109819/1873109819/1873

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Claims

1) Primer free of metallic zinc and compounds which emit toxic fumes under welding conditions and consists of a film former and pigments, characterized in that one of the pigments is iron mica and another is a metal chromate, phosphate or molybdate and the concentration of total pigment in the dry film is 20 to 6o % .

2) primer according to claim 1, characterized in that that the iron mica is at least 21 Vol .- ^ of the pigment content matters.

3) primer according to claim 2, characterized in that that there is amorphous iron oxide in an amount of up to 70 vol .- $ of the total pigment content in addition to the metal chromate, contains phosphate or molybdate.

h) primer according to claim 1 to J>, characterized in that it contains an epoxy resin as a film former.

5) primer according to claim 1 to 4, characterized in that that it also contains a non-volatile zinc salt.

6) primer according to claim 5 * characterized in that that it contains zinc phosphate or zinc tetroxychrorate as non-volatile zinc salt.

7) primer according to claim 1 to 6, characterized in that it is an epoxy resin dissolved in a solvent with an epoxy value from -IGO to 2000 and dispersed therein about 50% by volume of zinc phosphate and 70% by volume of iron mica,

μ _M+J09819/1873μ _{M +} J09819 / 1873

New documents (Art. 7 § 1 from ₉ .2 No. 1 sentence 3 of the other _m * _Qm . _V. 4. ^.

BATH ORIGINAL

in each case based on the total pigment content, and the proportion of total pigment in the dry film is about 28 YoI.-fo.

8) primer according to claim 1 to 6, characterized in that that it dissolved in a solvent an epoxy resin having an epoxy value, from 4θΟ to 2000 and dispersed therein about 29 vol .- ^ zinc tetroxychromate and 71 vol .- $ Iron mica, each based on the total pigment content, contains and the proportion of the total pigment in the dry Film is about 38 vol .- ^.

9) primer according to claim 1 to 6, characterized in that it is an epoxy resin dissolved in a solvent with an epoxy value of 4θΟ to 2000 and dispersed therein about 2 ^ vol .- $ zinc phosphate, 5I vol .- $ amorphous iron oxide and 26% by volume of iron mica, each based on the total pigment content, and the proportion of the total pigment in the dry film is about $ 48 vol.

10 9 8 19/187310 9 8 19/1873