DE1919304B2

DE1919304B2 -

Info

Publication number: DE1919304B2
Application number: DE1919304A
Authority: DE
Inventors: Ben. E. Carlsbad N.M. Adams (V.St.A.)
Original assignee: Continental Oil Co
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1968-05-08
Filing date: 1969-04-16
Publication date: 1980-02-21
Also published as: DE1919304C3; FR2008091A1; JPS523421B1; NL6906465A; NL163440B; NL163440C; DE1919304A1; US3565672A; GB1228305A; ES366974A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer fettähnlichen Zusammensetzung, die aus 2 bis 80 Gew.-Teilen eines nicht-flüchtigen Verdünnungsmittels,

65 5 bis 55 Gew.-Teilen eines öllöslichen Dispersionsmittels und 1 bis 45 Gew.-Teilen einer basischen Erdalkalimetallverbindung besteht, wobei die Zusammensetzung eine Essigsäurebasenzahl von mindestens 50 aufweist, thixotrop ist, bei nur 90⁰C nicht fließt und einen Tropfpunkt von mindestens 249° C besitzt, als Grundierung auf Metalloberflächen für einen herkömmlichen Farbanstrich.

Die Verwendung von Oberflächenüberzügen, beispielsweise von Anstrichen, zum Schutz von Metallen gegen Korrosion ist seit langem bekannt Die meisten bekannten Oberflächenüberzüge geben einen zufriedenstellenden Schutz, haben jedoch den Nachteil, daß die Oberfläche vor Aufbringung des Grundierungsmittels relativ aufwendig vorbereitet werden muß. Die hohen Arbeitskosten, die dabei entstehen, verteuern den Korrosionsschutz erheblich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Grundierungsmittel zur Verfügung zu stellen, das guten Korrosionsschutz liefert und nur ein geringes Ausmaß an Vorbereitung der Metalloberfläche vor dem Auftrag erfordert.

Diese Aufgabe wird durch die eingangs genannte Verwendung gelöst.

Durch die Kombination von erfindungsgemäß verwendetem Grundierungsmittel und üblichem Farbanstrich wird ein hochwirksamer, unerwartet einfacher Schutz des Metalles gegen Korrosion erzielt. So braucht die Metalloberfläche vor dem Aufbringen nur wenig oder gar nicht vorbereitet werden. Zum Beispiel geben die erfindungsgemäß verwendeten fettähnlichen Zusammensetzungen beim Aufbringen auf rostige Oberflächen einen zufriedenstellenden Film. Es ist nur eine flüchtige Behandlung der Oberfläche vor dem Aufbringen der fettähnlichen Zusammensetzung nötig, bei der z. B. lose Schuppen abgekratzt oder abgebürstet werden. Ferner läßt die Verwendung der fettähnlichen Zusammensetzungen als Grundierungsmittel eine Erhöhung der Dicke eines einschichtigen Filmes, insbesondere mit Alkydfarben oder -Lacken, zu.

Dagegen war nach dem Stand der Technik die Verwendung von Seifen oder Fetten als Grundierungsmittel bei dem Auftrag von Anstrichen unbefriedigend. Entweder trockneten die Farben schlecht oder die Adhäsion des Farbüberzugs an der Metalloberfläche war schlecht, wodurch Blasenbildung, Rißbildung oder Schuppenbildung beim Anstrich auftraten.

Diese nachteiligen Wirkungen wurden durch Ausschwitzen von Petroleumölen aus den Fetten hervorgerufen. Aus der US-PS 32 42 079 ist eine Fettzusammensetzung bekannt, die als Korrosionsinhibitor für Metalloberflächen brauchbar ist. Jedoch läßt sich dieser Druckschrift nicht entnehmen, daß die darin beschriebenen fettartigen Mittel nicht dieselben Mängel und Nachteile besitzen, die bekannte Seifen oder Fette, die als Grundierungsmittel verwendet wurden, zeigen.

Es gibt grundsätzlich zwei allgemeine Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung. Das erste Verfahren wird einfach als »Zweistufen«-Verfahren bezeichnet Gemäß dieser Arbeitsweise wird zuerst eine kolloidale Dispersion einer basischen Erdalkalimetallverbindung gebildet Die Dispersion wird dann vorzugsweise mit einer kleinen Menge Wasser in Gegenwart einer kleinen Menge Alkohol behandelt. Das zweite Verfahren wird einfach als »Einstufen«-Verfahren bezeichnet. Gemäß dieser Arbeitsweise wird eine Mischung eines öllöslichen Dispersionsmittels, eines nicht-flüchtigen Verdünnungsmittels, einer Erdalkalime-

tallverbindung, von Alkohol und Wasser hergestellt. Nach Behandeln der Mischung mit CO2 werden die flüchtigen Stoffe durch Destillation entfernt. Nachfolgend wird zuerst das Zweistufenverfahren im einzelnen beschrieben.

Das Beschickungs- oder Ausgangsmaterial für diese Herstellungsweise der fettähnlichen Zusammensetzung ist eine kolloidale Dispersion einer basischen Erdalkalimetallverbindung mit einer Essigsäurebasenzahl von mindestens 50. Der bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendete Ausdruck »Erdalkalimetall« bezieht sich nur auf diejenigen, die üblicherweise zur Verfügung stehen, nämlich Magnesium, Calcium, Strontium und Barium. Von diesen sind Calcium und Barium geeigneter, wobei Calcium bevorzugt ist.

Der Ausdruck »basische« Metallverbindung bedeutet, daß das Anion aus Carbonat, Hydroxid oder Mischungen davon besteht, wobei es vorzugsweise ein Carbonat ist.

Es sind viele Arbeitsweisen bekannt, um kolloidale Dispersionen von basischen Erdalkalimetallverbindungen herzustellen. Es sind auch verschiedene Verfahren zur Herstellung von kolloidalen Dispersionen von basischen Erdalkalimetallverbindungen bekannt, bei denen die basische Metallverbindung in situ in Gegenwart des Dispersionsmittels gebildet wird. Für die durch das in situ-Verfahren hergestellte Produkt ist charakteristisch, daß sie eine gleichmäßige und kleine Teilchengröße (d. h. 25 μίτι oder darunter und gewöhnlich 0,10 μπι oder darunter) haben (vergl. US-PS 31 50 089,31 50 088,29 56 018,29 37 991 und 28 95 913).

Die kolloidalen Dispersionen, die als Ausgangsmaterial verwendet werden, bestehen im wesentlichen aus einem nichtflüchtigen Verdünnungsmittel, einem öllöslichen Dispersionsmittel und einer basischen Erdalkalimetallverbindung gemäß vorstehender Definition. Diese Stoffe liegen in Mengen in dem folgenden Bereich vor:

	Gewichtsteile	bevorzugt
	geeignet	30 bis 60
Nicht-flüchtiges	2 bis 80
Verdünnungsmittel		15 bis 30
Dispersionsmittel	5 bis 55	3 bis 35
Basische Erdalkalimetall	1 bis 45
verbindung

Zusätzlich zu dem nicht-flüchtigen Verdünnungsmittel, dem öllöslichen Dispersionsmittel und der basischen Metallverbindung können die kolloidalen Dispersionen kleinere Mengen des bei der Herstellung der kolloidalen Dispersion verwendeten Alkohols und des metallhaltigen Zwischenprodukts erhalten, das bei der Herstellung der kolloidalen Dispersion verwendet werden kann.

Für die als Ausgangsmaterial verwendeten kolloidalen Dispersionen ist eine große Vielzahl von nicht-flüchtigen Verdünnungsmitteln geeignet. Die Haupteigenschaft, die in dem nicht-flüchtigen Verdünnungsmittel erwünscht ist, ist die, daß es als Lösungsmittel für das verwendete Dispersionsmittel wirkt. Zu Beispielen für nicht-flüchtige Verdünnungsmittel, die verwendet werden können, gehören Mineralschmieröle, erhalten durch irgendwelche herkömmliche Raffinerierungsmethoden, flüssige synthetische Schmieröle, wie Polymerisate von Propylen, Polyoxyalkylene, Polyoxypropylen, Dicarbonsäureester und Ester von Phosphor-Säuren, pflanzliche öle, wie Maisöl, Baumwollsamenöl und Rizinusöl, tierische öle, wie Specköl und Spermazetöl, und Wachse, wie natürliche Wachse und Erdölwachse. Von den Wachsen sind die mikrokristallinen Wachse bevorzugt. Von den ölen in den vorstehenden Beispielen sind die Mineralschmieröle bevorzugt

Es ist festzuhalten, daß bei Verwendung eines Wachses als nicht-flüchtiges Verdünnungsmittel die kolloidale Dispersion bei Raumtemperatur ein Feststoff ist.

Für die bei der Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Produkte verwendeten kolloidalen Dispersionen ist eine Vielzahl von öllöslichen Dispersionsmitteln geeignet. Zu Gattungsbeispielen von geeigneten Dispersionsmitteln gehören öllösliche Sulfonsäuren, Carbonsäuren, Phosphorsulfid-behandelte Olefine und die Metallsalze davon. Die bevorzugten Dispersionsmittel für die Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten fettähnlichen Produkts sind die öllöslichen Sulfonsäuren und Metallsulfonate.

Der Ausdruck »Metall« in »Metallsulfonaten« bezeichnet die Metalle, die herkömmlicherweise zur Herstellung der im Handel erhältlichen Metallsulfonate verwendet werden. Dazu gehören Metallsulfonate, worin das Metall Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium und Barium ist Bei den geeigneten Sulfonaten ist das Metall Calcium oder Barium. Vorzugsweise ist das Metall des Metallsulfonats das gleiche wie das Metall der basischen Metallverbindung.

Der bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendete Ausdruck »öllösliche Sulfonate« bezeichnet Sulfonate, worin der Kohlenwasserstoffteil des MoIeküls ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 300 bis 1000 besitzt. Vorzugsweise liegt dieses Molekulargewicht in dem Bereich von etwa 370 bis etwa 700. Diese öllöslichen Sulfonate können entweder synthetische Sulfonate oder die sogenannten Mahagonisulfonate oder natürliche Sulfonate sein. Der Ausdruck »Mahagonisulfonate« wird als allgemein verständlich betrachtet, da er in der Literatur ausführlich beschrieben ist. Der Ausdruck »synthetische Sulfonate« bezeichnet Sulfonate, die sich von synthetisch hergestellten Sulfonierungsbeschickungen ableiten. Zu den synthetischen Sulfonaten gehören Alkylsulfonate und Alkarylsulfonate. Der Alkarylrest kann sich von Benzol, Toluol, Äthylbenzol, Xylolisomeren oder Naphthalin ableiten. Die Alkylgruppen sind vorzugsweise verzweigt.

Mischungen von Sulfonaten, die sich von Alkarylkohlenwasserstoffen mit geradkettigen Alkylgruppen und von Alkarylkohlenwasserstoffen mit verzweigtkettigen Alkylgruppen ableiten und worin die Menge an Sulfonat, das sich von verzweigtkettigen Alkarylkohlen-Wasserstoffen ableitet, mindestens 40 Gew.-% beträgt, sind besonders geeignet Vorzugsweise beträgt die Menge an Sulfonat, das sich von verzweigtkettigen Alkarylen ableitet, mindestens 60 Gew.-%.

Ein Beispiel eines öllöslichen Alkarylsulfonats (eines synthetischen Sulfonats) das bei der Herstellung von kolloidalen Dispersionen besonders brauchbar ist, ist das als Postdodecylbenzolsulfonat bekannte Material. Postdodecylbenzol ist ein Rückstandsprodukt der Herstellung von Dodecylbenzol. Die Alkylgruppen des Postdodecylbenzols sind verzweigt. Postdodecylbenzol besteht aus Monoalkylbenzolen und Dialkylbenzolen in dem ungefähren Molverhältnis von 2:3 und hat folgende typische Eigenschaften:

Spezifisches Gewicht bei 38° C 0,8649

durchschnittliches

Molekulargewicht 385

% sulfonierbar 88

ASTM D-158 Engler:

anfänglicher Siedepunkt ° C 342

5⁰C 361

50⁰C 380

9O⁰C 404

95°C 413

Endsiedepunkt⁰ C 415

Brechungsindex bei 23° C 1,4900

-10°C,cPas 280,0

2OcPa · s 28,0

4OcPa-S 7,8

8OcPa-S 1,8

Anilinpunkt, ⁰C 6,9

Fließpunkt,⁰ C -31,7

Ein weiteres Beispiel eines öllöslichen synthetischen Alkarylsulfonats, das bei der Herstellung von kolloidalen Dispersionen besonders brauchbar ist, ist das sich von einer Sulfonierungsbeschickung ableitende Sulfonat, die als »dimeres Alkylat« bekannt ist. »Dimeres Alkylat« hat ebenso wie Postdodecylbenzol verzweigtkettige Alkylgruppen. Dimeres Alkylat wird in der Patentanmeldung P 15 18 650.2 beschrieben.

Ein weiteres Beispiel eines öllöslichen synthetischen Alkarylsulfonats, das bei der Herstellung von kolloidalen Dispersionen besonders brauchbar ist, ist das sich von einer Sulfonierungsbeschickung ableitende Sulfonat, die als »NAB-Bodenstoffe« bezeichnet wird. NAB-Bodenstoffe sind überwiegend Di-n-alkarylverbindungen, worin die Alkylgruppen 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalter. Sie unterscheiden sich von den vorstehenden Sulfonierungsbeschickungen hauptsächlich darin, daß sie geradkettig sind und eine große Menge an disubstituiertem Material enthalten. Das Verfahren zur Herstellung dieser Stoffe und die sich ergebenden Produkte sind in der Patentanmeldung P 15 68271.0 beschrieben. Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Di-n-alkarylprodukts ist in der Patentanmeldung P 15 68 268.5 beschrieben.

Mischungen von Sulfonaten, die sich von »dimerem Alkylat« und »N AB-Bodenstoffen« ableiten, sind für die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten fettähnlichen Zusammensetzungen geeignet.

Der Vollständigkeit halber wird noch auf die Patentanmeldungen P 15 18 650.2, P 15 68 271.0, P 15 68 268.5 verwiesen, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.

Zu anderen Sulfonaten, die in den als Ausgangsmaterial verwendeten kolloidalen Dispersionen verwendet werden können, gehören beispielsweise

Mono- und Polywachs-substituierte

Naphthalinsulfonate,
Dinonylnaphthalinsulfonate,
Diphenyläthersulfonate,
Naphthalindisulfidsulfonate,
Diphenylaminsulfonate,
Dicetylthianthrensulfonate,
Dilauryl-j9-naphtholsulfonate,
Dicaprylnitronaphthalinsulfonate,
ungesättigte Paraffinwachssulfonate,
hydroxylsubstituierteParaffinwachssulfonate,
Tetraamylensulfonate,

Mono- und Polychlor-substituierte

Paraffinwachssulfonate,
Nitrosoparaffinwachssulfonate,
cycloaliphatische Sulfonate, wie
Laurylcyclohexylsulfonate,

Mono- und Polywachs-substituierte
Cyclohexylsulfonate und dergleichen.

Die Metallsalze der vorstehenden Sulfonate können in situ während der Herstellung der kolloidalen Dispersion durch Neutralisation der entsprechenden Sulfonsäure hergestellt werden.

Zu geeigneten Carbonsäuren, die bei der Herstellung

der als Ausgangsmaterial verwendeten kolloidalen Dispersionen verwendet werden können, gehören Naphthensäuren, wie die substituierten Cyclopentanmonocarbonsäuren, die substituierten Cyclohexanmonocarbonsäuren und die substituierten aliphatischen polycyclischen Monocarbonsäuren mit mindestens 15 Kohlenstoffatomen. Zu speziellen Beispielen gehören

Cetylcyclohexancarbonsäuren,
Dioctylcyclopentancarbonsäuren,
Dilauryldecahydronaphthalin- und
Stearyloctahydroindencarbonsäuren

und dergleichen sowie öllösliche Salze davon. Die geeigneten öllöslichen Fettsäuren enthalten mindestens 8 Kohlenstoffatome. Für die Herstellung der kolloidalen Dispersion in flüssiger Form sind Fettsäuren bevorzugt, die bei Umgebungstemperaturen bis herab zu etwa 15° C flüssig sind. Zu speziellen Beispielen gehören 2-Äthylhexansäure, Pelargonsäure, ölsäure, Palmitoleinsäure, Linolsäure und Ricinolsäure. Natürlich auftretende Mischungen von überwiegend ungesättigten Fettsäuren, wie Tallölfettsäuren, sind besonders geeignet.
Die Metallsalze der vorstehenden Carbonsäuren können in situ während der Herstellung der kolloidalen Dispersion durch Neutralisation der entsprechenden Carbonsäure gebildet werden.

Zu den mit Phosphorsulfid behandelten Olefinen (der Ausdruck »Olefine« soll im Rahmen der Erfindung auch Olefinpolymerisate, beispielsweise Polyisobutylen, einschließen) und ihren öllöslichen Metallsalzen, die für die Verwendung geeignet sind, gehören die üblicherweise in Schmierölformulierungen als Korrosionsinhibitoren und/oder Detergentien verwendeten. Dazu gehören speziell die in der US-Patentschrift 23 16 080 beschriebenen Kalium-Polyisobutylen-Phosphorsulfid-Produkte und ein ähnliches, kein Metall enthaltendes Material, das durch Zugabe eines Phosphorsulfids zu Wachsolefinen gemäß der US-Patentschrift 25 16 119 hergestellt wird.

Dieses letztere bevorzugte Material wird hergestellt, indem zuerst Wachsolefine aus Paraffinwachsen durch Halogenierung und Halogenwasserstoffabspaltung hergestellt werden und anschließend die Olefine mit einem Phosphorsulfid, vorzugsweise Phosphorpentasulfid, behandelt werden. Eine weitere Herstellungsweise für Phosphorsulfid-behandelte Olefine ist in der US-Patentschrift 26 88 612 beschrieben.

Nachfolgend werden die Verfahrensbedingungen des Zweistufenverfahrens beschrieben.

Die erfindungsgemäß verwendete fettähnliche Zusammensetzung wird hergestellt, indem die kolloidale Dispersion mit einer kleinen Menge Wasser in Gegenwart einer kleinen Menge eines Alkohols

behandelt wird. In der Praxis soll die verwendete Wassermenge mindestens etwa 3 Gew.-%, vorzugsweise etwa 7 Gew.-% betragen, bezogen auf die kolloidale Dispersion. Vorzugsweise werden nicht mehr als 12 Gew.-°/o und gewöhnlich nicht mehr als 20 Gew.-% Wasser, bezogen auf die kolloidale Dispersion, verwendet. (Größere Mengen können denkbar sein, bringen jedoch keinen Vorteil mit sich. Wenn außerordentlich lange Reaktionszeiten in Kauf genommen werden können, kann auch eine Wassermenge unter 3% verwendet werden.) Es wurde gefunden, daß die Erhöhung der Wassermenge von 4 oder 5% auf etwa 7 oder 8% eine ausgeprägte Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit ergibt.

Die verwendete Alkoholmenge liegt im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 10, vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf die kolloidale Dispersion. Zu diesen erwähnten Alkoholmengen gehört der in der kolloidalen Dispersion vorhandene restliche Alkohol, der sich gewöhnlich auf etwa 0,5 bis etwa 3 Gew.-% beläuft.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß manche kolloidalen Dispersionen genügend restlichen Alkohol enthalten, so daß kein zusätzlicher Alkohol erforderlich ist. Manchmal beschleunigt die Verwendung von zusätzlichem Alkohol die Reaktionsgeschwindigkeit. Es wurde auch gefunden, daß die erforderliche Alkoholmenge mit dem Typ des Dispersionsmittels insofern variiert, als manche Dispersionsmittel mehr Alkohol als andere erfordern. Außerdem muß der zugesetzte Alkohol nicht die gleiche Art Alkohol-sein, die als restlicher Alkohol vorliegt.

Bei der Umwandlung der kolloidalen Dispersion in die erfindungsgemäß verwendete fettähnliche Zusammensetzung kann eine große Vielzahl von Alkoholen verwendet werden. Zu Beispielen von geeigneten Alkoholen gehören die Ci- bis Cio-Alkanole, die Monoätheralkohole von Äthylenglykol mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen und die Monoätheralkohole von Diäthylenglykolen mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise haben die Alkohole Siedepunkte, die mindestens etwa dem des Wassers entsprechen. Zu Beispielen von geeigneten Alkoholen gehören

Methanol, Äthanol, Propanol, Isobutanol,
Amylalkohol, Hexanol, Octanol, Decanol,
2-Methoxyäthanol und 2-Äthoxyäthanol.

Von diesen sind Isobutanol und 2-Methoxyäthanol bevorzugt.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die Verwendung einer Kombination von Wasser und einem Alkohol zur Bewirkung einer Modifizierungsreaktion ein wesentliches Merkmal des Verfahrens zur Herstellung der fettähnlichen Zusammensetzung ist. Mit »Modifizierungsreaktion« ist die Änderung von einer fließfähigen, klären kolloidalen Dispersion zu einem viskosen, klebrigen Material gemeint.

Bei der Herstellung der Zusammensetzung wird auf die Mischung, die kolloidale Dispersion, Wasser, Alkohol (und möglicherweise ein flüchtiges Lösungsmittel oder ein nicht-flüchtiges Verdünnungsmittel öl) enthält, Wärme angewendet. Die Wärme wird angewendet, bis die Modifizierungsreaktion stattfindet, was durch eine rasche Änderung der Viskosität der Reaktionsmischung sichtbar wird. Die Modifizierungsreaktion findet bei einer Temperatur etwas oberhalb 77°C statt. Gewöhnlich reicht eine Temperatur von 88 bis 99⁰C aus, um die Reaktion rasch vollständig ablaufen zu lassen.

Da die fettähnliche Zusammensetzung als Grundierung für Anstriche verwendet werden soll, ist es oft zweckmäßig, die Modifizierungsreaktion in Gegenwart eines flüchtigen Lösungsmittels durchzuführen. Wenn ein flüchtiges Lösungsmittel in der Reaktionsmischung verwendet wird, ist das Stattfinden der Reaktion insofern noch sichtbar, als sich die Viskosität ändert und als sich die Lösung von einer hellen, klären Lösung zu einer trüben Lösung verändert. Die angewendete Temperatur und die verwendete Gesamtwärmemenge sind in dem Zweistufenverfahren nicht kritisch. Aufgrund der Kenntnis, daß Wärme die Reaktion bewirkt und daß die Reaktion in Form einer raschen Änderung der Konsistenz des Produkts beobachtet werden kann, ist der Fachmann leicht in der Lage, ohne längeres Experimentieren die Reaktionstemperatur und die Gesamtwärmemenge, die erforderlich ist, zu bestimmen.

Wenngleich es bequemer ist, die fettähnliche Zusammensetzung in Gegenwart des flüchtigen Lösungsmittels herzustellen, so wird doch vorzugsweise, wenn das Zweistufenverfahren verwendet wird, die fettähnliche Zusammensetzung zuerst gebildet. Dann wird die fettähnliche Zusammensetzung in der erforderlichen Menge an Lösungsmittel gelöst. Manchmal kann es erwünscht sein, anfänglich ein Konzentrat der fettähnlichen Zusammensetzung in dem flüchtigen Lösungsmittel zu bilden.

Es ist nicht erforderlich, daß das Wasser und der Alkohol aus dem Produkt entfernt werden. Im allgemeinen führt das Erhitzen, das zur Bewirkung der Umwandlung durchgeführt wird, zu einem gewissen Verlust an Wasser und Alkohol. Darüber hinausgehendes Erhitzen ist nicht notwendig, wenngleich es bei manchen Produkten erwünscht sein kann, mehr Wasser zu entfernen.

Zwischen der Essigsäurebasenzahl, der Menge an Dispersionsmittel in der kolloidalen Dispersion und der Konsistenz (gemessen durch ASTM-Eindringung bei 25⁰C) des modifizierten Produkts besteht folgender Zusammenhang. Verminderung der Basenzahl unter 135 führt zu einer Verminderung der Konsistenz bzw. Dickflüssigkeit des Produkts. Ähnlich führt die Verminderung der Menge des Dispersionsmittels in der kolloidalen Dispersion unter 22 Gew.-% zu einer noch stärkeren Verminderung der Konsistenz des Produkts. Da das Produkt als Anstrichmittelgrundierung verwendet werden soll, ist es in Hinblick auf die vorstehenden Angaben besser, kolloidale Dispersionen mit einer Essigsäurebasenzahl von mindestens 50 und vorzugsweise von mindestens 135 zu verwenden. Außerdem ist es besser, kolloidale Dispersionen zu verwenden, die mindestens 15 Gew.-% Dispersionsmittel und vorzugsweise mindestens 22 Gew.-% Dispersionsmittel enthalten. Außerdem geht aus dem Vorstehenden hervor, daß in Hinblick auf die Aufrechterhaltung der erforderlichen Konsistenz in dem modifizierten Produkt eine Verminderung bei Basenzahl oder Dispersionsmittelmenge eine Erhöhung beim jeweils anderen der beiden Stoffe erfordert.

Es sei erwähnt, daß bei der Anwendung des Zweistufenverfahrens die Teilchengröße der Metallverbindung in dem fettähnlichen Produkt größer ist als in der kolloidalen Dispersion. Die Teilchengröße der Metallverbindung in dem fettähnlichen Produkt kann 0,4 μπι betragen.
Nachfolgend werden das einstufige Herstellungsver-

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fahren und die dabei verwendeten Ausgangsmaterialien beschrieben.

Die Art und die Mengen der Ausgangsmaterialien, die zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten fettähnlichen Zusammensetzung verwendet werden, sind in der nachfolgenden Tabelle gezeigt:

Material	Gewichtsteile	bevorzugt
	geeignet	5 bis 30
Nicht-flüchtiges Verdünnungsmittel	2 bis 80	3 bis 10
Dispersionsmittel	5 bis 55	10 bis 30
Erdalkalimetallverbindung (vorhanden als Erdalkali- metall-Carbonatkomplex)	1 bis 45	2 bis 4
Wasser	■ 1 bis 6	20 bis 30
Alkohol	10 bis 40	25 bis 45
Flüchtiges Lösungsmittel (steht zur Wahl*))	0 bis 60

*) Bei der obigen Erläuterung der Verfahrensbedingungen für das Zweistufenverfahren ist festgestellt worden, daß ein flüchtiges Lösungsmittel, das bei der Applikation der fettähnlichen Zusammensetzung verwendet wird, während der Herstellung voihanden sein kann. Vorzugsweise wird jedoch bei dem Zweistufenverfahren die fettähnliche Zusammensetzung zuerst hergestellt und dann in dem flüchtigen Lösungsmittel aufgelöst. Beim Einstufenverfahren ist gefunden worden, daß es keinen Vorteil mit sich bringt, wenn die fettähnliche Zusammensetzung zuerst hergestellt und dann aufgelöst wird. Bei diesem Sachverhalt hängt es von anderen Faktoren ab, ob das flüchtige Lösungsmittel während der Herstellung der Zusammensetzung anwesend ist. Die Art des flüchtigen Lösungsmittels wird nachfolgend beschrieben.

Es wird betont, daß die oben beschriebenen Bereiche nur für das Einstufenverfahren zur Herstellung der fettähnlichen Zusammensetzung gelten. Die Bereiche unterscheiden sich von den nachfolgend angegebenen Bereichen für die Zusammensetzung als solche hauptsächlich durch das Vorhandensein von flüchtigen Stoffen. Aus diesem Grund sind die vorstehend angegebenen Bereiche lediglich zur Veranschaulichung des Verfahrens angegeben. Die geeigneten und bevorzugten nicht-flüchtigen Verdünnungsmittel, Dispersionsmittel und Erdalkalimetalle sind die gleichen wie oben in Verbindung mit dem Zweistufenverfahren beschrieben.

In dem Verfahren wird ein Erdalkalimetall-Carbonatkomplex verwendet, der in situ gebildet wird. Bei der Herstellung des Komplexes wird eine Mischung aus einer basischen Erdalkalimetallverbindung, ausgewählt unter Oxiden, Hydroxiden und Alkoholaten, Dispersionsmittel, nicht-flüchtigem Verdünnungsmittel und Alkohol hergestellt. Die Mischung wird dann mit CO₂ behandelt, um den Carbonatkomplex zu bilden. Alternativ und vorzugsweise wird der Erdalkalimetall-Carbonatkomplex gebildet, indem eine alkoholische Aufschlämmung der basischen Erdalkalimetallverbindung zu einer Mischung der anderen Stoffe gegeben wird. Die Gesamtmischung wird dann mit CO₂ behandelt, um den Carbonatkomplex zu bilden.

Die Wahl des bei der Herstellung des Komplexes verwendeten Alkohols ist insofern wichtig, als ein aliphatischer Monohydroxyalkohol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen verwendet werden soll. Der bevorzugte Alkohol ist Methanol. Nach der Bildung des Komplexes kann zur Umwandlung der Reaktionsmasse in eine fettähnliche Zusammensetzung jeder der Alkohole verwendet werden, der in Verbindung mit dem Zweistufenverfahren beschrieben worden ist.
Nachfolgend werden die Verfahrensbedingungen

ίο beschrieben.

Bei der Durchführung des Einstufenverfahrens werden das öllösliche Dispersionsmittel (entweder vorher oder in situ gebildet), das nicht-flüchtige Verdünnungsmittel und die Aufschlämmung von Alkohol und basischer Erdalkalimetallverbindung zu der Vorbereitung der Carbonisierung innig gemischt. Die Wasserkomponente der Mischung kann zu jedem Zeitpunkt vor dem abschließenden regulierten Erhitzungsschritt zugegeben werden und kann gewünschtenfalls in zwei oder mehreren Anteilen zu verschiedenen Zeitpunkten zugesetzt werden. Das gleiche gilt für einen etwaigen Alkohol, der außer dem mit der Aufschlämmung eingeführten Alkohol zugesetzt wird. Im Falle des Wassers ist es jedoch bevorzugt, die Gesamtwassermenge zu Beginn und vor der Carbonisierung zuzusetzen, da anscheinend dickflüssigere Produkte erhalten werden, wenn in dieser Weise gearbeitet wird.

Bei der Durchführung der Carbonisierung der Mischung zur Bildung des Carbonatkomplexes müssen mindestens etwa 1,5 Mol Kohlendioxid pro Mol vorhandenes Erdalkalimetall in die Mischung eingeführt werden. Außerdem muß das zur Vervollständigung der Carbonisierung notwendige Gas innerhalb von 75 Minuten in die Mischung eingeführt werden, damit das gesuchte fettähnliche Produkt mit hoher Viskosität erhalten wird, und es ist bevorzugt, daß diese Menge mit einer ausreichenden Geschwindigkeit eingeführt wird, um innerhalb 20 bis 40 Minuten vollständige Carbonisierung und Bildung des Komplexes zu erreichen.

Das erforderliche Kohlendioxid kann in die Mischung eingeführt werden, indem das Gas durch die Mischung geblasen oder geperlt wird oder indem Trockeneis in die Mischung eingetaucht wird. Die Reaktion ist exotherm und ihr Fortschreiten kann durch Beobachtung der Änderung der Temperatur der Reaktionsmischung verfolgt werden. Vorzugsweise wird die Temperatur während der Carbonisierung unter etwa 50⁰C gehalten.

Nach Beendigung der Carbonisierung wird die

Mischung, die dann das öllösliche Dispersionsmittel, das

so nicht-flüchtige Trägermaterial und den Erdalkalimetall-Carbonatkomplex enthält, der sich aus der Carbonisierung ergibt, einer kontrollierten Erhitzungsstufe unterworfen. Zwischen dem Carbonisierungsprozeß und der Erhitzungsstufe kann der Mischung Wasser und/oder Alkohol zugegeben werden, um den Gesamtgehalt dieser beiden Komponenten in der Mischung auf den Gehalt zu bringen, der oben diesbezüglich als erforderlich beschrieben worden ist Die Erhitzungsstufe, mit der das Einstufenverfahren abschließt, ist sehr wichtig, und die Art und Weise, in der sie durchgeführt wird, bestimmt, ob die gewünschten fettähnlichen Zusammensetzungen mit hoher Konsistenz und niedriger Eindringung erhalten werden, oder ob eine fließfähige Dispersion des allgemeinen Typs gebildet wird, der in den US-Patentschriften 29 56 018,28 61 951, 31 50 088 und 30 27 325 beschrieben ist

Bei der abschließenden Erhitzungsstufe des Verfah_T rens werden mit dem Erhitzen zwei Ziele verfolgt.

Einmal müssen die leichten Lösungsmittel aus der Mischung abgestrippt werden, möglicherweise mit Ausnahme von kleinen Mengen an Wasser und Alkohol und an solchem leichten Kohlenwasserstoffträgermaterial, dessen Verbleiben in dem Endprodukt aus Gründen der Verbesserung der leichten Verarbeitung erwünscht ist. So werden durch das Erhitzen praktisch der gesamte Alkohol und das gesamte Wasser, die in der fetterzeugenden Reaktion nicht verbraucht worden sind, und etwaige sehr leichte Kohlenwasserstofflösungsmittel, die Hexan, entfernt, die in die Mischung eingearbeitet worden sind, um die Carbonisierung der basischen Erdalkalimetallverbindung zu fördern.

Die zweite Funktion des Erhitzens besteht darin, die Reaktionswärme zu liefern, die erforderlich ist, um die Umwandlung der Mischung in eine fettähnliche Zusammensetzung mit hoher Konsistenz zu bewirken. Der Mechanismus, nach dem diese Umwandlung in das viskose, klebrige Produkt abläuft, ist nicht völlig klar, aber augenscheinlich führt die Zersetzung des Carbonatkomplexes zur Bildung von Erdalkalimetallcarbonatverbindungen, die in dem fettähnlichen Produkt homogen dispergiert sind. Es ist nicht genau bekannt, welche Rolle das Wasser bei dieser Umwandlung spielt, seine Anwesenheit ist jedoch wesentlich und außerdem ist notwendig, daß eine bestimmte Mindestmenge des Wassers für eine bestimmte Zeitspanne vorhanden ist, um die Umwandlung zu bewirken.

In Hinblick auf die speziellen Parameter, die beim Erhitzen der heterogenen Mischung, die nach der Carbonisierung vorliegt, kritisch sind, um die gewünschten fettähnlichen Zusammensetzungen zu bilden, wird darauf hingewiesen, daß es notwendig ist, daß die Mischung auf eine Temperatur oberhalb etwa 5O⁰C erhitzt wird.

Nach Erreichen der Schwellentemperatur von etwa 5O⁰C für die Durchführung der Umwandlungsreaktion wird dann erwünschtermaßen die Temperatur der Reaktionsmischung allmählich auf über 100⁰C und vorzugsweise schließlich auf etwa 160⁰C erhöht. Der Grund dafür ist, daß das Wasser in der Mischung bei 100⁰C beginnt, abgestrippt oder abgetrieben zu werden, und daß die Gesamtverarbeitungszeit ungeeignet lang wird, wenn während des abschließenden Erhitzungsschrittes keine Temperaturen erreicht werden, die über diesem Wert liegen. Auf der anderen Seite ist für die Bildung der gewünschten Fettprodukte kritisch, daß die Temperaturzone von 50 bis 100⁰C nicht zu rasch durchlaufen wird. Die Wirkung der Erhöhung der Temperatur der Mischung mit einer übermäßigen Geschwindigkeit besteht darin, daß eine zu große Wassermenge aus der Mischung abgetrieben wird, bevor das Wasser Gelegenheit gehabt hat, in die Reaktion einzutreten, die für die Umwandlung der Mischung in Fett notwendig ist Daraus folgt, daß die Geschwindigkeit, mit der die Temperatur von 50 auf 100⁰C erhöht wird, um so höher sein kann, je größer die Wassermenge in der Mischung ist, die innerhalb des oben beschriebenen geeigneten Bereiches für den Wassergehalt liegt

Es besteht ein bestimmter Zusammenhang zwischen der Menge an Wasser in der erhitzten Mischung und der erforderlichen Zeit, um die Temperaturzone von 50 bis 100⁰C zu durchlaufen. Wenn beispielsweise zu Beginn der abschließenden Erhitzungsstufe die geringste geeignete Menge an Wasser in der Mischung vorliegt (das heißt 0,25 Mol Wasser pro Mol vorhandenem Überbasizitäts-Erdalkalimetall), beträgt die Zeitspanne, während der die Mischung zwischen 50 und 100⁰C gehalten werden muß, mindestens 4,5 Stunden. Diese Zeitspanne nimmt in einer ziemlich regelmäßigen, gleichmäßigen Weise ab, wenn die in der Mischung vorhandene Wassermenge, bezogen auf die Menge an vorhandenem Erdalkalimetall, zunimmt Wenn somit eine Wasserkonzentration von etwa 2,5 Mol Wasser pro Mol Erdalkalimetall erreicht wird, ist eine Zeitspanne von nur etwa 45 Minuten in dem Temperaturbereich

ίο von 50 bis 100⁰C erforderlich, um die gewünschte Umwandlung in das fettähnliche Produkt zu bewirken. Bei dieser und bei höheren Wasserkonzentrationen fallen die erforderlichen Zeitspannen für die Durchführung der gewünschten Umwandlung sehr stark ab, so daß die Reaktionsmischung mit einer so raschen Geschwindigkeit wie erwünscht von 50 auf 100⁰C erhitzt werden kann. Diese Beziehung zu der Übergangszeit für die Erhöhung der Temperatur der Reaktionsmasse von 50 auf 100⁰C in Fällen, wo der Wassergehalt der Reaktionsmischung im Bereich von etwa 0,25 Mol Wasser pro Mol Erdalkalimetall (vorhanden zum Zweck der Überbasizität) bis zu etwa 2,5 Mol Wasser pro Mol des Metalles liegt, kann angenähert durch die Gleichung:

t = 0,75 + 1,7 χ (2,5 - m)

ausgedrückt werden, worin t die Zeit in Stunden, während der die Mischung in dem Temperaturbereich zwischen 50 und 100° C gehalten werden muß, und m die Zahl der in der Mischung vorhandenen Mole an Wasser pro Mol an Erdalkalimetall bedeutet, das in der Mischung zum Zwecke der Überbasizität vorhanden ist.

Wenn die Reaktionsmischung zu rasch auf über 100⁰C erhitzt wird, scheint das Wasser zu schnell aus der Mischung abgestrippt zu werden, um die Vollständigkeit der Umsetzung zu erlauben. Das Ergebnis ist dann, daß eine homogene Dispersion von Erdalkalimetallcarbonat gebildet wird, die sehr fließfähig ist und den Schmierölzusätzen ähnlich ist, die nach den in den US-Patentschriften 29 56 018, 28 61951 und 3150 088 beschriebenen Verfahren erhalten werden.

Die Bildung des gewünschten fettähnlichen Produkts tritt durch die ausgeprägte und schnelle Änderung bei den beobachtbaren physikalischen Eigenschaften der Mischung deutlich in Erscheinung. Die möglicherweise ins Auge fallendste Änderung tritt bei der Viskosität der Mischung auf, die sich rasch erhöht, wenn die Umwandlung in fettähnliche Produkte stattfindet. Das fettähnliche Produkt ist klebrig und trüb und makroskopisch homogen. Es ist, gemessen an seiner Essigsäurebasenzahl, stark basisch. Diese Meßmethode ist bereits bekannt und beispielsweise in der US-Patentschrift 31 50 088 beschrieben.

Während die Ausgangsmischung der Umwandlung oder Modifizierung unter Bildung des fettähnlichen Produkts unterliegt, ist es oft erwünscht, der Mischung ein flüchtiges Lösungsmittel zuzusetzen, um ihre Viskosität in einem handhabbaren Bereich zu halten.

Es ist nicht erforderlich, daß in dem Erhitzungsschritt das gesamte Wasser und der gesamte Alkohol aus der Mischung entfernt werden, insbesondere wenn das Produkt als Anstrichmittelgrundierung verwendet werden soll.

Nachfolgend werden die erfindungsgemäß verwendeten fettähnlichen Zusammensetzungen beschrieben.

Die fettähnlichen Zusammensetzungen haben die folgenden Eigenschaften:

Sie sind thixotrop**).

Sie besitzen eine Essigsäurebasenzahl von mindestens 50, vorzugsweise von mindestens 135.
Sie haben einen Tropfpunkt, ASTM, von mindestens 249° C.
Sie fließen nicht bei 99° C*).

*) Eine andere Möglichkeit, diese Eigenschaft auszudrücken, ist, daß die Zusammensetzungen bei 99° C keine sichtbare Viskosität haben. Mit anderen Worten, die Viskosität kann nicht gemessen werden.

**) Damit ist gemeint, daß die Zusammensetzungen in Lösungen thixotrop sind, die bei Raumtemperatur (etwa 21 bis 24⁰C) fließfähig sind. So ist eine Lösung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in manchen leichteren Schmierölen thixotrop. Insbesondere sind Lösungen der fettähnlichen Zusammensetzung in flüchtigen Kohlenwasserstofflösungsmitteln thixotrop.

Die erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzungen unterscheiden sich von den gewöhnlichen Dispersionen in ihren physikalischen Eigenschaften.

Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist der Ausdruck »fettähnlich« verwendet worden, da die erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzungen als Grundierungsmittel für Anstriche und nicht als Schmierfette verwendet werden. Tatsächlich sind viele im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebene Zusammensetzungen zur Verwendung als Schmierfette geeignet.

Nachfolgend wird die Aufbringung bzw. Applikation der fettähnlichen Zusammensetzungen auf Metalloberflächen beschrieben.

Die fettähnliche Zusammensetzung kann »als solche« auf die Metalloberfläche aufgebracht werden, gewöhnlich mittels einer Bürste. Vorzugsweise wird die Zusammensetzung z:im Aufbringen auf die Oberfläche in einem flüchtigen Lösungsmittel verdünnt. Die Verwendung eines flüchtigen Lösungsmittels liefert einen gleichmäßigeren Film auf der Metalloberfläche und ermöglicht ein Aufsprühen. Letzteres kann die Anwendungskosten der Zusammensetzung beträchtlich verringern.

Zu Beispielen von geeigneten Lösungsmitteln gehören flüchtige Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Terpentinersatz, Kerosin, Petroleumnaphtha und dergleichen. Auch bestimmte nicht-entflammbare Chlorkohlenwasserstoffe sind geeignet Aus Gründen der Sicherheit ist es bevorzugt, Lösungsmittel mit einem Flammpunkt von mindestens 38⁰C und noch höher zu verwenden. Die Lösungsmittelmenge hängt von der bestimmten Anwendungsmethode ab. Eine geeignete Lösungsmittelmenge liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 40 bis etwa 90 Gew.-°/o. Vorzugsweise beträgt die Menge etwa 50 bis 80 Gew.-%.

Die fettähnliche Zusammensetzung kann als Grundierungsmittel auf jedem Typ von Metalloberfläche verwendet werden, der mit einem herkömmlichen Anstrich überzogen werden soll. Vorzugsweise wird sie auf Metallen verwendet, die heftiger Korrosion unterworfen sind, wie eisenhaltigen Metallen.

Die Menge der fettähnlichen Zusammensetzung, die aufgebracht wird, kann vom Fachmann leicht bestimmt werden. Ein dickerer Film liefert gewöhnlich besseren Schutz, ist jedoch natürlich teurer. Ein Film mit einer Dicke von etwa 63,5 μπι ist sowohl in Hinblick auf die Leistung als auch auf die Wirtschaftlichkeit als optimal befunden worden.

Die fettähnliche Zusammensetzung soll vor der Anwendung des herkömmlichen Anstriches im wesentlichen lösungsmittelfrei sein. Die Zusammensetzung ist gewöhnlich in 24 bis 72 Stunden lösungsmittelfrei.

Nachfolgend werden geeignete Anstriche beschrieben.

Eine Vielzahl von herkömmlichen Anstrichmitteln hat

sich als befriedigend erwiesen, wenn sie über der fettähnlichen Zusammensetzung aufgebracht werden.

Zu Beispielen für geeignete Anstrichmittelgattungen gehören:

Amin-gehärtete Epoxidanstrichmittel (2 Komponenten)

Polyamid-gehärtete Epoxidanstrichmittel Urethananstrichmittel

(2 Komponenten)
Alkydlackanstrichmittel
phenolische Kunstharzlacke
Acrylharz-Wasseremulsionen Vinylanstrichmittel

Die vorliegende Erfindung bringt erhebliche Vorteile mit sich. Wie oben bereits erwähnt, besteht ein Hauptvorteil der Verwendung der fettähnlichen Zusammensetzung als Grundierungsmittel darin, daß die Metalloberfläche wenig oder keiner Vorbereitung bedarf, bevor sie mit der Zusammensetzung überzogen wird. Außerdem verleiht die Verwendung der fettähnlichen Zusammensetzung als Grundierungsmittel Metalloberflächen eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit.

Die Verwendung der fettähnlichen Zusammensetzung als Grundierungsmittel erlaubt in vorteilhafter Weise weiterhin eine Erhöhung der Dicke eines Einzelüberzugsfilms, insbesondere mit Alkydanstrichmitteln. Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung der fettähnlichen Zusammensetzung in einem flüchtigen Lösungsmittel nach dem Einstufenverfahren. Es wird folgende Beschickung verwendet:

Terpentinersatz	2000 g
Sulfonsäure, abgeleitet von
»dimerem Alkylat«	1050 g
Sulfonsäure, abgeleitet von
»NAB-Bodenstoffen«	477 g
Helles öl 100	364 g
Wasser	10 g

Die vorstehend aufgeführten Stoffe werden in einen so umgebogenen 12-Liter-Dreihalskolben eingebracht. Während die Mischung gerührt wird, wird eine Aufschlämmung aus folgenden Bestandteilen zugegeben:

Ca(OH)₂
Methanol

345 g 1587 g

In die Mischung wird dann CO2 eingeblasen, wobei auf dem Strömungsmesser die Einstellung 5 verwendet wird (397 cm³/min). Die Temperatur der Mischung wird sorgfältig beobachtet Wenn die Temperatur ihren Spitzenwert erreicht hat (49,5° C, nach 32minütigem Blasen) und zu fallen beginnt, wird die Einstellung auf dem CO2-Strömungsmesser auf 2,5 herabgestellt (198 cm³/min). Die Gesamteinblaszeit des CO2 beträgt 52 Minuten.

Nach Beendigung der CO2-Zugabe wird die Mischung 1 Stunde lang bei 4O⁰C gerührt die Mischung wird dann auf Rückflußtemperatur (58⁰C) erhitzt und 30 Minuten

am Rückfluß gehalten. Dann wird sie auf 50 bis 55° C abgekühlt, und es werden im Verlauf von 15 Minuten 140 g Wasser zugegeben. Die Mischung wird auf Rückflußtemperatur (58° C) erhitzt und 1 Stunde lang dabei gehalten. Die Lösungsmittel werden durch Erhitzen auf 160° C entfernt Das sich ergebende Produkt macht 3032 g aus. Dazu werden 388 g Terpentinersatz gegeben, um die Gesamtmenge an Produkt auf 3420 g zu bringen. Das sich ergebende Produkt enthält 69 Gew.-% Terpentinersatz und 31 Gew.-% nicht-flüchtige Stoffe.

Beispiel 2

Das vorliegende Beispiel veranschaulicht die Verwendung der Zusammensetzung von Beispiel 1 als Grundierungsmittel für herkömmliche Anstriche.

10

15 Paneele aus kaltgewalztem Flußstahl mit einer Größe von 10,2 cm χ 20,3 cm χ 0,8 mm werden in das Produkt von Beispiel 1 eingetaucht Dann werden sie etwa 72 Stunden lang trocknen gelassen. Die Dicke des getrockneten Filmes beträgt etwa 63,5 μίτι.

Jede der Platten wird mit einem Überzug eines herkömmlichen Anstrichmittels überzogen, wobei eine herkömmliche pneumatische Anstrichmittel-Sprühanlage verwendet wird. Es wird eine Vielzahl von herkömmlichen Anstrichmitteln in dem Test verwendet. Die überzogenen Platten werden mit einem »x« gekennzeichnet und dann 502 Stunden lang Salznebel ausgesetzt, wobei die ASTM-Methode B-117 angewendet wird (35° C, 95 bis 100% relative Feuchtigkeit, 5 gew.-prozentige NaCl-Lösung).

Die Ergebisse sind nachfolgend gezeigt:

Anstrich	Anstrichmittelgattung	<■	Dicke des	48stündiges	Salznebelergebnisse	Zustand
mittel		trocknenden	Trocknen*)		des Anstrich-
		Anstrichmittel		Rostzahl	mittelfilmes⁺)
		filmes, μιη		Index des
				gereinigten	gut
	Amin-gehärtetes Epoxidweiß			Paneels**)
A	(2 Komponenten)	-45,7	S⁺⁺)	1	gut
	Urethanweiß (2 Komponenten)				gut
B	Alkydlack weiß	-63,5	D	0	gut
C	schwarzer phenolischer Kunstharzlack	-63,5	S⁺⁺)	4	leidlich
D	Acrylharz/Wasseremulsion, weiß	-20,3	D	0	gut
E	Vinyl weiß	-63,5	D	73
F	-38,1	D	8

*) S = nicht klebrig, jedoch bei der Berührung weich.

D = trocken und hart.

**) Die Zahl von Quadraten mit 12,7 x 12,7 mm von insgesamt 98 Quadraten, worin ein Rostflecken beliebiger Größe mit dem unbewaffneten Auge sichtbar ist.

⁺⁺) Diese Filme sind nach 72 Stunden trocken und hart.
⁺) Bezieht sich auf Blasenbildung, Rißbildung oder Verlust von Adhäsion.

Zum Vergleich wird darauf hingewiesen, daß eine unüberzogene Platte in der Salznebelkammer in weniger als 24 Stunden einen Rostzahlindex von 98 zeigt.

Zur Schaffung einer Vergleichsgrundlage wird ein

45 Vergleichstest durchgeführt, bei dem die Paneele mit dem Anstrichmittel von Beispiel 1, jedoch nicht mit dem Grundierungsmittel überzogen sind.

Dabei werden folgende Ergebnisse erhalten:

Anstrich	Dicke des	48stündiges	502 h Salznebelergebnisse	Zustand des	Bemerkungen
mittel	trocknenden	Trocknen		Anstrichmittel
	Anstrich		Rostzahl	filmes
	mittels, μιτι		Index des
			gereinigten	gut
			Paneels	schlecht
A	45,7	D	^10	schlecht	geringer Adhäsionsverlust
B	63,5	D	98	schlecht	vollständiger Adhäsionsverlust
C	63,5	D	98	schlecht	Blasenbildung
D	20,3	D	90	schlecht	Blasenbildung und Faltenbildung
E	63,5	D	98	Blasenbildung
F	38,1	D	95	Blasenbildung

Beispiel 3

Das vorliegende Beispiel veranschaulicht die Verwendung der fettähnlichen Zusammensetzung als Grundierungsmittel auf verrosteten Oberflächen.

Ein stark verrosteter Flußstahlabschnitt wird in das Produkt von Beispiel 1 eingetaucht. Nach dem Trocknen des Abschnittes liegt auf dem Abschnitt ein Film der fettähnlichen Zusammensetzung mit einer Dicke von

030 108/26

etwa 63,5 μηι vor. Der überzogene Abschnitt wird dann mit dem Zweikomponenten-Epoxidweißlack von Beispiel 2 besprüht. Der Epoxidfilm ist nach 48stündigem Trocknen weich bei der Berührung und nach 72 Stunden hart, ohne daß der Film Blasenbildung oder Rißbildung zeigt.

Beispiel 4

Das vorliegende Beispiel veranschaulicht die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten fettähnlichen Zusammensetzung mit einem Erdölwachs als Verdünnungsmittel.

Es wird im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise verwendet wie in Beispiel 1. Es werden folgende Stoffe verwendet:

Terpentinersatz
Sulfonsäure, abgeleitet von
»dimerem Alkylat«
Sulfonsäure, abgeleitet von
»NAB-Bodenstoffen«
Rohes Mikrowachs mit den
folgenden Eigenschaften:
Schmelzpunkt*), Minimum 77°
% öl, Maximum 3%,
Nadeleindringung 40 bis 85
Wasser
Ca(OH)₂
Methanol

2000 g

1050 g

477 g

364 g

10g

345 g

1587 g

*)(Tropfpunkt,ASTM-127)

Das sich ergebende Produkt mach 3037 g aus. Dazu werden 383 g Terpentinersatz gegeben, um das Produkt auf 3420 g zu bringen.

Beispiel 5

Das vorliegende Beispiel veranschaulicht die Verwendung der Zusammensetzung von Beispiel 4 als Grundierungsmittel für ein herkömmliches Anstrichmittel.

Zwei saubere Stahlplatten der in Beispiel 2 verwendeten Art werden mit dem Produkt von Beispiel 4 besprüht. Nach dem Trocknen liegt auf den Platten ein Film mit einer Dicke von etwa 25,4 μπι vor.

Eine Platte wird mit dem Zweikomponenten-Epoxidweißlack von Beispiel 2 besprüht. Nach dem Trocknen hat der Epoxidfilm eine Dicke von etwa 45,7 μπι. Die zweite Platte wird mit der Acrylharzemulsion auf Wasserbasis von Beispiel 2 besprüht Nach dem Trocknen weist die Platte einen Anstrichfilm mit einer Dicke von etwa 63,5 μπι auf.

Nach 48 Stunden sind die Überzüge auf beiden Platten trocken und hart und es liegt keine Blasenbildung oder Rißbildung vor. Das Produkt von Beispiel 4 zeigt sich gegenüber dem Produkt von Beispiel 2 insofern verbessert, als der Film viel härter und weniger klebrig ist und verbesserte Beständigkeit gegen mechanische Abnutzung zeigt. Außerdem ist die Wetterbeständigkeit besser als bei dem Produkt von Beispiel 2.

Beispiel 6

Das vorliegende Beispiel veranschaulicht die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten fettähnlichen Zusammensetzung nach dem Zweistufenverfahren.

Das Ausgangsmaterial ist ein überbasisches Calciumsulfonat mit einer Essigsäurebasenzahl von etwa 300, das nach dem Verfahren der US-Patentschrift 31 50 088 hergestellt worden ist.

363 kg des überbasischen Calciumsulfonats werden in einen Fettherstellungskessel gebracht und auf 85° C erhitzt 36,3 kg Wasser und 1,81kg Methoxyäthanol werden zugegeben und die Temperatur wird auf 93° C erhöht. Nach 50minütigem Rückfluß werden die Kesseldeckel geöffnet und die flüchtigen Komponenten austreten gelassen. Die Temperatur wird im Verlauf einer Zeitspanne von etwa 1 V2 Stunden auf 182° C erhöht, wobei periodisch Proben gezogen werden, um die Kerneindringung zu prüfen. Die Eindringung (ASTM bei 25°C)/Temperaturergebnisse sind nachfolgend gezeigt:

Temperatur

Umgebungseindringung

121-C
154°C
16O⁰C
182°C

129
130
145
155

Das heiße fertige Produkt (307 kg, netto) wird vom Boden des Kessels aus in vier 181 kg-Fässer gepumpt.

Das fettähnliche Produkt wird durch direktes Mischen in Terpentinersatz gelöst. Der Fettkuchen in dem Bad wird zerkleinert, wonach zur Vervollständigung der Auflösung durch eine Pumpe mit Zahnradantrieb rezirkuliert wird. Es wird genügend Terpentinersatz verwendet, um ein Produkt herzustellen, das 40 Gew.-% nicht-flüchtige Stoffe enthält.

Beispiel 7

Das vorliegende Beispiel veranschaulicht die Verwendung des fettähnlichen Produkts von Beispiel 6 als Grundierungsmittel.

Eine leicht verrostete Platte, ähnlich der in Beispiel 2 verwendeten, wird mit dem Produkt von Beispiel 6 überzogen. Die Dicke des getrockneten Filmes beträgt etwa 63,5 μπι.

Der weiße Alkydlack von Beispiel 2 wird auf den überzogenen Abschnitt gesprüht. Das Alkydharz trocknet und wird hart in wemiger als 30 Stunden (Filmdicke etwa 0,1 mm), wobei gute Filmadhäsion und keine Blasen- oder Rißbildung vorliegen.

Beispiel 8

Das vorliegende Beispiel veranschaulicht die Herstellung eines fettähnlichen Produkts mit einem niedrigen Gehalt an nicht-flüchtigem Verdünnungsmittel nach dem Zweistufenverfahren.

(A) Herstellung von überbasischem Calciumsulfonat
in Terpentinersatz.

Es wird folgende Beschickung verwendet:

Sulfonsäure mit 90% Aktivität,
abgeleitet von einer 70/30 Mischung
von »dimerem Alkylat« und
»NAB-Bodenstoffen« 1038 g

Terpentinersatz 1200 g

n-Hexan 300 g

70/30 Wasser/Methoxyäthanol-Azeotrop 39 g

Die vorstehend genannten Stoffe werden in einen umgebogenen 12-Liter-Dreihalskolben gegeben. Die Säure wird neutralisiert, indem in den Reaktionsbehälter 492 g einer Methoxyäthanollösung von Calciummethoxyäthylat-Carbonatkomplex (enthält 7,39% Ca und 7,88% CO2) gegeben werden. Die Zugabe geschieht bei einer Gefäßtemperatur von 30 bis 40°C im Verlauf von etwa 15 Minuten.

In den Reaktionsbehälter werden die folgenden Stoffe gleichzeitig eingebracht:

oben erwähnter

Calciummethoxyäthylat-Carbonat-

komplex (in 60 Minuten) 4568 g

Azeotrop wie oben erwähnt

(in 48 Minuten) 741g

Die Temperatur beträgt während der Zugabe 39 bis 41°C.

Die Lösungsmittel werden über Kopf entfernt, indem etwa 3 '/2 Stunden lang auf eine Gefäßtemperatur von 15O⁰C erhitzt wird. 400 g Terpentinersatz werden während dieser Zeitspanne zugegeben, um das Produkt fließfähig zu halten. Das Produkt wird 10 Minuten lang bei 150⁰C mit CO₂ geblasen. Das Produkt wiegt 2305 g. Es wird ausreichend Terpentinersatz zugesetzt, um das Produktgewicht auf 3000 g zu bringen. Das Produkt hat eine Essigsäurebasenzahl von 310.

(B) Herstellung von überbasischem Calciumsulfonat
in Terpentinersatz

Es wird folgende Beschickung verwendet:

9O°/oig aktive Sulfonsäure

(wie bei A) 1211g

Terpentinersatz 1500 g

n- Hexan 350 g

70/30 Wasser/Methoxyäthanol-

Azeotrop 45 g

Die Arbeitsweise ist die gleiche wie bei A.

Es werden 574 g Methoxyäthanollösung von Calciummethoxyäthylat-Carbonat für die Neutralisation und 5329 g Calciummethoxyäthylat-Carbonat sowie 864 g Azeotrop zur Schaffung der Überbasizität verwendet.

Das Produktgewicht beträgt 2930 g. Es wird ausreichend Terpentinersatz zugegeben, um das Produktgewicht auf 3500 g zu bringen. Das Produkt hat eine Essigsäurebasenzahl von 308.

(C) Herstellung einer fettähnlichen

Zusammensetzung mit einem niedrigen Gehalt an

nicht-flüchtigem Verdünnungsmittel in

Terpentinersatz

Es wird folgende Beschickung verwendet

Überbasisches Ca-Sulfonat »A« 400 g

Überbasisches Ca-Sulfonat »B« 1600 g

Wasser 200 g

Methoxyäthanol 20 g

Die vorstehend genannten Stoffe werden in einen Mischer gegeben. Die Mischung wird zum Rückfluß erhitzt und 1 Stunde lang gerührt. Das Wasser und das Methoxyäthanol werden unter Verwendung von Fabrikvakuum durch Erhitzen auf etwa 149⁰C entfernt Das Produktgewicht wird mit Terpentinersatz auf 2000 g eingestellt Das Produkt ist ein grau gefärbter halbfester Stoff.

Es wird zusätzlicher Terpentinersatz hinzugefügt, um ein Produkt herzustellen, das 40% nicht-flüchtige Stoffe enthält.

Beispiel 9

Das vorliegende Beispiel veranschaulicht die Verwendung des Produkts von Beispiel 8 als Grundierungsmittel.

Zwei Stahlplatten, ähnlich den in Beispiel 2 verwendeten, werden mit dem Produkt von Beispiel 8 überzogen. Die Dicke des getrockneten Filmes beträgt etwa 25,4 μπι. Eine Platte wird dann mit dem aus zwei Komponenten bestehenden Amingehärteten Epoxidweiß besprüht Die zweite Platte wird mit der Acrylharz/Wasseremulsion (weiß) besprüht. Die Filme auf beiden überzogenen Platten sind nach 48 Stunden trocken und hart, wobei keine Blasen- oder Rißbildung vorliegt

Beispiel 10

Das vorliegende Beispiel veranschaulicht die Verwendung der fettähnlichen Zusammensetzung, hergestellt nach dem Zweistufenverfahren, als Grundierungsmittel für herkömmliche Anstriche.

Die in diesem Beispiel verwendete Zusammensetzung ist eine Terpentinersatz-Lösung einer Zusammensetzung, die im wesentlichen die gleiche ist wie in Beispiel 6. Metallabschnitte werden mit der Zusammensetzung überzogen und 2 Tage lang trocknen gelassen. Die überzogenen Abschnitte werden dann mit einem Epoxidanstrich überzogen und trocknen gelassen. Die fertigen Abschnitte werden mehrere Stunden lang in siedende Salzlösung eingetaucht. Die Prüfung zeigt, daß der Überzug befriedigenden Schutz zu geben scheint

Claims

10 Patentansprüche:

1. Verwendung einer fettähnlichen Zusammensetzung, die

1. 2 bis 80 Gewichtsteile eines nichtflüchtigen Verdünnungsmittels,

2. 5 bis 55 Gewichtsteile eines öllöslichen Dispersionsmittels und

3. 1 bis 45 Gewichtsteile einer basischen Erdalkalimetallverbindung enthält,

wobei die Zusammensetzung eine Essigsäurebasenzahl von mindestens 50 aufweist, thixotrop ist, bei 99⁰C nicht fließt und einen Tropfpunkt von mindestens 249⁰C besitzt, als Grundierung auf Metalloberflächen für einen herkömmlichen Farbanstrich.

2. Verwendung einer fettähnlichen Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Erdalkalimetallverbindung eine Calcium- und/oder Bariumverbindung ist.

3. Verwendung einer fettähnlichen Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das nicht-flüchtige Verdünnungsmittel ein Mineral-Schmieröl, synthetisches Schmieröl und/oder Erdölwachs ist.

4. Verwendung einer fettähnlichen Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das öllösliche Dispersionsmittel eine Sulfonsäure oder ein Metallsulfonat ist.

5. Verwendung einer fettähnlichen Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das öllösliche Dispersionsmittel eine synthetische Alkarylsulfonsäure, die sich zu mindestens 40 Gew.-% von verzweigtkettigen Alkarylkohlenwasserstoffen ableitet, oder ein Metallsulfonat davon ist.

6. Verwendung einer fettähnlichen Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei man 30 bis 60 Gew.-Teile Mineralschmieröl, synthetisches Schmieröl und/oder Erdölwachs als Verdünnungsmittel, 15 bis 30 Gew.-Teile Sulfonsäure und/oder Metallsulfonat als öllösliches Dispersionsmittel und 3 bis 35 Gew.-Teile basische Erdalkaliverbindung einsetzt, wobei das Kation dieser Verbindung Calcium und/oder Barium ist und die Zusammensetzung eine Essigsäurebasenzahl von mindestens 135 besitzt.

7. Verwendung einer fettähnlichen Zusammensetzung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die synthetische Alkarylsulfonsäure oder deren Metallsulfonat zu mindestens 60 Gew.-% von verzweigtkettigen Alkarylkohlenwasserstoffen abgeleitet ist.

8. Verwendung einer fettähnlichen Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die fettähnliche Zusammensetzung sich in einem flüchtigen Lösungsmittel befindet.

9. Verwendung einer fettähnlichen Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das nicht-flüchtige Verdünnungsmittel ein mikrokristal- _b0 lines Wachs ist.