DE19542731C2

DE19542731C2 - Rostumwandelnde wäßrige Lösung und deren Anwendungsform

Info

Publication number: DE19542731C2
Application number: DE1995142731
Authority: DE
Inventors: Yamshchyk; Zaslavskaia
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-16
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 1999-08-19
Anticipated expiration: 2015-11-17
Also published as: DE19542731A1

Description

Die Erfindung betrifft den Korrosionsschutz mittels chemischer Bearbeitung der eine Rostschicht aufweisenden Metalloberflächen bestimmter Zusammensetzung und kann zur Vorbereitung der rostigen Metalloberflächen vor dem Anstrich eingesetzt werden.

Der erfindungsgemäße Rostumwandler besitzt eine gesteigerte Umwandlungsfähigkeit, schützt das Metall (alle Arten von Stahl und Eisen) vor weiterer Korrosion, ist ökologisch harmlos, un toxisch und erfordert keine Vorreinigung der rostigen Metalloberflächen vor dem Anstrich.

Der Rostumwandler kann erfolgreich im Schiffbau und der Schiffsreparatur (besonders in den innen liegenden Räumen/Unterdeckräumen), Kraftfahrzeug-, Reparatur- und Maschinenbauin dustrie (besonders an den schwer zugänglichen Stellen der Metallkonstruktionen), in der che mischen Bauindustrie (insbesondere Baukonstruktionen) beim Brückenbau, der Landwirtschaft und im Haushalt gebraucht werden.

Der grundsätzliche Unterschied des erfindungsgemäßen Rostumwandlers zu anderen besteht darin, daß er den Korrosionsvorgang vollständig abbricht und nicht verlangsamt oder maskiert, wie dies bei der Anwendung der Rostumwandler anderer Arten der Fall ist. Dabei wird der arbeitsaufwendigste und ökologisch schädliche Vorgang der mechanischen Bearbeitung der Oberfläche vermieden, der an schwer zugänglichen Stellen überhaupt nicht ausgeführt werden kann, und an Stellen, wo er ausführbar ist, keinen genügenden Effekt wegen der hohen Oxida tionsgeschwindigkeit der Metalle erzielt.

Eine technische Lösung, die der Erfindung nahekommt, ist in der DE-AS 24 25 213 beschrieben. In der Auslegeschrift sind saure Rostumwandlungs- und Rostschutzmittel in Form von wäßrigen Dispersionen, Emulsionen oder Lösungen umfaßt, die zusätzlich zu den bekannten Rostum wandlern auf Basis von aromatischen Carbonsäuren mit mindestens einer Hydroxylgruppe, wie Tannin und Gallussäure, noch ein Kunststoffbindemittel enthalten. Die dort genannten Kunst stoffbindemittel weisen entweder keine ionischen Gruppen auf, wie die dort erwähnten Polyvi nylacetat-Copolymeren, Styrol-Butadienkautschuke oder Styrol-Butadien-Acrylnitrilkautschuke oder sie weisen als hydrophile Gruppen Hydroxygruppen oder anionische Gruppen, wie Carbo xylatgruppen, auf.

Als Beispiele für derartige Kunststoffbindemittel sind dort Phenoplaste, nämlich Phenol-Formal dehyd-Kondensationsprodukte, Alkydharze, nämlich Polyesterharze, die durch Kondensation von mehrwertigen Alkoholen mit mehrbasischen Säuren erhalten werden, sowie Epoxydharze genannt, also vernetzte Polyätherharze, die freie Hydroxylgruppen und an den Kettenenden un umgesetzte Epoxydgruppen aufweisen.

In den Beispielen dieser Auslegeschrift werden wasserlösliche Alkydharze, beispielsweise mit einem Fettsäureanteil von 45%, und unpolare Harze auf Basis von Styrol und Butadien, vor zugsweise Mischungen aus diesen beiden, verwendet. Deshalb wird gemäß DE-AS 24 25 213 nicht eine Einphasenlösung, sondern eine aus Wasserphase und organischer Phase besteh ende Lösung gebildet.

Solche aus Wasserphase und organischer Phase bestehende und keine Kationengruppe bein haltende Lösung kann nur teilweise den Rost umwandeln, weil wegen der wasserunlöslichen Harze der Rost nur teilweise imprägniert wird, ohne dabei irgendwelche stabilen Verbindungen zu bilden und folglich keine chemisch beständigen Schutzschichten entstehen. Somit besteht der Hauptnachteil des Mittels nach der deutschen Auslegeschrift 24 25 213 in der ungenügenden Reaktion mit den Roststoffen, deren Reste unter Polymerbindemittel verbleiben, wobei die chemische Metallzerstörung fortgesetzt wird.

In der Tab. 1 sind die Angaben über die umwandelnde Fähigkeit des erfindungsgemäßen Rost umwandlers und nach dem Prototyp enthalten.

Tabelle 1

Das Mittel nach der deutschen Auslegeschrift 24 25 213 enthält außerdem eine Reihe toxischer Lösungsmittel, z. B. Xylol, Butanol, Isopropylalkohol (siehe Beispiele 1-7). Damit hat der Rost umwandler die ungenügende Umwandlungsfähigkeit, die unzureichende Korrosionsfestigkeit des Überzugs, ist ökologisch schädlich und hat eine hohe Toxizität.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Rostumwandler mit gesteigerter Umwandlungsfähigkeit zur Verfügung zu stellen, der untoxisch, ökologisch unschädlich und günstig in der Herstellung dank der Benutzung vom Gerbeichenextrakt, Fichtennadel/Latsche/Kiefer-Badesalz, Oxalsäure und Wasser ist.

Die Rezeptur des Rostumwandlers ist in Tab. 2 dargestellt.

Tabelle 2

Anmerkung

Anstatt des genannten Fichtennadel/Latsche/Kiefer-Badesalzes können Fichten nadel- oder Fichtenextrakt in Tablettenform oder flüssiges Pflegebad Latschenkiefer nach der obengeführten Rezeptur in derselben Menge verwandt werden.

Die Wirkung von Gerbeichenextrakt und Fichtennadel/Latsche/Kiefer-Badesalz besteht darin, daß sie die Eisenoxyde in die neutralen stabilen Komplexe umwandeln, die im weiteren als un lösbares Füllmittel (statt des Pigmentes) für den Lack- und Farbenüberzug dienen.

Die Oxalsäure (H₂C₂O₄) ist gut wasserlöslich, schafft ein gutes zur aktiven Bildung der Ferritan nate notwendiges Säuremilieu und beschleunigt das Verfahren der Rostumwandlung um das 3-4fache. Das dabei entstehende Salz der Oxalsäure bildet im Komplex mit Eisen ein unlösli ches Produkt. Die Oxalsäure ist ein gutes Lösungsmittel für Eisenkorrosionsprodukte. Beim Zu sammenwirken mit den Eisenionen ergibt die Oxalsäure nicht nur Oxalate, sondern auch ver schiedene Komplexverbindungen.

Die Untersuchungsbefunde zeigten, daß die Oxalsäure gute Ergebnisse bei Benutzung als Bestandteil des Rostumwandlers ergibt. Damit wird die Metalloberfläche unter Wirkung des Korrosionsumwandlers vom nachfolgenden Einfluß der korrosionsaktiven Komponenten des Mediums und vor Korrosion geschützt und dank der entstandenen Schutzschicht findet eine Passivierung statt.

Der erfindungsgemäße Rostumwandler auf Grundlage von Gerbeichenextrakt, Fichtennadel/Latsche/Kiefer-Badesalz, Oxalsäure und Wasser (siehe Tab. 2) wandelt die korrodierte Metall oberfläche in eine Inertoberfläche um, weil er sich mit den auf der Metalloberfläche vorliegen den Oxyden verbindet und eine unlösbare Schicht bildet. Eisentannate gehen unter Einwirkung des Luftsauerstoffes in die unlösbaren Ferritannate über. Diese Schicht hat Molekulardicke und ist gut mit den meisten Farben, Lacken, Grundiermitteln verbindbar. Sie schützt vor vorzeitiger Ablagerung oder Blasenbildung (der angestrichenen Oberflächen) und steigert die Deckfähig keit der Farbe.

Die Prüfungen von Mustern nach der Fläche der Korrosionsschädigungen wurden durchgeführt. Die Lack-Farbenüberzüge wurden 3 Stunden nach Bearbeitung der Oberfläche der Muster mit dem Rostumwandler aufgetragen. Die Muster je 5 Stück jeder Variante wurden mit MP-Dick schicht-Grund 227 und MP-Dickschicht 229 in zwei Schichten angestrichen. Die mit dem MP- Dickschicht-Grund 227 angestrichenen Muster wurden um Laufe von 4 Stunden und die mit der MP-Dickschicht 229 angestrichenen Muster im Laufe von 5 Stunden bei Zimmertemperatur (20°C) getrocknet.

Die angestrichenen und getrockneten Muster wurden abwechselnd für 5 Tage in Salzwasser (3% NaCl) und Süßwasser eingetaucht bei gesamter Zyklusdauer von 15 Tagen. Zur Kontrolle wurden die Muster für 15 Tage nur in Salzwasser eingetaucht. Dann wurden sie getrocknet und einer visuellen Untersuchung unterzogen mit dem Ziel, die Schädigungen durch feinen Rostaus schlag, das Vorhandensein von Verdickungen, Zerklüftungen und Ablösung des Überzuges auf der Oberfläche nachzuweisen.

In den Tabellen 3 und 4 sind die Ergebnisse der Prüfung und die Angaben der physikalisch- mechanischen Kennwerte des Rostumwandlers nach der Erfindung dargestellt.

Tabelle 3

Tabelle 4

Bezeichnung der Kennwerte
Normen
1. Aussehen	Flüssigkeit von brauner Farbe
2. Bedingte Zähigkeit, s, nach dem Viskosimeter VS-4 bei Temperatur (20 ±0,5°C)	11-14
3. Trocknungszeit der Filmschicht bei	20
Temperatur, °C@	von 0 bis 10	3-5 Stunden
von 10 bis 15	3-4 Stunden
von 15 bis 25	2-3 Stunden
4. Dichte, g/cm³	1,07-1,12
5. pH-Wert	4,0-4,5
6. Umwandelnde Fähigkeit bei mittlerer Rostdicke bis 200 µm, % nicht weniger als	100
7. Überzugsfarbe	Dunkelblau
8. Adhäsion des Lack-Farbenüberzuges auf der umgewandelten Oberfläche	Er besteht die Prüfung auf Adhäsion nach der Methode der Gittereinschnitte
9. Lebensdauer des Rostumwandlers	Dauerhaft (nicht beschränkt)
10. Vereinbarkeit mit den Lack-Farbenmaterialien	Er ist mit allen Arten von Lack-Farbenmaterialien vereinbar
11. Toxizität	Nicht toxisch
12. Gefrierpunkt in °C	-5°C
13. Verdünnungsmittel	Wasser
14. Verbrauch für eine Schicht g/m², beim Auftragen:@	- mit der Walze, mit dem Pinsel	100-120
- mit pneumatischen Sprühanlagen	120-140

Verfahren der Zubereitung des Rostumwandlers I. Verfahren zur Herstellung des flüssigen Rostumwandlers

In einen Behälter wird eine berechnete Menge des zu zerkleinerten Gerbeichenextraktes und des Fichtennadel/Latsche/Kiefer-Badesalzes eingebracht, dann bei ununterbrochenem Umrühren wird in den Behälter konsequent die berechnete Menge Oxalsäure und Wasser zugegeben (die erwünschte Wassertemperatur ist 60-70°C). Der Rostumwandler ist anwendungsfertig.

Der auf diese Weise hergestellte Rostumwandler stellt eine flüssige Substanz von brauner Farbe mit pH = 4,0-4,5, Viskosität nach Viskosimeter VS-4 von 11-14 s und Dichte von 1,07-1,12 g/cm³ dar.

Der Rostumwandler ist völlig unschädlich für den Menschen und während der Anwendung sind keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen notwendig.

II. Verfahren zur Herstellung des pulverförmigen Rostumwandlers

Außer dem o. g. Herstellungsverfahren des flüssigen oder pastösen Rostumwandlers umfaßt die vorliegende Erfindung das Herstellungsverfahren des Rostumwandlers in Pulverform. Dieses Verfahren hat eine Reihe von Vorteilen im Vergleich zur Herstellung des flüssigen oder pastenartigen Rostumwandlers: einfacheres Herstellungsverfahren, es entfällt die Notwendigkeit großer Räume und solider Ausrüstung, bei der Herstellung ist ein reduzierter Verbrauch von Wasser und Energie erforderlich, weil das ganze Herstellungsverfahren auf eine Mischung des pulverförmigen zerkleinerten Gerbeichenextraktes und des Fichtennadel/Latsche/Kiefer-Bade salzes mit der berechneten Menge Oxalsäure hinausläuft.

Die Dosierung des Abfüllens und der Verpackung wird einfacher, weil das Produkt in gewöhnli che PE-Pakete mit Gewichten von 100 g bis 5-10 kg und mehr abzufüllen und zu verpacken ist. Zur Anwendung des Rostumwandlers ist das Pulver in Leitungswasser bei Raumtemperatur und ständigem Umrühren aufzulösen. Die Haltbarkeit des pulverförmigen Rostumwandlers ist unbeschränkt und das Gemisch kann direkt vom Gebrauch hergestellt werden.

Wichtiger Vorteil ist auch die Erleichterung der Beförderung, weil der Beförderungsumfang ver ringert wird und Bedarf an den zur Lagerung des Rostumwandlers notwendigen Räumen kleiner wird.

Claims

1. Rostumwandelnde und vor dem Weiterrosten schützende wäßrige Lösung, die einen pH-Wert von 4,0-4,5 aufweist und als Rostumwandler einen Gerbstoffextrakt und eine Säure enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Steigerung der Umwandlungsfähigkeit und der Korrosionsbeständigkeit der Überzüge, der Reduzierung der Toxizität und der Erweiterung des Herstellungsbereiches Gerbeichenextrakt als Gerbstoffextrakt, Oxalsäure als Säure und zusätzlich Fichtennadel/Latsche/Kiefer-Badesalz bei folgenden Verhältnis der Komponenten (in Gewichts-%) enthält:
Gerbeichenextrakt 15,0-20,0 Fichtennadel/Latsche/Kiefer-Badesalz 5,0-10,0 Oxalsäure 5,0-10,0 Wasser übriges

2. Rostumwandelnde Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer korrosionsbeständigen Sprühdose abgepackt ist und als weitere Komponente ein Treibmittel, vorzugsweise Kohlendioxid, enthält.

3. Anwendungsform des Rostumwandlers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung der Bestandteile Gerbeichenextrakt, Fichtennadel/Latsche/Kiefer-Badesalz und Oxal säure in Pulverform hergestellt und die rostumwandelnde Lösung durch Zugabe der notwendi gen Wassermenge vom Verbraucher direkt vor der Verwendung fertiggestellt wird.