DE19952525C2 - Universelle rostumwandelnde wäßrige Lösung und deren Anwendungsform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den Korrosionsschutz mittels chemischer Bearbeitung der eine Rost­ schicht aufweisenden Metalloberflächen bestimmter Zusammensetzung und kann zur Vorbe­ reitung 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, untoxisch 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- Formaldehyd-Kondensationsprodukte; Alkydharze, nämlich Polyesterharze, die durch Konden­ sation von mehrwertigen Alkoholen mit mehrbasischen Säuren erhalten werden, sowie Epoxydharze genannt, also vernetzte Polyätherharze, die freie Hydroxylgruppen und an den Kettenenden unumgesetzte 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 ungenügen­ den Reaktion mit den Roststoffen, deren Reste unter Polymerbindemittel verbleiben, wobei die chemische Metallzerstörung fortgesetzt wird.

In der Tabelle 1 sind die Angaben über die umwandelnde Fähigkeit des erfindungsgemäßen Rostumwandlers nach dem Stand der Technik (DE-AS 24 25 213) enthalten.

Tabelle 1

Das Mittel nach der deutschen Auslegeschrift 24 25 213 enthält außerdem eine Reihe toxi­ scher Lösungsmittel, z. B. Xylol, Butanol, Isopropylalkohol (siehe Beispiele 1-7). Damit hat der Rostumwandler die ungenügende Umwandlungsfähigkeit, die unzureichende Korrosionsfestig­ keit 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 von Gerbeichenextrakt, Salicylsäure, Oxalsäure und Wasser ist.

Die Rezeptur des Rostumwandlers ist in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Anmerkung

Anstatt des Gerbeichenextraktes können Weiden-, Lärchen-, Fichtennadel- oder Fichten­ extrakte in Tablettenform nach der obengeführten Rezeptur in derselben Menge verwendet werden.

Die Wirkung von Gerbeichenextrakt und Salicylsäure besteht darin, daß sie die Eisenoxyde in die neutralen, stabilen Komplexe umwandeln, die im weiteren als unlösbares Füllmittel (statt des Pigmentes) für den Lack- und Farbenüberzug dienen.

Die Salicylsäure:

zeigt die Eigenschaften von Verbindungen, die gemischte Funktionen von Säure und Alkohol aufweisen.

Die Oxalsäure (H₂C₂O₄) und die Salicylsäure (C₆H₄(OH)COOH) sind gut wasserlöslich, schaf­ fen ein gutes, zur aktiven Bildung von Ferritannaten notwendiges Säuremilieu und beschleuni­ gen das Verfahren der Rostumwandlung um das 4-5-fache. Das dabei entstehende Salz bildet im Komplex mit Eisen ein unlösliches Produkt. Die Oxalsäure und die Salicylsäure sind gute Lösungsmittel für Eisenkorrosionsprodukte. Beim Zusammenwirken mit den Eisenionen erge­ ben sie nicht nur Oxalate, sondern auch verschiedene Komplexverbindungen.

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

Der erfindungsgemäße Rostumwandler auf Grundlage von Gerbeichenextrakt, Salicylsäure, Oxalsäure und Wasser (siehe Tabelle 2) wandelt die korrodierte Metalloberfläche in eine Inertober­ fläche um, weil er sich mit den auf der Metalloberfläche vorliegenden Oxiden 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 Far­ ben, Lacken, Grundiermitteln verbindbar. Sie schützt vor vorzeitiger Ablagerung oder Blasenbil­ dung (der angestrichenen Oberflächen) und steigert die Deckfähigkeit der Farbe.

Die Prüfungen von Mustern nach der Fläche der Korrosionsschädigungen wurden durchge­ führt. Die Lack-Farbenüberzüge wurden 3 Stunden nach Bearbeitung der Oberfläche der Mu­ ster mit dem Rostumwandler aufgetragen. Die Muster, je 5 Stück jeder Variante, wurden mit Uni­ versallack C170236 A reinweiß (RAL9010) und Universallack C170236 A tiefschwarz (RAL9005) in zwei Schichten angestrichen. Die mit dem Universallack C170236 A reinweiß (RAL9010) angestrichenen Muster wurden im Lauf von 4 Stunden und die mit dem Uni­ versallack C170236 A tiefschwarz (RAL9005) angestrichenen Muster im Lauf 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

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

In einen Behälter wird eine berechnete Menge des zerkleinerten Gerbeichenextraktes und der Salicylsäure eingebracht; dann wird bei ununterbrochenem Umrühren in den Behälter konse­ quent die berechnete Menge Oxalsäure und Wasser zugegeben. 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 obengenannten 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: ein einfacheres Herstellungsverfahren; es entfällt die Notwendig­ keit 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 purverförmigen, zerkleinerten Gerbeichenextraktes und der Salicylsäure mit der berechneten Menge Oxalsäure hinausläuft.

Die Dosierung des Abfüllens und der Verpackung wird einfacher, weil das Produkt in gewöhn­ liche 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 ständigem Um­ rühren aufzulösen. Die Haltbarkeit des pulverförmigen Rostumwandlers ist unbeschränkt, und das Gemisch kann direkt zum Gebrauch hergestellt werden.

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

Claims (3)

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, der Adhäsion, der Standfestigkeit und der Korrosionsbeständigkeit der Überzüge unter Einfluß der Witterungsbedingungen, der Reduzierung der Toxizität und der Erweiterung des Herstellungs­ bereiches Gerbeichenextrakt als Gerbstoffextrakt, Oxalsäure als Säure und zusätzlich Salicyl­ säure bei folgendem Verhältnis der Komponenten (in Gewichts-%) enthält:
Gerbeichenextrakt 20,0-30,0 Salicylsäure 3,0-5,0 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, Salicylsäure und Oxalsäure in Pulverform hergestellt und die rostumwandelnde Lösung durch Zugabe der notwendigen Wassermenge vom Verbraucher direkt vor der Verwendung fertiggestellt wird.