DE2008478A1 - Mittel zum überziehen von Oberflächen aus Holz und Metall an Luft oder unter Wasser - Google Patents

Description

BRITISH COLUMBIA RESEARCH COUNCIL Mittel zum Überziehen von Oberflächen aus Holz und Metall an Luft oder unter Wasser·

Es gibt schon zahlreiche Überzugsmittel zum Überziehen von Holz und Metall· Ein Teil dieser Mittel kann nur an Luft aufgebracht werden, wenn das Holz oder das Metall außerhalb des Wassers sind und nicht besonders feucht sind· Man kann diese Mittel ab,er"nicht^aujf^Oberflachen unter Wasser oder auf feuchte Oberflächen aufbringen.

Beim Aufbringen eines Überzugsmittels auf Holz oder Metall unter Wasser besteht die Schwierigkeit, daß die Kohäsionskraft innerhalb des Überzugsmittels in der Regel größer ist als die Adhäsionskraft zwischen dem Überzugsmittel und dem feuchten Metall oder Holz· Daher verbindet sich das Überzugsmittel nicht mit dem Träger aus Holz oder Metall, sondern wird in dem umgebenden Wasser dispergiert· Diese Erscheinung tritt auch besonders dann auf, wenn ein Überzugsmittel aus organischen Stoffen organische Lösungsmittel enthält. Weitere Schwierigkeiten bw±^OT der Verwendung der handelsüblichen Epbxydharzö untei^ Waiier

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entstehen dadurch, daß sie bei Temperaturen unter etwa 20°C nicht nur sehr viskos sind, sondern daß sie bei diesen Temperaturen so langsam aushärten, daß der Überzug weich bleibt und z.B. bei der Bewegung des Wassers dispergiert werden kann·

Ziel der Erfindung ist ein Überzugsmittel für Metall und Holz, das sowohl an Luft wie unter Süßwasser oder Seewasser aufgebracht werden kann, so daß eine fest biegsame Schicht entsteht, welche das Metall gegen Korrosion und das Holz gegen den Angriff und die Zerstörung durch biologische Mittel schützt· Das Überzugsmittel kann durch Aufsprühen oder durch Pinseln auf eine feuchte oder trockene Oberfläche von Metall oder Holz an Luft aufgebracht werden. Beim Aufbringen unter Wasser kann man einen Pinsel oder ein anderes Instrument, wie einen Spatel, verwenden.

Das erfindungsgemäße Überzugsmittel haftet fest auch an mit Creosot behandeltem Holz und schützt das Holz gegen Holfcwurmer, die gegen Creosot empfindlich sind, wie Teredo, Bankia und verschiedene Arten Limnoria, ebenso wie gegen solche Holzwürmer, die wie Limnoria Tripunctata gegen Creosot nicht empfindlich sind.

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Die erwähnten Eigenschaften des erfindungsgemaßen Überzugsmittels zusammen mit den niedrigen Kosten im Vergleich mit anderen ÜberzugsBiittein, z.B. solchen, die Epoxydharze enthalten, geben ihm einen hohen wirtschaftlichen Wert beim Schutz von Metallen, die in Süßwasser oder Seewasser stehen, insbesondere in solchen Fällen, wo ein kathodischer Schutz nicht angewendet werden kann, z.B. in Seewasser zwischen dem Hochwasser bei Flut und dem Niedrigwasser bei Ebbe· Auch Metallplatten, Rohre oder dergleichen, die dauernd unter Wasser sind, oder periodisch in Wasser eintauchen, oder sich in einer feuchten Umgebung an Luft befinden, können durch dieses Überzugsmittel geschützt werden. . In allen Fällen kann das Überzugsmittel auf das Metall in dem Zustande, in dem es sich befindet, aufgebracht werden· Ein Trocknen der Metalloberfläche vor dem Aufbringen des Überzuges ist nicht erforderlich· Ebenso ist eine Grundierung nicht erforderlich, wenn das erfindungsgemäße Überzugsmittel auf Metall oder Holz aufgebracht werden solle

Das erfindungsgemäße Überzugsmittel findet eine weitgehende technische Anwendung beim Schutz von unbehandelten oder von mit Creosot behandelten Pfählen, die sich schon an Ort und S.eile befinden und Teile von beispielsweise Werften, Wellenbrechern, Pfählen für Gebäude und Fabriken bilden. gen Uagebung in der Nachbarschaft solcher Pfähle können biolo-

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gische Änderungen bewirken, so daß die Pfähle durch unter Wasser lebende Holzwürmer stärker angegriffen werden können· Derartige Fälle sind in vielen Häfen der Welt beobachtet worden, und zwar als Folge der Bekämpfung der Verschmutzung von Wasser, wobei in dem Wasser größere Mengen von Sauerstoff gelöst werden· Dadurch wird die Ausbreitung und die Aktivität von Holzwürmern, auch von solchen, die gegen Creosot unempfindlich sind, erhöht· Das erfindungsgemäße Überzugsmittel hat gegenüber den bekannten den Vorteil, daß es auf schon eingerammte Pfähle aufgebracht werden kann, und zwar sowohl unter Wasser wie über Wasser₀

Das exflndungsgemäße Überzugsmittel enthält ein flüssiges chloriertes Paraffin und/oder ein niedermolekulares Polystyrol, ferner ein flüssiges Polyesterharz und hydraulischen Zement oder Gips« Bei Verwendung zum Überziehen von Holz oder von mit Creosot imprägniertem Holz kann das niedermolekulare Polystyrol verwendet werden anstelle oder zusätzlich zu dem flüssigen chlorierten Paraffine Venn das Überzugsmittel für Metalle verwendet werden soll, so muß es die flüssigen chlorierten Paraffine enthalten, Polystyrol braucht nicht zugegen zu sein, kann es aber sein·

Das erfindungsgemäße Überzugsmittel enthält ein Gemisch von etwa 0,7 bis etwa 52 % eines flüssigen chlorierten Paraffins

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mit einem Chlorgehalt zwischen etwa 45 und etwa 70 % und/oder ein niedermolekulares Polystyrol als flüssiges Bindemittel. Es enthält ferner etwa 13 bis etwa 60 % eines Polyesterharzes und etwa 1,8 bis etwa 35 % Portland-Zement, Hochofen-Zement, Aluminium-Zement, Gips oder zwei oder mehrere dieser Stoffe als wasserabsorbierendes Bindemittel· Wie schon gesagt,, muß flüssiges chloriertes Paraffin zugegen sein, wenn das Überzugsmittel für metallische Oberflächen verwendet werden soll. Niedermolekulares Polystyrol ist erforderlich in Überzugsmitteln für mit Creosot behandelte Holzoberflächen» Venn das Bindemittel für beide Zwecke verwendet werden soll, so kann es diese beiden genannten Bestandteile enthalten»

Das chlorierte Paraffin sollte flüssig ,sein und einen Chlorgehalt vorzugsweise zwischen 45 und 70 %_t eine Viskosität bei 99°C zwischen 24 und 300, vorzugsweise zwischen 75 und 195 Zentipoisen und ein spezifisches Gewicht zwischen 1,20 und 1,58 bei 25°C haben. Wenn der Chlorgehalt des Paraffine unter 45 % liegt, so wird die Löslichkeit im Polyesterharz verringert· In diesen Fällen muß ein Gemisch verwendet werden, das Paraffin ■it einem höheren Chlorgehalt enthält, um eine gute Mischbarkeit zu erreichen·

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Dank der starken polaren Natur des flüssigen chlorierten Paraffins und dank der starken Affinität zwischen dem Paraffin und der metallischen Oberfläche haftet der Überzug sehr fest am Metall und kann leicht auch unter Wasser aufgebracht werden· Die Affinität verhindert es auch, daß der Überzug vom metallischen oder hölzernen Träger während des anfänglichen Auehärtens A durch Bewegung des Wassers von der Unterlage entfernt wird· Die hohe Dichte des flüssigen chlorierten Paraffins erhöht das spezifische Gewicht des Überzuges, so daß er auch durch den Auftrieb des Wassers nicht entfernt oder verschoben wird. Die Mischung läßt Wasser langsamer durch als Epoxydharze, weshalb eine Korrosion des Metalls weitgehend verzögert wird· Der hohe Chlorgehalt des chlorierten Paraffins verringert die Affinität zu Sauerstoff, wodurch ein Oxydation der Bestandteile des Überzuges verringert wird·

Das Polyesterharz wirkt als anfänglicher Härter für das flüssige chlorierte Paraffin und das niedermolekulare flüssige Polystyrol« Das Polyesterharz selbst, auch zusammen mit Katalysatoren, verbindet sich nicht mit dem Metall unter Wasser· In Kombination mit dem chlorierten Paraffin und dem Polystyrol bewirkt das Polyesterharz ein schnelles Aushärten des Überzuges unter Wassere Der Überzug kann elso durch in oder auf dem Wasser schwimmende Gegenstände nicht beschädigt wordene Ein bevorzugter

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aus Bisphenol-A und Fumarsäure gebildeter Polyester ist in der US-Patentschrift Nr. 2,634,251 beschriebene Dieses Kunstharz hat bei 25°C eine Viskosität von 400 bis 500 Zentipoisen, gemessen mit dem Brookfield Viskosimeter, ist beständig gegen Wasser, Säuren und Alkalien und absorbiert keine Feuchtigkeit.

Hydraulische erfindungsgemaß zu verwendende Zemente sind Portland-Zemente der Typen I, II, III, IV, V, Hochofen-Zement und Aluminium-Zement οMan kann auch Gips, hydratisiertes Calziumsulfat, anstelle des hydraulischen Zements zum Absorbieren von Wasser verwenden₀ Der hierbei erhaltene Überzug ist aber weicher als bei Verwendung von hydraulischen Zementen· Die hydraulischen Zemente absorbieren das Wasser, das sich während des Aufbringens des Überzuges unter diesen befindet, und kombinieren sich chemisch mit dem Wasser. Dadurch entsteht eine Barriere aus hydratisiertem Zement, welche die weitere Wanderung von Wasser durch den Überzug hindurch verhindert. Diese Entfernung des Wassers ergibt eine trockene Oberfläche beim Überziehen von Metall und entfernt freie Feuchtigkeit beim Überziehen von Holz. Di· Entfernung dieses Wassers verringert nicht nur die Möglichkeit einer Korrosion, sondern ergibt auch eine Oberfläche, an welcher die Bestandteile des Überzugsmittels gut haften·

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Die niedermolekularen Polystyrole werden verwendet, um eine gute Haftung an mit Creosot behandeltem Holz zu erzielen, an welchem die meisten anderen Stoffe in der Regel nicht haften. Ein bevorzugtes flüssiges Polystyrol ist unter dem Handelsnamen Piccolastic A-5 erhältlich· Es hat ein Molekulargewicht von etwa 300, ein spezifisches Gewicht von 1,02 und einen Schmelzpunkt von 5 C, gemessen mit einer Kugel und einem Ring· Dieses Harz läßt sich leicht mit dem Polyester mischen und ist für sich ein gutes Lösungsmittel für das chlorierte Paraffin und erhöht die Löslichkeit des chlorierten Paraffins in dem Polyesterharz· Es wirkt auch als Weichmacher in dem Polyesterharz und gibt dem Überzüge auch bei tieferen Temperaturen eine gute Biegsamkeit. Diese Eigenschaften sind auch nützlich in Überzügen für Stahl, weil der Zusatz des Polystyrols die Viskosität bei tiefen Temperaturen erniedrigt und eine bessere Löslichkeit des chlorierten Paraffins in dem Polyesterharz bewirkt. Zur Erniedrigung der Viskosität bei der Handhabung und beim Mischen kann das Polystyrol erwärmt werden.

Zusätzlich kann das erfindungsgemäße Überzugsmittel außer den drei oder vier genannten Bestandteilen noch weitere Stoffe «nt« halten, die gewisse Eigenschaften verbessern können· Diese sind weiter unten beschrieben.

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Kobaltnaphthenat kann verwendet werden, um die katalytische Wirkung von Methyläthylketonperoxyd oder Benzoylperoxyd zum Aushärten des Polyesters zu beschleunigen· Bei Verwendung von Benzoylperoxyd kann auch Dimethylamin in einer Menge von 0,1 bis 0,4 #, bezogen auf das Polyesterharz, als Aktivator zugegen sein. Das ist nicht wesentlich, beschleunigt aber das Aushärten der Mischung· Der hydraulische Zement bewirkt in Gegenwart von Methyläthylketonperoxyd und Wasser und in Abwesenheit von Kobaltnaphthenat ein Aushärten des Überzuges, aber das geschieht langsamer·

Als anorganische Füllstoffe können in das Überzugsmittel eingearbeitet werden Glaspulver, Glasfasern, Quaxtzpulver, gemahlenes Eruptigestein, Calziumcarbonat, Bariumcarbonat, Zinkearbonat, Zinkoxyd, Bariumsulfat, Calziumsilikat, Aluminiumsilikat, Asbest oder andere unlösliche mineralische Füllstoffe.

Das Überzugsmittel kann auch Korrosionsinhibitoren enthalten, um das Metall zu schützen· Als solche können Amine, wie Diphenyl amin, in einer Menge von 1 % oder weniger verwendet werden, Zinkpulver mit Teilchendurchmessern unter 0,15 mm, Aluminiumpulver mit Teilchendurchmessern unter 0,15 mm, Zinkchromat oder Mennige, und zwar in Mengen von 33 % oder darunter»

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U J r / ν.·

Mennige (Pb,0.) ist besonders wirksam als Korrosionsinhibitor und als Mittel zur Erreichung eines gleichmäßigen Flmsses des Überzugsmittels während des Aufbringans, so daß keine Löcher entstehen· Mennige beschleunigt auch das Aushärten des Überzuges·

Nachstehend sind die Zusammensetzungen von drei Überzugsmitteln beschrieben_t zusammen mit denjenigen Eigenschaften, die sie für besondere Zwecke geeignet machen·

Das Überzugsmittel A wird bevorzugt zum Aufbringen auf Metall unter Wasser oder an Luft bei tieferen Temperaturen·

Überzugsmittel A Chloriertes Paraffin (Parol 17O-HV) 11 % Polyesterharz (Atlac No. 382-O5) 34 % Polystyrol (Piccolastic A-5) 17 56 Cobaltnaphthenat 0,4 Ji Calziumsillkat (Cab-o-Lite P-l) 12 % Glasfasern 13 % Aluminium-Zement 12 % Methylathylketonperoxyd 0,6 %

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Calziumsilikat und Glasfasern können auch durch andere anorganische Füllstoffe,wie Ton, Glasstaub, Sand, Asbest und dergleichen ersetzt werden·

Zur Herstellung mischt man zunächst die ersten vier Bestandteile gleichmäßig, gibt dann das Calziumsilikat, die Glasfasern und den Aluminium-Zement zu und rührt, bis die Mischung gleichförmig ist· Das Methylathylketonperoxyd wird kurz vor dem Aufbringen auf die Metalloberfläche zugegeben.

Das Überzugsmittel B ist besonders geeignet zum Aufbringen auf Holz oder auf mit Creosot behandeltem Holz unter Wasser.

Die ersten drei Bestandteile werden gleichmäßig gemischt und dann gibt man die letzten vier Bestandteile zu und mischt nochmals· Das Gemisch hat ein "pot life" von etwa l6 Stunden.

Überzugsmittel B '

Polyesterharz (Atlac 382-5) 34 %

Polystyrol (Piccolastic A-5) 16 %

Methylathylketonperoxyd 0,4 %

CalziuMSilikat (Cab-o-Lite P-4) 10 %

Glasfasern 10 %

Portland-Zement 9,6 %

Mennige 20 %

100 %

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Das Calziumsilikat und die Glasfasern können auch durch die anderen obengenannten anorganischen Füllstoffe ersetzt sein·

Das Überzugsmittel C ist besonders geeignet zum Schutz von Metall gegen Korrosion in Seewasser« Vorzugsweise wird es unter wärmeren klimatischen Bedingungen verwendet als das Überzugsmittel A.

Überzugsmittel C Chloriertes Paraffin (Paroil 17O HV) 28 % Polyesterharz (Atlac 382-O5) 28 % Aluminium-Zement ( 13 % Glasfasern 7 % Calziumsilikat (Cab-o-Lite P-I) 6,7 %

Mennige 17 %

Methylathylketonperoxyd 0,3 %

100 %

Die Glasfasern und das Calziumsilikat können durch auch die obengenannten anderen anorganischen Füllstoffe ersetzt sein·

Die ersten beiden Bestandteil· werden zunächst gut gemischt und dann zu den nächsten vier zugesetzt· Kurz vor der Anwendung soll das Methylathylketonperoxyd zugesetzt und gut eingemischt werden·

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Die nachstehende Tabelle enthält die besondere gut geeigneten Konzentrationen der Bestandteile für Überzüge von Holz und Metall.

	gut geeig net für Holz	gut geexg- net für Metall	obere und untere Gren ζ en für Holz oder Metall	52 %
Chloriertes Paraffin	11,0 %	32,0 %	0,7 -	60 %
Polyesterharz	35,0 %	32,0 %	13 -	52 %
Polystyrol	17,5 %	0,0 %	0 -	3 %
Kobaltnaphthenat	0 - 0,4 %	0 - 0, 3 %	0 -	3 %
Methyläthylketonperoxyd oder Benzoylperoxyd	0,5 %	0,3 %	0 -	35 %
Hydraulischer Zement	6,7 %	10,5 %	1,8-	33 %
Glaspulver oder Glasfasern	7,0 %	5,3 %	0 -	33 %
CaltEiumsilikat	7,0 %	5.3 %	0 -	33 %
Mennige (PbO4)	i4,o %	14,0 %	0 -

Das Glaspulver, die Glasfasern und das Calziumsilikat können auch durch andere obenerwähnte anorganische Füllstoffe ersetzt sein·

Anstelle von Mennige können auch andere Korrosionsinhibitoren z.B. Zinkstaub, zugegen sein·'

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Zusammenfassend werden nochmals die wesentlichen Bestandteile

des Überzugs-Mittels und ihre Hauptzwecke genannt:

Ie Polyesterharz - härtet den Überzug und verhindert ein

vorzeitiges Entfernen durch Bewegung des Wassersο 2. Chloriertes Paraffin - gewährleistet eine starke Affinität an Oberflächen von Metall und Holz, stößt das Wasser stark ab und läßt Wasserdampf nur in sehr geringen Mengen durch« Infolge des hohen Gehaltes an Chlor hat es keine Affinität zum Sauerstoff und verhindert daher ein Verschlechterung des Überzuges durch Oxydation·

3· Hydraulische Zemente und Gips - diese absorbieren die Feuchtigkeit zwischen dem Überzug und dem Untergrund und bewirken eine gute Adhäsion an feuchten Oberflächen«. Nach dem Erhärten des Überzuges wirken sie als Falle für Feuchtigkeit und verhindern eine Wanderung von Wasser durch den Überzug hindurch·

k» Niedrig molekulares Polystyrol ist wesentlich nur dann, wenn der Überzug auf mit Creosot behandeltes Holz aufgebracht werden soll, da das Polystyrol eine gute Adhäsion auf diesem Untergrund sichert·

Auch ohne Zusatz von KobeItnaphthenat, Methylätiiylketonperoxyd oder Benzoylperoxyd ist der Überzug gut, er härtet aber nur

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sehr langsam· Wenn ein schnelles Aushärten gewünscht ist, so gibt man sowohl Kobaltnaphthenat wie das Peroxyd zu. Wenn ein mittelschnelles Aushärten, wie in den meisten Fällen, erforderlich ist, so braucht man nur die Peroxyde zuzusetzen.

Die Füllstoffe können auch weggelassen werden· Sie bewirken aber ein stärkeres oder schnelleres Aushärten des Überzuges, wenn man aktive Füllstoffe, wie Zink oder Mennige verwendet.

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   1. Mittel zum Überziehen von Oberflächen aus Holz und Metall an Luft oder unter Wasser, dadurch g e k β η η-zeichnet, daß es etwa 0,7 bis etwa 52 % eines flüssigen chlorierten Paraffins mit einem Chlorgehalt von etwa 45 bis 70 % und/oder eines niedermolekularen Polystyrols als flüssiges Bindemittel, etwa 13 bis etwa 60 % eines Polyesterharzes und etwa 1,8 bis etwa 35 % Portland-Zement, Hochofen-Zement, Aluminium-Zement, Gips oder zweier oder mehrerer dieser Stoffe als Wasser absorbierendes Bindemittel enthält·

   2. Mittel nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß es bis zu 52 % des niedermolekularen Polystyrols enthält.

   3· Mittel nach Anspruch 1 oder 2,dadurch geken nzeichnet, daß es bis zu etwa 3 % Methyläthylketonperoxyd und/oder Benzolperoxyd als Härter für das Polyesterharz enthält·

   k» Mittel nach Anspruch 3» dadurch geken nzeichnet, daß es bis zu etwa 3 % Kobaltnaphthenat als Beschleuniger für den Härter enthält·

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   5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis k_t dadurch gekennzeichnet, daß es bis zu etwa 3, % Benzoylperoxyd und etwa 0,1 bis etwa 0,4 %, bezogen auf das Gewicht des Polyesterharzes, Dimethylamin enthält·

   ο Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzei chnet, daß es his zu etwa JO % Glaspulver, Glasfasern, Quartzpulver, gemahlenes Eruptivgestein, Calziumcarbonat, Bariumcarbonat, Zinkcarbonat, Zinkoxyd, Bariumsulfat, Calziumsilikat, Aluminiumsilikat, Asbest oder zweier oder mehrerer dieser Stoffe als Füllstoff enthält· '

   7· Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzei ahnet, daß es bis zu etwa 33 % eines amins, Zinkpulver mit Teilchandurchmessern unter 0,15 mm, Aluminiumpulver mit Teilchendurchmessern unter 0,15 mm· Zinkchromat, Mennige (Pb^O.) oder zweier oder mehrerer dieser Stoffe als Korrosionsinhibitor.enthält.

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