DE2637581A1

DE2637581A1 - Schutzueberzugsmasse

Info

Publication number: DE2637581A1
Application number: DE19762637581
Authority: DE
Inventors: Peter John Heyes; John Edwin Oakley Mayne
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1977-03-03
Also published as: IT1069651B; FR2322186A1; AU1694276A; AU505906B2; GB1555468A; US4135934A; JPS5228531A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER-DR-ING-ANNEKATEWEISERt DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE D - 8 MÜNCHEN 19 · FLÜGGENSTRASSE 17-TELEFON 089/177061 -TELEX O5-215145 ZEUS

TELEGRAMM KRAUSPATENT ' ~~⁷ '■ ~*-i~^~-^-y

1359 WK/rm

National Research Development Corporation, London,

England^

Schutzüberzugsmas s e

Die Erfindung betrifft Schutzüberzüge und insbesondere Schutzüberzüge für Metalloberflächen»

Die Erfindung wird zwar hierin anhand des Schutzes von Eisen und Stahl gegen eine Korrosion beschrieben» doch hat die Er-»

auf ander© Metallsubsifat®, wie sieh aaehstehend ergibt Dtr Hostprozeß -von Eie@s. ist w@itg@h@n& aufgekl hin- ist der Rostsehuts dies#s Metalls durch die Mesnig® enthalt©a₉ g@It langem ;üblieh·-M©naig@pigmeat" in ©ia©m feerkOmalietea trOcknsnden öl als Träger verleiht

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ORJGINAt INSPEGTSD

einen Abbau von Verbindungen, die aus dem Bleioxid und den Fettsäurekomponenten des trocknenden Öls gebildet werden. Diese Verbindungen, d.h. die Bleiseifen, zersetzen sich in Gegenwart von Wasser und Sauerstoff unter Bildung einer Vielzahl, von Verbindungen, die inhibierend wirken. Die wichtigste Verbindung davon ist Bleiazelat. Bleiazelat wird kontinuierlich in der Weise gebildet, daß die ungesättigten Fettsäuren, die beispielsweise in dem als Träger verwendeten Leinsamenöl vorhanden sind, aufgebrochen werden. Das resultierende Bleiazelat und die anderen Verbindungen inhibieren die Rostbildung, indem sie schwache Stellen in dem natürlich vorkommenden Qxidfilm auf der Eisenoberfläche blockieren.

Die Kenntnis des oben beschriebenen Schutzmechanismus hat schon zu Versuchen geführt₉ verschiedene Azelate als Pigmente zu verwenden, überraschenderweise waren jedoch* wenn Bleiazelat, Calciumazelat und Zinkazelat in inerten Trägern (die sich von den herkömmlichen trocknenden Ölen unterscheiden) formuliert worden sind;, die erhaltenen Ergebnisse zum großen T©il nicht zufriedenstellend gewesen.

Es wurde nun gefunden, daß Magnesiumazelat ausgezeichnete Inhlbierungseigenschaften besitzt. Durch die Erfindung wird daher eine Schmtzüberzugsmasse zur Verfugung gestellt ₉ die inhibierend© Mengen vea Magnesiumazelat enthält.

Di© Meng© ψοά Magnesiumagelat, die in der Überzugsmasse erforderlich ist, um ein annehmbares Ausmaß der Inhibie-

zu ©rlaalteB.,, kann onn@ weiteres durch einige orientiealt &©m jeweiligen Metall, das geschützt

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werden soll, ermittelt werden. So sind z.B. zum Schutz von Eisen und Stahl Überzugsmassen hoch wirksam, aus denen errechneterweise etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% Magnesiumazelat, bezogen auf das Gewicht des trockenen Filmes, abgeschieden werden. In der Praxis werden Mengen von mindestens 2 Gew.-96 und vorzugsweise von etwa 4 bis etwa 6 Gew.-9$ empfohlen. Geeigneterweise liegt die Masse in Form eines Grundansatzes vor, der zum Zeitpunkt des Gebrauchs in entsprechender Weise verdünnt wird.

Vorzugsweise wird Magnesiumazelat in Verbindung mit einem basischen Metalloxid, z.B. einem Erdalkalimetalloxid, verwendet,, das den pH-Wert der Umgebung zwischen dem getrockneten Überzug und dem unterliegenden Metall erhöht, welche gebildet wird, wenn Wasser durch die Schutzschicht durchdringt. Magnesiumoxid ist ein gutes Beispiel für ein solches Additivmaterial. Kombinationen von Magnesiumazelat und Magnesiumoxid im Verhältnis von etwa 3:1 bis etwa 10 : 1 liefern ausgezeichnete Ergebnisse.

Die erfindungsgemäßen Überzugsmassen können auf ölbasis oder Wasserbasis aufgebaut sein. Somit kann der Inhibitor in herkömmlichen trocknenden ölen oder in den neueren synthetischen filmbildenden Polymeren und Copolymeren, die derzeit in der Anstrichtechnik verwendet werden, vorliegen. Das Magnesiumazelat kann auch in sogenannten Emulsionsanstrichfarben verwendet werden, die wäßrige Emulsionen oder kolloidale Lösungen von trocknenden ölen, modifizierten trocknenden Ölen oder geeigneten polymeren Massen oder irgendwelchen Gemischen davon darstellen. In diesen Massen kann der Inhibitor in Lösung oder auch in Suspension vorhanden sein. Insbesondere bei Anstrichfarben auf Ölbasis liefert

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das Magnesiumazelat die weiteren Vorteile des Körpers und der Struktur und der leichten Dispergierbarkeit in der Masse.

Die Erfindung ist von besonderer Wichtigkeit für bleifreie Schutzüberzugsmassen, da derzeit ausgenommen unter streng kontrollierten Bedingungen die Verwendung von bleihaltigen Massen beanstandet wird. Verschiedene Chromate, z.B. Zinkchromat, sind zwar derzeit als Alternativen für Mennige verfügbar (obgleich sie durch einen unterschiedlichen Mechanismus wirken), sind aber ebenfalls einer Kritik ausgesetzt. Die vorliegende Erfindung hat eine besondere Anwendungsmöglichkeit für Massen, die auch von solchen Chromaten frei sind.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schutz von Metalloberflächen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf die Oberfläche einen Überzug aufbringt, der Magnesiumazelat enthält.

Die Erfindung kann zum Schutz einer Vielzahl von Metallen und Metallegierungen verwendet werden, wie z.B. von Eisen und Stahl, Dural, Aluminium, Zink und anderen. Die erfindungsgemäßen Massen sind im wesentlichen Grundanstriche für Metalloberflächen und sie erfordern vorzugsweise die nachfolgende Aufbringung von haftenden Schichten von hochpermeablen filmbildenden Materialien- Sie sind jedoch auch auf Oberflächen, die keine obere Beschichtung erhalten, über erhebliche Zeiträume dauerhaft und wirksam, was darauf zurückzuführen ist, daß das Magnesiumazelat eine relativ hohe Wasserlöslichkeit hat. Derzeit hinsichtlich des Schutzes von mildem Stahl erhaltene Ergebnisse deuten auf einen

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hohen Inhibieningsgrad hin, der mit demjenigen vergleichbar ist, welcher mit Mennige erhalten werden kann, und der mindestens so gut ist, wie derjenige, der mit Zinkchromat •und Zinkphosphat erhalten wird.

In den Beispielen sind typische Überzugsmassen gemäß der Erfindung beschrieben· Alle Teile sind auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1 -.

Vinamul 7175, wäßrige Styrol/Acrylat-

Emulsion (Feststoffgehalt 5090) 849

TiO₂ 40,7

Magnesiumazelat 42,2

Suspendierungsmittel (Modocoll E600) 0,6

Dispergierungsmittel (Calgon S) 1,2

880-Ammoniak 12

Konservierungsmittel 0,4

Wasser 46

Die obige Masse ist auf Testtafeln aus mildem Stahl aufgebracht worden und in London-Süd einer industriellen Umgebung, ausgesetzt worden. Selbst ohne Aufbringung eines oberen Überzugs war nach 18-aonatigem Aussetzen der Anstrichfilm immer noch sehr gut» Die Testtafeln stehen im vorteilhaftem Vergleich mit Eontrolltafeis ₉ di© mit einer sion auf Zinkchromatbasis behandelt worden sind»

PölyurethanalkydSl - (Be'ekurane 79»βΟ)

.70 9SO 9/10S8

Kobaltnaphthenat (6% Kobalt in Lackbenzin) 0,4 Magnesiumazelat 15

Lösungsmittel (Lackbenzin) 50

Beispiel 5

Polyurethanalkydöl (Beckurane 79-60) 85

Kobaltnaphthenat (6% Kobalt in Lackbenzin) 0,5

Magnesiumazelat 12

Magnesiumoxid "^v-. 3

Lackbenzin 50

Beispiel 4

PolyurethanalkydÖl (Beckurane 79-60) 85

Kobaltnaphthenat (6% Kobalt in Lackbenzin) 0,4

Magnesiumazelat 13»5

Magnesiumoxid 1,5

Lackbenzin 50

Beispiel 5

Epikote 1001 (70%ige Lösung in Xylol/Butanol 3 / 1) 49

Beckalide 5065 (65#ige Lösung in Xylol/Buta-

aol 3 / D . 36

BSagnosiumaselat · 15

Xylol " ' "30

Butan©! 10

Beispiel 6

Epikote 1001 (70Jiige Lösung in Xylol/Butanol

3/1) 49

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Beckelide 5065 (65#ige Lösung in Xylol/

Butanol 3 / 1) Magnesiumazelat Magnesiumoxid Xylol

Butanol

36
13,5 1,5 30
10

Beispiel 7

Grundlacke wurden gemäß der folgenden Tabelle formuliert. Die Tabelle enthält auch einen Standard-Zinkchromatgrundlack und Grundlacke A und B gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Zahlen geben das in g ausgedrückte Gewicht an.

Tabelle

	Kontrolle	Grundlack A	Grund lack B
rotes Eisenoxid ED9	47,25	47,25	47,25
Zinkkaliumchromat	10,12	-	-
Magnesiumazelat	-	4,23	6,35
Magnesiumoxid	-	1,06	1,60
Gelite 281	6,75	6,75 .	3,30
Kaolin	3,37	3,37	3,38
styrolisiertes Alkydharz, Scopol 51NX (Feststoffge halt 70%)	37,70	37,70	37,70
Calciumnaphthenat 5%	1,30	1,30	1,30
Kobaltnaphthenat 5%	0,22	0,22	0,22
MEK-Oxim	0,20	0,26	0,26
Xylol	in der er forderlichen Menge	in der er forderlichen Menge	in der er forderli chen Menge

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Fortsetzung Tabelle

PVC 3956 39% 3996

aktives Pigment 7,02 Voli-#, be- 7,02 Vol.-#, be- 10,53 Vol.-%,

zogen auf die zogen auf die bezogen auf Feststoffe Feststoffe die Feststoffe

10,8 Gew.-# 6,0 Gew.-% 9,07 Gew.-%

Die obigen Tafeln wurden herkömmlichen Tests unterworfen. Diese schlossen die folgenden Tests ein:

1. Salzsprühtest (REL-Kammer, 3#ige Natriumchloridlösung),

2. Schwefeldioxid/Feuchtigkeits-Test (British-Standard-Test 3900 Teil F8),

3. Feuchtigkeitskammer (British-Standard-Test 3900 Teil F2).

Nach 250-stündigem Aussetzen dem Salzsprühtest zeigten die Kontrolltafeln allgemein einen fleckenförmigen Rostbefall mit niedriger Intensität, während bei Verwendung des Grundlacks A nur weniger Rostflecken auftraten und bei Verwendung des Grundlacks B eine stark verminderte Intensität des Angriffs festgestellt wurde. Beim Schwefeldioxid/ Feuchtigkeits-Test waren die Kontrolltafeln nach 7 Zyklen in schlechtem Zustand mit einem mäßigen bis schweren flekkenförmigen Rostbefall und einer Streifenbildung. Die mit dem Grundlack A behandelten Tafeln zeigten nur. einen sehr geringen punktförmigen Befall, der auf die Tafelränder begrenzt war. Die Tafeln mit dem Grundlack B waren in gutem Zustand. Bei dem Feuchtigkeits-Kammertest waren nach 1000 h die mit den Grundlacken A und B behandelten Tafeln eindeutig in besserem Zustand als diejenigen des Kontrollver-

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sucbs. Die Tafeln mit dem Grundlack B waren durch und durch in besonders gutem Zustand.

Beispiel 8

Gemäß folgender Tabelle wurden Grundlacke hergestellt. Die Grundlacke enthielten auch einen Standard-Strontiumchromat-Grundlack und Grundlacke C und D gemäß der Erfindung. Die Zahlen geben das in g ausgedrückte Gewicht an.

T a b e 1 1 e

	Kontrolle	■	■ -	Grundlack C	Grundlack D
Titandioxid, Anatas E	21,5	21,5	21,5
mikronisiertes Asbestin	54,0	54,0	34,5
Celite 281	33,0	33,0	21,5
Strontiumchromat	85,5		.' - -
Magnesiumazelat	36,0	54,0
Magnesiumoxid	4,0	6,0
Epikote 1001 40%ige Losung 40%ige Lösung	40%ige Lösun,

Verdünner

211,0 211,0 211,0

(1/1/1 Gewichts-% Xylol, n-Butylalkohol

und Methyläthylketon) wie erforder- wie erforder- wie erforderlich lieh lieh

Aktivator, Versamid 115 30%ige Lösung 3O5iige Losung 30?$ige Lösung

Mi schverhältni s

PVC

aktives Pigment

100 Grundlage/ 100 Grundlage/ 100 Grundla-33,4 Aktiva- 39,2 Aktiva- ge/40,4 Aktor

tor

34,9%

13,2 Vol.-%, bezogen auf die Feststoffe

34,9%

13,2 bezogen auf die Feststoffe

26,7
bezogen auf die Peststoffe

tivator 34,97%

19,8 VoX.-%, bezogen auf die Feststoffe

22,7 Gew.-%

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Das Magnesiumazelat kann auch in anderer Weise zum Schutz von Metallen gegen Korrosion verwendet werden, ζ·Β. als Additiv in Wassersystem verschiedener Arten.

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Claims

Patentansprüche

1. Schutzüberzugsmasse, dadurch gekennzeich net, daß sie eine inhibierende Menge von Magnesiumazelat enthält.

2. Schutzüberzugsmasse für Metalloberflächen mit einem Rostinhibierungssystem, dadurch geken η zeichne t , daß sie Magnesiumazelat und ein basisches Metalloxid enthält.

3. Schutzüberzugsmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Metalloxid ein Erdalkalimetalloxid ist.

4. Schutzüberzugsmasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Metalloxid Magnesiumoxid ist.

5. Schutzüberzugsmasse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Gewichtsverhältnis von Magnesiumazelat zu Metalloxid 3:1 bis 10 : 1 beträgt.

6. Schutzüberzugsmasse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis von Magnesiumazelat zu Metalloxid etwa 4:1 beträgt.

7. Schutzüberzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil an Magnesiumazelat so bemessen ist, daß etwa 1 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf den trockenen Film, abgeschieden werden.

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8. Schutzüberzugsmasse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil des Magnesiumazelats so bemessen ist, daß 4 bis 6 Gew.-% abgeschieden werden.

9. Schutzüberzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf Ölgrundlage aufgebaut ist.

10. Schutzüberzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß sie auf Wassergrundlage aufgebaut ist.

11. Schutzüberzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet , daß sie bleifrei ist.

12. Schutzüberzugsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet , daß sie chromatfrei ist.

13. Verfahren zum Schutz von Metalloberflächen, dadurch geken nze ichnet, daß man auf die Oberfläche einen haftenden Überzug aufbringt, der Magnesiumazelat enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug Magnesiumazelat und einen geringeren Anteil eines basischen Metalloxids enthält.

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15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η · zeichnet, daß das Metalloxid Magnesiumoxid ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Eisen oder Stahl ist.

17. Verwendung von Magnesiumazelat als Inhibitor zum Schutz von Metallen gegen Korrosion.

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