DE2726269B2 - Neue Epoxidharzemulsion und deren Verwendung für den Korrosionsschutz - Google Patents
Neue Epoxidharzemulsion und deren Verwendung für den KorrosionsschutzInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine neue Epoxidharzemulsion und deren Verwendung für den Korrosionsschutz, insbesondere
von großflächigen Stahlbauteilen.
Vor dem Auftragen von Korrosionsschutzmitteln müssen Stahloberflächen durch Sandstrahlen, Flammstrahlen
oder Wasserstrahlen von Korrosionsrückständen oder sonstigen Verunreinigungen befreit werden.
Alle diese Reinigungsverfahren weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, die bei bestimmten Anwendungen
ihre Verwendung stark einschränken oder sogar verhindern. Die Nachteile werden besonders bei
Reparaturen und Neubeschichtung feststehender Großobjekte, z. B. von Stahlbrücken und ähnlichen Objekten,
deutlich. Das Sandstrahlen ist mit erheblicher Umweltbelastung durch umherfliegenden Sand und Staub verbunden.
Eine wenig befriedigende Lösung bieten Zelte, die sehr kostenintensiv sind. Es sind Bestrebungen im
Gange, das Sandstrahlen von großflächigen, feststehenden Bauteilen, wie z. B. Brücken, generell zu verbieten.
Das Flammstrahlen setzt gut ausgebildetes Bedienungspersonal voraus, um thermische Schädigungen
der Konstruktion zu vermeiden. Besonders bei der Reparatur von Brücken werden die Korrosionsschutzanstriche
auf der Unterseite der Fahrbahntafel thermisch geschädigt, so daß eine Erneuerung durchgeführt
werden muß. Dies setzt wiederum eine komplette Reinigung der Fahrbahntafelunterseite von Anstrichresten
voraus, bis eine metallisch reine Oberfläche erreicht wird und die entsprechenden Neuanstriche aufgebracht
werden können.
Das Wasserstrahlverfahren ist ein thermisch neutrales Verfahren ohne Umweltbeeinträchtigung; allerdings
mit dem Nachteil, daß eine nasse Oberfläche zurückbleibt, auf die konventionelle Korrosionsschutzprimer
auf der Basis eines in einem organischen Lösungsmittel gelösten Epoxidharzes nicht aufgetragen werden können,
da auf feuchten Oberflächen keine ausreichende Haftung mit diesen herkömmlichen Primern erzielt
wird, und somit mangelhafter Korrosionsschutz resultiert.
Auch mit den bisher üblichen wässerigen Epoxidharzemulsionen
auf der Basis eines Epoxidharzes mit Amin- oder Aminoamidhärtern werden keine brauchbaren
Ergebnisse erzielt; beim Auftragen solcher wässeriger Emulsionen auf die nassen Oberflächen tritt meist ein
Brechen der Emulsionen oder eine Emulsionsumkehr ew^ was «u einem Ausschwimmen der Korrosionsschutzpigmente
und damit zu ungenügender Haftung und Korrosionsschutzwirkung fiibjt
So beschreibt z, R die PE-OS19 62 395 ejne Herstels
Iungsweise von Wasser enthaltenden Zubereitungen
von Epoxidharzen mit nicht näher bezeichneten Arainhärtern.
Die DE-OS 23 61671 bezieht sich ebenfalls auf eine
auf Wasser basierende Epoxidzusaramensetzung, die
ίο z.B. mit Polyaminen oder Polyamiden aushärten, die
jedoch zwingend ein weiteres Polymer in der Zusammensetzung verlangt Die erhältlichen Produkte sollen
streichfähig sein und einen flexiblen Oberzug mit guter
Adhäsion auf porösem Untergrund bilden.
In der JP-PS 75 34 650 (CA 75, 83, Nr. 12 99 372 w)
wird schließlich eine wäßrige Epoxidharzemulsion beschrieben,
die neben einem Epoxidharz, Butyiglycidyläther als Reaktiwerdünner und wehere« üblichen
Hilfsstoffen als Härter ein Polyamid enthält Auch diese Emulsion ist für nasse glatte Oberflächen nicht geeignet
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, diese Nachteile zu überwinden und eine wäßrige Epoxjdharzemulsion
als Korrosionsschutzmittel bereitzustellen, die direkt auch auf nasse Oberflächen aufgetragen
werden kann und dabei auch zu einer guten Haftung und Korrosionsschutzwirkung führt Diese Aufgabe
wird durch eine neue wässerige Epoxidharzemulsion gelöst, bestehend aus einem flüssigen Epoxidharz
auf der Basis Bisphenol A und/oder Bisphenol F, einem
jo Reaktiwerdünner auf der Basis eines Di- oder Triglycidyläthers,
wobei das Gewichtsverhältnis von Epoxidharz zu Reaktiwerdünner 75 bis 95 zu 25 bis 5 beträgt
einem Härtungsmittel auf der Basis eines Aminadduktes aus einem Polyamin, das mindestens zwei primäre
Vi oder eine primäre und eine sekundäre Aminogruppe
enthält und einer Epoxidverbindung, und üblichen Korrosionsschutzpigmcnten.
Füllstoffen und ggf. Hilfsmitteln.
Im Gegensatz zu den bisher üblichen wässerigen Epoxidharzemulsionen hat es sich überraschenderweise gezeigt daß die erfindungsgemäßen Emulsionen sehr gut geeignet sind, direkt auf nasse Oberflächen, wie sie z. B. nach dem Wasserstrahlen von Stahlflächen vorliegen, aufgebracht zu werden. Die erzielte Korrosions-
Im Gegensatz zu den bisher üblichen wässerigen Epoxidharzemulsionen hat es sich überraschenderweise gezeigt daß die erfindungsgemäßen Emulsionen sehr gut geeignet sind, direkt auf nasse Oberflächen, wie sie z. B. nach dem Wasserstrahlen von Stahlflächen vorliegen, aufgebracht zu werden. Die erzielte Korrosions-
v, schutzwirkung ist dabei vergleichbar mit bekannten,
handelsüblichen Korrosiortsschutzprimern auf der Basis
eines in einem organischen Lösungsmittel gelösten Epoxidharzes, die aber nur auf völlig trockene Oberflächen
aufgebracht werden können. Durch den Einsatz
vi der erfindungsgemäßen Emulsion als Korrosionsschutzprimer
vermindern sich auch die Sicherheitsvorkehrungen da keine Lösungsmittel verwendet werden und somit
keine Bram4- oder Explosionsgefahr besteht.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb auch die Ver-
Gegenstand der Erfindung ist deshalb auch die Ver-
v, wetidung der erfindungsgemäßen wässerigen Epoxidharzemulsion
als Korrosionsschutzprimer, insbesondere für großflächige Stahlbauteile.
Vorteilhafterweise enthält die erfindungsgemäße wässerige Epoxidharzemulsion das Epoxidharz/Reak-
w) tionsverdünner-Gemisch in einem Anteil von 10 bis
50%, insbesondere 20 bis 40%, die Korrosionsschutzpigmente zu IO bis 25%, die Füllstoffe zu 25 bis 45%,
die Hilfsmittel bis zu 3% und Wasser zu 5 bis 30%, bezogen auf die fertige Emulsion. Als Korrosionsschutz-
M pigmente können die dafür üblichen Pigmente eingesetzt
werden, wie z. B. Bleichromat. und vorzugsweise
Bleisilichromat und Zink-Phosphor-Oxid-Komplexe. Als Füllstoffe eignen sich z. B. Schwerspat, Calcium-
3 4
carbonat, Magnesiumcarbonat, Cajctimunagnesjum- Bisphenol F besitzt ein EÄ von 175 bis 210, vorzugs-
carbonat, Quarzmehl; als Hilfsmittel können z, B. öbU- weise t75 —190,
ehe Thixotropiermittel und Verlaufsmittel zugesetzt ReaktiwerdOnner auf der Basis eines Di- oder Tri-
werdeiv glycidyläthers sind vorzugsweise Verbindungen der
O
(D
O—CH2-CH CH2
\ V/
O
CH2-CH CH2
worin R
— CH2-CH2-O—[CH2-CH2-O]„ —CH2-CH2-
Ci!, -CH2-C-CH2-
CH, oder
-CH2-CH2-CH2-O-Ch2-CH2-CH2-
und η eine ganze Zahl von O bis 8 bedeutet, und R'
CH2-
CH2- oder
CH2-CH-CH2
I I I
aus einem Polyamin und einer Epoxidverbindung wer- Vorzugsweise werden als Härter Verbindungen der
den im üblichen Mengenverhältnis eingesetzt (vgl. Jahn, Formel III und/oder IV eingesetzt,
OH
U2N-R-NH-CH2-CH-~CII2 — O —R1^O-CH2-CH-CHj — NH —R-NH2
U2N-R-NH-CH2-CH-~CII2 — O —R1^O-CH2-CH-CHj — NH —R-NH2
OH OH
worin R
-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-
-CH2-CH2-NH-Ch2-CH2-NH-CH2-CH2-
-CH
CH2-
CH3-CH2-CH2-CH2-
CH3
und R"
CH3
CH3
0-CH2-CH-CH2-O
CH3
OH
CH3
bedeutet.
Die Amintddukte werden durch Umsetzung der entsprechenden
Aminkomponente mit der entsprechenden Epoxidkomponente im Verhältnis 1 Mol Amin zu 0,1 bis
2,0 Epoxidäquivalenten, vorzugsweise 1 Mol Amin zu 0,2 bis 14 Epoxidäquivalenten, erhalten.
Vorstehend und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozente. GT steht für Gewichtsteile.
EA für Epoxidäquivalentgewicht.
85GT Oiglycidyläther des EA= 175-190
15GT Triglycidyläther des EA = 150-170
" Trimethylolpropan
85GT Diglycidyläther des EA = 170-190
bo 15GT Diglycidyläther des EA = 130-145
b") einer Epoxidverbindung mit einem EÄ von 175—19C
(Diglycidyläthe1· des Bisphenol A). Das Aminaddukt
wird mit Benzylalkohol auf Verarbeitungsviskosität
verdünnt.
Ein Addukt aus einem aliphatischen Amin und Phenylglycidyläther. Das Aminaddukt wird mit Benzylalkohol
auf Verarbeitungsviskosität verdünnt.
Beispiel I
Zusammensetzung des Primers
Zusammensetzung des Primers
Komponente | A: |
30GT | Epoxidharz-Zusammensetzung 1 |
22GT | Bieisnicnromat |
38GT | Schwerspat |
3GT | Thixotropierungsmittel (Bentone EW |
3%ig in H2O (vgl. Römpp, Chemie- | |
Lexikon, 7. Aufl., S. 328) | |
7GT | Wasser |
100 GT | |
Komponente | B: |
143 GT | Härtungsmittel A |
5,7GT | Wasser |
20,0GT |
Die Komponente A und Komponente B werden in dem angegebenen Mischungsverhältnis homogen gemischt
Zur Verbesserung der Verarbeitungsviskosität können ca. 5 GT Wasser zugesetzt werden. Die so
vorbereitete Mischung wird auf die durch Wasserstrahlen gereinigte und nasse Stahloberfläche in
bekannter Weise mittels Pinsel oder Bürste aufgetragen. Die so hergestellten Prüfplatten wurden bei Raumtemperatur
zwischen 18—22° C und 70-90% rel.
Feuchte gehärtet
Zur Bestimmung der Haftung des erfindungsgemäß hergestellten Primers auf der Stahloberfläche wurden
Probekörper mit den Abmessungen 5x5cm mit einem hochwertigen Epoxidharzklebstoff aufgeklebt und nach
24 h die aufgeklebten Probekörper mit einem Herion-Abreißgerät senkrecht zur Oberfläche abgerissen.
Dabei wurde die maximale Kraft gemessen und das Bruchbild nach Kohäsions- und Adhäsionsbruch beurteilt.
Wie Beispiel I1 mit dem Unterschied, daß die beschichteten
Probeplatten nach 2 h Härtung zwischen 18—220C dem Außenklima ausgesetzt wurden.
sofortige Regeneinwirkung
Temperatur am Tage +5- + 100C
Temperatur am Tage +5- + 100C
!nit niindest^ns 4 h Rcencinwirkun0
Lacktechnische Eigenschaften, Salzsprühtest- und Kesternichtestergebnisse wie im Beispiel 1.
Haftung auf der Stahloberfläche nach 7 d
36 kp/cm2 Kohäsionsbruch ca. 95%.
Haftung auf der Stahloberfläche nach 7 d
36 kp/cm2 Kohäsionsbruch ca. 95%.
Beispiel 3
Zusammensetzung des Primers
Zusammensetzung des Primers
30GT Epoxidharz-Zusammensetzung 1
12GT TiO2-Pigment
10 GT Zink-Phosphor-Oxid-Komplex
36GT Schwerspat
3 GT Thixotropierungsmittel
12GT TiO2-Pigment
10 GT Zink-Phosphor-Oxid-Komplex
36GT Schwerspat
3 GT Thixotropierungsmittel
(Bentone EW 3%ig in H2O; vgl. Bsp. 1) 9GT Wasser
Schichtdicke: | 40-50 μ |
Farbe des Filmes: | orange |
Trocknung nach DIN 53 150: | Tl=2-3h |
T7=12h | |
Gitterschicht nach DlN 53 151 | 0 |
nach 24 h | |
Gitterschicht nach 7 d | 0 |
Erichsentiefung nach | 4—5 mm |
DIN 53 156 nach 7 d | |
Schlagtiefung nach | 50/30 |
ASTM D 2794-69 nach 7 d | |
Salzsprühtest nach | 200 h ohne |
DIN 50021 nach 7 d | Beanstandung |
Kesternichtest nach | 30 Runden ohne |
DIN 50 018 nach 7 d | Beanstandung |
Außenbewitterung Industrie | 3 Monate ohne |
atmosphäre nach 7 d | Beanstandung |
Haftung auf der Stahloberfläche
nach 4 d 39 kp/cm2
nach 4 d 39 kp/cm2
Kohäsionsbruch 90% nach 7 d 42 kp/cm2
Komponente B:
wie Beispiel 1
wie Beispiel 1
Mischungsverhältnis:
4- Komponente A zu Komponente B= 100 :20
Weitere Arbeitsweise wie im Beispiel 1
beschrieben.
4- Komponente A zu Komponente B= 100 :20
Weitere Arbeitsweise wie im Beispiel 1
beschrieben.
Schichtdicke:
40-50 μ
40-50 μ
Farbe des Filmes:
weiß
weiß
Lacktechnische Eigenschaften, Salzsprühtest- und Kesternichtestergebnisse wie im Bsp. 1, Haftung auf der
Stahloberfläche:
38 kp/cm*
38 kp/cm*
Auch unter den Härtungsbedingungen, wie im Beispiel 2
beschrieben, resultieren die gleichen Ergebnisse.
30GT Epoxidharz-Zusammensetzung 2
22GT Bleisiiichromat
38 GT Füllstoffe+Pigmente wie im Bsp. 3
3 GT Thixotropierungsmittel
(Bentone EW 3%ig in H2O. vgl. Bsp. I)
_7_GT Wasser 100 GT
15,8GT Härtungsmittel B 4,2GT Wasser
20,0 GT
Komponente A zu Komponente B= 100 :20 Weitere Arbeitsweise wie im Beispiel 1
beschrieben.
Schichtdicke: 40-50 μ
Lacktechnische Eigenschaften, Salzsprühtest· und KeMernichtestergebnisse wie im Bsp.
Haftung auf der Stahloberfläche: 36,5 kp/cm2
Auch unter den Härtungsbedingungen, wie im Beispiel 2 beschrieben, resultieren die gleichen
Ergebnisse.
Zum Vergleich wurde ein handelsüblicher Primer mit fegender Zusammensetzung geprüft:
Komponente 20,0 GT
10,0GT 2,0GT 1,0GT 35,0GT 10,0GT
6,0GT 63 GT 4,0GT
A:
gelöst 75%ig in Xylol
Thiokol
Chromgelb
ein Xylol-Toluol-Gemisch
3,2 GT Härter auf Basis Polyaminoamid UGT MlBK
43GT
95 GT Komponente A zu 43 GT Komponente B
Die Komponenten A und B werden vor dem Verarbeiten homogen gemischt
Die so vorbereitete Mischung wird auf die durch Wasserstrahlen gereinigte und nasse Stahloberfläche
mittels Pinsel oder Bürste in bekannter Weise aufgetragen. Die so hergestellten Prüfplatten wurden bei
Raumtemperatur zwischen 18—22° C und 70—90% relat Luftfeuchte gehärtet
Schichtdicke: 40-45 μ
Farbe des Films: rotbraun 0
0
3—4 mm
0
3—4 mm
60/20
200 h, Rostgrad: ca. 3
30 Runden, starke
Ausbleichung
3 Monate ohne
Beanstandung
Ausbleichung
3 Monate ohne
Beanstandung
±50%
±35%
Aussehen:
Verlaufsstörungen, hervorgerufen durch den
nassen Untergrund.
nassen Untergrund.
nach 24 h
nach 7 d
Erichsentiefung nach
Erichsentiefung nach
DIN 53 156 nach 7d
Schlagtiefung nach
Schlagtiefung nach
ASTM D 2794-69 nach 7 d
Salzsprühtest nach
Salzsprühtest nach
DIN 50 021 nach 7 d
Kesternichtest nach
Kesternichtest nach
DIN 50 018 nach 7d
AuBenbewitterung
AuBenbewitterung
Industrieklima nach 7 d
Haftung auf der
Stahloberfläche:
Haftung auf der
Stahloberfläche:
Nach 4 d
123 kp/cm2 mit
nach 7 d
18 kp/cm2 mit
Zum weiteren Vergleich wurden Prüfplatten unter den gleichen Eigenschaften, wie im Beispiel 1 beschrieben,
gehärtet. Durch die starke Regeneinwirkung wurde die Aushärtung gestört, es resultierte eine
klebrige Oberfläche, die eine sehr schlechte Verfilmung zeigte. Aufgrund dieses Befundes war eine Prüfung der
Haftung nicht möglich.
Durch die Oberflächenstörung, hervorgerufen durch π Regenein wirkung, zeigte sich bei dem Salzsprühtest
schon zwischen 60—80 h eine starke Blasenbildung mit Unterrostung.
ι» Hierzu wurde ein Polyaminoamid-Härter eingesetzt,
der insbesondere für Epoxidharzemulsionen empfohlen wird.
4"> Komponente A:
35 GT Epoxidharz-Zusammensetzung 1
233GT Bleisilichromat
233GT Schwerspat
0,2 GT Thixotropierungsmittel
->i> (Bentone EW 3%ig in H2O; vgl. Bsp. 1)
17,8GT Wasser
100 GT
Komponente B:
r> 23 GT Härter auf Basis Polyaminoamid
r> 23 GT Härter auf Basis Polyaminoamid
Die Komponenten A und B werden in dem ange-M) gebenen Mischungsverhältnis homogen gemischt Zur
Verbesserung der Verarbeitungsviskosität können noch bis zu 15 GT Wasser zugesetzt werden.
Die so vorbereitete Mischung wird auf die durch Wasserstrahlen gereinigte und nasse Stahloberfläche
mittels Bürste oder Pinsel in bekannter Weise aufgetragen. Dabei wird das auf der Oberfläche vorhandene
Wasser durch die starke Walkwirkung des Pinsels oder der Bürste in die Emulsion eingearbeitet mit dem Erfolg,
daß die Emulsion von einer Wasser-in-öl-Emulsion in
eine Öl-in-Wasser-Emulsion übergeht. Dies hat zur Folge, daß durch das große Wasser-Angebot von der
durch das Strahlen aufgerauhten Oberfläche die Korrosionsschutzpigtnente und Füllstoffe ausschwimmen und
kein zusammenhängender Korrosionsschutzfilm resul-
ticrt. Verstärkt wurde diese nachteilige Erscheinung
noch durch Regene ^wirkung innerhalb der Antrocknungsphase. Aus diesem Grunde konnten bei diesem
Vergleichsversuch v/eder Salzsprühbeständigkeit noch Haftung auf dem Untergrund bestimmt werden.
Claims (2)
1. Wässerige Epoxidharzeraulsion, bestehend ans
einem flüssigen Epoxidharz auf der Basis Bisphenol A und/oder Bisphenol F, einem Reaktiwerdünner
auf der Basis eines Di- oder Tnglycidyjäthers,
wobei das Gewichtsverhältnis von Epoxidharz zu Reaktiwerdünner 75 bis 95 zu 25 bis 5 beträgt,
einem Härtungsmittel auf der Basis eines Aminadduktes aus einem Polyamin, das mindestens zwei
primäre oder eine primäre und eine sekundäre Aminogruppe enthält, und einer Epoxidverbindung,
and üblichen Korrosionsschutzpigmente!!, Füllstoffen und ggf. Hilfsmitteln.
2. Verwendung einer Epoxidharzemulsion nach Anspruch 1 als Korrosionsschutzprimer für Stahlbauteile.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772726269 DE2726269C3 (de) | 1977-06-10 | 1977-06-10 | Neue Epoxidharzemulsion und deren Verwendung für den Korrosionsschutz |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772726269 DE2726269C3 (de) | 1977-06-10 | 1977-06-10 | Neue Epoxidharzemulsion und deren Verwendung für den Korrosionsschutz |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2726269A1 DE2726269A1 (de) | 1978-12-14 |
DE2726269B2 true DE2726269B2 (de) | 1980-06-19 |
DE2726269C3 DE2726269C3 (de) | 1981-02-26 |
Family
ID=6011230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772726269 Expired DE2726269C3 (de) | 1977-06-10 | 1977-06-10 | Neue Epoxidharzemulsion und deren Verwendung für den Korrosionsschutz |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2726269C3 (de) |
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Legal Events
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OD | Request for examination | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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