DE2807141A1 - Corrosion resistant protective coating for metals esp. car under-body - is a thixotropic mixt. of synthetic rubber latex, inorganic pigments and water soluble alkyd resin - Google Patents
Corrosion resistant protective coating for metals esp. car under-body - is a thixotropic mixt. of synthetic rubber latex, inorganic pigments and water soluble alkyd resinInfo
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Abstract
Description
Thixotrope Beschichturasmassen auf Dispersionsbasis zumThixotropic coating masses based on dispersion for
Korrosionsschutz von Metallen Die Erfindung betrifft thixotrope Beschichtungsmassen auf Dispersionsbasis für den Korrosionsschutz von metallen, beispielsweise von Eisen und Stahl, welche einen haltbaren, haftfesten, hochelastischen, feuchtigkeits- und chemikalienresistenten Schutzfilm von hoher Schichtdicke bilden können und die vor allem hervorragend für den Auto-Unterbodenschutz geeignet sind.Corrosion Protection of Metals The invention relates to thixotropic coating compositions Dispersion-based for the protection of metals against corrosion, for example iron and steel, which has a durable, adhesive, highly elastic, moisture-proof and chemical-resistant protective film of high layer thickness can form and the front are especially suitable for car underbody protection.
Wie aus DT-OS 2 012 463 bekannt ist, läßt sich eine Beschichtungsmasse auf DispersionsDasis aus einer Dispersion eines Butadien/Styrol/ungesattigte Carbonsäure-Mischpolvinerisates herstellen und in Schichtdicken von 200 bis 2000 /um zum wetterfesten Abdichten von Eisen- und Stahlaußenflächen verwenden.As is known from DT-OS 2 012 463, a coating compound can be used on a dispersion basis from a dispersion of a butadiene / styrene / unsaturated carboxylic acid mixed polymerizate and in layer thicknesses of 200 to 2000 / um for weatherproof sealing of iron and steel exterior surfaces.
Wesentlicher Nachteil dieser Erfindung ist die völlig unzureichende Trocknungsmöglichkeit der genannten Beschichtungsmasse.The main disadvantage of this invention is that it is completely inadequate Ability to dry the coating compound mentioned.
Die Trocknung muß entweder bei Raumtemperatur oder bei maximal bis zu 11000 erfolgen. Bei höheren Trocknungstemp eraturen kommt es zu Riß- und Blasenbildung im Korrosionsschutzfilm sowie zu Ablöseerscheinungen an der Grenzfläche Beschichtungsmasse - Metall. Damit ist diese Masse für eine großtechnische Benutzung, wo es auf kurze Trocknungszeiten ankommt (z.B. Auto-Unterbodensphutz) und daher hohe Temperaturen von ca. 1500G notwendig sind, nicht verwendbar.The drying must either be at room temperature or at a maximum of up to to be done to 11000. At higher drying temperatures, cracks and blisters form in the corrosion protection film as well as to peeling phenomena at the coating compound interface - metal. This means that this mass is suitable for large-scale use where it is short Drying times are important (e.g. car underbody protection) and therefore high temperatures of approx. 1500G are necessary, cannot be used.
Darüber hinaus treten bei Auftrag der genannten Beschichtungsmassen auf Metallflächen bei höheren Schichtdicken (1000 bis 2000 µm) schon bei milden Trocknungsbedingungen qualittatsmindernde Risse auf. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Beschichtungsmassen ist die Nichtverwendung von Weichmachern, da bei niedrigen Temperaturen die Mischungen stark verspröden und sehr leicht von der Metallfläche absplittern. Darüber hinaus wird durch den Einsatz von Füllstoffen mit einem hohen Wasserbedarf die Püllbarkeit der Dispersion von vornherein beschränkt und die Realisierung großer Schichtdicken in guter Qualität megen eines zu geringen Feststoffgehaltes der Beschichtungsmasse erschwert. Gleiches gilt für den Einsatz üblicher, stark hydrophiler Verdickungsmittel Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Beschichtungsmassen für den Korrosionsschutz von Metallen zu beseitigen.In addition, the above-mentioned coating compounds are applied on metal surfaces with higher layer thicknesses (1000 to 2000 µm) even with mild ones Quality-reducing cracks. Another disadvantage of the described Coating compounds is the non-use of plasticizers, there at low temperatures the mixtures become very brittle and very easy to remove Splinter metal surface. In addition, through the use of fillers With a high water requirement, the flushability of the dispersion is limited from the outset and the realization of great layer thicknesses in good quality may be too small Solids content of the coating compound made difficult. The same applies to the use common, highly hydrophilic thickeners. The aim of the invention is to overcome the disadvantages to eliminate the known coating compounds for the corrosion protection of metals.
So soll die Trocknung der Beschichtungsmasse über 110°C erfolgen, ohne daß es zu Riß- oder Blasenbildung im Korrosionsscbutzfilm sowie zu Ablöseerscheinungen an der Grenzfläche Beschichtungsmasse - metall kommt. Der gebildete Schutzfilm hoher Schichtdicke soll haltbar, haftfest, hochelastisch sowie feuchtigkeits-und chemikalienbeständig sein.The drying of the coating mass should take place above 110 ° C, without cracking or blistering in the anti-corrosion film or peeling phenomena at the interface between coating compound and metal. The protective film formed is higher The layer thickness should be durable, adhesive, highly elastic and resistant to moisture and chemicals be.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, thixotropie Beschichtungsmassen auf Basis von Polymerdispersionen, anorganischen und organischen Zuschlagstoffen in fester, flüssiger, dispergierter, gelöster und emulsierter Form zu entwickeln, die durch Spritzen, Streichen oder Spachteln auf Metallflächen auftragbar sind und sofort nach dem Auftragen bei etwa 1500C eingebrannt werden können. Dabei sollen die obengenannten Anforderungen an den Schutzfilm gewährleistet sein.The invention is based on the object of thixotropic coating compositions based on polymer dispersions, inorganic and organic additives develop in solid, liquid, dispersed, dissolved and emulsified form, which can be applied to metal surfaces by spraying, painting or spatula and can be baked immediately after application at around 1500C. This should the above requirements for the protective film must be guaranteed.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Kombination von synthetischen Elastdispersionen auf Basis von Butadien-Styrol undXoder Butadien-Acrylnitril undioder Butadien-Acrylnitril-Styrol (alle Latices tragenfunktionelle Gruppen, vorzugsweise Carboxylgruppen) mit anorganischen Pigmenten, die einen geringen Wasserbedarf haben, organischen Weichmachern sowie Verdickungsmitteln auf Basis wasserverdünnbarer Alkydharze dann gelöst, wenn im Verlauf der Erwärmung der Beschichtungamasse eine kurze Phasentrennungsperiode zwischen der Festsubstanz und dem Dispersionswasser erreicht wird.According to the invention, the object is achieved by combining synthetic Elastic dispersions based on butadiene-styrene and X or butadiene-acrylonitrile and / or Butadiene-acrylonitrile-styrene (all latices carry functional groups, preferably Carboxyl groups) with inorganic pigments that have a low water requirement, organic plasticizers and thickeners based on water-thinnable alkyd resins then dissolved if a brief phase separation period in the course of the heating of the coating composition between the solid matter and the dispersion water is achieved.
Zur Erreichung dieser Phasentrennung werden der Dispersionsmasse destabilisierende Agentien anorganischer oder organischer Natur zugesetzt. Solche destabilisierenden Agentien sind Natriumsilikofluorid mit 0,4 - 10 Gew.Teilen, gegebenenfalls in Kombination mit Elektrolyten, wie z.B. Natriumsulfat, oder Organopolysiloxane mit 0,1 - 6,0 Gew.Teilen, gegebenenfalls in Kombination mit nichtionogenen oberflächenaktiven Stoffen und Elektrolyten, oder Zink-Ammonium-Komplexsalze mit 0,5 - 8,0 Gew.Teilen, jeweils bezogen auf 100 Gew.Teile Dispersionsfeststoff oder auch Mischungen der genannten Stoffe.To achieve this phase separation, the dispersion mass are destabilizing Agents of an inorganic or organic nature are added. Such destabilizing Agents are sodium silicofluoride with 0.4-10 parts by weight, optionally in combination with electrolytes such as sodium sulfate, or organopolysiloxanes with 0.1 - 6.0 Parts by weight, optionally in combination with nonionic surface-active Substances and electrolytes, or zinc-ammonium complex salts with 0.5 - 8.0 parts by weight, in each case based on 100 parts by weight of dispersion solid or mixtures of the named substances.
Es ist überraschend, daß bei Zusatz geeigneter Kombinationen an destabilisierenden Agentien, die bei Erwärmung wirksam werden, selbst bei hohen Schichtdicken bis zu 2000 /um eine gute Filmbildung erreicht wird, selbst wenn die Trocknung gleichzeitig mit dem Einbrennen bei ca. 1500C vorgenommen wird. Überraschend ist ferner, daß erfindungsgemäß Beschichtungsmassen aus den verschiedensten Butadien-Styrol- und Butadien-Acryl-Copolymerisaten sowie Butadien-Styrol-Acryinitril-?erpolymerisaten mit funktionellen Gruppen hergestellt werden können, wenn der Feststoffgehalt der Beschichtungamasse 50 ffi und der Feststoffgehalt der husgangsdispersion 40 % übersteigen und daß nicht nur, wie aus DT-0S 2 012 463 hervorgeht, bestimmte Butadien-Styrol-Latices einsetzbar sind.It is surprising that with the addition of suitable combinations of destabilizing Agents that become effective when heated, even with high layer thicknesses up to 2000 / um good film formation is achieved even if drying is carried out at the same time is carried out with the baking at approx. 1500C. It is also surprising that according to the invention coating compositions made from a wide variety of butadiene-styrene and Butadiene-acrylic copolymers and butadiene-styrene-acrylonitrile copolymers with functional groups can be produced if the solids content of the Coating mass 50 ffi and the solids content of the husgang dispersion exceed 40% and that not only, as can be seen from DT-OS 2 012 463, certain butadiene-styrene latices can be used.
Die erfindungsgemäßen Mischungen sind auf den bei der Herstellung von Dispersionsfarben üblichen Maschinen leicht herstellbar. Sie weisen eine sehr gute Lagerstabilität auf, wobei Sedimentations-oder Aufschwimmerscheinungen praktisch nicht auftreten. Diese Produkte lassen sich hervorragend für die Ausführung von Metall-Korrosionsschutzarbeiten, wie z.B. Beschichtung von Auto-Unterbodenblechen, einsetzen. Sie zeichnen sich dabei durch hervorragende Verarbeitbarkeit aus, vor allem beim Auftragen mit der Spritzpistole.The mixtures according to the invention are based on those used in manufacture Easily produced by machines commonly used in emulsion paints. They exhibit a very good storage stability, with sedimentation or floating phenomena being practical do not occur. These products are great for running Metal corrosion protection work, e.g. coating of car underbody panels, insert. They are characterized by excellent processability especially when applying with a spray gun.
Nach dem Trocknen und Einbrennen, das unmittelbar nach dem Auftrag in einem Arbeitsgang bei Temperaturen bis zu 150 0C erfolgen kann, werden glatte, geschlossene, gut haftende, elastische Schutzfilme in Stärken bis zu ca. 2000 /um erhalten, die gegen die schädigenden Einflüsse von Witterung und Chemikalien (z,B, Klimawechsen, Salzbelastung) hervorragend resistent sind0 Ein Zusatz vernetzender Agentien zu den erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen ist möglich, Solche -Agentien sind zoBe mehrwertige Metallionen, MelaminFormaldehyd- oder Melamin-Harnstoff-Harze und Vulkanisationsmischungen aus Schwefel, Zink oxid und organischem Vulkanisationsbeschleuniger0 Der Zusatz solcher Agentien verbessert die ohnehin gute Metallhaftung der erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmassen noch weitern Die Erfindung soll nachstehend an Ausführiingsbeispielen näher erläutert werden Beispiel 1 In einem Dissolver mit 500 kg Fassungsvermögen werden 160 kg eines Butadien-Acrylnitril-Latex mit funktionellen Gruppen, einem Feststoffgehalt von 41 % und einem Acrylnitrilgehalt im Polymeren von 38 % vorgelegt, Dem Latex werden unter Rühren nacheinander zugesetzt: 19,2 k wasserverdünnbares Alkydharz 8,0 kg Melamin-Formaldehydharz 2,5 kg Organopolysiloxan 240,0 kg Pigmentpaste folgender Zusammensetzung: Wasser 120,0 Gew.Teile nichtionogenes Tensid 1o0 " II Dispergierhilfsmittel 1 auf Basis Polyacrylat 1,5 " " Alkali-Polyphosphat 1,2 Entschäumer 1,9 t t Zinkoxid 6,0 Titandioxid Rutil 15,0 Eisenoxid-schwarz 160,0 Gew.Teile Kaolin 30,0 tt Kreide 90,0 Polyamidfasern sern ca. 3 mm Lange Die Mischung wird auf einen pH-Wert von 8 - 10 eingestellt und erhalt dadurch ihren thixotropen Charakter im Zusammenhang mit dem Einsatz des Alkydharzes.After drying and baking, immediately after application can be carried out in one operation at temperatures up to 150 0C, smooth, closed, well-adhering, elastic protective films in thicknesses up to approx. 2000 μm that protect against the damaging effects of weather and chemicals (e.g. Climatic changes, salt pollution) are extremely resistant0 An addition of cross-linking Agents for the coating compositions according to the invention are possible, such agents zoBe are polyvalent metal ions, melamine-formaldehyde or melamine-urea resins and vulcanization mixtures of sulfur, zinc oxide and organic vulcanization accelerator0 The addition of such agents improves the already good metal adhesion of the invention Further Corrosion Protection Compounds The invention is based on exemplary embodiments below Example 1 is explained in more detail in a dissolver with a capacity of 500 kg 160 kg of a butadiene-acrylonitrile latex with functional groups, a Submitted solids content of 41% and an acrylonitrile content in the polymer of 38%, The following are added one after the other to the latex while stirring: 19.2 k water-thinnable Alkyd resin 8.0 kg melamine-formaldehyde resin 2.5 kg organopolysiloxane 240.0 kg pigment paste the following composition: water 120.0 parts by weight non-ionic surfactant 1o0 "II Dispersing aid 1 based on polyacrylate 1.5 "" alkali polyphosphate 1.2 defoamer 1.9 t t zinc oxide 6.0 titanium dioxide rutile 15.0 Iron oxide black 160.0 Parts by weight kaolin 30.0 tt chalk 90.0 polyamide fibers approx. 3 mm long The mixture is adjusted to a pH value of 8 - 10 and thereby maintains its thixotropic Character in connection with the use of the alkyd resin.
Die Mischung wird mit einer Spritzpistole auf ein elektrophoretisch oder anders grundiertes Stahlblech aufgespritzt und mit einer Naßschichtdicke von 1000 /um bei 1400 C in einem Trockenofen 40 min lang getrocknet und eingebrannt. Nach dem Einbrennen wird eine fest haftende, riß- und blasenfreie Schicht erhalten, die den in Tabelle 1 zusammengefaßten Prüfungen unterzogen wird.The mixture is electrophoretically applied with a spray gun or otherwise primed sheet steel sprayed on and with a wet layer thickness of 1000 μm, dried and baked in a drying oven at 1400 ° C. for 40 minutes. After baking, a firmly adhering, crack-free and bubble-free layer is obtained, which is subjected to the tests summarized in Table 1.
Beispiel 2 Es werden unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 160 kg eines Butadien-Styrol-Latex mit funktionellen Gruppen, einem Feststoffgehalt von 50 % und einem Styrolgehalt im Polymeren von 60 % vorgelegt. Dem Latex werden unter Rühren nacheinander zugesetzt: 19,2 kg wasserverdünnbares alkydharz 12,0 kg Vulkanisationspaste auf Schwefelbasis (50 % Feststoff) 240,0 kg Pigmentpaste entsprechend Beispiel 1 Anschließend wird wie im Beispiel 1 weiter verfahren. Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 1 enthalten.Example 2 The conditions are the same as in Example 1160 kg of a butadiene-styrene latex with functional groups, a solids content of 50% and a styrene content in the polymer of 60%. The latex will be added one after the other with stirring: 19.2 kg of water-thinnable alkyd resin 12.0 kg Vulcanization paste based on sulfur (50% solids) 240.0 kg pigment paste accordingly Example 1 Then proceed as in Example 1. Exam Results are included in Table 1.
Beispiel 3 Es werden unter gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 160 kg eines Butadien-Styrol-Acrylnitril-Latex mit funktionellen Gruppen, einem Feststoffgehalt von 47 %, einem Stvrolgehalt von 22 % und einem Acrylnitrilgehalt von 33 Xo im Polymeren vorgelegt. Dem Latex werden unter Rühren nacheinander zugesetzt: 19,2 kg wasserverdünnbares Alkydharz 0,6 kg Natriumsilikofluorid-Dispersion 50 %ig 240,0 kg Pigmentpaste entsprechend Beispiel 1 Anschließend wird wie im Beispiel 1 weiter verfahrene Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 1 enthalten.Example 3 Under the same conditions as in Example 1 160 kg of a butadiene-styrene-acrylonitrile latex with functional groups, a Solids content of 47%, a Stvrol content of 22% and an acrylonitrile content submitted by 33 Xo in the polymer. The following are added one after the other to the latex while stirring: 19.2 kg water-thinnable alkyd resin 0.6 kg sodium silicofluoride dispersion 50% 240.0 kg pigment paste according to Example 1 The procedure in Example 1 is then continued procedural test results are shown in Table 1.
Beispiel 4 Unter gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 wird mit einer Pigmentpaste folgender Zusammensetzung gearbeitet Wasser 135,0 Gew.Teile nichtionogenes Tensid 1,0 " " Dispergierhilfsmittel 2,0 " " auf Basis Polyacrylat Alkalipolyphosphat 2,0 " Entschäumer 1,6 Titandioxid Rutil 120,0 Eisenoxidschwarz 90,0 " Kaolin 80,0 " Kreide 170,0 " Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 1 enthalten.Example 4 Under the same conditions as in Example 1, with a pigment paste of the following composition worked water 135.0 parts by weight non-ionic Surfactant 1.0 "" Dispersing aid 2.0 "" based on polyacrylate alkali polyphosphate 2.0 "defoamer 1.6 rutile titanium dioxide 120.0 black iron oxide 90.0" kaolin 80.0 "Chalk 170.0" test results are shown in Table 1.
Beispiel 5 Dieses Beispiel dient dem Vergleich mit einer Beschichtungsmasse gemäß DT-OS 2 012 463. Es wird eine Mischung folgender Zusammensetzung hergestellt: 52,0 Gew.Teile Butadien-Styrol-Latex mit funktionellen Gruppen, 48 % Feststoff und einem pH-Wert von 8,5 7, o 11 " Eisenoxidschwarz 21,0 21 " Aluminiumsilikat 2,0 o " " Siliziumcarbid 0,5 " t agnesium-Montmorillonit 0,7 " " Verdicker auf Polyacrylatbasis 0,3 11 Entschäumer 0,2 11 11 Kobaltnaphtenatlösung 0,3 Gew.Teile Netzmittel 1,5 " " Butylglykol 14,5 " " Wasser Diese Mischung wird entsprechend Beispiel 1 weiter verarbeitet.Example 5 This example is used for comparison with a coating compound according to DT-OS 2 012 463. A mixture of the following composition is produced: 52.0 parts by weight of butadiene-styrene latex with functional groups, 48% solids and a pH of 8.5 7.0 11 "iron oxide black 21.0 21" aluminum silicate 2.0 o "" silicon carbide 0.5 ", magnesium montmorillonite 0.7" "thickener based on polyacrylate 0.3 11 defoamer 0.2 11 11 cobalt naphtenate solution 0.3 parts by weight Wetting Agent 1.5 "" Butyl Glycol 14.5 "" Water This mixture is made accordingly Example 1 processed further.
Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 1 enthalten.Test results are shown in Table 1.
Tabelle 1 Prüfungsergebnisse der Ausführungsbeispiele Mischung gemäß Beispiel 1 2 3 4 5 Prüfmethode: rissig Oberflächenbild des ein- riß- und blasenfrei blassig gebrannten Films Steinschlagtest - Fallrohrmethode (kg) 35 50 40 50 nacht - Abstrahlmethode (sec) 40 65 40 6C prüfbar Abreißprüfung nach 24,7 26,8 29,5 23,1 TGL 27 608 (N/cm²) Aerosoltest nach alle 1500 Stunden TGL 18 754 Blatt 3 alle 1500 Stunden Mineralölverträglichkeit alle verträglich nach TNL 12 829 Verträglichkeit mit Saison-Metallschutzmittel alle verträglich nach TNL 12 829 Benzinbeständigkeit alle beständig nach TNL 12 903 Salzlauge-Kälte-Wechselkeine Qualitätsminderung Lagerung (25 Zyklen) Beschreibung der Prüfmethoden Steinschlagtest (Fallrohrmethode): Am unteren Ende eines senkrecht stehenden Rohres von 2,5 m Länge und 2 Zoll Durchmesser wird im Winkel von 450 das mit der Korrosionaschutzmasse beschichtete Metallblech angebracht. Von oben wird durch das Fallrohr Hartschotter mit einer Körnung von 0,5 - 1,2 mm gegeben, bis die Schutzschicht auf dem Metallblech durchstrahlt ist. Danach wird die benötigte Schottermenge gewogen.Table 1 Test results of the examples of the mixture according to Example 1 2 3 4 5 Test method: cracked surface appearance of the crack and bubble free pale burned film stone chipping test - downpipe method (kg) 35 50 40 50 night - Emission method (sec) 40 65 40 6C testable tear-off test according to 24.7 26.8 29.5 23.1 TGL 27 608 (N / cm²) aerosol test after every 1500 hours TGL 18 754 sheet 3 every 1500 Hours mineral oil compatibility all compatible according to TNL 12 829 compatibility with seasonal metal protection agent all compatible according to TNL 12 829 gasoline resistance all resistant according to TNL 12 903 brine-cold-exchange no reduction in quality storage (25 cycles) Description of the test methods rockfall test (downpipe method): At the bottom of a vertical pipe 2.5 m long and 2 inches in diameter the sheet metal coated with the anti-corrosion compound becomes at an angle of 450 appropriate. From above, through the downpipe, hard gravel with a grain size of 0.5 - 1.2 mm until the protective layer on the metal sheet is penetrated. Then the required amount of gravel is weighed.
Steinschlagtest (Abstrahlmethode): Verkuchsgerst: Handelsübliches Vacublast-Gerät Strahimaterial: Granulierte Phosphorschlacke mit 1,0 - 1,6 mm Korngröße Strahldruck: 4,0 - 4,5 atü Strahlzeit: Bis zur Durchstrahlung der Schutzschicht Salzlauge-Kälte-Wechseltest: Der Prüfkörper wird folgenden Belastungen auegesetzt: 6 Stunden eintauchen in 5 %ige Kochsalzlösung bei + 20°C; anschließend ohne Zwischentrocknung 18 Stunden Kältelagerung bei - 200C Nach 25 Zyklen erfolgt die Einschätzung durch Prüfung der mechanischen Kennwerte der Schutzschicht.Stone chipping test (radiation method): barley: commercially available Vacublast device Blasting material: Granulated phosphor slag with a grain size of 1.0 - 1.6 mm Blasting pressure: 4.0 - 4.5 atü Blasting time: until the protective layer is irradiated Brine cold alternating test: The test specimen is exposed to the following loads: Immerse in 5% saline solution at + 20 ° C for 6 hours; then without intermediate drying 18 hours of cold storage at - 200C. After 25 cycles, the assessment is carried out Examination of the mechanical characteristics of the protective layer.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |