DE2821016B2 - Zinkpulver und einen ggf. teilweise hydrolisierten Kieselsäureester aufweisendes Überzugsmittel für eisenhaltige Metalle - Google Patents
Zinkpulver und einen ggf. teilweise hydrolisierten Kieselsäureester aufweisendes Überzugsmittel für eisenhaltige MetalleInfo
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Description
-N-Y
M
M
in welcher t für eine ganze Zahl mit einem Wert von 0 bis 10 steht; M, Y, Q und Z jeweils R oder
R*
—R1— Si—X3-,,
bedeuten;
R für H, eine Q-«-Alkylgruppe oder eine
C2-3-Hydroxyalkylgruppe steht;
R' für -C2H4-, -C3H6- oder
_R2_O—R2— steht und R2 einen Alkylenrest
mit. etwa 1 bis 8 C-Atomen bedeutet;
b eine ganze Zahl mit einem Wert von 0 bis 2 mit der Bedingung ist, daß mindestens ein
Substituent M, Q, Y oder Z für
—R1—Si—X
3-t
steht; und
X eine Alkoxygruppe mit 1—2 C-Atomen oder Alkoxyalkoxylgruppe ist; oder
(b) quaternäre Ammoniumsalze der Aminosilane unter (a) oder
(c) Hydrolysate und Kondensate der Aminosilane unter (a) enthält
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf zinkreiche »Ein-Pack«-Überzüge, insbesondere auf Mischungen
aus Zink, teilweise hydrolysierten Alkylsilicaten und einem Aminosilan.
Zinkreiche Überzüge sind ein wirksamer Schutz von Stahl gegen Korrosion. Das Prinzip dieser Schutzwirkung
wird der Tatsache zugeschrieben, daß Zink in der elektromotorischen Spannungsreihe höher als Eisen
steht und in einer zur ionischen Auflösung (Oxidation) von Metallen günstigen Umgebung zuerst reagiert und
dadurch das Stahlsubstrat schützt
Wie der Name sagt, enthalten zinkreiche Überzüge eine hohe Zinkkonzentration im trockenen Film. Dies ist
zur Schaffung der elektrischen Kontinuität und damit der für elektrochemische Verfahren notwendigen
Leitfähigkeit erforderlich.
Zur Erzielung dieser zinkreichen Überzüge auf einem eisenhaltigen Substrat wird eine sehr feinen Zinkstaub
enthaltende Farbformulierung verwendet, die durch Destillieren des Metalles unter kontrollierten Kondensationsbedingungen
hergestellt wurde. Nach Aufbringen der Farbe wird das Metallpulver durch eine Bindermatrix auf der Oberfläche gehalten. Zinkreiche
Überzüge werden entsprechend der Natur des Binders in organische oder anorganische Überzüge eingeteilt
Organische zinkreiche Überzüge verwenden synthetische Polymere als Binder. Obgleich diese Überzüge
einen wirksamen Korrosionsschutz liefern, ist ihre ι ο Wärme- und Lösungsmittelbeständigkeit begrenzt
Anorganische Binder haben diese Einschränkungen nicht Sie umfassen wasserlösliche Silicate, die nach
Aufbringung durch ein Aushärtungspräparat unlöslich gemacht werden, und Alkylsilicate, die keine Nachhärtung
erfordern. Obgleich Alkylsilicate organische Ketten enthalten, werden die erhaltenen, zinkreichen
Überzüge als anorganisch klassifiziert, weil sich nach dem Trocknen vermutlich eine vollständig anorganische
Matrix aus SiO2 bildet Diese Reaktion erfolgt langsam und durchläuft kontinuierliche Hydrolysestufen. Die in
zinkreichen Überzügen verwendbaren Alkylsilicate können in ihrem Hydrolysegrad variieren. Bei Verwendung
eines Alkylsilicates mit sehr niedrigem Hydrolysegrad ist die Aushärtungsreaktion so langsam, daß der
Film längere Zeit ungehärtet bleibt Die Verwendung höher hydrolysierter Alkylsilicate verringert die zur
Erzielung eines trockenen Filmes notwendige Zeit Leider nimmt jedoch mit einer Abnahme der Trocknungszeit
aufgrund des höheren Hydrolyseausmaßes die Stabilität des Produktes ebenfalls ab. Diese verminderte
Stabilität zeigt sich auf verschiedene Weise. Eine ist die erhöhte Neigung der Farbe, bei der Lagerung im
Behälter zu gelieren. Eine andere ist die verminderte Lebensdauer beim Mischen von Alkylsilicat mit dem
Zinkstaub, wobei in wenigen Stunden gewöhnlich ein Gelieren erfolgt.
Eine Möglichkeit, die Instabilität des Farbpräparates im Behälter und eine vorzeitige Gelierung mit dem Zink
zu vermeiden, ist die getrennte Verpackung des Zinks vom Alkylsilicat und das Mischen der beiden Komponenten
unmittelbar vor der Aufbringung.
Dies erfolgt handelsüblich in sog. zinkreichen Zwei-Pack-Überzugspräparaten, und die Praxis hat ihre
Arbeitsmethoden auf die Verwendung dieses Produktes oder der zur Schaffung von Überzügen verwendeten
Farbe eingestellt. Die in einem Zwei-Pack-Überzugspräparat inhärenten Probleme, nämlich doppelte
Produktion, Lagerung, Haltung und Inventierung sowie das Abmessen und Mischen an Ort und Stelle verbunden
mit der begrenzten Lebensdauer würde ein zinkreiches Ein-Komponenten-Grundierfarbenpräparat äußerst
wünschenswert machen.
Werden zinkreiche Überzüge mit Alkylsilicaten mit niedrigem Hydrolysegrad hergestellt, dann verbessert
sich die Stabilität des Alkylsilicates im Behälter sowie die Lebensdauer der Grundierpräparate nach Zugabe
des Zinkstaubes zum Alkylsilicat erheblich. Der Preis dieser verbesserten Stabilität ist jedoch eine wesentlich
verlängerte Trocknungszeit. Das Problem ist daher die
bo Erzielung der Aushärtung eines zinkreichen Ein-Pack-Alkylsilicatgrundierfarbenpräparates
in vernünftig kurzer Zeit bei Bewahrung einer guten Stabilität der Packung in Verbindung mit einer Nicht-Reaktionsfähigkeit
des Alkylsilicates mit dem Zinkstaub.
Es sind bereits verschiedene Lösungen für dieses Problem vorgeschlagen worden. Gemäß der US-PS
36 53 930 wird z. B. ein zinkreicher Ein-Pack-Überzug erhallen, indem man niedrig molekulare Amine zu
einem zu 40% hydrolysiertem Äthylsilicat zusammen mit Nitroverbindungen zur Vermeidung der Gasbildung
zugibt Dieselbe allgemeine Möglichkeit wird auch in der NL-PS 69 00 729 beschrieben.
Gemäß der US-PS 36 60119 erreicht man die
Filmbildung eines zu 40% hydrolysierten Alkylsilicates durch Verwendung starker Basen, wie Natrium- oder
Kaliummethpxid oder -äthoxid.
Die US-PS 38 59 101 beschreibt die Verwendung von Zinkchromat anstelle der Nitroverbindungen als Entgasungszusätze
in einer Mischung aus Alkylsilicat und Zinkstaub.
Die US-PS 3917 648 beschreibt die Verwendung
eines Reaktionsproduktes aus Alkylsilicaten mit PoIyolen
unter Bildung eines in Anwesenheit von Zink stabilen Produktes.
Die US-PS 40 84 971 schafft ein Ein-Pack-Alkylsiücat-Zink-Grundierpräparat,
das Fett- und Amidoamine zur Verleihung der Stabilität enthält
Die oben aufgeführten Veröffentlichungen leiden an den folgenden Nachteilen:
1. Niedrig molekulare Amine sind flüchtig, und die sie enthaltenden Alkylbinder verlieren daher bei der
Lagerung ihre Wirksamkeit
2. Niedrig molekulare Amine sind wasserlöslich, wodurch in einen hauptsächlich als Korrosionsschutz
beabsichtigten Überzug der Faktor der Wasserempfindlichkeit eingeführt wird.
3. Niedrig molekulare Amine haben eine hohe chemische Reaktionsfähigkeit. Daher reagieren sie
mit Säuren, wie sie während der Lagerung durch absorbiertes Kohlendioxid gebildet werden. Dies
kann im Lauf der Zeit zum Verlust ihrer Wirksamkeit führen. r>
4. Die in einem auf einem eisenhaltigen Substrat gebildeten Überzug anwesenden, niedrig molekularen
Amine haben eine nachteilige Wirkung auf die Beständigkeit des zinkreichen Filmes gegen Mittel
aus der Umwelt und stören die Haftung und chemische Beständigkeit der auf den Grundierüberzug
aufgebrachten weiteren Überzüge.
5. Niedrig molekulare Amine sind toxisch und stellen damit eine potentielle Gefahr für diejenigen dar,
die mit den Überzugspräparaten in Berührung kommen.
6. Starke Basen, wie Alkalimetallalkoxide oder ihre entsprechenden Hydroxidnebenprodukte beeinträchtigen
ein amphoteres Metall, wie Zink.
7. Die Alkalimetallalkoxide oder ihre entsprechenden Hydroxidnebenprodukte verbleiben in dem auf
dem eisenhaltigen Substrat gebildeten, zinkreichen Film und führen so einen Faktor der Empfindlichkeit
gegen Wasser und Chemikalien ein, der das Verhalten der auf den Grundierüberzug aufgebrachten,
weiteren Überzüge beeinträchtigen kann.
8. Zinkreiche Polyolsilicatüberzüge liefern weichere Filme als man sie wünscht.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die bo
Schaffung eines zinkreichen, ein Alkylsilicat enthaltenden Überzugspräparates, das als Grundierfarbenüberzugspräparat
nach dem Verpacken längere Zeit stabil bleibt. Ein weiteres Ziel ist die Schaffung von
Überzugspräparaten, die nach Aufbringung auf ein b5 eisenhaltiges Substrat schnell einen trockenen, harten,
korrosionsbeständigen, schützenden Grundierfilm lie-Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein
Zinkpulver und einen gegebenenfalls teilweise hydrolysierten Kieselsäureester aufweisendes Überzugsmittel
für eisenhaltige Metalle, dadurch gekennzeichnet, daß es
(a) Aminosilane der Formel
ζ—Un—r1 ;—ν—γ
V / ι
in welcher t für eine ganze Zahl mit einem Wert von 0 bis 10 steht; M, Y, Q und Z jeweils R oder
R Si — Xj-A
bedeuten;
R für H, eine Ci _4-Alkylgruppe oder eine
C2-3-Hydroxyalkylgruppe steht;
R1 für -C2H4-, -C3H6- oder -R2-O-R2-steht
und R2 einen Alkylenrest mit etwa 1 bis 8 C-Atomen bedeutet;
b eine ganze Zahl mit einem Wert von 0 bis 2 mit der Bedingung ist, daß mindestens ein Substituent
M, Q, Y oder Z für
R1— Si — X3_„
steht; und
X eine Alkoxygruppe mit 1 —2 C-Atomen oder eine Alkoxyalkoxylgruppe ist; oder
(b) quaternäre Ammoniumsalze der Aminosilane unter (a) oder
(c) Hydrolysate und Kondensate der Aminosilane unter (a) enthält.
Die Ci _4-Alkylgruppe für den Rest R ist z. B. Methyl,
Äthyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sek.-Butyl,
tert-Butyl. Der Rest R2 ist z.B. Methylen, Äthylen, Propylen-1,3 bzw. -1,2, Butylen-1,4 oder -1,3, Fentylen,
Hexylen-1,6 bzw. -2,6 oder -3,6, Octylen, Isooctylen.
Bevorzugt enthalten die Überzugspräparate Aminosilane, in denen X OCH3 oder -OC2H4OCH3 ist
oder solche, in denen b einen Wert von 0 hat. Das organische Silicat ist vorzugsweise ein Alkoxyalkylpolysilicat
oder Tetraalkylorthosilicat, insbesondere Äthoxyäthylpolysilicat oder Tetraäthylorthosilicat.
Die obigen Präparate sind lange Zeit in einem geschlossenen Behälter stabil, so daß keine getrennte
Verpackung notwendig ist. Nach Aufbringung auf ein eisenhaltiges Substrat trocknen die zinkreichen Formulierungen
schnell und bilden einen harten, kontinuierlichen, glatten Film mit ausgezeichneten Korrosionsschutzeigenschaften.
Die erfindungsgemäß verwendeten Alkylsilicate sind bekannt und umfassen unhydrolysierte Alkyl- und
Alkoxyalkylsilicate und bis zu 40 Gew.-% hydrolysierte Alkyl- und Alkoxyalkylsilicate. Alkylsilicate werden
gebildet durch Reaktion von Silicii'mtetrachlorid und Alkoholen und Alkoxyalkoholen, gewöhnlich in einem
mit Rührer. Kühler und Bottichwäscher versehenen
Leaktor. Das Chlorwasserstoffnebenprodukt wird urch Rückfluß entfernt, der bei vermindertem oder
tinosphärischem Druck durchgeführt werden kann. Jach diesem Verfahren werden di': bekanntesten
•rodukte TEOS (Tetraäthj lorthosilicat) und
ilonoalkyläther von Äthylenglykolsüikat hergestellt
Anschließend können diese Produkte durch Zugabe on Wasser und eines Säurekatalysators teilweise
lydrolysiert werden. Die zugefügte Wassermenge lestimim das Hydrolysemaß im Endprodukt Handelsübliche,
von Äthanol hergeleitete Produkte umfassen das unhydrolysierte TEOS, kondensiertes Äthylsilicat
(7% Hydrolyse), Äthylsilicat 40 (40% Hydrolyse mit 40% SiO2-Gehalt) und Äthylsilicat P-18, mit 80-85%
Hydrolyse.
Auch die erfindungsgemäß verwendbaren, hydrolyslsrbaren
Siliciumverbindungen sind bekannt und umfassen viele verschiedene Verbindungen, z. B. y-Aminopropyltriäthoxysilan
der Formel:
OC2H5
H5C2O-Si-CH2CH2CH2NH2
OC2H5
ind N-^Aminoäthyl)-y-arninopropyltrimethoxysilan der Formel:
OCH3
CH3O-Si-CH2CH2CH2-NH-CH2CH2NH2
OCH3
Weitere Aminosilane sind z. B.
Aminomethyltrimethoxysilan
y-Aminopropyltrimethoxysilan
y-Methylaminopropyltrimethoxysilan y-Aminopropyltripropoxysilan
y-Aminopropylmethyldiäthoxysilan y-Aminopropyläthyldiäthoxysilan y-Aminopropylphenyldiäthoxysilan y-Aminoisobutyltrimethoxysilan ö-Aminobutyltriäthoxysilan
o-Aminobutylmethyldiäthoxysilan 0-Aminäthyltriäthoxysilan
Aminomethyltrimethoxysilan
y-Aminopropyltrimethoxysilan
y-Methylaminopropyltrimethoxysilan y-Aminopropyltripropoxysilan
y-Aminopropylmethyldiäthoxysilan y-Aminopropyläthyldiäthoxysilan y-Aminopropylphenyldiäthoxysilan y-Aminoisobutyltrimethoxysilan ö-Aminobutyltriäthoxysilan
o-Aminobutylmethyldiäthoxysilan 0-Aminäthyltriäthoxysilan
ε-Aminopentvlphenyldibutoxysilan
N-^-AminoäthylJ-y-aminopropyl-
N-^-AminoäthylJ-y-aminopropyl-
trimethoxysilan
n-(j3-Aminoäthylaminoäthyl)-y-aminopropyl-
n-(j3-Aminoäthylaminoäthyl)-y-aminopropyl-
trimethoxysilan
N-^-AminopropylJ-y-aminoisobutylmethyl-
N-^-AminopropylJ-y-aminoisobutylmethyl-
dioäthoxysilan
N-(jJ-Aminoäthyl)-y-aminopropyltriäthoxysilan.
Neben den oben genannten, eine Silangruppe enthaltenden Aminosilanen können auch verwandte Aminosilane mit 2 oder mehreren Silangruppen verwendet werden, wie z. B.:
Neben den oben genannten, eine Silangruppe enthaltenden Aminosilanen können auch verwandte Aminosilane mit 2 oder mehreren Silangruppen verwendet werden, wie z. B.:
N-^-tN'-y-iTrimethoxysilylpropyD-aminoäthyll-v-aminopropyltrimethoxysilan
OCH3 H H OCH3
CH3O-Si — (CHz)3N — CH2CH2-N — (CHj)3Si-OCH3
OCH3 OCH3
N,N-j8-[Bis-{N'-y-(trimethoxysilylpropyl)-aminoäthyl)-v-aminopropyltrimethoxysilan]
OCH3 OCH3
I I
CH3O-Si — (CHj)3N — CH2CH2-N-(CHj)3-Si-OCH3
OCH, H (CH2), OCH3
CH3O-Si-OCH3
OCH,
N,N-je-[Bis-{N',N'-y-bis-(trimethoxysilylpropyl)-aminoäthyl))-}^aminopropyltrimethoxysilan]
OCH,
CH3OSi-OCH,
OCH3 (CH2)3 OCH3
CH3O-Si — (CH^N — CH2CH2N-(CHj)3-Si-OCH3
OCH3 (CH2), OCH3
CH3O-Si-OCH3
OCH3
Eine typische Herstellung eines Alkoxysilylpropylamins
wird z. B. in der US-PS 28 32 754 beschrieben. Dabei wird y-Chlorpropyltriäthoxysilan und flüssiger
Ammoniak in einem Verhältnis von 1 : 20 12 Stunden in ein auf 100° C erhitztes Druckgefäß gegeben. Nach dem
Abkühlen, Filtrieren, Waschen und fraktioniertem Destillieren der Mischung erhält man etwa 50% des
gewünschten Produktes.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Aminoalkyltrialkoxysiian
wird in der US-PS 29 30 809 beschrieben, wobei das in der US-PS 28 37 551 beschriebene
Cyanalkyltrichlorsilan hergestellt und dann einer Alkoholyse
und Hydrierung unterworfen wird. So werden z. B. Hexachlordisilan und Acrylnitril in einem molaren
Verhältnis von 1 :1 zwei Stunden in einen auf 2000C
erhitzten Autoklaven eingeschlossen. Eines der nach fraktionierter Destillation der Mischung erhaltenen
Produkte ist /J-Cyanäthyltrichlorsilan. Die Äthanolyse
dieser Verbindung liefert /J-Cyanäthyltriäthoxysilan. Die
letztgenannte Verbindung wird zusammen mit Raney-Nickel in ein Druckgefäß aus rostfreiem Stahl gegeben,
dann wird die Temperatur des Gefäßes auf —78° C abgekühlt und überschüssiger, flüssiger Ammoniak
zugefügt In das System wird gasförmiger Wasserstoff eingeführt und die Mischung in einem Schüttelautoklaven
16 Stunden auf 1000C erhitzt. Nach Abkühlen der
Mischung auf Zimmertemperatur, Filtrieren, Waschen mit Diäthyläther und fraktionierter Destillation erhält
man als eines der Produkte Triäthoxysilylpropylamin.
Die Hydrolysate und Kondensate der obigen Aminosilane können durch übliche bekannte Hydrolyse-
und Kondensationsverfahren hergestellt werden. Bekanntlich sind Hydrolysate metathetische Reaktionsprodukte
von Wasser und entsprechenden, hydrolysierbaren Aminosilanen, während Kondensate die Siloxanprodukte
aus der Kondensation der Hydrolysatreaktionsmischung sind. Die verwendete Wassermenge ist
nicht entscheidend und hängt nur vom gewünschten Maß der Hydrolyse und Kondensation ab. Daher kann
man vollständig oder teilweise hydrolysierte Produkte erhalten.
Die Herstellung quaternärer Salze der Aminosilane wird in der US-PS 33 89 160 beschrieben, die hiermit in
die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen wird.
Die hier verwendete Bezeichnung »härtende Menge einer hydrolysierbaren Siliciumverbindung« bedeutet
eine ausreichende Menge zur Bildung eines trockenen Filmes des Überzugspräparates nach Aufbringung auf
ein eisenhaltiges Substrat unter normalen Bedingungen.
Es wurde gefunden, daß mindestens 5 Gew.-% hydrolysierbare
Siliciumverbindung, bezogen auf das Gewicht des teilweise hydroiysierten, organischen Silicates,
notwendig sind, um innerhalb einer praktischen Zeit, d. h. in 5—10 Minuten, einen trockenen Film zu liefern.
Es gibt keine kritische obere Grenze, für praktische Zwecke zeigen sich jedoch keine Vorteile in der
Verwendung von mehr als 50 Gew.-% hydrolysierbarer Siliciumverbindung. Vorzugsweise werden
15—45 Gew.-% verwendet.
Obgleich erfindungsgemäß nicht entscheidend, umfassen die erfindungsgemäßen Metallschutzpräparate
ein Wasserabtrennmittel.
Geeignete Mittel sind Zeolite, Kieselsäuregel, Tetralkylsilicate
und Trialkylborate. Zeolite werden bevorzugt, weil im Gegensatz zu den anderen obigen
Verbindungen die Wirkung der Wasserentfernung kein Reaktionsprodukt ergibt
Die Zeolit-Wasserabtrennmittel können alle bekannten,
dreidimensionalen, kristallinen Zeolite vom MoIekularsiebtyp sein, ob sie nun natürlich vorkommen oder
synthetisch durch übliche hydrothermische Kristallisation hergestellt werden, die ausreichend große Porendimensionen
haben, um den Durchgang von Wassermolekülen zuzulassen. Typische, natürlich vorkommende
Zeolite sind Clinoptilolit, Chabazit, Gmelinit, Mordenit,
Erionit, Offretit, Phillipsit und Faujasit Typische,
synthetische Molekularsieb-Zeolite sind:
Zeolit A
Zeolit R
Zeolit T
Zeolit B
Zeolit H
Zeolit Y
Zeolit X
Zeolit S
Zeolit F
Zeolit M
Zeolit J
Zeolit L
Zeolit R
Zeolit T
Zeolit B
Zeolit H
Zeolit Y
Zeolit X
Zeolit S
Zeolit F
Zeolit M
Zeolit J
Zeolit L
US-PS 28 82 243
US-PS 30 30 181
US-PS 29 50 952
US-PS 30 08 803
US-PS 30 10 789
US-PS 3130 007
US-PS 28 82 244
US-PS30 54 657
US-PS 29 96 358
US-PS 29 95 423
US-PS 30 11 809
US-PS3216 789
US-PS 30 30 181
US-PS 29 50 952
US-PS 30 08 803
US-PS 30 10 789
US-PS 3130 007
US-PS 28 82 244
US-PS30 54 657
US-PS 29 96 358
US-PS 29 95 423
US-PS 30 11 809
US-PS3216 789
Zweckmäßig hat der gewählte Zeolit ein molares SiO2ZAl2O3 Netzwerkverhältnis unter 50, vorzugsweise
unter 20, da hoch siliciumhaltige Zeolite zu organophilen Eigenschaften neigen, die ihren hydrophilen
Eigenschaften schädlich sind. Besonders zweckmäßig aufgrund ihrer äußerst hohen Wassersorptionskapazität
sind die verschiedenen Kationenformen von Zeolit A. Weiter hat die Kaliumkationenform von Zeolit A einen
wirksamen Porendurchmesser zwischen 3—4 A und kann somit leicht Wasser adsorbieren, schließt jedoch
die meisten anderen Moleküle im System aufgrund der Molekulargröße aus.
Zur Verwendung als Adsorptionsmittel sollten die Zeolite mindestens teilweise, zweckmäßig jedoch
vollständig dehydratisiert sein, und zwar durch Erhitzen in Luft oder Vakuum bei mäßigen Temperaturen von
250-3500C für einige Stunden. Da Zeolitkristalle klein,
d.h. selten größer als 10 Mikrometer, sind, können sie zweckmäßig in das Überzugspräparat eingemischt
werden, ohne dessen wesentliche Eigenschaften zu beeinträchtigen. Die Zeolitkristalle können auch mit
üblichen Bindern, wie Tone, zu geformten Agglomeratcn geformt und in den Behälter gegeben werden, in
welchem das Produkt gelagert wird.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken. Falls nicht
anders angegeben, sind alle Teile und Prozentangaben Gew.-Teile und Gew.-%.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit Äthylsilicat 40
und y-Aminopropyltriäthoxysilan
und y-Aminopropyltriäthoxysilan
Es wurde ein Überzugspräparat für eisenhaltige Metalle hergestellt, indem man 45 g teilweise hydrolysiertes
Äthylpolysilicat mit 40 Gew.-% SiO2 mit 5 g
y-Aminopropyltriäthoxysilan und 300 g fein zerteiltem
Zink mit einer Teilchengröße von 2—15 Micron mischte. Um die Mischung wasserfrei zu halten, wurden
weiter 5 g eines Wasserabtrennmittels (Molekularsieb) zugefügt und das Präparat mit 50 g eines Kohlenwasserstofflösungsmittels
aus einer Mischung aus 61 VoL-% paraffinischen und 39Vol.-% naphthenischen Verbindungen
mit einem Siedebereich von 158—196°C verdünnt Die erhaltene flüssige Schutzüberzugs- oder
Grundierfarbe hatte in der Packung eine Stabilität von mehr als 6 Monaten.
Nach Aufbringung dieser Farbe durch Aufsprühen auf sandgebiasene, kaltgewalzte Stahlplatten von etwa
1Ox 10 χ 032 cm erhielt man einen glatten Film, der in
weniger als 10 Minuten trocknete. Die so überzogene Stahlplatte wurde 1000 Stunden dem Salzspraytest
unterworfen (ASTM Verfahren B-117) und 1000 Stunden in frisches Wasser eingetaucht Auf der so
überzogenen Platte zeigten sich keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug aus Äthylsilicat 40
undN-J?-(Aminoäthyl)-y-aminopropyltrirnethoxysilan
undN-J?-(Aminoäthyl)-y-aminopropyltrirnethoxysilan
Es v/urde ein Überzugspräparat für eisenhaltige Metalle hergestellt durch Mischen von 45 g teilweise
hydrolysiertem Äthylpolysilicat mit 40Gew.-% SiO2-Gehalt
mit 5 g N-^AminoäthylJ-y-aminopropvltrimethoxysilan
und 300 g fein zerteiltem Zinkstaub, 5 g eines Wasserabtrennmittels (Molekularsieb 4A) und
50 g KohlenwasserstofflösungsmitteL
Die erhaltene Grundierfarbe war bei der Lagerung mehr als 6 Monate stabil. Nach Aufbringung auf
sandgeblasene Stahlplatten wie in Beispiel 1 trocknete der Überzug in weniger als 10 Minuten zu einem harten
Film. Die Platten wurden 1000 Stunden einem Salzspray- und Wassereintauchtest unterworfen und
zeigten keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit
Tetraäthylorthosilicat und
N-/?-(Aminoäthyl)-)'-aminopropyltrimethoxysilan
N-/?-(Aminoäthyl)-)'-aminopropyltrimethoxysilan
Es wurde ein Schutzpräparat für eisenhaltige Metalle hergestellt durch Mischen von 45 g Tetraäthylorthosilicat
mit 5 g N-j?-(Aminoäthyl)-)>-aminopropylmethoxysilan
300 g Zinkstaub, 5 g Molekularsieben 4A und 50 g Kohlenwasserstofflösungsmittel. (Eine Mischung aus 61
Vol.-% paraffinischen und 39Vol.-% naphthenischen Verbindungen mit einem Siedebereich von
158-1960C.) Die erhaltene Grundierfarbe war bei der Lagerung mehr als 6 Monate stabil. Nach Aufbringung
als Sprühüberzug auf sandgeblasene Stahlplatten erhielt man in weniger als 10 Minuten einen trockenen Film.
Wurden die Platten wie in Beispiel 1 1000 Stunden dem
Salzspray- und Wassereintauchtest unterworfen, dann zeigten sich keine Zeichen von Korrosion oder anderem
Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug
mit Cellosolve-silicat und y-Aminopropyltriäthoxysilan
mit Cellosolve-silicat und y-Aminopropyltriäthoxysilan
Es wurde ein Grundierfarbenpräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt, indem man 45 g teilweise
hydrolysiertesÄthoxyäthylpolysilicat mit 19% SiO2-Gehalt,
5 g y-Aminopropyltriäthoxysilan, 300 g Zinkstaub,
5 g Molekularsiebe 4A und 50 g Kohlenwasserstofflösungsmittel (eine Mischung aus 61 Vol.-% paraffinischen
und 39 Vol.-°/o naphthenischen Verbindungen mit einem Siedebereich von 158-196° C) mischte. Das erhaltene
Präparat hatte in der Packung eine Stabilität von mehr als 6 Monaten. Nach Sprühaufbringung auf sandgeblasene
Platten trocknete das Präparat in weniger als 10 Minuten zu einem harten Film. Im lOOOstündigen
Salzspray- und Wassereintauchtest gemäß Beispiel 1 zeigten die Platten kein Zeichen von Korrosion oder
anderem Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit
Tetraäthylorthosilicat und
Poly-(aminoalkyl)-dimethylpolysiloxan
Poly-(aminoalkyl)-dimethylpolysiloxan
Es wurde ein Schutzpräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 45 g Tetraäthylorthosilicat
mit 5 g eines Poly-(aminoalkyl)-dimethylpolysiloxans, 300 g Zinkstaub, 5 g Molekularsieben 4A und
50 g Kohlenwasserstofflösungsmittel. (Eine Mischung aus 61 Vol.-% paraffinischen und 39 Vol.-% naphthenischen
Verbindungen mit einem Siedebereich von 158-196°C) Die erhaltene Farbe war mehr als 6
Monate bei der Lagerung stabil. Nach Aufbringung auf
sandgeblasene Stahlplatten bildete das Überzugspräparat in weniger als 10 Minuten einen trockenen Film.
Beim lOOOstündigen Salzspray- und Wassereintauchtest
wie in Beispiel 1 zeigten sich keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit Äthylsilicat 40
und einem Aminoalkylalkylalkoxysilan
und einem Aminoalkylalkylalkoxysilan
Es wurde ein Schutzpräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 45 g teilweise hydroly-
siertem Äthylpolysilicat mit 40 Gew.-% SiO2-Gehalt mit
5 g eines Aminoalkylalkylalkoxysilans, 300 g Zinkstaub, 5 g Molekularsieben 4A und 50 g Kohlenwasserstofflösungsmittel.
(Eine Mischung aus 61 Vol.-% paraffinischen und 39 Vol.-% naphthenischen Verbindungen
mit einem Siedebereich von 158 -196° C.)
Die erhaltene Farbe war bei der Lagerung mehr als 6 Monate stabil. Nach Aufbringung des Überzugspräparates
auf sandgeblasene Stahlplatten bildete er in weniger als 10 Minuten einen trockenen Film. Wurden
die Platten wie in Beispiel 1 1000 Stunden dem Salzspray- und Wassereintauchtest unterworfen, dann
zeigte sich kein Zeichen einer Korrosion oder anderes Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit
Cellosolve-silicat und N-jS-iAminoäthylJ-y-aminopropyltrimethoxysilan
Es wurde ein Schutzpräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 45 g teilweise hydrolysiertem
Äthoxyäthylpolysilicat mit 10% SiO2-Gehalt,
10 g N-)3-(Aminoäthyl)-)>-aminopropyltrimethoxysiIan,
300 g Zinkstaub, 5 g Molekularsieben 4A und 50 g Kohlenwasserstofflösungsmittel. (Eine Mischung aus
61 Vol.-% paraffinischen und 39 Vol.-% naphthenischen Verbindungen mit einem Siedebereich von 158— 196°C.
Die erhaltene Farbe war bei der Lagerung mehr als 6 Monate stabil. Nach Aufbringung des Präparates auf
sandgeblasene Stahlplatten trocknete es in weniger als 10 Minuten zu einem trockenen Film. Nach lOOOstündigem
Salzspray- und Wassereintauchtest wie in Beispiel
1 zeigten die Platten kein Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Beispiel 8 bis 11
Zinkreiche Ein-Pack-Überzüge mit Äthylsilicat 40
und unterschiedlichen Konzentrationen an N-jJ-iAminoäthylJ-y-aminopropyltrimethoxysilan
Es wurden Schutzüberzüge für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 45 g teilweise hydrolysiertem
Äthylpolysilicat mit 40Gew.-% SiO2-Gehalt,
2 g Molekularsieben 4A, 300 g Zinkstaub und 2, 5, 10
bzw. 20 g N-j3-(Aminoäthyl)-)>-aminopropyltriniethoxysilan.
In jedem Fall waren die erhaltenen Farben mehr als 6 Monate stabil. Nach Aufbringung auf sandgeblasene
Stahlplatten bildeten sie in weniger als 10 Minuten trockene Filme. Nach 1000 Stunden Salzspray- und
Wassereintauchtest wie in Beispiel 1 zeigten die Platten keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Beispiel 12bisl5
Zinkreiche Ein-Pack-Überzüge mit
unterschiedlichen Verhältnissen von
N-j3-(Aminoäthyl)-y-aminopropyltrimethoxysilanund
Glimmer
Durch Mischen der folgenden Komponenten wurden Schutzpräparate für eisenhaltiges Metall hergestellt:
ϊ | Komponente; g | Beispiel 12 |
13 | 14 | 15 |
ι | Zinkstaub Glimmer |
600 40 |
600 40 |
600 40 |
600 40 |
Komponente; g
12 13
14
15
Molekularsiebe 4 A 4
Teilw. hydrolys. 109
Äthylsilicat mit 40%
SiO2-Gehalt
Äthylsilicat mit 40%
SiO2-Gehalt
Silicon*) 11
4 105,5
22,5
4 102
33
*) = N-^-iAminoäthylJ-y-aminopropyltrimethoxysilan.
Die erhaltenen Farben waren über 6 Monate stabil. is Nach Aufbringung auf sandgeblasene Stahlplatten
bildeten sie in weniger als 10 Minuten einen trockenen Film. Nach 1000 Stunden im Salzspray- und Wassereintauchtest
gemäß Beispiel 1 zeigten sich keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Beispiel 16
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit
Äthylsilicat 40 und
N-(/}-Äthylendiaminoäthyl)-/?-aminoäthyltrimethoxysilan
Es wurde ein Überzugspräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 45 g teilweise
hydrolysieren Äthylpolysilicaten mit 40% SiO2-Gehalt,
10 g N-(j3-ÄthyIendiaminoäthyl)-0-aminoäthyltrimethoxysilan,
300 g Zinkstaub und 5 g Molekularsieben 4A. Die erhaltene Farbe war mehr als 6 Monate stabil.
Nach Aufbringung des erhaltenen Überzugspräparates auf sandgeblasene Stahlplatten erhielt man in
weniger als 10 Minuten einen trockenen Film. Die so überzogenen Platten zeigen im Salzspray- und Wassereintauchtest
gemäß Beispiel 1 keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit
Äthylsilicat 40 und j>-N-(y-Butylamino)-propyltrimethoxysilan
Es wurde ein Überzugspräparat für eisenhaltiges Metall hergesteljt durch Mischen von 45 g teilweise
hydrolysiertem Äthylpolysilicat mit 40% SiO2-Gehalt,
10 g y-N-(y-Butylamino)-propyltrimethoxysilan, 300 g
Zinkstaub und 5 g Molekularsieben 4A. Die erhaltene Farbe war mehr als 6 Monate stabil.
Nach Aufbringung dieses Überzuges auf sandgeblasene Stahlplatten erhielt man in weniger als 10 Minuten
einen trockenen Film. Die so überzogenen Platten zeigten im Salzspray- und Wassereintauchtest gemäß
Beispiel 1 keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit
Äthylsilicat 40 und
N,N-0-(BishydroxyäthyI)-)>-aminopropyl-
triäthoxysilan
Es wurde ein Überzugspräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 45 g teilweise
hydrolysiertem Äthylpolysilicat mit 40% SiO2-Gehalt
mit 10 g N1N -^-(Bis-hydroxyäthylJ-y-aminopropyltriäthoxysilan,
300 g Zinkstaub und 5 g Molekularsieben 4A.
Die erhaltene Farbe war mehr als 6 Monate stabil.
Nach Aufbringung dieses Überzugs auf sandgeblasene Stahlplatten erhielt man in weniger als 10 Minuten
einen trockenen Film. Die so überzogenen Platten zeigten in lOOOstündigen Salzspray- und Wassereintauchtest
gemäß Beispiel 1 keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Beispiel 19
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit
Äthylsilicat 40 und
Polyaminoalkyltrialkoxysilan
Polyaminoalkyltrialkoxysilan
Es wurde ein Überzugspräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 45 g teilweise
hydrolysiertem Äthylpotysilicat mit 40% SiO2-Gehait
mit 10 g Polyaminoalkyltrialkoxysilan, 300 g Zinkstaub und 5 g Molekularsieben 4A. Diese Farbe war mehr als 6
Monate stabil.
Nach Aufbringen dieses Überzuges auf sandgeblasene Stahlplatten erhielt man in weniger als 10 Minuten
einen trockenen Film. Die so überzogenen Platten zeigten im lOOOstündigen Salzspray- und Wassereintauchtest
gemäß Beispiel 1 keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit
Äthylsilicat 40 und
y-N.N-Dimethylammoniumpropyltrimethoxysilanacetat
y-N.N-Dimethylammoniumpropyltrimethoxysilanacetat
Es wurde ein Überzugspräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 45 g teilweise
hydrolysiertem Äthylpolysilicat mit 40% SiO2-Gehalt
mit 10 gy-N.N-Dimethylammoniumpropyltrimethoxysilanacetat,
300 g Zinkstaub und 5 g Molekularsieben 4A. Die erhaltene Farbe war mehr als 6 Monate stabil.
Nach Aufbringen dieses Überzugs auf sandgeblasene Stahlplatten erhielt man in weniger als 10 Minuten einen
trockenen Film. Die so überzogenen Platten zeigten im lOOOstündigen Salzspray- und Wassereintauchtest gemäß
Beispiel 1 keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit leitendem
Streckmittelpigment
Streckmittelpigment
Es wurde ein Überzugspräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 45 g teilweise
hydrolysiertem Äthylpolysilicat mit 40% SiOrGehalt
mit 5 g N-/?(Aminoäthyl)-y-aminopropylmethoxysilan,
200 g Zinkstaub, 100 g Ferrophosphit (ein elektrisch leitendes Streckmittelpigment, das eine durchschnittliche
Teilchengröße von 6 Micron hat), 5 g Molekularsieben 4A und 50 g Kohlenwasserstofflösungsmittel. (Eine
Mischung aus 61 Vol.-% paraffinischen und 39 VoL-% naphthenischen Verbindungen mit einem Siedebereich
von 158 -196° C) Die erhaltene Farbe war mehr als 6 Monate stabil
Nach Aufbringen auf sandgeblasene Stahlplatten trocknete der Überzug in weniger als 10 Minuten zu
einem harten Film. Die so überzogenen Platten zeigten im lOOOstündigen Salzspray- und Wassereintauchtest
gemäß Beispiel 1 keine Zeichen von Korrosion oder anderem Versagen.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit
Äthylsilicat 40 und
N-j3-[N'-y-(Trimethoxysilylpropyl)-aminoäthyl]-y-aminopropyltrimethoxysilan
Es wurde ein Überzugspräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 155,2 g teilweise
hydrolysiertem Äthylpolysilicat mit 40 Gew.-% SiO2 mit 38,8 g N-^-fN'-y-iTrimethoxysilylpropyO-aminoäthyij-y-aminopropyitrimeihöxysilan
und 8924 g fein zerteiltem Zink mit einer Teilchengröße von etwa 2 bis etwa 15 Micron sowie 74 g eines fein zerteilten
Streckmittels (wassergemahlener Glimmer).
Um die Mischung in wasserfreiem Zustand zu halten, wurden weiter 7,5 g eines Wasserabtrennmittels (Molekularsieb)
zugefügt und das Präparat mit 283,5 g Äthylenglykolmonoäthyläther verdünnt Es wurde ein
Antiabsetzmittel verwendet (24 g hydriertes Rizinusöl), um ein Hartabsetzen zu vermeiden, und 15,5 g eines
Dickungsmittels (ÄthylcelluJose) wurde zur Erzielung der gewünschten Viskosität zugefügt Der erhaltene
flüssige Äthylsilicatschutzüberzug oder die Grundierfarbe
hatte eine Packungsstabilität von mehr als 2 Monaten.
Wurde diese Farbe durch Aufsprühen auf sandgeblasene, kalt gewalzte Stahlplatten von etwa 10 χ 20 cm χ
mm aufgebracht dann erhielt man in weniger als 10 Minuten einen glatten Film. Die so überzogenen
Stahlplatten wurden 500 Stunden einem Salzspray (ASTM Method B-117) unterworfen und zeigten keine
Anzeichen einer Korrosion oder eines anderen Versagens der so überzogenen Platte.
Zinkreicher Ein-Pack-Überzug mit
Äthylsilicat 40 und
N-0-[N'-y-(Trimethoxysilylpropyl)-arninoäthyl]-
Λ5 y-aminopropyltrimethoxysilan
Λ5 y-aminopropyltrimethoxysilan
Es wurde ein Überzugspräparat für eisenhaltiges Metall hergestellt durch Mischen von 174,6 g Äthylsilicat
40 mit 19,4 g N-0-[N'-y-(Trimethoxysilylpropyl)-arninoäthylj-y-aminopropyltrimethoxysilan,
8924 g fein
so zerteiltem Zinkstaub, 7,5 g eines Wasserabtrennmittels
(Molekularsieb), 74 g Glimmer 325, 24 g hydriertes Rizinusöl, 15,5 g Äthylcellulose als Dickungsmittel und
293^ g Äthylenglykolmonoäthyläther.
Die erhaltene Grundierfarbe war bei der Lagerung 3 Monate stabil. Nach Aufbringung auf sandgeblasene
Stahlplatten wie in Beispiel 1 trocknete der Überzug in weniger als 10 Minuten zu einem harten Film. Wurden
diese Platten 500 Stunden einem Salzspray- und Wassereintauchtest unterworfen, dann zeigte sich kein
Anzeichen einer Korrosion oder eines anderen Versagens.
Claims (1)
- Patentanspruch:Zinkpulver und eines gegebenenfalls teilweise hydrolysierten Kieselsäureester aufweisendes Überzugsmittel für eisenhaltige Metalle, dadurch gekennzeichnet, daß es(a) ein Aminosilan der Formel
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