DE2855120A1 - Anstrichsystem - Google Patents

Anstrichsystem

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DE2855120A1 DE19782855120 DE2855120A DE2855120A1 DE 2855120 A1 DE2855120 A1 DE 2855120A1 DE 19782855120 DE19782855120 DE 19782855120 DE 2855120 A DE2855120 A DE 2855120A DE 2855120 A1 DE2855120 A1 DE 2855120A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Anstrichsystem für zum Schutz gegen Korrosion kathodisch belastete Stahlflächen.
Eisen- und Stahlgegenstände werden zum Schutz vor Korrosion normalerweise mit einem geeigneten Anstrich versehen. Bei von Wasser umgebenen Bauteilen aus Eisen und Stahl, insbesondere bei Schiffen, wird neben dem passiven Korrosionsschutz durch Beschichten mit einem geeigneten Korrosionsschutzanstrich häufig noch eine aktive Korrosionsschutzmaßnahme, nämlich kathodischer Korrosionsschutz angewandt. Beim kathodischen Korrosionsschutz wird der zu schützende Stahlgegenstand als Kathode in bezug auf eine oder mehrere Anoden geschaltet und durch Zufuhr von Schutzstrom auf einem vorgegebenen negativen Schutzpotential gehalten, das im Bereich von -950 bis -1150 mV, gemessen gegen Ag/AgCl, liegt.
Die zum Schutz gegen Korrosion auf Stahlflächen aufgebrachten herkömmlichen Anstrichsysteme werden bei zusätzlichem kathodischem Schutz aufgrund der kathodischen Belastung mehr oder weniger stark geschädigt. Die herkömmlichen Anstrichsysteme sind bei kathodischer Belastung vor allem anfällig für Blasenbildung. Bei einer mit einem neuwertigen herkömmlichen Anstrichsystem versehenen Stahl fläche ist zur Aufrechterhaltung des Schutzpotentials eine Schutzstromdichte in
2
der Grössenordnung von 50 mA/m erforderlich. Mit zunehmendem Alter des Anstrichsystems steigt die zur Aufrechterhaltung des Schutz-
2 potentials erforderliche Schutzstromdichte auf 100 mA/m und darüber
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an. Bei hoher Schutzstromdichte tritt nun wiederum eine stärkere Blasenbildung auf.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Anstrichsystem zu schaffen, das eine gute Verträglichkeit mit dem kathodischen Korrosionsschutzverfahren aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Anstrichsystem für zum Schutz gegen Korrosion kathodisch belastete Stahlflächen, das gekennzeichnet ist durch einen Grundanstrich aus einem unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit aushärtenden Zinkstaubanstrichmittel mit folgender Zusammensetzung:
6-10 Gewichtsteile feuchtigkeitshärtendes Polyisocyanat-Präpolymer mit einem NCO-Gehalt von ca. 16%,
7-9 Gewichtsteile hochsiedendes aromatisches Lösungsmittel, 0,01-0,03 Gewichtsteile Entlüftungsmittel,
0,3-0,8 Gewichtsteile Trocken- und Stabilisierungsmittel, 3-6 Gewichtsteile Geliermittel,
0,3-0,5 Gewichtsteile Netzmittel,
4-7 Gewichtsteile Schuppenpigment und
65-75 Gewichtsteile Zinkstaub und
durch einen Deckanstrich aus einem unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit aushärtenden Polyurethan-Teer-Anstrichmittel mit folgender Zusammensetzung:
16-20 Gewichtsteile aromatisches Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 6-7 %,
1-3 Gewichtsteile flüssiges höhermolekulares Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 3-4 %,
10-12 Gewichtsteile Teer mit einer Viskosität von 5600-6400 Poise/25°C, 6,5-8 Gewichtsteile Trockenmittel,
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0,05-0,1 Gewichtsteile Entlüftungsmittel,
3,5-4,5 Gewichtsteile Absetzverhinderungsmittel, 30-40 Gewichtsteile Eisenglimmerpulver,
5-10 Gewichtsteile anorganische Füllstoffe, 2-5 Gewichtsteile Stabilisierungsmittel und bis zu 10 Gewichtsteile Lösungsmittel.
Das Anstrichsystem nach der Erfindung zeigt bei kathodischer Belastung keine Neigung zur Blasenbildung und zeichnet sich im übrigen durch einwandfreie Haftung, porenfreie Oberfläche, hohe Abriebfestigkeit und Alterungsbeständigkeit aus. Beim Anstrichsystem nach der Erfindung besteht zweckmässigerweise der Grundanstrich sowie der Deckanstrich jeweils aus zwei Schichten, wobei jede Schicht des Grundanstriches eine Dicke von ungefähr 75 Mikrometer und jede Schicht des Deckanstriches eine Dicke von ungefähr 125 Mikrometer aufweist. Zum kathodischen Schutz einer mit einem derart aufgebauten Anstrichsystem beschichteten Stahlfläche ist zur Aufrechterhaltung des Schutzpotentials lediglich eine Schutzstromdichte in der Grössenordnung von ungefähr
2
10 mA/m erforderlich. Der Stromverbrauch für den kathodischen Korrosionsschutz von mit dem Anstrichsystem nach der Erfindung versehenen Stahlflächen ist also im Vergleich zu mit herkömmlichen Anstrichsystemen beschichteten Stahlflächen gering.
Vor dem Aufbringen des Grundanstriches wird die Stahlfläche vorzugsweise sandgestrahlt. Als Grundanstrich wird ein Zinkstaubanstrichmittel aufgebracht, das als Bindemittelkomponente 6-10 Gewichtsteile eines feuchtigkeitshärtenden Polyisocyanat-Präpolymers mit einem NCO-Gehalt von etwa 16 % enthält. Das Zinkstaubanstrichmittel enthält weiterhin 3-6 Gewichtsteile Geliermittel, vorzugsweise in Form eines feinteiligen Pulvers aus Dimethyldioctadecylammonium-Montmorillonit oder aus
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einem organischen Derivat des Montmorillonits, das aus Montmorillonit durch Ionenaustauschreaktion mit Alkylammoniumbasen hergestellt worden ist. Weiterhin enthält das Zinkstaubanstrichmittel 4-7 Gewichtsteile Schuppenpigment, vorzugsweise in Form eines Mikromehls eines natürlich verwachsenen Gemenges von Muskovit, Chlorit und Quarz mit einer Mahlfeinheit von 20 Mikrometer, sowie 65-75 Gewichtsteile Zinkstaub mit vorzugsweise einer Korngrösse von etwa 2,5 Mikrometer. Darüber hinaus enthält das Zinkstaubanstrichmittel 0,3-0,5 Gewichtsteile eines Netzmittels auf der Basis eines Salzes aus langkettigen Polyaminamiden und einem höhermolekularen sauren Ester, 0,3-0,8 Gewichtsteile eines Trocken- und Stabilisierungsmittels für Polyurethan-Einkomponentenlacke, 0,01-0,03 Gewichtsteile eines handelsüblichen Entlüftungsmittels sowie 7-9 Gewichtsteile eines aromatischen Lösungsmittels mit einem Siedebereich von 160-180°C. Als Trocken- und Stabilisierungsmittel wird insbesondere ein flüssiges monofunktionelles Isocyanat eingesetzt, das begierig mit Wasser reagiert und dieses quantitativ bindet. Als Entlüftungsmittel eignet sich eine handelsübliche Dispersion oder Lösung auf der Basis von Polyacrylsäureestern. Das Zinkstaubanstrichmittel mit der vorstehend angegebenen Zusammensetzung kann durchstreichen, Rollen, Druckluftspritzen oder Airless-Spritzen auf die Stahlunterlage mit einer Schichtdicke von 150 Mikrometer aufgetragen werden, wobei die Anstrichschicht bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30 % zu einem porenfreien Überzug mit einer Trockenfilmdicke von 75 Mikrometer aushärtet. Auf den aufgebrachten Zinkstaubanstrich kann bereits nach etwa 20 Minuten ein weiterer Zinkstaubanstrich mit einer Trockenfilmdicke von etwa 75 Mikrometer aufgebracht werden.
Auf den aus zwei Schichten bestehenden Grundanstrich wird dann ein aus zwei oder drei Schichten bestehender Deckanstrich aus einem unter
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dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit aushärtenden Polyurethan-Teer-Anstrichmittel aufgebracht. Das Deckanstrichmittel enthält als Hauptbindemittelkomponente 16-20 Gewichtsteile eines aromatischen Polyisocyanate mit einem NCO-Gehalt von 6-7 %, vorzugsweise ein im Handel in Form einer 60 %igen Lösung in Äthylglycolacetat/Xylol.. 1:1 erhältliches aromatisches Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von ca. 6,5 % (NCO-Äquivalentgewicht von ca. 646). Das Deckanstrichmittel enthält als weitere Bindemittelkomponente ein reaktionsträges flüssiges höhermolekulares Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 3-4 %, vorzugsweise ein handelsübliches höhermolekulares Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von ca. 3,5 % und einer Viskosität bei 20 C von ca. 8000 cp. Das Deckanstrichmittel enthält auch 10-12 Gewichtsteile Teer mit einer Viskosität von 5600-6400 Poise/25°C. Weiterhin enthält das Deckanstrichmittel 6,5-8 Gewichtsteile Trockenmittel, 0,05-0,1 Gewichtsteile Entlüftungsmittel, 3,5-4,5 Gewichtsteile Absetzverhinderungsmittel, 30-40 Gewichtsteile Eisenglimmerpulver, 5-10 Gewichtsteile anorganische Füllstoffe, 2-5 Gewichtsteile Stabilisierungsmittel und bis zu 10 Gewichtsteile Lösungsmittel. Beim Trockenmittel handelt es sich insbesondere um ein monofunktionelles Isocyanat mit einem NCO-Gehalt von 21-22 %, das einen Flammpunkt von ca. 140 C, einen:ISiedepunkt von ca. 270 C und einen Erstarrungs-
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punkt von ca. 5 C sowie einen Brechungsindex von 1,53 bei 20 C besitzt.
Das Trockenmittel bindet vorhandenes Wasser quantitativ und trägt daher zur Lagerstabilität unter Luftabschluss bei. Als Entlüftungsmittel wird ein handelsübliches Produkt verwendet, das für eine gleichmässige Entlüftung des Deckanstrichmittels nach dem Auftragen sorgt. Als Absetzverhinderungsmtttel wird zweckmassigerweise feinteilige Tonerde (Aluminiumoxid) verwendet, das die Entmischung des Deckanstrichmittels verhindert. Das Eisenglimmerpulver weist im wesentlichen eine Korngrösse im Bereich von 60-75 Mikrometer auf. Als anorganischer
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Füllstoff wird vorzugsweise feinteiliges Talkum verwendet. Beim Stabilisierungsmittel handelt es sich um ein handelsübliches Stabilisierungsmittel für Polyurethan-Einkomponentenlacke, das die Empfindlichkeit des Deckanstrichmittels gegen Feuchtigkeit herabsetzt und sich günstig auf den Verlauf des Deckanstrichmittels auswirkt. Das Lösungsmittel besteht vorzugsweise aus einer Mischung von Äthylglycolacetat und Xylol im Verhältnis 1:1.
Mit dem Deckanstrichmittel der vorstehend angegebenen Zusammensetzung wird auf den Grundanstrich ein aus zwei oder drei Schichten bestehender Deckanstrich aufgetragen, wobei jede Schicht eine Trockenfilmdicke-1 von etwa 125 Mikrometer aufweist. Jeder aufgebrachte Deckanstrich härtet ab einer Luftfeuchtigkeit von etwa 30 % zu einem porenfreien Überzug aus, der ausgezeichnet auf dem Grundanstrich bzw. Voranstrich haftet. Der Deckanstrich härtet zu einem porenfreien Schutzüberzug mit ausgezeichneter chemischer und mechanischer Widerstandsfähigkeit aus.
Ein aus einem Deckanstrich und einem Grundanstrich der angegebenen Zusammensetzung bestehendes Anstrichsystem zeichnet sich durch gute Verträglichkeit mit dem kathodischen Schutzverfahren aus und eignet sich daher hervorragend als Unterwasserbeschichtung für Schiffe und Stahlbauwerke.
Ausführungsbeispiel
Eine sandgestrahlte Stahlblechtafel wurde mit einem aus zwei Schichten bestehenden Grundanstrich unter Verwendung eines Zinkstaubanstrichmittels beschichtet, das aus 8 Gewichtsteilen eines handelsüblichen feuchtigkeitshärtenden Polyisocyanat-Präpolymers mit einem NCO-Gehalt von etwa 16 %, 4 Gewichtsteilen eines handelsüblichen aromati-
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sehen Lösungsmittels mit einem Siedebereich von 160-1800C, 0,02 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Entlüftungsmittels, 0,5 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Trocken- und Stabilisierungsmittels für Polyurethan-Einkomponentenlacke, 4 Gewichtsteilen Dtmethyldioctadecylammonium-Montmorillonit, 0,4 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Netzmittels auf der Basis eines Salzes aus langkettigen Polyaminamiden und einem hochmolekularen sauren Ester, 6 Gewichtsteilen eines Mikromehls eines in der Natur vorkommenden Gemenges aus Muskovit, Chlorit und Quarz sowie 70 Gewichtsteilen feinen Zinkstaubs mit einer mittleren Korngrösse von 2,5 Mikrometer bestand. Die Trockenfilmdicke jedes Grundanstriches betrug etwa 75 Mikrometer. Auf den Grundanstrich wurde dann ein aus drei Schichten bestehender Deckanstrich unter Verwendung eines Anstrichmittels aufgebracht, das aus 18 Gewichtsteilen eines handelsüblichen aromatischen Polyisocyanats mit einem NCO-Gehalt von etwa 6,5 in Form einer 60 %igen Lösung in Äthylglycolacetat/Xylol im Verhältnis 1:1, zwei Gewichtsteilen eines handelsüblichen flüssigen höhermolekularen Polyisocyanats mit einem NCO-Gehalt von eto/va 3,5 %, 10 Gewichtsteilen Teer mit einer Viskosität von etwa 6000 Poise bei 25°C, 6 Gewichtsteilen eines Trockenmittels in Form eines flüssigen Isocyanate mit einem NCO-Gehalt von 21-22 %, 0,2 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Entlüftungsmittels aus einem Polyvinylether, 3,5 Gewichtsteilen feinteiliger Tonerde, 25 Gewichtsteilen Eisenglimmerpulver mit einer Teilchengrosse im Bereich von 60-75 Mikrometer, 8 Gewichtsteilen mikrofeinem Talkum, 5 Gewichtstetlen Äthylglycolacetat, 5 Gewichtsteilen Xylol sowie 2 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Stabilisierungsmittels für Polyurethan-Einkomponentenlacke bestand. Jede der drei Schichten des Deckanstrichs wies eine Trockenfilmdtcke von etwa 150 Mikrometer auf. Die beschichtete Stahlblechtafel wurde dann in Meerwasser aufgehängt und über einen Widerstand mit einer Schutzanode verbunden. Mit Hilfe eines Potentio-
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staten wurde die Stahl blechtafel auf einem Schutzpotential von -1000 mV gehalten. Die zur Aufrechterhaltung dieses Schutzpotentials erforder-
2 liehe Schutzstromdichte betrug nur etwa 10 mA/m und änderte sich auch im Laufe der mehrmonatigen Versuchsdauer nicht. Das Anstrichsystem war auch noch nach der mehrmonatigen Versuchsdauer in einwandfreiem Zustand.
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Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE
1. Anstrichsystem für zum Schutz gegen Korrosion kathodisch belastete Stahlflächen, gekennzeichnet durch einen Grundanstrich aus einem unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit aushärtenden Zinkstaubanstrichmittel mit folgender Zusammensetzung: 6-10 Gewichtsteile feuchtigkeitshärtendes Polyisocyanat-Präpolymer mit einem NCÖ-Gehalt von ca. 16 %, 7-9 Gewichtsteile hochsiedendes aromatisches Lösungsmittel, 0,01-0,03 Gewichtsteile Entlüftungsmittel, 0,3-0,8 Gewichtsteile Trocken- und Stabilisierungsmittel, 3-6 Gewichtsteile Geliermittel,
0,3-0,5 Gewichtsteile Netzmittel,
4-7 Gewichtsteile Schuppenpigment und
65-75 Gewichtsteile Zinkstaub
und durch dinen Deckanstrich aus einem unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit aushärtenden Polyurethan-Teer-Anstrichmittel mit folgender Zusammensetzung:
16-20 Gewichtsteile aromatisches Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 6-7 %,
1-3 Gewichtsteile flüssiges höhermolekulares Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von 3-4 %, 630028/0110
Deutsche Bank München, Kto.-Nr. 82/08050 (BLZ 70070010)
ORIGINAL INSPECTED
Postscheck München Nr. 163397-802
10-12 Gewichtsteile Teer mit einer Viskosität von 5600-6400 Poise/25 C, 6,5-8 Gewichtsteile Trockenmittel,
0,05-0,1 Gewichtsteile Entlüftungsmittel,
3,5-4,5 Gewichtsteile Absetzverhinderungsmittel,
30-40 Gewichtsteile Eisenglimmerpulver,
5-10 Gewichtsteile anorganische Füllstoffe,
2-5 Gewichtsteile Stabilisierungsmittel und
bis zu 10 Gewichtsteile Lösungsmittel.
2. Anstrichsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zinkstaubanstrichmittel als Geliermittel Dimethyldioctadecylammonium-Montmorillonit oder ein aus Montmorillonit durch Ionenaustauschreaktion mit Alkylammoniumbasen hergestelltes organisches Derivat des Montmorillonits vorgesehen ist.
3. Anstrichmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Zinkstaubanstrichmittel als Schuppenpigment ein Mikromehl eines natürlich verwachsenen Gemenges aus Muskovit, Chlorit und
Quarz vorgesehen ist.
4. Anstrichsystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckanstrichmittel als Absetzverhindem ngsmittel feinteilige Tonerde vorgesehen ist.
5. Anstrichsystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckanstrichmittel als Füllstoff mikrofeines Talkum vorgesehen ist.
6. Anstrichsystem nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundanstrich aus zwei Schichten mit einer Trocken-
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filmdicke von jeweils etwa 75 Mikrometer und der Deckanstrich aus mindestens zwei Schichten mit einer Trockenfilmdicke von jeweils etwa 125 Mikrometer besteht.
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DE19782855120 1978-12-20 1978-12-20 Anstrichsystem Granted DE2855120A1 (de)

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