DE3438506A1 - Anstrichmittel zur bekaempfung der wasserstoff-absorption - Google Patents

Anstrichmittel zur bekaempfung der wasserstoff-absorption

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DE3438506A1 DE19843438506 DE3438506A DE3438506A1 DE 3438506 A1 DE3438506 A1 DE 3438506A1 DE 19843438506 DE19843438506 DE 19843438506 DE 3438506 A DE3438506 A DE 3438506A DE 3438506 A1 DE3438506 A1 DE 3438506A1
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Toshihiro Ktano Osaka Okai
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anstrichmittel zur Bekämpfung der Wasserstoff-Absorption von Stahl, insbesondere ein Anstrichmittel zur Verhinderung von Rißbildung durch Wasserstoffsprodxgkeit, die die durch
Wasserstoff ausgelöste Rißbildung ist, die von in den Stahl hinein absorbierten Wasserstoff-Atomen herrührt, die durch Korrosion des Stahls gebildet werden.
Stahl erleidet Rißbildung durch Korrosion unter Spannung in Gegenwart von Hydrogensulfid- oder Kohlensäure-Gas. Es wird angenommen, daß ein Teil des Wasserstoffs, der bei der Reaktion des Hydrogensulfids mit dem Stahl entsteht, im atomaren Zustand absorbiert wird und in den Stahl hineindiffundiert, woraus die Rißbildung durch Wasserstoffversprödung herrührt.
Zur Verhinderung der Wasserstoffversprödung werden Beschichtungen oder überzüge verwendet, durch die korrodierende Mittel wie Hydrogensulfid von dem Stahl ferngehalten werden. Typische Beispiele hierfür sind das Verfahren der Zugabe von Metall-Pulver (Pigment), das
gegenüber Hydrogensulfid reaktionsfähig ist, zu einem Anstrichmittel und das Verfahren des Zusatzes eines Ionenaustauschharzes zu einem Anstrichmittel. Das erste Verfahren verhindert durch Reaktion des Hydrogensulfids mit dem Metall-Pulver ein Zusammentreffen des Hydro-
gensulfids mit der Oberfläche des Stahls. Das letztgenannte Verfahren verhindert ein Zusammentreffen des Hydrogensulfids mit der Oberfläche des Stahls durch
Reaktion des Hydrogensulfids mit dem Ionenaustauschharz.
Die obigen Methoden beruhen auf der Reaktion des Hydrogensulfids mit dem Zusatzstoff, etwa dem Pigment oder
dem Ionenaustauschharz. Diese Reaktion kann jedoch nicht unbegrenzt weitergehen, daß heißt, der durch den Zusatzstoff bewirkte technische Effekt nimmt rasch ab und die Korrosions-Reaktion nimmt zu in demselben Maße, in dem die Reaktionsfähigkeit des Zusatzstoffes nach-
läßt. Nach den oben genannten Verfahren nimmt die Korrosions-Reaktion im allgemeinen innerhalb einer Zeitspanne von 30 Stunden bis 100 Tagen nach dem Aufbringen des Anstrichmittels zu. Diese Zeitspanne bleibt jedoch beträchtlich hinter der tatsächlichen Nutzungsdauer des
15 Stahl (50 bis 60 Jahre) zurück.
Die vorliegende Erfindung macht ein Anstrichmittel zur Bekämpfung der Wasserstoff-Absorption verfügbar, das 1 bis 500 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% Harz-Feststoffe, eines Metalloxids, ausgewählt aus der aus Mangandioxid, 0 Vanadiumpentoxid und Molybdäntrioxid bestehenden Gruppe enthält.
Beispiele für das Mangandioxid sind natürliches Mangandioxid, elektrolytisches Mangandioxid, durch chemische Synthese gewonnenes Mangandioxid oder ein Gemisch aus
diesen. Elektrolytisches Mangandioxid wird im allgemeinen durch Elektrolyse von Mangansulfat oder Manganchlorid hergestellt. Chemisches Mangandioxid wird durch Zersetzung eines Permanganats mit Salzsäure, Oxidation von Mangansulfat oder thermische Zersetzung von Mangan-
30 nitrat hergestellt.
Vanadiumpentoxid kann mittels beliebiger herkömmlicher Verfahren, etwa durch Erhitzen der niederen Oxide, der Nitride oder der Sulfide des Vanadiums hergestellt werden.
Molybdäntrioxid kann mittels beliebiger herkömmlicher Verfahren, etwa aus Molybdän-Metall oder niederen Oxiden oder aus Sulfiden des Molybdäns durch Erhitzen an der Luft oder Reaktion mit Salpetersäure hergestellt werden. Auch das Erhitzen von Phosphdrmolybdat oder das Erhitzen von Ammoniummolybdat mit Salpetersäure kann angewandt werden.
Die Teilchengröße des Metalloxids ist die gleiche wie bei einem Pigment. Eine höhere Teilchengröße ergibt unzureichende Filmeigenschaften.
Das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Lösemittel für das Anstrichmittel ist ein solches, wie es üblicherweise für Anstrichmittel und Beschichtungen verwendet wird, zum Beispiel ein polymerisiertes öl, ein natürliches Harz, ein synthetisches Harz oder eine
20 Mischung aus diesen.
Ein typisches Beispiel für das polymerisierte öl ist gekochtes öl. Beispiele für das natürliche Harz oder synthetische Harz sind Epoxy-Harze, Epoxyurethan-Harze, Epoxy-Kohlenteer-Harze, Melamin-Harze, Kautschukchloride, Phenol-Harze, Polyester-Harze, Polyurethan-Harze, Silicon-Harze, Fluoro-Harze und dergleichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Metalloxid in dem Anstrichmittel in einer Menge von 1 bis 500 Gew.-%,
vorzugsweise von 5 bis 100 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Harz-Feststoffe, formuliert. Mengen von mehr als 500 Gew.-% sind unzweckmäßig wegen unzureichender Filmeigenschaften. Mengen von weniger als 1 Gew.-% sind unzweckmäßig, da sie den technischen Effekt der vorliegenden Erfindung nicht zu erzielen vermögen.
Dem Anstrichmittel gemäß der vorliegenden Erfindung wird Wasser oder ein anderes Lösungsmittel zur Bildung einer Dispersion zugesetzt. Beispiele für Lösungsmittel sind diejenigen, die bei üblichen Anstrichen verwendet werden, beispielsweise Ketone, Ester, Glycole, Alkohole, Kohlenwasserstoffe. Auch Pigmente konventioneller Art oder andere Zusatzstoffe können dem Anstrichmittel gemäß der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden. Beispiele für diese Zusatzstoffe sind Weichmacher, oberflächenaktive Mittel, Trockenmittel, Härtungsmittel, Eindickungsmittel, Antiverlaufmittel und dergleichen.
Die Stähle, auf die das Anstrichmittel gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen werden soll, sind solche, die Spannungskorrosion, Wasserstoffversprödung, durch Wasserstoff verursachte Rißbildung, Wasserstoff-Blasen und dergleichen erleiden können oder sogar sehr anfällig dagegen sind. Typische Beispiele für solche Stähle sind Kohlenstoffstahl, Legierungen, hochzugfeste Stähle und dergleichen, die für Ölfeld-Rohrleitungen, Transport-Rohrleitungen, Schrauben, Schiffsmontagen und dergleichen verwendet werden.
Als Anstrich-Verfahren kann jedes beliebige herkömmliehe Verfahren verwendet werden, etwa das Fließ-, Tauch-, Sprüh-, Pinsel- oder Pulverbeschichten.
Ein mit Hilfe des Anstrichmittels der vorliegenden Erfindung beschichtetes Substrat absorbiert nur schwerlich den Wasserstoff im atomaren Zustand, der durch die Korrosion des Stahls in der Hydrogensulfid enthaltenden Atmosphäre gebildet wird. Dementsprechend bekämpft das Anstrichmittel gemäß der vorliegenden Erfindung in wirksamer Weise die Wasserstoffversprödung. Es wird angenommen, daß der Grund für die Verhinderung der Wasserstof fversprödung durch das vorliegende Anstrichmit-
tel darin liegt, daß das Korrosions-Potential der Stahl-Oberfläche durch das Metalloxid der vorliegenden Erfindung edel gehalten wird (die Absorption des Wasserstoffs im atomaren Zustand findet beschleunigt statt, wenn das Korrosions-Potential der Stahl-Ober-
15 fläche ein unedleres Potential ist).
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. In den Beispielen beziehen sich sämtliche Teile und Prozentsätze auf das Gewicht, sofern nichts
anderes angegeben ist.
Beispiel I
Ein Anstrich mit der in Tabelle 1 angegebenen Formulierung wurde hergestellt und auf einen kaltgewalzten Stahl (Dicke 0,8 mm, JIS G 3141) unter den in Tabelle 1 bezeichneten Bedingungen aufgetragen. Zur Bewertung der Rißbildung durch Wasserstoffsprödigkeit ist naturgemäß der Einsatz eines hochzugfesten Stahls an Stelle des kaltgewalzten Stahls erforderlich; da jedoch der technische Effekt gemäß der vorliegenden Erfindung sich
aufgrunddessen bewerten läßt, ob die Wasserstoff-
Absorptionsreaktion gut ist oder nicht, wurde im vorliegenden Beispiel der kaltgewalzte Stahl eingesetzt. Die Methode des Auftragens war die Sprühbeschichtung.
Zu Vergleichszwecken wurden Anstriche mit Formulierungen, in denen die Menge des Mangandioxids außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung lag, hergestellt und auf den kaltgewalzten Stahl aufgetragen.
Zur Bewertung der Eigenschaft der Bekämpfung (Kontrolle) der Wasserstoff-Absorption wurde die zeitliche A'n-
derung des Stromes aufgrund der Reaktion H —+■ H + e , die ein Abziehen des Wasserstoffs an der verdeckten Seite des Stahls darstellt, gemessen. Die Messung beruht auf dem in der JP-PS 1 018 241 beschriebenen Verfahrens, auf deren diesbezügliche Stellen hier verwie-
15 sen wird.
Das Verfahren der Auswertung ist in Fig. 1 erläutert. Die Kurve X in Fig. 1 zeigt die zeitliche Veränderung des Reaktions-Stromes für die Extraktion von Wasserstoff aus einem beschichteten Stahl, der nicht das
Mangandioxid der vorliegenden Erfindung enthält, und die Kurve Y der Fig. 1 zeigt die zeitliche Veränderung des Reaktions-Stromes für die Extraktion von Wasserstoff unter Verwendung des im vorliegenden Beispiel beschriebenen Anstrichs. Die Zunahme des Reaktions-
Stroms zeigt, daß aufgrund der Korrosions-Reaktion der Stahloberfläche unter dem Film Wasserstoff in den Stahl hinein absorbiert und von der entgegengesetzten Seite her extrahiert wird. Dementsprechend zeigt die letztere Entwicklungszeit die bessere Korrosionsbekämpfung. In
Fig. 1 bezeichnen tx und ty die jeweiligen Entwick-
lungszeiten der Korrosion. Das Verhältnis dieser Entwicklungszeiten zwischen der Kurve X und der Kurve Y, d.h. ty/tx, vermag den technischen Effekt der vorliegenden Erfindung aufzuzeigen. Das Ergebnis und die Bedingungen der Korrosion sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Bei- Anstrich: Bezeichnung
spiel
Typ des Mangandioxids und Beaufschlagung (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe
Bedingungen Dicke
der des Trocknung Films
(μπι)
Ver- Korrosions-Bedingungen hältnis
ty/tx
SUPERLAC DIF, F-80, N-23
(Epoxy-polyurethan-Anstrich)
COPCN MASTIC PRIMER
(Epoxy-Harz-Anstrich)
EPOTAR S (JIS K-566)
(Epoxy-Kohlenteer-Anstrich)
Hi-RÜBBER E PRIMER
(Kautschukchlorid-Anstrich)
natürliches Mangandioxid 100 Teile
natürliches Mangandioxid, 100 Teile
natürliches Mangandioxid, 100 Teile
natürliches Mangandioxid, 100 Teile
190°C/10 s 20 160
natürliche
Trocknung
10 Tage
natürliche
Trocknung
10 Tage
natürliche
Trocknung
10 Tage
70
Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Tenp.: 500C
Hydrogensulfid und
40
25
Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 NaCl-Lsg. geblasen; Tenp.: 3O0C
Kohlensäure wurden % I
kontinuierlich in 3 vo
NaCl-Lsg. geblasen; 0C ι :""
Tenp.: 70
Hydrogensulfid und I ) ι
Kohlensäure wurden %
kontinuierlich in 3
NaCl-Lsg. geblasen; 0C
Tenp.: 50
CO
CO OO
cn
CD CO
Tabelle 1 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung
spiel
Nr.
Typ des Mangandioxids land Beaufschlagung (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe Bedingungen Dicke Ver- Korrosions-Bedingungen
der des hält-Trocknung Films nis
ty/tx
(um)
SULPHOTITE 10
(Phenol-Harz-Anstrich)
SUNFTAL (JIS K-5572)
(Phthalsäure-Anstrich)
ORGA 100-2
(Melamin-Harz-Anstrich)
CYANAMID HELGCN CjD
(JIS K-5625-2)
INTERGAFD GTASS FLAKE
(Epoxy-Harz-Anstrich)
natürliches Mangandioxid, 100 Teile
natürliches Mangandioxid, 100 Teile
natürliches Mangandioxid, 100 Teile
natürliches Mangandioxid, 100 Teile
natürliches Mangandioxid, 100 Teile natürliche
Trocknung
10 Tage
natürliche
Trocknung
10 Tage
natürliche
Trocknung
10 Tage
natürliche
Trocknung
10 Tage
natürliche
Trocknung
10 Tage
25 120 Hydrogensulfid-Gas von 100 % relativer Feuchtigkeit; Tenp.: 700C
25 78 Hydrogensulfid-Gas von 100 % relativer Feuchtigkeit; Teitp.: 700C
20 34 Hydrogensulfid-Gas von 100 % relativer Feuchtigkeit; Tenp.: 300C
35 23 Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Tenp.: 300C
2000 15 Hydrogensulfid wurde kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Teitp.: 6O0C
CO 4>CO CO
Tabelle 1 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung
spiel
Typ des Mangandioxids und Beaufschlagung (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe Bedingungen Dicke Ver- Korrosions-Bedingungen
der des hält-Trocknung Films nis
ty/tx
• (μπι)
NIPPE ZINKY lOOOP
(Zink-Pulver enthaltender
Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE
(JIS K-5506)
(synthet. Harz-Anstrich)
PCM)AX P
(Pulver-Beschichtung)
ORGA 100-2
(Melamin-Harz-Anstrich)
natürliches Mangandioxid, 100 Teile
natürliches Mangandioxid, 100 Teile
natürliches Mangandioxid + elektrolytir sches Mangandioxid 100 Teile
elektrolytisches Mangandioxid, 50 Teile natürliche 20 25 Hydrogensulfid wurde Trocknung kontinuierlich in 3 %
10 Tage NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 200C
natürliche 20 95 Hydrogensulfid wurde Trocknung kontinuierlich in 3 %
10 Tage NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 500C
1800C 100 17 Hydrogensulfid und /30 min Kohlensäure wurden
kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 7O0C
natürliche 20 105 Hydrogensulfid wurde Trocknung kontinuierlich in 3 %
10 Tage NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 400C
CO -tr-CO CO
Tabelle 1 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung
spiel
Nr.
Typ des Mangandioxids und Beaufschlagung (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe Bedingungen Dicke Ver- Korrosions-Bedingungen
der des hält-Trocknung Films nis
ty/tx
im)
OKGA 100-2
(Melamin-Harz-Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE
(JIS K-5506)
(synthet. Harz-Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE
(JIS K-5506)
(synthet. Harz-Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE
(JIS K-5506)
(synthet. Harz-Anstrich)
synthetisches». Mangandioxid 10 Teile
synthetisches.. Mangandioxid 1 Teil
synthetisches Mangandioxid, 10 Teile
synthetisches Mangandioxid, 100 Teile natürliche
Trocknung
10 Tage
natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
20 175 Hydrogensulfid vaorde kontinuierlich in 3 % NaCl-Lösung geblasen; Temp.: 400C
10 43 Hydrogensulfid von
100 % relativer Feuchtigkeit? Temp.: 600C
10 120 Hydrogensulfid von
100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 6O0C
10 32 Hydrogensulfid von
100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 600C
CO OO cn CD
Tabelle 1 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung
spiel
Typ des Mangandioxids und Beaufschlagung (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe Bedingungen Dicke Ver- Korrosions-Bedingungen
der des hält-Trocknung Films nis
ty/tx
• (\m)
Hi-CR PRIMER WHITE
(JIS K-5506)
(synthet. Harz-Anstrich)
Vergl.- Hi-CR PRIMER WHITE
Bei- (JIS K-5506)
spiel (synthet. Harz-Anstrich)
Vergl.- Hi-CR PRIMER WHITE
Bei- (JIS K-5506)
spiel (synthet. Harz-Anstrich)
2
synthetisches Mangandioxid, 500 Teile
synthetisches Mangandioxid, 0,1 Teile
synthetisches
Mangandioxid,
1000 Teile natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
10 14
10
10
Hydrogensulfid von 100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 600C
Hydrogensulfid von 100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 6O0C
Hydrogensulfid von 100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 600C
CO -F-CO OO
Anmerkungen zu Tabelle I;
1) Verwendung von ß-MnO_ vom Pyrolusit-Typ; 2) 3)
5 4)
Da diese Messung mit Hilfe einer elektrochemischen Methode durchgeführt wird, ist ihre Empfindlichkeit etwa 100 mal so hoch wie diejenige einer üblichen Gas-Bestimmung. Dementsprechend wird die Zeit der Messung
von ty bis zu 1000 h gestoppt, und ty wird als 1000 angesehen, wenn der Punkt ty nicht beobachtet wird.
In Tabelle 1 hatte Beispiel 9 für ty/tx einen so niedrigen Wert wie 15; dieser Wert war jedoch nur scheinbar klein, da es sich um einen dicken überzug (eine Art "Futter") handelte, für den tatsächlich ty mehr als 1000 h betrug. Demgemäß ist ersichtlich, daß der durch die Anwesenheit von Mangandioxid erzielte technische Effekt das Fünfzehnfache noch übersteigt.
Beispiel II
Ein Anstrich mit der in Tabelle 2 angegebenen Formulierung wurde hergestellt und auf einen kaltgewalzten Stahl (Dicke 0,8 mm, JIS G 3141) unter den in Tabelle 2 bezeichneten Bedingungen aufgetragen.
Zu Vergleichszwecken wurden Anstriche mit Formulierungen, in denen die Menge des Vanadiumpentoxids außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung lag, hergestellt und auf den kaltgewalzten Stahl aufgetragen.
Die Bewertung erfolgte so, wie allgemein in Beispiel I beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle
Beispiel
Nr.
Anstrich: Bezeichnung
Beaufschlagung mit Vanadiumpentoxid (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe
Bedingungen Dicke
der des
Trocknung Films
• (μπι)
Ver- Kbrrosions-Bedingungen hältnis
ty/tx
SUPERIAC DIF, F-80, N-23 30 Teile (Epoxy-polyurethan-Anstrich)
COPCN MASTIC PRIMER 30 Teile (Epoxy-Harz-Anstrich)
EPCfTAR S (JIS K-566) 30 Teile (Epoxy-Kohlenteer-Anstrich)
Hi-RUBBER E PRIMER 30 Teile (Kautschukchlorid-Anstrich)
190°C/10 s 20 310
natürliche
Trocknung
Tage
natürliche
Trocknung
Tage
natürliche
Trocknung
Tage
250
70
41
40
29
Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 500C
Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 700C
Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 500C
Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen; Temp.: 300C
CO 4>· GO OO
CD O CD
Tabelle 2 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung spiel
Nr.
Beaufschlagung mit Vanadiumpentoxid (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe Bedingungen Dicke Ver-
der des hält-Trocknung Films nis
ty/tx
(mn)
Korrosions-Bedingungen
23 SOLPHOriTE 10 30 Teile
(Phenol-Harz-Anstrich)
24 SUNETAL 20 (JIS K-5572) 30 Teile (Phthalsäure-Anstrich)
25 OKGA 100-2 30 Teile
(Melamin-Harz-Anstrich)
26 CYANAMID HELGOi φ PRIMER 30 Teile
(JIS K-5625-2)
27 INTERGARD GLASS FLAKE
(Efcoxy-Harz-Anstrich)
30 Teile natürliche 25 270 Hydrogensulfid-Gas von Trocknung 100 % relativer Feuch-
10 Tage tigkeit; Temp.: 700C
natürliche 25 80 Hydrogensulfid-Gas von Trocknung 100 % relativer Feuch-
10 Tage tigkeit; Temp.: 700C
natürliche 20 50 Hydrogensulfid-Gas von Trocknung 100 % relativer Feuch-
10 Tage tigkeit; Temp.: 300C
natürliche 35 49 Hydrogensulfid und Trocknung Kohlensäure wurden
10 Tage kontinuierlich in 3 %
NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 300C '
38 Hydrogensulfid wurde kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 600C
natürliche 2000
Trocknung
10 Tage
CO 4>CO OO
Tabelle 2 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung spiel
Beaufschlagung mit Vanadiumpentoxid (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe Bedingungen Dicke
der des
Trocknung Films
(lim)
Ver- Korrosions-Bedingungen hält-
nis
ty/tx
NIPPE ZINKY lOOOP 30 Teile (Zink-Pulver enthaltender Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE 30 Teile (JIS K-5506)
(synthet. Harz-Anstrich)
PCWDAX P 30 Teile
(Pulver-Beschichtung)
Hi-CR PRIMER WHITE 1 Teil (JIS K-5506)
(synthet. Harz-Anstrich) natürliche 20 90 Hydrogensulfid wurde Trocknung kontinuierlich in 3 %
10 Tage NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 2O0C
natürliche 20 152 Hydrogensulfid wurde Trocknung kontinuierlich in 3 %
10 Tage NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 500C
18O0C 100 31 Hydrogensulfid und /30 min Kohlensäure wurden
kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 7O0C
natürliche 10 81 Hydrogensulfid wurde Trocknung kontinuierlich in 3 %
mehr als NaCl-Lsg. geblasen;
10 Tage Temp.: 4O0C
CO -J>CO CO
Tabelle 2 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung spiel
Nr.
Beaufschlagung mit Vanadiumpentoxid (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe Bedingungen Dicke Ver-
der des hält-Trocknung Films nis
ty/tx
(pm)
Iforrosions-Bedingungen
Hi-CR PRIMER WHITE 10 Teile (JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE 100 Teile (JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE 500 Teile (JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich) natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
10 370 Hydrogensulfid wurde kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 400C
10 102 Hydrogensulfid von
100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 6O0C
10 21 Hydrogensulfid von
100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 600C
CO 4>· CO CO cn CD CO
Tabelle 2 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung spiel
Beaufschlagung mit Vanadiumpentoxid (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe
Bedingungen Dicke
der des
Trocknung Films
(μπι)
Verhält nis ty/tx
Korrosions-Bedingungen
Vergl. Beispiel 3
Vergl. Beispiel 4
Hi-CR PRIMER WHITE 0,1 Teile (JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE 1000 Teile (JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich)
natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
natürliche
Trocknung
mehr als
10 Tage
10
10
Hydrogensulfid von 100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 600C
Hydrogensulfid von 100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 600C
3A38506
Da diese Messung mit Hilfe einer elektrochemischen Methode durchgeführt wird, ist ihre Empfindlichkeit etwa 100 mal so hoch wie diejenige einer üblichen Gas-Bestimmung. Dementsprechend wird die Zeit der Messung
von ty bis zu 3000 h gestoppt, und ty wird als 3000 angesehen, wenn der Punkt ty nicht beobachtet wird.
In Tabelle 2 hatte Beispiel 27 für ty/tx einen so niedrigen Wert wie 38; dieser Wert war jedoch nur scheinbar klein, da es sich um einen dicken überzug (eine Art "Futter") handelte, für den tatsächlich ty mehr als 3000 h betrug. Demgemäß ist ersichtlich, daß der durch die Anwesenheit von Vanadiumpentoxid erzielte technische Effekt das 38-Fache noch übersteigt.
Beispiel III
Ein Anstrich mit der in Tabelle 3 angegebenen Formulierung wurde hergestellt und auf einen kaltgewalzten Stahl (Dicke 0,8 mm, JIS G 3141) unter den in Tabelle 3 bezeichneten Bedingungen aufgetragen.
Zu Vergleichszwecken wurden Anstriche mit Formulierungen, in denen die Menge des Molybdäntrioxids außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung lag, hergestellt und auf den kaltgewalzten Stahl aufgetragen.
Die Bewertung erfolgte so, wie allgemein in Beispiel I beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.
Tabelle
Beispiel
Nr.
Anstrich: Bezeichnung
Beaufschlagung mit Molybdäntrioxid (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe
Bedingungen Dicke
der des
Trocknung Films
(μπι)
Verhält
nis
ty/tx
Korrosions-Bedingungen
SUPERLAC DIF, F-80, N-23 30 Teile (Epoxy-polyurethan-Anstrich)
COPOSI MASTIC PKEMER 30 Teile (Epoxy-Harz-Anstrich)
EPCfTAR S (JIS K-566) 30 Teile (Epoxy-Kohlenteer-Anstrich)
Hi-HBBER E PRIMER 30 Teile (Kautschukchlorid-Anstrich)
190°C/10 s 20 260
natürliche
Trocknung
Tage
natürliche
Trocknung
Tage
natürliche
Trocknung
Tage
180
70
38
40
23
Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 500C
Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 700C
Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 500C
Hydrogensulfid und Kohlensäure wurden kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen; Temp.: 300C
CO -P--OO OO
Tabelle 3 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung spiel
Nr.
Beaufschlagung mit Molybdäntrioxid (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe Bedingungen Dicke Ver- Korrosions-Bedxngungen
der des hält-Trocknung Films nis
ty/tx
•(pm)
39 SULPHOTITE 10 30 Teile
(Phenol-Harz-Anstrich)
40 SUNFTAL 20 (JIS K-5572) 30 Teile
(Phthalsäure-Anstrich)
41 ORGA 100-2 30 Teile
(Mslamin-Harz-Anstrich)
42 CYANAMID HELGON QD PRIMER 30 Teile
(JIS K-5625-2)
43 INTERGARD GLASS FLAKE
(Epoxy-Harz-Anstrich)
30 Teile natürliche 25 232 Hydrogensulfid-Gas von Trocknung 100 % relativer Feuch-
10 Tage tigkeit; Temp.: 700C
natürliche 25 43 Hydrogensulfid-Gas von Trocknung 100 % relativer Feuch-
10 Tage tigkeit; Temp.: 700C
natürliche 20 29 Hydrogensulfid-Gas von Trocknung 100 % relativer Feuch-
10 Tage tigkeit; Temp.: 300C
natürliche 35 31 Hydrogensulfid und Trocknung Kohlensäure wurden
10 Tage kontinuierlich in 3 %
NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 300C
18 Hydrogensulfid wurde kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 6O0C
natürliche 2000
Trocknung
10 Tage
GO -C--LO OO
cn ο co
Tabelle 3 - Fortsetzung
Anstrich: Bezeichnung Beaufschlagung mit Bedingungen Dicke Ver Korrosions-Bedingungen
Bei Molybdäntrioxid der des hält
spiel (Teile), bezogen auf Trocknung Films nis
Nr. 100 Teile Harz- ty/tx
Feststoffe
(um)
NIPPE ZINKY lOOOP 30 Teile natürliche 20 21 Hydrogensulfid wurde
44 (Zink-Pulver enthaltender Trocknung kontinuierlich in 3 %
Anstrich) 10 Tage NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 200C
Hi-CR PRIMER WHITE 30 Teile natürliche 20 98 Hydrogensulfid wurde
45 (JIS K-5506) Trocknung kontinuierlich in 3 %
(synthet;. Harz-Anstrich) 10 Tage NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 500C
POWDAX P 30 Teile 1800C 100 22 Hydrogensulfid und
46 (Pulver-Beschichtung) /30 min Kohlensäure wurden
47 Hi-CR PRIMER WHITE
(JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich)
1 Teil
kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 700C
natürliche 10 42 Hydrogensulfid wurde
Trocknung kontinuierlich in 3 %
mehr als NaCl-Lsg. geblasen;
10 Tage Temp.: 400C
CO 4>» CO OO
Tabelle 3 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung spiel
Nr.
Beaufschlagung mit Molybdäntrioxid (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe
Bedingungen Dicke
der des Trocknung Films
• (um)
Ver- Korrosions-Bedingungen hältnis
ty/tx
Hi-CR PRIMER WHITE IO Teile (JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE 100 Teile (JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE 500 Teile (JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich)
natürliche Trocknung mehr als
10 Tage
natürliche Trocknung mehr als 10 Tage
natürliche Trocknung mehr als 10 Tage
210 Hydrogensulfid wurde kontinuierlich in 3 % NaCl-Lsg. geblasen;
Temp.: 400C
45 Hydrogensulfid von
% relativer Feuchtigkeit; Tenp.: 600C
19 Hydrogensulfid von
% relativer Feuchtigkeit; Temp.: 600C
■ε*
Tabelle 3 - Fortsetzung
Bei- Anstrich: Bezeichnung spiel
Beaufschlagung mit Molybdäntxioxid (Teile), bezogen auf 100 Teile Harz-Feststoffe
Bedingungen Dicke
der des Trocknung Films
Verhält
nis
ty/tx
Körrosions-Bedingungen
Vergl. Beispiel 5
Vergl. Beispiel 6
Hi-CR PRIMER WHITE 0,1 Teile (JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich)
Hi-CR PRIMER WHITE 1000 Teile (JIS K-5506) (synthet. Harz-Anstrich)
natürliche Trocknung mehr als 10 Tage
natürliche Trocknung mehr als 10 Tage
Hydrogensulfid von
100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 600C
Hydrogensulfid von
100 % relativer Feuchtigkeit; Temp.: 600C
Ul
CO 4>CO OO
Da diese Messung mit Hilfe einer elektrochemischen Methode durchgeführt wird, ist ihre Empfindlichkeit etwa 100 mal so hoch wie diejenige einer üblichen Gas-Bestimmung. Dementsprechend wird die Zeit der Messung
ty bis zu 3000 h gestoppt, und ty wird als 3000 angesehen, wenn der Punkt ty nicht beobachtet wird.
In Tabelle 3 hatte Beispiel 43 für ty/tx einen so niedrigen Wert wie 18; dieser Wert war jedoch nur scheinbar klein, da es sich um einen dicken überzug (eine Art "Futter") handelte, für den tatsächlich ty mehr als 3000 h betrug. Demgemäß ist ersichtlich, daß der durch die Anwesenheit von Molybdäntrioxid erzielte technische Effekt das 18-Fache noch übersteigt.
Beispiel IV
Dieses Beispiel zeigt aufgrund der Messung des Korrosionspotentials auf der Seite des Überzugs, daß die Anstrichmasse gemäß der vorliegenden Erfindung das Potential der Stahl-Oberfläche edel hält.
100 Gew.-Teile Melaminalkyd-Harz wurden mit 10 Teilen
eines Metalloxids gemäß der vorliegenden Erfindung (Y-I), mit 10 Teilen Titandioxid (X-I) bzw. mit 10 Teilen Eisenoxid-Rot (X-2) vermischt, wodurch Anstrichmittel hergestellt wurden. Die Anstriche wurden auf den kaltgewalzten Stahl wie in Beispiel I beschrieben aufgetragen. Eine gesättigte Lösung von 3 % NaCl + H2S (Gas) wurde mit dem überzug in Berührung gebracht. Eine Silber/Silberchlorid-Elektrode wurde mittels einer Salzbrücke mit der gesättigten Lösung in Berührung ge-
bracht. Die Potentialdifferenz wurde auf der Basis der Silber/Silberchlorid-Elektrode gemessen. Das Ergebnis ist in Fig. 2 dargestellt.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wurde das Korrosionspotential des Stahls nicht edel gehalten und änderte sich mit der Zeit zu unedleren Werten hin, wenn das Anstrichmittel nicht das Metalloxid gemäß der vorliegenden Erfindung enthielt oder wenn der Anstrich eine Substanz enthält, die mit dem Hydrogensulfid zu reagieren
vermag. Auf der anderen Seite wurde bei Verwendung des Anstrichmittels gemäß der vorliegenden Erfindung das Korrosionspotential edel gehalten, wodurch die Wasserstoff-Absorption aufgrund einer elektrochemischen Reaktion erfolgreich bekämpft und unterbunden werden
15 konnte.

Claims (3)

Patent an Sprüche
1. Anstrichmittel zur Bekämpfung der Wasserstoff-Absorption, enthaltend 1 bis 500 Gew.-%, bezogen auf
100 Gew.-% Harz-Feststoffe, eines Metalloxids, ausgewählt aus der aus Mangandioxid, Vanadiumpentoxid und Molybdäntrioxid bestehenden Gruppe.
2. Anstrichmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mangandioxid natürliches Mangandioxid, elektrolytisches Mangandioxid, durch chemische Synthese gewonnenes Mangandioxid oder ein Gemisch aus diesen ist.
3. Anstrichmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Harz-Komponente ein polymerisiertes öl, ein natürliches Harz, ein synthetisches Harz oder eine Mischung aus diesen ist.
Telefon: (0221) 131041 -Telex: 8882307 dopa d -Telegramm: Dompatent Köln
DE19843438506 1983-10-22 1984-10-20 Anstrichmittel zur bekaempfung der wasserstoff-absorption Ceased DE3438506A1 (de)

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