DE689536C

DE689536C - Herstellung eines hochdispersen Pigments

Info

Publication number: DE689536C
Application number: DE1936I0055532
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Hugo Querengaesser
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1936-07-16
Filing date: 1936-07-17
Publication date: 1940-03-28
Also published as: BE421622A; US2187822A; FR824144A; GB480640A

Description

Herstellung eines höchdispersen Pigments Es ist bekannt, daß man Metallen und Metallegierungen durch Anstrich mit Pigmentfarben, z. B. mit Bleimennige, Eisenoxydrot u. a., eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegen korrodierende Einflüsse verleihen kann. Die Korrosionsfestigkeit wird nach der herrschenden Ansicht in der Hauptsache durch d'ie Ausbildung einer Oxydschutzschicht auf der Metalloberfläche hervorgerufen, die dem Angriff vieler Chemikalien widersteht und dem betreffenden Metall oberflächlich ein edleres Potential verleiht; von anderer Seite wird angenommen, daß die korrosionsverhindernde Wirkung des Bleimennigeanstrichs lediglich darauf beruhe, daß er infolge seines geringen Wasseraufnahmevermögens den Zutritt saurer Wässer zur Metalloberfläche verhindert.
Wie dem auch sei, so hat sich jedoch gezeigt, daß der durch den Anstrich mit den als wasserunlöslich bekannten Pigmenten erzielte Schutz des Metalls verhältnismäßig leicht durch angreifende Mittel aufgehoben werden kann, so daß sich, beispielsweise an angestrichenen Eisenblechen, mit der Zeit zahlreiche punktförmige bzw. warzenartige Anfressungen zeigen, die beweisen, daß die durch den Anstrich mit wasserunlöslichen, oxydierend wirkenden Pigmenten erzielte oxydische Schutzschicht in ihrer Ausbildung zumindest unvollkommen ist. ' Es -wurde versucht, ein Pigment herzustellen, das die Fähigkeit besitzt, dem angestrichenen Metall eine widerstandsfähigere passive Oberfläche zu verleihen. Ausgehend von der bekannten Tatsache, daß Chromsäure und ihre -wasserlöslichen Salze infolge Bildung stark passivierend wirkender Cr 04 Ionen zu den wirkungsvollsten korrosionsverhindernden Mitteln gehören, ergab sich die Aufgabe, ein Anstrichmittel auf Chromatbasis herzustellen, das die Eigenschaften eines Pigmentes mit einer geringen Wasserlöslichkeit verbindet, das also imstande ist, in Berührung mit Wasser eine gewisse Menge von Cr O4-Ionen in Lösung zu schicken, die dann eine weitgehende, schwer aufzuhebende Passivierung und eine damit verbundene Potentialveredlung des angestrichenen Metalls bewirken.
Gemäß vorliegender Erfindung gelang es, ein solches Pigment in Gestalt eines komplexen Kalium-Eisen-Chromats herzustellen. Ausgangsstoff ist ein nach bekanntem Verfahren hergestelltes wasserlösliches komplexes Salz aus der Reihe der Kalitun-Eisen-Chromate, beispielsweise ein solches der Formel ' 7 K,0-6 Fee 03 # 2o Cr 0g# 12 H,0,. E;rfindunigsgeznäß wird dieses komplexe, leicht wasserlösliche und zersetzliche Salz mit etwa der ein- bis dreifachen, zweckmäßig der doppelten Gewichtsmenge an Wasser im Autoklaven ewa 2 Stunden lang bei i8o bis 2oo° unter Aufrechterhaltung eines entsprechenden Wasserdampfdruckes von io bis 15 Atm. gehalten. Das durch die Druckhitzebehandlung erhaltene, von der Mutterlauge abfiltrierte feste Erzeugnis entspricht in seiner Zusatnmensetzung etwa der Formel 3K20#ii Fe20g#16Cr03#i2H20, ist ockerbraun und hat sich als ein Pigment von hoher Dispersität und vorzüglicher Deckkraft erwiesen. Es besteht nach dem Trocknen, ohne einer besonderen Feinmahlung unterworfen zu werden, zu über 8o010 aus Teilchen unter 5 #t Größe. Die hohe Dispersität des nach dem angegebenen Verfahren hergestellten Kalium-Eisen-Chromates bringt auch eine besonders hohe Ergiebigkeit beim Anstrich mit sich. Beispielsweise kann mit einer streichfertigen, i kg Kalium-Eisen-Chromat enthaltenden Leinölfirnismischung eine Fläche von io,8 m2 gestrichen werden, während bei Anwendung einer streichfertigen, i kg Bleimennige enthaltenden Leinölfirnismischung die mögliche Streichfläche nur etwa 3,6 m2 beträgt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Anstrich im Hinblick darauf erfolgte, daß die bestrichenen Flächen später der Atmosphäre am Industriegelände ausgesetzt werden sollen. Mit Kalium-Eisen-Chromat kann also bei Leinölfirnismischungen die dreifache Fläche im Vergleich zu gleichen Mengen Bleimennigepigment unter Annahme gleicher Deckkraft gestrichen werden.
Das durch die Druckhitzebehandlnug stabilisierte Kalium-Eisen-Chromat ist in geringem Umfange in Wasser löslich; beispielsweise gehen nach zoostündigem Rühren in ioo g Wasser bei Zoo an sechswertigem Chrom etwa 2 mg, bei 50° etwa 8 mg und bei iooo etwa 24 mg in Lösung. Dieses geringe, aber doch vorhandene Bestreben, bei Anwesenheit von Wasser Chromat-Ionen in Lösung zu schicken, macht das Kalium-Eisen-Chromat-Pigment als korrosionsverhinderndes Anstrichmittel in hohem Maße geeignet.
Vergleichsversuche haben ergeben, daß z. B. frisch abgeschmirgeltes Eisen in einem Elektrolyten, bestehend aus destilliertem Wasser mit darin aufgeschlämmtem Kalium-Eisen-Chromat-Pigment, nach 5ostündigem Rühren ein sehr edles Potential aufweist. Werden als Aufschlämmungen dagegen beispielsweise Bleimennige oder Eisenrot benutzt, so ist das Potential des als Kathode eingeschalteten Eisenbleches .gegenüber einer Ka:lomelelektrode wesentlich unedler, wie folgende auf die Normalwasserstoffelektrade bezogene Werte beweisen:

Elektrolvt Eh

Destilliertes Wasser..... ......... - 74

Destilliertes Wasser -f- Bleimennige - 158

Destilliertes Wasser -+- Eisenoxydrot - 166

DestilliertesWasser+K-Fe-Chromat + 132

Diese veredelnde Wirkung auf die Metalloberfläche wurde durch die Untersuchung vom Metallteilen, die mit dem Kalium-Eisen-Chromat-Pigment-Farbstoff angestrichen worden waren, bestätigt: Der Anstrich erwies sich in bezug auf seine korrosisionsschützende Wirkung sowohl der Bleimennige als auch dem Eisenoxydrot weitgehend überlegen.
Eisenbleche, die mit Mischungen aus Leinölfirnis und Bleimennige oder Eisenoxydrot oder Kalium-Eisen-Chromat angestrichen worden waren, wurden während i i Monate der Witterung im Industriegelände ausgesetzt. Nach dieser Zeit wiesen sowohl die mit Mennige als auch die mit Eisenoxydrot gestrichenen Bleche zahlreiche Rostpocken auf, während die mit Kalium-Eisen-Chromat gestrichenen Bleche keinerlei Ausblühungen zeigten und äußerlich keine Korrosionsmerkmale aufwiesen.
Um den Farbton des Pigmentes abzuwandeln, kann nun dem Komplexsalz vor der Druckbehandlung, ohne die dem erhaltenen Pigment eigentümlichekorrosionsverhindernde Wirkung zu schmälern, Zusätze von Salzen, z. B. Chloriden des Natriums, Mangans, Zinks oder Kupfers, in Höhe von 3 bis A, zugeben; so wird beispielsweise durch einen Zusatz von mindestens 3 und höchstens 5 °/o Natriumchlorid ein rotbrauner Farbton erzeugt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines insbesondere für Anstriche auf Metallen geeigneten hochdispersen Pigments, dadurch gekennzeichnet, daß wasserlösliche komplexe Kalium-Eisen-Chromate einer Druckhitzebehandlung im Autoklaven bei etwa 200° in Gegenwart etwa der doppelten Gewichtsmenge Wasser unterworfen werden, worauf das entstandene, in Wasser schwer lösliche Pigment von der Mutterlauge abgetrennt und getrocknet wird.