Verfahren zur Erzeugung von Phosphatzementschichten auf Werkstoffoberflächen
Die Erzeugung. von Phosphatschichten auf Eisen und Zink in Bädern saurer Metallphosphatlösungen
ist allgemein bekannt. Man hat auch versucht, mit Hilfe saurer Phosphatlösungen
und phosphorsäurehaltiger Pasten verrostete Metalloberflächen im @Anstrichverfahren
zu entrosten und gleichzeitig eine Phosphatschicht zu erzeugen. Es sind das die
bekannten Rostumwandler. Zur Herstellung solcher Pasten verwendet man z. B. feines,
staubfreies Glimmermehl, das mit Phosphorsäure zu einem Brei angerührt wird. Die
Einzelteilchen dieses Glimmermehls sind feine Blättchen von einer Größe nicht unter
ioo Maschen auf i cm Drahtgeflecht, kleinere Teilchen, der Glimmerstaub, wirkt ungünstig.
Die Wirkung des Glimmermehls beruht auf rein physikalischen Eigenschaften, besonders
auf der Eigenschaft, große Mengen Flüssigkeit aufzunehmen und ein zu schnelles Verdunsten
des Wassers zu verhindern. Der Glimmer dient als Wasserspeicher für die phosphorsaure
Lösung, bis so viel Metall in Lösung gegangen ist, daß aus der Lösung das Metallphosphat
aushydrolisiert. Gegen alle Rostumwandler ist eingewandt worden, daß die Reaktion
Rost -I- Phosphorsäure = Eisenphosphat wegen der stets unbekannten stöchiometrischen
Verhältnisse nie so gesteuert werden könne, daß stets der ganze Rost umgewandelt
und die gesamte Phosphorsäure verbraucht würde. Bleibe Rost übrig, so sei der
Zweck
nicht erfüllt, bleibe aber Phosphorsäure übrig, so -sei eine neue Gefahr für den
Deckanstrich gegeben. Dieser letzten Gefahr versucht das Verfahren mit Glimmer zu
begegnen, indem der Wasserspeicher Glimmer die Phosphorsäure verdünnt und reaktionsfähig
auch mit blankem Eisen hält. Der Gefahr, daß Rost übrigbleibt, kann man nur durch
wiederholtes Aufstreichen begegnen. Unter ungünstigen Temperaturbedingungen und
großer Lufttrockenheit ist das Verfahren mit Glimmer unbefriedigend, da unter diesen
Bedingungen überschüssige Phosphorsäure zurückbleibt. .Process for the production of phosphate cement layers on material surfaces
The production. of phosphate layers on iron and zinc in baths of acidic metal phosphate solutions
is well known. Attempts have also been made with the help of acidic phosphate solutions
and pastes containing phosphoric acid rusted metal surfaces in the @painting process
to derust and at the same time to create a phosphate layer. They are the ones
known rust converter. For the production of such pastes one uses z. B. fine,
dust-free mica flour, which is mixed with phosphoric acid to a pulp. the
Individual particles of this mica flour are fine flakes of a size not less than
100 meshes on 1 cm of wire mesh, smaller particles, the mica dust, has an unfavorable effect.
The effect of mica flour is based on purely physical properties, especially
on the property of absorbing large amounts of liquid and evaporating too quickly
of the water to prevent. The mica serves as a water reservoir for the phosphoric acid
Solution until so much metal has gone into solution that the metal phosphate is out of solution
hydrolyzed out. The objection to all rust converters is that the reaction
Rust -I- phosphoric acid = iron phosphate because of the always unknown stoichiometric
Conditions can never be controlled in such a way that the whole rust is always transformed
and all of the phosphoric acid would be consumed. If there is rust left over, so be it
purpose
not fulfilled, but if phosphoric acid remains, there is a new danger for him
Top coat given. The process tries to address this last danger with mica
counteract by the water storage mica dilutes the phosphoric acid and becomes reactive
holds even with bare iron. The danger of rust being left over can only be avoided
encounter repeated brushing. Under unfavorable temperature conditions and
If the air is very dry, the process with mica is unsatisfactory, since it is below this
Conditions excess phosphoric acid remains. .
Es wurde nun gefunden, daß Pulvergemische des Dreistoffsystems Ca
0-A12 03-S' 02 imstande sind, verschiedene Phosphorsäuremengen abzubinden. Es handelt
sich hier nicht um eine einfache chemische Umsetzung mit bestimmtem stöchiometrischem
Verhältnis, sondern um einen komplizierten Abbindevorgang, der durch den hohen Kieselsäuregehalt
bedingt ist.It has now been found that powder mixtures of the three-component system Ca
0-A12 03-S '02 are able to bind different amounts of phosphoric acid. It deals
this is not a simple chemical reaction with a certain stoichiometric
Ratio, but a complicated setting process caused by the high silica content
is conditional.
Überraschenderweise tritt der Abbindevorgang erst ein, wenn die Phorsphorsäure
genügend konzentriert ist; durch hohen Wassergehalt wird das Abbinden unterbunden.
Von diesem Umstand macht man Gebrauch, indem das Pulvergemisch mit verdünnter, etwa
2o%ig-er Phosphorsäurelösung zu einem dünnen Brei angerührt und auf die Metalloberfläche
aufgestrichen wird. Nach dem Aufstreichen verdunstet das Wasser allmählich und mit
,urnehmender Konzentration der Phosphorsäure setzt das Abbinden ein. Da zum Abbinden
keine stöchiometrisch bestimmte Phosphorsäuremenge benötigt wird, bleibt genügend
Phosphorsäure übrig, die Metalloberfläche anzugreifen bzw. den Rost aufzulösen.
Die Masse erstarrt allmählich unter Bildung von S'02-Gelen. Die Schicht ist fest
mit dem Metall verbunden, sie ist nicht spröde, sondern macht alle Verformungen
des Metalls mit, ohne seine Verbindung mit dem Metall zu lösen.Surprisingly, the setting process only occurs when the phosphoric acid
is sufficiently concentrated; The setting is prevented by a high water content.
Use is made of this fact by diluting the powder mixture with, for example
20% phosphoric acid solution mixed into a thin paste and applied to the metal surface
is painted on. After brushing on, the water evaporates gradually and with
As the concentration of phosphoric acid increases, setting begins. Because to tie
no stoichiometrically determined amount of phosphoric acid is required, sufficient remains
Phosphoric acid left to attack the metal surface or to dissolve the rust.
The mass gradually solidifies with the formation of S'02 gels. The layer is firm
associated with the metal, it is not brittle but makes all deformations
of the metal without loosening its connection with the metal.
Von den Pulverzusammensetzungen der bekannten Zahnzemente unterscheidet
sich dieses Pulvergemisch durch den hohen S102 Gehalt. Hierdurch wird das Abbinden
mit der verdünnten Phosphorsäurelösung verhindert, so daß man das angerührte Gemisch
beliebig lange stehenlassen kann. Durch Gegenüberstellung mit Pulverzusammensetzungen
anderer Zemente sei auf die Unterschiede hingewiesen Ca 0 S I' 02 A12 03
67,13 23,71 8,12 Portlandzement 15,7 23,9 56,3 Zahnzement 15,3 . 47,0 33,2 Oberflächenzement
Geringe Zusätze von Be 0, Ca F2, Mg0 -und Glimmer können gemacht werden.
Zum Beispiel ererhöht ein geringer Glimmergehalt die Elastizität der Schicht.This powder mixture differs from the powder compositions of the known dental cements in its high S102 content. This prevents the setting with the dilute phosphoric acid solution, so that the mixed mixture can be left to stand for as long as desired. By comparing it with powder compositions of other cements, the differences should be noted Ca 0 S I '02 A12 03 67.13 23.71 8.12 Portland cement 15.7 23.9 56.3 Dental cement 15.3. 47.0 33.2 Surface cement Small additions of Be 0, Ca F2, Mg0 and mica can be made. For example, a low mica content increases the elasticity of the layer.
Mit diesem Oberflächenzement lassen sich nicht nur Schichten auf Eisen
und Zink herstellen, sondern auch auf allen anderen Metallen, besonders gut auch
auf Aluminium. SelbstaufWerkstoffoberflächen; die nicht von -Phosphorsäure angegriffen
werden, z. B. Plexiglas oder anderen Kunststoffen, läß@t sich eine Schicht erzeugen,
da ja die Phosphorsäure ganz von dem Pulvergemisch abgebunden werden kann.This surface cement can not only be used for layers on iron
and zinc, but also on all other metals, especially well too
on aluminum. Even on material surfaces; which are not attacked by phosphoric acid
be e.g. B. Plexiglas or other plastics, a layer can be created,
since the phosphoric acid can be completely bound by the powder mixture.
Der dünne Zementbrei kann mittels Pinsel aufgestrichen, mit der Spritzpistole
aufgespritzt oder auch aufgewalzt werden. Die erhärtete Zementschicht ist sehr widerstandsfähig,
sie verleiht Metallen einen ioo%igen Korrisionsschutz, ergibt eine gute Isolierschicht
gegen den elektrischen Strom, und auch als Kitt zum Verbinden von Werkstoffen läßt
sich diese Mischung benutzen. Sie ist bis zu einer Temperatur von 81o° beständig.
Anwendungsbeispiele i. für Aluminium Auf ioo g einer 251/oigen H3 P 04 Lösung mit
13,5 g/1 Zn-Gehalt kommen 35 g eines Pulvergemisches mit der Zusammensetzung 16'1/o
Ca 0, 48'/o S102, 34% A12 03, Rest H2 O; 2. für Eisen Auf i5og einer 25%igen H,PO4Lösung
mit 13,5 g/1 Zn-Gehalt kommen 35 g eines Pulvergemisches mit der Zusammensetzung
161/o Ca0, 841/o eines Aluminiumsilicats mit 551/o Si 02 und 401/o A12 03, Rest
Wasser; 3. für rostiges Eisen Auf Zoo g einer 25%igen H3 P O4 Lösung mit 13,5 g/1
Zn-Gehalt kommen 35 g eines Pulvergemisches mit der Zusammensftzung 16% CaO, 841/o
eines Aluminiumsilicats mit 551/o Si 02 und 401/o A12 03, Rest Wasser.The thin cement paste can be painted on with a brush, with the spray gun
be sprayed on or rolled on. The hardened cement layer is very resistant,
it gives metals 100% protection against corrosion and makes a good insulating layer
against the electric current, and also as a putty for joining materials
use this mixture. It is resistant up to a temperature of 81o °.
Application examples i. for aluminum on 100 g of a 25% H3 P 04 solution with
13.5 g / 1 Zn content comes from 35 g of a powder mixture with the composition 16'1 / o
Ca 0.48% S102, 34% A12 03, remainder H2 O; 2. For iron, on i5og of a 25% H, PO4 solution
With a Zn content of 13.5 g / 1, there is 35 g of a powder mixture with the composition
161 / o Ca0.841 / o of an aluminum silicate with 551 / o Si 02 and 401 / o A12 03, remainder
Water; 3. for rusty iron Auf Zoo g of a 25% H3 P O4 solution with 13.5 g / 1
The Zn content is 35 g of a powder mixture with the composition 16% CaO.841 / o
of an aluminum silicate with 551 / o Si 02 and 401 / o A12 03, the remainder being water.