DK146391B - Bindemiddel til zinkstoevholdige malinger og baseret paa delvis hydroliserede alkylsilicater - Google Patents

Description

\ 'Ί

(19) DANMARK

φ (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT (n) 146391 B

DIREKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Patentansøgning nr.: 6622/70 (51) Int.CI.3: C09D 3/82 (22) Indleveringsdag: 30 dec 1970 (41) Aim. tilgængelig: 04 jul 1971 (44) Fremlagt: 26 sep 1983 (66) International ansøgning nr.: - (30) Prioritet: 03 jan 1970 DE 2000199 (71) Ansøger: ‘DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT; 521 Troledorf, DE.

(72) Opfinder: Werner ‘Dittrich; DE.

(74) Fuldmægtig: Dansk Patent Kontor ApS

(54) Bindemiddel til zinkstøvholdige malinger og baseret på delvis hydroliserede alkylsilicater

Opfindelsen angår et på delvis hydrolyserede alkylsilicater baseret bindemiddel til zinkstøvholdige malinger, hvilket bindemiddel foruden delvis hydrolyserede alkylsilicater indeholder en alkyl-ester af en uorganisk syre samt eventuelt et organisk opløsningsmiddel. Malinger på basis af et sådant bindemiddel kan danne overtræk af høj kvalitet på metalliske og ikke-metalliske overflader.

Fremstilling af bindemidler på basis af alkylsilicater er kendt (USA-patentskrift nr. 3.056.684 og fransk patentskrift nr.

1.491.093).

Q Man opnår imidlertid hyppigt ikke tilfredsstillende egenska- “ ber, hvad angår revnedannelse og hæfteevne hos påstrøgne zinkstøv- v) lag, der er fremstillet med disse bindemidler, g ^ Fra britisk patentskrift nr. 1.126.955 kendes bindemidler ^ til zinkstøvholdige malinger, hvilke midler foruden delvis hydroly- έ 3 2 146391 serede alkylsilicater indeholder en alkylester af en uorganisk syre, nemlig trialkylestere af borsyre, samt eventuelt et organisk opløsningsmiddel. Tilsætningen af borforbindelserne angives i patentskriftet at bevirke en forøget lagringsstabilitet, og det færdige overtræksmiddel skal efter påstrygning tørre og hærde hurtigt til et overtræk med gode egenskaber i henseende til hårdhed, vedhæftning og rustbeskyttelsesevne. Den forøgede lagringsstabilitet har imidlertid ikke kunnet bekræftes eksperimentelt, jfr. de nedenfor omtalte sammenligningsforsøg, af hvilke det også fremgår, at overtræk fremstillet ifølge det britiske patentskrift revner.

Det har nu vist sig, at et bindemiddel af den i kravets indledning angivne art giver forbedrede egenskaber med hensyn til revnedannelse og brugstid af den færdige maling og har længere lagringsholdbarhed, når det ifølge opfindelsen som alkylester af en u-organisk syre indeholder triethylphosphat i en mængde på 5-15 vægt-%, beregnet på hele bindemidlet.

Opløsningsmidler i bindemidleme ifølge opfindelsen kan være blandede estere af mono- og polyvalente alkoholer og eventuelt mindre mængder alkylacetater,og bindemidleme kan, såfremt der skal ske en hydrolyse af silieateme in si tu, være tilsat en syre, som f.eks. saltsyre..

Fremstillingen af det omhandlede bindemiddel kan f.eks. ske ved, at triethylphosphat blandes med alkylsilicat, der underkastes partiel hydrolyse, eller tilsættes til en allerede partielt hydro-lyséret opløsning af alkylsilicat.

Som alkylsilicater foretrækkes sådanne med ikke mere end 10 carbonatomer i alkylkæden, især ethyl-, n-propyl- og isopropylfor-bindelsemej dog kan silieateme også med fordel indeholde Cg-grup-per, såsom resten af 2-ethylhexanol, og/eller substituerede grupper, såsom resten af ethylenglycolmonoethylether.

Anvendelsen af methylforbindelserne forbyder sig selv, bortset fra ved specielle anvendelser, eftersom der ved hydrolyse kan opstå det giftige methanol.

Som alkylsilicater forstås esterne af orthokiselsyre og af kondenserede kiselsyrer.

Tilsætningen af triethylphosphat til bindemidlet ifølge opfindelsen bevirker ved zinkstøvholdige malinger en god hæftestyrke af belægnings-materialet på jernoverflader. Den kendte revnedannelse (mud-cracking) ved sådanne zinkstøvbelægninger, hvilke ellers kan undgås med større tilsætninger af mineralsk art, som f.eks. talkum, asbest og glim- 3 146391 mer, optræder praktisk taget ikke ved anvendelse af triethylphosphat i bindemidlet.

Desuden opnår man ved anvendelse af triethylphosphat i bindemidlet som nævnt en væsentligt forbedret stabilitet hos bindemidlet ved oplagring (shelf-life), især ved forhøjede temperaturer.

Forsøgsrapport.

Sammenlignende undersøgelser af hydrolysater med forskellig sammensætning.

Hydrolysatemes ABC

sammensæt- 60 g Dynasil 401 60 g "Dynasil 401 60 g Dynasil 401 ning 8 g HC1, l$'s 8 g HC1, l$’s 8 g HC1, l$'s 32 g ethanol 17 g ethanol 17 g ethanol

Undersøgelser (nulprøve) 15 g triethyl- 15 g trimethyl- phosphat2 3 4 borat2·

Lagring ved 70°C: fast efter......dage 5 12 3

Zinkstøvholdig maling 1 vægtdel hydrolysatn- c c « c . c 6,5 o,5 4,5 4,3vægtdele AnkerS 75 Brugsvarighed ved 24°C, timer Hæftestyrke, gittersnit M 0 GT 0 GT 0

Revnedannelse ved 50 μ lagtykkelse nej nej. ja

Ethylpolysilicat ifølge eksempel 1 2 ifølge opfindelsen 3 ifølge britisk patentskrift nr. 1.126.955 4

Zinkstøv

Eksempel 1.

Til fremstilling af bindemidlet sættes under stadig omrøring til 540 vægtdele ethylpolysilicat med 40$ Si02, svarende til en gennemsnitlig kædelængde på 4,63 Si-atomer pr. molekyle, en blanding af 4 146391 2&2 vægtdele ethylenglycolmonoethylether, 64 vægtdele l$’s saltsyre og 114 vægtdele triethylphosphat. Reaktionstemperaturen holdes ved afkøling på 25°G. Reaktionsblandingens kiselsyreindhold andrager 21,6$.

Lagringsstabiliteten (shelf-life) ved 70°C andrager 3 måneder. Til fremstilling af en zinkstøvholdig maling blandes 1 vægtdel af bindemidlet med 4,5 vægtdele farvezinkstøv under stadig omrøring. Farve-zinkstøvet består af 92 vægtprocent findelt zinkstøv med en kornstørrelse på 0,1 til 30 micron, hvorved den gennemsnitlige kornstørrelse andrager 6 micron, og to vægtprocent af hvert af følgende stoffer: findelt chromoxid, mikrotalkum, mikroniseret asbest og finmalet glimmer, Brugsvarigheden (pot-life) af malingen andrager 8 til 10 timer ved en temperatur på 22°C. .Malingen kan påføres en jernoverflade, hvorfra rusten fortrinsvis er fjernet ved hjælp af en sandstråle, i lagtykkelser på fra 20 til 200 micron.

Malingen tørres i en lagtykkelse på 75 micron i løbet af 15 minutter ved en relativ luftfugtighed på 65$ og en temperatur på 22°G så meget, at den ikke skades af påsprøjtet vand. Efter yderligere 90 minutter har malingen en hårdhed svarende til blyantshårdhed H. Efter i alt 24 timer er malingen hærdet så meget, at der ikke kan fastslås nogen væsentlig indtrykning med hærde-prøvestaven "Erichsen" ved 300 g belastning. Belægningen er fuldstændigt fri for revner efter hærd-ningen ved alle lagtykkelser.

Hæftestyrken af det tørrede lag. andrager ved en tykkelse på

O

65 micron på sandblæste jernflader gennemsnitlig: 20 kp/cm .

Til sammenligning giver et bindemiddel, der er fremstillet på samme måde som bindemidlet ifølge opfindelsen, men som i stedet for triethylphosphat indeholder isopropylalkohol, dårligere resultater ved afprøvningen.

Lagringsbestandigheden (shelf-life) andrager ved 70°C kun lidt over en måned.

En maling, der som før indeholder bindemiddel og zinkstøv i vægtforholdet 1:4,5, har efter påføring, især i lag på over 50 micron, tilbøjelighed til dannelse af revner. Hæftestyrken hos det tørrede lag andrager ved en lagtykkelse på 65 micron på sandblæst jern kun 10,9 kp/cm^.

Eksempel 2.

Ved sammenblanding af 120 vægtdele tetraethylorthosilicat, 20 vægtdele ethylenglycolmonobutylether, 20 vægtdele ethylenglycolmono- 3 146391 ethylether, 20 vægtdele triethylphosphat, 2 vægtdele ethylacetat og l£ vægtdele 0,5$’s saltsyre fremstilles en partielt hydrolyseret opløsning. Reaktionstemperaturen begrænses ved køling til 25°C. Kisel-syreindholdet i denne partielt hydrolyserede opløsning andrager 17,3$· Lagringsstabiliteten ved 70°C andrager mere end 3 måneder.

Denne partielt hydrolyserede opløsning tjener som bindemiddel for zinkstøvholdige malinger, der er fremstillet med det i eksempel 1 beskrevne zinkstøv i vægtforholdet: 1 del bindemiddel til 4,5 dele zinkstøv. Malingens brugsvarighed andrager 10 timer ved en temperatur på 22°C. Malingen kan påføres i lagtykkelser på 20 til 200 micron. Tørring og udhærdning forløber som ved den i eksempel 1 beskrevne maling. Malingen hærder uden revner i de nævnte lagtykkelser. Malingens hæftestyrke på o sandblæst jern bestemmes til 20 kp/cm .

Til sammenligning giver et bindemiddel, der er fremstillet på samme måde som det i eksempel 2 beskrevne bindemiddel, men som i stedet for triethylphosphat indeholder isopropylalkohol, dårligere resultater ved afprøvning.

Lagringsbestandigheden (shelf-life) ved 70°C andrager kun 6 uger. En maling som er fremstillet med det samme zinkstøv, danner revner, især i tykkere lag.

p

Denne malings hæftestyrke andrager 14 kp/cm på sandblæst jern.

Eksempel 3.

500 vægtdele af et alkylsilicat med den gennemsnitlige sammensætning

Si5 04 (0R1)9 (0R2)3, hvorved R·^ = CgH^-, og R2 = CH^ CH2 0 CH2 CH2-} blandes med 90 vægtdele triethylphosphat, 55 vægtdele l$’s saltsyre, 145 vægtdele ethylen-glycolmonobutylether og 210 vægtdele ethylenglycolmonoethylether under stadig omrøring. Temperaturen begrænses ved afkøling til 25°C. Blandingens Si02 - indhold andrager 17,1$.

Opløsningen tjener scm bindemiddel til zinkstøvholdige malinger, sat fremstilles ved hjælp af det i eksempel 1 beskrevne zinkstøv i vægtforholdet 1 del bindemiddel til 4,5 vægtdele zinkstøv. Kvaliteten af den med dette bindemiddel opnåede belægning er ækvivalent med den i eksempel 1 og 2 beskrevne.

Også her fås med et bindemiddel, som er fremstillet på samme måde og med samme sammensætning, idet dog triethylphosphatet er erstattet af isopropylalkohol, dårligere resultater end med bindemidlet ifølge ovenstående eksempel.