DK163822B - Vandige overtraeksmidler indeholdende vermiculitmateriale samt fremgangsmaade til fremstilling deraf - Google Patents

Description

i

DK 163822 B

Den foreliggende opfindelse angår vandige overtræksmidler omfattende en dispersion af et vermiculitmateriale i en vandig oplosning eller dispersion af et filmdannande polymert bindemiddel, en fremgangsmåde til fremstilling af overtræksmidlerne 5 samt anvendelse af overtræksmid1 erne ifølge opfindelsen til at bibringe underlag korrosionsbeskyttelse og brandbeskyttelse.

Vandige eller på vand baserede overtræksmidler til brug i beskyttende overtræk på underlag, f.eks. til beskyttelse af 10 ferrometaller mod korrosion eller rustning, er velkendt.

Midlerne omfatter en vandig opløsning eller i reglen en vandig dispersion (latex) af et polymert bindemiddel (typisk en acryl-homopolymer eller -copolymer), et eller flere pigmenter eller farvende midler og eventuelt en eller flere andre 15 komponenter, f.eks. fortykkelsesmidler. Sådanne overtræksmidler bibringer i almindelighed ikke kendelig korrosionsbeskyttelse til (ferro)-metaller, selvom de indeholder en korrosionsinhibitor, såsom et pigment, og i almindelighed giver de ringe eller slet ingen beskyttelse af underlag mod 20 brand. Overtræk afledt af midler, hvori det polymere bindemiddel indeholder et højt halogenindhold, f.eks. vinylchlorid og vinylidenchlorid-polymer og -copolymere med højt chlor-indhold, kan give en vis grad af korrosionsresistens og brandbeskyttelse for underlag, da disse polymere i alminde-25 lighed danner sammenhængende spærreovertræk, der beskytter metaller mod korrosion og ikke brænder let. Det er dog velkendt, at der er betydeligt spillerum for forbedring selv af sådanne overtræk.

30

Det har været foreslået at forbedre brandbeskyttelsesegenskaberne af overtræk ved at inkorporere ikke-brandbare uorganiske materialer i overtræksmidlerne. Uorganiske materialer kan forbedre brandbeskyttelsesegenskaberne af overtrækket, hvis de er til stede i store mængder, men de store mængder, 35 der kræves til en betydelig virkning, er tilbøjelige til alvorligt at skade de mekaniske egenskaber af overtrækkene og 2

DK 163822B

skade adhæsionen af overtrækket på underlagene, som skal overtrækkes. Disse modificerede overtræk giver endvidere i almindelighed ikke kendeligt større korrosionsbeskyttelse af underlagene end de umodificerede overtræk.

DE-frem!æggelsesskri ft nr. 1.054.003 omhandler et overtræk af den ovenfor generelt omtalte type omfattende en blanding af vermiculit og et bindemiddel på overflader til opnåelse af brandbeskyttende egenskaber samt lydisoleringsegenskaber. DE-AS-1.054.003 omhandler ikke kemisk behandling af vermiculit eller anvendelse af en partikelstørrelse til opnåelse af god korrosionsbeskyttelse og brandbeskyttelse samtidig med, at der bevares tilstrækkelige mekaniske egenskaber.

Ifølge opfindelsen er nu udviklet overtræksmidler' indeholdende et vermiculitmateriale, som giver overtræk, der giver god korros i onsresi s te ns og god brandbeskyttelse (herunder varmeresi-stens) af underlag. Opfindelsen ligger i at overføre forbedrede korrosions- og brandbeskyttelsesegenskaber til overtræk afledt af overtræksmidler på basis af vandig polymer samtidigt med, at der bevares tilstrækkelige mekaniske egenskaber i disse overtræk.

Således angår opfindelsen et vandigt overtræksmiddel, af den ovennævnte art, som er ejendommeligt ved, at mængden af vermicul itmateriale er 2-95 vægt%, beregnet på den samlede vægt af faste stoffer i midlet, og omfatter vermiculit i form af lameller opnået ved at behandle vermiculit med en eller flere vandige opløsninger af alka1 i metalsa1 te eller al kyl ammon ium-salte, kvælde den behandlede vermiculit i vand og påføre forskydningskræfter på den kvældede vermiculit i vand til fremstilling af en vandig suspension af partikler med en tykkelse mindre end 1 pm.

Endvidere angår opfindelsen en fremgangsmåde til fremstilling af et sådant vandigt overtræksmiddel, hvilken fremgangsmåde er ejendommeligt ved, at man inkorporerer vermiculi tmaterialet i

DK 163822 B

3 en mængde på 2-95 vægt%, beregnet på den samlede vægt af faste stoffer i midlet, og at vermiculitmaterialet i form af lameller er opnået ved at behandle vermiculit med en eller flere vandige opløsninger af alka1 imeta1sa1 te eller a 1 kyl ammon ium-5 salte, kvælde den behandlede vermiculit i vand og påføre forskydningskræfter på den kvældede vermiculit i vand til fremstilling af en vandig suspension af partikler med en tykkelse mindre end 1 pm.

10 Ifølge opfindelsen angives således et vandigt overtræksmiddel omfattende en dispersion af vermicu1 i11 arne 11 er i en vandig opløsning eller dispersion af et filmdannende polymert bindemiddel .

15 Overtræksmidlet kan indeholde et eller flere andre lagmineraler foruden vermiculitlameller.

Udtrykket vermiculit anvendes i den foreliggende beskrivelse som indbefattende alle mineraler, der kendes mineralogisk og 20 industrielt som vermiculit, herunder mineraler, der har en vis mængde vermiculitlag, f.eks. hydrobiotiter og chloriter.

Ved udtrykket vermiculitlameller menes således ganske små partikler eller flager af lagmineralet vermiculit fremkommet ved 25 at behandle vermiculit med en eller flere vandige opløsninger af a 1ka1 imeta1sa1 te eller al kylammoniumsalte , kvælde den behandlede vermiculit i vand og påføring af forskydningskræfter på de kvældede vermiculi tpartikler i vand for at delaminere lagmineralet og frembringe en vandig suspension af ganske små 30 partikler af lagmineralet. De ganske små partikler eller lameller har en størrelse under 100 mikron, og deres tykkelse er mindre end 1 mikron. Partiklerne har et højt formatforhold (forhold mellem længde eller bredde og tykkelse) på mindst 10, fortrinsvis mindst 100 og bedst mindst 1000, f.eks. 10.000.

35 Lamellerne er gensidigt klæbende og er filmdannende.

Produktion af vandige suspensioner eller opslæmninger af vermi culitlameller ved behandling af vermiculi tpart i kier med en 4

DK 163822B

eller flere vandige opløsninger af alkali metalsalte eller alkyl ammoni umsal te efterfulgt af kvældning i vand og derefter formaling for at delaminere vermicu1 i tten, er velkendt og beskrevet f.eks. i de britiske patenter nr. 1.016.385, 5 1.119.305, 1.585.104 og 1.593.382 og i amerikansk patent nr.

4.130.687. Vermiculi tlameller fremstillet ved enhver af de kendte kemiske delamineringsprocesser kan inkorporeres i overtræksmidlerne ifølge den foreliggende opfindelse.

10 Vermiculi ti amel 1 er dispergeres let i vand og inkorporeres let i vandige overtræksmidler ved at blande komponenterne og omrøre blandingen, f.eks. ved mild omrøring til dannelse af overtræksmidlet. Stabiliserende overfladeaktive midler kan sættes til blandingen for at hæmme flokkulering af en 15 eller flere af komponenterne under blandeoperationen. I

reglen vil lamellerne blive sat til overtræksmidlet i form af en vandig suspension af lamellerne og især i form af den vandige suspension, der fremkommer ved vermiculitdelamine-ringsprocessen. Selvom suspensionen fremstillet ved den så-20 kaldte kemiske delamineringsproces kan anvendes direkte til dannelse af overtræksmidlerne ifølge opfindelsen, foretrækkes det dog at inkorporere kun lameller med en størrelse under ca. 50 mikron og fortrinsvis under ca. 20 mikron i overtræksmidlerne. Det foretrækkes derfor at behandle suspensio-25 nen af lameller for at eliminere alle partikler med en størrelse større end 50 mikron og fortrinsvis alle partikler med en størrelse større end 20 mikron før suspensionen inkorporeres i overtræksmidlet. Behandlingen af suspensioner af ver-miculitlameller for at eliminere uønskede store partikler 30 er beskrevet i britisk patent nr. 1.593.382. Til brug i overtræk sm idlerne ifølge opfindelsen foretrækkes det især, at vermicul itlamellerne eller i det mindste en større del af vermicul i11 amel 1 erne (f.eks. mindst 60 vægt% af lamellerne) har en partikelstørrelse mindre end 5 mikron. Den særligt foretrukne 35 suspension af vermiculitlameller indeholder således lameller med en størrelse under 20 mi kron, hvoraf størstedelen af lamellerne har en størrelse under 5 mikron.

DK 163822 B

5 Mængden af vermiculi tlamel ler inkorporeret i overtræksmidlerne kan variere inden for vide grænser fra 2% op til 95 vægt* beregnet på vægten af de tørre faste stoffer (inklusive polymert bindemiddel) i midlet, eller hvis midlet indeholder andre ad-5 ditiver baseret på den samlede vægt af ikke-f1ygtige faste stoffer i midlet. Fortrinsvis er mængden af lameller fra 20-80%/ især fra 40-75 vægt*. Mængden vil til en vis grad afhænge af den tilsigtede brug af overtræksmidlet og er i almindelighed mindre for midler (malinger), hvor korrosionsresi-10 stens er hovedkravet til overtrækket, og større til midler, hvor brandbeskyttelse er vigtig, men korros ionsresi stens ikke er væsentlig. Den optimale mængde vermiculit til en given anvendelse af midlet bestemmes let. Overraskende høje indhold af lameller, f.eks. større end 50 vægt* fast stof i midlet, ska-15 der ikke alvorligt de mekaniske egenskaber af overtrækkene, og især overtrækkets klæbning til underlaget.

Mange forskellige polymere (homopolymere og copolymere) kan anvendes som filmdannende polymer-bindemiddelkomponent i overtræksmidlet. Vandopløselige polymere kan anvendes, f.eks, 20 polyvinylalkohol, polyacrylamid, polyvinylpyrrolidon og polyacrylsyre eller polymethacrylsyre og copolymere deraf, men i reglen vil den polymere blive dispergeret snarere end opløst i vand. Blandinger af vandopløselige polymere og ^ vanduopløselige polymere kan anvendes, således at overtræks-midlet omfatter både en opløsning og en dispersion af polymere bindemiddelkomponenter. Hvor det drejer sig om vandopløselige polymere, især hvor det kræves, at de fremkomne overtræk bibringer metaller korrosionsresistens, anvendes 30 med fordel en polymer eller blanding af polymere, der kan gøres vanduopløselig efter påføring af overtræksmidlet på underlaget. F.eks. kan polymere, som kan tværbindes, f.eks. ved opvarmning og/eller brug af katalysatorer, med fordel anvendes således, at overtrækket let gøres ufølsomt for 35 vand·

DK 163822 B

6

Ifølge opfindelsen foretrækkes især en dispersion af den polymere i vand, f.eks. en latex. Vandige emulsioner af en 5 opløsning af den polymere i et organisk opløsningsmiddel kan anvendes,omend der foretrækkes overtræksmidler, som er i det væsentlige fri for organiske opløsningsmidler, dvs. som indeholder mindre end 2% eller 3 vægt% af et organisk opløsningsmiddel.

10 Polymere, der kan anvendes som filmdannende polymer (det polymere bindemiddel) i vandige dispersioner anvendt i den foreliggende opfindelse, indbefatter homopolymere og copoly= mere af følgende: 15 Vinylchlorid vinylidenchlorid tetrafluorethylen hexafluorpropen, vinylidenfluorid, 20 vinylestere af alkansyrer, der har fra 1-18 carbonatomer i alkylgruppen, især vinylacetat, acryl og methacrylestere af alkansyrer, der har fra 1-18 carbonatomer i alkylgruppen, især esterne, der har fra 1-12 carbonatomer i alkylgruppen, f.eks. methyl, ethyl, 25 butyl og 2-ethylhexylesterne, acrylnitril og methacrylnitril, mono- og diethylenisk umættede hydrocarboner, f.eks. ethylen, isobuten, styren, a-methylstyren og alifatiske diener, såsom butadien, isopren og chloropren.

30 35

DK 163822 B

7

De polymere kan også (eventuelt) indeholde en ringe mængde af enheder hidrørende fra en eller flere umættede polymeriserbare syrer, f.eks. alifatiske a-/3-umættede carboxylsyrer. Mængden af denne eller disse syrer kan f.eks. være fra 0,2 dele til 70 5 vægtdele pr. 100 dele af de monomere komponenter i den polyme- re. Syrer, der kan anvendes, indbefatter acrylsyre, methacryl-syre, itaconsyre og citraconsyre. Blandinger af polymere kan anvendes, hvis det ønskes.

10 Polyvinylacetat og copolymere af vinylacetat med en eller flere af vinylchlorid, vinylidenchlorid, styren, acrylnitril, methacylnitril og den ene eller begge de ovennævnte acryl-og methacrylsyreestere kan anvendes. På lignende måde kan anvendes copolymere af en eller flere af de ovennævnte acryl-15 eller methacrylsyreestere med en eller flere af vinylacetat, vinylchlorid, vinylidenchlorid, styren, acrylnitril og meth= acrylnitril. Homopolymere af ethylen, isobutylen og styren og copolymere af en eller flere af disse hydrocarboner med en eller flere estere, nitriler eller amider af acrylsyre 20 eller methacrylsyre eller med vinylestere, såsom vinylacetat og vinylchlorid eller med vinylidenchlorid, anvendes også. Dienpolymerene anvendes i almindelighed i malinger på van— dig basis i form af copolymere med en eller flere af styren, acrylnitril, methacrylnitril og de ovennævnte estere af acryl= 25 syre eller methacrylsyre.

Det er også ret almindeligt at inkludere en ringe mængde, såsom 1-5% eller mere af en sur monomer i den monomere blanding, som anvendes til fremstilling af de copolymere af al-30 le de almene typer, der er nævnt ovenfor ved emulsionspoly merisation. Andre copolymeriserbare monoethylenisk umættede monomere indeholdende ca. 1-10% og fortrinsvis 1-5 vægt% monomere med en polær gruppe valgt af gruppen bestående af alkoholisk hydroxyl, amino og carboxylsyreamid, er også nyt-35 tige.

DK 163822 B

8

Der kan fremstilles vandige dispersioner af polymere ved anvendelse af et eller flere emulgeringsmidler af anionisk, kat-ionisk eller ikke-ionisk type. Blandinger af to eller flere emulgeringsmidler, uanset type, kan anvendes, omend det i 5 almindelighed er uønsket at blande en kationisk type med en anionisk type i kendelige mængder.

Den polymere kan fremstilles in situ i en vandig dispersion ved en emulsionspolymerisation eller en suspensionspolymeri-10 sationsteknik,eller dispersionen kan fremstilles ved senere emulgering af en forud dannet polymer.

Hvor brandbeskyttelse og flammehæmning er hovedkravene til oyertrækket, er et særligt egnet polymert bindemiddel af-15 ledt af en halogenholdig monomer og/eller er en halogen- holdig polymer eller copolymer, f.eks. en copolymer af (i) vinylchlorid, (ii) vinylidenchlorid og (iii) et eller flere alkylacrylater eller alkylmethacrylater med fra 1-12 carbon-atomer i alkylgruppen. Sådanne polymere kan eventuelt også 20 indeholde en eller flere alifatiske α-β-umættede carboxyl syrer. Eksempler på sådanne copolymer er de, der er beskrevet i britisk patent nr. 1.558.411 og europæisk offentliggjort patent nr. 30080 A.

25 Overtræksmidlerne kan indeholde andre additiver, f.eks.

pigmenter, fortykkelsesmidler og korrosionsinhibitorer, opskumningsmidler og dispergeringsmidler som de, der sædvanligvis inkorporeres i overtræksmidler på basis af vandig polymer. Som beskrevet i det foregående kan overtræksmidlet 3 fi indeholde andre lagmineraler foruden vermiculit, f.eks. kaolin (ler) og montmorillonit. Overtræksmidlerne kan påføres på mange forskellige underlag, herunder alle underlag, som de kendte overtræksmidler almindeligvis påføres på. Eksempler på sådanne underlag er metaller (og især sådanne metal-35 ler som ferrometaller, der er udsat for korrosion) og ce ment- og betonkonstruktioner. Hvis der drejer sig om ferro-metaller, kan disse være f.eks. ren eller rustet stål, der

DK 163822B

9 er blevet renset ved sandblæsning eller blæsning med stålhagl eller på anden måde,f.eks. børstning med stålbørste. Brændbare materialer, såsom træ og bøjelige og stive poly= urethan og polyisocyanuratskum, kan med fordel overtrækkes 5 med midlerne. Midlerne er nyttige til mange formål, hvor man ønsker at overtrække et underlag for at bibringe korrosionsresistens eller brandbeskyttelse (hvilket udtryk indbefatter varmeresistens) eller begge dele.

10 Overtræksmidler kan påføres ved sædvanlig overtræks- eller malingsteknik, f.eks. ved dypning, børstning, sprøjtning, valseovertrække eller udspredning.

Opfindelsen illustreres af følgende eksempler, hvori følgen-15 de almene fremgangsmåde blev anvendt til fremstilling af vermiculitsuspensionerne.

Fremstilling af vermiculitsuspensioner 150 dele vermiculitmalm (Mandoval mikron-kvalitet fra Syd-20 afrika) omrøres med mættet natriumchloridopløsning i et vægtforhold på 1:2 i en tank i 30 min. ved 80°C. Denne suspension centrifugeres så og vaskes med afioniseret vand.

Den våde kage overføres til en anden tank, hvor vermiculitten omrøres med 1,5 N n-butylamin-hydrochlorid (forhold 2:1 mel-25 lem væske og fast stof) i 30 min. ved 80°C. Denne suspen sion centrifugeres så og vaskes med anioniseret vand før overføring af den våde kage til en kvældetank, hvori vermiculitten omrøres i afioniseret vand. Efter kvældning indeholder suspensionen ca. 20% fast stof, og partiklerne har 30 tilfældige størrelser i intervallet 300-400 mikron. Denne suspension føres så gennem en mølle af stentypen, som reducerer ca. 50% af partiklerne til små plader med en størrelse mindre end 50 mikron. Denne formalede suspension sorteres så i en centrifugalsorterer af stemmeværkstypen, og de let-35 tere partikler med sigtestørrelse mindre end ca. 50 mikron opsamles til brug. Analyse af denne suspension med fotosedi-mentometer og skivecentrifuge viser, at ca. 40% af partik-

DK 163822B

10 lerne har en størrelse (ækvivalent kuglediameter) på 0,4-1,0 mikron. Suspensionens indhold af fast stof indstilles let ved tilsætning af vand eller fjernelse af vand fra den.

Eksempel 1 5

En vandig latex af en copolymer af vinylidenchlorid, vinyl® chlorid, 2-ethylhexylacrylat og acrylsyre blev fremstillet på den måde, der er beskrevet i britisk patent nr. 1.588.411. Den copolymere indeholdt 70 vægtdele vinylidenchlorid, 22 10 vægtdele vinylchlorid, 6 vægtdele 2-ethylhexylacrylat og 2 vægtdele acrylsyre og fås i handelen som en latex med et indhold af fast stof på 61% under handelsnavnet Haloflex® 202 fra Imperial Chemical Industries Limited.

0,880 ammoniakopløsning blev sat dråbevis til latexen (100 g), 15 indtil pH-værdien af latexen var 8,5. En suspension (1216 g) med 18 vægt% fast stof af vermiculitlameller i vand, som var blevet sorteret ved fjernelse af alle partikler med en størrelse større end 20 mikron, blev gradvis sat til latexen, der blev omrørt mildt under tilsætningen for at dispergere 20 vermiculitten ensartet i midler. Det fremkomne vandige overtræksmiddel havde et samlet indhold af fast stof på 21,3 vægt% og et vermiculitindhold på 78 vægt% beregnet på de samlede faste stoffer i midlet.

25

En træstang blev neddyppet i overtræksmidler for at overtrække den med midlet, og den overtrukne stang blev tørret ved 25°C i en ventileret ovn i 24 timer for at tørre overtrækket. Flere overtræk af midlet blev påført på denne måde.

Der fremkom en glat kontinuerlig fast vedhængende belægning, som indeholdt 78 vægt% vermiculitlameller beregnet på vægten af overtrækket.

Spidsen af det blå område af en flamme fra en Bunsen-brænder blev påført på den overtrukne træstang i en periode på 3 min., hvorunder overtrækket ekspanderede og glødede rødt. På in-

DK 163822 B

11 På intet tidspunkt under påføringen af flammen nærede den overtrukne stang forbrændingen. Efter 3 min. blev flammen fjernet, og den overtrukne stang fik lov at afkøle. Laget af ekspanderet overtræk på det punkt, hvor flammen var på-5 ført, var stadig intakt, men klæbede ikke længere fast til træstangen. Det ekspanderede overtrækslag blev fjernet, og det blotlagte træ blev undersøgt visuelt. Det blotlagte lag af træ udviste praktisk taget intet tegn på forkulning af træet.

10

Ved en sammenlignende flammeprøve blev en træstang, svarende til den første, men ikke overtrukket, antændt efter nogle få sekunder i flammen, og forbrændingen var kontinuerlig under den periode, hvor flammen blev påført og i flere sekunder ef-15 ter fjernelse af flammen.

Ved et yderligere sammenlignende flammeforsøg blev en lignende træstang overtrukket med samme tykkelse af et over-træksmiddel som ovenfor, men uden vermiculitten underkastet 20 prøven. Antændelse af prøven blev ikke iagttaget, men efter fjernelse af flammen efter 3 min., blev det bemærkes, at der var sket overfladeforkulning af træet.

Eksempel 2 25

En sorteret (20 mikron) vandig delamineret vermiculitsuspen-sion (1200 g) med 18% indhold af fast stof blev langsomt under blanding sat til en acrylhydrosol (100 g) med et indhold af 40% fast stof og en pH-værdi på 8,5. Acrylhydrosolen var 30 en kolloid dispersion af en acrylcopolymer i vand, der kan fås under handelsnavnet Elvacite® EP 7020 fra E I duPont de Nemours Ltd. Der fremkom en stabil, ret viskos opslæmning. Vermiculitindholdet i den fremkomne opslæmning var 84 vægt% beregnet på det samlede indhold af fast stof i opslæmningen.

35 12

DK 163822B

En træstang blev overtrukket ved neddypning i opslæmningen, og overtrækket blev tørret som beskrevet i eksempel 1.

_ Den overtrukne stang blev underkastet flammenprøven, der er 5 beskrevet i eksempel 1. Overtrækket nærede til at begynde med forbrændingen i området ved og nær det punkt, hvor flamme var påført, men efter ca. 15 sek. ophørte forbrænding, og flammen fra overtrækket slukkedes. Bunsen-brænderflammen 1Q blev påført i 3 min., hvorunder overtrækket ekspanderede og blev glødende rødt. Bunsen-flammen blev så fjernet, og den overtrukne stang fik lov at afkøle.

Det intakte ekspanderede overtræk i området, hvor flammen var påført, blev fjernet for at blotlægge træet, og det X 5 blev iagttaget, at der kun var sket meget svag forkulning af overfladen af træet.

Til sammenligning blev en lignende, men ikke overtrukket 2^ træstang antændt efter kun nogle få sekunder i Bunsen-flammen, og forbrændingen var kontinuerlig under påføringen af flammen og i flere sekunder efter fjernelse af flammen. Også til sammenligning blev en lignende træstang overtrukket i samme tykkelse med Elvacite® EP 7020 (men uden vermiculitlamellerne) 25 underkastet samme prøve. Det blev iagttaget, at der skete for brænding både under og efter påføring af flammen på prøven.

Eksempel 3 30

Opslæmningen fremstillet som beskrevet i eksempel 2 blev påført ved stangspredning på en Pyrene® forsøgsplade af blødt stål under anvendelse af en nr. 8 Meyer-stang. Den overtrukne plade blev tørret i en godt ventileret ovn ved 35eC i 24 ti-35 mer. Et andet overtræk af opslæmningen blev så påført på det første (tørrede) overtræk på samme måde til dannelse af et endeligt overtræk med en tykkelse på 20 mikron og et verroicu-1 it indhold på 84 vægt% af det tørre overtræk.

13

DK 163822B

For at bedømme den korrosionsbeskyttelse/ som overtrækket gav, blev den overtrukne plade underkastet saltsprøjtningsprøven ifølge BS 3900 del F4.

5 Til sammenligning blev en plade overtrukket med et 20 mikron tykt overtræk af Elvaci te® EP 7020 alene også underkastet saltsprøjtningsprøven.

Efter udsættelse i 1000 timer for saltsprøjtet blev pladerne fjernet og undersøgt. Pladen overtrukket med filmen indehol- 10 dende vermiculit var blevet misfarvet, men havde bevaret sit glatte overfladeudseende uden tegn på blæredannelse. Klæbning af overtrækket på den bløde stålplade var tilsyneladende uskadt. Påfølgende fjernelse af en del af overtrækket af-slørede, at det bløde stålunderlag havde bevaret sit oprindelige skinnende glatte udseende uden noget synligt tegn på korrosion. I modsætning hertil havde pladen overtrukket med filmen uden vermiculit alvorlig blæredannelse, og efter fjernelse af overtræksfilmen kunne man se, at overfladen af det bløde stålunderlag var omfattende forsynet med korrosionshuller.

Eksempel 4

Et overtræksmiddel blev fremstillet som beskrevet i eksempel 1 9 c med inkorporering af en vandig opslæmning af delamineret vermiculit i en Haloflex® latex. Midlet omfattende 78 vægt* vermiculit beregnet på det samlede indhold af fast stof i midlet.

30 Overtræksmidlet blev med børste overtrukket på alle overflader afenl,5mx0,5mx 0,015 m plade af bøjeligt poly= urethanskum. Den overtrukne skumplade blev tørret i en ovn ved 85°C i 1 time. Den tørre overtræksvægt var 302 g/m .

Den overtrukne plade blev så fuldstændigt indpakket i et 35 100% nylon kædestrikket plysstof (kvalitet 12) leveret af J. Haggos (S. Kelmanthorpe).

14

DK 163822B

Den overtrukne plade blev så foldet i en vinkel på 90° på et punkt 0,5 m i længderetningen og stillet ved siden af en metalvæg parat til brændbarhedsprøvning. Pladen blev afprøvet langs folden ifølge BS DD58, antændelseskilde 1 (dvs. en 5 butangasstrøm på 45 1/min. og en gasbrændingstid på 20 sek.). Folden blev undersøgt efter fjernelse af flammen og pyrolyse sås at fortsætte i 1 min., 55 sek., hvorefter flammen slukkede sig selv. Dette resultat viser, at prøven tilfredsstille des. Undersøgelser af pladen efter prøven viste lokal over-10 fladepyrolyse. Kun en tredjedel af forsiden af pladen var blevet påvirket. Til sammenligning blev en lignende, men ikke overtrukket plade af bøjeligt polyurethanskum praktisk taget fuldstændigt ødelagt ved prøven.

15

Eksempel 5

Der blev fremstillet 3 vandige overtræksmidler ved fremgangsmåden, der er beskrevet i eksempel 1 indeholdende følgende „ mængder vermiculit.

20 4

Middel vægt£ vermiculit A 78 B 71 C 52 25 * beregnet på det samlede indhold af fast stof i midlet, dvs. på den tørre vægt af de fremkomne overtræk.

Midlerne blev anvendt hver for sig til at overtrække den ene 30 side af aluminiumprøver med dimensionerne 15 cm x 10 cm x 0,1 cm ved børsteovertrækning, og overtrækkene blev tørret i en ovn ved 85°C i 1 time. Overtrækstykkelserne blev bestemt:

Tykkelse af overtræk 35 A 27 mikron B 20 mikron C 32 mikron

DK 163822 B

15

Tre termoelementer blev forbundet med hver af de overtrukne prøver? et på midten af den nærmeste side (overtrukket), et 6 cm fra midten af den nærmeste side og et på midten af den fjerneste side (ikke overtrukket), idet nærmeste og fjerneste 5 e side refererer til den side, hvor en flamme senere blev påført. En Bunsen-brænderflamme blev påført på midten af den nærmeste side af hver plade med spidsen af det blå område af flammen i en afstand af 3 cm fra overfladen af overtrækket.

10

Efter påføring af flammen i en periode på 10 min. var temperaturerne registreret af de forskellige termoelementer bragt i ligevægt,og følgende temperaturforskelle (°C) blev noteret: ~ Mellem midten af forsiden 15 Mellem midten af og 6 cm fra midten af

Prøve forsiden og bagsiden forsiden_ A 490 560 B 485 520 C 435 360 20

Resultaterne demonstrerer den betydelige varmespærring, som fås med midlerne,og viser, at jo højere vermiculitindholdet af midlerne er, des større er den temperaturforskel, som måles både gennem den overtrukne aluminiumprøve og langs den 25 overtrukne overflade af prøven.

Ved flammeprøverne blev det iagttaget, at hver af de tre overtrukne prøver viste forkulning efter kun nogle få min. i flammen, men ingen af overtrækkene viste tegn på kendelig 3q blæredannelse selv efter 10 min.

Flammen blev påført på de overtrukne prøver i yderligere 10 min. (ialt 20 min.), og selv efter denne tid var aluminiumunderlagene ikke smeltet. I modsætning hertil smeltede 35 en ikke-overtrukken aluminiumprøve af samme størrelse ved flammeprøven i løbet af 2 min.

DK 163822 B

16

Eksempel 6

En vandig maling blev sammensat af følgende bestanddele ved den nedenfor beskrevne fremgangsmåde.

® Bestanddele Vægtsmangder

Polidene® 33-075 latex 60,2 {55 vægt% fast stof)

Zinkphosphat (PZ40) 5,7 10 Mikroniseret rødt jernoxid 2,6

Synperonic® PE39/70 10 (30 vægt% vandig opløsning)

Foamaster® NS 0,2

Butylethoxol 2,0 15

Vermiculitopslamning (20 mikron) 26,4 (18 vægt% vandig opslæmning)

Airnnoniumhydroxid-opløsning (til pH 7,5)

Polidene® 33-075 er en polymer på basis af vinylidenchlorid, 20 der kan fås fra Scott-Bader Limited. Synperonic® PE 39/70 er et overfladeaktivt middel. Foamaster® NS er et afskumningsmiddel, og butylethoxol er et sammenflydende opløsningsmiddel.

Den sorterede (20 mikron) vermiculitopslamning blev omrørt 25 med stor hastighed og dertil blev i rækkefølge sat Synperon-ic®-opløsningen, jernoxidet og zinkphosphatet. Blandingen blev så omrørt med lav hastighed, og der blev tilsat den polymere latex, afskumningsmidlet og det sammenløbende opløsningsmiddel. Ammoniumhydroxidopløsning blev derefter tilsat, indtil 30 malingens pH-værdi var 7,5.

Malingen blev påført ved stangspredning på en forsøgsplade af Pyrene® blødt stål og tørret ved stuetemperatur i 24 timer til dannelse af en tør film med en tykkelse på 25 mikron. Et andet 35 overtræk af maling blev så påført på den tørrede plade og fik lov at tørre i 7 dage ved stuetemperatur (ca. 20eC).

DK 163822 B

17

For at bedømme den korrosionsbeskyttelse^ som overtrækket gav, blev den overtrukne plade underkastet saltsprøjtningsprøven ifølge BS 3900 del F4. Efter udsættelse for saltsprøjt i 1000 timer (ved stuetemperatur) blev pladen udtaget til un-5 dersøgelse. Blæredannelse blev bedømt efter følgende skala (ASTM D714-56).

Blærestørrelse: Talskala 10-2 (tallet 2 angiver blærestørrelsen, og tallet 10 angiver tallet af blærer).

10

Blæretæthed: F = få, M = middel, MD = middeltæt, D = tæt. Blærebedømmelsen var 8-MD.

15 Til sammenligningsformål blev fremstillet en lignende maling, som kun adskilte sig fra den ovenfor beskrevne ved, at vermi-culitten blev erstattet med mikroniseret baryt, idet erstatningen var på basis af lige store rumfang. Beskyttelsen, som denne maling gav, blev bedømt som ovenfor beskrevet. Under-20 søgelse af pladen efter saltsprøjt i 1000 timer gav en blære bedømmelse på 8-D.

Eksempel 7 25 En blok af bøjeligt polyurethanskum med en tykkelse på 1,5 cm blev dækket med nylon, som var blevet overtrukket med det vandige overtræksmiddel beskrevet i eksempel 1. Overtrækket var 44 vægt% af det overtrukne nylonstof.

30 Det indhyllede skum blev vejet og foldet i midten i en vin kel på 90° til dannelse af et lille efterlignet sæde, og flammen fra en butanbrænder (konstrueret til DD58, dvs. en butangasstrøm på 45 ml/min. ved 25°C) blev påført i en periode på 20 sekunder. Det overtrukne indhylningsstof antændtes 35 18

DK 163822B

ikke straks, og antændelse blev kun iagttaget efter 8 sekunder, efter hvilket tidspunkt der blev iagttaget lokaliseret spredning af flammen inden for et cirkulært område med en diameter på ca. 10 cm omkring det punkt, hvor flammen blev påført. Efter fjernelse af brænderflammen blev der iagttaget langsom sporadisk brænding i 1 min. og 55 sek., hvorefter brændingen ophørte. Prøven blev vejet igen, og det blev bestemt, at der kun var sket et lille vægttab som følge af brændingsprøven.

10

Til sammenligningsformal blev ovenstående metode gentaget men under anvendelse af et nylondække, som ikke var blevet overtrukket med overtræksmidlet. Ved brændingsprøven antændtes prøven straks ved påføring af flammen, og prøven brændte voldsomt. Efter fjernelse af brænderflammen fortsatte prøven 15 at brænde voldsomt, og brændingen fortsatte i mere end 2 min. Vægten af prøven efter undersøgelsen viste et betydeligt tab af materiale som følge af forbrænding.

20 Eksempel 8 0,91 ammoniakopløsning blev sat dråbevis til 100 g af den i eksempel 1 beskrevne Haloflex® 202 latex, indtil latexens pH-værdi var 8,5. En 18,5 vægt% vandig suspension (1183 g) af 25 vermiculit og af ioniseret vand (33 ml) blev gradvis sat til den omrørte latex for at dispergere vermiculi tlamel lerne ensartet i midlet. Det vandige overtræksmiddel havde et vermicu-litindhold på 78 vægtfc af det samlede indhold af fast stof i midlet.

30

En trædyvel med en diameter på 1,25 cm blev neddykket i overtræksmidler, og den overtrukne stang blev tørret ved 25°C i 24 timer i et ventileret skab.

35 ^er blev frembragt et glat kontinuerligt fast vedhængende overtræk, som indeholdt 78 vægt% vermiculit.

DK 163822B

19

Spidsen af det blå område af flammen fra en Bunsen-brænder blev påført på den overtrukne ende (enkelt overtræk) af trædyvelen.

Overtrækket beskyttede stangen mod flammen, og når flammen 5 blev fjernet, var der intet synligt tegn på forbrænding af stangen. Flammen blev igen påført i 3 min. og igen fjernet.

På intet tidspunkt nærede den overtrukne stang forbrændingen. Stangen fik lov at afkøle og blev så undersøgt. Belægningen var ganske vist forkullet, men var intakt og klæbede * stadig til træstangen. Det forkullede overtræk blev fjernet, og undersøgelse af den blotlagte overflade af træet viste betydelig forkulning af træet.

X et andet forsøg blev det vandige overtræksmiddel påført 15 ved børstning på overfladen af en aluminiumplade med størrelsen 15 cm x 10 cm x 0,1 cm, og overtrækket blev tørret ved 85°C i en ovn i 1 time. Et andet overtræk af midlet blev påført og tørret på samme måde.

2 0

Termoelementer blev forbundet med pladen, en på hver side af midten af de to sider af pladen, og den tredje i en afstand af 6 cm fra midten af den overtrukne side af pladen. Pladen blev så underkastet flammen fra en Bunsen-brænder anbragt med spidsen af det blå område af flammen i en afstand 25 af 3 cm fra den overtrukne side af pladen. Flammen blev fjernet efter 20 min., på hvilket tidspunkt aluminiumpladen stadig var intakt.

Efter at flammen var påført på den overtrukne plade i 10 3 0 min., var temperaturerne registreret af termoelementerne (i) 881°C ved midten af den overtrukne side af pladen, (ii) 405°C ved midten af den ikke-overtrukne (bag)-side af pladen, og (i i i) 462°C i en afstand af 6 cm fra midten af den overtrukne side af pladen, 35

DK 163822 B

20

Eksempel 9

En vandig latex med pH 8,5 blev fremstillet som beskrevet i eksempel 8 og til den omrørte latex blev sat en 18,5% vermi-culitsuspension (591,5 g) og afioniseret vand (515 g). Når 5 vermiculitlamellerne var grundigt dispergeret i latexen, blev kaolinpulver (109,4 g) gradvis sat til den omrørte blanding. Midlet blev blandet, indtil det var homogent.

En træstang blev overtrukket som beskreyet i eksempel 8 og 10 underkastet flammen fra en Bunsen-brænder. Svag brænding af den overtrukne stang blev iagttaget, men når flammen blev fjernet efter 30 sek., ophørte brænding straks. Flammen blev igen påført på den overtrukne stang i yderligere 30 sek. og blev så igen fjernet. Brændingen ophørte ikke straks, men 15 flammen blev slukket i løbet af 10 sek.

En aluminiumplade blev overtrukket med midlet og udsat for en flamme som beskrevet i eksempel 8. Efter 10 min. var temperaturen registreret på midten af den overtrukne side af 20 o pladen 884 C, temperaturen registreret på midten af bagsiden var 389°C, og temperaturen registreret i en afstand af 6 cm fra midten af den overtrukne side var 508°C. Den overtrukne plade forblev intakt gennem hele prøven.

25

Eksempel 10

Et vandigt overtræksmiddel blev fremstillet og anvendt som beskrevet i eksempel 9 med undtagelse af, at der blev anvendt bentonitpulver (109,4 g) i stedet for kaolin-pulver.

30

Ved flammeprøven med den overtrukne træstang blev der iagttaget en meget røgrig flamme, men ved fjernelse af Bunsen-flammen efter 30 sek. var der intet synligt tegn på flamme eller forbrænding på den overtrukne stang. Bunsen-flammen 3 5 blev igen påført i yderligere 30 sek., og efter at Bunsen- 21

DK 163822 B

flammen var fjernet denne gang, udviste den overtrukne stang en lille restflamme, der dog slukkedes i løbet af 5 sek.

Ved flammeprøven med overtrukket aluminiumplade var tempera-5 turen registreret efter 10 min. på midten af den overtrukne side af pladen 880°C, temperaturen registreret på midten af den ikke-overtrukne (bag)-side var 385°C, og temperaturen 6 cm fra midten af den overtrukne side var 503°C. Den overtrukne plade forblev intakt gennem hele prøven.

10

Eksempel 11 30,5 g polyvinylalkohol blev opløst i 100 g afioniseret vand under anvendelse af en Silverson-blander, og derefter blev 15 3,1 g Cymel® 303 og 0,02 g Cycat sat til den omrørte polymeropløsning. Opløsningen blev overført til en Kenwood fødevareblander, og en vandig vermiculitsuspension (773,3 g til 10,95 g vermiculit) sat gradvis til den omrørte opløsning. Det fremkomne vandige overtræksmiddel blev anvendt til at overtrække 9 Π en træstang og en aluminiumplade, og de overtrukne genstande blev brandprøvet som beskrevet i eksempel 8.

Ved flammeprøven antændtes den overtrukne træstang ikke under påføringen af Bunsen-flammen efter 3 min., og den over- 2 5 trukne stang udviste intet synligt tegn på flamme eller forbrænding.

Ved flammeprøven med den overtrukne aluminiumplade var temperaturen registreret efter 10 min. i midten af den overtruk-ne side af pladen 858°C, temperaturen registreret i midten af den ikke overtrukne (bag)-side af pladen var 326°C, og temperaturen registreret i en afstand af 6 cm fra midten af den overtrukne side af pladen var 460°C. Den overtrukne plade forblev intakt gennem hele prøven.

35

Claims (9)

1. Vandigt overtræksmiddel omfattende en dispersion af et vermiculi tmater i ale i en vandig opløsning eller dispersion af et filmdannende polymert bindemiddel, kendetegnet ved, at mængden af vermiculi tmater i ale er 2-95 vægt%, beregnet på den samlede vægt af faste stoffer i midlet, og omfatter jg vermiculit i form af lameller opnået ved at behandle vermicu-lit med en eller flere vandige opløsninger af alkalimetalsalte eller alkylammoniumsalte, kvælde den behandlede vermiculit i vand og påføre forskydningskræfter på den kvældede vermiculit i vand til fremstilling af en vandig suspension af partikler med en tykkelse mindre end 1 pm.

2. Vandigt overtræksmiddel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at vermiculitlamellerne har en størrelse under 50 pm, fortrinsvis under 20 pm. 20

3. Overtræksmiddel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at mængden af vermiculitlameller er fra 20 til 80 vægt% beregnet på den samlede vægt af faste stoffer i midlet.

4. Overtræksmiddel ifølge et af de foregående krav, ken detegnet ved, at det filmdannende polymere bindemiddel er i form af en dispersion af det polymere bindemiddel i vand.

5. Overtræksmiddel ifølge et af de foregående krav, k e n -30 detegnet ved, at det filmdannende polymere bindemiddel er en copolymer af vinylchlorid, vinylidenchlorid og et eller flere alky1 aery 1 ater eller alkylmethacrylater med fra 1-12 carbonatomer i alkylgruppen. 35 DK 163822B

6. Overtræksnn dde1 ifølge krav 5, kendetegnet ved, at den copolymere også er opbygget af enheder hidrørende fra en eller flere alifatiske a-Ø-umættede carboxylsyrer. 5

7. Fremgangsmåde til fremstilling af et vandigt overtræksmiddel ifølge krav 1 ved inkorporering af et vermiculitmateriale i en opløsning eller dispersion af et filmdannende polymert bindemiddel, kendetegnet ved, at man inkorporerer vermiculitmaterialet i en mængde på 2-95 vægt%, beregnet på 10 den samlede vægt af faste stoffer i midlet, og at vermiculitmaterialet i form af lameller er opnået ved at behandle vermiculit med en eller flere vandige opløsninger af alkali metalsalte eller alkylammoniumsalte, kvælde den behandlede vermiculit i vand og påføre forskydningkræfter på den kvældede vermi-15 culit i vand til fremstilling af en vandig suspension af partikler med en tykkelse mindre end 1 pm.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at suspensionen af vermiculitlameller før tilsætning til op- 20 løsningen eller dispersionen af det polymere bindemiddel behandles for at fjerne derfra alle partikler med en størrelse større end 50 pm.

9. Anvendelse af overtræksmidler ifølge krav 1-6 til at bi-25 bringe underlag korrosionsbeskyttelse og brandbeskyttelse. 30 35