FI58933C - Rostskyddsmedel och foerfarande foer framstaellning av detta - Google Patents

Description

GSFH M (11)^WULUTUSJULKAISU r g g y 3

lJ v1 UTLÄGGN I NGSSKRI FT 0 07 JO

C (45) Patentti T;y)nr,.'lty 11 05 )031 Patent ned.ielat (51) Ky.ik?/Int.ci.3 C 09 D 5/08 // C 11 D 15/04-, c 23 P 11/00 SUOMI —FINLAND (21) Ptt*«ttih»k.nw· —P«t««ttn.eknini 780892 (22) H«k*mlipUvl — Aftf&knlnpdtg 21.03*78 (23) Alkupllvt—Glltl|h«tsd*g 21.03-78 (41) Tullut JulkiMkal — Bllvlt offmtllg 22.09-79 _ * . (44) Nlntlvllulpsnon |« kuuLJulkshun pvm. — Q,

Patent· och registerstyrelsen ' Ameku utitgd och utUkrtft.n pubitcarmd 30. oi. öi (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeu*—Begird priorlttt (71) Ruoste-Esto Oy, Särkiniementie 17, 00210 Helsinki 21, Suomi-Finland(FI) (72) Jarl Johan Lindberg, Vantaa, Väinö Erä, Vantaa, Erkki Ström, Helsinki, Suomi-Finland(FI) (7^) Forssen & Salomaa Oy (54) Ruostesuoja-aine ja menetelmä sen valmistamiseksi - Rostskyddsmedel och förfarande för framställning av detta

Keksinnön kohteena on ruostesuoja-aine, joka käsittää sideaineen ja korroosiota ehkäisevän yhdisteen tai yhdisteiden muodostaman liuoksen.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä keksinnön mukaisen ruostesuoja-aineen valmistamiseksi.

Mäntyöljypikeä syntyy tislausjäännöksenä raakaa mäntyöljyä jalostettaessa.

Suomessa mäntyöljytislaamot tuottavat mäntyöljypikeä n. 20.000 tonnia vuodessa. Mäntyöljypikeä voidaan käyttää eri tarkoituksiin, mutta pääasiallinen käyttötarkoitus on polttaminen, jolloin mäntyöljypiki sekoitetaan polttoöljyn kanssa ja poltetaan voimalaitoksissa. Mäntyöljypikeen sisältyvät raakamäntyöI-jyn hartsi- ja rasvahapot sekä saippuoitumattomat komponentit. Keksinnön kannalta mäntyöIjypien tärkeimmät komponentit ovat hartsi- ja rasvahapot, jotka reagoivat kaIsiumoksidin kanssa, jolloin mäntyöljypiki neutraioituu ja reaktiotuloksena muodostuu ka I siumsaippuoita. Mäntyöljypiki voidaan karakterisoida seuraavien tunnuslukujen avulla. Näitä ovat pehmenemispiste (C°), happoluku (mg KOH/g) ja saippuoitumisluku. Näistä tunnusluvuista on happoluku tärkein, koska sen perusteella lasketaan mäntyöljypien neutralointiin tarvittava ka Is!umoksin määrä.

Alan kirjallisuudesta tunnetaan menetelmä pinnotteiden sideaineiden 2 58933 valmistamiseksi mäntyöijypiestä. Tältä osin viitataan esim. julkaisuun: "Tall Oil and its Uses", L.G. Zachary, H.W. Bajak ja F.J. Eveline,

McGraw-Hill Inc., New York, 1965, sivu 50. Tämän tunnetun menetelmän mukaan mäntyöijypiki kuumennetaan suojakaasun alaisena lämpötilaan 230-275°C ja neutraloidaan kaI siumoksidiI!a. Neutraloidun mäntyöIjypien happoluku on korkea ja pehmenemispiste I00°-II0°C. Tämän menetelmän teknisessä toteutuksessa voidaan todeta useita epäkohtia. Ensinnäkin suuri energian kulutus ja suojakaasun käyttö ovat tekijöitä, jotka vaikuttavat epäedullisesti valmistuskustannuksiin. Toiseksi liuoksen valmistaminen vaatii erillisen prosessin, joka lisää kustannuksia. Hakijan suorittamissa tutkimuksissa on ilmennyt, että geelin muodostuminen suurilla kiintoainepitoi suuksi Ma vaikeuttaa myös 1iuoksen valmistamista. Lisäksi hakija on todennut, että saadun pinnoitteen korkea happoluku saattaa aiheuttaa korroosiota metallialus-talle, minkä vuoksi tällainen pinnoite ei sovi ruostesuoja-aineen sideaineeksi.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada ruostesuoja-aine, jossa sideaineena voidaan käyttää halpaa sideainetta, kuten puunjalostusteollisuuden jäteainetta. Keksinnön päämääränä on myös aikaansaada ruostesuoja-aine, jossa käytetyn sideaineen happoluku on alhainen. Vielä eräänä keksinnön päämääränä on aikaansaada ruostesuoja-aine, Joka metallipinnalle ruiskutettuna muodostaa kalvon, joka tarttuu hyvin meta11ipintaan.

Keksinnön päämäärät saavutetaan ruostesuoja-aineeIIa, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että sideaine on kaIsiumoksidi I Ia neutraloitu mäntyöijypiki, jonka happoluku on välillä 0-25 mg KOH/g.

Keksinnön päämääränä on myös aikaansaada menetelmä keksinnön mukaisen ruostesuoja-aineen valmistamiseksi. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan tunnusomaista se, että (a) neutraloidaan mäntyöijypiki, jonka happoluku on välillä 20-70 mg KOH/g, kaisiumoksidi Ma liuotettuna liuottimeen korotetussa lämpötilassa lämpötila-alueella, joka on mäntyöijypien kuula-rengasmenetelmällä mitatun pehmenemispisteen yläpuolella, mutta korkeintaan 250°C, (b) lisätään neutraloituun mäntyöijypikiIiuokseen korroosiota ehkäisevä yhdiste tai yhdisteitä.

Keksinnön mukaisen sideaineen valmistamiseen soveltuu erityisen hyvin mäntyöijypiki, jonka happoluku on sopivimmin välillä 20-70 mg KOH/g.

Tällaiseen mäntyöijypikeen sisältyvät siis raakamäntyöIjyn hartsi- ja rasvahapot sekä saippuoi tumattomat komponentit. Hartsi- ja rasvahapot 3 58933 reagoivat ka I siumoksidin kanssa, jolloin piki neutraloituu ja reaktiotuloksena muodostuu kaIsiumsaippuoita. Keksinnön mukaisessa menetelmässä on havaittu, että mäntyöljypien neutralointi on edullista suorittaa kohotetussa lämpötilassa Iakkabentsiinin ja etanolin seoksessa. Tällöin energian kulutus on alhaisempi ja suojakaasun käyttö ei ole lainkaan tarpeellista, jolloin saavutetaan huomattavaa taloudellista etua. Keksinnön mukaisen menetelmän taloudellisuutta puoltaa edelleen se seikka, että liuoksen valmistaminen ei vaadi erillistä prosessia. Samoin keksinnön mukaista menetelmää käyttämällä vältytään geelin muodostumiselta korkeilla kiintoainepitoisuuksi I la. Täten keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan ennen kaikkea sideaine, jolla on alhainen happoluku, ja joka sen vuoksi soveltuu erinomaisen hyvin ruostesuoja-aineen valmistamiseen.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä mäntyöljypiki siis neutraloidaan kalsiumoksidiI la sopivassa liuottimessa tai Iiuotinseoksessa. Edellä on mainittu, että lakkabentsiinin ja etanolin seos on erityisen sopiva.

Tietenkin tällaiseksi Iiuotinseokseksi sopivat myös monet muut aineet, kuten alifaattiset ja aromaattiset orgaaniset liuottimet. Neutraloituun mäntyöljypikeen, jonka happoluku on siis välillä 0-25, edullisesti välillä 0-15, lisätään erilaisia korroosionestokykyä parantavia aineita. Tällaisena korroosionestoa parantavana aineena eli inhibiittinä voidaan mainita esim. rasva-alkoholien fosforihappoesterit liuotettuna lakkabentsiiniin.

Keksinnön mukainen ruostesuoja-aine voidaan ruiskuttaa metallipinnalle, jolloin muodostunut kaivo tarttuu metaI Iipintaan hyvin. Korroosiokaapissa suoritetuissa kokeissa on todettu, että inhibiittiä sisältävä neutraloitu mäntyöljypikiIiuos antaa hyvän korroosiosuojan metallipinnalle ruiskutettuna.

Keksinnön mukaisen ruostesuoja-aineen valmistusta havainnollistavat seuraavat esimerkit.

Esimerkki I

a) Mäntyöljypien neutralointi

Punnittiin palautusjäähdyttäjäIlä, sekoittajalla ja vedenkerääjäIlä varustettuun reaktio-astiaan 70 g mäntyöljypikeä, jonka happoluku oli 51, sekä 3,6 g kai siumoksidia ja 25 g Iakkabentsiiniä. Seos kuumennettiin lämpötilaan I86°C, sekoitettiin Ja lämmitettiin n. 15 min., jonka jälkeen lisättiin 0,18 g ka I siumasetaattia sekoitettuna 5 g:aan lakkabentsiiniä 58933 4 ja lämmitystä jatkettiin 2 tuntia. Seos Jäähdytettiin I30°C ja lisättiin 10 g etanolia. Seoksen lämpötila laskettiin n. 89°C:een, jossa käsiteltiin 0,5 tuntia. Neutraloidun pien happoluvuksi saatiin 10 mg KOH/g.

b) RuostesuojaIiuoksen valmistaminen

Edellä esitetyllä tavalla saatuun neutraloituun mäntyöljypikiIiuokseen lisättiin 3 g C g-C^g-seosaI koho Iien fosfaattia liuotettuna 6 g:aan Iakkabentsiiniä 100 g:aan kohdan a) mukaisesti valmistettua liuosta.

Edellä mainitulla tavalla valmistettu liuos ruiskutettiin hyvin puhdistetulle metal Iialustalle. Näin saatu pinnoite oli väriltään tummanruskea ja läpinäkyvä. Pinnoitteen adheesio metal Iialustaan oli erittäin hyvä.

Es i merkk i I I

a) Mäntyöljypien neutralointi

Punnittiin palautusjäähdyttäjällä ja sekoittajalla varustettuun reaktioastiaan 50 g mäntyöljypikeä, jonka happoluku oli 51, sekä 2,6 g kaIsiumoksidia ja 30 g Iakkabentsiiniä. Seos kuumennettiin lämpötilaan I70°C, sekoitettiin ja lämmitettiin 30 min, jonka jälkeen lisättiin 0,13 g kaIsiumasetaattia sekoi-tet+una 5 g:aan Iakkabentsiiniä ja lämmitystä jatkettiin I tunti. Seos jäähdytettiin 130 C ja lisättiin 15 g etanolia Ja lämmitettiin 10 min. Tässä vaiheessa seoksen lämpötila oli 85°C. Koko ajan seosta sekoitettiin voimakkaasti. Neutraloidun pien happoluvuksi saatiin 15 mg KOH/g.

b) Ruostesuoja1iuoksen valmistaminen

RuostesuojaIiuoksen valmistaminen suoritettiin samalla tavalla kuin Esimerkissä I.

Esimerkki III (koekeittiö P 15) a) Mäntyöljypien neutralointi

Punnittiin palautusjäähdyttäjällä, sekoittajalla Ja vedenkerääjäI Iä varustettuun pienoiskeittokattilaan 9480 g mäntyöljypikeä, Jonka happoluku oli 46 mg KOH/g, ja 2344 g Iakkabensiiniä. Toiseen astiaan punnittiin 371 g teknillistä poltettua kalkkia, jonka CaO-pi+oisuus oii 91 ± 2 %, 15 g kalsium- 5 589 33 asetaattia ja 500 g !akkabensiintä. Sekoitettiin huolellisesti. Seos kuumennettiin lämpötilaan I43°C. Lisättiin ka Ikkika I siumasetaattiI iuosta vähitellen antaen lämmön nousta lämpötilaan I64°C. Lämmitystä jatkettiin 2 tuntia, jolloin lämpötiia kohosi !80°:een C. Seosta jäähdytettiin lisäämällä 1896 g lakka-bensiiniä. Kun lämpötila oli I23°C, lisättiin 424 g etanolia. Neutraloidun pien happo!uvuksi saatiin 6 mg KOH/g.

b) Ruosteenestoaineen valmistaminen

Ruostesuoja liuoksen valmistaminen suoritettiin samalla tavalla kuin esimerkissä l. Esimerkki IV (koekeittiö P 42) a) Mäntyöljypien neutralointi

Punnittiin pa IautusjäähdyttäjäI Iä sekoittajalla ja vedenkerääjäI Iä varustettuun pienoiskattilaan 3000 g mäntyöljypikeä, jonka happoluku oli 60 mg KOH/g, ja 2500 g lakkabensiiniä. Toiseen astiaan punnittiin 300 g teknillistä poltettua kalkkia, jonka CaO-pitoisuus oli 91 ± 2 %, 4,8 g kaIsiumasetaattia ja 300 g lakkabensiiniä. Sekoitettiin huolellisesti. Mäntyöljypiki seosta kuumennettiin lämpötilaan I45°C. Lisättiin kalkki - ka I siumasetaattiI iuos vähitellen antaen lämmön nousta I87°:een C. Lämmitystä jatkettiin 2 tuntia, jolloin lämpötila kohosi I95°C. Seos jäähdytettiin I50°:een, lisättiin 121 g Iakkabensiiniä ja 134 g l-heksanoiia. Neutraloidun pien happoluvuksi saatiin 0 mg KOH/g.

b) Ruosteenestoaineen valmistaminen

Ruostesuojat iuoksen valmistaminen suoritettiin samalla tavalla kuin esimerkissä I .

Esimerkki V (koekeittiö P 44) a) Mäntyöljypien neutralointi

Punnittiin paIautusjäähdyttäjäIlä, sekoittajalla ja vedenkerääjäI Iä varustettuun pienoiskeittokattilaan 3000 g mäntyöljypikeä, jonka happoluku oli 38 mg KOH/g, ja 2500 g Iakkabensiiniä. Toiseen astiaan punnittiin 300 g teknillistä pol-tettua kalkkia, jonka CaO-pitoisuus oli 91 + 2 %, 4,8 g ka Isiumasetaattia ja 3C0 g lakkabensi:mä. Sekoitettiin huolellisesti. Mäntyöljypikiseosta kuumen- 6 58933 nettiin lämpötilaan I55°C, lisättiin ka Ikki-kaI siumasetaattiIiuos vähitellen antaen lämmön nousta !3S°:een C. Lämmitystä jatkettiin 2 tuntia, jolloin lämpötila kohosi I96°:een C. Seos jäähdytettiin II9°:een, lisättiin 134 g I-heksanoI ia. Neutralo:dun pien happoluvuksi saatiin 0 mg KOH/g.

b) Ruosteenestoaineen valmistaminen

Ruostesuojaliuoksen valmistaminen suoritettiin samalla tavalla kuin esimerkissä I .

Happo luvun vaikutus mäntyöljypehmytpikituotteen korroosionkestävyyteen.

Levyt olleet korroosiokaapissa 28 vrk = 672 h.

Lämpötila vaihtelee välillä 1I—4I°C. 4 % ruokasuolaIiuos sumutus.

Laboratorio- Keiton Tuotteen Arvostelu- kokeen n:o numero happo luku asteikko mg KOH/g Re° 458 P 12 12,73 13 Re 9 458 P 13 10,55 II Re 9 455 P 9 9,81 10 Re 9 467 P 21 9,109 Re 8 459 P 14 8,38 8 Re 8 455 PII 7,27 7 Re 7 462 P 15 5,83 6 Re 5 467 P 22 2,34 2 Re 2 484 P 42 0,00 0 Re 0

Arvostelukirja: ECHELLE EUR0PEENNE DE DEGRES

D'ENROVILLEMENT POUR PEINTURES ANTIR0ULLE

Claims (8)

1. Ruostesuoja-aine, joka käsittää sideaineen ja korroosiota ehkäisevän yhdisteen tai yhdisteiden muodostaman liuoksen, tunnettu siitä, että sideaine on ka I siumoksidiI I a neutraloitu mäntyöljypiki, jonka happo luku on välillä 0-25 mg KOH/g.

2. Rostskyddsmede! en I Igt kravet I eller 2, kännetecknat därav, a+t nämnda neutraIiserade tai loijebeck är upplöst i ett IösningsmedeI eller i en blandning av IösningsmedeI.

2. Rostskyddsmede! en!igt kravet I, kännetecknat därav, att nämnda syratal ligger me lian 0 och 15 mg KOH/g.

2. Patenttivaatimuksen I mukainen ruostesuoja-aine, tunnettu siitä, että mainittu happo luku on välillä 0-15 mg KOH/g.

3. Patenttivaatimuksen I tai 2 mukainen ruostesuoja-aine, tunnettu siitä, että mainittu neutraloitu mäntyöljypiki on liuotettu liuottimeen tai Ii uot i nseokseen.

4. RostskyddsmedeI enligt kravet 3, kännetecknat därav, att nämnda •ösningsmedeI är en blandning av lackbensln och etanol.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ruostesuoja-aine, tunnettu siitä, että mainittu liuotin on lakkabentsiinin ja etanolin seos.

5. Förfarande för framstäI I ning av ett rostskyddsmedeI enligt nägot av kraven •'Δ, kännetecknat därav, att (a) tailo!jebeck, vars syratal ligger mellan 20 och 70 mg KOH/g, neutraliseras med kalciumoxid upplöst i ett lösningsmedel i förhöjd temperatur inom ett temperaturomrade, som ligger ovanom tai loijebeckets med kula-ringmetoden uppmätta uppmjukningspunkt, men som sträcker sig högst upD tili 250°C, (b) i den neutraltserade tai loijebecklösningen inblandas en e!ler flera korrosionshämmande föreningar.

5. Menetelmä patenttivaatimuksen 1,2,3 ta? 4 mukaisen ruostesuoja-aineen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että (a) neutraloidaan mäntyöljypiki, jonka happoluku on välillä 20-70 mg KOH/g, ka I siumoksidiI I a liuotettuna liuottimeen korotetussa lämpötilassa lämpötila-alueella, joka on mäntyöljypien kuula-rengasmenetelmällä mitatun pehmenemispisteen yläpuolella, mutta korkeintaan 250°C, (b) lisätään neutraloituun mäntyöIjypikiIiuokseen korroosiota ehkäisevä yhdiste tai yhdisteitä.

6. Förfarande enligt kravet 5, kännetecknat därav, att som lösningsmedel används en blandning av lackbensln och etanol.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna liuottimena käytetään Iakkabentsi inin ja etanolin seosta.

7. Förfarande enligt kravet 5 eller 6, kännetecknat därav, att ka Iciumacetat upplöst i lackbensln används som katalyt vid neutraIiseringen av talloijebecket.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mäntyöljypien neutraloinnissa käytetään katalyyttinä kalsium-asetaattia Iakkabentsiini1 n liuotettuna.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun katalyytin lisäyksen jälkeen mäntyöljypiki Iiuos jäähdytetään lämpötilaan, joka on lähellä mäntyöljypien pehmenemispistettä, jonka jälkeen mäntyöljypikiIiuokseen lisätään etanolia. 8 5 8 9 3 3

9. Patentti vaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etanolin lisäyksen jälkeen mäntyöIjypiki Iiuoksen lämpötila lasketaan lämpötilaan noin 85-95°C.

10. Jonkin patenttivaatimuksien 5-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korroosiota ehkäisevänä yhdisteenä käytetään Cg-C|g-seosaI koho Iin fosfaat+ia Iakkabentsiiniin liuotettuna. 9 58933 ^atentkrav '· Rostskyddsmede! omfattande en iösning av ett bindemedel och on el!er flora horros1 onshämmsnde föreningar, kännetecknat därav, att bindemedlet utoörs av med kalciumoxid neutraIiserat ta!loijebeck, vars syratal ligger hellan 0 och 25 mg KOH/g.

7 58933 Patent+ί vaa+ i mukset

8. Förfarande enligt kravet 7, kännetecknat därav, att tai loijebecklösningen efter tiI Isättningen av nämnda katalyt avkyls tili en temperatur som ligger närä ta I I o 1jebeckets uppmjukningspunkt, varefter etanol inblandas i taI!oijebeck)ösningen.