FI84084B - Korrosionsinhiberande belaeggningskomposition foer metallunderlag - Google Patents

Description

1 84084

Metallialustan korroosionestopinnoitekoostumus

Keksintö koskee metallialustan korroosionestopin-noitekoostumusta, jota voidaan käyttää etenkin tällä pin-5 noitteella pinnoitettujen kierteillä varustettujen laitteiden ja metallialustojen suojaamiseen.

Korroosionehkäisyssä on tunnettua käyttää metallihiukkasiin, liuoksena olevaan kromihappoon, polymeerigly-koliin ja kostutusaineeseen pohjautuvia koostumuksia.

10 FR-patenttijulkaisuissa 2 008 770 ja 2 149 434, EP- patenttijulkaisussa 0 017 243 sekä FR-patenttihakemuksessa 2 561 668 kuvataan tämän laatuisia koostumuksia ja niiden edelleenkehittelyä. Näissä julkaisuissa kuvattujen koostumusten teollisuusmittakaavainen käyttö on kuitenkin osoit-15 tanut niiden olevan erittäin herkästi vaahtoavia. Näiden koostumusten käyttöolosuhteet johtavat ilman mukaantuloon käytön aikana, jolloin muodostuu ilman ja liuoksen emulsio, näiden koostumusten pintajännityksen ja viskositeetin estäessä ilman poistumisen. Eräs tämän tyyppisen emulsion 20 päähaitoista on se, että tietty määrä koostumusta jää kä siteltyjen kierteillä varustettujen laitteiden kierteisiin, mikä aiheuttaa pinnoitevikoja. Seurauksena saattaa olla huomattava vaara kappaleiden joutumisesta hylkytava-raksi käsittelyn jälkeen.

25 Nyt on osoitettu, että raskaisiin alifaattisiin tai aromaattisiin hiilivetyihin kuuluvan liuottimen lisääminen tämän tyyppiseen koostumukseen tuo ratkaisun vaahtoamison-gelmaan. (Kysymykseen voivat tulla etenkin mineraalitär-pätti tai lakkabensiini ja öljyntislauksesta peräisin ole-30 vat liuottimet. Vaahdonestoliuottimia nimitetään jäljempänä nimellä "lakkabensiini", vaikka lakkabensiini onkin vain yksi erityisesimerkki näistä liuottimista.) Lakkabensiini ei kuitenkaan tavallisesti sekoitu edellä kuvatun "tyyppisiin koostumuksiin, koostumukset ovat epästabiileja 35 ja se haittaa korroosionestokoostumuskalvon muodostumista pinnoitusta suoritettaessa.

2 84084

Hakija on ratkaissut tämän lakkabensiinin korroo-sionestokoostumuksiin sekoittamiseen liittyvän ongelman ja kehittänyt korroosionestokoostumuksen, jossa toisaalta lakkabensiini on dispergoituneena ja toisaalta koostumus-5 ominaisuudet ja kalvonmuodostusominaisuudet säilyvät.

Tämä keksintö koskee siis metallialustan korroo-sionestopinnoitekoostumusta, jolle on tunnusomaista, että se sisältää (a) noin 10 - 40 paino-% hienojakoista metallia, 10 (b) noin 1-12 paino-% boorihappoa ja vähintään yhtä jäsentä ryhmästä, johon kuuluvat kromihappo ja sen heksavalentit johdannaiset, (c) noin 0,5-4 paino-% pH:n säätäjää, erityisesti ZnO:a tai CoC03:a, 15 (d) noin 7-30 paino-% korkealla kiehuvaa liuotin ta ryhmästä, johon kuuluvat polyolit ja glykolieetterit, (e) vähintään noin 0,1 - 10 paino-% orgaanista ke-raliuotinta, jonka liukoisuusparametri on 10,8 ± 1, (f) noin 0,1 - 10 paino-% lakkabensiiniä, 20 (g) noin 1-3 paino-% ei-ionisten pinta-aktiivis- ten aineiden systeemiä, joka sisältää vähintään yhtä vesiliukoista pinta-aktiivista ainetta, jonka HLB on noin 10 mutta yli sen, ja vähintään yhtä pinta-aktiivista ainetta, joka on liukoinen lakkabensiiniin ja jonka HLB on noin 10 25 mutta alle sen, (h) vettä.

Käyttämällä lakkabensiiniä korrosionestopinnoite-koostumuksessa saadaan ratkaisevasti parannetuksi keksinnön mukaisten koostumusten käyttöä, kun niitä levitetään 30 metallialustalle (kuten esimerkeistä käy ilmi) heikentämättä aikaansaatujen pinnoitteiden hyviä ominaisuuksia.

Tiettyjä muunnelmia seuraavassa kuvattavissa koostumuksissa voidaan ajatella, viitaten etenkin edellä mainittuihin patenttijulkaisuihin ja patenttihakemuksiin.

35 Jollei muutoin mainita, prosenttiyksiköt tarkoittavat pai- noprosenttej a.

3 84084

Keksinnön mukaisesti voidaan käyttää mitä tahansa metallia tai seosmetallia, jolla on normaali negatiivinen elektrodijännite, absoluuttiselta arvoltaan suurempi kuin raudan. Kysymykseen voivat tulla erityisesti sinkki, alu-5 miini, kadmium ja niiden seokset tai lejeeringit esimerkiksi nikkelin, raudan tai koboltin kanssa. Tarkemmin sanottuna, keksinnön mukaisesti käytetään sinkkiä tai alumiinia tai niiden lejeerinkejä hiukkasina tai hiutaleina ("flakes"). Keksinnön mukaisesti voidaan käyttää myös 10 sinkki- tai alumiinihiukkasten seosta.

Metallihiukkasten kooksi valitaan mieluummin klassiseen tapaan tämän laatuisissa korroosionestokoostumuk-sissa käytetty koko.

Keksinnön mukaisesti hienojakoinen metalli voidaan 15 lisätä sekä tahnana, joka sisältää hienojakoista metallia ja nestemäistä aineosaa, kuten lakkabensiiniä, että kuivina hiukkasina. Erityisesti voidaan käyttää tahnoja, jotka sisältävät noin 85 - 92 paino-% metallia ja noin 8-15 paino-% lakkabensiiniä.

20 Lakkabensiini, joka kuten todettiin estää kuplien muodostumista, voidaan siten lisätä joko hienojakoisen metallin kanssa tai erikseen. Sitä käytetään koostumukseen noin 0,1 - 10 %, edullisesti noin 0,5 - 6 %.

Voidaan käyttää tavallista lakkabensiiniä eli öl-25 jyntislausjaetta, jonka kiehumispiste on 80 - 200 °C ja joka muodostuu erilaisista alifaattisista tai aromaattisista hiilistä (esimerkiksi 15 % aromaattisia).

Muita aineosia ovat keksinnön mukaisesti kromi-ja/tai boorihappo, joita tavallisesti käytetään tämän 30 tyyppisissä koostumuksissa ja jotka ovat hyödyllisiä kor-roosionsuojaominaisuuksiensa vuoksi ja joita käytetään noin 1 - 12 % koostumuksesta.

pH:n säätäjänä, joka edistää koostumuksen stabiili-suutta, käytetään keksinnön mukaisesti mieluiten sikkiok-35 sidia tai kobolttikarbonaattia ja sen määrä on noin 0,5 -4 paino-% koostumuksesta.

4 84084

Edullisesti tämän keraliuottimen määrä on noin 0,5 - 6 paino-%.

Keksinnön mukaisesti sopivana keraliuottimena voidaan käyttää, vaikka muutkin keraliuottimet ovat mahdolli-5 siä, edellyttäen, että ne sopivat käytettäviksi glykoli-eetterityyppisen liuottimen, lakkabensiinin ja kromihapon kanssa, propyleeniglykolin etyyliglykoliasetaattia tai metyylieetteriasetaattia (Dowanol).

Veden ja lakkabensiinin yhtäaikainen läsnäolo vaa-10 tii pinta-aktiivisten aineiden systeemin läsnäoloa, jolla saadaan turvatuksi kappaleiden hyvät kostumis- ja kalvon-muodostusominaisuudet. Tämä systeemi käsittää toisaalta ainakin yhden vesiliukoisen pinta-aktiivisen aineen ja toisaalta ainakin yhden lakkabensiiniin liukenevan pinta-15 aktiivisen aineen. Mieluiten käytetään ei-ionisia pinta-aktiivisia aineita.

Tyypillisesti ensiksi mainittujen pinta-aktiivisten aineiden, jotka ovat vesiliukoisia, HLB-arvo on yli 10, esimerkiksi noin 12,5, kun taas toiseksi mainittujen pin-20 ta-aktiivisten aineiden, jotka eivät liukene veteen mutta liukenevat aromaattisiin ja/tai alifaattisiin liuottimiin, HLB-arvo on pienempi kuin 10, esimerkiksi noin 8,7.

Keksinnön mukaisesti pinta-aktiivisten aineiden systeemiä käytetään koostumuksessa noin 1-3 paino-%.

25 Keksinnön mukaisesti sopivat pinta-aktiiviset ai neet voidaan valita ei-ionisten aineiden, esimerkiksi al-kyylifenolipolyetoksieettereiden, etenkin nonyylifenolin ja etyleenioksidin kondensaatiotuotteiden joukosta. Voidaan käyttää esimerkiksi Remcopai41-ryhmään (Gerland) kuulu-30 via pinta-aktiivisia aineita, erityisesti Remcopal^ 334 (liukenee liuottimiin) ja Remcopal·5 349 (vesiliukoinen).

Koostumukseen voidaan myös lisätä mahdollisesti muita aineosia, kuten sakeutusaineita, joilla saadaan parannetuksi koostumusten käyttöominaisuuksia, ja/tai kiin-35 teitä voiteluaineita, jotka parantavat valmistettavan pinnoitteen mekaanisia ominaisuuksia.

5 84084

Sakeutusaineena voidaan käyttää jotakin vesiliukoista ei-ionista polymeeriä, esimerkiksi hydroksietyyli-selluloosaa, vaikka muitakin sakeutusaineita, etenkin sel-luloosapitoisia sakeutusaineita voidaan ajatella edellyt-5 täen, että ne sopivat käytettäviksi kromihapon kanssa.

Keksinnön mukaisesti voidaan lisätä noin 0,1-3 paino-% hydroksletyyliselluloosaa. Kun käytetään muita, molekyylipainoltaan erilaisia sakeutusaineita, edellä mainittu painomäärä muuttuu.

10 Kiinteänä voiteluaineena voidaan käyttää, kuten muissakin vesipitoisissa korroosionestokoostumuksissa, PTFE:ä tai MoS2:a. Keksinnön mukaisesti koostumukset voivat sisältää enintään noin 10 % kiinteää voiteluainetta.

Keksintö koskee sekä koostumuksia, joissa kaikki 15 aineosat on sekoitettu, että koostumuksia, jotka ovat erikseen varastoituina eri aineosina, ja lisäksi eri aineosien esisekoituksina olevia koostumuksia. Koostumusten eri aineosat sekoitetaan yleensä ennen niiden levittämistä alustalle ainakin kahtena esiseoksena, joista toinen on 20 vesiväliaineessa ja toinen orgaanisessa väliaineessa (kuten esimerkeistä käy ilmi).

Keksinnön mukaisia koostumuksia käytetään klassisissa metallialustojen, etenkin teräs-, valurauta- ja hehkutettua terästä olevien alustojen pinnoitusmenetelmissä. 25 Alustan pinnoittaminen suoritetaan millä tahansa sopivalla tavalla, esimerkiksi karkaisemalla tai pistooli-ruiskutuksella, sitten pinnoitettua alustaa kuumennetaan sopivassa lämpötilassa sopivan ajan kunnes pinnoite kovettuu alustalle, kuumennuksen saadessa aikaan erityisesti 30 liuottimien haihtumisen ja aineen sisäisiä kemiallisia reaktioita, joiden avulla pinnoite saadaan muodostumaan. Kuumennusta voi lisäksi edeltää valutus, esimerkiksi sent-rifugoimalla suoritettava valutus, kun kysymys on erityisesti pulttituotteista.

6 84084

Pinnoite voidaan tehdä useampikerroksiseksi, jolloin levitys- ja kovetusvaiheet suoritetaan useampaan kertaan, kunnes saadaan halutun paksuinen pinnoite.

Kuten klassisissa pinnoitusmenetelmissä, alustat 5 voidaan esikäsitellä esimerkiksi emäksisellä rasvanpois-tolla ja sitten huuhtelemalla ja mikrohiekkapuhalluksella.

Lisäksi pinnoitetuille osille voidaan suorittaa muitakin jatkokäsittelyjä, kuten lakkauksia, maalauksia jne.

10 Keksinnön mukaisilla lakkabensiiniä sisältävillä koostumuksilla saadaan tuotteen stabiilisuus paremmaksi käytön aikana, etenkin valmistuslinjakäytössä, koska niiden avulla voidaan paremmin hallita kostutusominaisuuksia ajan mittaan. Lisäksi ne soveltuvat paremmin teollisuus-15 käyttöön, koska niiden pintajännitys soveltuu paremmin tähän käyttöön, niiden tiheys pysyy stabiilina ja vaahtoa-mista ei esiinny.

Tiheyden pysyessä vakiona ajan mittaan vältytään sentrifugoinnin säätelyltä. Annetuissa sentrifugointiolo-20 suhteissa vakiotiheys nimittäin mahdollistaa aina saman-paksuisen pinnoitteen levittämisen.

Pinnoitteen jakautuminen ja ulkonäkö, joka keksinnön mukaisilla koostumuksilla saadaan pinnoitettaville alustoille, erityisesti metallialustoille, joissa on kier-25 teitä, ovat paremmat erityisesti siksi, että kuplia ja liikapaksuuksia ei esiinny kierteiden kohdalla tai käsitellyissä kappaleissa. Tästä syystä pinnoitettujen alustojen mekaaniset ominaisuudet ja korroosionkesto paranevat ja hylkytavaran aiheuttama hävikki pienenee.

30 Tämä keksintö koskee myös keksinnön mukaisten kor- roosionestopinnoitekoostumusten käyttöä metallialustoille. Korroosionestopinnoite saadaan aikaan kuumentamalla keksinnön mukaista koostumusta, kun se on levitetty mainitulle alustalle. Kysymykseen tulevat etenkin ruuvit, pultit, 35 mutterit, niitit, jouset tai muottiin puristetut teräskap-paleet, valurautakappaleet tai hehkutettua terästä olevat 7 84084 kappaleet, erityisesti autonkorin ja sähkökäyttöisten kotitalouskoneiden osat.

Tämän keksinnön muut tunnusmerkit ja edut selviävät seuraavista esimerkeistä ja liitteenä olevasta piirustuk-5 sesta.

Esimerkit 1-4

Esimerkkejä koostumuksista, jotka sisältävät lakka-bensiiniä

Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 10 Sinkkihiutaleita 20 20 30 17

Alumiinihiutaleita 3

Dipropyleeniglykolia 10 15 20 15

Etyyliglykoliasetaattia 5 424

Lakkabensiiniä 5 323 15 Remcopal^ 334 1 0,7 0,5 0,7

Remcopal® 349 1,6 1 1,5 1

Vettä 51,9 50,8 35 50,8

Kromihappoa 3 343

Sinkkioksidia 1 121 20 Boorihappoa 1 121

Hydroksietyyli- selluloosaa 0,5_0, 5_1_0, 5 100 100 100 100 25 Lakkabensiini sisältää 15 % aromaattisia hiilivety jä, se on tislattu 150 - 195 °C:ssa ja sen leimahduspiste on 35 °C.

Esimerkki 5

Vaahtoamis-vaahdonestokoe 30 Seuraavat tiheysarvot selvittävät lakkabensiinin läsnäolon vaikutusta vaahtoamisen estämiseen korroosion-estokoostumuskylvyssä.

8 84084

Tiheys alussa; Oh O h, 1 min 2h 3 h 4 h 6 h 8 h A 1,35 1,26 1,28 1,29 1,29 1,30 1,31 5 B 1,35 1,28 1,32 1,33 1,33 1,34 1,35 C 1,35 1,29 1,33 1,34 1,35 1,35 1,35 D 1,35 1,29 1,34 1,35 1,35 1,35 1,35 A - Vertailukoostumus ilman lakkabensiiniä; ilman mekaa-10 nista vaahdonpoistoa B - Vertailukoostumus ilman lakkabensiiniä; mekaaninen vaahdonpoisto C - Koostumus, joka sisälsi sinkkitahnaa; lakkabensiiniä 2 % 15 D - Koostumus, joka sisälsi sinkkiä jauheena; lakkabensiiniä 2 %

Vaahdottaminen suoritetaan sekoittamalla määrätietoisesti sekoittimella minuutin ajan. Lakkabensiinin läs-20 näolo vaikuttaa merkittävästi vaahdonestoon.

Esimerkki 6 Tiheyden pysyvyyskoe

Kuvio 1 esittää ajan funktiona (päivinä) korroo-sionestokoostumusten (vakiokuivauutteena) tiheysarvoja d. 25 Koostumuksessa, joka sisältää lakkabensiiniä (0), tiheys pysyy käytännöllisesti katsoen vakiona neljän päivän ajan. Molempien muiden koostumusten (Q ,<^>; standardin mukainen DACROMET®), joiden tulokset esitetään vertai-luesimerkkeinä, tiheys alenee saman ajan kuluessa.

Claims (14)

1. Metallialustan korroosionestopinnoitekoostumus, tunnettu siitä, että se sisältää 5 (a) noin 10 - 40 paino-% hienojakoista metallia, (b) noin 1-12 paino-% boorihappoa ja vähintään yhtä jäsentä ryhmästä, johon kuuluvat kromihappo ja sen heksavalentit johdannaiset, (c) noin 0,5-4 paino-% pH:n säätäjää, erityisesti

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että hienojakoinen metalli valitaan 25 sinkin, alumiinin, kadmiumin, niiden seosten tai lejeerin-kien joukosta, jolla on normaali negatiivinen elektrodipo-tentiaali, absoluuttiselta arvoltaan raudan potentiaalia suurempi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen koostumus, 30 tunnettu siitä, että korkealla kiehuva liuotin on dipropyleeniglykoli.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää noin 0,5 - 6 paino-% lakkabensiiniä.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen koos tumus, tunnettu siitä, että orgaaninen keraliuo- ίο 8 4084 tin valitaan seuraavien aineiden joukosta: propyleeniglykolin etyyliglykoliasetaatti ja metyylieetteriasetaatti.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että ei-ioniset pinta-ak- 5 tiiviset aineet ovat alkyylifenolipolyetoksieetterin tyyppisiä.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi sakeutusainetta, etenkin noin 0,1-3 paino-% hydroksi- 10 etyyliselluloosaa.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi noin 10 paino-% kiinteää voiteluainetta.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen koos- 15 tumus, tunnettu siitä, että kiinteä voiteluaine on PTFE tai MoS2.

9 84084

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että hienojakoinen metalli lisätään koostumukseen tahnana, joka sisältää mainittua 20 metallia hiukkasina ja lakkabensiiniä.

10 ZnO:a tai CoC03:a, (d) noin 7-30 paino-% korkealla kiehuvaa liuotinta ryhmästä, johon kuuluvat polyolit ja glykolieetterit, (e) vähintään noin 0,1 - 10 paino-% orgaanista ke-raliuotinta, jonka liukoisuusparametri on 10,8 ± 1, 15 (f) noin 0,1 - 10 paino-% lakkabensiiniä, (g) noin 1-3 paino-% ei-ionisten pinta-aktiivis-ten aineiden systeemiä, joka sisältää vähintään yhtä vesiliukoista pinta-aktiivista ainetta, jonka HLB on noin 10 mutta yli sen, ja vähintään yhtä pinta-aktiivista ainetta, 20 joka on liukoinen lakkabensiiniin ja jonka HLB on noin 10 mutta alle sen, (h) vettä.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että tahna sisältää noin 85 - 92 paino-% hienojakoista metallia ja noin 8-15 paino-% lakkabensiiniä.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen koos tumus, tunnettu siitä, että metalli lisätään koostumukseen kuivina hiukkasina.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen metallialustan korroosionestopinnoitekoostumus, tunnettu siitä, 30 että mainittu koostumus sisältää (a) noin 10 - 40 paino-% hienojakoista metallia, erityisesti sinkkiä tai sen lejeerinkiä tai sinkki-alumiiniseosta, (b) noin 1-12 paino-% kromi- ja boorihappoa ja/- 35 tai niiden johdannaisia, ιχ 84084 (c) noin 0,5-4 paino-% pH:n säätäjää, erityisesti ZnO:a tai CoC03:a, (d) noin 7-30 paino-% polyoli- tai glykolieette-rityyppistä, korkean kiehumispisteen omaavaa liuotinta, 5 erityisesti dipropyleeniglykolia, (e) ainakin noin 0,1 - 10 paino-% orgaanista kera-liuotinta, jonka liukoisuusparametri on 10,8 ± 1, erityisesti propyleeniglykolin etyyliglykoliasetaattia tai me-tyylieetteriasetaattia, 10 (f) noin 0,1 - 10 paino-% lakkabensiiniä, (g) sakeutusainetta noin 0,1-3 paino-%, erityisesti noin 0,1-3 paino-% hydroksietyyliselluloosaa, (h) noin 1-3 paino-% ei-ionisten pinta-aktiivis-ten aineiden systeemiä, joka sisältää ainakin yhtä vesi- 15 liukoista pinta-aktiivista ainetta, jonka HLB on noin 10 mutta yli sen, ja yhtä pinta-aktiivista ainetta, joka on liukoinen lakkabensiiniin ja jonka HBL on noin 10 mutta alle sen, (i) mahdollisesti enintään noin 10 paino-% kiinteää 20 voiteluainetta, erityisesti PTFE:ä, ja (j) vettä.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukaisen kor-roosionestopinnoitekoostumuksen käyttö metallialustalle, etenkin ruuviin, pulttiin, mutteriin, niittiin, jouseen 25 tai muottiin puristettuun teräskappaleeseen, valurautakap- paleeseen tai hehkutettua terästä olevaan kappaleeseen, kuten autonkorin tai sähkökäyttöisten kotitalouskoneiden osiin. i2 84084 Patervtkrav