FI99136C - Väliaikainen ruostumista estävä päällystyskoostumus - Google Patents

Description

99136 Väliaikainen ruostumista estävä päällystyskoostumus Rostskyddande täckningskomposition för tillfällig bruk Tämä keksintö koskee väliaikaisesti käytettävää ruostumista 5 estävää päällystekoostumusta, jolla on erinomainen lämmönkesto ja hitsattavuus.

Tunnetaan suuri joukko korroosiota vastustavia maaleja, jotka sisältävät ruostumista estäviä pigmenttejä. Näistä paljon sinkit) kiä sisältävä maali, jossa on paljon sinkkijauhetta ja sideainetta, on laajalti käytetty väliaikaisena suurten teräsrakenteiden, kuten laivojen, siltojen ja sellaisten ruostumista estävänä maalina johtuen erinomaisesta ruostumisen estosta. Uskotaan, että sinkkipitoisen maalin ruostumisen esto johtuu 15 sinkkijauheen sijaiskorroosiosta, jonka aiheuttaa sähkökemiallinen reaktio teräksen kanssa, ja sinkkijauheen korroosiotuot-teen aiheuttamasta veden ja hapen poissulkemisesta.

Sinkkipitoisella maalilla on kuitenkin joitain haittoja. Vaikka 20 suurempi määrä sinkkijauhetta kasvattaa sijaiskorroosiota lisäten ruostumisen vastustamista, se myös lisää sinkkijauheen syö-pymiskukintaa, joka heikentää päällystevalmisteen tartuntaky-kyä. Mikäli sinkkijauheen määrää vähennetään, käy sijaiskorroo-sio riittämättömäksi. Alueella, joka kuumennetaan korkeampaan 25 lämpötilaan, kuten hitsaus- tai silohöyläysalueen vastapuoli, päällysteen komponentit muuttuvat nestemäisiksi tai hajoavat kuumuuden vaikutuksesta niin, että peitteeseen muodostuu säröjä. Siten ruostumisen esto heikkenee. Siksi, vaikka suuret teräsrakenteet päällystetään väliaikaisella ruostumista estä-:· 30 väliä maalilla, pinta on esikäsiteltävä ennen päällystämistä, koska pinnat hitsataan tai höylätään useissa osissa.

Tämän vuoksi tarvitaan päällystekoostumus, joka sisältää pienen määrän sinkkiä, ja jolla on erinomainen ruostumisen esto myös 35 kuumennetuissa osissa.

2 99156 Tällaisen päällystekokoomuksen valmistamiseksi on esitetty useita tekniikoita, joista yksi on sideaineen kuumuudensietoky-vyn parantamiseksi (JP-patenttihakemukset 158785/1983 ja 93940/1984) ja toinen sinkkijauheen kuumennuksen jälkeisen 5 ruostumisen eston parantamiseksi (JP-patenttihakemukset 199205/1984 ja 281719/1985). Nämä tekniikat ovat melko tyydyttäviä, mutteivät ole ominaisuuksiltaan hyviä kaikissa kuumen-nusolosuhteissa.

10 Tämä keksintö tuo esiin väliaikaisen ruostumista ehkäisevän päällystekoostumuksen, jolla on erinomainen ruostumisen esto jopa yli 600°C:een kuumentamisen jälkeen, ja jolla on hyvä hitsattavuus. Tämän keksinnön väliaikainen ruostumista estävä päällystekoostumus käsittää 15 (A) 10 - 25 paino-% sideainetta, jonka hehkutusmenetys on alle 33 %; (B) 40 - 70 paino-% sinkkijauhetta, (C) 5-50 paino-% epäorgaanista oksidipigmenttiä, joka on 20 kuumennettu yli 500°C:een 3 % hehkutusmenetykseen; komponenttien (A), (B) ja (C) määrien perustuessa kuivan pääl- lystekalvon painoon.

Sideaine (A) on mikä hyvänsä tekniikan tasolla tunnettu sideai-25 ne, jonka hehkutusmenetys ei ole yli 33 paino-%, edullisesti -30 - 20 paino-%. Esimerkkejä sideaineista ovat tetra- ja/tai alkyylitrialkoksisilaanihydrolysaatit, erityisesti hydrolysaat-ti yhdisteestä, jolla on kaava (Rx)mSi(OR2)4_m 3 0 [R-L ja R2 ovat samat tai erilaiset, myös alkyyliryh- miä, joissa on 1 - 5 hiiliatomia, m on 0 tai 1.] kuten tetrametoksisilaani, tetraetoksisilaani, tetrapropoksi-silaani, metyylitrimetoksisilaani, metyylitrietoksisilaani, etyylitrietoksisilaani ja näiden seos; liuotintyyppinen kolloi-35 dinen piidioksidi; veteen dispergoituva kolloidinen piidioksidi; alkalisilikaatti; ja näiden seos. Edullinen hitsattavuuden 99136 3 parantamiseksi lämmönkeston lisäksi on tetra- ja/tai alkyylit-rialkoksisilaanin ja liuotintyyppisen kolloidisen piidioksidin seos painosuhteessa (alkoksisilaani/kolloidinen piidioksidin) 85/15 - 30/70 Si02:n perusteella. Japanilainen patenttihakemus-5 julkaisu (Kokai, tutkimaton) 93450/1984 esittää tetra-alkoksi-silaanin ja liuotintyyppisen kolloidisen piidioksidin seoksen. Sideaine (A) on yleensä läsnä tämän keksinnön päällystekokoo-muksessa määrässä 10 - 25 paino-%, edullisesti 10 - 20 paino-% kuivasta kalvosta. Määrät alle 10 paino-% heikentävät kalvon 10 ominaisuuksia, aiheuttaen siten kuumuudenkeston ja ruostumisen eston huonontumisen. Mikäli sideainetta sisällytetään yli 25 paino-%, muodostuu korotettua lämpötilaa käytettäessä paljon kaasua, joka usein tuhoaa kovettuneen kalvon.

15 Tämän keksinnön päällystekokoomukseen voidaan käyttää mitä hyvänsä sinkkijauhetta. Sinkkijauheella on edullisesti hiukkas-koko 1-20 μιη, edullisemmin 3 - 10 μιτι. Se voi olla sinkin ja muiden metallien, kuten raudan, kalsiumin, natriumin, kaliumin ja alumiinin lejeerinki. Sinkkijauheen määrä saattaa olla 20 40 - 70 paino-%, edullisesti 40 - 60 paino-% kuivasta kalvosta.

Määrät alle 40 paino-% vähentävät ruosteenestoa. Määrät yli 70 paino-% lisäävät syöpymiskukintaa, joka johtaa päällysteen tartuntakyvyn heikkenemiseen. Suuremmat sinkkijauhemäärät vaikuttavat myös heikentävästi hitsattavuuteen suurinopeushitsauk-25 sessa.

Tämän keksinnön epäorgaaninen oksidipigmentti on kuumennettava ainakin 500°C:een, ja kuumennusta on jatkettava ainakin 3 paino-%, edullisesti 1 paino-% hehkutushäviöön. Kuumennus voidaan - : 3 0 suorittaa ilmassa sähköuunia käyttäen, koska pigmentti on luon nostaan stabiilia myös ilmassa. Pigmentit saattavat olla joko tuotteita luonnosta, tai synteettisiä tuotteita, mutta taloudelliselta kannalta ne ovat edullisesti luonnosta, kuten savi, talkki, kiille ja sellaiset. Edullinen on savi, koska saadulla 35 kalvolla on hyvä ruosteenestokyky. Pigmentin hiukkaskoolle ei ole rajoituksia, mutta pehmeälle pinnalle se ei edullisesti ole 4 99136 yli 20 /im. Pigmentin jauhaminen voidaan suorittaa ennen tai jälkeen kuumennuskäsittelyn. Mikäli jauhaminen suoritetaan kuumennuksen jälkeen, kuivajauhaminen on edullinen.

5 Tämän keksinnön päällystekokoomus saattaa tarvittaessa sisältää yllä mainittujen komponenttien lisäksi muita pigmenttejä, liuottimia ja lisäaineita. Tyypillisiä esimerkkejä muista pigmenteistä ovat korroosiota estävät pigmentit, väripigmentit tai metallijauhepigmentit, kuten sinkkioksidi, titaanivalkoinen, 10 rautaoksidi, ultramariininsininen, krominvihreä, sinkkifosfaat-ti, alumiinifosfaatti, bariummetaboraatti, sinkkimolybdaatti, kalsiumsilikaatti, ferrolejeerinki ja sellaiset. Tyypillisiä esimerkkejä liuottimista ovat isopropyylialkoholi, n-butyylial-koholi, etyleeniglykolimonobutyylieetteri, ksyleeni, tolueeni 15 ja sellaiset. Liuottimen määrä saattaa vaihdella päällysteen työstettävyyden ja kuivausprosessin mukaan. Tyypillisiä esimerkkejä lisäaineista ovat valumisenestoaine, kostutusaine, reaktion kiihdytin, värinmuutoksen estäjää (antiflooding agent), tarttumisen kiihdytin, kovettumisenestoaine (antiset-20 ting agent) ja sellaiset.

Tämä keksinnön päällystekoostumus voidaan valita sinänsä tunnetulla menetelmällä. Koostumus voidaan yleensä jakaa kahteen pakkaukseen, joista toinen sisältää jauhekomponentit ja toinen 25 sisältää kiinteät komponentit. Se voidaan myös jakaa sideaineen kanssa reagoivat komponentit sisältävään pakkaukseen, ja toiseen, sideaineen ja muut sideaineen kanssa reagoimattomat komponentit sisältävään pakkaukseen. Tämä voidaan valmistaa levittäjää, homogenisaattoria, telamyllyä, kollerimyllyä (sand 30 mill), kuulamyllyä ja sellaista käyttäen. Molemmat pakkaukset sekoitetaan riittävästi keskenään juuri ennen käyttöä. Päällys-tekoostumusta voidaan käyttää spraypäällystämiseen, telapääl-lystämiseen, sivelyyn ja sellaiseen. Käytettävä alusta voi olla mikä hyvänsä teräksestä valmistettu, erityisesti teräsraken-35 teet. Päällystekoostumus kuivataan ilmalla tai kuumalla ilmalla.

li 5 99136

On toivottavaa, että tilapäisen ruostetta estävän päällyste-koostumuksen kuumuudenkesto on yli 800°C, edullisesti yli 500°C. Kuumuudenkesto voidaan saavuttaa monilla tekijöillä, 5 kuten sideaineen, lisäaineiden ja sellaisten valinnalla. Kuivan päällysteen kuumapainohävikki ei ole yli 8 %, edullisesti ei enempää kuin 5 %.

Tämän keksinnön päällystekoostumuksella on erinomainen ruos-10 teenesto jopa hitsattavan tai höylättävän alueen vastapuolella. Tämän keksinnön päällystekokoomuksella päällystetty pinta voidaan hitsata ilman vikoja suurinopeushitsauksella (80 - 100 cm/min), kuten suojakaasulla suojaten metallikaari-hitsauksella.

15

ESIMERKIT

Seuraavat esimerkit valaisevat tätä keksintöä keksinnön yksityiskohtia rajoittamatta. Esimerkeissä kaikki prosentit ovat, 20 ellei toisin määritelty, paino-%.

Sideaine A:n valmistus

Sideaine A, tetra-alkoksisilaanin hydrolysaatti, valmistettiin 25 seuraavista komponenteista.

Valmistusaineet Paino-osaa tetraetoksisilaani (Ethyl- 100 silicate 28, toim. Nippon ' ·· 30 Colcoat Co, Ltd.)

Isobutyylialkoholi 50

Isopropyylialkoholi 24,7

Vesi 16,6 0,1 N suolahappo 0,7 35 6 99136

Yllä olevat valmistusaineet sekoitettiin sideaine A:n saamiseksi, jolla oli 23 paino-% kuumennusjäännös (110°C 3 tuntia) ja 15 paino-% hehkutusjäännnös (800°C 1 tunnin ajan). Sillä oli myös hehkutushäviö 35 paino-% kuivan kalvon painosta.

5

Sideaine B:n valmistus

Sideaine B, tetra-alkoksisilaanin ja alkyylitrialkoksisilaanin seoksen hydrolysaatti, valmistettiin seuraavista komponenteis-10 ta.

Valmistusaineet Paino-osaa tetraetoksisilaani (Ethyl- 208 silicate 28, toim. Nippon 15 Colcoat Co, Ltd.)

Metyylitrietoksisilaani 106,4

Isobutyylialkoholi 130

Isopropyylialkoholi 169,9

Vesi 49,9 20 0,1 N suolahappo 2,2

Yllä olevat valmistusaineet sekoitettiin sideaine B:n saamiseksi, jolla oli 25 paino-% kuumennusjäännös (100°C 3 tuntia) ja 17 paino-% huhkutusjäännös (800°C 1 tunnin ajan). Sillä oli 25 myös hehkutushäviö 32 paino-% kuivan kalvon painosta.

Sideaine C:n valmistus

Liuotintyyppistä kolloidista silikaa (methanol silicasol, 30 Nissan Chemical Industries, Ltd.; 50 % laimennettu isopropyy-lialkoholilla) käytettiin sideaineena C. Sideaineella C oli 16 paino-% kuumennetusjäännös (100°C 3 tuntia) ja 15 paino-% hekutusjäännös (800°C 1 tunnin ajan). Sillä oli myös hehkutushäviö 6 paino-% kuivan kalvon painosta.

35 99136 7

Esimerkit 1 - 7 ia vertaavat esimerkit 1-3

Taulukossa 1 esitetyt komponentit sekoitettiin päällystekokoo-musten saamiseksi.

5 99136 8 J, O O O UI ΙΛ .H m ' ' rj LO ID LO 0<f U)NO(N <fO O 1/1 (N o μ CN CN CN ro ω--——-----

E

•H O O LO LO

CD (N » ~ -

O O LOs}* O CT1 H O H ID h O ^ ΓΠ LOCO

C LO CN CM rH^^rO H H

r-I ___- ___ ______^__

•H

m

.U O O LO LO

μ H - ~ ' ' O) o ίο o^oihooiocn cn^cN o ^

> LO CN CNH^^nH

O O O LO LO

0~ - -

LOLO LO O Ml Ψ H (O LO m 00 h O CN

CN CN Γ0 H H LO (N CN

O O O LO O LO

VD » »

O O O -s}* LO O LO O <f H H LO O h LO OH

CN CO CO H H LO CN H CN H

O O O LO LO

LO ^ -

LO LO LO O CN CO CTi H CN LO O OI U) OH

cn ro ro cn u> cn h

H O O O LO O LO

j* «· ' ' ' ' ' •f; o o o ίο o (NcnHco^ro o οι ω oh

J CNCN^H H LO CN CN H

E------

•H

CD O O O LO LO

ω ro - - - - o o o oi o oo en cn h h lo o oo h oh

H ro H H ^ ro ro H

O O O LO LO

CN » » * »

LO LO LO ^ O LO OI Ί1 H <f O OI (O OH

CN CN ro H H LO CN CN H

O O O LO LO

H ^ ^ ^ -

LO LO LO N* O LO CN H H if if ΟΟΟΓ' OH

CN (N CN CN H^<^ CN

Π3 — •n O 0 >

4-1 H

H m *—* ^CD M o\°

-H

4-1 CD CO G

4.» >i >, <υ <υ

•H -H -h (1) G 4J o G — O

a; d ui e — <u α)<υ -ho)^ •H Ai i) JJ Ή Ή O E CC E 4-1 0)

>H ιβιΐ!(ί> > Cl 0)0) 0)CO C

(C(T!n5nJOn5iH-H B B e Π3 4-1

CD4JT)4-l4->C0nJQj CO 0)^ CD

o) xj co cd x; cco)C e -h <PQU rC C C >1 O 0) C --- e 00 O m 0) h =m 4-)

H G 4-> 4-1 r—I M-t C 0) O 4-1 CC M > Ο -h -H rH

0) 0) 0) m -H -H O -H 0) C 0) > 4-1 -H -H CD -H M Χί <C

O G C C -ι-l O O ECCD-HGHQ) m m G G co G -h M -h -h -h -h g G *H -H -H i—I -H G 4-1 & a 4-1 M G 0) 0) — -V mmm λ: -h -h x; -h e h m a: g ·· cdlduu m -n ^ h g 0)0)0) λ: co co xiEcm o) — λ; /j mm -h g o o k o m —

.. Ή Ό m T3 C H h G G H > T3 X! G XX 4-)0oo ti AI E

e -h -h -h -mmm -h h m m -h e o) g cd o h g o o -h -h h m mmm m m m ω <; > h conks: kk < k lo co k > h H ___.____ 99136 9 Päällystekoostumus levitettiin hiekkapuhalletulle teräspanee-lille ilmapinnoitussuihkeena 15 ± 2 μτη kalvon paksuuteen, ja se sai kuivia luonnollisesti 20°C:ssa 75 % suhteellisessa kos-5 teudessa 7 päivää. Tämän jälkeen se kuumennettiin 600°C:ssa tai 800°C:ssa 10 minuuttia, ja jäähdytettiin. Saatu paneeli altistettiin ruosteenestokokeelle, jossa paneeli jätettiin 6 kuukaudeksi merenrannalle (Tamanoshi, Okayama-ken, Japani) ja ruoste arvioitiin ASTM 610:n mukaisesti.

10 (2) Hitsattavuuskoe Päällystekoostumusta levitettiin molemmille puolille kahdella teräshiekkapuhalletulle teräspaneelille (12 x 150 x 7000 mm) 15 ilmapinnoitussuihkeena, ja kuivattiin huoneen lämpötilassa 7 päivää. Toinen paneeli (paneeli A) päällystettiin 15 ± 2 μτη kuivan kalvon paksuuteen, ja toinen (paneeli B) päällystettiin 3 0 ± 3 μπτ kuivan kalvon paksuuteen. Paneeli A leikattiin mekaanisesti päästään ja yhdistettiin paneelin B kanssa hitsat-20 tiin samalle tasolle hiilidioksidilla suojaten metallikaarihit-sausmenetelmällä nopeudella 90 cm/min käyttäen hitsauslankaa SF-1 (Nittetsu Welding Industries Co. Ltd.). Vikojen ilmeneminen arvioitiin kaasupainuman kokonaispituutena. Ilmareiät arvioitiin JIS Z 3104:n mukaisesti.

25

Kuten taulukosta 1 käy ilmi, päällystekoostumuksella on erinomainen ruosteen esto 600°C:een tai 800°C:een kuumennuksen jälkeen. Sillä on myös hyvä hitsattavuus suurinopeushitsauksessa, joka on kaksi kertaa niin nopea kuin tavallinen hitsaus.

- ·. 3 0

Claims (6)

99136

1. Väliaikainen ruostetta estävä päällystekoostumus, tunnettu siitä, että se sisältää: 5 (A) 10 - 25 paino-% sideainetta, jonka hehkutushäviö ei ole yli 33 paino-%, joka sideaine (A) on seos liuotintyyppisestä kolloidisesta piidioksidista (a2) ja yhdisteen hydrolysaatista (ax), jolla yhdisteellä on kaava (Rl) (OR2) 4-m 10 [1*2 ja R2 ovat samoja tai erilaisia C1_5-alkyyliryh- miä, m on 0 tai 1], painosuhteessa (a1/a2) 85/15 - 30/70 Si02:n pohjalta, (B) 40 - 70 paino-% sinkkijauhetta, (C) 5-50 paino-% epäorgaanista oksidipigmenttiä, joka on kuu-15 mennettu ainakin 500°C:een hehkutushäviöön 3 paino-%; komponenttien (A), (B) ja (C) määrien perustuessa kuivan kalvon painoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen päällystekoostumus, t u n -20 n e t t u siitä, että mainitun sinkkijauheen hiukkaskoko on 1 - 20 μπι.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen päällystekoostumus, tunnettu siitä, että mainittu sinkkijauhe on sinkin ja muiden 25 metallien lejeerinki.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen päällystekoostumus, tunnettu siitä, että mainittu epäorgaaninen pigmentti on savi, talkki, tai kiille. 30

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen päällystekoostumus, tunnettu siitä, että mainitun epäorgaanisen oksidipigmentin hiukkaskoko ei ole yli 20 μπι. 1 Il

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen päällystekoostumus, tun nettu siitä, että mainitun kalvon hehkutushäviö 1 tunnin jälkeen 800°C:ssa hapenpoisto-olosuhteissa ei ole yli 8 %. 99136