JPH0356691A - チタン隙間腐蝕防止方法 - Google Patents
チタン隙間腐蝕防止方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
、特に陰極において苛性アルカリ及び水素を、陽極にお
いて塩素を形戒するアルカリ金属塩化物の電気分解用に
用いられる電解槽の補助部分の保護に関する。そのよう
な電解槽は通常クロローアルカリ電解槽と呼ばれる。
を有するクロローアルカリ電解槽の内部の隙間部分、並
びにその隣接するパイプ及び通路に生ずる公知の現象で
ある。チタン及びその合金はそれ自身耐蝕性物質であり
、すぐれた耐蝕性を本質的に有するが、特にチタンが一
部を有する密閉部分、例えば他の表面と結合しきついシ
ールを形威するフランジを付けた部分においてその表面
部分は隙間腐蝕を免れている。
分、並びにその補助パイプ及び流路に用いられるチタン
表面は、隙間腐蝕を防ぐ塗料もしくはペイントを用いる
ことにより保護すべきガスケットシールの部分を提供す
る。米国特許第3,857.773号は隙間腐蝕を防ぐ
手段としてチタン表面に隣接したカルシウムを実質的に
含まないゴムガスケットを用いている。膜双極性電解槽
は保護コーティングを有さないチタン表面と直接接した
イオン交換膜により操作され;又はボリテトラフルオロ
エチレンガスケット、例えばW.L.Gore &As
soc ia tes製造のGore Tex9ガスケ
ットテープもしくはエチレンプロピレンジエン(EDP
M)ゴムガスケットはコートされていないチタン表面、
例えば電解槽の装置の間の電極フレーム膜をおおうチタ
ンパン又はチタン電極フレームに対しエチレンプロピレ
ンジエン(EDPM)ゴムガスケットが直接用いられる
。シール部分に保護コーティングを有しない膜電解槽は
明らかな隙間腐蝕がおこる。
間腐蝕防止コーティングは、米国特許第4.082.9
00号及び4,154,894号に記載されている白金
族元素の酸化物と耐蝕性金属の酸化物の混合物のコーテ
ィングである。白金族元素の酸化物の例は、イリジウム
、白金、ルテニウム、ロジウム、及びパラジウムの酸化
物である。耐蝕性金属の酸化物の例は、チタン、タンタ
ル、ジルコニウム、ニオブ、珪素、及びアルミニウムの
酸化物である。
AO (寸法安定アノード)コーティングで?る。DS
Aコーティングは電気触媒導電性コーティングを有する
金属アノードである。電気触媒導電性コーティングの例
は米国特許第3.632,498号及び3,711,3
85号に記載されている。塩素保護のため、コーティン
グは通常Tie.とRuO■の混合物である。これらの
コーティングはすぐれた腐蝕防止性能を示すが、450
゜C以上の塗布温度が必要である。
ーティングは電解槽において腐蝕防止用に用いられてき
た。この種のコーティングは腐蝕を防止するが、このコ
ーティングはその塗布に高温、通常は400゜C以上を
必要とする。
もしくはMoである)も隙間腐蝕を抑制することが公知
である。例えば、米国特許第3,925,185号はダ
イヤフラムタイプ電解槽の底の隙間腐蝕を防止するため
の保護ブランケット及びガスケットシーリング装置への
金属ニッケル及び酸化ニッケルの混入を開示している。
金属の使用は、これらの金属がDSAを塗布したアノー
ド及びよごれた膜分離機に毒性を与えるので限定される
。
rOの如く弗化ポリビニリデン物質を用いることも公知
である。そのような混合物は、米国特許第3, 798
. 063号に記載されているように、低酸素過電圧を
有する酸素アノードを与えるよう電極をコートするため
用いられた。しかし、Kynar及び酸化白金混合物は
基材への良好な接着を得るためκynarを溶融するた
め210〜260 ’Cの温度が必要である。
うに、有機もしくは無機結合剤及び充填材を含んでなる
組威物を用いることが公知であり、充填材は保護すべき
金属表面より陽極な導電性金属粒子の混合物及び粉砕し
た耐火性鉄合金からなる。この組成物及びプロセスは膜
クロローアルカリ電解槽の陽極液内で化学的に安定でな
い結合剤物質の欠点及び陽極液に溶解し膜分離機に毒性
を与える鉄合金の欠点を有する。
物を提供することが望ましい。チタン部品のシール表面
に、又はチタンと共にシーリングに用いられる他のシー
ル表面にチタンシール表面の加熱を最小にして塗布でき
る隙間腐蝕防止組底物を提供することが望ましい。
止組成物又は特に分解及び再組み立てが必要な電解槽に
おいて加熱を最小とする再塗布組底物を提供することが
特に望ましい。
シーリング表面、膜の周囲のシーリング表面及び電解槽
のシーリングにおいて他のシーリング表面と共に用いら
れる電解槽の細かいチタンアノードメッシュの周囲のシ
ーリング表面において電解槽部材表面すべてに対し有効
な隙間腐蝕防止コーティングを与えることが望ましい。
多数の区画を含む「フィルタープレス」装置の各区画に
おいて膜がアノード及びカソードを分け電気分解の間ア
ノード部(塩素が発生)及びカソード部(苛性アルカリ
及び水素が発生)を形成することが理解されるであろう
。
積へのタッチアップコーティングの塗布又は最初のコー
ティングの寿命の最後における表面への新しいコーティ
ングの塗布においてより経済的である隙間腐蝕防止組成
物を提供することが望ましい。例えば、分散体内のある
成分の含量が従来技術の混合した酸化物層タイプコーテ
ィングより低い分散体を提供することが望ましい。
ング表面の少なくとも1つがチタン成分を含み、シール
部分でのチタンの隙間癌純がシール部分において白金族
金属の酸化物及びフノレオロカーボンボリマー結合剤物
質を含む組成物のコーティングを用いることにより避け
られる、フィルタープレスタイプの電解槽、並びにその
補助ノくイプ及び通路に関する。コーティング組成物は
チタン表面自身に、もしくはチタン表面と接しているシ
ーリング表面に、又はその両者に塗布される。
、塗布したシール表面を用いるシール部分でのチタン隙
間腐蝕を防ぐ目的を与える。
造し、このフィルムをチタンシール表面に隙間腐蝕防止
を与えるため電解槽のシーリング部分において他のシー
リング表面の間にシーリング膜として用いる。
たもしくは接触した隙間腐蝕防止組戊物を有する電解槽
である。コーティング組成物は、白金族金属の活性酸化
物もしくは酸化コバルト及びフルオロカーボンポリマー
物質の懸濁液もしくは分散液の形状で塗布され、そのベ
インド様外観及びコンシステンシーのため並びにブラシ
もしくはペイントに用いられる同様の他のアブリケータ
ーにより表面に塗布されるので「ペインド」と呼ばれる
。所望により、ペイントはフィルム形成金属、特にチタ
ンの酸化物を含んでよい。この他に、コーティング組成
物はそれが接着せず、一体の自立フィルムとしてはがれ
る表面上に形成及び乾燥してよい。次いでフィルムをチ
タン表面に対するシールに用いてよい。
は有効量の多数の導電性粒子及び有効量のポリマー結合
剤物質を含む(導電性粒子及び結合剤物質はキャリヤー
剤中に分敗している)。キャリヤー剤は基材の表面に分
散体を塗布後分散体より除去され、導電性粒子及びボリ
マー結合剤物質の混合物を表面に残す。
例えば白金族金属、すなわちルテニウム、イリジウム、
ロジウム、白金、パラジウムの酸化物、それのみもしく
はフィルム形成金属の酸化物と組み合せたものの如く活
性物質を含む。他の好通な活性化酸化物は酸化コハルト
(それのみもしくは他の酸化金属と組み合せた)を含む
。そのような活性化酸化物の例は、米国特許第3.63
2,498号; 4,142,005号; 4.0
61.549号;及び4,214,971号にみられる
。ルテニウムもしくはパラジウムの酸化物は他のPi族
金属より比較的経済的であり容易に人手可能であるので
好ましい。
の量は、ペイントの総重量を基準として約0. 1〜約
10−t%、好ましくは約1.0〜約4.0wt%、よ
り好ましくは約1.3〜約3.3wt%である。
マー結合剤物質はフルオロカーボンポリマーである。以
下の特許に記載されている非イオン性(熱可塑性)形状
のフルオロカーボンポリマーが本発明に好適である。ま
た本発明は、以下の特許に記載されているフルオロカー
ボンポリマーの塩形状を用いてよい。 3,282,8
75; 3.909,3784,025,405; 4
,065,366; 4,116,888; 4,12
3,3364,126.588; 4,151,052
; 4,176,215; 4,1?8,2184,1
92.725; 4,209,635; 4,212,
713: 4,25L3334.270,996; 4
,329,435; 4,330,654; 4,33
7,1374,337,211; 4,340,68
0; 4,357.218; 4,35B,412
;4,358.545: 4.41?,969;
4,462.87’7; 4,470,889;及び
4.478,695;欧州特許出19J1 0,027
,009.そのようなフルオロカーボンポリマーは通常
約500〜約2000の当1 (EW)を有する。本発
明に用いられるボリマーは好ましくはスルホン酸ポリマ
ー形状において約500もしくはそれ以上のEWを有し
、カルボキシル酸ポリマー形状では700以上のEWを
有し、好ましくはボリマーのEWは約1000以下に保
たれる。
よい。製造されイオン交換形状に転化される前は熱可塑
性形状にある。熱可塑性形状とは、例えばポリマーがイ
オン結合したSOJaもしくはSChll側基ではな<
SO.X側基(Xは一F,CO2−C}13 、もし
くは四級アミンである)を有することを意味する。
モノマー■とモノマー■(以下に規定)のコポリマーで
ある。所望により、第3のタイプ?モノマーをI及び■
と共重合してよい。第1のタイプのモノマーは下式、 CF2=CZZ’ ( 1
)(上式中、Z及びZ′は独立にーH.−Cl,−F、
又はーCF.からなる群より選ばれる)で表わされる。
)c−0[CF(CF2X)−CF!−01.−CF=
CF! (n)(上式中、YほーSO■Z , −C
N , −COZ 、及びC(R″f) (R′f)O
Hからなる群より選ばれ;ZはI,Br ,Clfi,
F,OR,もしくはNR+Rzより選ばれ; Rは1〜約10個の炭素原子を有する分枝鎖もしくは直
鎖アルキル基又はアリール基であり;R′f及びR′f
は独立に1〜約10個の炭素原子を有するペルフルオロ
アルキル基からなる群より選ばれ; Rt及びRzは独立にH,1〜約10個の炭素原子を有
する分枝鎖もしくは直鎖アルキル基又はアリール基から
なる群より選ばれ; aは0〜6であり; bは0〜6であり; Cは0又はlであり; ただしa+b+cはOではなく: XはCl,Br.F,又はn>1の場合それらの混合物
であり; nは0〜6であり; Rf及びRf ’は独立に−F ,−Cl、1〜約10
個の炭素原子を有するペルフルオロアルキル基及び1〜
約10個の炭素原子を有するフルオロクロロアルキル基
からなる群より選ばれる)で表わされる化合物より選ば
れる1捜以上のモノマーからなる。
Oもしくは1であり;Rr及びRf ’が一Fであり;
Xが一Clもしくは一Fであり;a+b+cが2もしく
は3である場合特に好ましい。
2)a−l− (CFRf)b′−(CFR′f)C
I−0[CF(CFzX’)−CFg−OJ.,I−C
F=CF2 (Ill)(上式中,YlはF.C1も
しくはBrであり:a′及びb′は独立に0〜3であり
;C′は0もしくはlであり; ただしa’ 十b’ +c’はOではなく;n′は0〜
6であり; Rf及びRf ’は独立にBr,Cl,F、約1〜約1
0個の炭素原子を有するペルフルオロアルキル基、及び
1〜約10個の炭素原子を有するクロロペルフルオロア
ルキル基からなる群より選ばれ;X′はーF.−Cl.
−Br,もしくはn′>■の場合それらの混合物である
) で表わされる化合物より選ばれる1種以上のモノマーで
ある。
おいて公知であり、アルカリ溶液、例えば水酸化ナトリ
ウムもしくは水酸化カリウムとの反応よりなる。この加
水分解した形状、すなわちイオン性導電性形状は隙間腐
蝕を防ぐための電解槽において用いる場合ポリマーの好
ましい形状である。例えば、ペイント組成物を電解槽の
膜に塗布する場合、加工を容易にするためボリマーはそ
の熱可塑性形状にあり、次いでそのイオン形状に加水分
解される。
するペイント組成物として用いられる場合、ポリマーは
熱可塑性又はイオン形状のいずれであってもよい。
ーは、フィルムを形成し、好適な溶媒に溶解しもしくは
好適な非溶媒キャリヤー剤に分散し、通常微小粗Ti表
面上に粘着小粒子用の結合剤として用いられる溶融加工
可能なあらゆるフルオロイオノマーを含む。ポリマーの
形状はスルホニル、H“、カルボキシレート、エステル
又はNa ”であってよい。
ポリマーは開始時にどんな物理形状であってよい。しか
し、キャリヤー剤への粒子の溶解及び分散を促進するた
め微粒子の形状が好ましい。
、最も好ましくは約2507/IT1未満である。
マーの量はペイントの総重量を基準として約0.5〜約
10圓t%、好ましくは約2.0〜約4.Owt%、よ
り好ましくは約2.5〜約3.5wt%である。
含む。例えば、非溶剤は水、アルコール、エーテル、フ
ルオロカーボン(例えばFreons)、ケトン、クロ
ロカーボン(例えば塩素化溶剤)及びそれらの混合物を
含む。例えば、溶剤は1.2ジプロモテトラフルオ口エ
タン(通常Freon114B2として公知); BrCF2−CFzBr 及び1,2.3−トリクロ口トリフルオロエタン(Fr
eon 113として公知): ClfiFzC CCj!zF を含む。
トラフルオ口エタンが最も好ましいキャリヤー剤である
。それは約47,3゜Cの沸点、約2.156g/cm
の密度、及び約7.2ヒルデブランドの溶解パラメータ
ーを有する。
ト組威物を仕上げるに十分な星である。
面にきわめて接近して分布した第2の白金族金属酸化物
を十分量含む。第2の白金族金属酸化物の量は第1の白
金族酸化物と同しである。
条件に耐えることができるIVB , VB及びVIB
族のバルブ金属もしくはフイルム形成金属の酸化物を含
む。好ましいバルブ金属の例はTiO■である。TiO
■にかえてよい他のバルブ酸化物は、例えばTag.及
びZr02を含む。
形成金属としても公知)の量は、ペイントの総重量を基
準として約0.05〜約5wt%、好ましくは約0.
5〜約2,Owt%、より好ましくは杓?. 7〜約1
.5wt%である。
O■である。好適なRuO■化合物はJohnsonM
a t theyより、物?ff,0.11 800−
2JXとして購入でき、これは99%がl±0.1nの
凝集体サイズを有する。
効な1つの方法は、米国特許第3,798,063号に
記載されており、酸溶液に三塩化ルテニウムを溶解し、
次いで塩基によりアルカリ側に処理し、最後に6〜6.
5のpHに酸性化することを含む。得られる懸′FA液
を蒸留水で中性まで洗い、 100゜Cで乾燥し、高温
(通常は500゜Cを越えない)で焼く。
法も用いてよい。
約5〜約30パーセントである。ポリマーの最大濃度は
通常約10重量%以下である。固体の部分は典型的には
非溶剤を用いた場合溶液中にはないが、ペイントをよく
(昆合した場合、固体は悲濁液もしくは分散液を形成す
る。痔剤、例えばl,2−ジプロモテトラフルオロエタ
ンを用いた場合、固体は溶液を形戊する。
及び分敗するため、ポリマー及び白金金属酸化物粒子を
選んだキャリヤー剤と接触させよく混合する。ボリマー
、白金金属酸化物粒子及びキャリヤー剤を、限定するも
のではないが振盪、撹拌、ξリング、もしくは超音波装
置を含むいくつかの方法により混合してよい。しかし、
最適の溶解及び/又は分散のため、ボリマー、白金金属
酸化物及びキャリヤー剤の間に均質な接触が必要である
。
の他のシーリング表面にコーティングとして溶液もしく
は分散液を塗布したならば、基材にペイントを結合させ
るためこのコーティングを熱結合処理し、ポリマーをそ
の溶融流れ温度にする。
ャリヤー剤を除去し、ポリマーを溶融するに必要な〆詰
度である。通常、本発明に用いられる温度は約270゜
C以下、好ましくは約l00゜C以下、より好ましくは
約30゜C以下である。温度範囲は約25゜C〜約27
0゜Cである。約25゜C以下の温度は弱い結合を形成
し、約270″C以上の温度はポリマーを分解させてし
まう。
ントの電解槽、パイプ、及び装置のチタンガスケット表
面に隙間腐蝕ペイントを塗布するための経済的及び実用
的手段を提供する。
硬化」させるためほんの中程度の温度のみを必要とする
ことである。他の利点は、成分が膜クロローアルカリ電
解槽の陽極液環境において化学的に不活性であり、従っ
てアノードもしくは膜への損傷もしくは汚染が避けられ
ることである。
ールξルもしくは他の好適な剪断操作によりボリマーに
均一に分散し、単位面積あたりのPt族金属の使用量が
最小となることである。例えば、基村上の白金族金属(
酸化物ではない)の量は通常約25〜約1000趨/c
i,好ましくは約200〜約50On/crl,最も好
ましくは約400 〜600g/ crAである。25
n / cffl以下は長期間操作条件下で隙間腐蝕
をおこし、約100on/cTA以上は不経済である。
えばX線蛍光により測定される。
発明の組成物の他の利点は、DSAコーティングが苛性
アルカリにより溶解することに対し、本発明のコーティ
ングはフルオロカーボンの性質により化学的攻撃に抵抗
性を有することである。またフルオロカーボンポリマー
はKynarより化学的に不活性である。
カリ電解槽のチタン表面のコーティングに特に有効であ
る。クロローアルカリ電解}1キ又は本発明により用い
られる他の装置のチタン表面物質は純粋なチタン金属又
はチタン合金、例えばTi−5Ta. Ti−6A
Q −4V, Ti−5A I! −2Cr−Fe
Ti−5A 12.5Sn, Ti−15Mo−5^
r, Ti−15門○−5八r−3Al及びこれらの
合金の組み合せを含む。
発明において用いられるチタン合金は、ASTMグレー
ド7及び12を含む。グレード7は0.15%Pdを有
する。グレードl2は0.3%Mo及び0.8%Niを
有する。グレードl2はグレード1(工業上純枠なチタ
ン)より隙間腐蝕に対し高い抵抗性を有する。グレード
7はグレード12より高い耐隙間腐蝕性を与えるが、グ
レード7はグレード12より高価である。一方、グレー
ド12はグレードlより延性が低い。グレード7はグレ
ード1とほぼ同し延性を有するが、電解槽の冷プレス槽
に用いられるチタンの形成グレードより延性が低い。
及び導電性がグレードlの延性及び導電性に匹敵する必
要がない場合に用いられる。価格及び延性のため槽形成
にはグレードlが好ましい。グレード1は隙間腐蝕防止
コーティングが必要であり、一方グレード7及び12は
すでに隙間腐純に対する耐性が改良されている。
タイプの電解槽の要素が示されている。電解槽10は、
例えばシール表面11aを有する電極フレームメンバー
11、シール表面12aを有するフレームメンハー12
、並びにフレームメンバー11と12の間に挿入された
ガスケットメンバー13及び膜14を含む。本発明のコ
ーティング15は電解槽に用いられるチタン物質の表面
に塗布される。
ール)表面11a上に付着したコーティング15を有す
るチタン物質製のフレームメンバー11が示されている
。
ドチタンフレームのみがコートされ、これはフレームメ
ンバー11のフランジシール部分11aである。フレー
ム12はこの例においてカソードフレームであり、通常
ニッケル製であり、従ってコートされていない。しかし
、フレームシール部分12aを所望によりコートしてよ
い。
ジシール部分11aと接している面であるガスケットメ
ンバーl3の少なくとも片面に塗布された本発明のコー
ティング15が示されている。
表面11aと直接接したガスケットメンパー13を有し
ない電解槽装置が示されている。この例において、本発
明のコーティング15は膜14の片面の周辺部に塗布さ
れている。
にそれぞれパンメンバー16及び17を含む電解槽装置
が示されている。例えば米国特許第4,668.371
号、4,666,579号、4,488,946号及び
4,604, 171号(ひだ付き槽)参照。パンもし
くはライナーメンバーl6及び17は通常フレームメン
ハー11及び12が電解槽環境に対し腐蝕性である異な
る材料製である場合用いられ、ライナー16及びl7は
フレームメンバーを保護するため非腐蝕性物質製である
。典型的には、例えばアノードライナーはチタン製であ
る。次いでコーティングl5をガスケットメンバー13
と接しているライナー16のフランジシール部16aに
塗布する。チタンのライナーを有する電解槽装置におい
て、コーティング15をチタンフランジ部16aと接し
ているガスケット表面に、又はガスケットを用いない場
合、チタンフランジ部16aと接している膜表面上に塗
布することが理解される。また、隙間腐蝕がおこるであ
ろう要素すべてをコーティングl5でコートしてよいこ
とも理解される。
け塗、浸漬及び注入を含む。好ましくは、ペイントブラ
シにより表面上にペイントをはけ塗するのと同様に分散
体を表面上にはけ塗する。
ある。(1)基材を組成物へ浸漬し、続いて風乾し所望
の温度で焼結し、所望の厚さが得られるまで繰り返す;
(2)大きなもしくは不規則な形状をおおうため基材
上へ組成物を吹付ける;(3)時には基村上への組成物
の注入を用いる;(4)ブラシもしくはローラーによる
組成物の塗布を続けて用いる。さらに、コーティングは
計量バー、ナイフ、もしくはロンドにより容易に塗布さ
れる。通常、コーティングもしくはフィルムは、繰り返
し塗布し続いて乾燥及び焼結することにより所望の厚さ
になる。次いでこの組成物は削りナイフ、ロッド、もし
くは他の好適な手段を用いて平らにする。組成物は一工
程又は多くの工程で塗布してよく、これは&[l底物中
のボリマーの濃度及びコーティングの所望の厚さにより
異なる。
ガスケット13の間に、及び膜の間にガスケットが存在
しない場合、チタン表面11aに耐蝕製フィルムl8を
取り付けてよい。
塗布するチタンシール表面、例えば電解槽10のフラン
ジ部11aの形に適合するに必要な所望の形状のフィル
ムを形戒するため分散体を所望の型に注ぎ、吹付け又は
広げる。次いでこの型を以下の温度で加熱し、キャリヤ
ー剤を取り除き、ポリマーを硬化させる。硬化後、型か
らフィルムを取り出し、例えば第5図に示すように電解
槽装置に取り付ける。
ープメンバーを所望の長さで形成する。
あ.うまうこのテープメンバーを切断する。例えば、電
解槽において、テープメンバーの切断したストリップを
角を交差させることにより又は接合部をありつぎにする
ことによりチタン表面上に取り付ける。
下の成分及び戊分の量を用いた。
ソプロビルアルコールを加える。固体がすべて溶解する
まで撹拌により混合する。残りのイソプロビルアルコー
ルを加える。次いで撹拌しなからテトライソプロピルチ
タネートを加える。少なくとも1〜4時間撹拌を続け完
全に混合する。上計の計算したモル組/i!物は高温に
おいて大気中酸化した場合、30%RuO■及び70%
Ti02を与える。
eagenL # 1〜4162 (99.9%) T
i(N)Oxをsog入れる。上記コーティング溶液を
すべて加え、固体がすべてコートされるまで撹拌により
混合する。よく排気したフード内でホットプレート上で
加熱することにより混合物からイソプロビルアルコール
を蒸発させる。大きな塊りをくだき、次いで490〜5
10″Cに約1時間加熱する。次いでこの粉末をふるい
にかけ又は所望によりボールミルし、均一な大きさを得
る。
る。
4の当量を有するスルホン酸ポリマー30gをZipl
ock@フリーザーバッグに入れ、25%膜グレードN
aOHを150g加える。フリーザーバッグを熱水中に
入れ、70’Cの温度に24時間保つ。
性アルカリを排水する。25%}lzsO< 150g
をビーカーに加える。ビーカーを6時間静置する。
浄する。水を排水し、さらに水200 gを加える。再
び水を排水する。水を200 g加え、混合物を約10
0’Cに加熱する。混合物を約5分間沸騰させる。水を
排水する。さらに水を200 g加え、5分間沸騰させ
る。水を排水し、イソプロビルアルコールを200一加
える。混合物を約16時間撹拌する。イソプロビルアル
コールを加えるもしくは沸騰させることによりポリマー
の濃度を調節する.R!0コートした粒子1.2gを上
記からの2%固体、イオノマー結合剤溶液65gに加え
、16時間よく撹拌する。
タノール及び水のペイント組成物を製造するため以下の
方法を用いた。
たDSA溶液はRu(,e3, H20 (42.29
%Ru)to.4g,fi塩酸37%18.8g、イ”
/ 7”oハ/ −/L/270g及びテトライソプロ
ピルチタネート(Ti (OC3H?) 4 ) 28
. 8 gを含んでいた。この溶液を乾燥粉末に蒸発さ
せ、次いで475゜Cで1時間焼いた。得られる粉末を
ボール壽ルした。得られるコートされたTiO,を、タ
イプl及び■の好ましいモノマーより製造した、564
の当量を有するThe DowChemical Co
mpany製のスルホン酸ボリマーと混合した。
ル部のグリントプラスト表面に塗布し、ホットエアーガ
ンを用いて硬化させる。この例に用いた電解槽は前記の
ひだ付き槽タイプの5フィートX12フィートの大きさ
のパイロット槽であった。
12パイロットプラントにおける実験の間膜の頂上にお
ける油漏れの結果としてダメージをうけた。目視により
、ATCは膜の頂上での油漏れに隣接したその頂上のフ
ランジ面よりあらかじめ塗布したDSAコーティングの
一部が除去されたことが観察された。アノード電位と組
み合せ、油漏れを通し32%NaOH溶液を噴射するこ
とによりDSAコーティングは溶解する。保護コーティ
ングの損失により、隙間腐蝕となる。最悪の腐蝕はTi
の一部を約1/8平方インチ以上の面積にわたってTi
フランジ物質の厚さの約半分の深さまでt容解する。
ため以下の方法を用いた。槽を電解装置よりはずし、水
洗し、乾燥する。この槽を水平に置き、修復する部分を
塩素化有機溶剤、CHLOI?OTI{ENEO及び綿
布できれいにした。修復する部分に隣接した電極をダク
トテープでマスクした。次いでこの部分を小さなボータ
プルサンドプラスターを用いグリットプラストした。こ
のサンドブラスクーは小さく容易に向けられるのでDS
AをコートしたTiフランジ表面にはテープを用いなか
った。グリットはアルミナであり、グリットの大きさは
杓100〜120メッシュ (米国標準シーブサイズ)
であった。グリントプラスト後、Tiガスケット表面は
明るい灰色を有していた。ブラストした部分を圧縮プラ
ント空気流で洗浄し、ダクトテープを取り除いた。
Oz、エタノール、及び水を含むガラス容器をよく混合
するため振盪した。次いで小さなペイントブラシにより
損傷をうけた部分の1つにペイントを薄い均一なコート
に塗布した。ペイント溶液をプラストされず及び損傷を
うけていないDSAコーティングを有する隣接部分にか
さねた。「ペイント」中の金属としてのRuの総量は約
1.0%であった。
トエアーガンにより加熱することによってペイントを硬
化した。このホットエアーガンはSOO〒(260″C
) 、14amps, 120ボルトであった。
ーガンを保つことにより最初の数秒間の加熱で除去され
た。ホットエアーガンの先を表面から1/4〜1/2イ
ンチで約3〜4分間この加熱プロセスを続けた。ペイン
トの「硬化」が終了す?と、塗布した部分は明るい灰色
になる。次いで溶剤中にポリマーのみを含む第2の溶液
を塗布し、同様に加熱硬化した。
部分の2ケ所はIluO■及びTie.を含む2種のベ
ースコートでコートし、3ケ所は1種のへ一スコートの
みを有していた。5ケ所の修復された部分はすべて4.
0wt%溶液でダウポリマーのみを含む1種のトップコ
ートのみを有していた。加熱プロセスの間、ヘビーメン
シュアノードに付着する小さな弱い溶接部の膨張及び破
壊からTi アノードメッシュを保つため湿ったスポン
ジを用いた。
たが溶接を破壊しなかった。
除去した。ATCを風乾し、テフロンテープのストリッ
プをアノードの周囲にまいた。幅3/4インチのテープ
の半分をアノードガスケント表面上にがさねた。槽を電
解装置にもどした。
け、90’C, 2.OASI ,及び15psigで
約60時間操作した。
び隙間腐蝕を全く示さなかった。フランジ表面をCh
Ioro thene@溶剤で洗浄し、新しいテフロン
テープを前記のように取り付けた。
槽を上記条件で78日間操作した。分解後ATCアノー
ド表面を調べると、一面においてあらかじめ穴をあけた
部分に新しい隙間腐蝕の開始をわずかに示した。この新
しい隙間S蝕は薄いT+ フランジを貫通せず、78日
間の実験の間、槽ガスケットのどこにも漏れはおこらな
かった。
ィング組成物を用いる電解槽装置のフランジ部分の分解
断面図である。 第2図は、ガスケットメンハーの表面上に本発明のコー
ティング組成物を用いる電解槽装置のフランジ部分の分
解断面図である。 第3図は、チタンと接した、膜メンバーの表面の周囲に
本発明のコーティング組成物を用いる電解槽装置のフラ
ンジ部分の分解断面図である。 第4図は、チタンライナーメンバーの表面の周辺フラン
ジ部分上に本発明のコーティングMi戒物を用いる電解
槽装置のフランジ部分の分解断面図である。 第5図は、チタンフレームメンバーの表面のフランジ部
分とガスケットの間に挿入したフィルムメンバーとして
本発明のコーティング組成物を用いる電解槽装置のフラ
ンジ部分の分解断面図である。 11・・・電極フレームメンバー l2・・・フレームメンハー 13・・・ガスケットメンバー 14・・・膜15・・
・コーティング、 16 . 17・・・ライナーメンバー18・・・耐蝕
性フィルム。 〆1c FIG.1 FIG.2 (″−0 FIG.3 FIG.4 F r10 1G,5
Claims (11)
- 1.(a)助け合い組立ての部分をシールするシーリン
グ表面を与えるフランジを有する少なくとも2個の隣接
する槽組立てメンバー(この槽組み立てメンバーの少な
くとも1つはシーリング表面としてチタンを有し、前記
シーリング表面は他のシーリング表面と協同しており、
前記チタン表面はシールした槽組立てに組立て及び操作
の間槽内の環境に暴露した場合シール部分において隙間
腐蝕に対し弱い表面である)、 (b)協同電極フレームメンバー(この少なくとも1つ
はシール表面を有するチタンを含む)と槽フレームメン
バーのシールにおいて他のシール手段と共にシール手段
として実施可能な膜の周辺部との間に挿入された膜メン
バー(膜の非周辺部はシールされたフレームメンバーに
より限定された槽の部分をカソード部とアノード部に分
ける)、(c)所望により、槽組み立てメンバーのチタ
ンシーリング表面の少なくとも一部と共に槽のシーリン
グを助けるガスケット材料、及び (d)チタン自身のシーリング表面上に、又はチタン表
面と共にシーリングを助ける他のメンバーのシーリング
表面上に位置することによりチタンの隙間腐蝕を防ぐた
めのコーティングもしくはフィルムを含む隙間腐蝕防止
物質(前記他のメンバーはガスケットもしくは膜又はそ
の両方であり、前記隙間腐蝕防止コーティングもしくは
フィルムは少なくとも1種の白金族金属及び少なくとも
1種のフルオロカーボンポリマー結合剤物質、所望によ
り、少なくとも1種のバルブ金属酸化物の固化混合物を
含む) を含む、フィルタープレスタイプの電解槽装置。 - 2.バルブ金属酸化物が酸化チタンを含む、請求項1記
載の電解槽装置。 - 3.白金族金属酸化物が酸化ルテニウムを含む、請求項
1又は2記載の電解槽装置。 - 4.フルオロカーボンポリマーが下式( I )、CF_
2=CZZ′( I ) (上式中、Z及びZ′は独立に−H,−Cl,−F、又
は−CF_3からなる群より選ばれる)で表わされる第
1のモノマー及び下式(II)、Y−(CF_2)_a−
(CFRf)_b−(CFRf′)_c−O−[CF(
CF_2X)−CF_2−O]_n−CF=CF_2(
II)(上式中、Yは−SO_2Z,−CN,−COZ、
もしくはC(R^3f)(R^4f)OHより選ばれ;
ZはI,Br,Cl,F,OR、もしくはNR_1R_
2より選ばれ; Rは1〜10個の炭素原子を有する分枝鎖もしくは直鎖
アルキル基又はアリール基であり; R^3f及びR^4fは独立に1〜10個の炭素原子を
有するペルフルオロアルキル基より選ばれ; R_1及びR_2は独立にH、1〜10個の炭素原子を
有する分枝鎖もしくは直鎖アルキル基又はアリール基か
ら選ばれ; aは0〜6であり; bは0〜6であり; cは0又は1であり; ただしa+b+cは0ではなく; XはCl,Br,F、又はn>1の場合それらの混合物
であり; nは0〜6であり; Rf及びRf′は独立に−F,−Cl、1〜10個の炭
素原子を有するペルフルオロアルキル基又は1〜10個
の炭素原子を有するフルオロクロロアルキル基より選ば
れる) で表わされる化合物より選ばれる1種以上のモノマーか
らなる第2のモノマー、及び所望により下式(III)、 Y′−(CF_2)_a_′−(CFRf)_b_′−
(CFR′f)_c_′−O−[CF(CF_2X′)
−CF_2−O]_n_′−CF=CF_2(III)(
上式中、Y′はF,ClもしくはBrであり;a′及び
b′は独立に0〜3であり; c′は0もしくは1であり; ただしa′+b′+c′は0ではなく; n′は0〜6であり; Rf及びRf′は独立にBr,Cl,F、1〜10個の
炭素原子を有するペルフルオロアルキル基、又は1〜1
0個の炭素原子を有するクロロペルフルオロアルキル基
からなる群より選ばれ; X′は−F,−Cl,−Br、もしくはn′>1の場合
それらの混合物である) で表わされる化合物より選ばれる1種以上の他のモノマ
ーのコポリマーである、請求項1,2又は3記載の電解
槽装置。 - 5.隙間腐蝕防止物質が水、アルコール、エーテルもし
くはそれらの混合物より選ばれる非溶剤キャリヤー剤内
で分散体形状から100゜C以下の温度において固化さ
れる、前記請求項のいずれか記載の電解槽装置。 - 6.少なくとも1種の白金族金属酸化物、フルオロカー
ボンポリマー結合剤の物質、及び所望により少なくとも
1種のバルブ金属酸化物の固化混合物を含む腐蝕防止物
質。 - 7.フルオロカーボンポリマーが下式( I )、CF_
2=CZZ′( I ) (上式中、Z及びZ′は独立に−H,−Cl,−F、又
は−CF_3からなる群より選ばれる)で表わされる第
1のモノマー及び下式(II)、Y−(CF_2)_a−
(CFRf)_b−(CFRf′)_c−O−[CF(
CF_2X)−CF_2−O]_n−CF=CF_2(
II)(上式中、Yは−SO_2Z,−CN,−COZ、
もしくはC(R^3f)(R^4f)OHより選ばれ;
ZはI,Br,Cl,F,OR、もしくはNR_1R_
2より選ばれ; Rは1〜10個の炭素原子を有する分枝鎖もしくは直鎖
アルキル基又はアリール基であり; R^3f及びR^4fは独立に1〜10個の炭素原子を
有するペルフルオロアルキル基より選ばれ; R_1及びR_2は独立にH、1〜10個の炭素原子を
有する分枝鎖もしくは直鎖アルキル基又はアリール基か
ら選ばれ; aは0〜6であり; bは0〜6であり: cは0又は1であり; ただしa+b+cは0ではなく; XはCl,Br,F、又はn>1の場合それらの混合物
であり; nは0〜6であり; Rf及びRf′は独立に−F,−Cl、1〜10個の炭
素原子を有するペルフルオロアルキル基又は1〜10個
の炭素原子を有するフルオロクロロアルキル基より選ば
れる) で表わされる化合物より選ばれる1種以上のモノマーか
らなる第2のモノマー、及び所望により下式(III)、 Y′−(CF_2)_a_′−(CFRf)_b_′−
(CFR′f)_c_′O−[CF(CF_2X′)−
CF_2−O]_n_′−CF=CF_2(III)(上
式中、Y′はF,ClもしくはBrであり;a′及びb
′は独立に0〜3であり; c′は0もしくは1であり; ただしa′+b′+c′は0ではなく; n′は0〜6であり; Rf及びRf′は独立にBr,Cl,F、1〜10個の
炭素原子を有するペルフルオロアルキル基、又は1〜1
0個の炭素原子を有するクロロペルフルオロアルキル基
からなる群より選ばれ; X′は−F,−Cl,−Br、もしくはn′>1の場合
それらの混合物である) で表わされる化合物より選ばれる1種以上の他のモノマ
ーのコポリマーである、請求項6記載の腐蝕防止物質。 - 8.白金族金属酸化物が酸化ルテニウムを含み、バルブ
金属酸化物が酸化チタンを含む、請求項6又は7記載の
腐蝕防止物質。 - 9.槽組み立ての少なくとも一部をシールするための少
なくとも1つの他の槽組み立てメンバーの少なくとも1
つのシーリング表面と協同するシーリング部分を有する
少なくとも1つのシーリング表面を含む電解槽組み立て
構造体内のチタン隙間腐蝕を防ぐ方法であって、 (a)チタン表面のシール部分、又は前記他の協同組み
立てメンバーのシール表面のいずれかを非溶剤キャリヤ
ー剤内の白金族金属の酸化物及びフルオロポリマーの分
散体をコートし、前記表面に隙間腐蝕防止コーティング
を形成すること;(b)シール部分にこうして塗布した
分散体を基材へのコーティングの結合を得るに十分な温
度に加熱し、基材を250℃未満の温度に保つこと、及
び (c)シーリング部分をシーリング関係に導くこと、 を含んでなる方法。 - 10.前記組成物が少なくとも1種のバルブ金属酸化物
の微粉砕した粒子を含み、上記成分が分散したキャリヤ
ーが水、アルコール、エーテル、フルオロカーボン、ケ
トン、クロロカーボン又はそれらの混合物より選ばれる
少なくとも1種の液体である、請求項9記載の方法。 - 11.白金族金属酸化物が酸化ルテニウムを含み、バル
ブ金属酸化物がTiO_2,TaO_2、又はZrO_
2を含む、請求項10記載の方法。
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- 1990-05-08 KR KR1019900006422A patent/KR900019281A/ko not_active Application Discontinuation
- 1990-05-08 DE DE69014709T patent/DE69014709T2/de not_active Expired - Lifetime
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