NL7909016A

NL7909016A - Werkwijze voor het aanbrengen van een corrosiewerend 2-lagen systeem op staal.

Info

Publication number: NL7909016A
Application number: NL7909016A
Authority: NL
Original assignee: Akzo Nv
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1981-07-16
Also published as: ATE4678T1; NO158350B; NO803758L; EP0030762B1; JPS5697578A; EP0030762A1; JPS6334792B2; DE3064982D1; DK531180A; NO158350C; US4337299A

Description

V < ACO 1819

Werkwijze voor het aanbrengen van een corrosiewerend 2-lagen systeem op staal.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een corrosiewerend systeem op staal.

5 De werkwijze volgens de uitvinding wordt hierdoor gekenmerkt, dat men het staal bekleedt met een laag die voor tenminste 45 gewichtsprocent bestaat uit metalliek zink, en men vervolgens een laag aanbrengt van een pigmentbevattende compositie op basis van een aromatisch/alifatische po-lyhydroxyether en/of een verzadigde aromatische polyesterhars, met een 10 getalgemiddeld moleculair gewicht van tenminste 4000, en waarbij de vo-lumeverhouding van bindmiddel tot pigment ligt tussen 50:50 en 95:5.

Een voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is dat een beschermingssysteem wordt verkregen, welk een verhoogde corrosiebestendigheid bezit. Juist met het oog op de door de toename van het SO^-gehalte 15 veroorzaakte toenemende agressiviteit van de buitenlucht is een verhoogde corrosiewering van veel belang.

De eerste laag die volgens de uitvinding op het staal wordt aangebracht bestaat in hoofdzaak uit zink en kan op verscheidene wijzen worden aangebracht, bijvoorbeeld door middel van thermisch verzinken (in loon of 20 * continu), sherardiseren, spuiten van zinkdraad of zinkpoeder of elektro-lytisch verzinken. Desgewenst kunnen de op die manier verkregen zinkla-gen op bekende wijze worden passiveerd, bijvoorbeeld door fosfatering en chromatering.

Bij voorkeur bestaat de eerste laag echter uit een zinkstofverf op basis 25 van een bindmiddel en een pigment, waarbij de gewichtsverhouding van bindmiddel tot pigment ligt tussen 5:95 en 15:85 en waarbij het pigment voor 55 tot 100 gewichtsprocent bestaat uit zinkstof. Een voordeel van het gebruik van een zinkstofverf is dat de samenstelling en de benodigde laagdikte gemakkelijk op het toepassingsgebied kunnen worden afgestemd.

30 Dit zinkstof kan worden toegepast in elke geschikte vorm, bijvoorbeeld als zinkstof of als "flakes". Het pigmentsysteem kan voorts andere elektrisch geleidende of semigeleidende pigmenten omvatten, zoals fijnver-deeld ijzergliramer, ijzerphosphide, aluminium, roestvrij staal, cadmium en dergelijke. Desgewenst kan de compositie, ter verdere verhoging van 790 9 0 1 6 * >> - 2 - de corrosiebestendigheid nog een geringe hoeveelheid bevatten van een corrosiewerend pigment of een corrosie-inhibitor, bijvoorbeeld in een hoeveelheid van ten hoogste 10, bij voorkeur ten hoogste 5 gewichtspro-cent ten opzichte van de totale hoeveelheid pigment. Geschikte toevoe-5 gingen zijn onder meer zinkfosfaat, loodchromaat, strontiumchromaat, ba-riummetaboraat, calciumfosforsilicaat, calciumborosilicaat, calciumfer-rit, zinkferrit en zwaarmetaalzouten van 5-nitroisoftaalzuur.

Het in de zinkstofverf toe te passen bindmiddel kan vrij willekeurig worden gekozen. Geschikte bindmiddelen zijn onder meer verzadigde poly-10 esterharsen met een getalgemiddeld moleculair gewicht van tenminste 4000, en welke bijvoorbeeld zijn opgebouwd uit één of meer aromatische polycarbonzuren, bijvoorbeeld tereftaal2uur, en een of meer polyolen, bijvoorbeeld ethyleenglycol. Bij voorkeur wordt als bindmiddel al dan niet gehydrolyseerd ethylsilicaat of epoxyharsen zoals fenolische glyci-15 dylethers, bijvoorbeeld bisglycidylethers van Bisphenol-A, toegepast. Geschikte epoxyharsen zijn bijvoorbeeld harsen met een getalgemiddeld moleculair gewicht van tenminste 4000 tot bijvoorbeeld in de praktijk ca. 60.000, welke physisch drogend zijn. Epoxyharsen die een relatief laag moleculair gewicht bezitten kunnen worden uitgehard onder toepas-20 sing van bijvoorbeeld geschikte aminen, amides of isocyanaten.

Afhankelijk van de samenstelling van de eerste laag en de wijze van aanbrenging, bedraagt de laagdikte van de eerste laag gewoonlijk ca. 1 tot ca. 300 ym; de eerste laag bezit bij voorkeur een dikte van 30-80 Urn bij toepassing van een zinkstofverf, terwijl de dikte van een op andere wij-25 ze aangebrachte zinklaag veelal bij voorkeur 10-300^/^m bedraagt; een elektrolytisch aangebrachte zinklaag heeft gewoonlijk slechts een laagdikte van ca. 1 tot ca. 25 ym. Wordt een zinkstofverf als eerste laag tbegepast, dan wordt deze ter verkrijging van optimale resultaten gedroogd, bijvoorbeeld bij omgevingstemperatuur gedurende ca. 24 uur of 30 bijvoorbeeld gedurende 20 minuten bij 120°C zodanig dat deze niet meer zwelt of oplost in het oplosmiddel van de tweede laag, alvorens een andere laag wordt aangebracht, doch dat is niet strikt noodzakelijk.

Voor de tweede laag van het corrosiewerende systeem volgens de uitvinding is juist het bindmiddel van overwegend belang. Volgens de uitvin-35 ding bevat de tweede bekledingscompositie als bindmiddel een aromatisch/ 790 90 16

V -J

- 3 - alifatische polyhydroxyether met een getalgemiddeld moleculair gewicht van tenminste 4000, of een verzadigde aromatische polyesterhars met een getalgemiddeld moleculair gewicht van tenminste 4000. Voorbeelden van geschikte aromatisch/alifatische polyhydroxyethers zijn onder meer de 5 fenoxyharsen die bekend zijn onder de handelsmerken Phenoxy PKHC en Phenoxy PKHH van Union Carbide, en die welke worden verkregen onder de handelsmerken Epikote 0L53 en Epikote OL55 van Shell en onder de handelsmerken Epotuf 38533, 38534 en 38535 van Reichhold. Deze bindmiddelen zijn hierin reeds eerder meer in detail besproken bij de bindmiddelen 10 welke toepasbaar zijn in de als eerste laag toe te passen zinkstofverf en behoeven hier geen verdere toelichting.

Volgens de uitvinding moet in de tweede compositie de volumeverhouding van bindmiddel tot pigment liggen tussen 50:50 en 95:5, bij voorkeur tussen 65:35 en 75:25.

15 De toe te passen pigmenten zijn in het algemeen inert ten opzichte van het staal dat als substraat wordt gebezigd. Bij voorkeur is het pigment niet-anodisch ten opzichte van staal. Echter zijn kleinere hoeveelheden van bijvoorbeeld pigmenten zoals zinkstof toelaatbaar, bijvoorbeeld in hoeveelheden van ten hoogste 40 gew.% ten opzichte van de totale hoe-20 veelheid pigment. Een uitermate geschikt pigment is bijvoorbeeld ijzer-* glimmer. Bij voorkeur bestaat het pigment voor tenminste 50 gewichtspro-cent en meer in het bijzonder voor 55 gewichtsprocent uit ijzerglimmer. Andere geschikte, kleurgevende pigmenten zijn onder meer titaandioxyde, roet, chroomoxydegroen en ijzeroxyderood. Desgewenst kan voorts nog een 25 corrosiewerend pigment of corrosie-inhibitor in een geringe hoeveelheid aanwezig zijn, bijvoorbeeld in een hoeveelheid van ten hoogste 10, bij voorkeur ten hoogste 5 gewichtsprocent ten opzichte van de totale hoeveelheid pigment.

De tweede compositie bevat, evenals de zinkstofverf, veelal een geschikt 30 oplosmiddel voor het gebruikte bindmiddel, bijvoorbeeld een ester zoals ethylacetaat of butylacetaat, een keton zoals methylethylketon, en glycolen zoals ethyleenglycol of propyleenglycol. Veelal worden mengsels van de hiervoorbedoelde oplosmiddelen, desgewenst in combinatie met één of meer alifatische en/of aromatische koolwaterstoffen toegepast. De 35 composities bevatten in het algemeen ca. 15 tot ca. 80 gewichtsprocent 7Q0 9 0 16 - 4 - oplosmiddel.

Voorts kunnen de genoemde composities desgewenst nog gebruikelijke toevoegingen of vulstoffen bevatten, bijvoorbeeld talk, krijt en viscosi-teitsregelende stoffen.

5 De tweede compositie wordt gewoonlijk in een laagdikte van 3Q tot 150 ]im, bij voorkeur 40 tot 100 pm, aangebracht. De compositie kan op elke geschikte wijze op het staal worden aangebracht, bijvoorbeeld door walsen, kwasten, besproeien, gieten of dompelen en bij voorkeur door spuiten, in het bijzonder door luchtloos spuiten. Desgewenst kan elk der 10 composities in meerdere lagen worden aangebracht. Zowel tussen het aanbrengen der lagen door als na het aanbrengen van de laatste laag kan desgewenst het systeem op geforceerde of andere wijze worden gedroogd^ bijvoorbeeld in een oven gedurende 20 minuten bij een temperatuur van 120°C.

15 Het corrosiewerende systeem kan volgens de uitvinding op elke willekeurige staalsoort worden aangebracht, bijvoorbeeld op staal 37 of staal 51. Het staal dient vooraf op gebruikelijke wijze te worden gereinigd en te worden ontdaan van corrosieprodukten, bijvoorbeeld door stralen.

* De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende, de 20 uitvinding niet beperkende voorbeelden. Hierin wordt de mate van corro-siebestendigheid aangegeven volgens ISO 4628/l-1978(E), waarbij de graad Ri 0 geen aantoonbare corrosie aanduidt en de graad Ri 5 een zeer grote mate van corrosie aangeeft. De corrosie wordt veroorzaakt door middel van een zoutnevel volgens ASTM B117-64 bij 35°C gedurende 3000 uur in 25 Voorbeeld I of gedurende 1000 uur in de overige Voorbeelden.

Voorbeeld I

Een gestraald paneel van staal (staalsoort ar. 37) werd voorzien van een laag van een compositie bestaande uit 9 gewichtsdelen van een bindmid-* del, 90 gewichtsdelen zinkstof met een gemiddelde deeltjesgrootte van 30 2-4 Pm en 1 gewichtsdeel strontiumchromaat. Het bindmiddel bestond voor 40 gewichtsprocent uit een Bisphenol-A epoxyhars met een moleculair gewicht van 900 (in de handel verkijgbaar onder het handelsmerk Epikote 1001 van Shell), voor 20 gewichtsprocent uit een polyaminoamide (in de handel verkrijgbaar onder het handelsmerk Euredur 115 van Schering) en 790 90 16 •V * - 5 - voor 40 gewichtsprocent uit een aromatisch/alifatische polyhydroxyether met een moleculair gewicht van ca. 30000 (in de handel verkrijgbaar onder het handelsmerk Phenoxy PKHC van Union Carbide). De compositie bevatte voorts op 100 gewichtsdelen droge stof 23 gewichtsdelen van een oplosmiddelmengsel dat bestond uit 40 gewichtsprocent xyleen, 30 ge-5 wichtsprocent ethylglycolacetaat en 30 gewichtsprocent ethyleenglycol.

Nadat het paneel gedurende ca. 24 uur bij ca. 20°C was gedroogd bedroeg de laagdikte van de grondverf 20 μιη. Hierna werd een tweede laag aangebracht van een compositie bestaande uit 50 gewichtsdelen van het aromatisch/alifatische polyhydroxyether één der bestanddelen van het bindmid-10 del dat reeds in de eerste laag werd toegepast, 49 gewichtsdelen ijzer-gliramer, 1 gewichtsdeel strontiumchromaat en 105 gewichtsdelen ethylglycolacetaat. De volumeverhouding van het bindmiddel tot het pigment bedroeg in de tweede laag 80:20. Nadat de tweede laag gedurende 14 dagen bij ca. 20°C was gedroogd en een dikte van 20 Um bleek te bezitten, werd 15 het paneel aan de zoutsproeitest onderworpen. De corrosiegraad was Ri 0.

Voorbeeld II

Voorbeeld I werd herhaald, echter onder toepassing van een aromatisch/-alifatische polyhydroxyether (in de handel verkrijgbaar onder het * handelsmerk Phenoxy PKHH van Union Carbide) als bindmiddel in beide la-20 gen. De volumeverhouding van het bindmiddel tot het pigment bedroeg in de tweede laag 80:20. De corrosiegraad was Ri 0.

Voorbeeld III

Voorbeeld I werd herhaald, echter onder toepassing van een aromatisch/-alifatische polyhydroxyether (in de handel verkrijgbaar onder het han-25 delsmerk Phenoxy PKHC van Union Carbide) als bindmiddel in beide lagen.

De volumeverhouding van het bindmiddel tot het pigment bedroeg in de tweede laag 80:20. De corrosiegraad was Ri 0.

Voorbeeld IV

Voorbeeld I werd herhaald, echter onder toepassing van een polyesterhars 30 met een getalgemiddeld moleculair gewicht van 14000 en opgebouwd uit te-reftaalzuur en ethyleenglycol (in de handel verkrijgbaar onder het handelsmerk Dynapol L 205 van Dynamit Nobel) als bindmiddel in beide lagen.

790 9 0 16 ¥~ *· - 6 -

Voorbeeld V

Voorbeeld I werd herhaald, echter onder toepassing van een aromatisch/-5 alifatische polyhydroxyether (in de handel verkrijgbaar onder het handelsmerk Epikote OL 53 van Shell) als bindmiddel in beide lagen. De corrosiegraad was Ri O.

Voorbeeld VI

Voorbeeld I werd herhaald, echter onder toepassing van ethylsilicaat als 10 bindmiddel in beide lagen. De corrosiegraad was Ri 0.

Voorbeeld VII

Voorbeeld IV werd herhaald, echter werd de eerste laag aangebracht door continu verzinken (Sendzimir-proces), waardoor een zinklaag met een laagdikte van ca. 25 Jim werd verkregen. Deze laag werd voorts gepassi-15 veerd met chromaat. De corrosiegraad was Ri 0.

Voorbeeld VIII

Voorbeeld VII werd herhaald, echter werd de eerste laag aangebracht door ' elektrolytisch verzinken, waardoor een zinklaag met een laagdikte van ca. 5 ym werd verkregen. Deze laag werd gepassiveerd met chromaat. De 20 corrosiegraad was Ri 0.

Vergelijkingsvoorbeeld A

Voorbeeld III werd herhaald, echter onder toepassing van een mengsel van een Bisphenol A-epoxyhars (in de handel verkrijgbaar onder het handelsmerk Epikote 1001 van Shell) met een polyamidoamine met een aminegetal 25 van 240-260 (in de handel verkrijgbaar onder het handelsmerk Euredur 115 van Schering) als bindmiddel. De corrosiegraad was Ri 5.

Vergelijkingsvoorbeeld B

Voorbeeld III werd herhaald, echter onder toepassing van een hydroxyl-groepenbevattende vinylchloridehars (in de handel verkrijgbaar onder het 30 handelsmerk Vinylite VR0H van Union Carbide). De corrosiegraad was Ri 5.

790 9 0 16 - 7 -

Vergelijkingsvoorbeeld C

Voorbeeld III werd herhaald, echter onder toepassing van een mengsel van een hydroxylgroepenbevattende polyester (in de handel verkrijgbaar onder het handelsmerk Desmophen 650 van Bayer) en een polyfunctioneel alifa-5 tisch isocyanaat (in de handel verkrijgbaar onder het handelsmerk Desmodur N van Bayer) als bindmiddel. De corrosiegraad was Ri 5.

Vergelijkingsvoorbeeld D

Voorbeeld III werd herhaald, echter onder toepassing van een chloorrub-ber (in de handel verkrijgbaar onder het handelsmerk Pergut S 20 van 10 Bayer) als bindmiddel. De corrosiegraad was Ri 5.

Vergelijkingsvoorbeeld E

Voorbeeld III werd herhaald, echter onder toepassing van een met lijnolie gemodificeerde alkydhars (in de handel verkrijgbaar onder het handelsmerk Setal 16 WX 65 van Synthese) als bindmiddel. De corrosiegraad 15 was Ri 5.

790 90 16

Claims

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een corrosiewerend systeem op staal, met het kenmerk, dat men het staal bekleedt met een laag die voor tenminste 45 gewichtsprocent bestaat uit metalliek zink, en men 5 vervolgens een laag aanbrengt van een pigmentbevattende compositie op basis van een aromatisch/alifatische polyhydroxyether en/of een verzadigde aromatische polyesterhars, met een getalgemiddeld moleculair gewicht van tenminste 4000, en waarbij de volumeverhouding van bindmiddel tot pigment ligt tussen 50:50 en 95:5.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men op het staal een eerste laag opbrengt die bestaat uit een zinkstofverf op basis van een bindmiddel en een pigment, waarbij de gewichtsverhouding van - ·* bindmiddel tot pigment ligt tussen 5:95 en 15:85 en waarbij het pigment voor 55 tot 100 gewichtsprocent bestaat uit metalliek zink.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zinkstofverf naast zink een ander elektrisch geleidend pigment omvat.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zinkstofverf een corrosiewerend pigment of een corrosie-inhibitor bevat in een hoeveelheid van ten hoogste 10 gewichtsprocent ten opzichte van de 20 totale hoeveelheid pigment.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zinkstofverf als bindmiddel ethylsilicaat bevat.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zinkstofverf als bindmiddel een epoxyhars bevat.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de epoxyhars een bisglycidylether van Bisphenol-A is.

8. Werkwijze volgens één der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat in de tweede laag de volumeverhouding van bindmiddel tot pigment ligt tussen 65:35 en 75:25. 790 90 16 - 9 -

9. Werkwijze volgens één der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat in de tweede laag als pigment ijzerglimmer wordt toegepast.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het pigment voor tenminste 50 gewichtsprocent uit ijzerglimmer bestaat.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het pigment voor tenminste 55 gewichtsprocent uit ijzerglimmer bestaat.

12. Werkwijze volgens één der conclusies 1-11, met het kenmerk, dat de eerste laag een dikte van ca. 1 tot ca. 300 ym bezit.

13. Werkwijze volgens conclusie 2 en 12, met het kenmerk, dat de zink- 10 stofverf op het staal wordt aangebracht in een laagdikte van 30 tot 80 ym.

14. Werkwijze volgens één der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat de tweede laag een dikte van 30 tot 150 ym bezit.

15. Staal met een corrosiewerend systeem verkregen volgens de werkwijze 15 volgens één der conclusies 1-14. 790 9 0 16