NL8820139A

NL8820139A - Verbeterde werkplaatsverfsamenstellingen.

Info

Publication number: NL8820139A
Application number: NL8820139A
Authority: NL
Original assignee: Labofina Sa
Priority date: 1987-02-13
Filing date: 1988-02-11
Publication date: 1989-12-01
Also published as: GB2243155A; AU620542B2; JPH04504584A; GB2243155B; AU1397788A; EP0346385A1; JP2740222B2; GB8918249D0; KR970000997B1; WO1988006177A1; DE3887509D1; KR890700648A; US4888056A; EP0346385B1; DE3887509T2

Description

Verbeterde werkplaatsverfsamenstellingen.

- i - ö ö £ U 1 é ^

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verbeterde samenstelling voor toepassing als werplaats-verf in de staalindustrie. Meer in het bijzonder heeft zij betrekking op een werkplaatsverfsamenstelling voor 5 bekledingen, die geen wisselwerking geven met de lasoperaties of giftige dampen afgeven gedurende deze operaties.

Wanneer blank staal gebruikt wordt voor constructie-doeleinden, moeten het afblazen en aanbrengen van grondverf ter plaatse worden uitgevoerd, hetgeen hogere kosten 10 met zich mee brengt. Daarom wordt het gewalste staal tegenwoordig algemeen afgeblazen onder gebruikmaking van automatische procedures en direkt bekleed met een dunne werplaatsverfbekleding.

De vereisten voor werkplaatsverven zijn veelvuldig: 15 - zij moeten gemakkelijk te versproeien zijn; - zij moeten vrij snel drogen; - zij moeten een goede, zij het tijdelijke, bescherming bieden tegen corrosie; - de grondverflaag moet een goede mechanische 20 weerstand hebben; - de grondverfbekleding moet geen afbreuk doen aan het lasvermogen; - er mogen geen gezondheidsrisico's bestaan tijdens lassen; 25 - de grondlaagbekleding moet compatibel zijn met de verdere beschermingen, die worden toegepast.

De meest gebruikelijke soorten lastechnieken in de zware staal constructie-industrie zijn gebaseerd op het genereren van een elektrische boog tussen een 30 elektrode en het werkstuk, waarbij het verschil gelegen is in de methode, die gebruikt wordt voor het beschermen van de laspool tegen oxydatie. De belangrijkste zijn: 1. Manuaal metaalbooglassen (ook genoemd afgeschermd metaalbooglassen of staaflassen), waarbij de gesmolten 35 lasnaad is beschermd door het smelten van de flux, aangebracht rond de staaf. Deze lastechniek wordt hoofdzakelijk 88201397 - 2 - gebruikt op manuale wijze, hoewel geautomatiseerd horizontaal staaflassen (ook zwaartekracht lassen genoemd) bekend is en wordt gebruikt. Manuaal staaflassen kan worden gebruikt in alle lasstanden, maar met lage lassnelheid.

5 Na het lassen blijft de flux als slak achter boven op de lasnaad en moet worden verwijderd voorafgaand aan enige bekledingsoperatie.

2. Ondergedompeld booglassen (ook wel geheten lassen onder poederdak): deze techniek is automatisch 10 en maakt een hogere lassnelheid mogelijk, maar vanzelfsprekend alleen voor horizontale lassen. Het poeder smelt gedeeltelijk en blijft boven op de lasnaad; de rest wordt weggezogen.

3. MIG/MAG lassen (booglassen met metaalelektroden 15 in inert gas/actief gas), waarbij een gasstroom wordt aangebracht rond de elektrodekern voor het beschermen van de gesmolten lasnaad. Het gas, dat gebruikt wordt is zuiver argon (of een ander inert gas) in het geval van MIG lassen, of het kan een combinatie zijn van argon (of 20 een ander inert gas) met kooldioxyde (soms met zuurstof) in het geval van MAG lassen. MIG/MAG lassen heeft vaak de voorkeur, aangezien het kan worden toegepast met automatische lasmachines in horizontale lasstanden, resulterende in hogere lassnelheden dan met andere las-25 technieken. Verder is ook manuaal MIG/MAG lassen met automatische elektrodevoeding (gewoonlijk genoemd semi-automatisch lassen) mogelijk; in een dergelijk geval kan de lassnelheid eveneens hoger zijn dan met andere manuale lastechnieken. Nog een ander voordeel van MIG/MAG lassen 30 is, dat de door warmte aangetaste zones kleiner zijn dan met andere elektrische booglasmethoden.

Wanneer een T-verbinding wordt gelast, moeten twee lasnaden worden gevormd aan beide zijden. Wanneer evenwel MIG/MAG lassen wordt toegepast, stolt de lasnaad 35 sneller. Daarom kan, wanneer de tweede lasnaad is gevormd, enig gas, gevormd door verbranding van de grondverf, niet meer ontsnappen tussen de te lassen delen, en heeft daarom de kans om porievorming in de las te veroorzaken.

Het is bekend om werkplaatsverven te gebruiken 40 op basis van organische bindmiddelen, het meest veelvuldig 8820139.

- 3 - gebaseerd op epoxyharsen of op polyvinylbutyral versterkte fenolharsen. Deze bindmiddelen vormen evenwel gassen gedurende het lasprocëdé, resulterende in ernstige inwendige (d.w.z. niet zichtbaar vanaf de buitenzijde) en uitwendige 5 porositeit van de lasnaad. Verder wordt de grondverfbekleding langs de lasnaad en aan de tegenovergestelde zijde oververhit gedurende het lassen, waardoor zgn. "terugbrand zones worden gevormd, en de daarop volgende verfbekledingen hebben de kans om minder goed te funktioneren op de over-10 verhitte grondverf. Het kostbare alternatief is om dergelijke grondverven op basis van organische bindmiddelen te verwijderen van het lasoppervlak voorafgaand aan het lassen, en bij voorkeur tevens van de tegenover gelegen zijde na de lasprocedure alvorens het aanbrengen van 15 daarop volgende bekledingen, maar de extra kosten van het verwijderen van de grondverf reduceren het voordeel, resulterende uit de hoge lassnelheid.

Het is tevens bekend om werkplaatsverven te gebruiken op basis van anorganische bindmiddelen, gewoon-20 lijk op basis van silicaten. Deze grondverven bevatten evenwel een groot gehalte aan zink, teneinde de anti-corrosieve eigenschappen te waarborgen, welk zink belangrijke gezondheidsrisico's biedt gedurende de lasbewerkingen. Verder heeft MIG/MAG lassen van staal, bekleed met grond-25 verven met een hoog zinkgehalte ernstig spetteren gedurende de lasbewerkingen tot gevolg. Bij het maken van vertikale lassen komt dit spetteren in zeer sterke mate tussen beide bij het lasproces, in het bijzonder, omdat de spetters zich accumuleren op de elektrode, resulterende in kort-30 sluiten en om regelbaarheid van de laspool. Aangezien vertikaal MIG/MAG lassen in de praktijk semiautomatisch moet worden uitgevoerd, creëert genoemd spetteren eveneens onaanvaardbare arbeidsomstandigheden voor de werker.

Er bestaat daarom een behoefte in de techniek 35 voor het verschaffen van een verbeterde werkplaatsverf-samenstelling, die een goede lasbaarheid mogelijk maakt in alle standen en met gering spetteren, zonder gezondheidsrisico's en zonder voorafgaande verwijdering van de grondverfbekleding van het lasoppervlak te vereisen.

40 Een dergelijke behoefte bestaat in het bijzonder in de 8020139 -4- scheepsbouwindustrie, waar de laskosten zoveel als een-vierde van de bouwkosten representeren, teneinde voordeel te hebben van de technieken van lassen bij hoge snelheid.

Een doel van de uitvinding is het verschaffen 5 van een verbeterde werkplaatsverfsamenstelling, die goede anticorrosie-eigenschappen geeft en een goed lasvermogen.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkplaatsverfsamenstelling, die aanvaardbare gezondheidsrisico's biedt gedurende de lasbewerkingen.

10 Een verder doel van de uitvinding is het ver schaffen van een werkplaatsverfsamenstelling, die het mogelijk maakt om te lassen zonder dat voorafgaand zandstralen of slijpen van het lasoppervlak nodig is.

Nog een ander doel van de uitvinding is het 15 verschaffen van een werkplaatsverf, waarbij geen destructie van de verf optreedt aan de tegenovergelegen zijde van het substraat, dat gelast wordt.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkplaatsverf, waarbij lasspetters zich niet 20 hechten aan het beklede werkstuk.

De verbeterde werkplaatsverfsamenstelling van de onderhavige uitvinding omvat: (i) vulmiddelen en pigmenten, ten minste 25 gew. % waarvan geleidende eigenschappen bezitten; 25 (ii) zinkpoeder, zinkstof, of zinkvlokken, in een gewichtsverhouding van tussen 1:6 tot 1:1 tot de totale hoeveelheid vulmiddelen en pigmenten; waarbij genoemd zink, vulmiddelen en pigmenten zijn gemalen tot voldoende fijnheid; 30 (iii) éën of meer antistollingsmiddelen; (iv) naar wens één of meer verdikkingsmiddelen; (v) een silicaat-type bindmiddel, in een hoeveelheid zodanig, dat de gewichtsverhouding van het SiC^-gehalte van het bindmiddel tot de totale hoeveelheid 35 zink, vulmiddelen en pigmenten van 1:4 tot 1:16 bedraagt; en (vi) één of meer oplosmiddelen.

Aanvraagster heeft gevonden, dat, wanneer werk- plaatsverfsamenstellingen volgens de onderhavige uitvinding 40 worden gebruikt, de bekleding compatibel is met automatische 8820139.

- 5 - lastechnieken in alle standen, maar tevens met de andere manuale lastechnieken, die veelal worden gebruikt in de staalconstructie-industrie.

Het bindmiddel is van het silicaattype. Dergelijke 5 bindmiddelen zijn bekend in de techniek, en zij omvatten de op oplosmiddel gebaseerde alkylsilicaatsoorten (met of zonder terminale silanolgroepen) en de op water gebaseerde silicaattypes, waarbij de alkylsilicaatbindmiddel-types de voorkeur hebben vanwege de betere eigenschappen 10 voor wat betreft aanbrengen en herbekleden.

De alkylsilicaattype bindmiddelen worden geproduceerd door hoog molecuulgewichtcondensatie van tetra-alkylsilicaatmonomeren. Tal van referenties zijn te vinden in de stand der techniek, omvattende (1) het 15 Amerikaanse octrooi 3.056.684, (2) "The use of ethyl silicate", J.R. Steinmetz, Modern Paint and Coatings,

June 1983, en (3) "Filmbildung in anorganischen Zinkstaub-Anstrichen", E.V. Schmid, Farb und Lack, vol. 84, 1978.

Alkylsilicaattype bindmiddelen kunnen eveneens 20 worden geproduceerd als hoogmolecuulgewichtscondensaat van tetra-alkylsilicaatmonomeren zonder een silanolgroep aan het condensaatketeneinde. Referenties in de stand der techniek omvatten (1) "Single Package Zinc-Rich Coating", T. Ginsberg en L.G. Kaufman, Modern Paint and 25 Coating, oktober 1981, en (2) "Zinc-Rich Coating

Technology", D.M. Berger, G. Associates Ltd., Metal Finishing, maart 1975.

Op water gebaseerde silicaattypes bindmiddelen zijn gewoonlijk alkalisilicaten. Genoemde alkalisilicaten 30 zijn eveneens bekend in de stand der techniek, bijvoorbeeld in het Duitse octrooi 1.669.181 of in "Alkali Silicates in Surface Coatings" (A. Pass en M.J.F. Meason, in "Amalgated Oxides").

Eveneens bekend in de techniek zijn quaternaire 35 ammoniumsilicaatoplossingen/dispersies in water. Deze zijn in de handel verkrijgbaar, bijvoorbeeld van Emmery Industries Ine. (Quram Product Line data sheet, juni 1980) .

De werkplaatsverfsamenstellingen van de uitvinding worden in het algemeen bereid als tweecomponentensystemen, 40 aangezien dit meer flexibel en meer economisch is, hoewel 8820139.

- 6 - ook kan worden overwogen om een êëncomponentssysteem te bereiden, wanneer het silicaatbindmiddel gebaseerd is op een alkylsilicaatcondensaat zonder een silanolgroep aan het condensaatketeneinde.

5 De onderhavige uitvinding is in hoofdzaak gebaseerd op de bijzondere samenstelling en bereidingsprocedure van een speciaal gekozen pigmentmengsel van een pigment/ vulmiddelmengsel, bijvoorbeeld in de vorm van een pasta, die wordt gemengd in bepaalde verhoudingen met een geschikt 10 silicaatbindmiddel, waardoor droge filmeigenschappen worden gegeven zoals hierboven genoemd. Terwijl zij goede totaal-eigenschappen heeft en bijzonder goede corrosie-eigen-schappen, is de samenstelling van genoemd mengsel gekenmerkt door een laag zinkgehalte. De samenstelling van 15 de uitvinding zal in het navolgende in details worden toegelicht in het speciale geval van de uitvoering, waarbij een tweecomponentsverf wordt bereid.

De tweede component is een pasta, die vulmiddelen, pigmenten en anticorrosieve middelen bevat, samen met 20 verdikkings- en antistollingsmiddelen in een oplosmiddel-mengsel. Alle ingrediënten moeten bij voorkeur watervrij zijn (maximaal 0,15 gew. % water), en in het bijzonder, wanneer op oplosmiddel gebaseerde silicaatbindmiddelen worden gebruikt. Zonder gebonden te zijn aan een theorie 25 kunnen de pastacomponenten worden geklassificeerd in verschillende soorten in overeenstemming met de hen toegedachte funkties.

Zinkpoeder, zinkstof of zinkvlokken worden gebruikt als anticorrosief middel, werkzaam vanwege de galvanische 30 werking ervan op het staalsubstraat.

De pigmenten of vulmiddelen omvatten diverse soorten. Geleidende pigmenten/vulmiddelen zijn een essentieel deel van de samenstelling: zij verbeteren zowel de anticorrosieve eigenschappen (door elektrisch 35 zinkdeeltjes te verbinden met het substraat) en de booglaseigenschappen. Voorbeelden van pigmenten/vulmiddelen, die bekend zijn geleidende eigenschappen te bezitten, omvatten de di-ijzerfosfide, ijzerglimmer, afgeleid van natuurlijke of synthetische bronnen, kopervlokken, nikkel-40 vlokken, roestvrij-staalvlokken, aluminiumvlokken, 6820133 - 7 - droog of als een aluminiumvlokkenpasta, waarbij de ijzerglimmertypes de voorkeur bezitten, resulterende in optimale las- en anticorrosieve eigenschappen van de uitvinding.

5 De pigmenten/vulmiddelen, gebruikt in de samen stelling van de uitvinding kunnen naar wens een hoeveelheid materialen bevatten, die in wisselwerking kunnen komen met het staalsubstraat, resulterende bijvoorbeeld in enige remming of passivering van het substraat.

10 Dit wordt verondersteld het verbruik van het galvanisch actieve pigment te vertragen. Voorbeelden van pigmenten/ vulmiddelen met dergelijke eigenschappen omvatten chromaten zoals zinkchromaat of zinkkaliumchromaat, fosfaten als calciumdifosfaat, zinkfosfaat, kaliumfosfaat 15 of natriumkaliumpolyfosfaat, aluminiumpolyfosfaat, of boraat zoals zinkboraat of bariummetaboraat, en zinkoxyde.

Pigmenten of vulmiddelen, waarvan aangenomen wordt dat ze onwerkzaam zijn, zijn vanzelfsprekend niet 20 essentieel voor de uitvinding, hoewel vele redenen kunnen pleiten voor hun opname in de samenstelling, hetzij om economische redenen, hetzij om de grondverf te voorzien van een geschikte en/of gewenste kleur, of zelfs voor het verbeteren van het bekledingsproces (met betrekking 25 tot bijvoorbeeld filmvorming, drogen of anti-opdroog-scheurvormingseigenschappen). Als voorbeelden van de talloze mogelijke onwerkzame pigmenten/vulmiddelen, kunnen worden genoemd aluminiumsilicaten, MgAl silicaten, bariumsulfaat, calciumcarbonaat, titaandioxyde, rode 30 ijzeroxyden, gele ijzeroxyden, chroomoxyden, mangaan-dioxyde.

Het verdikkingsmiddel is niet essentieel voor de uitvinding. Elk verdikkingsmiddel kan worden gebruikt; voorkeursvoorbeelden zijn polyvinylbutyral, melamine-35 formaldehyde, acrylaatpolymeren, nitrocellulose of hydroxyethylcellulosepolymeren, waarbij de laatste de voorkeur hebben. Indien toegepast, wordt een verdikkingsmiddel toegepast in zeer kleine hoeveelheden, kenmerkend van tot 1 gew. % ten opzichte van de tweede component.

40 Als antistollingsmiddel kan elk additief worden 8820139.

- 8 - gebruikt zoals kleitype materialen, glyceroltrihydroxyde-stearaat, polyetheenwas, polyamidetype materialen, of mengsels daarvan. De gebruikte hoeveelheid zal afhangen van het gebruikte antistollingsmiddel, en de vakman weet, 5 dat het niet overmatig dient te zijn, aangezien dit overmatige thixotrope eigenschappen aan de pasta kan geven.

De voorkeur bezittende antistollingsmiddelen zijn die van het kleitype, die algemeen worden toegevoegd in hoeveelheden van 0,2 tot 4 gew. % ten opzichte van de 10 tweede component, bij voorkeur van 0,5 tot 1,5 gew. %.

Als oplosmiddel voor de tweede component wordt algemeen een oplosmiddelmengsel gebruikt, dat ten minste één van de oplosmiddelen omvat, geschikt voor de eerste component, en naar wens één of een aantal andere, minder 15 polaire oplosmiddelen. Voorbeelden van dergelijke minder polaire oplosmiddelen omvatten tolueen en xyleen. De hoeveelheid oplosmiddel, die gebruikt wordt, zal door de vakman worden ingesteld in relatie tot de samenstelling van de tweede component. Om praktische redenen heeft 20 het de voorkeur, dat de hoeveelheid oplosmiddelen, die gebruikt wordt in beide componenten zodanig is, dat, indien gemengd in de gewenste verhouding, de werkplaats verfsamenstelling gereed voor gebruik wordt verkregen; het heeft verder de voorkeur, dat de samenstelling zo 25 wordt ingesteld, dat de componenten kunnen worden gemengd in ongeveer gelijke gewichtshoeveelheden.

De hoeveelheid vullers/pigmenten en anticorrosieve middelen in de tweede samenstelling dienen zodanig te zijn, dat, na mengen met de eerste component, de gewichts-30 verhouding van het totaal aan vulmiddelen, pigmenten en anticorrosieve middelen, inclusief enig mineraaltype antistollingsmiddel, dat gebruikt wordt, tot het SiC^-gehalte van het silicaatbindmiddel van 4:1 tot 16:1 bedraagt, bij voorkeur ongeveer 17:2.

35 In toevoeging dient de gewichtsverhouding van de totale hoeveelheid anticorrosieve middelen tot de totale hoeveelheid vulmiddelen en pigmenten, inclusief enig mineraaltype antistollingsmiddel, dat gebruikt wordt, te zijn van 1:6 tot 1:1, bij voorkeur van 1:6 tot 2:5.

40 Verder dienen de geleidende vulmiddelen/pigmenten 8820 f33.

- 9 - ten minste 25 gew. % van de totale hoeveelheid vulmiddelen/ pigmenten te vormen.

De hierboven genoemde verhoudingen corresponderen met een gewichtsverhouding van zink tot het totaal aan 5 zink, vulmiddelen, pigmenten en SiC^ van 4:35 tot 16:34, bij voorkeur van 8:63 tot 20:63.

Er is verder vastgesteld, dat, binnen de bovengenoemde trajecten, de laseigenschappen worden verbeterd, wanneer de gewichtsverhouding zink : zink + vulmiddelen + 10 pigmenten + SiC^ niet hoger is dan 20:63. De methode voor het bereiden van de tweede component is wezenlijk voor de uitvinding. Teneinde minimaal spetteren te verkrijgen gedurende lassen en verbeterde anticorrosieve eigenschappen, moet het zinkstof, zinkpoeder of zinkvlokken zorgvuldig 15 worden gemalen met (in afhankelijkheid van hun korrel-grootte) de geleidende pigmenten en/of overblijvende vulmiddelen en/of pigmenten. De vermindering in spetteren wordt verkregen door het feit, dat zorgvuldig malen voorkomt, dat er agglomeraten van zinkstof, zinkpoeder of 20 zinkvlokken aanwezig zijn in de gedroogde verffilm.

Zinkdeeltjesagglomeraten worden naast de zinkconcentratie verondersteld de hoofdoorzaak te zijn van spetteren tijdens lassen.

De verbeterde, anticorrosieve eigenschappen 25 worden verkregen als gevolg van het meer effektieve contact tussen de optimaal gedispergeerde zinkdeeltjes en geleidende pigmenten. Verbeterd elektrisch contact tussen zinkdeeltjes, geleidend pigment en het ijzer-substraat, waarop de verf wordt aangebracht, zal uiteinde-30 lijk leiden tot optimaal benutten van de galvanische eigenschappen van de zinkdeeltjes. In toevoeging is, wanneer grove ijzerglimmerkwaliteiten of andere grove geleidende pigmenten worden gebruikt (fijnheid boven 45 micrometer) zorgvuldig malen essentieel, teneinde pasta’s 35 te verkrijgen met voldoende fijnheid. Dit is nodig om praktische problemen te vermijden in het geval van aanbrengen door sproeien. Het blokkeren van sproeieenheid-monden en overmatige slijtage van sproeieenheden werd waargenomen in het geval van het gebruiken van samenstel-40 lingen, die grove harde pigmenten bevatten.

8820139.

- 10 -

Voorbeelden van maalmethoden zijn kogelmalen en horizontaal of vertikaal malen met knikkers, parels of zand. Om praktische redenen wordt bij een voorkeursmethode gebruik gemaakt van kogelmalen gedurende ongeveer 5 24 uur met keramische ballen. Het is ook mogelijk om oplossen bij hoge snelheid te gebruiken, maar de resulterende fijnheid is gewoonlijk onvoldoende. Het antistollingsmiddel wordt bij voorkeur toegevoegd kort na het malen.

10 Bij een andere uitvoering van de uitvinding wordt de werkplaatsverf bereid als een éêncomponents-verf. Het bindmiddel van een ééncomponentswerkplaatverf volgens de uitvinding moet een hoog molecuulgewicht-condensaat zijn van een tetra-alkylsilicaat zonder een 15 terminale silanolgroep, waarbij de alkylgroepen bij voorkeur ethyl- of propylgroepen zijn. De vulmiddelen en pigmenten, en de anticorrosieve en antistollingsmidde-len, die gebruikt worden, zijn als boven beschreven, en in dezelfde gewichtsverhoudingen tot het bindmiddel.

20 De laseigenschappen, verkregen met één- of tweecomponentswerkplaatsverven zijn zeer overeenkomstig; een kleine toename in de corrosiebestendigheid wordt waargenomen, maar dit is niet voldoende om tegenbalans te bieden aan het praktische (meest economische) voordeel 25 van tweecomponentsverven.

De uitvinding zal nu worden beschreven met verwijzing naar de volgende voorbeelden, die illustratief bedoeld zijn en niet voor het beperken van het kader van de onderhavige uitvinding.

30 Voorbeeld I

a. Bereiding van de eerste component

In een roestvrij stalen tank werden de volgende ingrediënten ingebracht bij kamertemperatuur onder mengen: 35 6 gew. dln. isopropylalcohol; 19,9 gew. dln. voorgehydrolyseerd tetraethylsilicaat-polymeer met een SiC^-gehalte van 40 gew. %; 15,1 gew. dln. van een 1,1 gew. %'s oplossing van zwavelzuur in een water-2-methoxypropanolmengsel (gewichts- 40 verhouding 1:4).

8820139, - 11 -

Het mengsel werd geroerd gedurende 2 uur, waarbij de temperatuur langzaam opliep tot een maximum van 35°C.

Na koelen werd er een verdere 57,2 gew. din. isopropyl-alcohol en 1,8 gew. dln. trimethylboraat ingebracht.

5 De eerste component werd bewaard in geschikte kunststofbussen.

b. Bereiding van de tweede component

In een droge tank werden de volgende ingrediënten toegevoegd in de aangegeven volgorde en gemengd tot 10 homogeniteit: 19,5 gew. dln. xyleen, 0,3 gew. dln. hydroxyethylcellulose, 17.0 gew. dln. aluminiumsilicaatpoeder, 7.2 gew. dln. geel ijzeroxydepoeder, 15 17,8 gew. dln. zinkstof, 22.2 gew. dln. ijzerglimmerpoeder, 4.0 gew. dln. van een aluminiumpasta, die 65 gew. % aluminiumvlokken in terpentine bevatte, 1,6 gew. dln. 2-methoxypropanol, en 20 4,9 gew. dln. isopropylalcohol.

Het homogene mengsel werd door kogelmalen gemalen gedurende 24 uur onder gebruikmaking van keramische kogels, tot de fijnheid werd gemeten op 0,040 tot 0,45 mm. De kogelmolen uitgespoeld met 4,7 gew. dln. 2-methoxy-25 propanol en isopropylalcohol, en 0,8 gew. % bentoniet werd toegevoegd, alvorens de tweede component werd opgeslagen in metalen bussen.

c. Bereiding en aanbrenging van de werkplaatsverf

De twee componenten werden gemengd in een 1:1 30 gewichtsverhouding. De werkplaatsverf werd aangebracht met een luchtverstuiver, teneinde een 0,025 mm dikke laag te vormen na drogen.

d. Bepaling van de porositeit, verkregen bij lassen over de werkplaatsverflaag.

35 De specificaties DVS-0501 (Deutsche Verband för

Schweisstechniek, Postfach 2726, Aachenerstrasse 172, D-4000 Düsseldorf) werden nauwkeurig gevolg met uitzondering van zoals hieronder vermeld.

Het metaallassen werd uitgevoerd onder een 40 gasmengsel, dat 80 % argon en 20 % kooldioxyde bevatte 8820139.

- 12 - met automatische toevoer van de elektrode. De elektrodes, die gebruikt werden, waren 1,2 mm diameter CORE WELD 70 NI metaal gevulde elektroden. De lasomstandigheden waren als volgt: 5 - lassnelheid: 30 cm/min.

- gasstroom: 15 1/min.

- gelijkstroom: 30 V, 200 A.

- lasnaaddikte: 4 mm.

Na het lassen werden de uitwendige porositeit 10 visueel onderzocht. De las werd vervolgens gebroken, terwijl zij gebracht werd op een temperatuur van ongeveer 200°C, teneinde de inwendige porositeit te onderzoeken.

Voor vergelijkingsdoeleinden werden dezelfde bepalingsproeven uitgevoerd met twee commerciële werkplaats-15 verven, eveneens gebaseerd op alkylsilicaten, maar welke zoveel als ongeveer 70 gew. % zink in de droogfilm bevatte. Deze commerciële grondverven zullen worden aangeduid als A en B.

Het visuële onderzoek van de uitwendige porositeit 20 over een lengte van 10 cm van de lasnaad toonde vier gaten met de grondverf van de uitvinding, vijf gaten met grondverf A en zes gaten met grondverf B.

De resultaten van de inwendige porositeitsbepaling waren als volgt: 2 25 uitvinding: 24 gaten/10 cm; totaal sectie oppervlak: 5,6 mm 2 grondverf A:55 gaten/10 cm; totaal sectie oppervlak:13,1 mm 2

grondverf B:47 gaten/10 cm; totaal sectie oppervlak:10,8 mm Voorbeeld II

a. Bereiding van de eerste component: zie voorbeeld I.

30 b. Bereiding van de tweede component

De samenstelling, die gebruikt werd was identiek aan de tweede samenstelling, beschreven in voorbeeld I, evenwel waren de inactieve vulmiddelen niet opgenomen in de kogelmolenprocedure, aangezien zij reeds een voldoende 35 fijne korrelgrootte bezaten. Dit resulteerde in een meer efficiënte en economische bereidingsprocedure zonder merkbare invloed op de laseigenschappen en anticorrosieve eigenschappen.

In een droge tank werden de volgende ingrediënten 40 toegevoegd in de aangegeven volgorde en gemengd tot 882 0 13 9.

- 13 - homogeniteit: 19.5 gew. dln. xyleen 0,3 gew. dln. hydroxyethylcellulose 22.2 gew. dln. ijzerglimmerpoeder (grove kwaliteit) 5 17,8 gew. dln. zinkstof 4.0 gew. dln. aluminiumpasta, die 65 gew. % aluminium-vlokken in terpentine bevatten.

Het homogene mengsel werd kogelgemalen gedurende 24 uur onder gebruikmaking van keramische bollen totdat 10 de fijnheid werd gemeten op 0,040 tot 0,045 mm.

De kogelmolen werd uitgespoeld met 4,7 gew. dln. 2-methoxy-propanol en isopropylalcohol. De ruwe materialen, die geen kogelmalen nodig hadden, werden samengemengd met het bentoniet en gedispergeerd tot fijnheid met een 15 oplosser van hoge snelheid.

17.0 gew.dln. aluminiumsilicaatpoeder 7.2 gew. dln. geel ijzeroxydepoeder 0,8 gew. dln. bentoniet 1,6 gew. dln. 2-methoxypropanol 20 4,9 gew. dln. isopropylalcohol.

c) Bereiding en aanbrenging van werkplaatsverf Zie voorbeeld I onder c.

Voorbeeld III

a. Bereiding van de eerste component: zie voorbeeld I 25 b. Bereiding van de tweede component

De samenstelling die gebruikt werd was identiek aan de tweede samenstelling, beschreven in de voorbeeld II, evenwel werd het inactieve vulmiddel (aluminiumsilicaatpoeder) vervangen door het actieve vulmiddel zinkoxyde.

30 Deze vervanging resulteerde in verbeterde anticorrosieve eigenschappen ten opzichte van voorbeelden I en II zonder merkbare invloed op de lasbaarheid.

In een droge tank werden de volgende ingrediënten toegevoegd in de aangegeven volgorde en gemengd tot 3 5 homogeniteit.

19.5 gew. dln. xyleen 0,3 gew. dln. hydroxyethylcellulose 17,8 gew. dln. zinkstof 22.2 gew. dln. ijzerglimmerpoeder (grove kwaliteit) 40 4,0 gew. dln. aluminiumpasta, welke 75 gew. % aluminium- 8820139.

- 14 - vlokken in terpentine bevatte, 3.0 gew. dln. isoproylalcohol.

Het homogene mengsel werd onderworpen aan kogel-malen gedurende 24 uur onder gebruikmaking van keramische 5 kogels, totdat de fijnheid werd gemeten op 0,040 tot 0,045 mm. De kogelmolen werd uitgespoeld met 4,7 gew. dln.

2-methoxydepropanol en isopropylalcohol. De nieuwe materialen, waarvan het niet essentieel was dat ze werden onderworpen aan kogelmalen, werden toegevoegd samen met 10 het betoniet en gedispergeerd tot fijnheid met een oplosser van hoge snelheid.

14.0 gew. dln. zinkoxyde (loodvrije kwaliteit) 3.0 gew. dln. aluminiumsilicaatpoeder 7,2 gew. dln. geel ijzeroxydepoeder 15 0,8 gew. dln. betoniet 1,6 gew. dln. 2-methoxydepropanol 1,9 gew. dln. isopropylalcohol.

c. Bereiding en aanbrenging van werkplaatsverf Zie voorbeeld I.

20 Voorbeeld IV

a. Bereiding van de eerste component Zie voorbeeld I.

b. Bereiding van de tweede component

De samenstelling was identiek aan de tweede 25 samenstelling, beschreven in voorbeeld II, evenwel werd 6,1 gew. dln. van het inactieve vulmiddel aluminium-silicaatpoeder vervangen door bariummetaboraat, commercieel verkrijgbaar als Butrol 11 Ml, geleverd door Buckman Laboraties S.A. Deze vervanging resulteerde in verbeterde 30 anticorrosieve eigenschappen ten opzichte van de voorbeelden I en II, had evenwel geringe nadelige invloeden op de lasbaarheid.

c. Bereiding en aanbrenging van werkplaatsverf Zie voorbeeld I.

35 Voorbeeld V

a. Bereiding van de eerste component Zie voorbeeld I.

b. Bereiding van de tweede component

De samenstelling, die gebruikt werd, was identiek 40 aan de tweede samenstelling, beschreven in voorbeeld II.

8820 1J9.

- 15 -

Evenwel werd 15,7 gew. dln. van het inactieve vulmiddel aluminiumsilicaatpoeder vervangen door aluminiumpolyfosfaat, commercieel verkrijgbaar als K-white 84, geleverd door Teikoku Kako Co. Ltd. Deze vervanging resulteerde in licht verbeterde anticorrosieve eigenschappen ten opzichte van de voorbeelden I en II, waarbij evenwel geen merkbare effekten waren op de lasbaarheid.

c. Bereiding en aanbrenging van werkplaatsverf Zie voorbeeld I.

Voorbeeld VI

a. Bereiding van de eerste component Zie voorbeeld I.

b. Bereiding van de tweede component

De gebruikte samenstelling was identiek aan de tweede samenstelling, beschreven in voorbeeld II, evenwel werd in plaats van zinkstof gebruik gemaakt van zinkvlokken, commercieel verkrijgbaar als zinkpoeder ECKA NP 31129/G, geleverd door Eckhart-Werke. Deze vervanging resulteerde in iets verbeterde corrosieve eigenschappen ten opzichte van de voorbeeld I en II met evenwel geen merkbare invloeden op de lasbaarheid.

c. Bereiding en aanbrenging van werkplaatsverf Zie voorbeeld I.

Voorbeeld VII

a. Bereiding van de eerste component Zie voorbeeld I.

b. Bereiding van de tweede component

De gebruikte samenstelling was identiek aan de tweede samenstelling beschreven in voorbeeld II; maar in plaats van het grof ijzerglimmerpoeder verkregen uit natuurlijke bron, werd synthetisch ijzerglimmerpoeder van fijne kwaliteit (gemiddelde fijnheid < 0,030 mm), in de handel verkrijgbaar als Laminox F, geleverd door MPLC Laboratories Limited, gebruikt.

Dankzij de fijne kwaliteit was er daarom geen noodzaak de ijzerglimmerpoeder samen met de zinkdeeltjes te kogelmalen, en werd het na het kogelmaalproces tezamen met de inactieve en actieve vulmiddelen en pigmenten toegevoegd.

8820 f39 ’ - 16 - c. Bereiding en aanbrenging van werkplaatsverf.

Zie voorbeeld I.

Voorbeeld VIII.

a. Bereiding van de eerste component 5 Zie voorbeeld I.

b. Bereiding van de tweede component

In deze samenstelling was de hoeveelheid zink toegenomen.

In toevoeging werd het actieve vulmiddel zink-10 oxyde gebruikt in plaats van het inactieve aluminium-silicaatpoeder. De samenstelling was geformuleerd voor het verkrijgen van anticorrosieve eigenschappen gedurende lange tijd bij verminderde droge filmdikte.

In een droge tank werden de volgende ingrediën-15 ten toegevoegd in de aangegeven volgorde en gemengd tot homogeen: 19,5 gew. dln. xyleen 0,3 gew.dln. hydroxyethylcellulose 32.7 gew. dln. zinkstof 20 20,5 gew. dln. ijzerglimmerpoeder (grove kwaliteit) 4,0 gew. dln. aluminiumpasta, welke 65 gew. % aluminium-vlokken in terpentine bevatte 2,3 gew. dln. isopropylalcohol.

Het homogene mengsel werd onderworpen aan kogel-25 malen gedurende 24 uur onder gebruikmaking van keramische kogels tot de fijnheid werd gemeten op 0,040 mm tot 0,045 mm. De kogelmolen werd uitgespoeld met 4,4 gew. dln. 2-methoxypropanol en isopropanol. De ruwe materialen, die geen kogelmalen nodig hadden, werden samengevoegd 30 met het bentoniet en gedispergeerd tot fijnheid met een oplosser van hoge snelheid: 6.7 gew. dln. zinkoxyde (loodvrije kwaliteit) 7,2 gew. dln. geel ijzeroxydepoeder 0,8 gew. dln. bentoniet 35 1,6 gew. dln. 2-methoxypropanol c. Bereiding en aanbrenging van de werkplaatsverf Zie voorbeeld I, evenwel was de droge filmdikte van de aangebrachte laag 0,015 mm.

Voorbeeld IX (vergelijkingsvoorbeeld) 40 a. Bereiding van eerste component 6820139.

- 17 -

Zie voorbeeld I.

b. Bereiding van tweede component

De samenstelling, die gebruikt werd, was identiek aan de tweede samenstelling beschreven in voorbeeld 5 II, evenwel werd het zinkstof niet onderworpen aan kogel-malen maar toegevoegd samen met de inactieve vulmiddelen en pigmenten. Dit voorbeeld is bedoeld om illustratief te laten zien, dat het malen van het zinkstof, zinkpoeder of zinkvlokken tot een voldoende fijnheid essentieel is 10 voor het verkrijgen van een verbeterde lasbaarheid en anticorrosieve eigenschappen.

c. Bereiding en aanbrenging van werkplaatsverf Zie voorbeeld I.

Voorbeeld X

15 In een droge tank werden de volgende ingrediën ten toegevoegd in de aangegeven volgorde en gemengd tot homogeen: 9,05 gew. dln. xyleen 1,15 gew. dln. polyvinylbutyral 20 6,9 gew. dln. kwartspoeder 3.7 gew. dln. geel ijzeroxydepoeder 8,55 gew. dln. zinkstof 14,45 gew. dln. di-ijzerfosfide 0,8 gew. dln. xyleen, en 25 5,2 gew. dln. isopropylalcohol.

Het homogene mengsel werd onderworpen aan kogelmalen gedurende 24 uur onder gebruikmaking van keramische kogels. De fijnheid van het resulterende mengsel werd gemeten op ongeveer 0,040 mm tot 0,045 mm.

30 Na overbrenging in een tank werd de molen uitgespoeld met 3,3 gew. dln. tolueen, die eveneens werd overgebracht in genoemde tank.

De volgende ingrediënten werden vervolgens toegevoegd en gemengd tot tot homogeen: 35 0,5 gew. dln. bentoniet 15.7 gew. dln. van een silicaatbindmiddel zonder terminale silanolgroep aan het condensaatketeneinde, hetwelk 35 gew. % SiC^ bevatte; en 0,7 gew. dln. triethanolamine.

0820 139 ,J

- 18 -

De resulterende ééncomponentsgrondverfsamenstel-ling werd opgeslagen in metalen bussen, gereed voor aanbrenging (uitgezonderd voor viscositeitsinstellingen).

De grondverf werd aangebracht op gestaalstraalde 5 staalpanelen zoals in voorbeeld I onder c.

Bepaling van de MIG/MAG lasresultaten van de voorbeelden I-X.

Experimenteel

Bij elk experiment werden twee panelen tegen 10 elkaar geplaatst voor het vormen van een T-verbinding en gelast aan beide vlakken, genaamd de voor-(eerste)-zijde en de achter-(tweede)-zijde. De MIG/MAG lasexperi-menten werden uitgevoerd voor twee standen, de 2F-stand en de 3F-stand. Het lassen in de horizontale 2F-stand 15 werd volledig automatisch uitgevoerd. De toorts werd getransporteerd langs de T-verbindingszijde door een apparaat bekend als "tracker" (volger). Het lassen in de vertikale 3F-stand werd uitgevoerd naar beneden met de hand (semiautomatisch MIG/MAG lassen).

20 Algemene informatie MIG lasapparaat: ESAB LAH 500 Draadeeneid: ESAB A 10 MEC 44 Afschermgas: 80 % argon, 20 % CC^ (commerciële naam AGAmix 20, geleverd door 25 AGA gas - Holland)

Stroom: 15 1/min.

Lasplaten: gestaalstraald staal Afmeting: 400 x 120 x 10 mm.

2F-stand (zie tabel A) 30 Lassnelheid: 40-60 cm/min.

Lasstroom: 280-320 A Lasspanning: 32 V

Draadtype: massief draad, SG2 (DIN 8555) diameter 1,2 mm.

35 3F-stand - naar beneden (zie tabel B)

Lassnelheid: 30-60 cm/min.

Lasstroom: 200-220 A Lasspanning: 2,7 V

Draadtype: massief draad, SG2 (DIN 8555) 40 diameter 1,0 mm·.

8820(39.

- 19 - 1—I (d id +> +> •H tn <d 0 +) tip tiP tip tji

Η ^ ^ # df dP tiP tiP tiP tiP

(0 (Ü CM O O O d (d u +3 III > OU vvvinvinv inv

Pu id ή i—I fi Q) tn Q) to tn td •H h

Ό tiP

dm 0 0 H d£fiHdP3ÖÖÖÖ <

£0 0)0)0)1 <1) <U <D Ü) CL) CL) g O

Ö0 0)0)0)00)0)(1)(1)(1)(1) \ O

h> oiditjiH oibiOiOiOitn Od h +3 HO) id 2 d ΛΧΗ 0 ·π >

+) ·ι—> +3 H )H

Ό I Η ·Η tP H 0)

did) P3 Λ ·Η 0) CU

id I +> :o) d O' a

+) I Η H H d G O +3 O

in i in0-^dP3GHGd£3GGG 0) id ê idd (01 O+>n)000O000000 g +> Hid cd I H+:^000&000000 ocn+>>id

HI OO tn tn On O' O' b> O' bi t? i3 g 0 H G

11(¾¾ m 0 ο H 0 to hi tn G P- td

(N I H 0 & H

10 ill Λ OO

0 I H id 0 0 I H

Ό I id £ η tn 0 td 1+3 +1 (0 H id d I +i to d id M +)

•HI +! H dGGGGGGGGG H 0 Η O O

i oo 0000000000 id d PJ+» dl -HO 0000000000 O -H *· 0| N> ¢¢0101010101^0101 N d·· in i H 0 tn

in i G 0) H G

id I 0 Ό 0 -H

Hid H G +) Ό I d 0 0 O +1 0 0 1 id H +>0 0 (< I > 0 +> H ft Λ

g i +i — 0 id tn H

\ I 04JHCMCNCN]inc\jc\]ojmincN (¾¾ 0 0 1 +>0'— 10 +> 0 > η I td (¾ tn tn g I g ω d ·Η 0 I ιβ d + d d I > h td td I I id g ω

> I -H H 0 id H *H

1+3 +3 Λ! 0 +> H 0 d I id ·η -π -H id +> > 0 01 +)+) -Η ·η +3 gtnotn +) i tn ή η h td (d (¢1 On 0 rÖ,O'O0,drÖ[Ü0+>rÜ o·· ··+)

+)| 0+) 000Ό000Όϋ)0 H +> +> G

HI OH OOO0OOO0GO I G GO)

Oi PQ H tntntnHtnir>tnHOtn 00 0O

ω I G X X U

0 1 0 H 0 0 0 hi On a) +) +> (¾ I Ό d (d 0 0 ·· I Η H +3 +3 +i +) rtj I 0 X O 0

10 H w o o W

hi +3 iHcvjro^inmr^ooaio 0 h 0 I H h g

+3IO* 0- H CM

(d I O O O — ~

Eh I > g 8820139.

- 20 - -μ •Η Φ 4J ύΡ όΡ ύΡ •η μ ω (ΐ)Λ#ιί>#θ(»##οο#

Ο 4-1 ΟΙ CN ιΗ CN

^Λ'-ιηιηιη ι iflinm I lm Ο Ο ιη ιη ιη CU (d V V V r-t V V V γΗ ν

Td I

G I Φ td I tn +J 1 -Η όΡ ω I Td I Ö ΙΟ ο\°

ΦΙ ΦΜ fifiGtHGGGG G

ιο ι £ ο φφφΐφφφφιηφ +)| Ö0 φφφοφφφφ Φ μΐ Η> διδιδίΗ t3'Ö'Ö't?V Öi td ι td ι £ ι +>

G ι -H

Φ I Φ G G

Td ι +J :Φ :φ φ ι -η μ -μ -η G ι ω φ ^ μ μ

ΦΙ o-PcnGGGOGGGGOG

Λΐ μ^^ΦΦΦΛΦΦΦΦί^Φ II Οϋ ΦΦΦ ΦΦΦΦ Φ ΐμϊ P4(d co ι

Φ I

ι Φ ι μ G ι <d φ •μ ι λ ·μ ι -μ μ

G I Λμ ÜGGGGGGGOG

ΦΙ ΟΟ ΦΦΦΦΦΦΦΦ&Φ ΜΙ -μ Ο φφφφφφφφ Φ

ίο ι ν> <J

td ι Η I Η I G Φ 0 I G Φ Λ ri] ι td μ (d

S ι > φ -P

^ ι -μ 01 o)4JHNNNin(NiN(Nnr'« Φ Η ι -μ Φ ^ -μ £ I id CU ν ι £ ω G ι — td ι nj >11 ~ I ·μ h

G I Λ X X 0) G

φ I td -π -π ·μ Φ μ I -μ -μ ·μ -μ Λ (di to -μ ιΗ μ id -— +> ι tp φ -d Td Td φ υ fl D φ-μΌ «μ hi ο+) (υφφ'φφφφ'φωφ —* G I 0·μ ΟΟΟΦΟΟΟΦΰΟ οι ι pq ri ötö'D'Gb'&iö'GOO' ··

Φ I G

On I Φ I Td &1

·· I H G

pq I Φ -μ

I Φ X

Η ι Λ μ ΦΙ μ r-ttNro'T'LD'xir^oocrio φ Λ I Ο · tH g td I Ο Ο £-

Bi I > 13 Ol 8820 139.

- 21 -

Verweringstest in buitenlucht volgens ASTM D 1104 specificatie.

De proefpanelen (150 x 150 x 10 ram) werden ge-staalstraald tot een gemiddelde ruwheid van 0,045 ram.

5 De grondverf werd aangebracht tot een droge filmdikte volgens l.c van de in het voorgaande beschreven voorbeelden. De bekleding panelen werden buiten blootgesteld onder 45°, toegekeerd naar het zuiden, volgens ASTM D 1104 ter plaatse van Uithoorn, Nederland. Na 2 maanden bloot-10 stellen werd de corrosie bepaald volgens de roestschaal, beschreven in ASTM D 610 (zie tabel C).

Tabel C: Resultaten van blootstelling aan buitenlucht volgens ASTM D 1104 specificatie.

Voorbeeld No. Roestgraad (ASTM D 610) 15 1 7 2 7 3 9-10 4 8-9 5 8 20 6 7-8 7 6-7 8 9-10 9 2 10 7-8 - Conclusies - 8820 139.'

Claims

1. Werkplaatsverfsamenstelling, bevattende (i) vulmiddelen en pigmenten, waarvan ten minste 25 gew. % geleidende eigenschappen heeft; (ii) zinkpoeder of zinkstof, in een gewichts- 5 verhouding van tussen 1:6 tot 1:1 tot de totale hoeveelheid vulmiddelen en pigmenten; waarbij genoemd zink, vulmiddelen en pigmenten zijn gemalen tot een voldoende fijnheid; (iii) ëên of meer antistollingsmiddelen; 10 (iv) naar wens ëên of meer verdikkingsmiddelen; (v) een silicaat-type bindmiddel, in een hoeveelheid zodanig, dat de gewichtsverhouding van het SiC^-gehalte van genoemd bindmiddel tot de totale hoeveelheid zink, vulmiddelen en pigmenten van 1:4 tot 1:16 bedraagt; en 15 (vi) ëën of meer oplosmiddelen.

2. Werkplaatsverf volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het silicaat-type bindmiddel is opgelost in een deel van de oplosmiddelen en separaat bewaard.

3. Werkplaatsverf volgens conclusie 1 of 2, m e t 20 het kenmerk, dat het silicaat-type bindmiddel van het alkylsilicaat-type is met geen silanolgroep aan het condensaatketeneinde.

4. Werkplaatsverf volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat het silicaat-type bindmiddel is gekozen 25 uit de groep, bestaande uit het alkalisilicaat-type en het quaternaire ammoniumsilicaat-type.

5. Werkplaatsverf volgens conclusie 2,met het kenmerk, dat het silicaat-type bindmiddel van het alkylsilicaat-type is met silanolgroepen aan het condensaat- 30 keteneinde.

6. Werkplaatsverf volgens één der conclusies 1 tot 5, met het kenmerk, dat de gewichtsverhouding van het zink tot de vulmiddelen en pigmenten van 1:6 tot 2:5 882 0 139 J - 23 - bedraagt.

7. Werkplaatsverf volgens één der conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat de gewichtsverhouding van het zink, vulmiddelen en pigmenten tot het SiC^ van 5 het bindmiddel ongeveer 8:1 bedraagt.

8. Werkplaatsverf volgens één der conclusies 1 tot 7, met het kenmerk, dat de gewichtsverhouding van het zink tot het totaal van het zink, vulmiddelen, pigmenten en SiC>2 van het bindmiddel niet groter is dan 10 20:63. 8820139;