NO140265B - Belegningskomposisjon for dannelse av glatte hoeytemperaturresistente, slitasjefaste belegg - Google Patents

Abstract

Belegningskomposisjon for dannelse av glatte høytemperatur-resistente, slitasjefaste belegg.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ny belegningskomposisjon.

Belegningskomposisjonen er særlig anvendbar for glasstøpeformover-flater. Overflater belagt under anvendelse av komposisjonen ifølge oppfinnelsen kan anvendes som støpeformer for metallstøping, som smiingsmatriser etc. Belegget ifølge oppfinnelsen tilveiebringer ikke bare smørende slitasjefaste overflater, men beskytter også substratene mot oxydasjon eller avkulling under lange eksponer-inger ved høye temperaturer.

Teknikkens stand representeres ved folgende US patent-skrifter :

Det har vært et lenge stående problem ved fremstilling eller stdping av glassvarer at stdpeformoverflaten som anvendes for dette formål må svabres hyppig av maskinoperatoren med en svabrende forbindelse (dvs. et beskyttende materiale som også virker som et slippmiddel eller smoremiddel). For å unngå dette problem har industrien lenge sdkt et permanent eller semd permanent glasstopeformbelegg for overflatene som kommer i kontakt med varmt, smeltet glass. Et slike belegg var dnsket for å unngå nødvendigheten av utallige påfdringer av svabringforbindelse og for å oke produksjonshastigheten for glassvaren, og samtidig medvirke til en reduksjon av antall stykker av glassvaren som var fremstillet med mangler på grunn av forurensning, sprekker eller dimensjonsfeil. Folgelig er hovedmålet ved oppfinnelsen å tilveiebringe en ny belegningskomposisjon sem eliminerer hyppig svabring av glasstopeformer.

Et annet mål ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en ny belegningskomposisjon for overflater som kommer i kontakt med varmt glass slik at overflatene bare krever minimal, eller ingen, svabring i perioder på 8 - 24 timer og lenger.

Et annet viktig mål ved foreliggende oppfinnelse er å eliminere den luftforurensning som normalt er forbundet med de fabrikker hvor oljeaktige smoremidler svabres eller sproytes på stopeformer, formmatriser eller barrer. Ved eliminering av roken og dampene som utvikles fra de oljeaktige materialer elimineres helse- og brannfaren samt forurensningen av luftatmosfæren.

Et annet mål ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ny belegningskomposisjon for belegning av substratoverflater som er anvendbare.i forbindelse med metallsto-ping eller smiing for å tilveiebringe glatthet, lang slitasje-fasthet, termisk stabilitet og beskyttelse mot oxydasjon.

Andre mål, trekk og fordeler ved oppfinnelsen fremgår fra den efterfolgende beskrivelse og krav.

Selvom teorien som ligger til grunn for effektiviteten

av foreliggende oppfinnelse ikke fullt ut er forstått, og oppfinnelsen i seg selv fremdeles undersokes nærmere, er det tilstrekkelig å si at meget tilfredsstillende resultater erholdes ifdlge oppfinnelsen. Eksempelvis er det mulig ved anvendelse av belegningskomposisjonen i folge oppfinnelsen belagt på glasstopeform-overflater å fremstille glass kontinuerlig i ca. 96 timer uten

svabring. Belegningssystemet ifdlge oppfinnelsen vil, når det forst er påfdrt ndyaktig, poleres til en meget fin, glatt over-

flate. Belegget virker meget bra i lange perioder uten svabring,

og belegget er ikke tilbøyelig til å overfores til glassvaren. Belegget synes også å være meget tungtsmeltelig og virker som et

belegg som har regulert termisk ledningsevne. Et annet viktig

trekk er at det er funnet mulig å anvende et organisk film-modifiserende harpiksmiddel i belegget som betydelig forbedrer egen-

skapene til belegget. Foreliggende belegningsmateria le er også

en syrestabil dispersjon med små partikler, og det er funnet mu-

lig å fremstille belegg fra denne dispersjon som gir glimrende dekk og lettregulert tykkelse av det påforte belegg.

Foreliggende oppfinnelse angår således en belegningskompo-

sisjon for dannelse av glatte høytemperatur- og oxydajonsresistente, slitasjefaste belegg, eksempelvis på overflater som kommer i kon-

takt med varmt glass eller metall, hvilken belegningskomposisjon er kjennetegnet ved at den omfatter i vektprosent av den totale mengde faste bestanddeler:

(a) 5-45 % findelt pigment hvori hovedsakling alle partikler er

under 20 mikron, fortrinnsvis under 10 mikron, valgt fra minst én av gruppene bestående av grafitt, molybdendisulfid, vermiculitt, talkum, glass, kalsiumfluorid, jernoxyd, bor-

nitrid og andre smørende pigmenter,

(b) 1-15 % av et dispergeringsmiddel for å tilveiebringe sikker

dispergering av pigmentet i komposisjonen ,

(c) 20-60 % aluminimumfosfat som er et bindende materiale,

(d) 3-20 % av et dispersjonsstabiliserende middel for å opprett-

holde en stabil dispersjon i nærvær av aluminiumfosfat, valgt fra minst én av gruppen bestående av ammonium og alkalimetall-monobasiske, dibasiske eller tribasiske salter av fosfor-(4)

eller fosfor- (3, 5) syrer, borat-, fthalat-, tartrat- og acetatbuffermidler,

(e) 0-50 % av en vanndispergerbar filmmodifiserende harpiks for

å tilveiebringe et fint, glatt belegg,

(f) 0-20 % av et ikke-ionisk emulgeringsmiddel for hapiksen,

idet den totale mengde faste bestanddeler er mellom 2 og 50

vekt% av komposisjonen,

idet balansen er et vandig oppløsriingsmiddel.

En annen side ved oppfinnelsen angår en stabil belegningskomposisjon omfattende i vektprosent .av de totale faste bestanddeler: 5 - 45 % av et fint, partikkelf ormet pigment, som virker som et slippmiddel (separeringsmiddel), et smoremiddel, og et middel til å regulere varmeledningen i belegget, hvilket pigment har en partikkelstorrelse hvor hovedsakelig alle partikler er under 20 micron, 20 - 6O % av et aluminiumfosfat, 3 - 20 % av et dispersjonsstabiliserende middel, idet den totale mengde av faste bestanddeler er mellom 2 og 50 vekt% av komposisjonen i en vandig bærer .

Pigmentmaterialet skal foreligge innen området 5-45 vekt% av de totale faste bestanddeler i belegningskomposisjonen. Fortrinnsvis bør denne prosent opprettholdes innen området 13 - 20 %, og de beste resultater erholdes med 16-18 vekt% pigment. Det optimale pigmentnivå vil være avhengig av pigmentets tetthet eller pigmentkombinasjonen som anvendes samt de ønskede egenskaper. Pigmentet synes også å virke som et middel som regu-lerer beleggets varmeledningsevne. Pigmentet kan også virke som et slippmiddel eller smøremiddel i belegget. Særlig egnede materialer som kan anvendes som pigment er fint oppdelt grafitt, molybdendisulfid, glimmer, vermiculitt, talkum, glasspartikler, bornitrid, kalsiumfluorid, jernoxyd og andre tungtsmeltelige pigmenter, leirpigmenter og høytemperaturresistente smørende pigmenter.

Pigmentmaterialets partikkelstorrelse skal opprettholdes slik at hovedsakelig alle pigmentpartikler er under 20 micron i stdrrelse. Fortrinnsvis skal hovedsakelig alle pigmentpartikler være under 10 micron i stdrrelse, og enda bedre resultater erholdes ved anvendelse av en pigmentpartikkelstdrrelse hvor hovedsakelig alle partikler er under 5 micron i stdrrelse. De beste eller optimale resultater har vært oppnådd ved anvendelse av et pigmentsystem hvori pigmentpartiklene har en midlere partikkel-stdrrelse under 1 micron.

Dispergeringsmidlet for pigmentet skal generelt være tilstede i komposisjonen innen området 1 - 15 vekt% av den totale mengde faste bestanddeler i belegningskomposisjonen. Selv stdrre mengder kan i noen tilfeller være tilstede; imidlertid synes stdrre mengder å gi ubetydelige ytterligere fordeler. Fortrinnsvis skal dispergeringsmidlet for pigmentet være tilstede innen området 3-6 vekt%, og de beste resultater erholdes ved anvendelse av et dispergeringsmiddel innen området 4-5 vekt% av den totale mengde faste bestanddeler. Dispergeringsmidlets funksjon er å virke som et overflateaktivt middel som sikkert vil dispergere pigmentet i belegningskomposisjonen, og fortrinnsvis skal dette dispergeringsmiddel være et anionisk sulfonat-overflateaktivt middel av den ikke-skummende type. Kommersielt tilgjengelige dispergeringsmidler for dette formål innbefatter: natriumsalter av sulfonerte nafthalenformaldehydkondensater, kaliumalkylnaftha-lensulfonater, ammoniumligninsulfonat og natriumsalter av et partielt ligninsulfonat.

Det dispersjonsstabiliserende middel som synes å virke som et buffermiddel for å opprettholde en stabil dispersjon i nærvær av den sure aluminiumfosfatbestanddel av belegningskomposisjonen skal fortrinnsvis være tilstede innen området 3-20 vekt% av den totale mengde faste bestanddeler. Selv storre mengder kan i enkelte tilfeller være tilstede, imidlertid synes storre mengder å gi neglisjerbare ytterligere fordeler. Fortrinnsvis skal dette stabiliseringsmiddel være tilstede innen området 7 - 11 %, og hvor de beste resultater oppnåes ved innarbeidelse av stabili-seringsmidlet innen området 9-10 vekt% av den totale mengde faste bestanddeler. Dette stabiliseringsmiddel eller buffermiddel kan velges fra et utall forskjellige materialer slik som ammonium eller alkalimetall monobasiske, dibasiske eller tribasiske salter av fosfor (4) eller fosfor (3, 5)-syrer, boratbuffermidler,ftha-latbuffermidler, ta rtratbuffermidler, og forskjellige acetatbuffermidler eller andre buffermidler.

Det aluminiumfosfat som anvendes i komposisjonen skal generelt være tilstede innen området 20 - 60 vekt% av den totale nengde faste bestanddeler. Fortrinnsvis skal aluminiumfosfatet være tilstede innen området 30 - 45 %, og de beste resultater er oppnådd innen området 38 - 42 vekt% av den totale mengde faste bestanddeler. Aluminiumfosfatet synes hovedsakelig å bidra i storre grad som bindemidlet i det påforte belegg. Det foretrukne materiale for anvendelse ifolge oppfinnelsen er kolloidalt monoaluminiumfosfat. Monoaluminiumfosfåt i vandig oppldsning er kommersielt tilgjengelig og er sterkt surt med en pH på ca. 1. Andre former for aluminiumfosfat kan fremstilles efter kjente kjemiske metoder.

Dat vanndispergerbare film-modifiserende harpiksmiddel som anvendes i komposisjonen skal være tilstede innen området 0 - 50 vekt% av den totale mengdefaste bestanddeler. Selv storre mengder kan i enkelte tilfeller være tilstede; imidlertid synes storre mengder å gi neglisjerbare ytterligere fordeler. Vanligvis er dette materiale tilstede i et minimum på 1 %, og fortrinnsvis foreligger det innen området 15 - 38 vekt%. De beste resultater oppnåes når harpiksen er tilstede innen området 22 - 26 vekt% av den totale mengde faste bestanddeler. Dette harpiksmate-riales funksjon er å virke som e\. f i lm-modif iserende middel som forandrer krystallveksten og tilveiebringer finere, glattere belegg. Den synes også termisk å nedbrytes eller carboniseres und-der eller efter hoytemperaturpåforingen av belegget. Særlig egnede harpikser er kjennetegnet ved sin evne til å danne fine og syrestabile emulsjoner i vandige systemer, og spesielt ved sin evne til å modifisere karakteren til beleggene ifolge oppfinnel-

sen. Blant disse harpikser er melaminharpikser slik som methoxylert melaminharpiks, petroleumhydrocarbonharpikser, siliconharpikser slik som siliconfettsyreaddukter, visse epoxyharpikser, acrylharpikser og polyesterharpikser egnet. Mønstergyldige resultater er oppnådd ved anvendelse av methoxylert melaminharpiks.

Emulgeringsmidlet eller fuktemidlet for harpiksen skal generelt være tilstede innen området 0-20 vekt% av den totale mengde faste bestanddeler i komposisjonen. Selv storre mengder kan i enkelte tilfeller være tilstede, imidlertid vil de storre mengder gi neglisjerbare ytterligere fordeler.

Vanligvis anvendes minst et minimum på 1/2 % av midlet,

og fortrinnsvis slal midlet være tilstede innen området 3-12 vekt%. De beste resultater er oppnådd innen området 4-6 vekt%

av den totale mengde faste bestanddeler. Emulgeringsmidlets funksjon er å emulgere eller dispergere harpiksen i den vandige belegningskomposisjon, og dette emulgeri ngsmiddel skal fortrinnsvis væ-re et ikke-ionisk emulgeringsmiddel for harpiksen. Utallige ikke-ioniske overflateaktive eller emulgeringsmidler kan anvendes for dette formål, idet de særlig egnede emulgeringsmidler er nonyl eller isooctylfenylpolyalkoxyalkoholer. Bæreren eller oppldsnings-middelsystemet som danner væskebæreren for belegningskomposisjonen er hovedsakelig vann ved at komposisjonen formuleres i et vandig system. Imidlertid kan mindre mengder av andre vannblandbare or-ganiske opplosningsmidler innbefattes som en del av bæreren eller oppldsningsmiddelsys ternet.

Den totale mengde faste bestanddeler eller totale mengde aktive bestanddeler som foreligger i belegningskomposisjonen skal foreligge innen et område på 2 - 50 vekt% av belegningskomposisjonen. Fortrinnsvis skal den totale mengde faste bestanddeler opprettholdes innen området 6-40 vekt%, og de beste resultater oppnåes under anvendelse av et belegg inneholdende 8-35 vekt% faste bestanddeler.

Substrattemperaturen for påfdring av belegningskomposisjonen skal være innen området 105 - 750°C, og fortrinnsvis innen området 150 - 370°C. Det er imidlertid bemerkelsesverdig å få dannet seige, smdrende, oxydasjonsfaste belegg ved sprdytning av vandige dispersjoner på overflater så varme som 760°C. De beste resultater er oppnådd ved sprdytning av belegningskomposisjonen på sub-stratoverflaten hvor overflaten på substratet opprettholdes ved en temperatur innen området 260 - 315°C. Belegget kan påfores ved forskjellige teknikker, f.eks. ved sprdytning, pensling, dyp-ping eller lignende innen de grenser som fastsettes av substrattemperaturen og konfigurasjon.

Det påforte beleggs tykkelse kan være så stor som 0,25 - 0,38 mm og hoyere for belegg av spesielt onsket hoy tykkelse. Imidlertid bor belegget fortrinnsvis påfores med en tykkelse på

fra 0,;025 til 0,25 mm og de beste resultater oppnåes når belegget påfores med en tykkelse på 0,05 - O,13 mm.

De efterfdlgende eksempler illustrerer oppfinnelsen ytterligere. Det skal forståes at eksemplene er innbefattet av il-lustrative grunner og ikke beregnet til å begrense oppfinnelsens ramme.

Eksempel 1

En dispersjon av fin, elektrisk ovnsgrafitt, alt hovedsakelig finere enn 1 micron, ble fremstillet ved å male sammen i en kulemolle 13,6 deler grafittpulver, 3,6 deler natriumsalt av sulfonert nafthalenformaldehydkondensat, 7 deler diammoniumhydrogenfosfat og 50 deler vann. Efter maling for å oppnå en disper-

sjon av faste partikler ble 31 deler monoaluminiumfosfat tilsatt som en kolloidal dispersjon i 31 deler vann, og malingen ble fortsatt 2 timer. En blanding av 37,3 deler methoxylert melaminharpiks og 7,5 deler isooctylfenylpolyethoxyethanol ble oppvarmet til 37,8 °C og blandet inntil opplosningen var klar. 50 deler koldt vann ble tilsatt under omrdring inntil der ble oppnådd ensartet blanding. Grafittdispersjonen og harpiksdispersjonen ble blandet og fortynnet med vann til 555 deler totalvekt. Produktet ble sproytet på rene glass-dannende halsringer anvendt til å forme barnematglass, efter forvarming av de rene metalldeler til 260°C. Beleggtykkelsen var O,152 mm. De belagte deler ble brent ved

315°C i en 1/2 time. Tilfredsstillende ren vare ble fremstillet i 96 timer uten re-belegning av halsringene. Svabring var ikke ndd-vendig.

Eksempel 2

En dispersjon av fin, elektrisk ovnsgrafitt, alt hovedsakelig finere enn 5 micron, ble fremstillet ved å male sammen i en kulemolle 20 deler grafittpulver, 5,2 deler natriumsalt av sulfonert nafthalenformaldehydkondensat, IO,4 deler ammoniumdihydrogenfosfat og 80 deler vann. Efter en tilstrekkelig malingsperio-

de for å oppnå en dispersjon av grafitten ble 46 deler monoaluminiumfosfat som en kolloidal dispersjon i 46 deler vann tilsatt,

og malingen ble fortsatt 2 timer. En blanding av 15,6 deler methoxymelaminharpiks og 3,1 del isooctylfenylpolyethoxyethanol ble oppvarmet til 37,8 °C og blandet inntil blandingen var klar.

20 deler vann ble tilsatt under omroring under dannelse av en ensartet emulsjon. Grafittdispersjonen og harpiksdispersjonen ble blandet og fortynnet med vann til 830 deler totalvekt. Produktet ble sprdytet på de glass-kontaktende overflater av en halsringmonta-

sje, og blindformene anvendt til å forme en 312 grams ketchupfla-

ske. De deler som skulle belegges ble renset og oppvarmet til 232°C for belegning til en tykkelse på 0,254 mm på halsringene,

og O,lOl mm på blindformene. Efter belegning ble delene brent

ved 315°C i 1 time. Belagte overflater ble blankpolert med stål-

ull for anvendelse. Ved anvendelse av disse formdeler ble rene flasker fremstillet umiddelbart, og formene virket tilfredsstil-

lende 6 timer uten svabring eller re-belegning.

Eksempel 3

En dispersjon av fin, elektrisk ovnsgrafitt, alt hoved-

sakelig finere enn 5 micron, ble fremstillet ved maling sammen i en kulemolle av 17,7 deler grafittpulver, 4,7 deler natriumsalt av sulfonert nafthalenformaldehydkondensat, 9,3 deler ammoniumdihydrogenfosfat og 80 deler vann. Efter en tilstrekkelig tid for å oppnå dispersjon av det faste materiale ble 39,9 deler monoaluminiumfosfat som en kolloidal dispersjon i 39,9 deler vann til-

satt, og malingen ble fortsatt 2 timer. En blanding av 23,7 de-

ler methoxymelaminharpiks og 4,7 deler isooctylfenylpolyethoxy-

ethanol ble oppvarmet til 37,8°C og blandet inntil blandingen var klar. 30 deler koldt vann ble tilsatt under omroring inntil pro-

duktet var ensartet. Grafittdispersjonen og harpiksemulsjonen ble blandet og fortynnet med vann til 1000 deler totalvekt. Produktet ble sprdytet på rene glass-formende blindstdpeformer som var blitt forvarmet til 260°C, til en beleggtykkelse på 0,0762 mm, hvoref-

ter stdpeformene ble brent ved 315°C i en 1/2 time. En stdpeform belagt som beskrevet tilvirket barnematglass av god kvalitet i 26

timer for sammenbrudd, ingen skitne glassvarer ble dannet på

grunn av forurensning fra belegget. Farene med svabring, som danner rok og lukt og forer til brannfare i glassanlegget, var elimi-nert.

Eksempel 4

En dispersjon av fin, elektrisk ovnsgrafitt, alt hovedsakelig finere enn 10 micron, ble fremstillet ved sammenmaling i

en kulemolle av 22 deler grafittpulvef, 11 deler natriumsalt av sulfonert nafthalenformaldehydkondensat, 5,7 deler diammoniumhydrogenfosfat og 80 deler vann. Efter en tilstrekkelig malingstid til å oppnå dispersjon av grafitten ble 50 deler monoaluminiumfosfat som en kolloidal dispersjon i 50 deler vann tilsatt, og malingen ble fortsatt 2 timer. En blanding av 9,6 deler methoxymelaminharpiks og 2 deler isooctylfenylpolyethoxyethanol ble oppvarmet til 37,8°C og blandet inntil blandingen var klar. IO de-

ler vann ble tilsatt under omroring under dannelse av en ensartet emulsjon. Grafittdispersjonen og harpiksdispersjonen ble blandet og fortynnet med vann til 500 deler totalvekt.Dette materiale ble sprøy-tet på kokillen i det varme kammer av en kokillestdpingsmaskin som forelå ved en temperatur på 204°C. Umiddelbart efter belegning ble sink-kokillestopegods fremstillet. Delene viste utmer-

ket frigjoring og var uforurensede efter de fdrste to deler hvis fremstilling tjente til å dehydratisere og herde belegget. Det var nodvendig å re-belegge kokillen for hver 30. cyclus. Dette var en betydelig forbedring i forhold til vanlig praksis med sprdytning av smdremiddel efter hver cyclus for å eliminere rok og lukt og oke produksjonshastigheten.

Eksempel 5

En dispersjon av fint grafittpulver, alt hovedsakelig finere enn 10 micron, ble fremstillet ved sammenmaling i en kulemolle av 30 deler grafittpulver, IO,6 deler natriumsalt av et partielt ligninsulfonat, IO deler ammoniumdihydrogenfosfat og lOO deler vann i et tidsrom tilstrekkelig til å oppnå en dispersjon av de faste bestanddeler. En dispersjon av av aluminiumfosfat ble fremstillet ved oppvarmning i 5 minutter ved 121°C av 3,4

deler pulverformig aluminiumoxyd og 20 deler fosforsyresirup.

Denne oppslemming ble derefter blandet med 20 deler vann og tilsatt til innholdet av kulemollen, efterfulgt av en 2 timers ytterligere malingsperiode. 5,4 deler methoxylert melaminharpiks ble oppvarmet med 1,1 del isooctylfenylpolyethoxyethanol og blandingen ble blandet inntil ensartethet. 20 deler vann ble tilsatt og omrort under dannelse av en ensartet emulsjon. Grafittdispersjonen og harpiksemulsjonen ble blandet sammen, og dispersjonen fortynnet med vann til 500 vektdeler. Når dette materiale ble sprøytet på stållegeringsbarrer som forelå ved en temperatur på 593°C, avsat-

tes et tett, vedheftende belegg umiddelbart. Selv ved temperatu-

rer på 760°C var det mulig å forme et tett, vedheftende belegg på overflaten av slike barrer. Der var således tilveiebragt et smo-

lende belegg på de varme barrer som beskyttet ståloverflaten mot oxydasjon.

Eksempel 6

En dispersjon av fint molybdendisulfid, alt hovedsakelig finere enn 5 micron, ble fremstillet ved sammenmaling i en kule-

molle av 30 deler molybdendisulfidpulver, 8 deler kaliumalkylnaf-thalensulfonat dispergeringsmiddel, 13 deler triammoniumfosfat i et tidsrom tilstrekkelig til å oppnå en dispersjon av molybdendi-sulfidet. 50 deler av en kolloidal dispersjon av monoaluminium-

fosfat i 50 deler vann ble tilsatt, og malingen ble fortsatt i ytterligere 1 time. Dispersjonen ble fortynnet med vann til 330 vektdeler. Molybdendisulfiddispersjonen i nærvær av det sterkt sure monoaluminiumfosfat viste liten tendens til å flokkulere, og viste ingen betydelig sedimentering eller separering ved henstand i 7 dager. Når dette ble sprdytet på stålsubstrater oppvarmet til 260°C og med en tykkelse på 0,127 mm var belegget sterkt vedheftende og hårdt. Når det belagte stål ble utsatt for en temperatur på 427°C i 8 timer, foregikk der ingen oxydasjon eller skalldannelse gjennom belegget.

Eksempel 7

En emulsjon ble fremstillet ved oppldsning av 25 deler petroleumhydrocarbon belegningsharpiks i 47 deler petroleumsnaf-

tha og iblanding av 27 deler nonylfenylpolyethoxyethanol. 26 de-

ler varmt vann ble tilsatt og omrort 10 minutter. Koldt vann ble derefter innrdrt for å danne en emulsjon ved inversjon, og emul-

sjonen ble fortynnet med vann til 300 vektdeler. Denne emulsjon ble blandet med molybdendisulfiddispersjonen ifolge eksempel 6 i et vektforhold på 1:1 under dannelse av dispersjoner som forble væskeformige og med glatt konsistens i flere dager. Belegg sprdy-

tet på stål oppvarmet til til 260°C var tette og vedheftende, men glattere, mykere og mer smdrende enn de som ble formet i eksempel 6 uten harpiksmodifiseringsmidlet. De kunne poleres til hoy glans med stålull. Dette materiale ble påfdrt til andre pro-ver oppvarmet til 149°C ved pensling, under dannelse av belegg med god adhesjon og ensartethet for efterfdlgende brenning. Det var mulig å oke graden av mykhet til beleggene og oke smdreevnen ved å oke forholdet mellom harpikseinulsjon og molybdendisulfid-dispersjon.

Eksempel 8

En dispersjon av bornitrid, alt hovedsakelig under 20 micron, ble fremstillet ved sammenmaling i en kulemolle av 21 deler bornitridpulver, 11 deler ammoniumligninsulfonat, 5,5 deler natriumdihydrogenfosfat og 80 deler vann. Når en fullstendig dispersjon var oppnådd, ble 37 deler kolloidalt monoaluminiumfosfat tilsatt som en dispersjon i 37 deler vann, og malingen ble fortsatt 2 timer. En emulsjon av petroleumhydrocarbonharpiks ble fremstillet som beskrevet i eksempel 7, under anvendelse av 18 deler harpiks og 7 deler isooctylfenylpolyethoxyethanol i vann til totalt 100 deler. Emulsjonen ble blandet med bornitrid-dispersjonen, og det hele fortynnet med vann til 1250 deler. Det stabile produkt ble sprdytet på stålbarrer oppvarmet til 760°C under dannelse av et belegg med tykkelse på 0,005 mm. Belegget var tett, vedheftende og smdrende, og var uforandret efter at det var utsatt for 649°C i 4 timer.

Eksempel 9

En dispersjon av fin, elektrisk ovnsgrafitt, alt hovedsakelig finere enn 5 micron, ble fremstillet ved sammenmaling i en kulemolle av 28 deler grafittpulver, 7,1 del natriumsalt av sulfonert nafthalenformaldehydkondensat, 14,6 deler natriumtetra-borat, lOO deler vann. Efter tilstrekkelig maletid til å oppnå en dispersjon av det faste materiale ble 50 deler monoaluminium-fosfatdispersjon i 50 deler vann tilsatt, og malingen ble fortsatt 2 timer. Vann ble tilsatt produktet til totalt 1250 deler. Testringer for LFW-1 testemaskin ble oppvarmet til 260°C og sprdytet med dette produkt til en beleggtykkelse på 0,127 mm. Ringene ble derefter brent 1 time ved 315°C. Tre av disse ringer ble testet i LFW-1 testemaskinen under 13,6 kg's belastning i lO.OOO omdreininger, ved hvilket tidsrom f riksjonskoeffisienten var 0,053. Tre andre belagte ringer ble brent i en ovn ved 649°C

i 1 time, avkjdlt og underkastet samme test på LFW-1 maskinen.

Efter lO.OOO cycluser var friksjonskoeffisienten igjen 0,053.

Eksempel IQ

En dispersjon av fin, elektrisk ovnsgrafitt, alt hoved-

sakelig finere enn 5 micron, ble fremstillet ved sammenmaling i en kulemolle av 19 deler grafitt, 4,7 deler natriumsalt av sulfo-

nert nafthalenformaldehydkondensat, IO deler natriumdihydrogen-

fosfat og 75 deler vann. Efter tilstrekkelig tid til å oppnå en dispersjon av det faste materiale ble 33 deler kolloidalt monoaluminiumfosfat som en kolloidal dispersjon i 33 deler vann til-

satt, og malingen ble fortsatt 2 timer. En blanding av 26 deler methoxymelaminharpiks og 9 deler isooctylfenylpolyethoxyethanol ble oppvarmet til 37,8°C og blandet inntil der ble oppnådd en klar emulsjon. 30 deler koldt vann ble tilsatt under omrøring inntil ensartethet. Grafittdispersjonen og harpiksemulsjonen ble blandet og fortynnet med vann til 800 deler totalvekt. Produktet ble

sprdytet på LFW-1 testringer som beskrevet i eksempel 9 i en tyk-

kelse på 0,0125 mm, og de belagte ringer ble brent ved 315°C i 1

time. To ringer kjdrt 10.000 cycluser på LFW-1 testmaskinen vis-

te en gjennomsnittlig friksjonskoeffesient efter endt testperiode på 0,047. To andre belagte ringer ble oppvarmet til 649°C i luft i 5 timer. De ble testet på LFW-1 testmaskinen i 10.000 cycluser under de samme betingelser, og friksjonskoeffisienten ble funnet å være uforandret.

Eksempel 11

En dispersjon av pulverformig talkum, alt hovedsakelig

finere enn 15 micron, ble fremstillet ved sammenmaling i en kule-

molle av 36 deler pulverformig talkum, 8 deler natriumsalt av del-

vis sulfonert lignin, 18 deler natriumdihydrogenfosfat og lOO de-

ler vann. Efter maling i tilstrekkelig tid til å oppnå dispersjon

av de faste bestanddeler ble 27 deler kolloidalt monoaluminiumfos-

fat som en kolloidal dispersjon i 27 deler vann tilsatt, og malin-

gen ble fortsatt 2 timer. En blanding av 7,5 deler methoxymelaminharpiks og 2,5 deler nonylfenylpolyethoxyethanol ble oppvarmet til

37,8°C og blandet inntil blandingen var klar. 10 deler koldt vann

ble tilsatt under omroring inntil ensartethet. Talkumdispersjonen

og harpiksemulsjonen ble blandet og fortynnet til 660 deler totalvekt. En stålstdpeform for batterigittere ble oppvarmet til 260°C og den ovenfor angitte talkumdispersjon ble sprdytet på under dannelse av et belegg med tykkelse på 0,076 mm. Stdpeformen ble

brent 1 time ved 315°C og derefter lett polert med stålull under dannelse av en satengaktig glatt overflate. Den lukkede støpe-form ble oppvarmet til 315°C, og smeltet aluminium ved 727°C ble heldt i støpeformen. Stdpestykkene fyllte støpeformen fullstendig, utviste glimrende detaljer og var ikke forurenset med stdpe-belegget. Ingen svekkelse av belegget fant sted ved gjentatte stopninger på IO cycluser.

Eksempel 12

En glimmerdispersjon i størrelsesordenen 1-15 micron ble fremstillet ved sammenmaling i en kulemolle av 42 deler glim-merpulver, 7 deler natriumsalt av sulfonert nafthalenformaldehydkondensat, 15 deler ammoniumdihydrogenfosfat og lOO deler vann. Efter at de faste bestanddeler var dispergert, ble 26 deler kolloidalt monoaluminiumfosfat som en kolloidal dispersjon i 26 deler vann innrdrt i glimmerdispersjonen. En emulsjon av G-E. sili-conharpiks SR-120 ble fremstillet ved å blande 7 deler av harpiksen med 3 deler isooctylfenylpolyethoxyethanol og irdring av 10 deler vann. Harpiksemulsjonen ble blandet med glimmerdispersjonen, og blandingen fortynnet til 500 deler. Små stålbarrer ble sandblåst og forvarmet til 93,3°C. Disse ble dyppet i den ovenfor angitte glimmerdispersjon og lufttdrket under dannelse av en film med tykkelse 0,05 mm. Barrene ble derefter induksjonsopp-varmet. Efter 30 minutter ved 871°C ble der ikke obserbert noen oxydasjon av stålet. Andre belagte barrer oppvarmet 10 minutter ved 1093°C viste ingen tydelig oxydasjon eller skalldannelse.

Eksempel 13

En dispersjon inneholdende glassfritte og vermiculitt,

begge hovedsakelig finere enn 15 micron, ble fremstillet ved sammenmaling i en kulemolle av .15 deler pulverformig glassfritte, 26 deler vermiculittpulver, 9 deler natriumsalt av sulfonert nafthalenformaldehydkondensat, 10 deler diammoniumhydrogenfosfat og 100 deler vann. En dispersjon av aluminiumfosfat ble fremstillet ved oppvormning 5 minutter ved 121°C av 6 deler aluminiumoxydpulver og 34 deler fosforsyresirup. Oppslemmingen ble derefter fortyn-

net med 50 deler vann og tilsatt til dispersjonen i kulemdllen, efterfulgt av ytterligere to timers maling. Mollen ble tomt, og vann tilsatt for å bringe den totale mengde opp til 550 deler. Komposisjonen ble påfdrt stålbarrer som var blitt sandblåst og oppvarmet til 121°C ved svabring på overflaten. Efter gjennom-tdrkning ble én barre oppvarmet en time ved 171°C, og en annen i 20 minutter ved 1093°C. Stålet var beskyttet mot oxydasjon, og ingen skalldannelse ble observert i noe tilfelle.

Claims (5)

1. Belegningskomposisjon for dannelse av glatte høytemperatur-

og oxydasjonsresistente, slitasjefaste belegg, eksempelvis på overflater som kommer i kontakt med varmt glass eller metall,karakterisert ved at den omfatter i vektprosent av den totale mengde faste bestanddeler: (a) 5 - 45% findelt pigment hvori hovedsakelig alle partikler er under 20 mikron, fortrinnsvis under 10 mikron, valgt fra minst én av gruppene bestående av grafitt, molybdendisulfid, vermiculitt, talkum, glass, kalsiumfluorid, jernoxyd, bornitrid og andre smørende pigmenter, (b) 1 - 15 % av et dispergeringsmiddel for å tilveiebringe sikker dispergering av pigmentet i komposisjonen, (c) 20 - 60 % aluminiumfosfat som et bindende materiale, (d) 3 - 20 % av et dispersjonsstabiliserende middel for å opprettholde en stabil dispersjon i nærvær av aluminiumfosfat, valgt fra minst én av gruppen bestående av ammonium-og alka-limetallmonobasiske, dibasiske eller tribasiske salter av fosfor-(4) eller fosfor-(3, 5) syrer, borat-, fthalat-, tartrat-og acetatbuf f ermidler, (e) 0 - 50 % av en vanndispergerbar film-modifiserende harpiks for å tilveiebringe et fint, glatt belegg, (f) 0 - 20 % av et ikke-ionisk emulgeringsmiddel for harpiksen, idet den totale mengde faste bestanddeler er mellom 2 og 50 vekt% av komposisjonen, idet balansen er et vandig oppløsningsmiddel-

2. Komposisjon ifølge krav 1, karakterisert ved at del (a) foreligger i en mengde på fra 16 til 18 %, del (b) foreligger i en mengde på fra 4 til 5 %, del (c) foreligger i en mengde på fra 38 til 42 %, del (d) foreligger i en mengde på fra 9 til 10 %, del (e) foreligger i en mengde på fra 22 til 26 %, og del (f) foreligger i en mengde på fra 4 til %, og at den totale mengde faste bestanddeler er mellom 8 og 35 %.

3. Komposisjon ifølge krav 1, karakterisert ved at dispergeringsmidlet er et anionisk, ikke-skummende overflateaktivt middel.

4. Komposisjon ifølge krav 1, karakterisert ved at den vanndispergerbare harpiks, er én eller flere av harpikser valgt fra gruppen bestående av emulgerbare, syrestabile melaminharpikser, hydrocarbonharpikser, siliconharpikser, epoxyharpikser, acrylharpikser og polyesterharpikser.

5. Komposisjon ifølge krav 1, karakterisert ved at pigmentet har en partikkelstørrelse hvori hovedsakelig alle partikler er under 5 mikron i størrelse.