NO178702B - Korrosjonshindrende maling - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en korrosjonshindrende maling.

Dette og andre trekk fremgår av det etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen vedrører mer spesielt en korrosjonshindrende malingsstruktur som er effektiv som en primær korrosjonshindrende maling for store stålkonstruksjoner og har utmerket varmebestandighet ved siden av at den har gode forvitrings- og korrosjonshemmende egenskaper, sveise-bestandighet, gasskjæringsbestandighet og forlikelighet med toppstrøket.

For bygging av store stålkonstruksjoner som f.eks. skip, offshore- og onshore-konstruksjoner, foretas primær over-flatebehandling ved kuleblåsing eller sandblåsing, og deretter påføres en primær korrosjonshindrende maling, f.eks. etsgrunning, sinkrik epoksygrunning eller uorganisk sinkrik grunning.

Selv om disse korrosjonshindrende malinger har forskjellige korrosjonshemmende egenskaper, vil de gi en gitt korrosjonshemmende virkning for hoveddelene (hovedsakelig de plane deler) av stålkonstruksjonen.

Med den senere tids økning i størrelsen av stålkonstruksjoner har de sveisede deler og fjernelse av deformasjoner som skyldes sveisingen økt og medført problemer med hensyn til korrosjon som skyldes skader bevirket ved varme.

For å løse dette problem er det nødvendig å gjennomføre en sekundær rustfjernelse av varmeskadede områder ved sandblåsing, maskinelt utstyr eller håndverktøy.

For dette er det nødvendig med mye manuelt arbeid.

Tidligere besto uorganiske sinkrike grunninger av et uorganisk bindemiddel og en høy konsentrasjon av sinkstøv.

Nedbrytning som skyldes varmeskader var derfor begrenset

til et minimum og korrosjon av den varmeskadede del medførte ikke noen særlige problemer.

Sinkdamper førte imidlertid ved tidspunktet for sveising og gasskjæring til miljøproblemer, dårlig adhesjon av olje-baserte malinger, etc.

Av disse grunner var man nødt til å redusere sinkstøv-konsentrasjonen og den senere tids modifiserte uorganiske sinkrike grunninger er nå hyppig anvendt på skipsverft.

Det var hensikten å erstatte en del av etylsilikatet som er et bindemiddel i uorganiske sinkrike grunninger, med poly-vinylbutyralharpiks som er en organisk polymer, og også å redusere sinkstøvkonsentrasjonen, for derved å forhindre ulempene ved den ovennevnte uorganiske sinkrike grunning.

Ettersom den uorganiske grunning i blandingen spaltet seg ble imidlertid varmebestandigheten for den modifiserte uorganiske sinkrike grunning redusert, og den korrosjonshemmende egenskap under påvirkning av varme ekstremt redusert.

Tidligere foreslåtte primære korrosjonshindrende malinger for stål har vært effektivt anvendt for å gjøre bruk av deres respektive fordeler, men korrosjonen av deler som har vært utsatt for varmepåvirkning er forblitt et uløst problem.

I de tilfeller hvor "rusthindringstaktikker" gjennomføres i forskjellige former hovedsakelig på skipsverft, har feno-menet med varmebestandigheten av den primære korrosjonshindrende maling for stål vært det kontroversielle punkt i angjeldende problem.

Det er et formål for den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en korrosjonshindrende maling, som gir en ekstrem varmebeskyttelse til de modifiserte uorganiske sinkrike grunninger som hittil har vært anvendt, slik at den forvitringskorrosjonshemmende egenskap av baksiden av sveisesømmer og eliminering av deformasjon kan bli meget sterkt forbedret slik at reduksjon i sekundær rustfjernelse kan tillates.

Et ytterligere formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe en korrosjonshindrende maling som fremviser tilfredsstillende adhesjon selv i fuktige omgivelser.

Et ytterligere formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe en forvitringsbestandig korrosjonshindrende maling med utmerkede egenskaper ved sveising og gasskjæring i sammenligning med de modifiserte uorganiske sinkrike grunninger .

Oppfinnelsen er basert på den erkjennelse at i en korrosjonshindrende maling inneholdende et hydrolysert kondensat av tetraalkoksysilikat med en alkylgruppe med karbonantall fra 1 til 5, såvel som sinkstøv og titanoksyd som begge reagerer med og vil bli fast koblet til det hydrolyserte tetraalkoksysilikatkondensat, og de ovennevnte formål til-fredsstilles ved hjelp av en korrosjonshindrende maling hvor volumkonsentrasjonen av pigment er 40 til 60% og som inneholder 40 til 60 volum% av det hydrolyserte tetraalkoksysilikatkondensat som bindemiddel, 5 til 25 volum% sink-støv i den tørre film og 10 til 30 volum% titanoksyd.

Oppfinnelsen tilveiebringer således en korrosjonshindrende maling, omfattende et bindemiddel som er et hydrolysert kondensat av tetraalkoksysilikat med en alkylgruppe med 1 til 5 karbonatomer, sinkstøv og titanoksyd, idet pigmentvolumkonsentrasjonen er 40 til 60%, kjennetegnet ved at sink- og titanoksydkonsentrasjonen er slik at konsentrasjonen i den tørre film blir henholdsvis 5 til 2 5 volum% og 10 til 30 volum%.

Som eksempler på det tetraalkoksysilikat som anvendes ved oppfinnelsen med en alkylgruppe med karbonantall fra 1 til 5 kan nevnes tetrametoksysilikat, tetraetoksysilikat, tetrapropoksysilikat, tetraisopropoksysilikat og tetra-butoksysilikat.

En alkylgruppe med karbonantall over 6 er uønsket på grunn av at herdingsegenskapene reduseres ekstremt.

Tetraalkoksysilikat i seg selv kan ikke danne noen film, slik at det ved hydrolyse kondenseres til et bindemiddel ved hjelp av en katalysator som kan være en uorganisk syre som saltsyre, salpetersyre eller svovelsyre eller en blanding av en slik uorganisk syre med maursyre, eddiksyre, etc.

Det sinkstøv som anvendes ved oppfinnelsen er kuleformet eller flaklignende og utgjør 5 til 25 volum%, foretrukket 8 til 20 volum% i den tørre film.

Når mengden er mindre enn 5 volum% blir kohesjonen og den korrosjonshemmende egenskap av malingen redusert.

Når dets mengde er over 25 volum% nedsettes forlikeligheten med et toppstrøk av en oljebasert maling.

Titanoksyd som anvendes ved oppfinnelsen er av rutiltype eller anatastype eller en blanding av disse to typer. Dets mengde er 10 til 30 volum%, foretrukket 15 til 25 volum%, i den tørre film.

Når mengden er under 10 volum% reduseres varmebestandigheten, og også slitasjebestandigheten reduseres på grunn av utilstrekkelig kohesjon.

Når mengden er over 30 volum% blir den tørre film for hard og slagfastheten reduseres.

Som nevnt blir ved oppfinnelsen et hydrolysert kondensat av tetraalkoksysilikat anvendt som et bindemiddel og sinkstøv og titanoksyd som vesentlige pigmenter.

Uoppløseliggjøring nødvendig for oppbygging av filmen har tidligere vært oppnådd ved hjelp av en fornettingsreaksjon mellom silisium og sinkstøv.

Ved oppfinnelsen tilsettes titanoksyd til disse to kompo-nenter, og et tertiært system bestående av silikat, sink-støv og titanoksyd utgjør et filmbyggende element.

I tillegg til dette tertiære filmbyggende element er det også mulig å anvende pigmenter som vanlig anvendes i malinger, f.eks. silikapulver, talkum, glimmer, jernoksyd, kromoksyd, jernfosfat og legerte pulvere.

Den totale pigmentvolumkonsentrasjon er 40 til 60%, foretrukket 45 til 55%.

Når konsentrasjonen er mindre enn 40% reduseres tørkeevnen.

Når konsentrasjonen overstiger 60% nedsettes slagfastheten.

Når en maling i henhold til oppfinnelsen anvendes som en primær korrosjonshindrende maling for stål, blir varmebestandigheten meget sterkt forbedret i sammenligning med de modifiserte uorganiske sinkrike grunninger, som hittil har vært anvendt i stor grad, mens bearbeidbarheten er den samme som med den tidligere kjente maling.

Følgelig blir den forvitringskorrosjonshemmende egenskap av baksiden av en sveisesøm og fjernelse av deformasjoner meget sterkt forbedret slik at sekundær rustfjerning kan reduseres.

Tidligere, når en oljebasert maling ble påført over en modifisert uorganisk sinkrik grunning og anbragt i et fuktig miljø, forekom det avskalling.

Malinger i henhold til den foreliggende oppfinnelse fremviser tilfredsstillende adhesjon selv når de holdes i et fuktig miljø.

Videre er det påvist at ved å sløyfe den organiske polymer og redusere sinkstøvkonsentrasjonen, blir problemene ved sveising og gasskjæring redusert i sammenligning med den modifiserte uorganiske sinkrike grunning og en kvalitetsav-veining på høyt nivå kan foretas i forbindelse med bruk av malingen som primær korrosjonshindrende grunning for stål.

UTFØRELSESEKSEMPLER

Eksempler på gjennomføring av oppfinnelsen skal nå be-skrives detaljert i forbindelse med eksempler på fremstilling, eksempler på blandinger og sammenligningseksempler.

Med mindre annet er angitt er deler og prosentangivelser på vektbasis.

Reaksjon med titanoksyd

Evnen til reaksjon mellom titanoksyd og hydrolysert kondensat av tetraalkoksysilikat bekreftes ved hjelp av den følgende test.

Forskjellige pigmenter vist i tabell 1 som vanlig anvendes for malinger såvel som titanoksyd ble suspendert i en mengde på 20 volum% i et hydrolysert kondensat av tetraalkoksysilikat (dvs tetraetoksysilikat i dette tilfelle).

Hver suspensjon oppnådd på denne måte ble påført under anvendelse av sprøyteutstyr til en tørr filmtykkelse på 30 til 40 \ im på en sandblåst stålplate som deretter ble herdet ved romtemperatur i 24 timer.

Deretter ble forskjellige fysikalske egenskaper av den tørre film, f.eks. slitasjebestandighet og gnidningsbestan-dighet etter 48 døgns neddykning i MEK målt.

Resultatene ved målingene er vist i tabell 1.

Fremstilling av bindemiddeloppløsning

EKSEMPEL 1

40 deler tetraetoksysilikat, 20 deler isopropylalkohol og

5 deler isopropylalkohol inneholdende 5% ferriklorid som vist i tabell 2, ble innført i en reaktor av rustfritt stål.

Deretter ble innholdet i reaktoren omrørt mens temperaturen ble hevet til 30°C.

Deretter ble 4,8 deler av en vandig oppløsning inneholdende 0,3% saltsyreoppløsning innført i systemet i løpet av 30 minutter, og innholdet ble oppvarmet til 50°C og deretter omrørt ved 50°C i to timer.

Deretter ble systemet fortynnet med tilsetning av 30,2 deler isopropylalkohol til å gi bindemiddel A med 2 6% ikke-flyktig stoff.

EKSEMPLER 2 og 3

Materialer for de respektive bindemidler i eksempel 2 og 3B og C ble blandet i angitte forhold som vist i tabell 2 og blandingene ble så behandlet i likhet med eksempel 1 til å gi bindemidler B og C.

Med disse bindemidler var innholdet av ikke-flyktig stoff 26%. EKSEMPLER 1 til 12, sammenligningseksempler 1 til 5 Pigment og løsningsmiddel ble tilsatt til blandingen inneholdende bindemiddelet i mengdeforhold som vist i tabell 3, og blandingene ble tilstrekkelig omrørt med et røreverk til å gi respektive korrosjonshindrende malinger.

Disse korrosjonshindrende malinger ble testet ved den følgende prosedyre for å bedømme dem med følgende bedøm-mel.sesstandarder.

Testprosedyrer og bedømmelsesstandarder

(I) Hver korrosjonshindrende maling ble påført ved hjelp av manuell sprøyting på en polert plate av smijern renset ved hjelp av xylen til en tørr filmtykkelse på 2 0 |J.m, etterfulgt av herding ved romtemperatur i to timer.

Deretter ble malingfilmen iakttatt visuelt og gradert med følgende standarder.

O: Malingsfilm som er jevn og tilstrekkelig tørr slik at

den ansees å være tilfredsstillende.

a: Beleggfilm som er delvis uensartet som fører til praktisk svikt og som ansees å være utilfredsstillende.

X: Beleggfilm som er uensartet og ansees å være praktisk utilfredsstillende.

(II) Varmebestandighetstest.

Hver korrosjonshindrende maling ble påført på en sandblåst stålplate (70 x 150 x 1,6 mm) ved luftsprøyting til en tørr filmtykkelse på 20 Jim, etterfulgt av herding i romtemperatur i 48 timer, oppvarming i en elektrisk ovn ved 800<*>C i 20 minutter og etterfølgende vannkjøling.

Deretter ble avskalling av malingsfilmen undersøkt ved hjelp av cellofantape, og varmebestandigheten ble bedømt ved hjelp av følgende bedømmelsesstandarder, idet avskal-lingsområdet ble ansett som skala for målingen av varmebestandigheten.

0: Malingsfilm med et avskallingsområde på 0 til 10% som

ansees å være tilfredsstillende.

a:Malingsfilm med et avskaIlingsområde på 11 til 50% som

ansees å være praktisk utilfredsstillende.

X: Malingsfilm med et avskallingsområde over 50% som ansees å være praktisk utilfredsstillende. (III) Korrosjonshemmende test etter varmebestandighets-testen.

Testplaten oppnådd ved fremgangsmåten i test (II) (uten avskalling med cellofantape) ble underkastet en salttåke-test og en utendørs forvitringstest for å bedømme den korrosj onshemmende egenskap.

Bedømmelsesstandardene var som følger:

O: Malingsfilm med et rustet område på 0 til 3% som

ansees å være tilfredsstillende.

a: Malingsfilm med et rustet område på 4 til 10% som

ansees å være praktisk utilfredsstillende.

X: Malingsfilm med et rustet område på 11% eller mer som ansees å være praktisk utilfredsstillende.

(IV) Forlikelighetstest overfor toppstrøket.

Hver korrosjonshindrende maling ble belagt på en sandblåst stålplate (70 x 150 x 1,6 mm) ved hjelp av luftsprøyting til en tørr filmtykkelse på 15 til 2 0 |lm.

Den belagte stålplate ble herdet i 48 timer, etterfulgt av oppvarming i en elektrisk ovn ved 800°C i 20 minutter (prosedyren betegnet som (a)) og deretter utendørs forvitringstest i syv døgn (prosedyren betegnes her som (b)).

Etter prosedyrene (a) og (b) ble en oljebasert korrosjonshindrende maling påført ved hjelp av luftsprøyting til en tørr filmtykkelse på 30 \ im.

Den belagte plate ble så underkastet en 240 timers salt-tåketest og deretter en adhesjonstest.

Bedømmelsen ble foretatt ved hjelp av krysskjæringstest (med 2 mm mellomrom) med cellofantape).

Bedømmelsesstandardene var som følger:

0: Malingsfilm med den ikke-avskallede malingsfilm på

100/100 til 90/100 som ansees å være tilfredsstillende.

a: Malingsfilm med den ikke-avskallede film på 89/100 til

70/100 som ansees å være praktisk tilfredsstillende. X: Malingsfilm med ikke-avskallet film på 71/100 eller derunder som ansees å være praktisk utilfredsstillende .

(V) Gasskjæringstest.

Hver korrosjonshindrende maling ble påført på en sandblåst stålplate (500 x 100 x 16 mm) med luftsprøyting til å ha en tørr filmtykkelse på 2 0 jlm, etterfulgt av herding i 48 timer.

Deretter ble det foretatt skjæring med skjærehastighet for WES klasse 1 skjæreoverflate under anvendelse av en "Type Gas Cutter", (varebetegnelse for Tanaka Seisakusho Co., Ltd.) under betingelser med oksygentrykk 3,5 kg/cm<2>, acetylentrykk 0,5 kg/cm<2>og dyse nr. 2.

En skjærehastighet på 450 mm/minutt eller mer er tilfredsstillende.

Sveisetest

Hver korrosjonshindrende maling ble påført en sandblåst legert stålplate med høy styrke av 50 kg-klassen (500 x 100 x 16 mm, med endeflater polert-med en slipe-maskin) med luf tsprøyting til en tørr filmtykkelse på 20 Jim (endeflatene ble også belagt) etterfulgt av herding i 48 timer.

Deretter ble kilsveising foretatt ved hjelp av karbondiok-sydgassveising (tråd: KC 50, 1,2 mm diameter, CO/Ar - 6/4, strømstyrke: 250 A), og utseende av sveisesømmer og nålegroper ble undersøkt.

Bedømmelsesstandardene var som følger:

0: Utseende av sveisesømmer og nålegroper er begge tilfredsstillende slik at det ansees at det ikke

foreligger noe vesentlig problem.

Utseende av sveisesømmer og nålegroper er begge utilfredsstillende, slik at det ansees at de er praktisk uegnet for bruk.

X: Utseende av sveisesømmer og nålegroper er slik at de

ansees å være praktisk utilfredsstillende.

Resultatene av de... ovennevnte tester er vist i tabell 4.

Som det fremgår klart av resultatene i testene vist i tabell 4, viser alle eksemplene 1 til 12 i samsvar med oppfinnelsen tilfredsstillende resultater.

På den annen side, viser sammenligningseksemplene utenfor oppfinnelsens ramme utilfredsstillende resultater i det minste ved en eller flere av disse tester, og de vil fremby problemer i praktisk bruk.

Claims (1)

1. Korrosjonshindrende maling, omfattende et bindemiddel som er et hydrolysert kondensat av tetraalkoksysilikat med en alkylgruppe med 1 til 5 karbonatomer, sinkstøv og titanoksyd, idet pigmentvolumkonsentrasjonen er 40 til 60%,karakterisert vedat sink- og titanoksydkonsentrasjonen er slik at konsentrasjonen i den tørre film blir henholdsvis 5 til 25 volum% og 10 til 30 volum%.