NO744548L - - Google Patents

Description

Vandige oppløsninger av alkalisilikater har ofte

vært brukt som bindemidler i sinkrike, uorganiske belegg. Enkelte kolloidale dispersjoner av silisiumoksyd kan også brukes som bindemidler. Avhengig av det alkalimetall som brukes for oppløs-ningen av silisiumoksydet eller den kolloidale dispersjon, og forholdet mellom alkalimetall og silisiumoksyd har disse belegg vært klassifisert som enten selvherdende eller etter-herdende idet sistnevnte må gjennomgå en etterherding for å oppnå en tilstrekkelig vannfasthet på omkring 8 timer.

Eksempler på slike belegg som kan fås i handelen

er en natriumsilikatoppløsning som krever en etter-herding med f.eks. 10% fosforsyre i vann, og en natrium-litiumsilikat-oppløs-ning som har betegnelsen selvherdende, og hvor begge blandinger brukes sammen med sink. De forskjellige herdeegenskaper for disse to belegg består i at førstnevnte krever ca. 1 mnd. kontakt med atmosfæren før belegget vil motstå kraftig regn, mens sistnevnte vil motstå kraftig regn etter bare ca. 8 timers eksponering til atmosfæren, avhengig av temperaturen og fuktighetsgraden. Relativt sett er således natrium-litium-mediet selvherdende.

I praksis og særlig innen skipsindustrien som er

en hovedforbruker av disse uorganiske sinkrike belegg, er værfor-holdene slik at belegget må være fullstendig bestandig overfor regn, tåke eller langvarig yr i løpet av bare 1 eller 2 timer etter påføring, og under mindre gunstige omstendigheter som f.eks. 10°C og 70 - 80° RF (relativ fuktighet).

Under disse uheldige betingelser vil de markeds-førte, selvherdende systemer oppløses og gi et dårlig eller intet belegg som krever fornyet sandblåsing og bestrykning. For å unn-

gå dette problemet har mange brukere av disse vann-baserte uorganiske belegg skiftet til etylsilikater inneholdende oppløsnings-

middel, fordi sistnevnte herder ved absorbsjon av fuktighet fra luften, US patenter nr. 3.320.082, nr. 3.180.746 og nr. 3.130.061 er relevante kjente patenter. Imidlertid er brannfaren og giftig-hets graden for disse oppløsningsmidler ulemper ved systemene.

Man har nå uventet funnet at vannholdige silisium-oksyd/alkalimetall-bindemidler som brukes sammen med sinkpulver, som beskyttende belegg, kan gjøres fuktighetsbestandige, vannfaste, i løpet av 2 timer etter påføring hvis de blandes med amoniakk-stabilisert, kolloidalsilisiumoksyd i visse mengdeforhold. For

For å løse ovenstående problem når man benytter

slik vannholdig bestrykningsmasse gikk man ut i fra at hvis det kunne finnes en mekanisme som ville starte polymerisasjonen av silikatoppløsningen så snart vannet var avdampet ville en polymer med tilstrekkelig molekylvekt utvikle seg hurtig, i løpet av 1 time eller 2, og denne polymer ville motstå alle uheldige, tidlige vær-forhold helt ned til 5°C. Polymerisasjonen av silikater og kolloidal silisiumoksyd øker etterhvert som pH faller inntil polymeri-sas jonshastigheten når et maksimum for de fleste systemer ved en

pH lik 5 til 6. Vanligvis har alkalisilikatoppløsninger en pH

i området 10.5 til 11.5 på grunn av nærvær av bundet alkali som natrium, litium eller kalium.

Etterhvert som systemet tørker ved avdamping av

vann nedsettes alkali-kationets mobilitet, tørrstoffinnholdet øker

.og kollisjon og agglomerering av silisiumoksydpartikler finner sted. Etterhvert som alkali-innholdet mnøytraliseres ved absorbsjon av CC>2 fra luften eller langsomt fjernes fra filmen ved utløsning grunnet kondensasjon, tåke eller regn, blir silikatpartiklene surere og tverrbindingsreaksjonene med sinkstøvet og polymerisa-sjonsprosessen begynner. Polymerisasjonen fortsetter til det er dannet en tett tverrbundet film. Hurtig polymerisasjon kan oppnås ved å nøytralisere alkaliet umiddelbart ved etterherding med 10% oppløsning av en syre som f.eks. fosforsyre. Dette er den nåværende anbefaling for hurtig oppnåelse av vannfasthet. Man kan anta at polymerisasjonen av silikater finner sted via en mekanisme som omfatter et kiselsyre-mellomprodukt som umiddelbart kondenserer

med silanol-hydroksylgruppene på nærliggende silisiumoksydpartikler under dannelse av siloksanbindinger (Si-Ø-Si) og på denne måten danner en tett tverrbundet SiO^-polymer som blir fullstendig vann-uoppløselig selv med meget lave molvekter. Jo raskere polymerisa-

sjonshastigheten er jo tidligere oppnås derfor den ønskede vannbestandighet.

Det er en av fordelene med foreliggende oppfinnelse at det tilveiebringes et silikat-medium på vannbasis, som vil oppnå fullstendig vannfasthet i løpet av helt ned til 1 time etter påføring uten bruk av etterherdende kjemikalier som syreoppløs-ninger, syresaltoppløsninger, tungmetallsalter eller høye temperaturer. Man innsparer på denne måten et ekstra trinn som omfatter ytterligere arbeidstid og -kraft.

En annen fordel med oppfinnelsen ligger i at det frem-legges et silikat-medium på vannbasis som vil danne belegg med slik tidlig værbestandhet uten redusert lagrings-levetid, lagringsbestandighet, sammenlignet med eksisterende produkter på vannbasis.

En ytterligere fordel med oppfinnelsen er at de sinkriker belegg på vannbasis og vil fremkalle vannbestandighet selv ved lave temperaturer (lo°C) i løpet av helt ned til 1 time etter påføring, utsatt for regn, tåke eller kondensasjon, med eller uten bruk av ovennevnte vanlige herdemidler, mens blandingen fremdeles har minst 5 timers effektiv brukstid etter at sinkstøvet er blandet med bæremiddelet.

Det vannbestandige blandemedium, bæremiddel, (bæremiddel), ifølge oppfinnelsen er ikke begrenset til bruk med forskjellige metaller, men kan også brukes som en klar lakk, klebe-• stoff, impregneringsmiddel for tre eller papir og som bindemiddel for keramiske materialer eller støpeprodukter.

Den kjente teknikk på området beskriver bruk av silikater av bundet alkali som natrium-, kalium-, litium eller kvatærnær ammonium-silikater eller blandinger av disse. Den kjente teknikk beskriver også bruk av alkalistabilisert, kolloidal silisiumoksyd som skiller seg fra silikatene ved at de generelt antas å være fullstendig kolloidale og ikke av ione-struktur.

Som beskrevet av Harman (J.Phys. Chem. bind 31, 616-625f 1927) dannes gult silikomolybden-komplekssyre ved omsetning mellom molybdensyre og ionisk silisiumoksyd, men ikke med kolloidalsilisiumoksyd. Polymer silisiumoksyd slik den foreligger i kolloidale silisiumoksyd-dispersjoner gir ikke denne kolorimet-riske reaksjon og således kan denne reaksjon brukes til å skille mellom kolloidalsilisiumoksyd og ioniske silikatoppløsninger som

er nevnt ovenfor.

Ovennevnte silikater og kolloidale silisiumoksyder som tidligere er brukt og beskrevet på området lider alle av samme grunnleggende problem med vann-følsomhet etter påføring. Selv om denne ømfintlighet kan variere fra noen dager til flere uker, har det praktiske mål , å oppnå en fullstendig vannresistent bestrykning i løpet av 1 time eller mindre basert på silisiumoksyd eller sili-katmedia på vannbasis ikke vært oppnådd uten bruk av etterhérdende syreoppløsninger, saltoppløsninger etc., som tidligere nevnt.

Det eneste alternativ har vært de selvherdende bæremedia på oppløsningsmiddel-basis, ikke vannholdige, som etylsilikater. Disse blir vannresistente 20 - 30 minutter etter påfør-ing. Med vannresistent (vannbestandig, vannfast) menes bestandig-het overfor regn, høy fuktighetsgrad, dusjing, kondensasjon eller tåke, særlig de to sistnevnte. Nåværende systemer på området basert på silisiumoksyd- eller silikatbæremedia på vannbasis vil ikke motstå tåke eller kondensasjon før de har tørket i flere dager, i de fleste tilfelle.

Således omfatter oppfinnelsen følgende sider:

a) fremgangsmåten for fremstilling av nye bindemiddelsammensetninger på vannbasis inneholdende kolloidal silisiumoksyd stabilisert med alkali-silisiumoksyd/ ammoniakk, b) bindemiddelsammensetninger beskrevet under a) i og for seg, c) de nye, hurtigherdende, vannfaste beleggsammenset-ninger som beskytter bindemiddelsammensetninger

ifølge a), sammen med sinkpartikler,

d) fremgangsmåten bestående i in situ reaksjon mellom sammensetningen ifølge a) og sinkpartikler, under

dannelse av sammensetningen b).

Bindemiddelkomponenten i de vannfaste, hurtigherdendi beleggssammensetninger ifølge oppfinnelsen består av en nøye avpasset kombinasjon av et silikat eller kolloidal-silisiumoksyd og kolloidal-silisiumoksyd stabilisert med et flyktig kation, fortrinnsvis ammoniakk. Man har funnet at når en silikatoppløsning eller en kolloidal silisiumoksyd-dispersjon kombineres i riktig forhold med en kolloidal silisiumoksyd - sol, stabilisert med et flyktig kation, særlig NH^+ ionet, får man blande-media som har fremragende lagringsbestandighet, effektiv brukstid etter blanding på 5 timer eller mer etter blanding med sinkstøvpigment, og at filmer av disse sinkrike belegg har uvanlig korte selvherdetider. Sammensetningene gir vannfaste og fuktighetsbestandige filmer med fremragende korrosjonsbestandighet i løpet av så lite som 1 time etter påføring.

Alkalimetall- eller kvartærnær ammonium-silikatene eller - solene har-silisiumoksydinnhold på mellom 10 og 60%, fortrinnsvis 15 - 50% eller mer, fortrinnsvis 15 - 40%.

For natrium-litium-silikatoppløsningen på vannbasis vil molforholdet være fra 2.5 - 5.0 Si02ffra 0.75 til 1.00 Li20, fra ca. 0.05 til 2.5 ^£0. Detaljer vedrørende natrium-litium-silikatoppløsningene er dekket av US patent nr. 3.180.746 som det herved vises til i sin helhet.

Egnede metallfrie, organiske, kvatærnære ammonium-silikater omfatter alkyletanol-ammoniumsilikater som metyltrietanol-ammoniumsilikater, tetraetanol ammoniumsilikater, dietanol morfolin-silikat og heksaetanoletylen diammoniumsilikat, oppløst i et vanndig medium. Molforholdet mellom silisiumoksyd og organisk ammonium-ion kan variere mellom 1.0 til 20.0, fortrinnsvis 5 - 20 og helst til 5 - 15.

Det antas at bindemiddelkomponenten av organisk kvatærnær ammonium-silikat i henhold til oppfinnelsen kan grovt

• sett karakteriseres ved formelen:

hvor:

N betegner et nitrogenatom;

n betegner et lite tall mindre enn 10 og fortrinnsvis mindre enn 5, X, Y, Z betegner tall som angir de relative mengder mellom hver av bestanddelene i forbindelsen.

X er lik 1, Y fortrinnsvis mellom 0.5 og 20, og Z fortrinnsvis mellom 0 og 99 ,

R betegner alkylradikaler mellom 1 og 20 C-atomer, hvorav minst to er omega-hydroksy alkylgrupper (fortrinnsvis to eller flere av disse R-grupper er etanolgrupper og andre derivater av atanolgrup-per), opp til fire grupper er bundet til hvert N-atom,

p er et tall på minst 4, som angir totalt antall. R grupper; og s er et tall fra 1 til p, og angir antallet forskjellige typer av

R-grupper.

Mer spesielt kan de organiske silikat-bindemiddelkomponenter som er egnet for bruk i henhold til oppfinnelsen gjen-gitt med formelen:

hvor N, X, Y og Z har ovenstående betydninger og R^, R2, R^og R4betegner alkanolgrupper som inneholder mellom 1 og 20 C-atomer.

I silisium-oksyd- eller silikat-komponentene i henhold til oppfinnelsen kan fremstilles på mange forskjellige måter. Slike metoder omfatter f.eks.: a) fjerning av alkalimetallibner fra organiske alkalimetall-ammoniumsilikater ved bruk av en egnet ione-vekslerharpiks, b) oppløsning av natriumfri silisiumoksyd i natrium-frie, hydroksylerte organiske ammoniumsilikater, c) oppløsning av natriumfri silisiumoksyd i natrium--frie oppløsninger av tetraetanolammonium-silikat, d) natrium kan utløses fra mindre oppløselige natrium-kvatærnær ammonium-silikatkrystaller, e) omsetning av ammoniakk og etylenoksyd med finfordelt silisiumoksyd-hydrat eller silisium oksyd-gel, eller

en kolloidal silisiumoksyd-sol.

Vandige oppløsninger av bindemiddelkomponenter fremstilles med molforhold mellom silisiumoksyd og organiske kvatærnære ammoniumioner helt opp til 20 eller større, inneholdende 50 vektprosent eller mer Si02. Øvre konsentrasjonsgrense avhenger av konsistensen for 'sluttblandingen og fellings- eller gelingspunktet for blandingen.

En typisk markedsført organisk kvaternær ammonium-silikat som kan brukes ifølge oppfinnelsen er "Quram 220" eller en blanding av "Quram 220" - natriumsilikat (1:1 på vektbasis).

Kaliumsilikatet av den type som vanligvis brukes

på markedet, med Si02/Me20 forhold lik 2.0 - 4.0 på vektbasis og 20 - 30% Si02, ble også prøvet sammen med ammonium-stabilisert kolloidal silisiumoksyd i et sinkrikt belegg. Disse sammensetninger var ikke så vannfaste som de prøvede natrium-litium-silikfater men var mye bedre enn sammensetninger som bare inneholdt kaliumsilikat og sinkstøv uten noe ammoniakk-stabilisert kolloidalsilisium-

oksyd.

Natrium-litiumsilikater foretrekkes. Deretter foretrekkes litium-silikater. Natriumsilikater er ikke anvende-lige for dette formål siden de ikke blir vannbestandige inntil innholdet av ammoniakkstabilisert kolloidalsilisiumoksyd blir så stort at systemet blir ustabilt når sinkstøv tilsettes fordi hele systemet herder i løpet av noen få minutter etter at sinken er tiIblandet.

Den foretrukne ammonium-stabiliserte silisium-oksydsol, dvs. den ammoniakkstabiliserte kolloidale silisiumoksyd i henhold til foreliggende oppfinnelse, er en vandig sol, akvasol, som inneholder 20-40% Si02med forholdet Si02/NH3lik 100 til 150 på vektbasis og inneholdende mindre enn 0.1% alkalimetallioner. Fremgangsmåte for fremstilling av og sammensetningen for disse aquasoler beskrives i US patent nr. 2.574.902 som herved i sin helhet tas med som referanse.

Oppfinnelsen skal justeres ytterligere ved de følgende eksempler.

Det ble laget en rekke silisiumoksydholdige blandinger som følger:

Sammensetningene i eksempel 1 til 4 gir en silisiumoksyd-dispersjon som har enestående fysikalske egenskaper, utseende og kjemisk reaktivitet. Når den ammoniakk-stabiliserte kolloidale suspensjon settes til den angitte ioniske silikatopp-løsning eller kolloidale silisiumoksyd-sol, inntrer en umiddelbar reaksjon og reaksjonsdeltagerne forandres fra halvgjennomsiktige, gjennomskinnelige eller klare oppløsninger til melkeaktige opake dispersjoner av hva som synes å være høymolekylære polysiloksaner med stor partikkelstørrelse sammenlignet med silikatoppløsninger-eller soler som krever bruk av overflateaktive midler og/eller sus-pens jonsmidler for å holde dem i suspensjon. Lateksen medvirker til denne suspendering, men har en større virkning ved at systemet vil hefte bedre til meget glatte overflater som ikke sandblåst stål, polert stål, glass, glatt betong og lignende. Bruk av reaktive latekser som inneholder hydroksyl- eller karboksyl-funksjonelle grupper viser seg overraskende ikke å forringe oppløsningsmiddel-bestandigheten for de sinkrike belegg, som ofte brukes som korro-sjonsfaste foringer i tanker for oppløsningsmidler eller havgående oljetankere. Konsentrasjonen av disse reaktive latekser bør være mellom 0 og 30 vektprosent av blandemediet, hvis ikke vil man even-tuelt få bløte belegg, høye herdetider og dårlig vannfasthet. Eksempel 9.

En spesielt foretrukket bindemiddelsammensetning fremstilles ut fra følgende bestanddéler:

En typisk foretrukket fremgangsmåte for fremstilling av en egnet bindemiddelsammensetning i henhold til oppfinnelsen ut fra ovenstående utgangsstoffer er følgende: 1. Fyll forbindelse A på en 200 1 beholder. Start blanderen og tilsett B. Rør 10 minutter.

2. Når A og B er jevnt blandet tilsett C og D

i denne rekkefølge under røring.

3. Når C og D er fullstendig innblandet hell over i en 1000 1 beholder. Tilsett E med en hastighet på 40 l/min under røring, under opprettholdelse av en blandingshvirvel. 4. Når alt E er tilsatt tilsett F i en mengde på

40 l/min.

5. Rør 10 minutter etter avsluttet tilsetning av F og tilsett G. Rør 5 minutter og send prøven til kontrollaborator-iet for undersøkelse av spesifikasjoner. 6. Om nødvendig filt-rer gjennom en 80 mesh silke-sekk. Generelt ble ovenstående metode fulgt for fremstilling av alle eksemplene.

De typiske spesifikasjoner for dette bindemiddel vil være: Spesifik vekt: kg/dm<3>(25°C): (Min) 1,14 - (Max) 1,175. Viskositet Krebs-enheter (2 5°C)(Min) 65 - (Max) 75 (Stormer viskosi-meter). Man fremstilte en beleggsammensetning ut fra 100 g av dette bindemiddel og 325 g vanlig sinkstøv med midlere partikkelstørrelse fra 7 - 9^,u.

Sammensetningen ble strøket ut på en prøveplate til en våt filmtykkelse på ca. 0,15 - 0,25 mm.

Den våte filmen ble hensatt til tørking og dannet et hardt, tørt og heftende belegg i løpet av 2 timer.

Etter to timer ble platen anbragt i et fuktekammer med ferskvann, 100% fuktighetsgrad, i 24 timer. Belegget ble deretter undersøkt. Man fant ingen oppløsning av filmen, selv etter denne temmelig kraftige fuktighetsprøve. For ytterligere å illu-strere oppfinnelsen ble enkelte av sammensetningene i henhold til foregående eksempler og nye sammensetninger bedømt ved sammenligning med tidligere sammensetninger på markedet. Sammensetningen for disse blandinger er oppført detaljert i tabell 1, hvor mengdene er i vektdeler hvis intet annet er angitt. Disse blandingenes effekt, særlig når det gjelder vannfasthet, er oppført i tabell 2.

Tabell 1 og Tabell 2:

Som man vil se av tabell II, ble filmer etter belegg sammensatt som angitt i tabell I med sinkstøv i et forhold 1 del bindemiddel og 3.26 deler sinkstøv underkastet forsøk med varierende resultater. E, F og G-systemene var så reaktive med sink at beleggsammensetningene stivnet til en gel og ikke kunne brukes. Dette viser klart den grunnleggende vanskelighet ved bruk av ammoniakk-stabilisert kolloidal-silisiumoksyd som det ikke anbefales å bruke på området ifølge US Patent nr. 3.320.082.

Hovedidéen ved foreliggende oppfinnelse er å finne en måte å benytte reaktiviteten for ammoniakkstabiliserte systemer på en slik måte at man kan oppnå hurtig herding (i løpet av 2 timer) uten å støte på over-reaktivitetsproblemer som normalt inntrer med ammoniakkstabilisert kolloidalsilisiumoksyd.

Man vil se at det organiske systemet L i tabell II som er et preparat basert på etylsilikat, har fremragende virkning. Sammensetning K som er et preparat ifølge oppfinnelsen inneholdende tilsetning av amin og urea-bestanddeler har også en ytelse som er nesten like god som silikat basert på organiske oppløsningsmidler.

I sammensetning I blir motstandsevnen mot vann og fuktighet temmelig dårlig ved tilsetning av natriumsilikat inneholdende ovennevnte ingredienser. Ved tilsetning av ammoniakkstabilisert kolloidal silisiumoksyd, som i sammensetning pH, er imidlertid motstandsevnen mot vann og fuktighet temmelig god, selv om den ikke er fullt så god som for sammensetning K.

Sammensetningene C og B inneholder også visse mengder ammoniakk stabilisert kolloidal silisiumoksyd, men i tilfelle B er mengden for liten til å gi fremragende egenskaper. For sammensetning C er mengden ammoniakkstabilisert silisiumoksyd for stor til at den er optimal.

Bestrykningssammensetningen i henhold til foreliggende oppfinnelse pakkes vanligvis som et to-komponent system. Sinkstøvet eller annet fast pigment som brukes i belegget forpakkes som en separat komponent. Blandemediet i henhold til foreliggende oppfinnelse sammen med eventuellt andre flytende tilsetninger pakkes som en andre komponent. De to komponenter blandes før bruk.

Siden beleggsammensetningen i henhold til oppfinnelsen blir ufølsomme for vann i løpet av meget kort tid, dvs. i løpet av 2 timer, krever de vanligvis ikke bruk av herdemiddel.

c

I enkelte unntakstilfeller kan man imidlertid bruke herdemidler som fosforsyre for å påskynde herdingen når eksepsjonelt uheldige omstendigheter dukker opp.

Til blandemediene i henhold til foreliggende oppfinnelse settes sinkstøv under dannelse av sinkrike beleggsammen-setninger. Blandemediet og sinkstøvet kan blandes i følgende gene-relle forhold:

x = ikke-flyktige-stoffer

Sammensetningen beskrives på basis av total vekt.

Bæremediet inneholder således, når det oppgis 26% IFS, 2 6% ikke-flyktige stoffer, eller totalt feørrstoffinnhold.

Sinken harken partikkelstørrelse på mellom 2 og

50 mikron i diameter. Sinkstøvet kan tilsettes i mengde på ca.

66 - 80 vektprosent av beleggsammensetningen og sammensetningen

vil gi økende korrosjonshastighet for de behandlede metaller, særlig kullstoffstål, med økende mengder sink.

I tillegg til sammensetningen som ovenfor beskrevet kan det tilsettes visse andre bestanddeler som generelt kan betegnes med pigmenter, enkeltvis, i blanding eller i forskjellige kombinasjoner for å gi beleggsammensetningene ønskede egenskaper forøvrig. Forskjellige av disse pigment-tilsetninger og ønskede egenskaper som de gir, er som følger: (1) uorganiske keramiske pigmenter, (metalloksyder som alene eller i forskjellige kombinasjoner gir ønsket gfarge)) — eksempel på metalloksydpigmenter er kobolt/aluminium, kobolt/krom, kadmium og kadmium/aluminium. Foretrukne pigmenter er slike som vanligvis brukes til fargning av keramiske materialer. (2) sinkoksydpigment - øker slitasjebestandigheten og "glattheten" for belegget ved å innføre relativt små (o.l-l mikron i diameter) partikler i sammensetningen. (3) aluminiumsilikat-fosfat-pigmentrhar samme virkning som sinkoksydet. (4) titan dioksyd-pigment - I tillegg til å øke beleggets slitasjebestandighet gir titandioksydet fremragende dekk-egenskaper (forårsaket av en meget høy brytningsindeks).

Beleggsammensetningen ifølge oppfinnelsen kan på-føres metalloverflater som er forbehandlet ved vanlig sandblåsing eller stålbørsting. Sandblåsingen behøver bare å fjerne rustflak og rust og overflaten behøver ikke å sandblåses ned til rent metall slik som nødvendig for de kjente sinkrike uorganiske beleggsammen-setninger. Beleggsammensetningen påføres overflaten med kost, rulle eller sprøytepistol til en tørrfilm-tykkelse på ca. 0.025 - 0.30 mm. For å oppnå en foretrukket tørrfilm-tykkeIse påføres en våtfilm med tykkelse ca. 0.15 - 0.25 mm.

Kolloidal silisiumoksyd kan fås i handelen f.eks.

under betegnelsen "Ludox 48", som er et litiumstabilisert kolloidalt silisiumoksyd levert av duPont Company. Andre typer av alkalistabilisert kolloidal silisiumoksyd er "Sytons"-forbindelsene fra Monsanto Chemical Company og "Nalcoag", forhandlet av National Aluminate Company. Generelt beskrives slik kolloidal silisiumoksyd eller silikat-dispersjoner i US patenter nr. 3.320.082, nr. 2.462.763,

nr. 2.440.969, som der herved vises til i sin helhet.

De foretrukne alkali-litiumsilikat-oppløsninger

som benyttes i henhold til foreliggende oppfinnelse kan fremstilles ved å tilsette en natriumsilikatoppløsning til en natriumlitium-sili-katoppløsning med et molforhold på 0.25 Na20 : 0.75 Li20 : 4.5 Si02og med et tørrstoffinnhold på ca. 25 - 30 vektprosent og viskositet mellom 30 og 40 centipoises (25°C). Natriumsilikat-oppløsninger med molforhold Na20 : Si02 på mellom 1:2.4 og ca. 2:3.75 kan tilsettes til nevnte natrium-litium silikat-oppløsning for fremstilling av alkali-litium silikat-oppløsninger i henhold til foreliggende oppfinnelse. Det skal imidlertid forstås at alkali-litium silikat-opp-løsningene også kan fremstilles direkte ved å regulere mengdene av litium hydroksyd og natrium-, kalium- eller kvaternær ammonium-oksyd som settes til det silisium-oksyd-holdige materiale som f.eks. kiselsyre eller kiselgel før oppvarming.

Videre kan alkali-litium-silikat-oppløsningene fremstilles ved å tilføre litium-hydroksyd og natrium-, kalium- eller kvaternær ammonium-hydroksyd til alkali-stabiliserte, kolloidale silisiumoksyd-oppløsninger.

rike belegg, hvor blandemediet fortrinns vis utgjør 20 - 33 vektdeler av beleggsammensetningen og sinkstøvet 67 - 80 vektdeler.

Sinkstøvet brukes fortrinnsvis som et metallpulver med midlere partikkelstørrelse mellom ca. 5 og 15 mikron.

Andre fargepigmenter kan også brukes i små mengder på mellom 1/10 og 10 vektprosent basert på sinkstøvets vekt. Metall-støv som aluminium etc. kan også brukes for helt eller delvis å erstatte det foretrukne sinkstøv. Mer generelt kan metallstøvet utgjøre 50 - 90 vektprosent av beleggsammensetningen.

Claims (19)

1. Flytende sammensetning egnet som blandemedium for fremstilling av hurtigherdende, vannfast belegg og inneholdende følgende kombinasjon, I. 10 til 45 vektprosent tørrstoffer bestående av: A. fra ca. 10 til 60 vektprosent tørrstoffer av kolloidaj. silisiumoksyd stabilisert med flyktig ion, basert på totalt silisium-oksyd- innhold i sammensetningen, B. resten, 90 - 40 vektprosent, silisiumoksyd-tørrstoffer i form av silisiumoksyd- eller silikat-holdige stoffer valgt blant gruppen: 1) organiske kvaternære ammoniumsilikater 2) alkalistabilisert, kolloidal silisium-oksyd, 3) alkalimetall-silikater valgt blant gruppen : a) kaliumsilikater b) litiumsilikater c) natrium-rll-tiuiti-silikater, og 4) blandinger av ovenstående, II. 90 til 55 vektprosent vann.

2. En sammensetning som hurtig herder til vannbestandige belegg, karakterisert ved følgende kombinasjon: I. 50 til 90 vektprosent metallstøv som kan inngå i i en Si02~ polymerisasjon, II. 10 til 50 vektprosent av sammensetningen i hen hold til krav 1. En typisk litium-natrium-silikat-oppløsning som kan brukes som en av bestanddelene i henhold til oppfinnelsen kan fremstilles på følgende måte: Vann, kiselgel, litium hydroksyd og natriumhydrok-syd fylles på en trykkbeholder a rustfritt stål forsynt med rørverk. Under begynnende røring av bestanddelene vil varmeutviklingen øke blandingens temperatur til 50 - 55°C. Reaktoren blir deretter lukket og bestanddelenes temperatur økes under stadig røring til 150°C i 30 - 90 minutter. Etter at beholderens temperatur har nådd ca; 150°C og ved et trykk på ca. 5 kg/cm <2> avkjøles innholdet langsomt med en hastighet på ca. 0.6 - 1.8°C/min. Dette vil gi et temperaturfall fra 150 - ca. 95°C i løpet av 30 - 90 minutter. Dette avslutter da første trinn av reaksjonen for fremstilling av natrium-litium-silikat-i fast form. Det andre trinn i operasjonen (under 95°C) krever lengre tid for effektivt å oppløse natrium-silikatene ved lavere temperaturer. Temperaturreduksjonen i reaktoren fra 95° - 40°C foregår med en hastighet på ca. 0.37 - 0.42°C/min. og gjennomføres i løpet av 150 - 240 minutter. Det siste temperaturfall er fra 40°C til 25°C og kan gjennomføres over 60 - 120 minutter, med en avkjølingshastighet på fra 0.25 - 0.125°C/min. Avhengig av den anvendte vannmengde kan man bruke i blandemedia inneholdende forskjellige tørrstoff-forhold, dvs. at det totale tørrstoffinnhold i blandemédiet kan variere mellom ca.

10 og 45 vektprosent, fortrinnsvis ca. 25 - 30 vektprosent. Den ammoniumstabiliserte kolloidale silisiumoksyd utgjør ca. 10 - 60 vektprosent, fortrinnsvis 20 - 50 og helst 30 - 50 vektprosent Si02 (silisi umoksyd) På tørrstoffbasis. Det spesielt gunstige område er 15 - 25 vektprosent og det optimale 20 vektprosent av kolloidalt silisiumoksyd stabilisert med bevege-lig ion (ammoniakk). Silisiumoksyd som litiumstabilisert kolloidal silisiumoksyd, litiumsilikat og kvaternæie ammonium-silikater foreligger fortrinnsvis i konsentrasjoner på 40 - 90 vektprosent av det totale silisiumoksydinnhold. Slike silikater kan også brukes i en hvilken som helst kombinasjon opp til 40 - 90 vektprosent silisium-oksyd, som angitt.i Disse blandemedia brukes for fremstilling av sink-

3. Sammensetning som angitt i krav 2, karakterisert ved at metallstøvet er sink.

4. Sammensetning som angitt i krav 2, karakterisert ved at metallstøvet er aluminium.

5. Sammensetning som angitt i krav 2-4, karakterisert ved at det også tilsettes pigmenter.

6. Sammensetning som angitt i krav 2-4, karakterisert ved at støvets partikkelstørrelse er mellom 5 og 15 mikron.

7. Påført våt-film med sammensetning som angitt i krav 2-6, med tykkelse 0.15 - 0.25 mm.

8. Tørr, vannbestandig og heftende film dannet ut fra filmen som angitt i krav 7 etter tørking.

9. Sammensetning som angitt i krav 1- 8, karakterisert ved at nevnte flyktige ion er NH4 +.

10. Sammensetning som angitt i krav 1-9, karakterisert ved at komponenten inneholdende 40 - 90 vektprosent tørrstoff er et organisk, kvaternært ammonium-silikat.

11. Sammensetning som angitt i krav 1-9, karakterisert ved at nevnte 90 - 40 vektprosentige tørrstoff-bestanddel er et alkali-stabilisert kolloidalt silisiumoksyd.

12. Sammensetning som angitt i krav 1-9, karakterisert ved at tørrstoffbestanddelen av 90 - 40 vektprosent tørrstoffer er kaliumsilikat.

13. Sammensetning som angitt i krav 1- 9, karakterisert ved at komponenten av 90 - 40 vektprosent tørrstoff er et litiumsilikat.

14. Sammensetning som angitt i krav 1-9, karakterisert ved at tørrstoff-komponenten som utgjør 40 - 90 vektprosent av tørrstoffet er et natrium-litium-silikat.

15. Fremgangsmåte for fremstilling av en tynn, tørr, vannfast beskyttende film ut fra våte filmer i løpet av to timer etter påføring, karakterisert ved at man i kombinasjon: A. fremstiller tørrstoffet av silikat eller kolloidal silisiumoksyd i et vanndig bæremedium stabilisert med beve-gelig ion, i henhold til krav 1, B. blander mediet med 90-50 vektprosent metall- støv for fremstilling av en sammensetning som angitt i krav 2, C. påfører sammensetningen som angitt i krav 2 på et egnet underlag under dannelse av nevnte våtfilm, tørker denne under omgivende forhold for å bevirke hurtig fjerning av nevnte flyktige ion fra filmen, slik at det oppnås en hurtig nedsettelse av beleggets pH og følgende hurtig dannelse av kryssbundet, vannbestandig film, og hvor nevnte omgivende forhold inkluderer den normale mengde CC^ i luften som vil nøytralisere gjenværende ikke-flyktige alkaliske bestanddeler i filmen.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, karakterisert ved at metallstøvet er sink.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, karakterisert ved at metallstøvet er aluminium.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 16, karakterisert ved at 90- 40 vektprosent av tørrstoffbestand-delen er et litiumsilikat eller et natrium-litium-silikat og nevnte flyktige ion er "NH4+.

19. Blandemedium og beleggsammensetning i det vesent-lige som beskrevet i forbindelse med eksemplene.