NO833753L

NO833753L - PROCEDURE FOR REMOVAL OF RUST

Info

Publication number: NO833753L
Application number: NO833753A
Authority: NO
Inventors: Eugene S Barabas
Original assignee: Gaf Corp
Priority date: 1982-12-29
Filing date: 1983-10-14
Publication date: 1984-07-02
Also published as: DK436283D0; DK436283A; JPS59123778A; AU1930183A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fjerning The present invention relates to a method for removal

av rust fra metalloverflater. of rust from metal surfaces.

Det har lenge vært et problem hvorledes man kan.fjerne rust It has long been a problem how to remove rust

fra metalloverflater som siden skal påføres maling eller andre beskyttende belegg. Mekanisk renseteknikk så som sandblåsing, børsting eller skrubbing er sterkt støvdannende og dessuten tidskrevende. Tidligere forsøk på kjemisk å rense rustne overflater har ikke vært fullt ut tilfredsstillende. from metal surfaces to which paint or other protective coatings are to be applied. Mechanical cleaning techniques such as sandblasting, brushing or scrubbing are highly dust-generating and also time-consuming. Previous attempts to chemically clean rusted surfaces have not been fully satisfactory.

En spesielt vanskelig type metalloverflater.å.rense er de uregelmessige overflater som finnes på skip, f.eks. i høy-temperaturventiler, rør og lignende. Den eneste fremgangsmåte som ofte kan brukes er en tidkrevende børsting av overflaten og deretter en påføring av oppløsning av.et fuktemiddel blandet med et kjemisk rensemiddel. En slik teknikk har en rekke vanskeligheter, så som å holde rensevæsken i kontakt med den overflate som skal renses, -særlig i tak og.andre hengende gjen-stander, foruten at man får.et problem med. fjerning av vaske-væskene. Dessuten er disse oppløsningene ofte giftige, de er ikke særlig økonomiske og krever store vannvolumer for den etterfølgende vasking. A particularly difficult type of metal surface to clean are the irregular surfaces found on ships, e.g. in high-temperature valves, pipes and the like. The only method that can often be used is a time-consuming brushing of the surface and then an application of a solution of a wetting agent mixed with a chemical cleaning agent. Such a technique has a number of difficulties, such as keeping the cleaning liquid in contact with the surface to be cleaned, -especially in ceilings and other hanging objects, besides the fact that you get a problem with. removal of the washing fluids. Moreover, these solutions are often toxic, they are not very economical and require large volumes of water for the subsequent washing.

Tidligere forsøk på kjemisk å fjerne rust har blant annet-inn-befattet at man har brukt kjemikalier, så som en.hemmet salt-syre, etylendiamintetraeddiksyre (EDTA), EDTA/sitronsyre etc. Previous attempts to chemically remove rust have, among other things, included the use of chemicals, such as inhibited hydrochloric acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), EDTA/citric acid etc.

I den senere tid er det blitt foreslått at man kan bruke en pasta av en vannoppløselig polymer, så som polyvinylpyrrolidon (PVP) og et gelateringsmiddel, så som EDTA, som så kan påføres den rustne metalloverflate som skal renses. Etter påføring herdner pastaen til en tykk skorpe som innkapsler rusten og etterpå kan den fjernes fra den rensede overflate og fjernes som et fast avfallsstoff. Denne fremgangsmåte er mer detaljert beskrevet i US-patent nr. 4.325.744. More recently, it has been suggested that a paste of a water-soluble polymer, such as polyvinylpyrrolidone (PVP) and a gelling agent, such as EDTA, can be applied to the rusted metal surface to be cleaned. After application, the paste hardens into a thick crust that encapsulates the rust and can then be removed from the cleaned surface and disposed of as solid waste. This method is described in more detail in US Patent No. 4,325,744.

av rust fra rustne metalloverflater som innbefatter at man: a) påfører nevnte rustne overflate et lag av en rust-fjernende sammensetning bestående.i alt vesentlig of rust from rusted metal surfaces, which includes: a) applying a layer of a rust-removing composition to said rusted surface consisting essentially of

av en vandig oppløsning av en kopolymer av malein- * syre og en monomer med formelen CH9=CHR, hvor R of an aqueous solution of a copolymer of maleic * acid and a monomer of the formula CH9=CHR, where R

1 1 1 representerer H, CH3, OR eller OCOR , og R repre-s senterer CH^ eller CHgCH^; og 1 1 1 represents H, CH 3 , OR or OCOR , and R represents CH^ or CHgCH^; and

b) lar nevnte lag av sammensetningen tørke, hvoretter rusten blir inkorporert i nevnte lag som deretter b) allowing said layer of the composition to dry, after which the rust is incorporated into said layer as follows

løsner av seg selv fra overflaten. detaches itself from the surface.

Den maleinsyrekopolymer som brukes i foreliggende oppfinnelse kan fremstilles ved en hydrolyse av en forløper-kopolymer av maleinsyreanhydrid og en monomer med formelen CH9=CHR, hvor R The maleic acid copolymer used in the present invention can be produced by a hydrolysis of a precursor copolymer of maleic anhydride and a monomer with the formula CH9=CHR, where R

1 1 1 representerer H, CH^, OR eller OCOR , hvor R representerer CH^ eller Cr^CH^. Forløper-kopolymeren kan fremstilles ved enhver av de vanlige kjente fremgangsmåter.som brukes- for frem-stilling av slike kopolymerer, f.eks. slik det.er beskrevet i US-patentene3.553.183, 3.794.622 og 3.933.763"og som her inn-går som referanser. I foreliggende oppfinnelse vil kopolymeren brukes i form av en vandig oppløsning som vanligvis vil inne-holde mellom 5 og 6 0 vekt% polymer og mellom 4 0 og 95 vekt% vann.- Molekylvekten på maleinsyrekopolymeren kan.variere meget sterkt. Generelt egnet for bruk i foreliggende, oppfinnelse er kopolymerer med K-verdier mellom 20 og 120 eller endog høyere. Det er selvsagt slik at de viskositeter man oppnår innenfor de ■foretrukne, grenser med hensyn., til innhold av vann. og K-verdi -som er nevnt ovenfor|.. kan variere meget sterkt. avhengig av den vannmengde som. brukes. Valget .av en foretrukket viskositet for den rustf jernende .beleggende sammensetning, ifølger.<foreliggende oppfinnelse, vil være sterkt avhengig av dens påtenkte bruk. Formmetalloverflater med lite rust kan det være.ønskelig å ha en tynn væske med viskositet på mellom 50 og 50.000 centipois (eps), slik at belegget kan påføres med en vanlig malingskost til en tykkelse på mellom 0,01 og ca. 5 mm. Formange andre formål kan det væreønskelig med en relativt høy viskositet, slik at man får et pastalignende belegg med en viskositet f.eks. mellom 10.000 og 250.000 eps. Slike belegg med høy viskositet 1 1 1 represents H, CH^, OR or OCOR, where R represents CH^ or Cr^CH^. The precursor copolymer can be prepared by any of the usual known methods used for the preparation of such copolymers, e.g. as described in US patents 3,553,183, 3,794,622 and 3,933,763" and which are included here as references. In the present invention, the copolymer will be used in the form of an aqueous solution which will usually contain between 5 and 60 wt% polymer and between 40 and 95 wt% water. The molecular weight of the maleic acid copolymer can vary greatly. Generally suitable for use in the present invention are copolymers with K values between 20 and 120 or even higher. It is of course so that the viscosities that are achieved within the ■preferred limits with regard to water content and K-value -which is mentioned above|.. can vary greatly. depending on the amount of water that is used. The choice .of a preferred viscosity for the anti-rust coating composition of the present invention will be highly dependent on its intended use. Form metal surfaces with little rust, it may be desirable to have a thin liquid having a viscosity of between 50 and 50,000 centipoises (eps). , so that the coating k is applied with a normal paint brush to a thickness of between 0.01 and approx. 5 mm. For many other purposes, it may be desirable to have a relatively high viscosity, so that a paste-like coating with a viscosity e.g. between 10,000 and 250,000 eps. Such coatings with high viscosity

kan lett påføres selv på overhengende overflate, f.eks. ved hjelp av en kniv eller en sikling slik at man får fremstilt belegg med en tykkelse på mellom 0,5 og 20 mm eller enda tykkere. Den pastalignende formen av kopolymeren er spesielt foretrukket for påføring på vertikale eller overhengende overflater hvor det ville være meget uønskelig med drypping eller renning av belegget etter at det er påført. can be easily applied even on overhanging surfaces, e.g. with the help of a knife or a drool so that a coating is produced with a thickness of between 0.5 and 20 mm or even thicker. The paste-like form of the copolymer is particularly preferred for application to vertical or overhanging surfaces where it would be highly undesirable for the coating to drip or run off after it has been applied.

Hvis det er ønskelig,kan viskositeten på den.beleggende sammensetningen ifølge foreliggende.oppfinnelse økes.ved at-sammensetningen tilsettes ett eller flere fortykningsmidler i tilstrekkelig mengde til å øke viskositeten på sammensetningen til den forønskede verdi. For dette formål kan man bruke mange forskjellige typer fortykningsmidler. Når slike.fortykningsmidler brukes, vil de vanligvis anvendes i mengder på mellom 0,1 og 10 vekt% basert på vekten av den totale, sammensetningen. Egnede fortykningsmidler innbefatter f.eks. naturlig eller syntetisk gummi så som xantan, guar-gummi, tragakant etc; cellulosederivater så som karboksyetylcellulose, hydrogeler. så som tverrbundne polymerer av akrylsyre og andre syntetiske fortykningsmidler så som et tverrbundet poly(metylvinyleter/ maleinsyreanhydrid). Tverrbundne interpolymerer av denne type er beskrevet i US-patent 3.448.088 og dette patent.inngår her som en referanse. Forløperne av kopolymerer som brukes i foreliggende oppfinnelse er maleinsyreanhydrid-kopolymerer med for- If desired, the viscosity of the coating composition according to the present invention can be increased by adding one or more thickeners to the composition in sufficient quantity to increase the viscosity of the composition to the desired value. For this purpose, many different types of thickeners can be used. When such thickeners are used, they will usually be used in amounts of between 0.1 and 10% by weight based on the weight of the total composition. Suitable thickeners include e.g. natural or synthetic gums such as xanthan, guar gum, tragacanth etc; cellulose derivatives such as carboxyethyl cellulose, hydrogels. such as cross-linked polymers of acrylic acid and other synthetic thickeners such as a cross-linked poly(methyl vinyl ether/maleic anhydride). Crosslinked interpolymers of this type are described in US Patent 3,448,088 and this patent is incorporated herein by reference. The precursors of copolymers used in the present invention are maleic anhydride copolymers with

mel : flour :

Som nevnt ovenfor kan kopolymeren brukes i form.av en vandig oppløsning. Kopolymeren som brukes i den vandige oppløsningen er hydrolysert og har følgende generelle formel: As mentioned above, the copolymer can be used in the form of an aqueous solution. The copolymer used in the aqueous solution is hydrolyzed and has the following general formula:

I praktisk gjennomføring av oppfinnelsen er det vanligvis foretrukket at den beleggende sammensetningen som påføres de rustne metalloverflater har en tykkelse på minst.0,01 mm, fortrinnsvis mellom 0,5 og 2 mm. For sterkt rustne overflater er det foretrukket at belegget er minst 1 mm tykt for å sikre en egnet fullstendig fjerning av rusten. Belegg påfør[t"~i den foretrukne tykkelse vil under de fleste normale betingelser tørke iløpet av tidsrommet mellom 1/2 og 8 timer. Tørketiden vil være avhengig av en rekke forskjellige faktorer, så som tykkelsen på det opp-rinnelige laget og lagets viskositet, samt de atmosfæriske betingelser - da spesielt temperatur og fuktighet. Hvis man lar beleggene tørke fullstendig, blir rusten inkorporert i belegget (idet man antar at belegget er tilstrekkelig tykt til at det kan inkorporere den rustmengde som forefinnes på metalloverflaten), og det tørkede belegget inneholdende rusten.vil da løsne fra metalloverflaten i form av flak eller striper som enten faller av metalloverflaten av seg selv eller lett kan fjernes ved blå-sing eller børsting. I forbindelse med overhengende overflater vil nevnte selvfjernende egenskap være tilstrekkelig til at flakene eller stripene av det tørkede belegget faller ned fra metalloverflaten under påvirkning av tyngdekraften. Denne selvfjernende egenskap i de brukte kopolymerer.er relativt ufølsom med hensyn til variasjoner i temperatur og fuktighet. Under visse betingelser f.eks. når belegget ikke er tørket fullstendig, kan det være nødvendig å børste eller skrape overflaten for å In practical implementation of the invention, it is usually preferred that the coating composition which is applied to the rusted metal surfaces has a thickness of at least 0.01 mm, preferably between 0.5 and 2 mm. For heavily rusted surfaces, it is preferred that the coating is at least 1 mm thick to ensure a suitable complete removal of the rust. Coatings applied in the preferred thickness will, under most normal conditions, dry in between 1/2 and 8 hours. The drying time will depend on a number of different factors, such as the thickness of the build-up layer and the viscosity of the layer , as well as the atmospheric conditions - particularly temperature and humidity. If the coatings are allowed to dry completely, the rust will be incorporated into the coating (assuming that the coating is sufficiently thick to incorporate the amount of rust present on the metal surface), and the dried coating containing the rust.will then detach from the metal surface in the form of flakes or strips which either fall off the metal surface by themselves or can be easily removed by blasting or brushing. In connection with overhanging surfaces, said self-removal property will be sufficient for the flakes or strips of the dried coating falls from the metal surface under the influence of gravity.This self-removal property in the ukt copolymers. is relatively insensitive with regard to variations in temperature and humidity. Under certain conditions, e.g. when the coating is not completely dried, it may be necessary to brush or scrape the surface to

få en fullstendig fjerning av det rustholdige belegget. Mens man ikke fullt ut forstår den nøyaktige mekanisme ved. hvilken rusten blir inkorporert i belegget som deretter løsner fra metalloverflaten, antar man at den beleggende sammensetningen fukter og kompleksdanner seg med rustpartiklene samtidig som de filmdannende egenskapene er slik at belegget inneholdende obtain a complete removal of the rusty coating. While the exact mechanism is not fully understood. which the rust is incorporated into the coating which then detaches from the metal surface, it is assumed that the coating composition moistens and forms a complex with the rust particles at the same time that the film-forming properties are such that the coating containing

rusten etter fullstendig tørking løsner spontant.fra metalloverflaten. the rust after complete drying detaches spontaneously.from the metal surface.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen uten at den er. begrenset til disse. Det materialet som i eksemplene er identifisert som VAZO 52, er en azo-isobutyro-valeronitril-initiator som fremstilles av duPont. The following examples illustrate the invention without it being. limited to these. The material identified in the examples as VAZO 52 is an azo-isobutyro-valeronitrile initiator manufactured by duPont.

Eksempel 1 Example 1

18 g av en kommersiell kopolymer poly(metylvinyleter-ko-maleinsyre-anhydrid)-Gantrez AN 139, et produkt fra GAF Corporation, ble tilsatt et glasskår med skrukork, hvoretter man tilsatte 80 g destillert vann.- Karet ble plassert i et risteapparat, 18 g of a commercial copolymer poly(methyl vinyl ether-com-maleic anhydride)-Gantrez AN 139, a product of GAF Corporation, was added to a glass shard with a screw cap, after which 80 g of distilled water was added.- The vessel was placed in a shaker,

og ristet ved romtemperatur inntil man fikk en klar oppløsning, noe som indikerte en fullstendig hydrolyse. and shaken at room temperature until a clear solution was obtained, indicating complete hydrolysis.

Polymeroppløsningen ble analysert med følgende resultat: The polymer solution was analyzed with the following result:

En 28 gauge-plate av jern, hvis overflate var.dekke met rust, ble plassert på en benk og belagt med et 1,27 mm tykt og 63 mm bredt lag av kopolymeroppløsningen, idet man. brukte en på-strykningskniv. A 28 gauge iron plate, the surface of which was covered with rust, was placed on a bench and coated with a 1.27 mm thick and 63 mm wide layer of the copolymer solution, while used an ironing knife.

Det belagte metall ble hensatt over natten. Neste morgen fant man at den sprø filmen hadde skilt seg fullstendig fra metalloverflaten, mens rusten var innleiret i den utskilte filmen. Overflaten på metallet var fullstendig fri for rust. The coated metal was left overnight. The next morning it was found that the brittle film had completely separated from the metal surface, while the rust was embedded in the separated film. The surface of the metal was completely free of rust.

Eksempel 2 Example 2

35 g kommersiell poly(etylen-ko-maleinsyreanhydrid)-EMA 21 , 35 g of commercial poly(ethylene-co-maleic anhydride)-EMA 21,

et produkt fra Monsanto Chemical Company, ble plassert i et kar med skrukork og tilsatt 65 g vann.- Karet ble plassert i et risteapparat og ristet ved romtemperatur inntil man fikk en klar oppløsning. a product from Monsanto Chemical Company, was placed in a vessel with a screw cap and 65 g of water was added.- The vessel was placed in a shaker and shaken at room temperature until a clear solution was obtained.

Polymeroppløsningen ble analysert med følgende-resultat: The polymer solution was analyzed with the following result:

Samme jernplate som i Eks. 1, hvis overflate var dekket med rust ble plassert på en benk og belagt med et 1,27 mm tykt og 63 mm bredt lag av kopolymeroppløsningen, idet man brukte en påstryk-ningskniv. Same iron plate as in Ex. 1, the surface of which was covered with rust was placed on a bench and coated with a 1.27 mm thick and 63 mm wide layer of the copolymer solution using a spreader knife.

Det belagte metall ble så hensatt over natten. Neste morgen fant man at den sprø filmen hadde skilt seg fullstendig fra metallet, og rusten var innleiret i selve filmen. Metalloverflaten var fullstendig fri for rust. The coated metal was then set aside overnight. The next morning it was found that the brittle film had completely separated from the metal, and the rust was embedded in the film itself. The metal surface was completely free of rust.

E ksempel 3 Example 3

En 2-liters kjele utstyrt.med mekaniskerører, tilbakeløpskjøler, gasstilførselsrør og et termometer ble renset med nitrogen. Kjelen ble så tilsatt følgende ingredienser i den angitte rekke-følge: A 2-liter boiler equipped with mechanical stirrers, reflux condenser, gas supply pipe and a thermometer was purged with nitrogen. The following ingredients were then added to the pot in the specified order:

Systemet ble oppvarmet til 65°C og holdt på denne temperatur i 15 minutter. Deretter ble 193,5 g vinylacetat plassert i en dråpetrakt og tilsatt reaksjonsblandingen i én time, mens man holdt nevnte temperatur. Deretter ble temperaturen holdt på 65°C i én time og så ble det tilsatt 0,5 g VAZO 52. Temperaturen ble stadig holdt på 65°C og tilsetning av 0,5 g VAZO 52 ble gjentatt to ganger med én times mellomrom,.inntil en prøve ga negative resultater på maleinsyreanhydrid. The system was heated to 65°C and held at this temperature for 15 minutes. Then 193.5 g of vinyl acetate was placed in a dropping funnel and added to the reaction mixture for one hour, while maintaining the aforementioned temperature. Then the temperature was kept at 65°C for one hour and then 0.5 g VAZO 52 was added. The temperature was constantly kept at 65°C and the addition of 0.5 g VAZO 52 was repeated twice with one hour intervals. until a sample gave negative results for maleic anhydride.

Polymersuspensjonen ble filtrert, og filterkaken ble igjen ut-rørt i 600 ml metylenklorid.. Suspensjonen ble så rørt i en halv time ved romtemperatur og så igjen filtrert; Den fra-filtrerte polymeren ble vasket tre ganger med 100 ml metylenklorid og så tørket i vakuum ved 8 0°C. The polymer suspension was filtered, and the filter cake was again stirred in 600 ml of methylene chloride. The suspension was then stirred for half an hour at room temperature and then filtered again; The filtered-off polymer was washed three times with 100 ml of methylene chloride and then dried in vacuum at 80°C.

En analyse av polymeren viste følgende resultater: An analysis of the polymer showed the following results:

35 g av denne kopolymeren ble plassert i et. glasskår med skrukork og tilsatt 65 g destillert vann.■ Karet ble plassert i et risteapparat og ristet ved romtemperatur inntil man fikk en klar oppløsning, noe som angir en fullstendig-hydrolyse. Poly-meroppløsningen ble analysert med følgende resultat: 35 g of this copolymer was placed in a shards of glass with a screw cap and added 65 g of distilled water.■ The vessel was placed in a shaker and shaken at room temperature until a clear solution was obtained, indicating complete hydrolysis. The polymer solution was analyzed with the following result:

Samme jernplate som i Eks. 1 og som var dekket med rust ble plassert på en benk og belagt med et 1,27 mm tykt og 63 mm bredt lag av kopolymeroppløsningen ved hjelp av en påstryknings-kniv. Same iron plate as in Ex. 1 and which was covered with rust was placed on a bench and coated with a 1.27 mm thick and 63 mm wide layer of the copolymer solution using a spreader knife.

Den belagte metallplaten ble så hensatt over.natten. Neste morgen fant man at den sprø filmen hadde skilt seg fullstendig fra metalloverflaten, og rusten var innleiret i den utskilte filmen. Metalloverflaten var fullstendig fri for rust. The coated metal plate was then left overnight. The next morning it was found that the brittle film had completely separated from the metal surface, and the rust was embedded in the separated film. The metal surface was completely free of rust.

Eksempel 4 Example 4

Man brukte samme fremgangsmåte som i Eks. 1, bortsett fra at man brukte poly(etylvinyleter-ko-maleinsyreanhydrid) eller poly(propylvinyleter-ko-maleinsyreanhydrid) som forløper-kopolymeren i stedet for nevnte poly(metylvinyleter-ko-maleinsyreanhydrid) som angitt i Eks. 1. Man brukte.også fremgangs-måten fra Eks. 3 ved å bruke vinylproprionat i stedet for vinylacetatet. fra Eks. 3. The same procedure was used as in Ex. 1, except that poly(ethyl vinyl ether-co-maleic anhydride) or poly(propyl vinyl ether-co-maleic anhydride) was used as the precursor copolymer instead of said poly(methyl vinyl ether-co-maleic anhydride) as indicated in Ex. 1. The procedure from Ex. was also used. 3 by using vinyl proprionate instead of the vinyl acetate. from Ex. 3.

Skjønt oppfinnelsen er blitt beskrevet med hensyn til foretrukne utførelser, er det underforstått at.man.lett kan ut-føre forskjellige forandringer og modifikasjoner uten at man derved forlater, oppfinnelsens intensjon slik denne fremgår av de etterfølgende krav. Although the invention has been described with regard to preferred embodiments, it is understood that various changes and modifications can easily be made without thereby abandoning the intention of the invention as it appears from the following claims.

Claims

1. Method for removing rust_from rusted metal surfaces, characterized by: a) applying a layer of a rust-removing coating composition to said rusted surface consisting essentially of an aqueous solution of a copolymer of maleic acid and a monomer with the formula CH9=CHR , 1 I where R 1 represents H, CHo, OR, or OCOR , and where R represents CH 3 or Cl^Crl^; and b) allowing said layer of said coating composition to dry, whereby the rust is incorporated into said layer which then detaches itself from the surface.

2. Method..according to claim 1, characterized in that the coating composition contains between 5 and 60% by weight of copolymer and between 40 and 95% by weight of water.

3. Method according to any one of claims 1-2, characterized in that the coating composition has a viscosity of between 50 and 250,000 eps.

4. Method according to any one of claims 1-3, characterized in that the coating composition is applied to the rusted metal surface. in a thickness of between 0.01 and 2 0 mm.

5. Method according to any one of claims 1-4, characterized in that the layer of the applied coating composition is dried for a period of time between 1/2 hour and 8 hours.

6. Method according to any one of claims 1-5, characterized in that R represents hydrogen.

7. Method according to any one of claims 1-5, characterized in that R represents CH3.

8. Method according to any one of claims 1-5, characterized in that R represents OR1.

9. Method according to any one of claims 1-5, characterized in that R represents OCOR<1.>

10.. Process according to claim 8 or 9, characterized in that R 1 represents CH 2 CH 3 .

11. Methods according to claim 8 or 9, characterized in that R<1> represents CH3>