PL48202B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 30.IV.1964 48202 KI. 22 g zko MKP C 09 d UKD iMj/io BIBLIOTEK Wspóltwórcy wynalazku Wanda Kiewlicz, Warszawa (Polska), Jerzy i Kiewlicz, Warszawa (Polska) wlasciciele patentu: Sposób wytwarzania srodka antykorozyjnego do gruntowania stali Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania srodka antykorozyjnego do gruntowania stali, zwlaszcza konstrukcyjnych. Srodek taki odznacza sie mozliwoscia wielostronnej adaptacji w zalez¬ nosci od stopnia i warunków agresywnosci otocze¬ nia i stanowi zawiesine pylu cynkowego, uaktyw¬ nionego estrem kwasu hydroksystearowego i zywic syntetycznych rozpuszczonych w mieszaninie roz¬ puszczalników organicznych, przede wszystkim aro¬ matycznych.Skutecznosc antykorozyjna powlok cynkowych na zelazie i stali jest uzasadniona wartoscia ujem¬ nego potencjalu cynku — 0,77 v w stosunku do elektrody wodorowej i — 0,43 v w stosunku do ze¬ laza w szeregu napieciowym metali.Znane sa i szeroko stosowane metody ogniowego i galwanicznego nanoszenia cynkowych powlok ochronnych. Metody te sa stale w istotny sposób ulepszane, mimo dlugiego czasu jaki uplynal od poczatku ich przemyslowego stosowania.Najnowszym, bo wprowadzonym juz po drugiej wojnie swiatowej, sposobem nanoszenia ochronnych powlok cynkowych na stal i zelazo jest tak zwane „cynkowanie na zimno" przy uzyciu zawiesin py¬ lu cynkowego w roztworach rozmaitego rodzaju spoiw.Sposób taki ciagle jeszcze wykazuje powazne braki, z których wiekszosc jest zwiazana z takimi wlasciwosciami pylu cynkowego — w przypadku zastosowania go jako pigmentu — jak stosunkowo wysoki opór elektryczny, wysoki ciezar usypowy i wysoka reaktywnosc.Dotychczasowa praktyka wykazala, ze srodki an- 5 tykorozyjne przygotowane przy uzyciu pylu cyn¬ kowego, musza zawierac, aby dawac skuteczna ochrone antykorozyjna, a tym samym dostateczna róznice potencjalów w stosunku do chronionego podloza, wysoka ilosc pigmentu, siegajaca do 10 96—97% w suchej powloce, co z kolei rzutuje na wlasciwosci mechaniczne tych powlok. Powloki za¬ wierajace tak duza ilosc pigmentu w tak malej ilo¬ sci spoiwa sa z natury rzeczy nieelastyczne, kruche i zle przyczepne. 15 Dalsza powazna trudnoscia jest sklonnosc do osiadania ciezkiego pigmentu, jakim jest pyl cyn¬ kowy, tworzacy juz po krótkim okresie magazyno¬ wania srodka antykorozyjnego zbite i twarde osady denne, które redyspergowac i rehomogenizowac bez 20 urzadzen fabrycznych prawie jest niemozliwe.Skraca to zywotnosc preparatów oraz ogranicza czas ich skladowania nieomal tak, jak minii do okolo szesciu .tygodni. Tak samo skraca zywotnosc preparatów destrukcyjny wplyw cynku na zywice 25 syntetyczne, które stosuje sie jako spoiwa. Wplyw ten idzie w dwóch kierunkach i albo prowadzi do degradacji zywicy, albo do polimeryzacji ze zja¬ wiskiem wzrostu lepkosci, az do zupelnego zesta¬ lenia produktu mimo obecnosci rozpuszczalnika.3 Wyzej wymienionym niedogodnosciom usiluje sie zaradzic wprowadzajac w sklad tego typu prepa¬ ratów, srodki zmniejszajace zdolnosc do osiadania, antyutleniacze dla pigmentu i stabilizatory dla spoiwa.Najczesciej stosowane dodatki to fosforan cynku dla poprawienia przewodnosci elektrycznej, tlenek cynku dla zageszczenia srodowiska, aminy dla wzrostu przyczepnosci do podloza, talk dla zmniej¬ szenia zdolnosci osiadania pigmentu i olej parafi¬ nowy dla nadania plastycznosci powloce.Stwierdzono, ze przy uzyciu 0,3—0,4% estru kwa¬ su hydroksystearowego rozpuszczonego w weglowo¬ dorach, zwlaszcza aromatycznych, których sklad moze byc rózny z tym, ze zawartosc pseudokumenu w tej mieszaninie nie powinna byc znacznie rózna od ilosci okolo 15%, mozna uzyskac nie tylko do¬ brze stabilizowane zawiesiny pylu cynkowego w roztworach zywic ale nadto mozna przeprowa¬ dzic, aktywizacje pylu cynkowego pozwalajaca na otrzymanie efektu pelnej ochrony antykorozyjnej przy znacznie nizszej zawartosci cynku niz 96—97% w suchej powloce, przy jednoczesnym ograniczeniu lub wyeliminowaniu poprzednio stosowanych do¬ datków albo w calosci albo w bardzo znacznej mierze.Ester kwasu hydroksystearowego i alkoholu o liczbie atomów wegla w lancuchu w granicach 2—6 daje z wyzej wymieniona mieszanina weglo¬ wodorów roztwory o wlasciwosciach analogicznych do ukladów tiksotropowych i w tym stanie rzeczy utrudnia osiadanie pylu cynkowego, a w kazdym razie uniemozliwia tworzenie sie zbitych osadów i daje preparaty latwe do wymieszania nawet po okresie skladowania bliskim jednego roku.Niezaleznie od wlasciwosci stabilizujacych stwier¬ dzono, ze ester ten pozostajac w stanie nie zmie¬ nionym w czasie skladowania srodka antykoro¬ zyjnego wytworzonego sposobem wedlug wynalaz¬ ku po naniesieniu preparatu na powierzchnie stali hydrolizuje w miare uplywu czasu, a wiec w mia¬ re narastania dzialania wilgoci i agresywnych skladników atmosfery, dajac cienka i mocna przy¬ czepna inhibitujaca warstewke hydroksystearynia¬ nu zelaza na granicy zetkniecia powloki z zabezpie¬ czonym podlozem. Jednoczesnie w powloce ochron¬ nej powstaje stabilizujaca i uplastyczniajaca dys¬ persja hydroksystearynianu cynku. Powyzszy efekt wystepuje szczególnie zadawalajaco w sto¬ sunku do pylu cynkowego poddanego procesowi „zmetalizowania", polegajacemu na mechanicznej obróbce w bebnie obrotowym w obecnosci estru kwasu hydroksysterowego.Pyl cynkowy ma strukture steroidalna i w prze¬ wadze sklada sie z pokrytych warstwa tlenku ku¬ leczek metalicznego cynku o srednicy 4—8 mikro¬ nów.Na skutek tarcia wywolanego obracaniem, szczel¬ na otoczka tlenku cynkowego dokola kazdej ku¬ leczki pylu ulega usunieciu z powierzchni. Stwier¬ dzono, ze powloki uzyskane z zawiesin zawieraja¬ cych pyl cynkowy pozbawiony tej otoczki, mozna powiedziec „zmetalizowany pigment cynkowy" za¬ wieszony w spoiwie juz w koncentracji 83—85%, wykazuja w stosunku do elektrody wodorowej po- 4 tencjaly identyczne, jak poprzednio wykazywaly powloki o koncentracji pylu cynkowego 96—97%.Przeprowadzono pomiary wielkosci potencjalu róznych powlok naniesionych na plytki stalowe. 5 Badane próbki zanurzano do 3%-owego rozworu wodnego NaCl. Badania wykazaly, ze powloki wy¬ tworzone z zawiesin pylu cynkowego uaktywnio¬ nego sposobem wedlug wynalazku maja w szero¬ kim zakresie zawartosci pylu cynkowego, pozosta¬ lo jacej w granicach 85—94% potencjal zblizony do potencjalu blaszek cynkowych badanych w analo¬ gicznych warunkach.Na podkreslenie zasluguje fakt, ze zastosowanie uaktywnionego pigmentu w obecnosci kwasu hy- 15 droksystearowego pozwolilo jednoczesnie wykorzy¬ stac stabilizujace dzialanie powstajacego w powlo¬ ce w miare postepu hydrolizy estru hydroksysteary¬ nianu cynkowego, w stosunku do spoiw z zupel¬ nym wyeliminowaniem degradujacego dzialania 20 pigmentu w stosunku do zywic. W znacznej mierze wydaje sie to byc wynikiem wytworzenia otoczki z estru kwasu hydroksystearowego na pyle cynko¬ wym. Fakt ten ma znaczenie o tyle, ze pozwala na stosowanie róznego rodzaju zywic, co uatrakcyjnia 25 w znacznej mierze srodek wedlug wynalazku po¬ zwalajac na otrzymanie odmian dostosowanych do warunków otoczenia i do stopnia agresji, a miano¬ wicie: dodatek zywic fenolowych daje preparat odporny na przecietne warunki atmosferycznego 30 zagrozenia, dodatek zywic silikonowych pozwala na uzyskanie powlok odpornych na temperatury do 300°C, dodatek polistyrenu pozwala na uzyskanie powlok bardziej odpornych na atmosfere przemys¬ lowa, specjalnie zanieczyszczona polaczeniami siar- 35 kowymi, dodatek zywic epoksydowych prowadzi do uzyskania powlok piecowych lub schnacych w wa¬ runkach normalnych i bardziej odpornych na dzia¬ lanie chemikalii organicznych i na slabe kwasy.Sposób przygotowania srodka wedlug wynalazku 40 jest nastepujacy. Do wolno obracajacego sie bebna, w którym znajduje sie pyl cynkowy, najlepiej uprzednio zwilzony czescia mieszaniny rozpuszczal¬ ników organicznych, co znacznie wzmaga tarcie i ulatwia zdarcie zewnetrznej warstewki tlenku 45 cynkowego, wprowadza sie 0,3—0,4% estru kwasu hydroksystearowego rozpuszczonego w drugiej czesci mieszaniny rozpuszczalników przeznaczo¬ nych do przygotowania preparatu, w celu wytworze¬ nia wokól kuleczek pylu cynkowego, uaktywnio- 50 nych czesciowo przez usuniecie izolujacej otoczki tlenku cynkowego, z kolei otoczki z estru kwasu hydroksystearowego.Przygotowanie preparatu antykorozyjnego wy¬ konuje sie w mieszadle najlepiej helikoidalnym. 55 Uaktywniona mase pigmentu miesza sie z odpo¬ wiednia iloscia zywicy syntetycznej rozpuszczonej w trzeciej z kolei porcji rozpuszczalników prze¬ znaczonych do przygotowania preparatu. Mieszanie prowadzi sie do uzyskania jednorodnosci miesza- 60 niny, której lepkosc nastepnie koryguje sie przez dodanie czwartej i ostatniej porcji mieszaniny roz¬ puszczalników warunkowanej koniecznoscia dosto¬ sowania produktu do pory roku, w której ma byc uzytkowany. 65 Technologiczny, jakosciowy i ilosciowy przebieg operacji zwiazanych ze sposobem wytwarzania5 48202 6 srodka antykorozyjnego wedlug wynalazku moze miec kilka wariantów, rózniacych sie szczególami, mogacymi wyniknac z wielu powodów, a miedzy innymi z lokalnych warunków na miejscu reali¬ zacji, zaprojektowanej wielkosci jednej szarzy produkcyjnej lub nawet z jakosci uzyskanego pylu cynkowego.Przygotowanie mieszaniny rozpuszczalników i jej sklad zalezy od rodzaju wybranej zywicy i pory roku, do której srodek antykorozyjny wedlug wy¬ nalazku musi byc dostosowany, tak jak powinien byc dostosowany do rodzaju zagrozenia korozyj¬ nego, któremu ma byc przeciwstawiony.Obecnosc pseudokumenu w mieszaninie rozpusz¬ czalników ulatwia rozpuszczanie estru kwasu hy¬ droksystearowego i z tego wzgledu jest pozadana.Suche powloki uzyskane w wyniku zastosowania srodka antykorozyjnego wytworzonego wedlug wynalazku i przygotowanego wedlug stosunków ilosciowych podanych w przykladzie beda zawiera¬ ly okolo 85% cynku metalicznego przy zalozeniu, ze zawartosc metalicznego cynku w pyle cynko¬ wym, okreslona na zasadzie zdolnosci redukowania zelaza trójwartosciowego wynosila 94% co odpo¬ wiada srednim gatunkom pylów cynkowych.Przyklad sposobu wytwarzania srodka: Pyl cynkowy dostarczany z huty w bebnach bla¬ szanych z blachy ocynkowanej zwilza sie w tycnze bebnach mieszanina ksylenu z solwentnafta w ilo¬ sci 7,5 kg na kazde 100 kg pylu.Osobno przygotowuje sie roztwór 14 kg estru butylowego kwasu hydroksystearowego w 100 kg mieszaniny rozpuszczalników oraz roztwór 29 kg polistyrenu i 9,5 kg fosforanu trójkrozylu w dal¬ szych 100 kg mieszaniny rozpuszczalników. Zwil¬ zony pyl cynkowy w ilosci 72,5 kg laduje sie do bebna obrotowego, który wprowadza s4e w ruch.Po uplywie 6 — 8 godzin wprowadza sie do tegoz bebna 2,5 kg roztworu estru kwasu hydroksystea¬ rowego i kontynuuje sie obracanie bebna przez dalsze 2 godziny. Po uplywie tego czasu przenosi sie shomogenizowana mieszanine do mieszadla, naj¬ lepiej helikoidalnego, w którym znajduje sie juz 25 kg roztworu polistyrenu uzupelnionego plasty¬ fikatorem i miesza sie do czasu uzyskania homo¬ genicznego produktu, którego lepkosc w zaleznosci od warunków koryguje sie ewentualnym dodat¬ kiem dalszych ilosci mieszaniny tychze rozpuszczal¬ ników. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania srodka antykorozyjnego przez zmieszanie zywicy, plastyfikatora, pylu cynkowego i rozpuszczalnika, znamienny tym, ze' stanowiacy pigment antykorozyjny pyl cynkowy poddaje sie uaktywnieniu przez obracanie go w bebnie w obec¬ nosci czesci rozpuszczalnika, stanowiacego zwlasz¬ cza mieszanine; zwiazków aromatycznych, przy czym dodaje sie estru kwasu hydroksystearowego w ilosci 0,3 — 0,4% w stosunku do masy wytwa¬ rzanego srodka pod postacia roztworu w drugiej czesci rozpuszczalnika, a nastepnie do uaktywnio¬ nego pigmentu w ilosci tak dobranej, zeby otrzy¬ mana powloka zawierala 85 — 94% pylu cynko¬ wego dodaje sie roztworu wybranej zywicy wraz z reszta rozpuszczalnika. 10 15 20 25 30 PL