Przedmiotem wynalazku jest srodek do pokrywania metalu przed malowaniem. < Przy sporzadzaniu srodka do powlekania wyrobów metalowych zawierajacego kwas chromowy nalezy, zwracac uwage na wartosc pK Na przyklad w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3113051 przedstawiono chromianowe powloki konwersyjne dla powierzchni aluminiowych i podano, ze najlepsze pokrycie mozna uzyskac gdy wartosc pH srodka do pokrywania jest zawarta w przedziale 1,3-^Z * Wartosc pH moze byc równiez waznym czynnikiem przy otrzymywaniu innych srodtów do pokrywania, które zawieraja kwas chromowy lecz nie daja pokryc o charakterze powlok konwersyjnych. Dla przykladu w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3630789 przedstawiono roztwór do obróbki powierz¬ chni metalu, który moze nie zawierac jonów takich, jak fluorkowe jak równiez silnych kwasów atakujacych metalowy przedmiot; jednakze roztwór ten sporzadza sie przy dokladnej kontroli wartosci pH, która utrzymuje sie w granicach 1,8-5,0* aby zapobiec reakcji skladników srodka przed jego nalozeniem, • Jeden z kierunków rozwoju badari nad ulepszeniem srodków do pokrywania w postaci roztworów do których moga równiez nelezec srodki wiazace jak podano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3382081, dotyczyl mieszanin zawierajacych sproszkowany metal, zwlaszcza sproszkowany cynk. Ne przyklad w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3671331 przedstawiono zastosowanie dokladnie rozdrobnionego cynku szczególnie do otrzymywania pokryc wiazacych. Opisano tam srodek zawierajacy substancje stanowiaca zródlo szesciowartosciowego chromu, na przyklad kwas chromowy oraz substancje redukujaca szesciowartosciowy chrom. « Srodek do pokrywania, który jako skladniki zasadnicze zawiera sproszkowany cynk i kwas chromowy opisano takze w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 36877381 * Znanych jest wiele substancji zdolnych do redukowania szesciowartosciowego chromu, które moga byc stosowane w srodkach do pokrywania powierzchni przed malowaniem* • Substancje redukujace o charakterze kwasowym takie Jak kwas bursztynowy i inne kwasy dwukarboksylo¬ we zawierajace do 14 atomów wegla przedstawiono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3382061. • W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3519501 przedstawiono mieszanine kwasów jedno- trój- lubwielokarboksylowych z dodatkowymi substancjami organicznymi Substancje reefcjkujace o chara-2. 94 685 kterze. kwasowym opisano takze w opisach patentowych Stanów. Zjednoczonych Ameryki nr nr 3535166 i 3535167. < Zasadniczo wszystkie srodki do pokrywania przed malowaniem sa roztworami wodnymi co Jest podyktowa¬ ne wzgledami ekonomicznymi. Jednakze w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3437531 podano, ze jako srodowisko ciekle srodków tub dodatki do srodowiska cieklego mozna stosowac mieszaniny chlorowanych weglowodorów z alkoholami trzeciorzedowymi, na przyklad trzeciorzedowym alkoholem butylo¬ wym i innymi alkoholami. < Jest rzecza bardzo istotna przy sporzadzaniu srodków do pokrywania, aby nie nastepowalo przedwczesne zelowanie i aby uzyskana kapiel posiadala zwiekszona stabilnosc. Zelowanie Jest zjawiskiem bardzo niekorzyst¬ nym gdyz jest to proces praktycznie nieodwracalny. » • Obecnie stwierdzono, ze srodek do pokrywania, który w postaci kapieli wykazuje zwiekszona trwalosc moznaotrzymac poprzez uregulowanie pH odpowiednim skladnikiem podstawowym, który to skladnik zawiera kwas chromowy i ewentualnie substancje redukujaca szesciowartosciowy chrom. Fakt, ze nalezy regulowac pH skladnika podstawowego anie koncowej mieszaniny, stanowiacej srodek do pokrywania jest nieoczekiwany.Przez {akia Uregulowanie pH zwieksza sie nie tylko trwalosc kapieli. Otrzymane w nastepstwie na metalowych powierzchniach pokrycia lepiej przylegaja do warstwy wierzchniej co ma znaczenie, zwlaszcza przy wystepowa¬ niu naprezen* scinajacych. < Przedmiotem wynalazku jest srodek do pokrywania metalu przed malowaniem, zapobiegajacy korozji, który sklada sie ze sproszkowanego cynku oraz skladnika podstawowego. Skladnik podstawowy zawiera w srodowisku wodnym, ewentualnie z dodatkiem trzeciorzedowych alkoholi lub chlorowanych weglowodorów, kwas chromowy, substancje redukujaca szesciowartosciowy chrom z kwasu chromowego oraz substancje regulujaca pK Kwas chromowy oraz substancja redukujaca sa zawarte w ilosci zapewniajacej pH wody ponizej wartosci 0,6, natomiast substancja regulujaca pH jest zawarta w ilosci zapewniajacej pH skladnika podstawowego w zakresie 0,8-6 Skladnik podstawowy do przygotowania srodka wedlug wynalazku zawiera jako glówny skladnik kwas chromowy, który stanowi zródlo szeciowartosciowego chromu. Chrom moze pochodzic takze z innych zwiazków na przyklad z trójtlenku chromu badz bezwodnika kwasu chromowego. Aczkolwiek skladnik podstawowy moze zawierac niewielka ilosc kwasu chromowego, na przyklad 10 gramów Cr03 w litrze, w celu uzyskania pewnego wplywu rozcienczenia podczas przygotowywania srodka do pokrywania mozna stosowac wieksze stezenie kwasu chromowego, na przyklad równowazne 200-500 gramom Cr03 w litrze wody. Mozna takze zmniejszyc do minimum ilosc wody osiagajac znaczne stezenie kwasu chromowego w skladniku. Skladnik podstawowy zawiera zwykle 20-200 gramów kwasu chromowego na litr bez wzgledu na to, czy jest uzyty bezposrednio po sporzadzeniu czy tez jest sporzadzany przed uzyciem.Jak wspomniano znanych jest wiele substancji zdolnych do redukowania szesciowartosciowego chromu, które znajduja zastosowanie w srodkach do pokrywania przed malowaniem. Jednakze skladnik podstawowy srodka wedlug wynalazku powinien zawierac taka substancje redubijaca lub mieszanine substancji redukjjacych, które w znacznej ilosci rozpuszczaja sie w wodzie a które daja na metalowym przedmiocie pokrycia nierozpusz¬ czalne w wodzie. Ze wzgledu na wydajnosc i zastosowanie skladnik podstawowy srodka korzystnie zawiera substancje redukujaca calkowicie rozpuszczalna w wodzie. • Najkorzystniej skladnik podstawowy srodka zawiera taka substancje redukujaca, która wykazuje ograniczo¬ na zdolnosc lub brak zdolnosci redukowania szesciowartosciowego chromu podczas sporzadzania skladnika podstawowego. Ponadto ze wzgledów ekonomicznych korzystne sa reduktory kwasne, zwlaszcza kwas burszty¬ nowy i inne kwasy dwukarboksylowe zawierajace do 14 atomów wegla, znane z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3382061. Kwasy te z wyjatkiem kwasu bursztynowego, mozna stosowac pojedynczo, mozna uzyc ich wzajemna mieszanine lub mieszanine z innymi zwiazkami organicznymi, na przyklad z kwasem asparaginowym, amidem kwasu akrylowego lub bursztynowego. < Jako substancje redukujaca skladnik podstawowy srodka wedlug wynalazku moze takze zawierac miesza¬ nine kwasów jedno- trój- i wielokarboksy Iowyeh w polaczeniu z dodatkowymi zwiazkami organicznymi, jak opisane w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3519501.Szczególnie uzyteczne sa substancje redukujace przedstawione w opisach patentowych Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr nr 3535166 oraz 3535167; Reduktory te zapewniaja latwo pH wodnych roztworów kwasu chromowego ponizej wartosci 0,8. • Jako srodowisko ciekle skladnik podstawowy srodka wedlug wynalazku zawiera wode ewentualnie z dodatkiem chlorowanych weglowodorów lub trzeciorzedowych alkoholi, takich jak trzeciorzedowy alkohol butylowy i inne alkohole. Przy doborze fazy cieklej skladnika podstawowego, nalezy brac pod uwaoe wzgledy ekonomiczne. Takwiec faza ciekla powinna zawierac ciecze latwo dostepne. •94685 3 Podstawowy skladnik srodka Wedlug wynalazku zawiera takze substancje regulujaca pH. Cecha okreslajaca przydatnosc substancji regulujacej pH jest jej dostateczna rozpuszczalnosc w wodnym roztworze. kwasu chromowego w celu utrzymania odpowiedniej wartosci pH skladnika podstawowego, przy czym musi ona byc tak dobrana, aby pokrycie uzyskane po nalozeniu i, wysuszeniu srodka bylo nierozpuszczalne w wodzie. « Dodatkowa cecha okreslajaca przydatnosc tego czynnika jest jego chemiczna obojetnosc na kwas chromowy, to znaczyze w roztworze skladnika podstawowego winien ewentualnie nieznacznie redukowac szesciowartosciowy chrom z kwasu chromowego. Redukcja szesciowartosciowego chromu powinna byc zasad¬ niczo badz calkowicie funkcja substancji redukujacej. Tym nie mniej bierze sie pod uwage uzycie substancji regulujacej pH , która moze wywierac slabe dzialanie redukujace na szesciowartosciowy chrom, jak dlugo dzialanie takie bedzie kompensowane dostarczaniem wystarczajacych ilosci kwasu chromowego dla reakcji z reduktorem, na przyklad gdy stosunek molowy Cr03 do reduktora po uregulowaniu wartosci pH wynosi 0,5 :1, badz gdy stosunek ten pozwala na uzyskanie pokrycia o zadanych cechach, jak odpornosc na korozje i nierozpuszczalnosc-w wodzie.Przykladami substancji utrzymujacych odpowiednie wartosci pH sa nieorganiczne .tlenki metali i wodoro¬ tlenek litu. Ciezsze metale w grupie 'A ukladu okresowego to jest sód i potas, moga byc przydatne do utrzymania odpowiedniej wartosci pH. Jednakze stwierdzono, ze otrzymane w nastepstwie pokrycia przedmio¬ tów metalowych rozpuszczaja sie w wodzie. Dlatego tez metale te nie sa odpowiednie jako substancje regulujace pH skladnika podstawowego srodka wedlug wynalazku. Odpowiednimi do tego celu sa tlenki i wodorotlenki metali grupy MA ukladu okresowego na przyklad tlenek wapnia, badz metali grupy pobocznej lezacej na prawo od grupy MA, jak na przyklad tlenek cynku z grupy I IB.Jako substancje regulujaca pH mozna równiez stosowac wodorotlenek wapnia, tlenek magnezu.i tlenek strontu, przy czym tlenek cynku jest szczególnie korzystny ze wzgledu na wydajnosc.Substancje regulujaca pH dodaje sie do skladnika podstawowego w takiej ilosci, aby jego pH wynosilo 0,8-6, przy czym ze wzgledów ekonomicznych stosuje sie ilosci zapewniajace pH skladnika podstawowego w zakresie 1—3 w którym kwas chromowy jest obecny w ilosci 10—500 g/l. Mosc ta jest oczywiscie zalezna od stezenia kwasu chromowego, a takze od innych parametrów, na przyklad od stezenia reduktora czy zdolnosci zobojetnienia srodowiska przez sama substancje regulujaca pH. Jest wiec mozliwe okreslenie koncowego pH skladnika podstawowego na podstawie ilosci dodanej substancji regulujacej pK Po sporzadzeniu skladnika podstawowego o odpowiedniej wartosci pH skladnik ten miesza sie z pozostaly¬ mi skladnikami srodka do pokrywania takimi Jak sproszkowany cynk Sproszkowany cynk zawsze zawiera pewna ilosc tlenku, przy czym stwierdzono, ze lepsze pokrycie otrzymuje sie przez wprowadzenie dodatkowej ilosci tlenku cynku do skladnika podstawowego. <• Sproszkowany cynk moze zawierac 12-15% wagowych tlenku albo wiecej w stosunku do calkowitej masy cynku, przy czym najczesciej zawartosc tlenku w cynku wynosi mniej niz 10% wagowych, na przyklad 3—5%.Zawartosc tlenku w cynku stosowanym do otrzymywania srodka wedlug wynalazku moze zmieniac sie w szerokim zakresie, co nie wplywa na pogorszenie wlasciwosci pokrycia Wiadomo, ze cynk w postaci ziarnistej zawiera rr\ale ilosci domieszek, na przyklad zawartosc zelaza i olowiu nie przekracza 0,2% a zawartosc kadmu 0,1% wagowego. Cynk mozna jednakze celowo zmieszac z innymi sproszkowanymi metalami, na przyklad moze on zawierac do 20% wagowych i wiecej glinu. • Cynk mozna wstepnie zmieszac z czescia skladników srodka wedlug wynalazku. Mieszaniny takie sporzadza sie z cieczy organicznych na przyklad glikolu dwuetylanowego i srodka zageszczajacego Jak hydroksy- etyloceluloza ewentualnie z dodatkiem heteropolisacharydów. Mieszaniny te przygotowuje sie równiez w wodzie, przy czym moga one dodatkowo zawierac dyspergujaca w wodzie substancje organiczna i/lub srodki powierz- chniowo-czynne. Zawieraja one zwykle 0,1 -3% wagowych srodka zageszczajacego.Srodek wedlug wynalazku naklada sie na metal znanymi sposobami na przyklad przez zanurzanie, metoda pokrywania rolkowego, przez wlewanie, metoda natrysku bezpowietrznego za pomoca szczotek obrotowych, natrysku cisnieniowego badz stosujac polaczenie powyzszych metod na przyklad natrysku z jednoczesnym uzyciem szczotek obrotowych. Otrzymane pokrycie zawiera okolo 215—53800 mg sproszkowanego cynku na m2 powierzchni. Ilosc cynku zalezy od pokrywanego przedmiotu, ilosci pokryc, zastosowania oraz od tego czy ma byc nalozona warstwa wierzchnia.Po nalozeniu pokrycia suszy sie je, czesto wprost na powietrzu w temperaturze pokojowej, badz metoda przyspieszona na powietrzu ale w podwyzszonej temperaturze okolo 95°C i wyzszej. Takie suszenie jak przez wypalanie powoduje powstanie na metalowym przedmiocie warstwy nierozpuszczalnej w wodzie. Wypalanie przeprowadza sie w temperaturach nie przekraczajacych 230-535°C, aczkolwiek w przypadku nakladania warstwy wierzchniej mozna przeprowadzac -suszenie w bardziej umiarkowanych temperaturach, ha przyklad 135-T63°C, a nastepnie po nalozeniu warstwy zewnetrznej poddac przedmiot wypalaniu. W przypadku suszenia4 94 685 w wyzszych temperaturach ogrzewanie moze byc przeprowadzone w ulamku sekundy, ale zazwyczaj jest prowadzone w ciagu nieco dluzszego czasu, na przyklad okolo minuty przy nizszej temperaturze. « Metalowa powierzchnia pokryta srodkiem wedlug wynalazku nadaje sie do powlekania wierzchnia warstwa farby podkladem, na przyklad nalozonych elektrolitycznie, podkladem dajacym sie spawac, który mozna stosowac przed zgrzewaniem oporowym, a takze emalia, pokostem lub lakierem. Poniewaz warstwa zewnetrzna lepiej przylega do pokrytej powierzchni metalu niz do powierzchni niepokrytej, farby czesto naklada sie na powierzchnie pokryte. Farby takie moga zawierac pigment w spoiwie lub nie zawierac pigmentu jak na przyklad lakiery celulozowe, pokosty zywiczne i pokosty olejowo-zywiczne jak pokost tungowy. Farbami moga byc farby o ograniczonej ilosci rozpuszczalnika lub wody, na przyklad zawierajace lateks lub rozpuszczalne w wodzie zywice takie, jak modyfikowane lub rozpuszczalne zywice alkidowejub tez zawierajace reaktywne rozpuszczalni¬ ki na przyklad pokosty i poliuretany. Mozna równiez stosowac farby olejne, farby otrzymywane z zywic fenolowych, zywic alkidowych ograniczonej ilosci rozpuszczalnika, zywic epoksydowych, oktylowych, winylo¬ wych, poliwinylobutyrolowych a takze farby ólejno-woskowe* zawierajace , na przyklad olef lniany z woskiem parafinowym. Farby mozna uzywac do wykanczania. « Jezeli pokryty przedmiot ma byc spawany mozna stosowac zgrzewanie oporowe, Jak zgrzewanie punktowe, bIdo spawanie szwowe, na przyklad przy uzyciu elektrod wal kowych. • • .Jest wskazane, aby przed nalozeniem srodka na metalowy przedmiot usunac z powierzchni metalu zanieczyszczenia przez dokladne oczyszczenie i odtluszczenie. Powierzchnie odtluszcza sie za pomoca takich srodków jak metakrzemian sodu, soda kaustyczna czterochlorek wegla, trójchloroetylen itp. Stosujac handlowe, alkaliczne srodki czyszczace, na przyklad wodny roztwór obojetnego fosforanu, sodu z wodorotlenkiem sodu mozna polaczyc proces "mycia z lagodnym dzialaniem scierajacym. Jednoczesnie z czyszczeniem przedmiot mozna poddac procesowi,wytrawienia na przyklad silnym kwasem organicznym.Nastepujace przyklady ilustruja srodek wedlug wynalazku nie ograniczajac zakresu wynalazku. ' Do badari przygotowano typowe stalowe plytki o wymiarach 10 cm X 20 cm*wszystkie walcowane na zimno, ze stali weglowej o niskiej zawartosci wegla, najpierw przez wyszorowanie- porowata podkladka czyszczaca z wlókna syntetycznego zaimpregnowanego materialem sciernym. Nastepnie wyszorowane plytki zanurzano do typowego roztworu czyszczacego zawierajacego chlorowany weglowodór i utrzymywany w tempe¬ raturze okolo 85°C, badz zawierajacego 28-140 g na 4,51 wody, mieszaniny 25% wagowych fosforanu trójpotasowego i 75% wagowych lugu potasowego. Alkaliczna kapiel utrzymuje sie w temperaturze okolo 65-85°C. Po wyjeciu z roztworu czyszczacego plytki splukuje sie ciepla woda i korzystnie suszy. • Skladnik podstawowy srodka przygotowuje sie oddzielnie mieszajac w 500 ml wody 20 g kwasu chromo¬ wego, 3,33 g kwasu bursztynowego i 1,67 g imidu kwasu bursztynowego. Gdy pH roztworu osiagnie Wartosc 0,8 lub nizsza skladnik ten stosuje sie jako „porównawczy", natomiast gdy jego pH doprowadza sie do wartosci wyzszych niz 0.8 przez dodatek substancji regulujacej pH, powstaly w ten sposób skladnik Jest gotowy do sporzadzenia srodka wedlug wynalazku. Otrzymany skladnik miesza sie z innymi skladnikami srodka do pokrywania metalu przed polozeniem farby, wprowadzajac 150 g pylu cynkowego na litr. Czyste plytki testowe pokrywa sie przez zanurzenie w srodku i wyjecie, przy czym nadmiar srodka scieka z plytek, które nastepnie wypala sie w piecu w temperaturze 2W°C w ciagu 4f5 minut < Innymi skladnikami srodka sa 500 ml wody 1,5 g heteropollsacharydowego czynnika dyspergujacego, 1 ml formaliny oraz jedna kropla srodka zwilzajacego którym jest zmodyfikowany, niejonowy poliepoksydowy zwia¬ zek addycyjny którego lepkosc wcP wynosi 180 w temperaturze 25°C, a gestosc w tej samej temperaturze wynosi okolo 1,04 g/ml. Do skladnrków tych nalezy takze pyl cynkowy. O ile nie podano inaczej, jest to pyl cynkowy L-15 produkcji American Smelting and Refining Ca Pyl ma przecietny wymiar czasteczki okolo ,1 -5,3 mikronów, przy czym 7-11% czasteczek ma wymiar wiekszy niz 10 mikronów, a 5-8% wagowych cza¬ stek tego pylu ma wymiar mniejszy niz 2 mikrony.Na plytki przed pokryciem farba naklada sie wierzchnia warstwe dostepnego w handlu podkladu dajacego sie spawac o duzej zawartosci cynku, o ciezarze wlasciwym 1,96 g/ml i poczatkowej objetosci osadu 30% Zawiera on 64% wagowych substancji nielotnych. Skladnik pelniacy rote spoiwa jest sporzadzony z zywicy epoksydowej o wysokim ciezarze czasteczkowym. Rrzed uzyciem lepkosc tego podkladu zostaje na tyle zmniejszona, ze odpowiada ona 45 sekundom wyplywu mierzonemu na wiskozymetrze wyplywowym nr4 Forda Zmniejszenia lepkosci uzyskuje sie przez dodatek rozpuszczalnika aromatycznego uzyskanego na drodze syntezy z ropy i majacego temperature zaplonu 64'-67°C. Podklad nanosi sie na wszystkie plytki rozsmarowu- Jac go od góry do dolu plytki pretem, az do otrzymania gladkiej, jednorodnej warstwy podkladu na kazdej z plytek. Takotrzymane pokryte plytki suszy sie w piecu w ciagu 4 minut w temperaturze okolo 288°C.Nastepnie mierzy sie adhezje pokrycia na plytce pod dzialaniem sily tnace} wykonujac test na ciagnienia • W tym tescie plytka zostaje najpierw naoliwiona po obu stronach lekkim olejem. Nastepnie poddaje sie Ja testowi94 685 5 na ciagnienie, a potem naciskowi, aby przywrócic jej pierwotny ksztalt i ostatecznie, ale juz bez oliwienia ponownie poddaje sie testowi na ciagnienie. Po zakonczeniu tego testu plytke wyciera sie do czysta i wizualnie ustala procent odslonietego czystego metalu, badz tez procent warstwy krajacej pozostalej na plytce. Plytki porównuje sie ze soba i ustala procentowa pozostalosc wizualnie albo przez zanurzenie ich na 20 sekund w roztworze siarczanu miedzi, zawierajacym 160 gramów siarczanu miedzi w 1 litrze wody. Ulatwia to ustalenie Jaki procent plytki jest pozbawiony pokrycia dzieki zdolnosci tworzenia przez siarczan miedzi warstewki na powierzchni stali, a nie na wypolerowanym cynku. Oznacza to, ze miedz przechodzaca z siarczanu miedzi nie osadzi sie na pokryciu, w.którym cynk zostal wypolerowany podczas scierania ale nie usuniety na tyle aby odslonil# stal. Poddanie plytki dwukrotnemu testowi na ciagnienie odpowiada warunkom zaobserwowanym w przemysle, na przyklad w przemysle samochodowym, gdzie )ak wspomniano, plytki pokryto warstwa podkladu czesto poddawane sa pieciu i wiekszej ilosci operacji, takich jak rozciaganie, sciskanie, przycinanie, dziurkowanie i zginanie. < Do przeprowadzenia testu na ciagnienie uzywa sie maszyny do badan wytrzymalosciowych pod nazwa Tinius Olsen Ductomatic Sheet Metal Tester, Model BP-612-N. Maszyna ta jest powszechnie uzywana • w przemysle stalowym dla okreslenia ciagliwosci plytek stalowych. N8 ogól przeprowadza sie to w ten sposób,ze plytli stalowa o wymiarach* 4,5-30,5 cm jest zamocowana pomiedzy matryca górna i matryca dolna, z których kazda ma centralnie umieszczona szczeline, cd pozwala metalowej wypycharce na poruszanie sie do góry przez wspomniane matryce na wybrana odleglosc. Wypycharka powoduje przesuwanie plytki w szczelinie do góry, wywolujac ciagnienie i rozciaganie czesci plytki poprzez czesc wspóldzialajacej powierzchni matryc. Matryca dolna o przyblizonych wymiarach 8,9 X 15,2 X 1,9 cm jest w ten sposób umieszczona, ze jej centralna szczelina o wymiarach 5 X 2 cm jest usytuowana bezposrednio nad wypycharka.Plytka, która ma byc badana, zostaje umieszczona plasko w poprzek matrycy dolnej w ten sposób, ze czesc plytki wystaje z jednego konca. Matryca górna o wymiarach zasadniczo zblizonych do matrycy dolnej zostaje wówczas umieszczona na górnej czesci plytki badanej; jej centralna szczelina jest usytuowana ponad metalowa wypyclfarka. Matryca doma ma na swej górnej powierzchni dwie wystajace krawedzie umiejscowione w poprzek jej szerokosci, kazda po innej stronie wspomnianej szczeliny o ksztalcie odwróconej litery U. Nizsza czesc matrycy górnej posiada dwie bruzdy w ksztalcie litery U, kazda o glebokosci okolo 0,6 cm,po obu stronach szczeliny i w poprzek jej szerokosci Krawedzie sa dostatecznie dopasowane do odpowiadajacych im rowków, powodujac tym samym mocniejsze uchwycenie badanej plytki. Taka konfiguracja krawedz - bruzda stwarza dwie powierz¬ chnie oparcia podlegajace tarciu. W kazdym rogu' matryca dolna posiada trzpien wystajacy ku górze tak, aby mógl byc wpasowany w odpowiednia szczeline matrycy górnej. Ich zadaniem jest zachowanie stabilnosci matryc • podczas przeprowadzania testu i nie dotykaja one do badanej plytki. x Gdy matryca górna znajdzie sie na swoim miejscu, odpowiedni zawias zostaje opuszczony na jej górna czesc i zacisniety. Wystajaca z matrycy czesc badanej plytki zostaje zacisnieta. Postepujac w ten sposób uzyskuje sie bardziej trwale zamocowanie okolo polowy plytki, i podczas przeprowadzania testu tylko druga polowa plytki bedzie mogla poruszac sie i byc ciagnieta.Po zacisnieciu konieczne obciazenie przyrzadu wynosi 1360 kg, szybkosc tarczy naciagajacej przyrzadu jest nastawiona na 10, a wypycharce pozwala sie na ruch ku (forze na odleglosc okolo 6,3 cm. Podczas tego ruchu, mniej wiecej okolo 1,3 cm drogi poczatkowej jest podyktowane koniecznoscia przesuniecia kopulastej wypycharki, aby dotknela do plytki, zas pozostale Bem drogi wypycharki powoduje przeciagniecie plytki przez sasiadujace ze soba powierzchnie matryc.W typowym procesie dla stali o grubosci 0,91 cm wypycharka pod dzialaniem sily 1133-1800 kG porusza *sie ku górze. Polowa badanej plytki zostaje przeciagnieta w poprzek plaszczyzn nosnych. Dwie z nich stanowia brzegi rowków w ukladzie, rowek-krawedz. Trzecia plaszczyzne nosna stanowi krawedz szczeliny matrycy górnej równolegla i najblizej polozona w stosunku do rowka, którego brzegi stanowia dwie uprzednio wspomnia¬ ne, plaszczyzny nosne. Czesc plytki faktycznie poddana testowi ma zasadniczo wymiary 4,45 X 635 cm. Dla stali o grubosci 0,91 cm wystajaca czesc stanowi zazwyczaj 20-25% dlugosci próbki metalu, poza jej pierwotna dlugoscia zbadana, po drugim ciagnieniu. Po takim ciagnieniu, zasadniczy uklad plytki posiada w czesci srodkowej ksztalt litery U odksztalconej ku górze okolo 5 cm od pierwotnej plaskiej powierzchni. Badania odpornosci plytek na korozje prowadzi sie przez spryskiwanie roztworem standardowej soli (mgla) dla farb i glazur wedlug opisu w ASTM B-117-64. W tescie tym plytki zostaja umieszczone w komorze utrzymywanej w stalej temperaturze,w której sa poddawane subtelnemu natryskowi 5% roztworem soli w postaci mgly przez okres czasu podany w przykladach. Po wyjeciu z komory plytki sa splukiwane woda i nastepnie suszone.Wielkosc korozji, to jest czerwonej rdzy na badanych plytkach okresla sie wzrokowo porównujac plytki ze soba.Przyklad I. Srodek do pokrywania przed malowaniem sporzadza sie wyzej opisanym sposobem.Skladnik podstawowy „porównawczego" srodka ma wartosc pH*»6,7, natomiast skladnik podstawowy srodka6 94 685 wedlug wynalazku posiada pH doprowadzone do wartosci 1,3 przez dodanie 14 g tlenku cynku na litr. Uzyskany srodek do pokrywania przed malowaniem zawiera 150 g/l uprzednio opisanego cynku o zawartosci 2,9% tlenku cynku. W tablicy 1 podano wartosc pH dla srodka zawierajacego „porównawczy" i „regulowany" skladnik podstawowy. Plytki posiadaja pokrycia o ciezarach podanych dla chromu i cynku równiez w tablicy 1.Niektóre plytki zostaja zgiete (uformowane) i nastepnie poddane opisanemu powyzej testowi odpornosci na korozje przez natrysk roztworem soli, a inne pokrywa sie .wierzchnia warstwa podkladu jak to uprzednio opisano. Niektóre z plytek zostaja zgiete i poddane testowi przez natrysk roztworem soli, inne testowi na ciagnienie. Wyniki wszystkich tych testów sa przedstawione w tablicy 1, z wyjatkiem danych odnosnie korozji przy zginaniu. Te ostatnie swiadcza o wyzszosci pokrycia uzyskanego za pomoca skladnika podstawowego z regulowana wartoscia pH. Podobne wyniki uzyskano w przypadku korozji na przedniej czesci-plytek. • • T a b I i c a 1 Test Srodek do pokrywania WartoscpH Ciezar pokrycia Podwójne * odpornosci na korozja przed malowaniem skladnika Wartosc pH mg/ma % . ciagnienie prowadzony za pomoca zawierajacy skladnik podstawowego. srodka , % pozostalej natrysku roztworem soli .Cr Zn .warstwy warstwa warstwa srodka" wierzchnia Porównawczy 0,7 3.9 333 3659 .26 7 1 (nieregulowany) Regulowany 1,3 .5,5 344 4187 99 3 0 Jak widac pokrycie srodkiem zawierajacym skladnik podstawowy z regulowana wartoscia pH posiada wiekszy ciezar. Pokrycie to jest nieznaczne dla chromu i sredniej wielkosci dla cynku, odpornosc na korozje Jest znacznie zwiekszona Wyniki prób ciagnienia sa bardzo dobre dla skladnika z regulowana wartoscia pH bez wzgledu na to, ze masa pokrycia otrzymanego ze srodka wedlug wynalazku jest wieksza.Przyklad II. Srodek do pokrywania przed malowaniem przygotowuje sie jak w przykladzie I, a pH skladnika podstawowego doprowadza sie do wartosci okoloJ ,3 przez dodanie tlenku cynku w ilosci 14 g/l.Sporzadza sie srodek zawierajacy skladnik podstawowy o regulowanej wartosci pH oraz srodek zawierajacy skladnik o nieregulowanym pH, przy czym kazdy z nich zawiera 150 g ziarnistego cynku w litrze. Stosuje sie ziarnisty cynk o srednim wymiarze czastki 3,2 mikrona, przy czym 1% wagowy ma wymiar wiekszy niz 10 mikronów, a wszystkie czastki maja wymiar mniejszy niz 13 mikronów. Ziarnisty cynk zawiera 17% wagowych czastek o wymiarze mniejszym niz 2 mikrony i 3,6% tlenku. Cynk ten uzyskano w postaci mialkiej frakcji z procesu klasyfikacji pylu cynkowego L-15. Mialka frakcje otrzymuje sie w klasyfikatorze czastek Donaldsona produkcji Donaldson Company, lrKx* Corad Divsion w ten sposobie do komoryobrotowej automatycznie doprowadzany jest dostepny w handlu pyl cynkowy, L—15 z jednoczesna korekta trzech zmiennych parametrów - procesu, to jest przeplywu powietrza, predkosci wirnika i sposobu powstawania wiru.W ten sposób klasyfikator, który jest bardziej szczególowo opisany w opisie patentowym Stanów Zjedno¬ czonych Ameryki nr 3491879 kontroluje sile oporu i sile odsrodkowa na wlocie czastek»Pr*y pomocy tego procesu, ze strefy wirowania otrzymuje sie mialka frakcje, podczas gdy oddzielona frakcja grubszych czastek cynku jest skierowana na obwód aparatu. Plytki pokrywa sie srodkami* nastepnie wierzchnia warstwe podkladu w sposób wyzejopisany. *. a Plytki pokryte srodkiem zawierajacym skladnik podstawowy o nieregulowanym pH posiadaja pokrycia o ciezarze 244 mg/m2 dla chromu, oraz 333 mg/m2 dla cynku. Ciezar pokrycia uzyskanego ze srodka wedlug wynalazku wynosi 450 mg/m2 dla chromu oraz 6560 mg/m2 dla cynku. Pomimo tych wysokich mas pokryc pod farbe plytki, na które przed wykonaniem testów naklada sie warstwe wierzchnia, wykazuja 100% pozostalosci pokrycia w tescie na ciagnienie i adhezje. Srednia dla dwu plytek pokrytych srodkiem porównawczym wynosi 60% pozostalosci pokrycia w tescie na ciagnienie i adhezje.Przyklad IM. Wyzej opisanym sposobem otrzymuje sie srodki do pokrywania.'Stosuje sie rózne skladniki podstawowe, z których dwa stanowia skladniki porównawcze, a w dodatkowym pH doprowadza sie do wartosci 1,75 dodajac 16 gramów tlenku cynku na litr, a nastepnie do wartosci 3,5 dodatkiem 18gramów tlenku- * cynku na litr. Z jednego ze skladników porównawczych przygotowuje sie srodek zawierajacy 150 gramów pylu cynkowego w litrze. W tym przypadku pyl cynkowy maczastki o przecietnym wymiarze 2,75 mikronów i zawartosc tlenku cynku okolo 7%.Z drugiego skladnika porównawczego przygotowuje sie srodek, który zawiera 150 gramów pylu cynkowe¬ go nalitr, przy czym pyl cynkowy ma przecietny wymiar czastek 3,5 mikrona i zawartosc tlenku cynku okolo94685 7 7,55% Skladnik podstawowy po skorygowaniu pH do wartosci 1,75 jest uzywany w powyzej opisany sposób z dodatkiem znajdujacego sie w handlu pylu cynkowego L-15, tworzac srodek do pokrywania przed malowa- niem, zawierajacym 150 gramów takiego cynku w litrze.Skladnik o pH doprowadzanym do wartosci 3,5 stosuje sie w sposób wyzej opisany, przy czym otrzymany srodek zawiera jedynie 100 gramów pylu cynkowego L-15 w litrze. Zmierzono wartosc pH wszystkich tych swiezo przyrzadzonych srodków do pokrywania i okazalo sie, ze wartosci te zawarte byly w zakresie 4,6-4,9 jak to pokazano w tablicy 2 W tablicy 2 podano równiez trwalosc kapieli na zelowanie.Tablica 2 Srodek do pokrywania Zadowalajacy Porównawczy Regulowany Regulowany Pyl cyr %t lenku 7 / 7.55 . 2,9 2.9 ikowy stezenie g/l 150 150 150 100 Wartosc pH skladnika podstawowego 0.6 0.6 1.75 350 Srodek do pokrywania pH 4.6 4.7 43 • 4,9 zelazowanie 7 godzin 6 godzin <3dni • 3 dni Jak podano w tablicy 2 jedna z kapieli sporzadzona ze skladnika z regulowana wartoscia pH ulegla ostatecznemu zzelowaniu po 3 dniach od momentu przygotowania. Inna'kapiel z tego samego skladnika nie ulegla w tym czasie zzelowaniu. Wyniki te wskazuja na wysoka trwalosc kapieli, przygotowanych zuzyciem skladnika podstawowego o regulowanej wartosci pH. Pozadana trwalosc kapieli uzyskuje sie nawet w przypadku kapieli o zblizonej koncowej wartosci pH.Przyklad IV. Srodek do pokrywania przed malowaniem przygotowuje sie w powyzej opisany sposób, przy czym stosuje sie dwa oddzielne skladniki podstawowe. W jednym z nich pH doprowadza sie do wartosci 1,5 uzywajac wodorotlenku sodu; a w drugim do wartosci 1,5 przy pomocy wodorotlenku potasu. Plytki pokrywa sie tak otrzymanymi Srodkami w wyzej opisany sposób i suszy. Po wypaleniu wciagu 4,5 minuty w piecu o temperaturze 28tfC i ochlodzeniu woda, pokrycia nie zostaly calkowicie wysuszone. Daje sie to zaobserwo¬ wac, gdyz woda z chlodzenia jest koloru zóltego, co swiadczy o obecnosci w niej rozpuszczalnego zwiazku chromu, Swiadczy o tym równiez jasnostalowa powierzchnia w miejscach gdzie nastapilo calkowite badz niemal calkowite usuniecie pokrycia Dlatego tego typu plytki sa przygotowywane tylko dla celów porównawczych.Sporzadza sie dodatkowy skladnik podstawowy, którego pH próbowano doprowadzic do wartosci 1,5* przez dodanie wodorotlenku glinu. Podczas wykonywania tej próby zaobserwowano, ze wodorotlenek glinu nie rozpuszcza sie w skladniku podstawowym nawet przy energicznym mieszaniu. Ze wzgledu na brak zdolnosci tworzenia roztworu, wodorotlenek glinu nie nadaje sie do wyregulowania wartosci pH skladnika. Przyklad ten jest opisany tylko dla celów porównawczych. « Dodatkowe skladniki podstawowe sporzadzone wyzej opisanym sposobem stosuje sie do przeprowadzania dalszych testów W jednym z tych skladników pH doprowadza sie do wartosci 1,5 za pomoca tlenku wapnia, w innym takze do wartosci 1,5-za pomoca tlenku magnezu. Srodki do pokrywania pod farbe sporzadzone z tych skladników podstawowych naklada sie na plytki, które nastepnie suszy sie postepujac analogicznie jak wyzej opisana: Uzyskane pokrycia na plytkach okazaly sie nierozpuszczalne w wodzie co wykazala obecnosc wody w pokryciu. z tego wzgledu zarówno tlenek wapnia Jak i tlenek magnezu nadaja sie do uzycia przy sporzadzaniu srodka wedlug wynalazku.PrzykladV. W tym przykladzie uzyto tlenek strontu, który wykazuje wlasciwosci odpowiednie dla substancji regulujacej pH, pomimo ze nie jest on latwo rozpuszczalny w skladniku podstawowym. Rozpuszczal¬ nosc tego tlenku jest jednak wystarczajaca dla uregulowania pH. Tlenek strontu wykazuje pewna aktywnosc w redukowaniu szesciowartosciowego chromu. Dzialanie to jest nieznaczne i wystarczajaca ilosc chromu szesciowartosciowego pozostaje w skladniku podstawowym o uregulowanej wartosci pH.Skladnik podstawowy sporzadzony wyzej opisanym sposobem miesza sie z 6 gramami tlenku stronu i mozna stwierdzic wzrokowo, ze tlenek ten rozpuszcza sie bardzo powoli. Towarzyszy temu czesciowa redukcja % szesciowartosciowego chromu, co daje sie zaobserwowac poprzez ciemnienie roztworu. Pózniej dodaje sie jeszcze 4 gramy tlenku strontu i powstala kompozycje miesza sie wciagu 15minut pH tak otrzymanego skladnika zostaje w ten sposób nastawione na wartosc 1,3. Obecnosc nierozpuszczonego tlenku strontu mozna stwierdzic wzrokowa Roztwór saczy sie i uzyskany przesacz zostaje w opisany wyzej sposób uzyty do przygotowania srodka do pokrywania przed malowaniem. Tak otrzymanym srodkiem pokrywa sie plytki, które suszy sie8 . 94 685 w sposób powyzej podany. Pokryte plytki ocenia sie pod katem nierozpuszczalnosci pokrycia w wodzie i poddaje sie opisanemu powyzej jtestowi odpornosci na korozje. Po 60 godzinach poddaje sie ogledzionom i stwierdza, ze czerwona rdza nie wystepuje. Inne plytki otrzymuja warstwe wierzchnia podkladu, jak to uprzednio opisano. Te plytki poddaje sie testowi na ciagnienie. Po przeprowadzeniu testu pozostaje 100% pokrycia. Wszystkie te wyniki wskazuja, ze tlenek strontu stanowi odpowiednia substancje do regulacji pH, chociaz nie jest latwo rozpuszczalny i mimo, ze wykazuje pewna zdolnosc regulowania szesciowartosciowego chromu podczas regulowania pH skladnika podstawowego. PL