PT84889B

PT84889B - Processo para a preparacao de uma composicao para tintas anti-corrosivas

Info

Publication number: PT84889B
Application number: PT84889A
Authority: PT
Inventors: Shunichi Sano
Original assignee: Nippon Oils & Fats Co Ltd
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1987-05-19
Publication date: 1990-02-08
Also published as: FI89271B; US4810293A; EP0246566A2; DE3780705T2; KR900003424B1; FI872149A0; FI89271C; KR870011211A; GR3005837T3; NO178702C; PT84889A; ES2002248T3; ES2002248A4; FI872149A; NO872060L; EP0246566B1; DE246566T1; JPS62273272A; DE3780705D1; NO872060D0

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a uma composição de tintas anti-corrosivas e, particularmente, a uma estrutura de tinta anti-corrosiva que ê eficaz como tinta pri mária anti-corrosiva para estruturas de aço de grandes dimensões e que tem excelente resistência ao calor para além de apresentar boas propriedades anti-corrosivas, de soldadura, de corte por gãs e compatibilidade com a camada de acabamento.

Tecnologia Actual

Para se construírem estruturas de aço de grandes dimensões como por exemplo estruturas para barcos, off-shore e on-shore, é efectuado um tratamento de superfície por decapagem com granalha ou decapagem com areia, e em

3R.

seguida aplica-se uma tinta primária anti-corrosiva, isto é um mordente, um primário de epóxido rico em zinco ou um primário inorgânico rico em zinco.

Embora esta tintas anti-corrosivas tenham diferentes intervalos anti-corrosivos de aplicação elas produzem um dado efeito anti-corrosivo para uma zona geral (geralmente a zona plana principal) da estrutura de aço.

Com o recente aumento em dimensões das estruturas de aço, aumentaram contudo as zonas soldadas e a remoção de deformações devido à soldadura aumentar também dan do origem a problemas de corrosão em zonas afectadas pelo calor.

Para resolver este problema, é necessário efectuar uma segunda remoção dos óxidos das zonas afectadas termicamente por decapagem a jacto de areia, decapagem mecânica ou escovagem.

Para este objectivo é necessário muito trabalho manual.

Na técnica anterior, os primários inorgânicos ricos em zinco consistiam num veículo inorgânico com uma elevada concentração de pó de zinco.

Assim, limita-se a um múimo a degradação devido ao calor, e a corrosão das zonas afectadas termicamente não dava origem a quaisquer problemas substânciais.

Contudo, os fumos de zinco produzidos durante a soldadura e o corte por gás, deram origem a problemas de saúde, fraca adesão das tintas com base em óleo, etc..

Por estas razões, era inevitável reduzir a concentracção de pó de zinco e recentemente adoptaram-se pri mârios inorgânicos ricos em zinco modificados na maior parte dos estaleiros navais.

Pretendia-se substituir uma parte do silicato de etilo que é um veículo do primário inorgânico rico em zinco, com resina de polivinil butiral que é um polímero orgânico, e também reduzir a concentração do pó de zinco, evitando assim as desvantagens acima mencionadas do primário inor gânico rico em zinco.

Contudo, dado que o primário inorgânico

na composição se decompunha, reduzia-se a resistência ao calor do primário inorgânico rico em zinco e reduzia-se muito a propriedade anti-corrosiva em zonas afectadas pelo calor.

As tintas anti-corrosivas primárias para aço da técnica anterior foram efectivamente utilizadas para fazerem uso das suas características respectivas, mas a corro são da zona afectada termicamente ainda permanece como um pro blema não resolvido.

Particularmente, nas circunstâncias em que se praticam técnicas de prevenção da corrosão por várias formas, principalmente em estaleiros navais, constitui uma questão controversa como aumentar a resistência ao calor de tinta primária anti-corrosiva para o aço.

RESUMO DA IWENÇâO

Constitui um objecto da invenção apresen tar uma composição para tintas anti-corrosivas, que dá uma elevada resistência ao calor nos primários inorgânicos ricos em zinco modificados, que são presentemente utilizados, de modo que a propriedade anti-corrosiva de exposição da superfície d soldadura e de remoção da deformação poderem ser muitíssimo melhoradas para permitir a redução da remoção da oxidação secundária.

Outro objecto da invenção é apresentar uma composição de tintas anti-corrosivas, que revela uma adesão satisfatória mesmo num ambiente húmido.

Outro objecto ainda da invenção ê apresen tar uma composição para tintas anti-corrosivas de exposição que tem propriedades excelentes de soldadura e propriedades de corte por gãs comparadas com os primários inorgânicos ricos em zinco.

A invenção baseia-se na descoberta de que uma composição para tintas anti-corrosivas contendo um conden sado de tetraalcóxi silicato hidrolizado com um grupo alquilo com 1 a 5 carbonos bem como pó de zinco e óxido de titânio reage com e é firmemente ligada ao condensado de tetraalcóxi silicato hidrolizado e de que os objectivos acima estabelecidos

são cumpridos por uma composição para tintas anti-corrosivas, na qual a concentração em volume de pigmento é de 40 a 60 % e que contém 40 a 60 l em volume do condensado de tetraalcóxi silicato hidrolisado como veículo, 5 a 25 Z em volume de pó de zinco na película seca e 10 a 30 I em volume de óxido de titânio.

Composição

Uma das características da invenção consiste numa composição para tintas anti-corrosivas, que contém

I um veículo, pó de zinco e óxido de titânio, sendo o veículo um condensado de tetraalcóxi silicato hidrolisado com um grupo alquilo com 1 a 5 carbonos.

tetraalcóxi silicato utilizado de acor do com a invenção tem um grupo alquilo com 1 a 5 carbonos, e que pode ser referido como tetrametóxi silicato, tetraetoxi silicato, tetrapropoxi silicato, tetraisopropoxi silicato e tetrabutoxi silicato.

Um grupo alquilo com mais de 6 átomos de carbono é indesejável dado que o seu endurecimento é extremamente reduzido.

tetraalcóxi silicato por si só é incapaz de produzir uma película, e é portanto condensado por hidrólise num veículo, utilisando como catalisador, um ácido inorgânico como por exemplo ácido clorídrico, ácido nítrico e ácido sulfúrico ou uma mistura de um destes ácidos inorgânicos com ácido fórmico, ácido acético, etc.

O pó de zinco utilizado de acordo com a invenção tem a forma esférica ou flocular, e é formulado de modo a conter 5 a 25 % em volume, de preferência 8 a 20 Z em volume, na película seca.

Quando a sua quantidade é inferior a 5 7« em volume, as propriedades de coesão e anti-corrosivas da tin ta são reduzidas.

Quando o seu teor é acima de 25 Z em volume, a compatibilidade de tinta de acabamento com uma tinta . com base em óleo é deteriorada.

óxido de titânio utilizado de acordo com a invenção ê do tipo rútilo ou do tipo amatase ou uma mis tura destes dois tipos. 0 seu teor é de 10 a 30 % em volume, preferivelmente de 15 a 25 % em volume, na película seca.

Quando o teor é inferior a 10 % em volume, a resistência térmica é reduzida, e também se reduz a resistência ao desgaste devido a uma coesão insuficiente.

Quando o teor é acima de 7,30 l em volume, a película seca é muito dura, e é portanto reduzida a resistência ao impacto.

tal como mostrado, de acordo com a inven ção, formula-se um condensado de tetraalcóxi silicato hidroli_ sado como veículo e pó de zinco e óxido de txtânio como pig mentos essenciais.

A acção insolúvel necessária para a produção da película, tem até aqui sido obtida com uma reacção de reticulação entre o silício e pó de zinco.

De acordo com a invenção, adiciona-se óxjL do de titânio a estes dois componentes, e um sistema terciário consistindo de silicato, pó de zinco e óxido de titânio, constitui um elemento produtor da película.

Em adição a este elemento terciário de produção da película é também possível utilizar pigmentos geralmente usados para a tinta, por exemplo, pó de sílica, talco, óxido de ferro micáceo, óxido de crómio fosfato de ferro e ligas em pó.

A concentração em volume global de pigmentos é de 40 a 60%, preferivelmente 45 a 55%.

Quando a concentração é inferior a 40%, reduz-se a propriedade de secagem.

Quando a concentração excede 60% deteriora-se a propriedade de resistência ao impacto.

Efeito da invenção

Quando a tinta preparada de acordo com a invenção é utilizada como tinta primária anti-corrosiva para aço, a resistência térmica é muito melhorada comparada com os

primâreos inorgânicos ricos em zinco modificados, que são correntemente muito utilizados, enquanto a sua facilidade de trabalho é a mesma da tinta da técnica anterior.

Consequentemente, a propriedade anti-cor rosiva de exposição de superfície de soldadura e remoção de deformação é muito melhorada para permitir a reducção da remo ção da oxidação secundária. '

Além disso, até agora, quando se reveste uma tinta com base em óleo sobre um primário inorgânico rico em zinco e se coloca num ambiente húmido, produz-se uma escamação.

A tinta de acordo com a invenção apresen ta uma aderência satisfatória mesmo se mantida num ambiente húmido.

Além disso tornou-se óbvio que eliminando o polímero orgânico e reduzindo a concentração em pó de zinco, as propriedades de soldadura e propriedades de corte por gás são reduzidas comparadas com os primários modificados inorgânicos ricos em zinco e pode obter-se um equilíbrio de alto nível de qualidade como primário anti-corrosivo para aço.

Exemplos de Realização da Invenção

Serão agora descritas concretizações da invenção em detalhe em ligação com exemplos de preparação, e exemplos de comparação.

A menos que se diga o contrário, as partes e percentagens são partes em peso e percentagens em peso.

Reacção com óxido de titânio

Verifica-se pelo ensaio seguinte que a capacidade de reacção entre o óxido de titânio e condensado de tetraalcóxi silicato hidrolisado

Preparou-se uma suspensão de vários pigmentos apresentados na Tabela 1 que são geralmente utilizados para tintas bem como óxido de titânio numa quantidade de 20 Z em volume no condensado de tetraalcóxi silicato hidrolizado

X

(isto é, tetraetóxi silicato neste caso).

Revestiu-se, com cada suspensão obtida e com uma pistola de ar obtendo-se uma espessura de película se ca de 30 a 40 /um, uma chapa de aço decapada com areia, que foi em seguida colocada à temperatura ambiente durante 24 horas.

Em seguida, mediram-se várias propriedades fisícas da película seca, por exemplo a resistência à abrasão e ao desgaste após uma imersão de 48 horas em MEK.

Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 1.

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Exemplo 1

Colocaram-se em conjunto num reactor de aço inoxidável 40 partes de tetraetoxi silicato, 20 partes de álcool isopropílico e 5 partes de álcool isopropílico contendo 5 7o de cloreto férrico como se mostra na Tabela 2.

Em seguida agitou-se o conteúdo do reactor aumentando a sua temperatura para 302C.

Em seguida, introduziram-se 4,8 partes de uma solução aquosa contendo 0,3% de uma solução de ácido clorídrico no sistema num período de 30 minutos, e aqueceu-se o conteúdo a 50QC e em seguida agitou-se a 50QC durante duas horas.

Em seguida, diluiu-se o sistema adicionan do 30,2 partes de álcoolisopropílico para se obter o veículo A com 26% de matérias não voláteis.

Exemplos 2 e 3

Misturaram-se os materiais para os veículos respectivos do exemplo 2 e 3 B e C numa proporção de formulação tal como se mostra na Tabela 2, e processaram-se as misturas de modo semelhante ao exemplo 1 para se obte rem os veículos B e C.

Com qualquer dos veículos as matérias não voláteis foram de 26%.

TABELA

Veículo C	partes		40,0	20.0	5.0	4.8	30.2	100.0 partes
Veículo B	partes	40,0		20.0	5.0	4.8	30.2	100.0 partes
Veículo A	40.0 partes			20.0	5.0	00 • <r	30.2	100.0 partes
Exemplos de Produção Código do veículo	Tetraetoxi silicato(silicato de etilo 40:Marca Registada, produzido) por Nippon Colcoat Co., Ltd.	Tetraisopropioxi silicato(Reagente)	Tetrabutoxi silicato (Reagente)	Álcool isopropílico	— ! Solução de cloreto de ferro (Solução a 5 p% de álcool isopropílico)	(Solução a 0,3 p% de cloridrato)	Álcool isopropílico	Total

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# 1 Solução a 20% <an álcool isopropilico de Eslec EL·-! ( Polivinil Butiral produzido por Sekisui Cbanical Go. Ltd) # 2 Pigrento resistente ao calor de liga, de alumnio 60-65°.

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Exemplos 1 a 12, Exemplos de comparação l a 5

Adicionaram-se pigmento e solvente à mistura contendo veículo nas proporções apresentadas na Tabela 3, e agitaram-se suficientemente as misturas com um agitador de dissolução para se obterem as respectivas composições de tintas anti-corrosivas.

Estas composições de tintas anti-corrosivas foram ensaiadas segundo o procedimento de ensaio e normas de avaliação seguintes:

Procedimento de ensaio e normas de avaliação (I) Revestiu-se, com cada composição de tintas anti-corrosivas aplicada por uma pistola de ar manual, uma chapa de aço macio polida lavada com xilol até se obter uma película seca com a espessura de 20 /um, seguido por repouso à temperatura ambiente durante 2 horas.

Em seguida, observou-se visualmente a película de tinta e classificou-se de acordo com os seguintes padrões.

θ: película de tinta, que era uniforme e suficientemente seca para se julgar satisfatória

Δ^: película de revestimento, que era parcialmente não-uniforme e que dã falhas práticas e que se julga ser não satisfatória

X : película de revestimento, que é não-uniforme e que se julga ser praticamente insatisfatória (II) Ensaio de Resistência Térmica.

Revestiu-se, com cada composição de tintas anti-corrosivas, uma chapa de aco decapada com areia (70xl50x

1,6 mm ) por pistola de ar até uma película seca com a espessura de 20 jum seguido de repouso à temperatura ambiente durante 48 horas, aquecimento num forno eléctrico a 800QC durante 20 minutos e em seguida arrefecida em água.

Em seguida, examinou-se o arrancamento do filme de película com fita adesiva de celofane, e classificou-se a resistência térmica de acordo com os seguintes padrões de avaliação sendo a área arrancada a medida da percentagem da

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resistência térmica.

película de tinta com uma área arrancada de 0 a 10% e que se julga ser satisfatória película de filme com uma área arrancada de 11 a 50% e que julga ser praticamente insatisfatória

X : película de filme com uma área arrancada acima de

50% e que se julga ser praticamente insatisfatória (III) Ensaio da propriedade anti-corrosi_ va após o ensaio de resistência térmica.

Submeteu-se a placa de ensaio obtida no método do ensaio (II)(sem arrancamento da tinta com fita adesiva de celofane) a um ensaio de pulverização com solução salina e uma exposição exterior para avaliar as propriedades anti-corrosivas.

As normas de avaliação foram as seguintes:

: película de tinta que tinha uma área de corrosão de 0 a 3% e que se julga ser satisfatória /\: película de filme com uma área de corrosão de 4 a 10% e que se julga ser praticamente insatisfat£ ria.

X : película de filme com uma área de corrosão de 11% ou superior e que se julga ser praticamente insatis^ fatória.

(IV) Ensaio de compatibilidade com a ca mada de acabamento.

Revestiu-se, com cada composição de tintas anti-corrosivas, uma placa de aço decapada com areia (70xl50x o

1,6 um ) com pistola de ar até uma espessura de filme seca de 15 a 20 jum.

Deixou-se em repouso a placa de aço reves_ tida durante 48 horas, seguindo-se aquecimento em forno eléctrico a 800QC durante 20 minutos (sendo o procedimento igual em (a)) e em seguida uma exposição exterior durante 7 dias (sendo o procedimento referido como (b)).

Após o procedimento (a) e (b), aplicou

-se uma tinta anti-corrosiva com base em óleo com pistola de ar de modo a obter-se uma espessura de filme seco de 30 yum.

Submeteu-se em seguida a placa revestida a um ensaio de pulverização de solução salina de 240 horas, e em seguida a um ensaio de adesão.

Fez-se a avaliação do comportamento pelo teste de corte em quadrícula (com intervalo de 2 mm) com fita adesiva de celofane,

Os padrões de avaliação foram os seguintes :

: película de tinta com uma região não arrancada de 100/100 a 90/100 que se julga ser satisfatória /\ : película de tinta com película não arrancada de 89/100 a 70/100 que se julga ser praticamente satisfatória

X : película de tinta com película não arrancada de 71/100 ou inferior que se julga ser praticamente insatisfatória.

( V) Ensaio da propriedade do comportamento ao corte por gás.

Revestiu-se com uma composição de tinta anti-corrosiva uma placa de aço decapada com areia (500xl00x 16 mm; com uma pistola de ar para ter uma espessura de película seca de 20 ^um, seguida de repouso durante 48 horas.

Em seguida, obteve-se uma velocidade de corte para uma superfície de WES Classe 1 utilizando um ”Type Gas Cutter” (uma marca registada de Tanaka Seisakusho Co., Ltd) em condições de pressões de oxigénio de 343 KPa uma pressão de acetileno de 49 KPa e um bico N. 2.

Uma velocidade de corte de 450 mm/min, ou superior, é satisfatória.

Ensaio de soldadura

Aplicou-se cada composição de tinta anti-corrosiva em aço de alta resistência da classe 490 MPa decapado com areia (500x100x16 mm , com as superfícies terminais polidas com lixa) com uma pistola de ar até se obter uma es-

pessura de filme seco de 20 /im (as superfícies terminais f£ ram também revestidas), seguidas de repouso durante 48 horas.

Em seguida, fez-se a soldadura de entalhe com soldadura por gás e ácido orgânico (eléctrodo: KC 50, 1,2 mm de diâmetro, CO/Ar-6/4, corrente:250 A) e examinou-se o aparecimento de lágrimas e orifícios e poros.

Os padrões de avaliação foram os seguintes :

: aparecimento de lágrimas e poros que são ambos satisfatórios de forma a pensar-se que não existem problemas substânciais

Δ: aparecimento de lágrimas e poros que são ambos não satisfatórios de modo que se pensa que são praticamente não adequadas para utilização

X : aparecimento de lágrimas e poros que são defeituosos de modo que se pensa que são praticamente insatisfatórias .

Os ensaios acima mencionados são apresentados na Tabela 4.

Como é óbvio dos resultados dos ensaios apresentados na Tabela 4, os Exemplos 1 a 12 de acordo com a invenção apresentaram todos resultados satisfatórios.

Por outro lado, os Exemplos de comparação que estão fora do âmbito da invenção, apresentam resultados insatisfatórios com pelo menos um dos ensaios, e portanto podem conduzir a problemas na sua utilização real.

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REIVINDICAÇÕES

Claims

Processo para a preparação de uma composição para tintas anti-corrosivas caracterizado por se incorporar um veículo, pó de zinco e óxido de titânio oendo o re ferido veículo um condensado hidrolizado de tetraálcoxi silicato com um grupo alquilo com 1 a 5 carbonos.

- 2â -

Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tetraalcoxi silicato ser um veículo obtido por hidrólise e condensação utilizando um ácido inorgânico como catalisador por exemplo ácido clorídrico, ácido nítrico e ácido sulfúrico ou uma mistura desse ácido inorgânico e ácido fórmico e ácido acético.

- 3â Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a concentração em volume de pigmento ser de 40 a 60% em volume, o pó de zinco na película de tinta seca ser de 5 a 25% em volume, e o óxido de titânio ser de 10 a 30% em volume.

A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi depositado no Japão em 20 de Maio de 1986, sob ο N2. 61-115408.