SE444951B - Korrosionsforhindrande fergkomposition - Google Patents

Description

BNSDOCID: 8007865-2 “ av metallen eller för att styra polymerisationsgraden för fosfatet. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att minimera nämnda nack- - delar. ~ _ .Det är tidigare känt att förse en färgkomposition med ett glasmaterial dispergerat i en hartsbärare, där glaset som sina huvudbeståndsdelar har fosforpentoxid och zinkoxid. Dessa utgör tillsammans den glas- bildande oxiden och den glasmodifierande oxiden. Tillsammans med en mindre del av en eller flera oxider av ämnen i grupp två eller tre i det periodiska systemet blir glaset sådant att, vid kontakt med vatten, zink- och fosfatjonen går i lösning.

Vi har funnit att inom den fosforoxid/zinkoxid/aluminiumoxid glasformande regionen är vissa kompositionsstorheter särskilt effektiva såsom korrosionsförhindrande material, speciellt för konstruktions- detaljer i exempelvis broar, byggnader och containers.

Enligt uppfinningen framställs en vattenlöslig glaskomposition inne- hållande 56,5 till 63,3 molprocent zinkoxid 35,8 till 45,3 molprocent fosforpentoxid och en återstod av minst 0,1 molprocent aluminiumoxid.

Enligt en fürdragen form innehåller glaskompositionen antingen 41,4 till 43,4 molprocent fosforpentoxid och l till 2 molprocent aluminium- oxid eller alternativt 61,1 till 63,3 molprocent zinkoxid, 35,8 till 37,8 molprocent fosforpentoxid och 0,l till 2 molprocent aluminiumoxid.

De föredragna kompositionerna är speciellt effektiva för att förhindra korrosion.

Enligt en utföringsform av uppfinningen erhålles en metod att framställa en korrosionsförhindrande färgkomposition innefattande sammansmälta kvantiteter av zinkoxid, fosforpentoxid och aluminium eller förelöpare till dessa för att framställa en homogen smälta, stelning av smältan till fast material, sönderdelning till ett fint pudersamtdispergering av pudret i ett färgbindemedel.

BNSDOCID: 8007865-2 Eniigt ännu en utföringsform erhâiis en process för att hindra korrosion hos en metaiiyta, varvid ytan förses med ett färgskikt innefattande en vatteniösiig giaskomposition dispergerad i ett bindemedel där giaskompositionen innefattar fosforpentoxid och zink- oxid som sina huvudbestândsdeiar viika tiiisammans biidar den gias- formande oxiden och den giasmodifierande oxiden och varvid giaset även innehâiier en mindre mängd aiuminiumoxid.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning tiii bifogade figurer.

Figur 1 visar ett diagram över den praktiskt möjiiga giasformande regionen för zinkoxid/fosforpentoxid/aiuminiumoxid.

Figur 2 visar en förstorad detalj av den giasformande regionen i figur i.

Figur 3 visar grafiskt förändringen av uppiösningsgraden vid ändrade zink- och fosformängder.

Termen gias inbegriper här inte bara homogena gias utan även gias- artade och fasskiida materiai.

Aiia beskrivna giaskompositioner beskrivs i termer av moiprocent- proportioner av deras stoikiometriska oxidkomponenter.

Giaset är avsett att avge zink- och fosfatjoner i vatteniösning och giaskompositionen är därför sammansatt så att den önskade iösningshastigheten upprätthåiis. Giasets iösiighet bestäms primärt av haiten syrahaitig, glasbildande oxid (fosforpentoxid) närvarande i kompositionen. En ökning av denna proportion ökar giasets iösiig- het, medan en minskning minskar iösiigheten. En annan faktor som bestämmer iösiigheten är närvaron av små kvantiteter av ytteriigare giasmodifierande oxider, specieiit A1203. Ett tiiiägg av en iiten mängd aïuminium ökar såiedes giasets iösiighet. Aikaiiska metaii- _ oxider ökar sålunda iösiigheten. ensoocm; 8007865-2 Sambandet meïian gïasets komposition och iösiiqhet visas i fig 3.

Här visas specieïit fosforpentoxidhaïtens betydelse för ett antal giaskompositioner. En önskad ïösïighet inom ett visst omrâde kan erhålias genom tiïiförsei av iämpiiga mängder av en e11er fiera gïasmodifierande oxider. Denna teknik beskrivs ingående i det brittiska patentet 1 512 637.

Den komposition som här beskrivs är baserad på zinkoxid/fosforoxid/ aiuminiumoxid trisystemet. Det är naturligtvis ej möjiigt att biida gias av varje möjïig komposition inom nämnda system och man har funnit att de praktiska gränserna är de som framgår av det yttre skuggade omrâdet i fig 1. De kompositioner som faiier inom detta omrâde kan Tämpïigen beskrivas ha en väi vaid moiprocent med hänsyns- tagande ti11 de ingående stoikiometriska oxiderna. Kompositionerna i det yttre skuggade omrâdet i fig 1 har meiian 20,0 och 65,0 moi- procent zinkoxid och 66,6 och 35,0 moiprocent fosforpentoxid medan eventuell rest består av aiuminiumoxid.

Man har också funnit att vissa giaskompositioner inom omrâdet är specielït effektiva som antikorrosionsmateriai. Dessa har indikerats som ett inre rutat omrâde i fig 1. Här iigger haiterna på 54,5 tili 63,3 molprocent zinkoxid och 35,8 tiii 45,3 moiprocent fosforpentoxid in och minst 0,1 molprocent aiuminiumoxid. Dessa kompositioner har visats sig vara mycket Iämpiiga för att förhindra korrosion av mjuka järnspån under accelererande testförhâlianden när ett finmaiet puder dispergerat i ett färgmedium anbringats på ytan. 8007865-2 Lämp1iga g1askompositioner med korrosionsförhindrande egenskaper 1ístas i nedanstående tabe11. Listan innehå11er eme11ertid endast exempe1 och utgör ej en begkänsning.

TABELL 1 Mo1 procent _ Nr Zn0 A1203 P2O5 1 60.0 0.0 40.0 2 59.8 1.0 39.2 3 59.0 2.0 39.0 4 55.3 0.0 44.7 54.8 1.1 44.1 6 54.5 2.0 43.5 7 63.3 0.0 38.7 8 54.5 1.3 44.2 9 56.9 1.3 41.8 62.1 1.1 36.8 11 58.8 1.4 39.8 12 54.6 2.4 43.0 13 56.3 1.3 42.4 Med hänvisning ti11 tabe11 1 har vi funnit att gïaskompositionerna 9-13 är specie11t ïämpade för att förhindra korrosion. Som fram- går av tabe11en har dess kompositioner sammansättningar med 54.6 ti11 62.1 mo1procent zinkoxid, 43.0 ti11 36.8 molprocent fosfor- pentoxid och 1.1 ti11 2.4 moïprocent a1uminiumoxid.

Två specie11t 1ämp1iga g1askomposítíoner är (A) 61.1 ti11 63.3 mo1procent zinkoxid, 37.8 ti11 35.8 mo1procent fosforpentoxid och O ti11 2.0 mo1procent a1uminiumoxid samt (B) 55.3 ti11 57.3 mo1- procent zinkoxid, 43.3 t111 41.4 mo1procent fosforpentoxid och 1.0 n .~..... __.. . ...- . -..-_._. ..._-up BNSDOCID: 8007865-2 till 2.0 molprocent aluminiumoxid. Man har även funnit att speciella glas inom dessa tvâ områden som har sammansättningar som nr l0 och l3 är särskilt lämpliga för att förhindra korrosion när de dispergeras i ett färgmedium.

Fackmannen känner väl till att även om aluminium ej avses ingå i kompositionen, kommer ändå vissa spâr att ingå, ca0,fll molprocent.

Dessa spår beror på föroreningar i zinkoxiden.

De lösliga glaspigmenten kan vara närvarande i färgkompositionen antingen som en helhet i den aktiva pigmentvolymen eller som en ' ersättning för vissa vanliga pigment där de ger en synergetisk effekt på förmågan att hindra korrosion. I andra sammanhang kan glaspigment med olika löslighet blandas i samma färgmedium för att åstadkomma förhindrande av korrosion, både i korta och långa tidsperspektiv.

Denna teknik kan också användas för att optimera färgskiktets upp- trädande om det exponeras i miljöer med olika stark agressivitet.

Användningen av nämnda glas är naturligtvis inte begränsad till färgkompositioner. De kan exempelvis även användas i armerad betong för att förhindra korrosion av armeringsjärn eller i vattenavstöt- ande smörjmedel. I sådana applikationer kan glaset användas i form av fibrer, granuler, korn, puder, glasyr etc. De kan även anbringas på olika underlag genom plasmasprutning, flamsprutning, elektrolytisk beläggning etc.

Ovan har zinkoxid, fosforpentoxid och aluminiumoxid angivits såsom glasbildare.Även andra former kan tänkas. Vidare anges mängderna i form av molprocent även om oxiderna ej nödvändigtvis föreligger i fri form. Detta uttryckssätt är välkänt för en fackman inom området.

För enkelhets skull anges utgångsmaterialen som oxider. Man kan även tänka sig kompoundmaterial som spjälkas upp i oxider. -.-_.. __..--~- ~» - - BNSDOCID: 8Û07865-2 Glaskompositionerna framställs genom att en blandning av de ingående oxiderna eller blandningarna smälts under en tillräckligt lång period ' för att en homogen smälta skall erhållas. Exempelvis kan en eller flera av metalloxiderna ersättas av metallkarbonat, acetat, citrat eller blandningar därav. Fosforinnehället i glaset kan föreligga í form av fosforpentoxid, ammoniumdihydrogenfosfat, fosforsyra eller blandningar därav. Lämpligen kan ett litet tillskott av fosforbland- ningen blandas in för att kompensera för förlust av fosforpentoxid som avdunstar under smältprocessenfl Den smälta som bildas bringas snabbt att stelna till fast tillstånd genom att den hälls antingen på en kall stälplatta eller på vattenkylda rullar. Stelning kan också åstadkommas genom att det smälta glaset hälls i ett bad av vatten och olja. Man har funnit att, fastän glaset är vattenlösligt, är dess lösnings- hastignet så låg att endast en liten del förloras under stelnings- processen eftersom glaset endast är i kontakt med vattnet under en kort tid.

Det stelnade materialet, som kan maformen av flingor, granuler eller skivor, sönderdelas sedan till ett fint puder via ett eller flera kross- eller malningsförfaranden. Exempelvis kan materialet krossas i torr form i en mortel eller en skivkvarn, i fuktig form i en kul- kvarn följt av torkning eller sönderdelas medelst tryckluft. Även andra kända metoder kan användas.

Det finfördelade glaset tillsättes sedan en bärare för att bilda en korrosionförhindrande färg_genom tvâstegs kulmalning, höghastighets- dispersion eller något annat känt sätt. Det är lämpligt att använda ett alkydharts som bindemedel men det är uppenbart för en fackman att en mängd andra bindemedel kan användas såsom epoxiharts, akryl- harts eller klorinerade gummiföreningar. .__.___.. ___... _._-......_..

BNSDOCID: BNSDOCI D: 8007865-2 För konstruktioner där tjocka färgskikt används, 50-100 o eiler mera, skaii giaset krossas ti11 en storiek där den största viktsdeïen partiklar har en genomsnittsdiameter av 10-60)n ïämpligen 20-40fn Till skillnad från vanïig korrosionsförhindrande färg är föreiiggande g1askomposition.närmast färgiös, och kan sålunda användas tilïsammans med den önskade färgkuïören. I sådant fa11 kan en enda övermåining vara tiïiräcklig både för att förhindra korrosion och för att ge den s1ut1iga kuïören.

Kompositionerna enïigt tabeïï 1 har exempeïvis preparerats individueiit genom en blandning av ïämpiiga mängder av zinkoxid, ammoniumdihydrogen- fosfat och aïuminiumhydroxid vilken bíandning smäits vid förhöjd tempe- ratur. Smäïtorna bringades att steina på en ka11 stâlpiatta, varefter gïaset krossades, granuïerades maides i torrt och vått tiïïstånd.

Efter torkning.ana1yserades gïaset och resultaten framgår av tabeiï 1. 8007865-2 Resultaten värderades sedan genom att små mängder färg framställdes enligt tabell 2.

TABELL 2 Provfärgsammansättningar: volymkoncentration aktivt Proportion aktivt/totalt pigment % glas pigment % ' Oljealkyd- ~ Klorerat gummi- bindemedel bindemedel s ä 3 6 i 6 , ~ l i io 23 i - 24 ' ' ss '67 I l l Färgerna preparerades i en tvästegs kulmalningsprocess till en finhetsgrad bättre än l0 pm och päfördes mjukjärnspän medelst pensel, varefter färgen fick härda ett antal dagar. Färgskiktet skars sedan igenom och den undre halvan täcktes med ett yttre skikt vit blank färg.

Järnspånen utsattes sedan för accelererade och naturliga test definerade - i brittisk standard nr 3900 under jämförelse med i handeln till- gängliga färger.

Resultaten av denna test visade att glaspigmenten ger ett effektivt skydd mot korrosion och betydligt lägre profil i ett färgskikt än jämfört med vanliga.färgpigment såsom zinkortofosfat, vad gäller såväl motståndskraft mot korrosion som mot blâsbildning i färgskiktet.

Speciellt är färger innehållande glaspigment mycket effektiva att hindra rostbildning på stâlytor om den torra färgen blivit borttagen genom en makanisk skada.

Bnsoocio: 8007865-2 Uppfinningen iïlustreras men begränsas ej av följande exempeï: EXEMPEL 1 Uppmättá mängder zinkortofosfat, a1umin1umhydroxid och koncentrerad fosforsyra b1andades tilï en homogen massa. Varje bïandníng smä1tes tiïl en homogen smä1ta och avkyïdes sedan på en ka11 stå1p1atta.

Gïaset sönderde1ades tíH fint puder genom krossning samt torr och våt malning. Två av de erhå11na produkterna analyserades och hade följande karakterístika: A ß 'Kemisk komposition (mo1 %) _ Zn0 56.2 62.3 A12o3 1.3 1.0 9205 42.5 36.1 Lösningsgfaa (gnfz dagJ) 210 ss specifik yta (mzgfl) 0.17. 0.17 Tamm (g m4) 3.1 3.4 BNSDOCID: EXEMPEL 2 Testfärger innefattande de .två pigmenten A och B från exempe1 1 preparerades genom snabb di spergeríngsmzflning av fö1jande ingredienser: ïngredi ens Vi kt(g) Gïaspligment (A e11er B) 98 Andra pigment 311 A1 kydharts 277 Tifläggsämnen 4 Krista11o1ja 83 Ma1ningen pågick tills färgen hade en finhet bättre än 30}1m.

BNSDOCID; 8007865-2 11 Mjuka iäPflSPåfl preparerades för acceïererad test genom blästring och tvättning i tríkïoretyïen och färg anbringades genom sprutning.

Färgen fick sedan härda under tre dygn, varefter ett härdat verktyg användes för att skära igenom skiktet. De undre ha1vorna täcktes sedan med vit, bïank alkydfärg.

Spånen utsattes för acceïererad test enligt följande: sa1rausch :i11 as 3900 S02 dimma til? BS 1391 Hög Tuftfuktighetz exponering i slutet rum över vattenbad vid en temperatur av 35 tiïï 40°C.

Dubb1a paraïïeïïa tester utfördes för att säkerstäïïa resu1taten.

Dessa framgår av tabeïï 3. 8007865-2 lå .wmpwgmwewfi gm» ;wsW»a wv=~esøx@>w» crwwcmz ~ X .cwpmu mu-«E»w>m :mn eocwm mmfpczm govmxw øßoww :ua m:w=w~wnwmo» uLw>mm>< « .

.@=T=@F@@ww_ß vLw>wm><..»wux«¥mLws«>Q W m=?=@.@@»m°L mvppawz _ .vwpxwxm -va Luu== =u>m .+oumx« ~u>w>mm>< .mcrcßwxw |ao=mm :oo »u»¥*¥m»ws«&Q W mcwzuwwnvmog xumpm ow x pøwmowougoxeww .w=W=>w1mEo=mm W soc »w»xTxwLmEWL@ .m=w=v~w@m«~@ =ww=w nmpwwz .mcwc w.m:«cw~fn~woL mwflppwz .mzwzwfiwppwog 1Lwxwsuc~m W m=«=u~wn .@=v=v_«fiwWPn =«@=H Lm~_@ -mW,n =w@=H -pmog =@@wF »m¥u>z OF m vøwsmwm .wmßxvxmßä V PFOLQ .m=W=@~Wßm«~@ -E°=@@ »@m=_ .pwpxmxu =@@=. .p@»¥W¥m»wEWLQ .m=W=v.fnmm_@ =~@=~ -LWEWLQ W m=w=@.*@ f « m=w=fl~wß»m°L comwz .m=«=u~wfl»m°L =om«= fmfi-Q zua lvwoß cowwz op < p=@Emw@ _ a »=@EmW@ .,w=@?@¥=%g»=~ mp; W E?p om~ msawfl Now v Ewa om~ gumsv u~«w W Ewu owe »_-°»\»>W»1~ =°w~&°Q°L@ p=@Em@Q »>,»¥< .mLmmu>x- ams mpxuwp =w@m=L I. m ¿4wm wa øxzne >@ »www u@Lw>w~wuu~ >ø »««~=mmm BNSDOCID:

Claims (7)

1. 3 8007865-2 PATENTKRAV l. Färgkomposition, k ä n n e t e c k n a d därav, att den förhindrar korrosion av en metallyta på vilken den är anbragt, vilken komposition innefattar en vattenlöslig giaskomposition och ett bindemedel, varvid glaskompo~ sitionen innehåller 54,5 till 63,3 molprocent zinkoxid, 35,8 till 45,3 molprocent fosforpentoxid med en eventuell återstod av aluminiumoxid.

2. Färgkomposition enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att glaskompositionen innehåller 35,8 till 43,4 molprocent fosforpentoxid.

3. Fârgkomposition enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k- n a d därav, att glaskommpositionen innehåller 6l,3 till 63,3 molprocent zinkoxid, 35,8 till 37,8 molprocent fosfor- pentoxid och mellan D,l och 2,0 molprocent aluminiumoxid.

4. Färgkomposition enligt krav 3,. k ä n n e t e c k n a d därav, att glaskompositionen innehåller 35,8 till 43,4 molprocent fosforpentoxid.

5. Färgkomposition enligt kraven 3 eller 4,_ k ä n n e - t e c k n a d därav, att glaskompositionen innehåller 55,3 till 57,3 moiprocant zinkoxia, 41,4 till 43,3 moipro- cent fosforpentoxid och 1,0 till 2,0 molprocent aluminium- oxid.

6. Färgkomposition enligt kraven 3, 4 eller 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att bindemedlet är ett hartsbindemedel valt ur en grupp bestående -av 'ett alkydharts, klorerat gummi, epoxiharts eller ett akryliskt harts.

7. Färgkomposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att glaskompositionen innehåller upp till 3 molpro- cent aluminiumoxid. B. Färgkomposition enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att glaskompositionen innehåller 1,1 till 2,4 mo1pro~ cent aluminiumoxid. BNSDOCID. BNSDOCID: 8007865-2 W 9. Färgkomposition enligt krav l, k ä-n n e t e c k n a d därav, att glaskompositionen innehåller 61,1 till 63,3 molprocent zinkoxid, 35,8 till 37,8 molprocent fosforpent- oxid.ocn upp till 2,0 molprocent aluminiumoxid., 10. Färgkomposition enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att glaskompositionen innehåller 62,1 molprocent zinkoxid, 36,3 molprocent fosforpentoxid och l,l molprocent aluminiumoxid. ll. Fârgkomposition enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, at glaskompositionen innehåller 56,3 molprocent zinkoxid, 42,4 molprocent fosforpentoxid och 1,3 mclprocent alumininmoxid. 12. Färgkomposition enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att glaskompositionen föreligger i krossad form med en genomsnittlig partikelstorlek av l0 till 6Qjdnfi»