Beschreibung Beschichtungsmittel und seine Verwendung für die Beschichtung von Containern
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel mit einer Basiskomponente und einem Härter.
Beschichtungsmittel, auch und gerade die für Container, insbesondere Überseecontainer, eingesetzt werden, beinhalten in erheblichem Maße organische Lösungsmittel, welche die
Umwelt sehr stark durch die Emittierung dieser Lösungsmittel während des Trocknungsprozesses belasten.
Generell wäre es wünschenswert, wenn derartige organische Lösungsmittel wie Xylol, Toluol etc. reduziert werden könn¬ ten .
Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Beschichtungsmit¬ tel vor allem als Korrosionsschutz dienen und als korrosions- schutzwirkend vor allem schwermetallhaltige Komponenten angesehen werden, beispielsweise Blei, Zink, Cadmiu .
Zwar ist es auch bekannt, natürlichen Eisenglimmer als Pigment für den Korrosionsschutz einzusetzen, etwa aus der US-PS 44 36 773 oder der EP 0 447 040 AI. Diese Beschich- tungsverfahren setzen in erheblichem Maße die obengenannten unerwünschten Lösungsmittel ein und müssen dies auch. Die in natürlichem Eisenglimmer enthaltenen Salze würden bei wasserverdünnbaren Systemen sofort zu unkontrollierten Reaktionen und damit zum Verlust der angestrebten Eigen¬ schaften führen .
Soll daher der Einsatz von Lösungsmitteln eingeschränkt werden, fällt natürlicher Eisenglimmer als Korrosionsschutz aus.
Für die Innenbesch chtung von Containern w rd daher im allgemeinen zunächst eine Lackschicht mit Zinkstaubfarbe mittels eines Epoxidharz-Anstriches aufgetragen, als zweite Beschichtung folgt dann ein lösungsmittelhaltiger PVC-Lack. Bevor die Zinkstaubfarbe aufgetragen wird, wird der Unter¬ grund sandgestrahlt.
Die zweite Lackschicht wird schon deshalb benötigt, weil in den Containern unter Umständen auch Lebensmittel transpor- tiert werden können oder müssen und diese nicht mit der Zinkstaubfarbe in Berührung kommen dürfen.
Aufgabe der Erfindung ist es gegenüber diesem Stand der Technik, ein Beschichtungsmittel für Container vorzuschla- gen, das umweltverträglicher ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Beschichtungsmittel gelöst, bei dem die Basiskomponente synthetischen Eisenglimmer in Plättcheπform enthält.
Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn der Anteil des synthetischen Eisenglimmers an dem Beschichtungsmittel mehr als 10% und weniger als 25% beträgt.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Anteil des synthetischen Eisenglimmers an dem Beschichtungsmittel mehr als 15% und weniger als 20% beträgt.
Die Verwendung synthetischen Eisenglimmers in Plättchen- form in der Basisko poneπte führt dazu, daß der Korrosions¬ schutz jetzt durch die Sperrwirkung der Plättchen gebildet wird. Anstatt der Zinkstaubfarbe entsteht so ein schwerme- tallfreies System. Durch die Verwendung des synthetischen
Eisenglimmers können definierte Korngrößen sauber eingestellt werden und so zu optimalen Ergebnissen führen. Statt der Korrosionsschutzwirkung des Zinks in der Zinkstaubfarbe (aufgrund der elektrochemischen Reihe) wirkt jetzt eine mikromechanische Eigenschaft des Eisenglimmers. Tests haben bereits die sehr guten Eigenschaften der synthetischen Eisenglimmerplättchen in dem Beschichtungsmittel zeigen können .
Es ist auch nicht mehr nötig, zusätzliche PVC- Lackschichten aufzutragen; die Labor- und Praxiserprobungen haben bereits bestätigt, daß das Beschichtungsmittel ohne weitere Beschich¬ tungen als sogenannte Einεchichtlack im Innenbereich des (Übersee-) Containers eingesetzt werden kann, da eine Oxida- tion der Oberfläche, wie z.B. bei Zinkstaubfarben, aufgrund der besonderen Zusammensetzung nicht möglich ist.
Im Gegensatz zu natürlichem Eisenglimmer enthält syntheti¬ scher Eisenglimmer keine Salze und andere Verunreinigungen. Die chemische Zusammensetzung unterscheidet sich damit grundlegend. Unkontrollierbare Reaktionen können so auch in wasserverdünnbaren Systemen nicht mehr auftreten, so daß der Lösungsmitteleinsatz drastisch reduziert werden kann .
Besonders bewährt hat sich in Versuchen für das erfindungs¬ gemäße Beschichtungsmittel ein synthetischer Eisenglimmer, der nach den in der EP 0 307 486 Bl beschriebenen Verfahren hergestellt ist und unter der Bezeichnung Laminox F angeboten wird .
Hinzu kommt, daß das Beschichtungsmittel wasserverdünnbar ist .
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Anteil an organischen Lösungsmitteln unter 5% liegt. Durch diesen niedrigen Anteil wird eine besondere Umweltverträglichkeit erzielt, anderer¬ seits ist im Gegensatz zum Stand der Technik auch ein höherer Anteil nicht mehr erforderlich.
Von besonderem Vorteil ist auch der Einsatz von Talkum lamellar als Pigment. Es ähnelt von der Struktur her dem synthetischen Eisenglimmer und unterstützt daher dessen
10 Eigenschaften .
Als Farbpigment kann Titandioxid eingesetzt werden. Dies ergibt einen weißen bis hellgrauen Farbton, darüber hinaus besitzt Titandioxid noch zusätzliche Korrosionsschutzeigen¬
15 schaften .
Alternativ könnte der Titandioxidanteil auch durch Eisenglim¬ mer ersetzt werden, wodurch sich dann eine grau-/rötliche Färbung ergeben würde.
•20
Als Härter hat sich in Tests bereits Amin-Adukt- Härter als besonders günstig erwiesen.
Dieser Einsatz des Amin-Adukt-Hartes mit Säureunterstützung
25 ruft besondere Haftungseigenschaften auf Stahl hervor. Es wird dadurch möglich, ohne einen Sandstrahlschπtt die Beschichtung aufzutragen. Dadurch wird nicht nur ein komplet¬ ter Arbeitsgang eingespart, was erhebliche wirtschaftliche Vorteile hat, sondern auch die Umweltbeeinträchtigung wird
30 weiter herabgesetzt, da Sandstrahlen ein lärmintensiver Vorgang ist, der unter erschwerten Arbeitsbedingungen statt¬ findet .
Ein geeigneter solcher Härter wird beispielsweise in der 35 EP 0 175 588 Bl beschrieben. Er wird im Handel als CMDJ60-8290 Cuπng Agent angeboten.
Als Bindemittel ist besonders geeignet eine Epoxidharz- Dispersion, etwa wie in der DE 28 41 751 AI beschrieben. Sie wird im Handel unter der Bezeichnung EPi-REZ 5522-WY-55 Waterborne Resin angeboten.
Als besonders geeignete Rezeptur für das Beschichtungs¬ mittel hat sich folgende Zusammensetzung erwiesen:
Bindemittel: multifunktionale Epoxidharz-Dispersion 12 - 18 % Am n-Adukt-Härter, säurehaltig 2 - 4 % synthetischer Eisenglimmer 15 - 20 %
Titandioxid 15 - 20 %
Talkum lamelar 6 - 10 % modifiziertes Zink-Alumimumphosphat 6 - 10 % organisches Lösungsmittel 3 - 5 % demineralisiertes Wasser 10 - 15 %
Zusatzstoffe/Hilfsstoffe 3 - 5 %
Diese Rezeptur ist physiologisch unbedenklich und auch für die Einhaltung der lebensmittelrechtlichen Vorschriften geeignet, wie durch Prüfung bereits bestätigt wurde. Die Beschichtung kann somit auch in Kontakt mit Lebensmitteln gebracht werden.
Es entsteht ein Beschichtungsmittel, welches gleich gute
Korrosionsschutzeigenschaften wie Zinkstaubfarben aufweist, zugleich aber schwermetallfrei ist (kein Blei, kein Cadmium, keine anderen, umweltschädlichen Schwermetalle) , im Gegensatz zu Zinkstaubfarben auch wasserverdünnbar ist und einen reduzierten Anteil an organischen Lösungsmitteln enthält, unter 5 %, bevorzugt sogar unter 4 %, verglichen mit 40 % Lösungsmittelanteil bei konventionellen Systemen.
Dies bedeutet bei der Verarbeitung von ca. drei bis vier Tonnen Lackmaterial täglich in einem großen Containerwerk eine immense Entlastung und einen erheblichen Beitrag zum Umweltschutz und zum Schutz der Arbeiter.
Auf Stahluntergründen erreicht es im Vergleich zu konventio¬ nellen lösungsmittelhaltigen Zweikomponenten-Zinkstaubfarben auf der Basis von Epoxidharzen bei einer aufgetragenen Trockenschichtdichte zwischen 60μ und 80μ mindestens ver¬ gleichbare Korrosionsschutzwerte, wobei es sich besonders durch deutlich bessere Haftungswerte (Adhäsion auf dem Untergrund) auszeichnet. Die Verbindung von synthetischem Eisenglimmer mit den aufgeführten Bindemitteln führt zu optimaler Haftung auf phosphatierten Oberflächen.
Die Korrosionsschutzeigenschaften und -beständigkeiten gerade auch gegen Salzwasser sind hervorragend. Die definier¬ te Oberfläche und Plättchenform des synthetischen Eisenglim¬ mers führt zu dem überlegenen Beschichtungsmittel.
In einer Ausführungsform wurde ein Zweikomponenten-Beschich- tungssystem auf der Basis einer multifunktionellen Epoxid¬ harz-Dispersion als Bindemittel aufgebaut. Die Ausreaktion erfolgt mit einem Amin-Adukt-Härter , die Basiskomponente weist synthetisch hergestellte Eisenglimmerplättchen mit einer lamellaren Ausbildung der Partikel auf.
Der synthetische Eisenglimmer besitzt dabei eine definierte Oberflächengröße von lμ bis 15μ und eine plättchenförmige Ausbildung.
Gegenüber natürlichen Eiseπglimmern ist dieses Material durch das Fehlen jeglicher Verunreinigungen bei weitem überlegen, da Verunreinigungen wie etwa lösliche Salze für den nachfolgenden Korrosionsschutz sehr schädlich werden können .
Durch die lamellare Ausbildung des Materials wird eine Barrierewirkung im Anstrich gegen das Eindringen von Feuch- tigkeit und/oder von Wasser erreicht.
Zur Unterstützung des Korrosionsschutzes wird dem Beschich¬ tungsmittel ein modifiziertes Zinkphosphat auf der Basis eines basischen Zink-Aluminium-Phosphates zugegeben. Die Härterkomponente Amin-Adukt enthält in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine spezielle Säureko poπente , vor allem Essigsäure, welche durch Reaktion auf dem Substrat - Stahluntergründe - die Adhäsion (Haftung) optimiert.
Die Verwendung des Beschichtungsmittels ist insbesondere für den Innenanstrich von Containern von Vorteil, vor allem für solche, die zum Transport von Gütern vorgesehen sind, bei denen es auf physiologische Unbedenklichkeit des An¬ striches ankommt. Aber auch für den Außenanstrich entstehen wesentliche Vorteile durch die ausgezeichneten Korrosions- Schutzeigenschaften. Hier ist eine Verwendung gerade auch für Überseecontainer möglich, die auch gegen Salzwasser korrosionsschutzfest sein müssen.
Ein Container, der mit einem solchen Beschichtungsmittel eine solche Innenbeschichtung erfährt, benötigt nur noch einen Einschichtlack ohne zusätzliche Beschichtung.
Bei einem Verfahren zum Beschichten des Containers kann auf das vorherige Sandstrahlen des Stahluntergrundes verzich¬ tet werden .
Ein Container, der mit einem solchen Beschichtungsmittel eine Innen-Außenbeschichtung erfährt, benötigt nur noch für den Außenbereich eine Einschichtdecklackierung , welche ebenfalls auf Basis eines wasserverdunnbaren Kunstharzlackeε durchgeführt wird. Im Innenbereich wird das erfindungsgemä¬ ße Beschichtungsmittel einschichtig eingesetzt. Das Gesamt¬ system kann als deutlich umweltverträglicher bezeichnet werden als herkömmliche konventionelle lösungsmittelhaltige Beschichtungssysteme, da die Lösungsmittelanteile von derzeit ca. 40 % auf 5 % reduziert werden.