DE1669089A1 - Grundiermittel - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE Ί 6 6 9 O 8

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DlPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 10. April 1970 Ke/Re

British Paints Limited ,

Britannic Works, Portland Road, Newcastle upon Tyne 2

(England)

Grundiermittel

Die Erfindung betrifft Anstrichmittel, insbesondere eine Schutzanstrichmasse des Typs, der allgemein als Grundiermittel bezeichnet wird.

Beim Bau von Großkonstruktionen, beispielsweise im Schiffsbau und im Brückenbau, ist es allgemein üblich, die Stahloberfläche von der Walzhaut und von Korrosionsprodukten durch Sandstrahl zu befreien und dann eine dünne Schicht einer schnell trocknenden Grundierfarbe aufzutragen. Der Anstrich wird im allgemeinen durch Spritzen aufgetragen und muß so schnell zu einem genügend harten Überzug trocknen, daß der Stahl innerhalb kurzer Zeit verarbeitet werden kann. Der grundierte Stahl wird verschiedenen Behandlungen unterworfen, wie Schneiden, Schweißen und Formen, und muß gewöhnlich der Witterung für eine Zeit von vielen Monaten widerstehen, bevor ein Deckanstrich aufgetragen wird. Der Schutz, den das Grundiermittel bietet, ϊϊτ.-β daher hohen Ansprüchen genügen.

Die Filmdicke des Grundiermittels ist sehr wichtig, da ein zu dicker Film zu Schwierigkeiten beim Schweißen führen kann und mit einem zu dünnen Film kein ausreichender Schutz erzielt wird. Allgemein gelten Filmdicken 109819/1873

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in der Größenordnung von 13 bis 5Ou als genügend. Bevorzugt werden Dicken von 25 bis 8

Weitgehende Anwendung hat ein Grundieranstrich gefunden, der hauptsächlich metallisches Zink als Pigment in einem Medium enthält, das aus einem Epoxyharz und einem geeigneten Härtemittel besteht. Mit diesem Anstrichmittel wird zwar ausgezeichnete Wetterbeständigkeit erzielt, jedoch hat es den Nachteil, daß beim Verbrennen des Anstrichs während des Schweißens sich Vergiftungsgefahren in Verbindung mit den Zinkdämpfen insbesondere in schlecht gelüfteten und geschlossenen Räumen ergeben können. Ferner entstehen auf dem Anstrich während der Einwirkung der Witterung Oberflächenablagerungen aus Zinksalzen, die, wenn sie nicht sorgfältig durch Abspulen mit sauberem Wasser entfernt werden, zu Blasenbildung und Loslösung des anschließend aufgetragenen Schutzanstrichfilms führen können, besonders wenn die Konstruktion lange Zeit in Wasser getaucht ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein von metallischem Zink und unter Schweißbedingungen giftige Dämpfe abgebende Verbindungen freies Grundiermittel aus einem Filmbildner und Pigmenten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eines der Pigmente Eisenglimmer und ein anderes ein Metallchrornat, -phosphat oder molybdat ist und die Volumenkonzentration des Gesamtpigmentes im trockenen Film 20 bis βθ fo beträgt.

Durch ein solches Grundiermittel werden keine hohen Konzentrationen giftiger Dämpfe bei hohen Temperaturen gebildet. Die Pigmentkombination kann jedoch in ein Anstrichmittel eingearbeitet werden, mit dem einwandfrei Schutzfilme der gewünschten Dicke durch Spritzen mit verhältnismäßig wenig, beispielsweise bis zu drei Durchgängen der Spri' ■" ί stole aufgetragen werden können.

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Eisenglimmer ist ein in der Natur vorkommendes Erz und hat eine schuppige Kristallstruktur, die zweifellos zu seinem Wert im Grundiermittel beiträgt. Es ist jedoch zu bemerken, daß auch andere Pigmente von ähnlicher Kristallform, wie Graphit selbst und die als Silicagraphit bekannte natürliche Form von Graphit, nicht die lange Schutzwirkung ergeben, die bei Eisenglimmer festgestellt wurde. Für den Spritzauftrag des Grundiermittels ist es am besten, das Pigment in einer Teilchengröße von nicht mehr als 60 u zu verwenden. Zwar muß ein wesentlicher Anteil des Pigments in der Grundierfarbe aus Eisenglimmer bestehen, jedoch können auch andere Pigmente anwesend sein und, abgesehen von dem Rostschutzpigment, bis zu 70 % des insgesamt vorhandenen Pigments ausmachen. Beispielsweise kann eine Kombination von Eisenglimmer und amorphen roten und gelben Eisenoxyden verwendet werden. Die Anwesenheit eines Anteils an amorphem Eisenoxyd trägt sogar dazu bei, ungleichmässigen Verlauf, insbesondere bei hohen Volumenkonzentrationen des Pigments, zu vermeiden.

In der Praxis werden als Rostschutzpigmente Zinkphosphat und Zinktetroxychromat bevorzugt, jedoch können auch andere Metallchromate, -phosphate und -molybdate verwendet werden. Beispielsweise wird mit Strontiumchromat und Zinkkaliumchromat gute Wetterbeständigkeit erzielt, wenn längeres Eintauchen in Wasser nicht vorgesehen ist. Die Volumenkonzentration des verwendeten Rostschutzpigments beträgt im allgemeinen 10 bis 50 %, vorzugsweise 20 bis 30 $ der Gesamtkonzentration des Pigments. In dieser Beschreibung v/erden die Volumenkonzentrationen der Pigmente, d.h. die Zahlen, die durch Dividieren des Gewichts des verwendeten Pigments durch sein spezifisches Gewicht ermittelt v/erden, wegen der starken Unterschiede zwischen den spezifischen Gewichten der Pigmente bevorzugt vor ihren Gewicht okonzontrat ionen verwendet.

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Wie bereits erwähnt, muß die Pigment-Volumenkonzentratlon im trockenen Film, der mit dem Grundiermittel erzeugt wurde, zwischen 20 und βθ fo liegen, damit der Film einwandfrei bleibt. Der Rest des Films besteht weitgehend aus dem Anstrichmedium, das vorzugsweise ein Epoxyharz, insbesondere ein solches mit einem Epoxywert von 400 bis 2000, enthält. Im gebrauchsfertig zusammengestellten Grundiermittel wird mit den Epoxyharzen ein Härtemittel, vorzugsweise ein Amin, ein Aminaddukt oder ein Polyamid verwendet. Sehr gut geeignet sind Härter auf Polyamidbasis mit Aminwerten von 200 bis 400. Auch andere Medien können verwendet werden. Beispielsweise können hochmolekulare Polyamide verwendet werden, wenn ein in einem Behälter verpacktes Produkt gewünscht wird. Weitere geeignete Medien sind Epoxyester, Vinylharze, Polybutyralharze, Chlorkautschuk und Alkydharze.

Um zu starkes Absetzen der Pigmente zu vermeiden, können der Grundierung übliche Absetzverhinderungsmittel, beispielsweise feinteiliges Siliciumdioxyd, zugesetzt werden. Das im Anstrichmittel verwendete Lösungsmittel kann von üblicher Art sein. Beispielsweise können aromatische Lösungsmittel, wie handelsübliches Toluol vom Siedebereich 106° bis 2.12⁰C, Xylol vom Siedebereich 1^7° bis l4o°C, oder aliphatisehe Lösungsmittel, wie handelsüblicher Äthylalkohol vom Siedebereich 8l bis 8j5 C, oder Gemische dieser Lösungsmittel verwendet werden.

In den folgenden Beispielen, die die Erfindung veranschaulichen, -sind Rezepturen genannt, mit denen ausgezeichnete Schutzanstriche erhalten werden. In diesen Beispielen wurden als Epoxyharze die Reaktionsprodukte von Epichlorhydrin mit 2,2-Bis(-4-hydroxyphenyl)propan und als Härtemittel ein handelsübliches Polyamid aus Fettsäuren von Pflanzenölen und ein Amin mit einem Aminwert von etv;n P.10 Mr. verwendet.

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Beispiel 1

Eisenglimmer, spez. Gewicht 4,8 Zinkphosphat, spez. Gewicht 3,3

Siliciumdioxyd als Absetzverhinderungsmittel, spez.Gewicht 2,5

Harz, Epoxyäquivalent 450, spez. Gewicht 1,2

Härtemittel, spez. Gewicht 0,99 Toluol

Äthylalkohol

Gewicht, kg Volumen

10,43
3,63

0,68

4,35
2,18

15,97
8,12

4,79 2,42

O,6o

8,00 4,85

Es ist ersichtlich, daß der Anteil des Zinkphosphats im Gesamtpigment χ 100 = 30,9 Vol.-Ji und der Anteil des

ι , ν Ri

Gesamtpigments im trockenen Film ^{X 1O}° ⁼ ^,& Vol.-Ji betrug. Das spezifische Gewicht des trockenen Films betrug 2,27.

Beispiel 2

Gewicht, kg Volumen

0,68

Eisenglimmer, spez. Gewicht 4,8 10,43 Zinktetroxychromat, spez.Gewicht 3,7 3,63

Siliciumdioxyd als Absetzverhinderungsmittel, spez. Gewicht 2,5

Harz, Epoxyäquivalent l6oo, spez. Gewicht 1,15

Härtemittel, npez. Gewicht 0,99 Toluol

Äthylalkohol

4,79 2,16

0,60

5,67	10	,70
0,86	1	,92
15,97
8,12	0

Eg int ersichtlich, daß der Anteil des Zinktetroxychromats im GecamtplirnKint ~ττ ^{x lü0} ~ ²^^7 Vol.-Ji und der Anteil des Go samt pigment s im trockenen Film χ 100 = 37,5 l.-# betrug. Der trockene Film hatte ein spezifisches

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Gewicht von 2,33.

Beispiel	3	Gewicht,	81	kg	Vo lurnen
		4,	75 95		2,21
Gewicht 4,	8	9, 2,			4,17 1,97
xyd, Gewicht 3>	3

Synthetisches Eisenoxyd,
spez. Gewicht 5,16

Siliciumdioxyd als Absetzverhin-

derungsmittel, spez. Gewicht 2,5 0,26 0,24 Harz, Epoxyäquivalent 450,

spez. Gewicht 1,2 0,32 5,83

Härtemittel, spez. Gewicht 0,99 1,59 3,54 Toluol 15,06

Äthylalkohol 7,76

Es ist ersichtlich, caß der Anteil des Zinkphosphats im

1 QT
Gesamtpigment '- χ 100 = 22,9 Vol.-$ und der Anteil des Gesamtpigments im trockenen Film χ 100 = 47,8 Vol.-$ betrug. Der trockene Film hatte ein spezifisches Gewicht von 2,77.

Wie bereits erwähnt, können andere Pigmente, die zusätzlich zum Eisenglimmer vorhanden sind, bis zu 70 VoI.-^ des Gesamtpigments, das außer dem Rostschutzpigment vorhanden ist, ausmachen. Da das letztere bis zu 50 Vol.-Jo des Gesamtpigments ausmachen kann, ergibt sich, daß das Glimmereisen wenigstens 15 Vol.-^ des Gesamtpigments oder, wenn die Menge des Rostsehutspigrnents im bevorzugten Eereich der Volumenkonzentration von 20 bis 30 fo liegt, wenigstens 21 VoI.-^ ausmachen muß.

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Claims (10)

Patentansprüche

1) Von metallischem Zink und unter Schweißbedingungen giftige Dämpfe abgebende Verbindungen freies Grundiermittel aus einem Filmbildner und Pigmenten, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Pigmente Eisenglimmer und ein anderes ein Metallchromat, -phosphat oder -molybdat ist und die VcIumenkonzentration des Gesamtpigments im trockenen Film 20 bis 6o % beträgt.

2) Grundiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenglimmer mindestens 21 Vol.-^ des Pigmentgehaltes ausmacht.

3) Grundiermittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es amorphes Eisenoxyd in einer Menge bis zu 70 Vol.-$ des Gesamtpigmentgehaltes neben dem Metallchromat, -phosphat oder -molybdat enthält.

h) Grundiermittel nach Anspruch 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß es als Filmbildner ein Epoxyharz enthält.

5) Grundiermittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein nichtfliichtiges Zinksalz enthält.

6) Grundiermittel nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß es als nichtfliichtiges Zinksalz Zinkphosphat oder Zinktetroxychroraat enthält.

7) Grundiermittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Lösungsmittel gelöst ein Epoxyharz mit ejnem Epoxywert von -IGO bis 2000 und darin dispergiert etwa J50 Vol.-Ji Zinkphosphat und 70 Vol.-# Eisenglimmer,

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Neue Unterlagen (Art. 7 § 1 Ab₉.2 Nr. 1 satz 3 des Ander _m*_Qm. _v. 4. ^.

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jeweils bezogen auf den Gesaratpigmentgehalt, enthält und der Anteil des Gesamtpigments im trockenen Film etwa 28 YoI.-fo beträgt.

8) Grundiermittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Lösungsmittel gelöst ein Epoxyharz mit einem Epoxywert, von 4θΟ bis 2000 und darin dispergiert etwa 29 Vol.-^ Zinktetroxychromat und 71 Vol.-$ Eisenglimmer, jeweils bezogen auf den Gesamtpigmentgehalt, enthält und der Anteil des Gesamtpigments im trokkenen Film etwa 38 Vol.-^ beträgt.

9) Grundiermittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Lösungsmittel gelöst ein Epoxyharz mit einem Epoxywert von 4θΟ bis 2000 und darin dispergiert etwa 2^ Vol.-$ Zinkphosphat, 5I Vol.-$ amorphes Eisenoxyd und 26 Vol.-$ Eisenglimmer, jeweils bezogen auf den Gesamtpigmentgehalt, enthält und der Anteil des Gesamtpigmentes im trockenen Film etwa 48 Vol.-$ beträgt.

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