DE19507832A1 - Corrosion resistant coating for steel surfaces - Google Patents
Corrosion resistant coating for steel surfacesInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine zweikomponentige, lösungsmittelfreie Bindemittelzusammensetzung auf Basis eines Epoxidharzes und eines aminischen Härters, die beim Vermischen der beiden Komponenten neben dem Aufbau eines duromeren Polymernetzwerks eine die Eisenoberfläche vor Korrosion schützende Substanz bildet, die die Oberfläche alkalisch, wasserfrei passiviert und durch das gebildete polymere Netzwerk das Eindringen von gasförmigen und flüssigen, diese Passivierungsschicht zerstörenden Substanzen, verhindert wird.The present invention relates to a two-component, solvent-free Binder composition based on an epoxy resin and an amine Hardener, which when mixing the two components in addition to building a thermosetting polymer network protects the iron surface from corrosion Forms substance that passivates the surface alkaline, water-free and through the formed polymer network the penetration of gaseous and liquid, this Passivation layer destructive substances is prevented.
Beim Applizieren von wasserverdünnbaren Beschichtungssystemen auf Stahluntergründe treten vielfach beim Auftrocknen braune Flecken auf dem Untergrund auf, die auf die Bildung von Korrosionsprodukten zurückzuführen sind.When applying water-dilutable coating systems on Steel substrates often show brown spots on the substrate when they dry up due to the formation of corrosion products.
Dieses Problem, allgemein als Punktrostung oder entsprechend dem angelsächsischen Sprachgebrauch als "flash rust" bezeichnet, darf nicht als optischer Nachteil betrachtet werden, da sich hier Keime für eine spätere Korrosion bilden können.This problem, generally as spot rusting or according to the Anglo-Saxon Use of the term "flash rust" may not be a visual disadvantage should be considered, since germs can form here for later corrosion.
Offensichtlich fördern also bestimmte Bestandteile, wie gelöste Salze und Sauerstoff in Wasserlacken die Korrosion.Obviously, certain components such as dissolved salts and oxygen in Waterborne paints the corrosion.
Das Wasser hierbei eine Hauptursache für die Bildung von Punktrost bildet, wird durch die Beobachtung unterstützt, daß beim Auftragen von wasserhaltigen Lackbindemitteln in dünner Schicht bei tiefen Temperaturen und/oder bei hoher Luftfeuchtigkeit das Problem stärker in den Vordergrund tritt. Offenbar ist dieser Effekt auf die Verlangsamung des Trockenprozesses unter diesen Bedingungen zurückzuführen, wobei die unteren Teile der Beschichtung länger wasserhaltig sind und damit die Korrosion auf der Stahloberfläche auslösen.The water that forms a major cause of the formation of point rust is caused by the observation supports that when applying water-based paint binders in a thin layer at low temperatures and / or high humidity Problem comes to the fore. Apparently, this effect is on the Slowing down the drying process under these conditions, the lower parts of the coating are longer water-containing and therefore the Cause corrosion on the steel surface.
Zur Verhinderung der Punktrostung setzt man den wasserhaltigen Lacksystemen sogenannte Korrosionsinhibitoren zu, deren Wirkungsweise nicht immer effektiv ist, da es in der Hauptsache wasserlösliche Salze anorganischer oder organischer Natur sind, die ihrerseits die Wasserquellbarkeit des polymeren Netzwerks der Beschichtung erhöhen und damit das Eindringen von Wasser und andere, insbesondere gasförmige, saure Verbindungen in die Beschichtung fördern. To prevent spot rusting, water-based paint systems are used so-called corrosion inhibitors, whose mode of action is not always effective because they are mainly water-soluble salts of inorganic or organic nature, which in turn the water swellability of the polymer network of the coating increase and thus the penetration of water and other, especially gaseous, Promote acidic compounds in the coating.
Der Nachteil aller wasserhaltigen Lacksysteme besteht unter anderem auch darin, daß im Verlauf des Härtungsprozesses das Wasser vor der Aushärtung aus dem Bindemittelsystem herausdiffundieren muß. Dadurch bleiben Kapillaren von molekularer Dimension zurück, die es andererseits gestatten, daß korrosionsfördernde Substanzen, die eine ähnliche molekulare Dimension wie das Wassermolekül besitzen, in die Beschichtung von außen eindringen können und damit den Korrosionsschutz der Beschichtung in Frage stellen.The disadvantage of all water-based paint systems is, among other things, that in the course of the hardening process, the water from the Binder system must diffuse out. This keeps capillaries from molecular dimension, which on the other hand allow corrosion-promoting Substances that have a molecular dimension similar to that of the water molecule, can penetrate into the coating from the outside and thus the corrosion protection of the Question coating.
Um diesen offensichtlichen Nachteil dieser wäßrigen Korrosionsschutzsysteme, der sich in seiner zeitlich endlichen Beständigkeit äußert, zu minimieren, ist unmittelbar nach ihrer völligen Austrocknung ein Deckanstrich, meistens lösemittelhaltig aufzubringen.To this obvious disadvantage of these aqueous corrosion protection systems, the to express itself in its temporally finite constancy is to be followed immediately when completely dry, apply a top coat, usually containing solvents.
Die erfindungsgemäße Aufgabe bestand nun darin, ein Beschichtungssystem zu finden, daß diese Nachteile nicht aufweist, trotzdem ohne organische Lösungsmittel auskommt, rationell hergestellt werden kann, gegenüber basischen Verbindungen chemisch beständig ist und die zu schützende Stahloberfläche mit einem im molekularem Bereich absolut dichtem und damit langzeitlich beständigem Polymernetzwerk bedeckt.The object of the invention was now to provide a coating system find that this does not have disadvantages, nevertheless without organic solvents needs, can be produced efficiently, compared to basic compounds is chemically resistant and the steel surface to be protected with an im molecular range absolutely dense and therefore long-term stable Polymer network covered.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine zweikomponentige, lösungsmittelfreie Bindemittelzusammensetzung auf Basis eines speziellen Epoxidharz- Härtersystems, die beim Vermischen der beiden Komponenten neben dem Aufbau eines duromeren Polymernetzwerks eine die Eisenoberfläche vor Korrosion schützende Substanz unter Verbrauch des in der Bindemittelzusammensetzung befindlichen Wassers bildet, die die Oberfläche alkalisch, wasserfrei passiviert und durch das gebildete polymere, im molekularen Bereich dichte Netzwerk, das Eindringen von gasförmigen und flüssigen, diese Passivierungsschicht zerstörende Substanzen, verhindert.The present invention therefore relates to a two-component solvent-free binder composition based on a special epoxy resin Hardener system that when mixing the two components in addition to building a thermosetting polymer network that protects the iron surface from corrosion Substance using what is in the binder composition Water forms, which passivates the surface alkaline, water-free and through the formed polymer, dense network in the molecular area, the penetration of gaseous and liquid substances that destroy this passivation layer, prevented.
Als Bindemittel kommt ein Epoxidharz/Härtersystem zur Anwendung, das eine bestimmte Menge Wasser im Härter enthält und mit dieser im Härter enthaltenen Wassermenge eine stabile Emulsion bildet. An epoxy resin / hardener system is used as a binder contains a certain amount of water in the hardener and with this contained in the hardener Amount of water forms a stable emulsion.
Die Epoxidharzkomponente des Bindemittels enthält die Korrosionsschutzsubstanz in auf die notwendige Härtermenge abgestimmter Menge, die erst bei Zugabe der für die Bildung des duromeren Polymernetzwerks notwendigen Härtermenge, unter Verbrauch der im Härter befindlichen Wassermenge, die alkalische Passivierung der zu schützenden Stahloberfläche auslöst.The epoxy resin component of the binder contains the corrosion protection substance in to the necessary amount of hardener, which is only added when the for the Formation of the thermosetting polymer network necessary amount of hardener, under consumption the amount of water in the hardener, the alkaline passivation of the protective steel surface.
Die in der Epoxidharzkomponente suspendierte Korrosionsschutzsubstanz ist wasserfreies Silikat, Aluminat, Ferrit oder Oxid der Elemente der Alkali- und Erdalkaligruppe des Periodensystems der chemischen Elemente, das in dieser Form mit dem Epoxidharz keine Reaktion eingeht, jedoch bei Zugabe des Härters das gesamte im Härter enthaltene Wasser in einer chemischen Reaktion umsetzt und dabei unter Bildung wasserfreier Hydroxide der Alkali- bzw. Erdalkalimetalle die Stahloberfläche gegen einen korrosiven Angriff passiviert und gleichzeitig nach dessen Aushärtung ein Netzwerk gebildet wird, in dem die gebildeten Metallhydroxide komplexchemisch gebunden sind, das Netzwerk das Eindringen von Wasser, Sauerstoff und Kohlendioxid aus der Luft verhindert und somit eine Abgabe oder ein Unwirksamwerden der die Stahloberfläche vor Korrosion schützenden Komponenten verhindert.The corrosion protection substance suspended in the epoxy resin component is anhydrous silicate, aluminate, ferrite or oxide of the elements of the alkali and Alkaline earth group of the periodic table of chemical elements in this form there is no reaction with the epoxy resin, but when the hardener is added that all of the water contained in the hardener is converted into a chemical reaction and thereby to form anhydrous hydroxides of the alkali or alkaline earth metals Steel surface passivated against a corrosive attack and at the same time after it Curing forms a network in which the metal hydroxides formed are complex chemically bound, the network water ingress, Prevents oxygen and carbon dioxide from the air and thus a release or a Ineffectiveness of the components protecting the steel surface from corrosion prevented.
Der Gegenstand der Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele noch näher erläutert werden:The subject matter of the invention is to be illustrated in more detail by the following examples are explained:
Bei der Epoxidharzkomponente handelt es sich um einen Bisphenol A-Diglycidether, der mit einem aliphatischen, dünnflüssigen Diglycidether reaktiv auf etwa eine Viskosität von 1000 mPa·s verdünnt wurde. Zur Herbeiführung seiner Wasserverträglichkeit wurde ein Polyetheramin auf Polyethylenglykolbasis mit einem mittlerem Molekulargewicht von 2000 chemisch ankondensiert. Sein Epoxidäquivalentgewicht beträgt im Mittel 190 g/Mol Epoxidgruppe.The epoxy resin component is a bisphenol A diglycid ether, that with an aliphatic, low viscosity diglycidyl ether reactive to about one Viscosity of 1000 mPa · s was diluted. To bring about his Water compatibility was a polyetheramine based on polyethylene glycol with a average molecular weight of 2000 chemically condensed. Be Epoxy equivalent weight is on average 190 g / mol epoxy group.
Als latenter Korrosionsschutzfaktor wird in 1000 g dieser Mischung unter Benutzung eines Dissolvers 260 g Calciumoxid feinst gepulvert suspendiert.This mixture is used as a latent corrosion protection factor in 1000 g of a dissolver, 260 g of finely powdered calcium oxide suspension.
Die so hergestellte Epoxidharzkomponente besitzt ein Epoxidäquivalentgewicht von 247 g/mol Epoxidgruppe. (Komponente A).The epoxy resin component thus produced has an epoxy equivalent weight of 247 g / mol epoxy group. (Component A).
Bei der Härterkomponente handelt es sich um ein wasserlösliches Addukt eines
cycloaliphatischen Polyamins an einem modifizierten Bisphenol A-Diglycidether. Auf
Grund der chemischen Modifizierung am Bisphenol A-Diglycidether besitzt der Härter
emulgierende Eigenschaften. Gleichzeitig enthält der Härter 20,0 g Wasser bezogen
auf 100 g seines Gesamtgewichts.
Sein Aminäquivalentgewicht beträgt 95 g/Val Aminwasserstoff.
Seine Viskosität beträgt 2000 mPa·s. (Komponente B).The hardener component is a water-soluble adduct of a cycloaliphatic polyamine with a modified bisphenol A diglycidyl ether. Due to the chemical modification of the bisphenol A diglycid ether, the hardener has emulsifying properties. At the same time, the hardener contains 20.0 g of water based on 100 g of its total weight.
Its amine equivalent weight is 95 g / eq of amine hydrogen.
Its viscosity is 2000 mPa · s. (Component B).
Das zweikomponentige Bindemittelsystem kann wie folgt verarbeitet werden:The two-component binder system can be processed as follows:
Zu 100 g Komponente A gibt man 39 g Komponente B und rührt solange, bis sich eine homogene Mischung gebildet hat. Nach einer Vorreaktionszeit von ca. 10 min wird die Bindemittelmischung auf ein entrostetes Stahlblech vom Sauberkeitsgrad SA 21/2 aufgetragen. Nach 12 Stunden, bei einer mittleren Temperatur von 23°C, ist die Mischung klebfrei ausgehärtet.39 g of component B are added to 100 g of component A and the mixture is stirred until a has formed a homogeneous mixture. After a pre-reaction time of approx. 10 min Binder mixture on a derusted steel sheet with cleanliness level SA 21/2 applied. After 12 hours, at an average temperature of 23 ° C, the Mixture hardened tack-free.
Eine Untersuchung der so geschützten Stahloberfläche nach 7 Tagen ergab keinerlei Punktrostbildung.An examination of the steel surface protected in this way after 7 days showed no results Spot rust formation.
Außenbewitterungsversuche zeigten nach 125 Tagen noch keine Unterrostung der Beschichtung. External weathering tests did not show any rusting of the after 125 days Coating.
Zu 100 g Komponente A gibt man 39 g Komponente B und rührt solange, bis sich eine homogene Mischung gebildet hat. Nach einer Vorreaktionszeit von ca. 10 min wird die Bindemittelmischung auf ein entrostetes Stahlblech vom Sauberkeitsgrad SA 21/2 aufgetragen. Nach 24 Stunden, bei einer mittleren Temperatur von 10°C und Taupunktluftfeuchte, ist die Mischung klebfrei ausgehärtet.39 g of component B are added to 100 g of component A and the mixture is stirred until a has formed a homogeneous mixture. After a pre-reaction time of approx. 10 min Binder mixture on a derusted steel sheet with cleanliness level SA 21/2 applied. After 24 hours, at an average temperature of 10 ° C and Dew point humidity, the mixture is cured tack-free.
Eine Untersuchung der so geschützten Stahloberfläche nach 7 Tagen ergab keinerlei Punktrostbildung.An examination of the steel surface protected in this way after 7 days showed no results Spot rust formation.
Außenbewitterungsversuche zeigten nach 125 Tagen noch keine Unterrostung der Beschichtung.External weathering tests did not show any rusting of the after 125 days Coating.
Bei der Epoxidharzkomponente handelt es sich um einen Bisphenol A-Diglycidether, der mit einem aliphatischen, dünnflüssigen Diglycidether reaktiv auf etwa eine Viskosität von 1000 mPa·s verdünnt wurde. Zur Herbeiführung seiner Wasserverträglichkeit wurde ein Polyetheramin auf Polyethylenglykolbasis mit einem mittlerem Molekulargewicht von 2000 chemisch ankondensiert. Sein Epoxidäquivalentgewicht beträgt im Mittel 190 g/Mol Epoxidgruppe.The epoxy resin component is a bisphenol A diglycid ether, that with an aliphatic, low viscosity diglycidyl ether reactive to about one Viscosity of 1000 mPa · s was diluted. To bring about his Water compatibility was a polyetheramine based on polyethylene glycol with a average molecular weight of 2000 chemically condensed. Be Epoxy equivalent weight is on average 190 g / mol epoxy group.
Als latenter Korrosionsschutzfaktor wird in 1000 g dieser Mischung unter Benutzung eines Dissolvers 250 g Portlandzement der Sorte PZ 45 F feinst gepulvert suspendiert. Die so hergestellte Epoxidharzkomponente besitzt ein Epoxidäquivalentgewicht von 238 g/mol Epoxidgruppe. (Komponente A/1).This mixture is used as a latent corrosion protection factor in 1000 g of a dissolver 250 g Portland cement of the grade PZ 45 F finely powdered. The epoxy resin component thus produced has an epoxy equivalent weight of 238 g / mol epoxy group. (Component A / 1).
Zu 100 g Komponente A/1 gibt man 40 g Komponente B und rührt solange, bis sich eine homogene Mischung gebildet hat. Nach einer Vorreaktionszeit von ca. 10 min wird die Bindemittelmischung auf ein entrostetes Stahlblech vom Sauberkeitsgrad SA 21/2 aufgetragen. Nach 12 Stunden, bei einer mittleren Temperatur von 23°C, ist die Mischung klebfrei ausgehärtet.40 g of component B are added to 100 g of component A / 1 and stirring is continued until has formed a homogeneous mixture. After a pre-reaction time of approx. 10 min the binder mixture on a rust-free steel sheet with cleanliness level SA 21/2 applied. After 12 hours, at an average temperature of 23 ° C, the Mixture hardened tack-free.
Eine Untersuchung der so geschützten Stahloberfläche nach 7 Tagen ergab keinerlei Punktrostbildung.An examination of the steel surface protected in this way after 7 days showed no results Spot rust formation.
Außenbewitterungsversuche zeigten nach 125 Tagen noch keine Unterrostung der Beschichtung. External weathering tests did not show any rusting of the after 125 days Coating.
Zu 100 g Komponente A/1 gibt man 40 g Komponente B und rührt solange, bis sich eine homogene Mischung gebildet hat. Nach einer Vorreaktionszeit von ca. 10 min wird die Bindemittelmischung auf ein entrostetes Stahlblech vom Sauberkeitsgrad SA 21/2 aufgetragen. Nach 24 Stunden, bei einer mittleren Temperatur von 10°C und Taupunktluftfeuchte ist die Mischung klebfrei ausgehärtet.40 g of component B are added to 100 g of component A / 1 and stirring is continued until has formed a homogeneous mixture. After a pre-reaction time of approx. 10 min the binder mixture on a rust-free steel sheet with cleanliness level SA 21/2 applied. After 24 hours, at an average temperature of 10 ° C and The mixture is cured without dew point humidity.
Eine Untersuchung der so geschützten Stahloberfläche nach 7 Tagen ergab keinerlei Punktrostbildung.An examination of the steel surface protected in this way after 7 days showed no results Spot rust formation.
Außenbewitterungsversuche zeigten nach 125 Tagen noch keine Unterrostung der Beschichtung.External weathering tests did not show any rusting of the after 125 days Coating.
Bei der Epoxidharzkomponente handelt es sich um einen Bisphenol A-Diglycidether, der mit einem aliphatischen, dünnflüssigen Diglycidether reaktiv auf etwa eine Viskosität von 1000 mPa·s verdünnt wurde. Zur Herbeiführung seiner Wasserverträglichkeit wurde ein Polyetheramin auf Polyethylenglykolbasis mit einem mittlerem Molekulargewicht von 2000 chemisch ankondensiert. Sein Epoxidäquivalentgewicht beträgt im Mittel 190 g/Mol Epoxidgruppe. Die Epoxidharzkomponente enthält keinerlei Korrosionsschutzinhibitoren. (Komponente A/2).The epoxy resin component is a bisphenol A diglycid ether, that with an aliphatic, low viscosity diglycidyl ether reactive to about one Viscosity of 1000 mPa · s was diluted. To bring about his Water compatibility was a polyetheramine based on polyethylene glycol with a average molecular weight of 2000 chemically condensed. Be Epoxy equivalent weight is on average 190 g / mol epoxy group. The Epoxy resin component does not contain any corrosion protection inhibitors. (Component A / 2).
Zu 100 g Komponente A/2 gibt man 50 g Komponente B und rührt solange, bis sich eine homogene Emulsion gebildet hat. Nach einer Vorreaktionszeit von ca. 10 min wird die Bindemittelmischung auf ein entrostetes Stahlblech vom Sauberkeitsgrad SA 21/2 aufgetragen. Nach 12 Stunden, bei einer mittleren Temperatur von 23°C, ist die Mischung klebfrei ausgehärtet.50 g of component B are added to 100 g of component A / 2 and stirring is continued until has formed a homogeneous emulsion. After a pre-reaction time of approx. 10 min the binder mixture on a rust-free steel sheet with cleanliness level SA 21/2 applied. After 12 hours, at an average temperature of 23 ° C, the Mixture hardened tack-free.
Eine Untersuchung der so geschützten Stahloberfläche nach 7 Tagen ergab Punktrostbildung. Die Beschichtung wies braune Flecken auf, die vom Hineinwandern der Eisenionen in die Beschichtung entstanden sind.An examination of the steel surface protected in this way revealed after 7 days Spot rust formation. The coating had brown stains from migrating in the iron ions have formed in the coating.
Außenbewitterungsversuche zeigten nach 33 Tagen weitere Unterrostung der Beschichtung.Outdoor weathering tests showed further rusting of the after 33 days Coating.
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Citations (2)
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DE4137890A1 (en) * | 1991-11-18 | 1993-05-19 | Kostal Leopold Gmbh & Co Kg | Electrical switch with snap actuation - has different types of actuator mechanisms built into housing in which switch capsule is located. |
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- 1995-02-22 DE DE1995107832 patent/DE19507832C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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