DE2503557A1 - Ueberzugspraeparat zum schutz von metallen - Google Patents
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Description
PATENTANWÄLTE , DIpL-InO1P-WmTH-Dr-V1SCHMIED-KOWARZIK
Dipl.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL
281134 β FRANKFÜRT AM MAIN
TELEFON (0611)
287014 GR. ESCHENHEIMER STRASSE 3fl
SK/SK Case 115
LABOPINA S.A.
33f rue de la Loi
B 1040 Brüssel /Belgien
Überzugspräparat zum Schutz von Metallen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Präparate für Schutzüberzüge, insbesondere
zur Verwendung als Schutzüberzüge für Metalloverflachen. Die vorliegende
Erfindung betrifft vor allem Präparate mit Anti-Korrosions- und
Antiabriebeigenschaften, die außerdem schalldämpfend sind.
Diese Präparate finden weite Verwendung in der Automobilindustrie, insbesondere
für Oberflächen im unteren Teil des Wagens, die hart auftreffenden Materialien, wie Kies, Sand und Staub, ausgesetzt werden, sowie auf dem Gebiet
elektrischer Haushaltsgeräte, insbesondere zum Schalldichtmachen und zum
Schutz innerer Oberflächen von elektrischen Haushaltsgeräten, wie Waschmaschinen, Spülmaschinen, usw., gegen Korrosion.
Präparate mit Antikorrosions-, Antiabrieb- und schalldämpfenden Eigenschaften
die auf den oben genannten Gebieten als Schutzüberzug von Metalloberflächen
verwendet werden, sind bekannt.
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Die Produkte müssen jedoch verschiedene Bedingungen, wie Beständigkeit gegen
stark variierende Temperaturen, gut Haftung auf den Metallsubstraten, Lagerfähigkeit
sowie wirtschaftliche Forderungen erfüllen.
Obgleich die in der Vergangenheit verarbeiteten und verwendeten Präparate
einigermaßen zufriedenstellend sind, haben sie doch verschiedene Nachteile, weil sie nur einen Teil der geforderten Eigenschaften aufweisen.
Gewöhnlich umfassen die verwendeten Präparate Bitumenlösungen und "Füller"
gemäß der britischen Patentschrift 1 101 799 oder der kanadischen Patentschrift 79k 751· Diese Produkte haten gute Ahtikorrisions- und schalldämpfende
Eigenschaften und sind billig, sie lassen jedoch bezüglich Abriebfestigkeit,
Haftung und Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen viel zu wünschen übrig.
Andere Produkte, die insbesondere als Überzüge für die untere Karosserie verwendet
werden, beruhen auf gefüllten Polyvinylplastisolen. Diese Produkte haben
gute Antikorrisions- und Antiabriebeigenschaften, sind jedoch teuer, haben
eine schlechte Lagerfähigkeit und bewirken außerdem eine beträchtliche Abnutzung
der Anlagen, die zu ihrer Aufbringung verwendet werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der obigen Nachteile.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Präparates für Schutzüberzüge, insbesondere geeignet für Metalloberflächen, mit einer
optimalen Kombination der geforderten Eigenschaften bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit.
Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung ein Präparat für Schutzüberzüge,
das leicht durch von Luft unterstützten oder luftlosen Sprühsystemen aufgebracht
werden kann. /
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Das erfindungsgemäße Präparat kann durch Sprühsysteme aufgebracht werden und
wird insbesondere als Schutzüberzug für Metalloberflächen verwendet; es ist
dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen etwa 5-20 Gew.-^ eines Vinylharzes,
etwa 10-30 Gew.-$ eines Weichmachers für das Vinylharz, etwa 5-15
Gew.-# bituminöser Substanzen, etwa 0,1-1,5 Gew.-^ eines thixotropen Mittels ■
und etwa 20-65 Gew.-% eines Füllmittels umfaßt.
Das erfindungsgemäße Präparat umfaßt zweckmäßig auch eine geringe Menge, gewöhnlich
0,5-5 Gew.-$, bezogen auf das endgültige Präparat, eines Hilfsharzes
zur Verbesserung der Endeigenschaften des Schutzüberzugs, insbesondere seiner
mechanischen Eigenschaften.
Das erfindungsgemäße Präparat kann weiterhin auch unterschiedliche Zusätze enthalten,
die gewöhnlich auf dem Gebiet'polymerer Mischungen verwendet werden, wie
Lösungsmittel, Dispergierungsmittel, Stabilisatoren, Rostschutzmittel, Polymerisat
ionskatalysatorai usw.
Das erfindungsgemäße Präparat liegt gewöhnlich in Form eines nicht-fließbaren
Produktes mit pastiger Konsistenz vor, das ein Polyvinylpastisol in inniger
Mischung mit Kohlenwasserstofffraktionen mit hohen Siedepunkt zusammen mit
Zusätzen und geeigneten Füllmitteln in genau definierten Verhältnissen umfaßt.
Das im erfindungsgemäßen Präparat verwendete Vinylharz umfaßt vorzugsweise ein
Vinylchloridhomopolymerisat oder ein Mischpolymerisat aus Vinylchlorid mit einem
mischpolymerisierbaren Monomeren.
Vinylchloridhomopolymerisate werden vorzugsweise durch Emulsionspolymerisation
hergestellt. Bei Verwendung von Mischpolymerisaten ist das Hauptmonomere des
Mischpolymerisates Vinylchlorid, wobei als Komonomeres eine Verbindung aus der
Gruppe von Vinylacetat, Vinylpropionat, Methylacrylat, Methylmethacrylat,
Maleinsäureester (wie Butylmaleat), Butylacrylat, Butylmethacrylat, Acrylnitril,
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Vinylidenchlorid usw., verwendet wird.
Der im erfindungsgemäßen Präparat verwendete Weichmacher kann jeder besondere
Weichmacher für das Polyvinylchlorid sein, wobei die bekanntesten die Ester von aliphatischen und aromatischen Di- und Tricarbonsäuren und die organischen
Phosphate sind. Die Weichmacher können Phthalsäureester, wie Bis-(2-äthylhexyl)-phthalat,
Dibutylphthalat, Diisobutylphthalat, Diisononylphthalat, die Phthalate
von normalen C„, C„ und C.. Alkoholen, Diisodecylphthalat, Diisoundecylphthalat
usw., und die Phosphorsäureester, wie Tricresylphosphat, Bis-(2-äthylhexyl)-phenylphosphat,
Tris-(2-äthylhexyl)-phosphat, Diphenylcresylphosphat
usw., die Ester von Adipinsäure, Bernsteinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure usw., sein.
Die im erfindungsgemäßen Präparat verwendeten bitumonösen Substanzen umfassen
nicht nur die natürlichen Bitumen, wie z.B. diejenigen aus Trinidad und Seienizza,· Gilsonit, die Asphaltpulver aus der mechanischen Behandlung von
bituminösen Gestein der Abbruzzen, Sizilien usw., sondern auch die Bitumenarten,
die direkt als Destillat ionsrückstande von Rohöl erhalten werden, oxidierte Bitumen, die Rückstande aus Krackanlagen, Kohleteere, die Destillationsrückstande
von Kohleteeren, die nach irgendeinem Verfahren erhaltenen tierischen und pflanzlichen Teere und Mischungen dieser Produkte.
Das erfindungsgemäße Präparat enthält zweckmäßig ein thixotropes Mittel, damit
es einerzeits vor seiner Aufbringung als stabile Paste und homogenes Produkt mit solcher Viskosität, dass es leicht durch Pulverisierung, insbesondere in
einem luftlosen Sprühsystem, aufgebracht werden kann, vorliegt, und andererseits
nach seiner Aufbringung durch Pulverisierung in Form eines Überzugs mit hoher Viskosität vorliegt, der fest auf dem Substrat haftet und nicht läuft.
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Von den im erfindungsgemäßen Präparat verwendbaren thixotropen Mitteln sind
kolloidale Kieselsäure und insbesondere Kieselsäuregele zu nennen, die leicht
verfügbar sind oder leicht durch Ansäuern von Lösungen löslicher Silicate
unter Bildung eines Hydrosols oder eines gelatinöen Niederschlages hergestellt werden können; außerdem geeignet sind die Reaktionsprodukte von Bentonit
mit einem Amin, wie die Produkte aus der Reaktion eines heterocyclischen tertiären
Amins mit einem Derivat von Attapulgit, Salze von Monocarbonsäuren und
Alkali- oder Erdalkalimetallen, wie Natrium-j Kalium? Lithium-» Calcium--, Barium-
und Strontiumsalze von Fettsäuren, z.B. Caprylsäure, Laurinsäure, Myristinsäure,
Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Rizinusölsäure, Linoleinsäure,
Linolsäure usw.
Das erfindungsgemäße Präparat kann auch geringe Mengen bestimmter Hilfsharze
zur Verbesserung gewisser besonderer Eigenschaften des endgültigen Überzuges
enthalten. Solche Harze sind z.B. thermoplastische Polyamidharze aus der Kondensation von Diaminen mit Dicarbonsäuren, die Epoxyharze aus der Kondensation
von Bisphenol-A mit Epichlorhydrin, wärmehärtende Phenolharze aus der
Gruppe von Novolak- und insbesondere Phenol-Formaldehyd-Harzen, die bereits das Vernetzungsmittel enthalten, wie z.B. Hexamethylentetramin, das zur
Härtung bei hoher Temperatur notwendig ist.
Diese Hilfsharze werden in einer Menge von 0,5-2 Gew.-# für Polyamidharze,
von 0,5-^ Gew.-/S für Epoxyharze und von 1,0-5 Gew.-^ für Phenolharze verwendet,
wobei die Gewichtsprozentsätze auf das Präparatgewicht bezogen sind.
Das erfindungsgemäße Präparat enthält weiter ein Füllmittel, das nicht nur
als Verdünnungsmittel, sondern auch zur Verbesserung gewisser Eigenschaften des Schutzüberzuges, insbesondere seiner inneren Kohäsion, Verwendet wird.
Das Füllmittel wird in einer Menge von etwa 20-65 Gew«-#, bezogen auf das
Gewicht des Präparates, verwendet. Die im erfindungsgemäßen Präparat ver-
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wendeten Füllmittel können z.B. Calciumcarbcnat, Baryt, Talkum, Glimmer, Ton,
Kaolin, Silicate, Asbestfasern usw. sein. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Präparates wird Calciumcarbonat verwendet. Dieses Carbcnat
ist ein abriebloses Füllmittel der "weichen" Art;' es kann als Weichmacher verwendet
werden, wodurch der Gehalt an echtem Weichmacher im Präparat verringert und somit eine Verbilligung erzielt werden kann.
Das erfindungsgemäße Präparat kann auch 0-15 Gew.A, bezogen auf das Gewicht
des gesamten Präparates, eines Lösungsmittels aus der Gruppe von Benzin, Mineralharz,
Kerosin, aliphatischen, cycloparaffinischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen,
den aus Teer extrahierten Lösungsmitteln, wie Naphtha, oder aromatischen Lösungsmitteln, wie Toluol oder Xylol, der chlorierten Lösungsmittel,
wie Dichlorpropan und Trichloräthylen, der Ketene, wie. Aceton, Methyläthylketon
und Methylisobutylketon oder Mischungen der obigen Lösungsmittel
enthalten.
Das erfindungsgemä3e Präparat liegt in Form eines weichen, homogenen Paste von
dunkler Kastanienfarbe mit ausgezeichneter Alterungsbeständigkeit und Lagerfähigkeit
vor, die es möglich.macht, daß es vor der Verwendung nicht gerührt
zu werden braucht.
Das erfindungsgemäße Präparat kann durch Pulverisierung auf Metalloberflächen
aufgebracht werden, die bereits mit einem Grundierungsmittel vorbehandelt
sein, wie dies in der Automobilindustrie, insbesondere für die untere Karosserie,
der Fall ist.
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Der nach der Pulverisierung gebildete Film des Schutzüberzuges haftet aufgrund
der Anwesenheit des thixotropen Mittels im erfindungsgemäßen Präparat auf der
Metalloberfläche. Diese Haftung am Träger wird noch verbessert, wenn die
Härtung des Filmes durch Behandlung in einem Ofen bei Temperaturen zwischen
100-2CXD0C. für etwa 30 Minuten durchgeführt wird. Der so erhaltene Schutzfilm,
hat eine ausgezeichnete Haftung, selbst wenn der Film als dünne Schicht einer
Dicke von 0,2-0,3 mm vorliegt. Weiterhin hat der Film auch eine gute Abriebfestigkeit,
gemessen gemäß dem FIAT-Verfahren Nr. 50*1-88.
Die Schutzüberzüge aus dem erfindungsgemäßen Präparat haben weiterhin eine
merkliche Anti-korrosionswirkung, wenn sie dem Salzsprühtest (ASTM B-Il), dem ■
Feuchtigkeitstest (ASTM D-l?^8 mit Kammer mit hoher Feuchtigkeit) und SO2
enthaltenden, korrodierenden Atmosphären (Kesternich-Test DIN 50018) unterworfen werden.
Der aus dem erfindungsgemäßen Präparat erhaltene Schutzüberzug wurde dann zur
Bestimmung seiner schalldämpfenden Wirkung getestet. Die Ergebnisse nach dem FIAT-Verfahren "Normalisation 9556V>, paragraphs 1.6,1-1.6.2-1.6.3" zur Bestimmung
dieser Wirkung zeigen eine Abnahme der Geschwindigkeit von Vibrationen über 5 Decibel/see.
Das erfindungsgemäße Präparat kann gemäß einem durch Luft unterstützten
Sprühsystem, nach welchem die Atomisierung des Produktes mit Luft erfolgt,
oder durch die neueren luftlosen Sprühsysteme aufgebracht werden, nach denen die Atomisierung des Produktes erfolgt, indem man dieses unter hohem Druck
durch Düsen mit äußerst feiner Öffnung von elliptischem oder ähnlichem. Querschnitt
führt.
Die Arbeitsbedingungen dieser beiden Verfahren sind in Tabelle 1 und 2 '
dargestellt und sind keine Einschränkung.
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Tabelle 1
Arbeitsbedingungen für luftlose Sprühsysteme
Korapressionsverhältnis zur Pumpe ^5/l
Luftdruck in- .der Pumpe; kg/cm 1,5-2,0
Durchmesser der Sprühpistole; mm 0,89
Winkel der Sprühpistolendüse; 60
Arbeitsbedingungen für luftgetriebene Sprühsysteme Kompressionsbehältnis zur Pumpe 9/1
Luftdruck in der Pumpe; kg/cm 2,5-3.0
Luftdruck in der Sprühpistole; kg/cm 5»0
Durchmesser der Sprühpistolendüse; mm 6,35
Die obigen Tabellen zeigen, daß das luftlose System bezüglich der Wirtschaftlichkeit
besonders vorteilhaft ist. Aufgrund seiner Fließbarkeit kann das erfindungsgemäße Präparat unter relativ niedrigem Druck aufgebracht -werden,
wodurch die Abnutzung der Anlage (Pumpe, Düse usw.) beträchtlich verringert wird. .
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie
zu beschränken.
In einem mit Rührer und möglicherweise einem Heiz- und/oder Kühlsystem versehen
Gefäß wurde das folgende Präparat hergestellt:
Bestandteil Gew.
-K>
oxidiertes Bitumen 6,5
Diisobutylphthalat 14·,Ο
Polyvinylchlorid 10,0
Mineralharz ο q
Baryt 38,7
Calciumcarbonat 20,0
Kieselsäuregel 0,5
Asbestfaser 1,3
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- 9 -Dieses Präparat hatte die folgenden Eigenschaften
Aussehen pastig^ homogen
Dichte bei 200C. 1,7
Brookfield-Viskosität bei 25°C. *»O 000 cps
(7,20 ümdr/min)
luftloses Versprühen (Düse Graco 635) gut
Dieses Präparat wurde auf ein bereits mit einem Grundstrich überzogenes
Metallsubstrat aufgebracht; der erhaltene Film wurde in einem Ofen bei 130G,
30 Minuten einer Aushärtung unterworfen. Nach der Ofenbehandlung zeigte der Film die folgenden Eigenschaften:
Haftung (0,3 mm Dicke) gut
Abrieb 7 kg/mm
Shore A Härte 83
■ In dem in Beispiel 1 beschriebenen Gefäß wurde das folgende Präparat für
Schutzüberzüge hergestellt:
Bestandteil | Gew.-^b |
Polyvinylchlorid | 5,0 |
D i is obutylpht halat | 15,0 |
Epoxyharz | 0,5 |
Phenol-Formaldehyd-Harz | 3,0 |
Bitumen (Destillationsrückstand von Rohöl) | 5,0 |
KieseIsäuregel | 1,0 |
Füllmittel (Asbestfaser, Baryt, Calcium- ςε. ς
carbonat) -"■»->
Mineralharz 15,0
Die Bestandteile wurden zu einer weichen, homogenen,dunkel kastanienfarbenen
Paste mit den folgenden Eigenschaften gemischt:
Dichte bei 15°C. 1,76
Brookfield-Viskosität bei 25°C.
7-5 Umdr./min 100 000 cps.
7-20 Umdr./min Wl 000 cps
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Dieses Präparat wurde durch ein luftloses Sprühsystem-Pulverisie längsverfahren
auf ein Metallsubstrat aufgebracht. Dann wurde der erhaltene Film mit dem
folgenden Ergebnissen dem Korrosionstest unterworfen:
Beständigkeit gegen Salzsprühmaterial , , .^0n . ,
(Salzsprühtest ASlM B-117) mehr 3^ 5^ Std
Beständigkeit gegen Feuchtigkeit
(ASTM D-17^8 mit Kammer mit hoher mehr als 500 std
Feuchtigkeit)
Beständigkeit in korrodierender Atmosphäre , , . „~ , ,
(Kesternich Test DIN 50018) mehr ^3 1?0 std
In dem in Beispiel 1 beschriebenen Gefäß wurde das folgende Präparat hergestellt:
Bestandteil | Gew.-4 |
Polyvinylchlorid | 18,5 |
Dibutyiphthalat | 30,0 |
Polyamidharz | 1,0 |
Bitumen (Destillationsrückstand von Rqhöl) | 15,0 |
Kieselsäuregel | 0,5 |
Calciumcarbonat | 3^,0 |
Mineralharz | 1,0 |
Der durch ein luftloses Sprühsystem dieses Präparates erhaltene Film wurde
den folgenden Tests unterworfen:
vertikales Fließen (Filmdicke 1 mm)
bei normaler Temperatur keines
bei 13°C. keines
Biegen auf Spanndorn von 20 mm kein freigelegtes Metall
Haftung auf gefirnißter Folie
(Filmdicke 0,3 m) ' m
Abrieb 18,0 kg/mm
Feststoff gehalt (2 std bei 1^0 0C.) 99,0 i
Aufgrund der obigen Beispiele wird deutlich, daß es erfindungsgemäß möglich
ist, "schlechte" bituminöse Produkte aufgrund richtiger Zugabe von Zusätzen in genau bestimmten Bereichen mit Produkten auf Harzbasis zu mischen,
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um Präparat mit guter Alterungs- und Lagerbeständigkeit sowie guten
technischen Eigenschaften, wie Abrieb, Haftung am Träger, Korrosionsbeständigkeit,
zu erzielen, die mit luftlosen Sprühsystemen verwendet werden können. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Präparate sehr wirtschaftlich, weil
der Preis des Endproduktes niedrig ist und weiterhin die Abnutzung der Sprühvorrichtung verringert wird.
509834/0
Claims (1)
- Patentansprücheim- Sprühbare Mischung für Schutzüberzüge für Metalloberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 5-20 Gew.-# eines Vinylharzes, etwa 10-30 Gew,- # eines Weichmachers für das Vinylharz, 5-^5 Gew.-1^ bituminöser Substanzen, 0,1-1,5 Gew.-$ eines thixotropen Mittels und 20-65 Gew.-$> eines Füllmittels umfaßt*2,- Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,5-5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, eines Hilfsharzes aus der Gruppe vom Polyamidharzen, Epoxyharzen und Phenol-Formaldehyd-Harzen .umfaßt.3.- Mischung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylharz ein Homopolymerisat von Vinylchlorid oder ein Mischpolymerisat von Vinylchlorid· mit einem mischpolymerisLerbaren Komonomeren ist, wobei das Vinylchlorid als Hauptbestandteil verwendet wird.k,- Mischung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher für das Vinylharz ein Ester einer aliphatischen oder aromatischen Dioder Tricarbonsäure oder ein organisches Phosphat ist.5.- Mischung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Bituminöse Substanzen natürliche Bitumen, die bituminösen Rückstände aus der Rohöldestillation, oxidierte Bitumen, Teere und pflanzliche oder tierische (Peche)Teere/ sowie Mischungen derselben verwendet werden.6m- Mischung nach Anspruch 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß das thixotrope Mittel aus der Gruppe kolloidaler Kieselsäure, der Reaktionsprodukte von Bentoniten mit Aminen, der Alkali- oder Erdalkalimetallsalze von Monocarbonsäuren ausgewählt ist.509834/09617.- Mischung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmittel Calciumcarbonat, Baryt, Talkum, Tone, Kaolin, Silicate oder Asbestfasern verwendet werden.8.- Mischung nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Lösungsmittel aus der Gruppe von Erdölfraktionen, aliphatischen, cycloparaffinischen und arorastischen Kohlenwasserstoffen, chlorierten Kohlenwasserstoffen, Ketonen oder Mischungen derselben umfaßt.9·- Mischung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie 10 Gew.-$ Polyvinylchlorid, I^ Gew.-^ Diisobutylphthalat als Weichmacher, 6,5 Gew.-$ oxidiertes Bitumen, 0,5 Gew.-$ Kieselsäuregel als thixotropes Mittel, 9»0 Gew.-$ eines Mineralharzes als Lösungsmittel und 60 Gew.-^ Füllmittel in Fom von Baryta, Calciumcarbonat und Asbestfaser umfaßt.10.- Korrosions- und abriebfeste Überzüge, insbesondere zur Verwendung auf Metalloberflächen, erhalten aus einer Mischung gemäß Anspruch 1 bis 9·Der Patentanwalt:509834/0961
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