DE2855120C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Deckanstrichmittel für von
Wasser umgebene Bauteile aus Eisen oder Stahl, die mit
einem Korrosionsschutzanstrich auf der Basis eines Zink
staub enthaltenden feuchtigkeitshärtenden Einkomponenten
polyisocyanat-präpolymer versehen sind und zusätzlich
aktiv durch Zufuhr von Schutzstrom auf negativem Schutz
potential im Bereich von 950 bis 1150 mV gegen Ag/AgCl
gehalten werden.
Eisen- und Stahlgegenstände werden zum Schutz vor
Korrosion vorzugsweise mit einem zinkstaubhaltigen Anstrich
versehen. Bei von Wasser umgebenen Bauteilen aus Eisen
und Stahl, insbesondere bei Schiffen, wird neben dem
passiven Korrosionsschutz durch Beschichten mit einem ge
eigneten Korrosionsschutzanstrich häufig noch eine aktive
Korrosionsschutzmaßnahme, nämlich kathodischer Korrosionsschutz
angewandt. Beim kathodischen Korrosionsschutz wird
der zu schützende Stahlgegenstand als Kathode in bezug
auf eine oder mehrere Anoden geschaltet und durch Zufuhr
von Schutzstrom auf einem vorgegebenen negativen Schutz
potential gehalten, das im Bereich von -950 bis -1150 mV,
gemessen gegen Ag/AgCl, liegt.
Die zum Schutz gegen Korrosion auf Stahlflächen aufge
brachten herkömmlichen Anstrichsysteme werden bei zusätzlichem
kathodischem Schutz aufgrund der kathodischen Be
lastung mehr oder weniger stark geschädigt . Die herkömm
lichen Anstrichsysteme sind bei kathodischer Belastung
vor allem anfällig für Blasenbildung. Bei einer mit
einem neuwertigen herkömmlichen Anstrichsystem versehenen
Stahlfläche ist zur Aufrechterhaltung des Schutzpotentials
eine Schutzstromdichte in der Größenordnung von 50 mA/m²
erforderlich. Mit zunehmendem Alter des Anstrichsystems
steigt die zur Aufrechterhaltung des Schutzpotentials er
forderliche Schutzstromdichte auf 100 mA/m² und darüber
an. Bei hoher Schutzstromdichte tritt nun wiederum eine
stärkere Blasenbildung auf.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein
Deckanstrichmittel zu schaffen, das eine gute Verträg
lichkeit mit dem kathodischen Korrosionsschutzverfahren
aufweist und insbesondere die beschriebene Blasenbildung
verhindert.
Gegenstand der Erfindung ist das Deckanstrichmittel
für von Wasser umgebene Bauteile aus Eisen oder Stahl,
die mit einem Korrosionsschutzanstrich auf der Basis
eines Zinkstaub enthaltenden feuchtigkeitshärtenden Ein
komponenten-polyisocyanat-präpolymer versehen sind und
zusätzlich aktiv durch Zufuhr von Schutzstrom auf negativem
Schutzpotential im Bereich von 950 bis 1150 mV
gegen Ag/AgCl gehalten werden, gemäß Patentansprüchen.
Das Anstrichsystem nach der Erfindung zeigt bei kathodischer Belastung
keine Neigung zur Blasenbildung und zeichnet sich im übrigen durch
einwandfreie Haftung, porenfreie Oberfläche, hohe Abriebfestigkeit und
Alterungsbeständigkeit aus. Beim Anstrichsystem nach der Erfindung
bestehen zweckmäßigerweise der Grundanstrich sowie der Deckanstrich
jeweils aus zwei Schichten, wobei jede Schicht des Grundanstriches
eine Dicke von ungefähr 75 Mikrometer und jede Schicht des Deckan
striches eine Dicke von ungefähr 125 Mikrometer aufweist. Zum kathodischen
Schutz einer mit einem derart aufgebauten Anstrichsystem be
schichteten Stahlfläche ist zur Aufrechterhaltung des Schutzpotentials
lediglich eine Schutzstromdichte in der Größenordnung von ungefähr
10 mA/m² erforderlich. Der Stromverbrauch für den kathodischen
Korrosionsschutz von mit dem Anstrichsystem nach der Erfindung ver
sehenen Stahlflächen ist also im Vergleich zu mit herkömmlichen An
strichsystemen beschichteten Stahlflächen gering.
Vor dem Aufbringen des Grundanstriches wird die Stahlfläche vorzugsweise
sandgestrahlt. Als Grundanstrich wird beispielsweise ein bekanntes
Zinkstaubanstrichmittel aufgebracht, das als Bindemittelkomponente
6-10 Gewichtsteile eines feuchtigkeitshärtenden Polyisocyanat-Präpolymers
mit einem NCO-Gehalt von etwa 16% enthält. Das Zinkstaubanstrichmittel ent
hält weiterhin 3-6 Gewichtsteile Geliermittel, vorzugsweise in Form eines
feinteiligen Pulvers aus Dimethyldioctadecylammonium-Montmorillonit oder aus
einem organischen Derivat des Montmorillonits, das aus Montmorillonit
durch Ionenaustauschreaktion mit Alkylammoniumbasen hergestellt
worden ist. Weiterhin enthält das Zinkstaubanstrichmittel 4-7 Gewichts
teile Schuppenpigment, vorzugsweise in Form eines Mikromehls eines
natürlich verwachsenen Gemenges von Muskovit, Chlorit und Quarz mit
einer Mahlfeinheit von 20 Mikrometer, sowie 65-75 Gewichtsteile Zink
staub mit vorzugsweise einer Korngröße von etwa 2,5 Mikrometer.
Darüber hinaus enthält das Zinkstaubanstrichmittel 0,3-0,5 Gewichtsteile
eines Netzmittels auf der Basis eines Salzes aus langkettigen
Polyaminamiden und einem höhermolekularen sauren Ester, 0,3-0,8 Gewichts
teile eines Trocken- und Stabilisierungsmittels für Polyurethan-
Einkomponentenlacke, 0,01-0,03 Gewichtsteile eines handelsüblichen
Entlüftungsmittels sowie 7-9 Gewichtsteile eines aromatischen Lösungs
mittels mit einem Siedebereich von 160-180°C. Als Trocken- und Stabi
lisierungsmittel wird insbesondere ein flüssiges monofunktionelles Iso
cyanat eingesetzt, das begierig mit Wasser reagiert und dieses quantitativ
bindet. Als Entlüftungsmittel eignet sich eine handelsübliche Dispersion
oder Lösung auf der Basis von Polyacrylsäureestern. Das Zinkstaub
anstrichmittel mit der vorstehend angegebenen Zusammensetzung kann
durch Streichen, Rollen, Druckluftspritzen oder Airless-Spritzen auf
die Stahlunterlage mit einer Schichtdicke von 150 Mikrometer aufge
tragen werden, wobei die Anstrichschicht bei einer relativen Luft
feuchtigkeit von 30% zu einem porenfreien Überzug mit einer Trocken
filmdicke von 75 Mikrometer aushärtet. Auf den aufgebrachten Zink
staubanstrich kann bereits nach etwa 20 Minuten ein weiterer Zinkstaub
anstrich mit einer Trockenfilmdicke von etwa 75 Mikrometer aufgebracht
werden.
Auf den aus zwei Schichten bestehenden Grundanstrich wird dann ein
aus zwei oder drei Schichten bestehender Deckanstrich aus einem unter
dem Einfluß von Luftfeuchtigkeit aushärtenden Polyurethan-Teer-An
strichmittel aufgebracht. Das Deckanstrichmittel enthält als Haupt
bindemittelkomponente 16-20 Gewichtsteile eines aromatischen Poly
isocyanats mit einem NCO-Gehalt von 6-7%, vorzugsweise ein im
Handel in Form einer 60%igen Lösung in Äthylglycolacetat/Xylol 1 : 1
erhältliches aromatisches Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt
von ca. 6,5% (NCO-Äquivalentgewicht von ca. 646). Das Deckanstrich
mittel enthält als weitere Bindemittelkomponente ein reaktionsträges
flüssiges höhermolekulares Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von
3-4%, vorzugsweise ein handelsübliches höhermolekulares Polyiso
cyanat mit einem NCO-Gehalt von ca. 3,5% und einer Viskosität bei
20°C von ca. 8000 cp. Das Deckanstrichmittel enthält auch 10-12 Gewichts
teile Teer mit einer Viskosität von 5600-6400 Poise/25°C. Weiterhin
enthält das Deckanstrichmittel 6,5-8 Gewichtsteile Trockenmittel,
0,05-0,1 Gewichtsteile Entlüftungsmittel, 3,5-4,5 Gewichtsteile Ab
setzverhinderungsmittel, 30-40 Gewichtsteile Eisenglimmerpulver,
5-10 Gewichtsteile anorganische Füllstoffe, 2-5 Gewichtsteile Stabili
sierungsmittel und bis zu 10 Gewichtsteile Lösungsmittel. Beim
Trockenmittel handelt es sich insbesondere um ein monofunktionelles
Isocyanat mit einem NCO-Gehalt von 21-22%, das einen Flammpunkt
von ca. 140°C, einen Siedepunkt von ca. 270°C und einen Erstarrungs
punkt von ca. 5°C sowie einen Brechungsindex von 1,53 bei 20°C besitzt.
Das Trockenmittel bindet vorhandenes Wasser quantitativ und trägt
daher zur Lagerstabilität unter Luftabschluß bei. Als Entlüftungsmittel
wird ein handelsübliches Produkt verwendet, das für eine gleichmäßige
Entlüftung des Deckanstrichmittels nach dem Auftragen sorgt. Als Ab
setzverhinderungsmittel wird zweckmäßigerweise feinteilige Tonerde
(Aluminiumoxid) verwendet, das die Entmischung des Deckanstrich
mittels verhindert. Das Eisenglimmerpulver weist im wesentlichen eine
Korngröße im Bereich von 60-75 Mikrometer auf. Als anorganischer
Füllstoff wird vorzugsweise feinteiliges Talkum verwendet. Beim
Stabilisierungsmittel handelt es sich um ein handelsübliches Stabili
sierungsmittel für Polyurethan-Einkomponentenlacke, das die
Empfindlichkeit des Deckanstrichmittels gegen Feuchtigkeit herab
setzt und sich günstig auf den Verlauf des Deckanstrichmittels aus
wirkt. Das Lösungsmittel besteht vorzugsweise aus einer Mischung
von Äthylglycolacetat und Xylol im Verhältnis 1 : 1.
Mit dem Deckanstrichmittel der vorstehend angegebenen Zusammen
setzung wird auf den Grundanstrich ein aus zwei oder drei Schichten
bestehender Deckanstrich aufgetragen, wobei jede Schicht eine
Trockenfilmdicke von etwa 125 Mikrometer aufweist. Jeder aufge
brachte Deckanstrich härtet ab einer Luftfeuchtigkeit von etwa 30%
zu einem porenfreien Überzug aus, der ausgezeichnet auf dem Grund
anstrich bzw. Voranstrich haftet. Der Deckanstrich härtet zu einem
porenfreien Schutzüberzug mit ausgezeichneter chemischer und mechanischer
Widerstandsfähigkeit aus.
Ein aus Deckanstrich und einem Grundanstrich der angegebenen
Zusammensetzung bestehendes Anstrichsystem zeichnet sich durch
gute Verträglichkeit mit dem kathodischen Schutzverfahren aus und
eignet sich daher hervorragend als Unterwasserbeschichtung für
Schiffe und Stahlbauwerke.
Claims (3)
1. Deckanstrichmittel für von Wasser umgebene Bauteile
aus Eisen oder Stahl, die mit einem Korrosionsschutzanstrich
auf der Basis eines Zinkstaub enthaltenden feuchtigkeits
härtenden Einkomponenten-polyisocyanat-präpolymer
versehen sind und zusätzlich aktiv durch Zufuhr von
Schutzstrom auf negativem Schutzpotential im Bereich von
950 bis 1150 mV gegen Ag/AgCl gehalten werden,
dadurch gekennzeichnet, daß es
besteht aus
16 bis 20 Gew.-Teilenaromatischem Polyisocyanat
mit einem NCO-Gehalt von 6 bis 7%,
1 bis 3 Gew.-Teilenflüssigem, höhermolekularem
Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von
3 bis 4%,
10 bis 12 Gew.-TeilenTeer mit einer Viskosität
von 5600 bis 6400 Poise/25°C,
6,5 bis 8 Gew.-TeilenTrockenmittel,
0,05 bis 0,1 Gew.-TeilenEntlüftungsmittel,
3,5 bis 4,5 Gew.-TeilenAbsetzverhinderungsmittel,
30 bis 40 Gew.-TeilenEisenglimmerpulver,
5 bis 10 Gew.-Teilenanorganischen Füllstoffen,
2 bis 5 Gew.-TeilenStabilisierungsmittel, und bis zu
10 Gew.-TeilenLösungsmittel.
2. Deckanstrichmittel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß es als Absetzverhin
derungsmittel feinteilige Tonerde enthält.
3. Deckanstrichmittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß es als
Füllstoff mikrofeines Talkum enthält.
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