DE844782C - Cement-like coatings on metals, especially those that protect against corrosion - Google Patents

Cement-like coatings on metals, especially those that protect against corrosion

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DE844782C DEB12179A DEB0012179A DE844782C DE 844782 C DE844782 C DE 844782C DE B12179 A DEB12179 A DE B12179A DE B0012179 A DEB0012179 A DE B0012179A DE 844782 C DE844782 C DE 844782C
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Description

Die Erfindung betrifft zementartige Anstrichfarben und insbesondere solche Farben zum Schutz von Metalloberflächen, insbesondere Eisen- und Stahlflächen, gegen Korrosion und Korrosionsermüdung.The invention relates to cementitious paints and, more particularly, to such paints for protecting Metal surfaces, especially iron and steel surfaces, against corrosion and corrosion fatigue.

Ein Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer zementartigen Anstrichfarbe, welche gegenüber Wasser in sich beständig ist.One purpose of the invention is to provide a cementitious paint which opposes Water is inherently stable.

Gegenstand der Erfindung ist eine zementartige Anstrichfarbe, die aus einer Mischung von Zinkstaub und einer Phosphatlösung mit einem pjj-Wert von nicht weniger als 8 besteht.The invention relates to a cementitious paint composed of a mixture of zinc dust and a phosphate solution with a pjj value of not less than 8.

Die Erfindung schafft ferner eine Anstrichfarbe aus einer Mischung von Zinkstaub mit einer Kaliumphosphatlösung oder einer Lösung einer Mischung von Kalium- und Natriumphosphaten, welche einen pH-Wert von nicht weniger als 8 besitzt und durch deren Aufbringen auf eine Fläche ein Zinkphosphat Überzug gebildet wird.The invention further provides a paint composed of a mixture of zinc dust with a potassium phosphate solution or a solution of a mixture of potassium and sodium phosphates, which not less has a pH value of over 8 and is formed by application thereof onto a surface of a zinc phosphate coating.

Nachstehend wird eine Anzahl von Beispielen von Farbzusammensetzungen nach der Erfindung gegeben:A number of examples of paint compositions according to the invention are given below:

Beispiel IExample I.

Von Klümpchen freier Zinkstaub, der ungefähr 4% Zinkoxyd enthält, d. h. die Menge, die immer in Zinkstaub vorhanden ist, wird mit einer 2O°/0igen wäßrigen Lösung von Bikaliumphosphat (mit einem pH-Wert von 8,5) in den folgenden anteiligen Mengen gemischt: 54 g Zinkstaub (zinkoxydhaltig), 10 ecm Phosphatlösung. Contains clumps of free zinc dust, the approximately 4% of zinc oxide, that is, the amount which is always present in zinc dust is treated with a 2O ° / 0 aqueous solution of Bikaliumphosphat (with a p H value of 8.5) in the following mixed proportions: 54 g zinc dust (containing zinc oxide), 10 ecm phosphate solution.

Eine solche Mischung ergibt eine Anstrichfarbe, die geeignet für die Verwendung auf reinen Metallflächen, wie Stahlflächen ist. Um jedoch ein zufriedenstellendesSuch a mixture results in a paint that is suitable for use on bare metal surfaces, how steel surfaces is. However, to a satisfactory

Haften auf rostigen Flächen zu erzielen, ist eine konzentriertere Lösung, und zwar bis zu einer 3O°/0igen wäßrigen Lösung des Phosphats notwendig. Dies ist offensichtlich eine Folge der Tatsache, daß der Rost einen Teil der Lösung absorbiert und dadurch die Menge an Phosphat verringert, die für die Reaktion mit dem Zinkstaub zur Verfügung steht.To achieve adhesion to rusty surfaces, a more concentrated solution, up to a 3O ° / 0 aqueous solution of the phosphate is needed. This is obviously a consequence of the fact that the rust absorbs some of the solution and thereby reduces the amount of phosphate available to react with the zinc dust.

Beispiel IIExample II

ίο Die Bikaliumphosphatlösung des Beispiels I wird durch eine 25°/0ige wäßrige Lösung von Trikaliumphosphat ersetzt, wobei das anteilige Verhältnis von Zinkstaub und Phosphatlösung das gleiche bleibt. Zur Verwendung auf rostigen Flächen ist eine konzentriertere bis zu 35°/oige Lösung notwendig. Auch diese Lösung hat einen Pj1-Wert von nicht weniger als etwa 8. Saurere Lösungen bewirken ein für die Verwendung der Mischung als Anstrichfarbe zu schnelles Abbinden.The ίο Bikaliumphosphatlösung of Example I ° / 0 aqueous solution of tripotassium phosphate is replaced by a 25, wherein the proportional ratio of zinc dust and phosphate solution remains the same. For use on rusty surfaces is up to 35 ° / o solution required a more concentrated. This solution too has a Pj 1 value of no less than about 8. More acidic solutions cause the mixture to set too quickly for use as a paint.

Beispiel IIIExample III

Die Phosphatlösung ist eine gemischte Lösung von gesättigtem Monokaliumphosphat und einer 30°/Oigen wäßrigen Lösung von Bikaliumphosphat mit einem PH-Wert in der Nähe von 8. Das anteilige VerhältnisThe phosphate solution is a mixed solution of saturated monopotassium phosphate, and a 30 ° / o aqueous solution of Bikaliumphosphat with a pH near 8. The proportional ratio

*5 von Zinkstaub und Phosphatlösung ist das gleiche wie bei den vorherigen Beispielen.* 5 of zinc dust and phosphate solution is the same as in the previous examples.

Die Erfindung umfaßt ferner auch die Verwendung von Natriumphosphaten, jedoch können die in den oben angegebenen Zusammensetzungen verwendeten Kaliumphosphate praktisch nicht vollkommen durch die entsprechenden Natriumsalze ersetzt werden, da die Löslichkeit der letzteren bei normalen Temperaturen zu niedrig ist, um eine zufriedenstellende Zementbildung zu sichern.The invention also encompasses the use of sodium phosphates, but those in US Pat The compositions given above used potassium phosphates practically not completely the corresponding sodium salts are replaced, since the solubility of the latter at normal temperatures is too low to ensure satisfactory cement formation.

Im folgenden werden vier Zusammensetzungen von Mischungen von Natrium- und Kaliumphosphaten wiedergegeben.The following are four compositions of mixtures of sodium and potassium phosphates reproduced.

Beispiel IVExample IV

Die Phosphatlösung des Beispiels I wird durch eine gemischte Lösung von Binatriumphosphat und Bikaliumphosphat mit einem ρπ-Wert von ungefähr 8,5 ersetzt.The phosphate solution of Example I is made up of a mixed solution of disodium phosphate and dipotassium phosphate with a ρπ value of approximately 8.5 replaced.

Beispiel VExample V

Die Phosphatlösung des Beispiels I wird durch eine gemischte Lösung von Mononatriumphosphat und Trikaliumphosphat mit einem ρπ-Wert von etwa 8,5 ersetzt.The phosphate solution of Example I is made up of a mixed solution of monosodium phosphate and Tripotassium phosphate with a ρπ value of about 8.5 replaced.

Beispiel VIExample VI

Die Phosphatlösung des Beispiels I wird durch eine gemischte Lösung von Trinatriumphosphat und Monokaliumphosphat mit einem ρπ-Wert von ungefähr 8,5 ersetzt.The phosphate solution of Example I is made up of a mixed solution of trisodium phosphate and monopotassium phosphate with a ρπ value of approximately 8.5 replaced.

Beispiel VIIExample VII

Die Phosphatlösung des Beispiels I wird durch eine gemischte Lösung von Trinatriumphosphat und Trikaliumphosphat mit einem pn-Wert von ungefähr 8,5 ersetzt.The phosphate solution of Example I is a mixed solution of trisodium phosphate and Tripotassium phosphate with a pn value of approximately 8.5 replaced.

Selbstverständlich können den oben beschriebenen Zusammensetzungen andere bekannte Zusätze, wie sie normalerweise in einer Anstrichfarbe vorhanden sind, wie Farbstoffe und Netzmittel zugesetzt werden. Ferner können bekannte Stoffe zugesetzt werden, die dem Wachsen von Mikroorganismen auf den behandelten Oberflächen entgegenwirken. Solche Stoffe sind beispielsweise Kupfer-, Quecksilber- und Arsenverbindungen oder fungizide organische Verbindungen.Of course, other known additives, such as they are normally present in a paint as dyes and wetting agents are added. Furthermore, known substances can be added that the growth of microorganisms on the treated Counteract surfaces. Such substances are, for example, copper, mercury and arsenic compounds or fungicidal organic compounds.

Die neuen Anstrichfarben sind leicht und billig herzustellen, da die Bestandteile lediglich gemischt werden müssen, vorausgesetzt, daß der Zinkstaub von Klümpchen frei ist. Sie bleiben nach dem Mischen eine beträchtliche Zeit lang auftragbar und sind für Zeiträume von mehr als drei Tagen in abgedeckten Behältern bei Raumtemperatur aufbewahrt worden. Wenn die Farben unter Verwendung einer zu starken Phosphatlösung hergestellt oder zu lange bei zu hoher Temperatur aufbewahrt wurden, werden sie schwierig auftragbar, obwohl diese Wirkung der Aufbewahrung durch Wasserzusatz beseitigt werden kann. Praktisch ist es jedoch von Vorteil, immer frisch gemischte Farbe zu verwenden.The new paints are easy and cheap to manufacture because the ingredients are simply mixed provided that the zinc dust is free from lumps. They remain a considerable amount after mixing Can be applied for a long time and are in covered containers for periods of more than three days been stored at room temperature. If the colors are using too strong Phosphate solution is made difficult or has been kept at too high a temperature for too long can be applied, although this effect of storage can be eliminated by adding water. Practically however, it is an advantage to always use freshly mixed paint.

Wenn eine Farbe auf eine reine oder rostige Stahlfläche gut mit dem Pinsel aufgetragen worden ist, so liegt das Gewicht des getrockneten Farbfilms zwischen 12 und 24 g je Quadratmeter, so daß eine Fläche von 80 bis i6oqm ikg Farbe erfordert. Durch entsprechend reichliches Auftragen der Farbe können zufriedenstellende Überzüge mit einer 50 g je Quadratmeter entsprechenden Dicke hergestellt werden.If a paint has been applied well with a brush to a clean or rusty steel surface, then so the weight of the dried paint film is between 12 and 24 g per square meter, so that an area of 80 to i6oqm ikg color required. By accordingly Abundant application of the paint can produce satisfactory coatings with a 50 g per square meter corresponding thickness can be produced.

Die Farben binden innerhalb einer Stunde nach dem Auftragen ab, und der Abbinde Vorgang wird durch die relative Feuchtigkeit der Atmosphäre nicht nennenswert nachteilig beeinflußt. Die Farbe kann daher auch bei starkem Wind und unter sehr feuchten Verhältnissen, wie z.B. denen, die in einem Trockendock vorliegen, verwendet werden.The colors set within an hour of application, and the setting process is facilitated by the relative humidity of the atmosphere is not significantly adversely affected. The color can therefore too in strong winds and under very humid conditions, such as those in a dry dock, be used.

Obwohl die Erfindung nicht'in dem Sinne beschränkt ist, daß sie die Verkörperung einer besonderen Theorie in bezug auf die Wirkung der neuen zementartigen abbindenden Farben voraussetzt, ist es wahrscheinlich, daß ihr Abbinden infolge der Bildung von Zn3 (PO4)2 · 4H2O oder von 3Zn3 (PO4)2 ■ Zn (OH)2 erfolgt. Es scheint wahrscheinlich, daß die Kaliumphosphatlösung zuerst mit dem Zinkoxyd regiert, welches immer in dem Zinkstaub vorhanden ist, wobei sich Zinkphosphat, Kaliumhydroxyd und Wasser bildet. Diese Reaktion kann wegen der beschränkten vorhandenen Menge an Zinkoxyd nur eine kurze Zeit andauern, und ihr folgt wahrscheinlich eine Reaktion zwischen dem Zinkstaub und dem Kaliumphosphat, welche Zinkphosphat, Kaliumhydroxyd und Wasserstoff ergibt. Diese Reaktion verläuft, wenn die Farbe in größeren Mengen, gestapelt wird, langsam, und zwar wahrscheinlich deshalb, weil der Wasserstoff dann nicht leicht von der Oberfläche des Zinks entfernt wird. Wenn jedoch die Farbe in einem dünnen Film ausgebreitet wird, so wird das Zink durch den atmosphärischen Sauerstoff depolarisiert, und es erfolgt ein sehr schnelles Abbinden der Farbe. Sekundäre Reaktionen können zwischen dem Zinkstaub und dem Kaliumhydroxyd unter Bildung von komplexen Zinkaten vor sich gehen.Although the invention is not limited in the sense that it implies the embodiment of any particular theory relating to the action of the new cementitious setting paints, it is likely that their setting is due to the formation of Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O or from 3Zn 3 (PO 4 ) 2 ■ Zn (OH) 2 . It seems probable that the potassium phosphate solution reacts first with the zinc oxide, which is always present in the zinc dust, forming zinc phosphate, potassium hydroxide, and water. This reaction can last only a short time because of the limited amount of zinc oxide present, and it is probably followed by a reaction between the zinc dust and the potassium phosphate, which gives zinc phosphate, potassium hydroxide, and hydrogen. This reaction is slow when the paint is stacked in large quantities, probably because the hydrogen is then not easily removed from the surface of the zinc. However, if the paint is spread in a thin film, the zinc will be depolarized by the atmospheric oxygen and the paint will set very quickly. Secondary reactions can occur between the zinc dust and the potassium hydroxide to form complex zincates.

Die getrockneten Filme von Phosphatfarben reagieren auf Phenolphthalein alkalisch, jedoch beein-The dried films of phosphate paints have an alkaline reaction to phenolphthalein, but

trächtigt. diese Alkalinität nicht die Trocknung von auf den Farbfilm aufgetragenem Leinöl. Die Farben nach der Erfindung sind beständig gegenüber Wasser und geeignet als Grundierüberzüge für den Schutz von Metall gegen die Einwirkungen von Seewasser. Andere Anwendungsmöglichkeiten der neuen Farben sind die als Schutzschicht auf gebeiztem Stahl, um die Bildung von Rost zu verhindern, bevor der eigentliche Farbüberzug aufgebracht wird, ferner zur Verhinderung von Spannungskorrosionen bei Aluminiumlegierungen. pregnant. this alkalinity does not affect the drying of linseed oil applied to the paint film. The paints according to the invention are resistant to water and suitable as a primer coat to protect metal against the effects of seawater. Other possible uses for the new colors are as a protective layer on stained steel to protect the To prevent the formation of rust before the actual paint coating is applied, as well as to prevent it stress corrosion in aluminum alloys.

Claims (13)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Zementartige, insbesondere gegen Korrosion schützende Überzüge auf Metallen ergebende Anstrichfarbe, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mischung von Zinkstaub und einer wäßrigen Phosphatlösung mit einem pH-Wert von nichti. A cementitious, protected in particular against corrosion coatings on metals resulting paint, characterized in that it does not from a mixture of zinc dust and an aqueous phosphate solution having a pH value of ao weniger als 8 besteht.ao there is less than 8. 2. Anstrichfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mischung von Zinkstaub mit einer Kaliumphosphatlösung oder einer Lösung von Kalium- und Natriumphosphat besteht, deren pjj-Wert nicht weniger als 8 beträgt.2. Paint according to claim 1, characterized in that that they consist of a mixture of zinc dust with a potassium phosphate solution or a Solution of potassium and sodium phosphate, the pjj value of which is not less than 8. 3. Anstrichfarbe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der anteilige Gehalt an Zinkstaub in der Größenordnung von etwa 5,4 g je Kubikzentimeter Lösung liegt.3. Paint according to claim 1 and 2, characterized in that the proportionate content of Zinc dust is on the order of about 5.4 g per cubic centimeter of solution. 4. Anstrichfarbe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihr enthaltene Lösung aus Bikaliumphosphat und Wasser besteht.4. Paint according to claim 1 to 3, characterized in that the solution contained in it consists of dipotassium phosphate and water. 5. Anstrichfarbe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihr enthaltene Lösung eine Konzentration von 20 bis 3O0/0 aufweist.That has 5. Paint according to claim 1 to 4, characterized in it contained solution has a concentration of 20 to 3O 0 / 0th 6. Anstrichfarbe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihr enthaltene Lösung aus Trikaliumphosphat und Wasser besteht.6. Paint according to claim 1 to 3, characterized in that the solution contained in it consists of tripotassium phosphate and water. 7. Anstrichfarbe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihr enthaltene wäßrige Lösung eine Konzentration von 25 bis 35°/o aufweist. 7. Paint according to claim 6, characterized in that the aqueous solution contained in it fweist a concentration of 25 to 35 ° / o au. 8. Anstrichfarbe nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch den Gehalt einer gemischten Lösung von Monokaliumphosphat und Bikaliumphosphat.8. Paint according to claim 1 to 3, characterized by the content of a mixed solution of monopotassium phosphate and dipotassium phosphate. 9. Anstrichfarbe nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch den Gehalt der Lösung einer Mischung von Binatriumphosphat und Bikaliumphosphat. 9. Paint according to claim 2 and 3, characterized by the content of the solution of a mixture of disodium phosphate and dipotassium phosphate. 10. Anstrichfarbe nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch den Gehalt der Lösung einer Mischung von Mononatriumphosphat und Trinatriumphosphat. 10. Paint according to claim 2 and 3, characterized by the content of the solution of a mixture of monosodium phosphate and trisodium phosphate. 11. Anstrichfarbe nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch den Gehalt der Lösung einer Mischung von Monokaliumphosphat und Trinatriumphosphat. 11. Paint according to claim 2 and 3, characterized by the content of the solution of a mixture of monopotassium phosphate and trisodium phosphate. 12. Anstrichfarbe nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch den Gehalt der Lösung einer Mischung von Trinatriumphosphat und Bikaliumphosphat. 12. Paint according to claim 1 to 3, characterized by the content of the solution of a mixture of trisodium phosphate and dipotassium phosphate. 13. Anstrichfarbe nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet durch den Gehalt eines bekannten fungiziden Stoffes.13. Paint according to claim 1 to 12, characterized due to the content of a known fungicidal substance. 5236 7.5236 7.
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