DE19907287A1 - Anorganische Korrosionsschutz-Pigmente und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Anorganische Korrosionsschutz-Pigmente und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Abstract
Anorganische Korrosionsschutz-Pigmente bestehen aus oberflächenbeschichteten Festkörpern mit einer Korngröße von 0,1 bis 75 mum. Zur Verbesserung der Beständigkeit der solche Pigmente enthaltenden Anstriche und Beschichtungen sind auf die Festkörper Mn¶3¶(PO¶4¶)¶2¶ und eine oder mehrere der Substanzen, ausgewählt aus Aluminiumoxiden, DOLLAR A -hydroxiden, -phosphaten, -hydrogenphosphaten, -dihydrogenphosphaten und -polyphosphaten, aufgefällt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf anorganische Korrosionsschutz-Pig
mente, bestehend aus oberflächenbeschichteten feinteiligen
Festkörpern mit einer Korngröße von 0,1 bis 75 µm, vorzugsweise
0,2 bis 10 µm, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren
Verwendung.
Anorganische Füllstoffe sind in feinteiliger Form vorliegende
Festkörper, die sich von anorganische Weißpigmenten durch ihre
Brechzahl unterscheiden. Füllstoffe haben in der Regel
Brechzahlen < 1.7 (gegen Vakuum), Weißpigmente größere. Ein
weiteres Unterscheidungsmerkmal ist darin zu sehen, daß diese
Materialien der Füllung dienen, also in der jeweiligen Mischung
einen Hauptbestandteil darstellen. Pigmente werden dagegen
überwiegend in geringen Mengen verwendet. Beide
Abgrenzungskriterien sind jedoch nicht exakt; denn einerseits
kann auch ein Füllstoff mit einer Brechzahl von < 1.7 in einer
geeignet gewählten Matrix ein gewisses Deckvermögen, also eine
eigentlich pigmentspezifische Eigenschaft besitzen,
andererseits werden auch bestimmte Füllstoffe nur in kleinen
Mengen eingesetzt. Die Grenze ist also fließend.
Füllstoffe haben zwei Aufgaben; einmal sollen sie im
klassischen Sinne ein Produkt verbilligen und dafür sorgen, daß
es im Vergleich zu ungefüllten Produkten verbesserte bzw.
zusätzliche neue Eigenschaften aufweist, zum anderen soll die
Verwendung von Füllstoffen häufig die Herstellung von Produkten
erleichtern.
Neben der kostensenkenden Wirkung haben Füllstoffe auch noch
Einfluß auf die Rheologie, d. h. Verdickung und ggf.
Thixotropierung durch gezielte Einstellung einer zeitabhängigen
Strukturviskosität, z. B. durch Talk, Wollastonit und Kaolin.
Allgemein soll das Fließverhalten bei Lacken, Beschichtungen,
Druckfarben, flüssigen Kunststoffen und Dichtungsmassen
beeinflußt werden. Durch Füllstoffe werden auch die optischen
Eigenschaften beeinflußt, z. B. werden Weißgrad und Deckvermögen
bei Ersatz des echten Weißpigments durch u. a. synthetische
Silikate in Dispersionsfarben verbessert. Durch die Verwendung
von Glimmer-, Eisenglimmer- und Bariumsulfat-Füllstoffen läßt
sich der Korrosionsschutz von Anstrichen und Beschichtungen
gegen Witterungseinflüsse und Chemikalien verbessern.
In der CZ-B-235 851 sind u. a. Füllstoffe vorgesehen, die mit
einer Schicht aus Mn3(PO4)2 überzogen sind und Lacken zum Zwecke
des Korrosionsschutzes zugemischt werden. Die JP-B-04 183 756
offenbart ein aus Serizitflocken bestehendes Pigment, dessen
Teilchen mit einer Schicht aus Zinkoxid überzogen sind. Die
Pigmentteilchen werden in Beschichtungen für Stahlbleche zum
Schutz gegen Korrosion eingebracht. Die DE-C-22 00 654 befaßt
sich mit Füllstoffen, wie Talk, Siliziumdioxid, Titandioxid
oder Mischungen davon mit auf deren Partikeloberflächen
abgeschiedenen Metallmolybdatüberzug. Diese Partikel sollen als
korrosionsinhibierender Zusatz in Anstrichmitteln eingesetzt
werden. Gemäß der US-A-4 017 315 kann ein solcher Überzug
zusätzlich noch Metallphosphat enthalten. Die EP-A-0 505 086
beschreibt ein Verfahren, mit dem auf lamellen- und
flockenförmigen Partikeln von synthetischem Eisenoxidglimmer
Zinkphosphat abgeschieden wird und die zum Korrosionsschutz in
Beschichtungen von Stahlbauteilen eingebracht werden. In der
DE-C-22 45 995 wird ein Füllstoff aus einem inerten Kern,
bestehend aus Wellastonit, Talk, Glimmer, Nephelin-Syenit
und/oder Feldspat vorgeschlagen, dessen Partikel an ihrer
Oberfläche mit Calciumphosphat, -phosphit und/oder -borat
überzogen sind. Dieser Füllstoff soll Anstrichen und
Beschichtungen eine verbesserte Dauerfestigkeit und Härte,
sowie korrosionsinhibierende Wirkung und taninabsorbierende
Eigenschaften verleihen.
Es ist das ständige Bestreben der Fachwelt, Anstriche,
Beschichtungen, Druckfarben oder dergl. gegen die Einflüsse von
Atmosphärilien und Chemikalien beständig zu machen.
Es ist daher die Aufgabe vorliegender Erfindung,
Korrosionsschutz-Pigmente der eingangs beschriebenen Art
bereitzustellen, die neben ihren Einflüssen auf das
rheologische Verhalten sowie auf die optischen und mechanischen
Eigenschaften eine deutlich verbesserte korrosionsinhibierende
Wirkung auf die Beständigkeit von Anstrichen und Beschichtungen
ausüben.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch anorganische
Korrosionsschutz-Pigmente mit den in Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen.
Die Patentansprüche 2 bis 5 geben vorzugsweise Ausbildungen der
Oberflächenbeschichtung der Festkörper wieder.
In den Ansprüchen 6 bis 10 sind die als besonders geeigneten
Festkörper der Korrosiosschutz-Pigmente angegeben.
Die Ansprüche 11 bis 20 betreffen die Herstellung der
erfindungsgemäß aufgebauten Korrosionsschutz-Pigmente.
Die Ansprüche 21 und 22 betreffen die Anwendung der
Korrosionsschutz-Pigmente.
Die erfindungsgemäß ausgebildeten anorganischen
Korrosionsschutz-Pigmente bewirken insbesondere eine deutliche
Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von Lacken, Beschichtungen,
Kunststoffen gegen Witterungseinflüsse und Chemikalien.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Korrosionsschutz-Pigmente
ist nachfolgend näher am Beispiel eines Bariumsulfat-Trä
germaterials erläutert. Bei dem verwendeten BaSO4 kann es
sich sowohl um natürlichen Schwerspat als auch um frisch
gefälltes, synthetisches BaSO4 unterschiedlicher Teilchengröße
und Morphologie handeln.
Eine wäßrige BaSO4-Suspension mit einem Feststoffgehalt von
21% BaSO4 wird unter ständigem Rühren auf eine Temperatur von
80°C erhitzt. Die pH-Werte der einzelnen Fällungsstufen im
Bereich von 4 bis 8 werden während der Nachbehandlung je nach
Bedarf mittels NaOH beziehungsweise H2SO4 eingestellt und
konstant gehalten. Die einzelnen Komponenten - Phosphorsäure
und Mangansulfatlösung sowie im Anschluß Natriumaluminatlösung - wer
den in einer mehrstufigen Fällung stöchiometrisch unter
Rühren und Halten von pH und Temperatur auf die Oberfläche des
Trägermaterials, in diesem Falle auf BaSO4, aufgefällt. Nach
einer Reifezeit von ca. 2 Stunden unter ständigem Rühren bei
vorgegebener Temperatur wird das entstandene Produkt
abfiltriert, mit deionisiertem Wasser gewaschen, getrocknet und
im Falle möglichst feinteiligen Materials anschließend
strahlgemahlen.
Die Strahlmahlung entfällt bei der Verwendung plättchenförmiger
Trägermaterialien. Das erhaltene Produkt kann einem
zusätzlichen, optionalen Glühprozeß unterworfen werden.
Mittels dieser Verfahrensmaßnahmen können die erfindungsgemäßen
Korrosionsschutz-Pigmente hergestellt werden, und zwar unter
der Auswahl gewünschter Trägermaterialien und deren
Feinteiligkeit beziehungsweise Morphologie in Kombination mit
unterschiedlichen, aktiv korrosionsschützenden
Oberflächenbeschichtungen.
Diese Korrosionsschutz-Pigmente werden in unterschiedlichen
Pigmentvolumenkonzentrationen (PVK), d. h. dem Verhältnis des
Gesamtvolumens des Korrosionsschutz-Pigmentes in einem Produkt
zum Gesamtvolumen aller nicht flüchtigen Anteile, in
Lackrezepturen eingebracht. Nachfolgend ist ein Beispiel eines
lösungsmittelbasierenden Alkyd-Beschichtungssystems (Angaben in
Gewichtsprozent als Feststoff gerechnet) wiedergegeben:
Alkydharz (kurzölig) 20%, Phenolharz 5%, TiO2 8%,
Korrosionsschutz-Pigment 10%, Schwerspat 6%, Talkum 8%,
Hautverhinderungsmittel (Oxin) 0,4%, Bentone 1%, Sikkativ
0,06%, Rest zu 100%: Lösungsmittel Xylol, Glykole,
Butylacetat. Die Anteile der Pigmente und Füllstoffe können
entsprechend den Anforderungen variiert werden.
Die Komponenten werden hierbei mit einem Dissolver vermischt
beziehungsweise vordispergiert und anschließend über eine
Permühle dispergiert. Mit diesem Ansatz können beispielsweise
anwendungstechnische Salzsprühnebelprüfungen gemäß DIN 51167
durchgeführt werden, indem das Beschichtungssystem auf
entfettete Bleche von 100 × 150 × 1 mm aufgeschleudert,
getrocknet und anschließend in spezielle Salzsprühnebelkammern
eingebracht wird.
Claims (22)
1. Anorganische Korrosionsschutz-Pigmente, bestehend aus
oberflächenbeschichteten Festkörpern mit einer Korngröße von
0,1 bis 75 µm, vorzugsweise 0,2 bis 10 µm, dadurch
gekennzeichnet, daß auf die Festkörper Mn3(PO4)2 und eine oder
mehrere der Substanzen, ausgewählt aus Aluminiumoxiden, -hy
droxiden, -phosphaten, -hydrogenphosphaten, -di
hydrogenphosphaten und -polyphosphaten aufgefällt sind.
2. Korrosionsschutz-Pigmente nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß Mn3(PO4)3 ganz oder teilweise durch
Zn3(PO4)2 ersetzt ist.
3. Korrosionsschutz-Pigmente nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß auf die Festkörper zusätzlich
Phosphate und/oder Oxide des Cers und/oder Hydroxide des
Zinns, vorzugsweise in vierwertiger Oxidationsstufe, einzeln
oder zu mehreren aufgefällt sind.
4. Korrosionsschutz-Pigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile der Substanz,
gewichtsbezogen auf den Festkörper,
0,1 bis 15% Mangan
0,1 bis 15% Zink
0,1 bis 15% Al2O3
0,1 bis 5% CeO2
0,1 bis 10% SnO2
betragen.
0,1 bis 15% Mangan
0,1 bis 15% Zink
0,1 bis 15% Al2O3
0,1 bis 5% CeO2
0,1 bis 10% SnO2
betragen.
5. Korrosionsschutz-Pigmente nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anteile der Substanzen,
gewichtsbezogen auf den Feststoff
0,1 bis 3% Mangan
0,1 bis 6% Zink
0,1 bis 6% Al2O3
0,1 bis 2,5% CeO2
0,1 bis 5% SnO2
betragen.
0,1 bis 3% Mangan
0,1 bis 6% Zink
0,1 bis 6% Al2O3
0,1 bis 2,5% CeO2
0,1 bis 5% SnO2
betragen.
6. Korrosionsschutz-Pigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper natürliche
Silikatfüllstoffe, insbesondere Feldspat Zeolithe, Talk,
Pyrophyllit, Kaolin, Glimmer, Muskorit, Bentonit, Wollastonit
und Tremolit sind.
7. Korrosionsschutz-Pigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper
Bariumsulfatfüllstoffe, insbesondere Schwerspat und Blanc
fixe, sind.
8. Korrosionsschutz-Pigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper Zinkpigmente,
insbesondere Zink, Zinkoxid, Zinksulfid und Lithopone sind.
9. Korrosionsschutz-Pigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper Eisenglimmer sind.
10. Korrosionsschutz-Pigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper Aluminiumoxid
sind.
11. Verfahren zur Herstellung der Korrosionsschutz-Pigmente nach
einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wäßrige
Lösung, in der lösliche, anorganische und/oder organische
Metallverbindungen des Aluminiums, des Mangans und/oder des
Zinks und/oder des Cers und/oder des Zinns und/oder
Phosphorverbindungen enthalten sind.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als
Aluminiumverbindungen Alkalialuminate, Aluminiumsulfate, -hy
droxide und -halogenide einzeln oder zu mehreren
eingesetzt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch
gekennzeichnet, daß als Mangan-, Zink-, Zinn- und Cer-Ni
trate, -carbonate, -Hydroxide, -Sulfate, -Halogenide, -Ace
tate, -Oxalate, Alkalistannate und vergleichbare
organische Salze einzeln oder zu mehreren eingesetzt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Phosphorsäure ganz oder teilweise
durch einzelne oder mehrere der Phosphatkomponenten
Phosphorpentoxid, Alkaliphosphat, Alkalihydrogenphosphat,
Dihydrogenphosphat, Pyrophosphat, Triphosphat und
Polyphosphat ersetzbar ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die aus natürlichen Silikat- und
Bariumsulfatfüllstoffen bestehenden Festkörper vor der
Oberflächenbeschichtung gemahlen werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Auffällung der
Oberflächenbeschichtung kontinuierlich oder diskontinuierlich
durchgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Auffällung in mehreren Stufen
hintereinander oder durch simultene Zugabe mehrerer
Komponenten erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Auffällung der Aluminiumverbindungen
zum Schluß erfolgt.
19. Verfahren zur Behandlung der nach einem oder mehreren der
Ansprüche 11 bis 18 hergestellten Korrosionsschutz-Pigmente,
dadurch gekennzeichnet, daß diese nach der
Oberflächenbeschichtung einer thermischen Nachbehandlung bei
Temperaturen von 400 bis 1000°C, vorzugsweise 600 bis 900°C
unterzogen werden.
20. Verfahren zur Behandlung der nach einem oder mehrere der
Ansprüche 11 bis 19 hergestellten Korrosionsschutz-Pigmente,
dadurch gekennzeichnet, daß diese am Ende der Herstellung mit
Stift- oder Strahlmühlen aufgemahlen werden.
21. Verwendung der nach den Ansprüchen 11 bis 20 hergestellten
Korrosionsschutz-Pigmente, insbesondere für Grundierung,
Basislackierung, Decklackierung und dergleichen auf Basis von
wäßrigen oder organischen Lösungsmitteln aufweisenden
Bindemittelsystemen, z. B. im Automobilbau, im Eisenbahnbau,
Wasserfahrzeugbau mit Flugzeugbau sowie für den Bautenschutz.
22. Verwendung der nach den Ansprüchen 11 bis 20 hergestellten
Korrosionsschutz-Pigmente für Beschichtungen, insbesondere
für Elektrophoreselacke zur kathodischen oder anodischen
Tauchlackierung.
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| DE19907287A DE19907287A1 (de) | 1998-08-21 | 1999-02-22 | Anorganische Korrosionsschutz-Pigmente und Verfahren zu deren Herstellung |
| ES99931135T ES2177296T3 (es) | 1998-08-21 | 1999-06-22 | Pigmentos inorganicos protectores de la corrosion y procedimiento para su preparacion. |
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| EP99931135A EP1109867B1 (de) | 1998-08-21 | 1999-06-22 | Anorganische korrosionsschutz-pigmente und verfahren zu deren herstellung |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007014683A2 (de) | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Basf Coatings Ag | Chromfreie, zinkarme, korrosionshemmende pigmentmischung, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
-
1999
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- 1999-06-22 DE DE59901360T patent/DE59901360D1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007014683A2 (de) | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Basf Coatings Ag | Chromfreie, zinkarme, korrosionshemmende pigmentmischung, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
| WO2007014683A3 (de) * | 2005-08-04 | 2007-05-24 | Basf Coatings Ag | Chromfreie, zinkarme, korrosionshemmende pigmentmischung, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
| US7513946B2 (en) | 2005-08-04 | 2009-04-07 | Basf Coatings Aktiengesellschaft | Chrome free and zinc-poor, anti-corrosive pigment mixture and method for the production and use thereof |
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|---|---|
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| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SACHTLEBEN CHEMIE GMBH, 47198 DUISBURG, DE |
|
| 8130 | Withdrawal |