PAINTS AND PASTES CONTAINING A CORROSION INHIBITING PIGMENT BASED ON PHOSPHATES

Abstract: 1. Painting composition or paste containing a phosphate based, corrosion-inhibiting pigment for protecting iron and iron alloy surfaces characterized in that the corrosion-inhibiting pigment consists to an extent of 5 to 35 weight % of MgHPO4 .3 H2 O, the balance being CaHPO4 .2 H2 O, and the corrosion-inhibiting pigment is present in the dried protective coating in a pigment volume concentration of 10 to 60, preferably 20 to 40, volume %.

Description: Korrosionsinhibierendes Pigment und Anstrichfarbe auf Phosphatbasis Die Erfindung betrifft ein korrosionsinhibierendes Pigment auf Phosphatbasis fUr den Oberflächenschutz von Eisen und Eisenlegierungen. Es ist seit langem bekannt, Anstrichmittel oder Spachtelmassen auf Bindemittelbasis, die Metallphosphate als schUtz endes Pigment enthalten, fUr den Aufbau von Schutzschichten auf Oberflächen aus Eisen oder Eisenlegierungen gegen die atmosphärische Korrosion zu verwenden. So wird in der GB-PS 915 512 ein Pigment auf Basis von Calciumphosphat und Zinkphosphat oder in der GB-PS 990 167 ein Gemisch aus Calciumphosphat und Zinkoxid beschrieben. In der DE-OS 24 58 706 werden als korrosionsinhibierende Pigmente Magnesiumphosphate, insbesondere Trimagnesiumorthophosphat, beansprucht. Gemäss der DD-PS 114 423 wird als korrosionsinhibierendes Pigment ein saures Magnesiumphosphat vorgeschlagen, dem gegebenenfalls Aluminiumpaste zugeeetzt werden kann. Die nicht toxischen korrosionsinhibierenden Pigmente auf Phosphatbasis ergeben nicht den guten Korrosionsschutz wie die toxischen Pigmente von Bleimennige oder Metall- chromaten, insbesondere von Zinkchromaten. Diese Pigmente weisen jedoch den Nachteil auf, dass es bei oberflächenbe handeltem Eisen oder Eisenlegierungen in Schweissnähten zu einer unerwünschten Porenbildung kommt und ausserdem sowohl die Blei- als auch die Chromatverbindungen bei Schleifund Schweissvorgängen in Stäube überführt werden und deshalb aus arbeitsmedizinischen Gründen Absaugvorrichtungen nötig sind. Ausserdem erfordern die modernen Punktschweissverfahren einen kleinen elektrischen Widerstand, der bei wasserfreien Pigmenten nicht immer gegeben ist. Es war daher die Aufgabe gestellt, ein ungiftiges hochwirksames, korrosionsinhibierendes Pigment zu finden, welches in einem einfachen Arbeitsgang als Schutzschicht auf die Oberfläche von Eisen und Eisenlegierungen aufgebracht werden kann und bei nachträglichen Schweissarbeiten nicht stört. Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die ungenügende korrosionsinhibierende Wirkung der Einzelkomponenten Dicalciumphosphat und Dimagnesiumphosphat synergistisch gesteigert wird, wenn als korrosionsinhibierendes Pigment eine Mischung der sekundären Phosphate von Calcium und Magnesium eingesetzt wird. Dieser synergistische Effekt bei der Verwendung einer Mischung des sekundären Dicalcium- und Dimagnesiumphosphates erstreckt sich über einen weiten Mischungsbereich. Die Mischung der kristallwasserhaltigen Phosphate kann bestehen aus 3 - 97 Gew% des CaHPO4 . 2 H20, Rest MgHPO4 . 3 H20, ohne dass die synergistische Wirkung der Phosphat-Pigment-Mischung verlorengeht Besonders gute korrosionsinhibierende Eigenschaften haben Pigment-Mischungen, die bestehen aus 5 - 35 Gew' des MgHPO4 . 3 h2O, Rest CaHPO4 . 2 H20. Es hat sich gezeigt, dass bis zu 95 Gew% ds Pigments durch Pigmentstreckungsmittel mit nur geringer Änderung der korrosionsinhibierenden Wirkung austauschbar sind. Als Pigmentstreckungsmittel können z.B. Baryte, Talkum, Erdalkalicarbonate oder Wollastonit eingesetzt werden. Es hat sich weiter gezeigt, dass die erfindungsgemässen korrosionsinhibierenden Pigmente keine die spätere Farbgebung beeinflussende Eigenfarbe besitzen. Gegenstand der Erfindung sind somit korrosionsinhibierende Pigmente, die bestehen aus einer Mischung aus Dicalciumund Dimagnesiumphosphat, welche durch Bindemittel, wie z.B. trocknende Öle, selbsthärtende Harze oder wässrige Suspensionsfarben, auf der Oberfläche fixiert werden. Die erfindungsgemässen- korrosionsinhibierenden Pigmente können in hnstrichfarben wie lufttrocknenden Farben, in Einbrennlacken oder als Paste für den Oberflächenschutz von Eisen und Eisenlegierungen eingesetzt werden, wobei den Anstrichfarben oder Pasten übliche Bindemittel, Lösemittel, Füllstoffe und gebräuchliche Parbenveredelungsmittel zugesetzt werden können. Gebräuchliche Farbenveredelungsmittel können ohne wesentlichen Einfluss auf die korrosionsinhibierenden Eigenschaften der erfindungsgemässen Pigmente miteinander verarbeitet werden. Derartige gebräuchliche Far benveredEungsmittel sind beispielsweise Titandioxid als Trübungsmittel, Asbestine oder Porzellanerde zur Verhütung des Absetzens der Feststoffe, Antimonoxid zur Verhütung des Auskreidens , Äthyl-methyl-Ketoxim gegen Hautbildungsvorgänge und Diatomeenerde zur Förderung des Ausbreitens der Anstrichmittel. Das Pigment soll in der Anstrichfarbe oder Paste in einer Pigmentvolumenkonzentration (PvK) von 10 bis 60, vorzugs weise 20 bis 40, Vol% vorhanden sein Unter Pigmentvolutnen- konzentration wird der Volumenprozentsatz aller im Gesamt volumen der getrockneten Schutzschicht enthaltenen Pigment te, einschliesslich der Pigmentstreckungsmittel, verstanden. Die erfindungsgemäBen Pigmente worden in Kurzzeittests geprüft nach dem Salzsprühtest (ASTM B 117-64), dem Schwitzwassertest (DIN 509 17) und dem Kesternichtest (DIN 50018). Zur Testauswertung werden die Prüfbleche nach ihrem Rostgrad (Europäische Skala des Verrostungsgrades von Korrosi onsschutzanstrichen - zu beziehen von "Fédération Nationale des Industries des Peintures, Vernis, Encres d'Imprimerie et Couleurs Fines, 42, Av. Narceau - 75008 Paris"-),ihrem Blasengrad (DIN 53209) und der Unterrostung am Kreuzschnitt bewertet. Den genormien Rostgrad- und Blasengradgrössen sowie der nach eigener Übereinkunft in Millimetern ausgemessenen Unterrostung werden jeweils Bewertungsziffern (BZ) von 0 bis 100 derart zugeordnet, dass mit steigendem Rostgrad bzw. Blasengrad bzw. Unterrostungsgrad die Bewertungsziffern von 100 auf 0 abfallen. In jedem der 3 Tests kann eine maximale Bewertungsziffer von 300 dann erreicht werden, wenn ein 100 zeiger Korrosionsschutz vorliegt. Um eine quantitative Aussage über das Korrosionsschutzpigment zu erhalten, werden die drei Bewertungsziffern zu einer einzigen Kennziffer (KZ) zusammengefasst. Der Salzsprühtest gibt die Schutzwirkung bei atmosphärischen Langzeiteinflüssen am besten wieder. Deshalb wird der Salzsprüh- test bei der Errechnung der Kennziffer mit dem doppelten Gewicht gewertet. Die Kennziffer wird errechnet nach der Formel: @#B@(Sa@zsp.) + B@(Sc@witzw.) + B@(Kestern@@n.) # 100 KZ = 1200 Bei 100 %igem Korrosionsschutz errechnet sich eine maximal mögliche Kennziffer vor 100 Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert: Beispiel 1 Folgende Bestandteile wurden in einem mit Rührvorrichtung versehenen Mischbehälter homogenisiert: Alkydharz (Alftalat AF 342#, 38,0 Gew.-Teile Fa. Hoechst AG) Äthylglykol 4,0 " " Testbenzin 4,0 " " n-Butanol 0,5 " " Hautverhinderungsmittel (Additol XL 297#) 0,5 " " Fa. Hoechst AG) Dimethyl-dioctadecyl-ammoniummontmorillo- 1,0 " " nit (Bentone 34; 10 ig, Fa. Titangesellschaft) Talkum 3,2 " " Bariumsulfat 4,6 " " Titandioxid (RN 59, Fa. Titangesellschaft) 4,8 " " Summe CaHPO4 . 2 H,O + MgHPO4 . 3 H2O 5,2 " Es wurde ein Korrosionsschutzmittel mit einer Pigmentvolumenkonzentration PVK = 20 eingestellt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengefasst. Beispiel 2 Folgende Bestandteile wurden wie in Beispiel 1 homogenisiert: Alkydharz (Alftalat AF 342#) 38,0 Gew.-Teile Äthylglykol 4,0 " " Testbenzin 4,0 Gew.-Te n-Butanol 0,5 " Hautverhinderungsmittel (Additol XI 2@7(@@) 0,5 Dimethyl-dioctadecyl-ammoniummontmerillonit 1,0 (Bentone 34; 10 %ig) Talkum 10,0 Bariumsulfat 11,0 Titandioxid (RN 59) 13,0 " Summe CaHP04 . 2 H2O + MgHP04 . 3 H20 18,0 Es wurde ein Korrosionsschutzmittel mit einer Pigmentvolumenkonzentration PVK = 36 eingestellt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengefasst. Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel) Das Beispiel 1 wurde nachgearbeitet mit dem Unterschied, dass anstelle von CaHP04 . 2 H20 und MgHPO4 . 3 H20 ein Zinkphosphat-Pigment der chemischen Formel Zn3(P04)2 2 H20 eingearbeitet wurde. Es wurde eine Pigmentvolumenkonzentration PVK = 36 eingestellt. Das Ergebnis ist in der Tabelle notiert. Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel) Das Beispiel 1 wurde nachgearbeitet mit dem Unterschied, dass anstelle von MgHP04 . 3 H20 ein Zinkoxid-Pigment eingearbeitet wurde. Das Mischungsverhältnis von CaHP04 2 H20 zu Zinkoxid betrug 75 : 25. Es wurde eine Pigmentvolumenkonzentration PVK = 36 eingestellt. Das Ergebnis ist in der Tabelle notiert. T A B E L L E EMI7.1 Gewichtsprozent-Anteile <SEP> im <SEP> Aktivpigment <SEP> Kennziffer <tb> CaHPO4 <SEP> . <SEP> 2 <SEP> H2O <SEP> MgHPO4 <SEP> . <SEP> 3 <SEP> H2O <SEP> Zn3(PO4)2 <SEP> . <SEP> 2 <SEP> H2O <SEP> Zn <SEP> O <SEP> PVK <SEP> = <SEP> 20 <SEP> PVK <SEP> = <SEP> 36 <tb> 100 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 55 <SEP> 63 <tb> 97 <SEP> 3 <SEP> - <SEP> - <SEP> 61 <SEP> 70 <tb> 95 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> - <SEP> 66 <SEP> 75 <tb> 90 <SEP> 10 <SEP> - <SEP> - <SEP> 68 <SEP> 79 <tb> 80 <SEP> 20 <SEP> - <SEP> - <SEP> 70 <SEP> 78 <tb> 70 <SEP> 30 <SEP> - <SEP> - <SEP> 70 <SEP> 74 <tb> 60 <SEP> 40 <SEP> - <SEP> - <SEP> 67 <SEP> 71 <tb> 50 <SEP> 50 <SEP> - <SEP> - <SEP> 65 <SEP> 69 <tb> 40 <SEP> 60 <SEP> - <SEP> - <SEP> 66 <SEP> 72 <tb> 30 <SEP> 70 <SEP> - <SEP> - <SEP> 61 <SEP> 68 <tb> 20 <SEP> 80 <SEP> - <SEP> - <SEP> 59 <SEP> 67 <tb> 10 <SEP> 90 <SEP> - <SEP> - <SEP> 60 <SEP> 63 <tb> 5 <SEP> 95 <SEP> - <SEP> - <SEP> 57 <SEP> 60 <tb> 3 <SEP> 97 <SEP> - <SEP> - <SEP> 52 <SEP> 60 <tb> - <SEP> 100 <SEP> - <SEP> - <SEP> 51 <SEP> 58 <tb> - <SEP> - <SEP> 100 <SEP> - <SEP> - <SEP> 55 <tb> 75 <SEP> - <SEP> - <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 67 <tb>

Claims: Korrosionsinhibierendes Pigment und Anstrichfarbe auf Phosphatbasis Patentansprüche 1. Korrosionsinhibierendes Pigment auf Phosphatbasis für den Oberflächenschutz von Eisen und Eisenlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Mischung der sekundären Phosphate von Calcium und Magnesium besteht. 2. Korrosionsinhibierendes Pigment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus sekundären Phosphaten der kristallwasserhaltigen Verbindungen CaHP04 . 2 H20 und MgHP04 . 3 H20 besteht. 3. Korrosionsinhibierendes Pigment nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es aus 3 bis 97 GewN MgHP04 3 H20, Rest CaHPO4 . 2 H20 besteht. 4. Korrosionsinhibierendes Pigment nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus 5 bis 35 Gew%' MgHP04 . 3 H20, Rest CaHP04 . 2 H20 besteht. 5. Anstrichfarbe oder Paste für den Oberflächenschutz von Eisen und Eisenlegierungen, enthaltend das korrosions inhibierende Pigment nach einem der Ansprüche 1 - 4. 6. Anstrichfarbe oder Paste nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass in der getrockneten Schutzschicht das Pigment in einer Pigmentvolumenkonzentration von 10 bis 60, vorzugsweise von 20 bis 40, Volf vorhanden ist. 7. Anstrichfarbe oder Paste nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass bis zu 95 Gew des Pigments durch Pigment- streckungsmittel ersetzt sind.

Inventors: HESTERMANN, KLAUS, DR., HEYMER, GERO, DR., KANDLER, JOACHIM, DR., MIETENS, GERHARD, DR., WASEL-NIELEN, HORST-DIETER, DR.
Applicants: HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1979
Main classification: C09C1
IPC codes: C09D5, C09C1, C01B25