RUST-TRANSFORMING AND RUST-PREVENTING FILM-FORMING COMPOSITION, AND USE THEREOF

Abstract: 1. Rust-transforming and rust-preventing filmforming composition which has a pH value of 3 - 5 and contains as rust-transformer an aromatic carboxylic acid with at least one phenolic hydroxy group characterized in that the composition is a solution which contains as further component a film forming cationic synthetic resin dissolved in a solvent system containing water, water miscible organic solvents and at least one dihydric or polyhydric alcohol as hydroscopic additive.

Description: TITEL DER ERFINDUNG Rostumwandelnde und vor dem Weiterrosten schützende filmbildende Zusammensetzung und deren Verwendung HINTERGRUND DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine rostumwandelnde und vor dem Weiterrosten schUtzende filmbildende Zusarnitiensetzung, die als Rostumwandler eine aromatische Carbonsäure mit mindestens einer phenolischen Hydroxylgruppe enthält. Dieser Rostumwandler reagiert mit Rostfilmen oder Rostpartikeln, die auf einem Eisen enthaltenden Substrat anwesend sind, unter Bildung eines rostschtitzenden Eisenkomplexes. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung der erfindungsgemässen filmbildenden ZusammensCtzungen zur Schützung von entsprechenden Eisen enthaltenden oder eine Eisenlegierung enthaltenden Sub straten., Zu diesem Zwecke werden die Zusammerasetzungen auf das Substrat aufgebracht und gegebenenfalls auf dem Substrat anwesende Rostteilchen oder Rostfilme werden in einen entsprechenden schwarz gefärbten oder blau gefärbten Eisenkomplex umgewandelt. Die aufgebrachten Schichten sind gut haftende zusammenhängende Schutzschichten. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK Es ist bekannt, dass syntbetisch hergestellte oder in der Natur vorkommende aromatische Car bonsuren mit mindestens einer phenolischen Hydroxyl gruppe oder Ester derselben, beispielsweise Gerbstoffe, Tannin, Gallussäure und deren Ester, in entsprechenden rostumwandelnden und vor dem Weiterrosten schtitzenden Zusammensetzungen als rostumwandelnde Komponente e inge- setzt werden können. Die Hauptkomponente von Rost ist Eisen-III-Hydroxid, bezw. eine Mischung aus Eisen-III- Hydroxiden und Eisen-III-Qxiden. Das Eisen-III-Eydraxid reagiert mit den genannten, mindestens eine phenolische Hydroxidgruppe aufweisenden Carbonsäuren und deren Estern unter Bildung eines blau oder schwarz gefärbten Eisen komplexes. Es sei in diesem Zusammenhange beispielsweise auf die USA-Patentschrift Nr. 4,086,182 verwiesen. Die in der genannten USA-Patentschrift beschriebenen rostumwandelnden Mittel enthalten ferner emulgiert oder dispergiert in einem wässrigen Medium ein synthetisches Bindemittel, wie zum Beispiel ein Harz auf Basis von Akrylaten oder Akrylatcopolymerisate-n, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat und ähnlichem. Die mit diesen bisher bekannten Zusammensetzungen aufgebrachten Schutzschichten wiesen ferner keine ausreichende Lösungsmittelbeständigkeit auf und wenn derartige Schichten mit weiteren Spezialanstrichen überschichtet werden sollten, war die Ueberstreichbarkeit schlecht und Produkte, wie Chlorkautschuklack, Zweikomponentenlacke und ähnliche, wiesen auf den aufgebrachten Schutzschichten nur eine schlechte Haftung auf. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Rostschutzmittel bestand darin, dass sie durch Aufstreichen aufgebracht werden mussten, weil eine Aufbringung mit Hilfe einer Spraydose durch Schaumbildung nicht möglich war. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Ziel der vorliegenden Erdindung war es, neue rostumwandelnde und vor dem Weiterrosten schUtzen- de filmbildende. Zusammensetzungen zu entwickeln, in denen die rostumwandelnde Komponente eine aromatische Carbonsäure mit mindestens einer phenolischen Hydroxylgruppe ist. Diese rostumwandelnden Zusammensetzungen sollen auf dem Substrat eine gut haftende und gleichmässige Schicht ergeben, die eine ausreichende Lösungsmittelbeständigkeit aufweist, damit, falls erwünscht, noch weitere Lackschichten dardber aufgetragen werden können und diese dann eine gute Haftung auf der Schicht der rostumwandelnden Zusammensetzung aufweisen. Ferner sollte mit den rostumwandelnden Zusammensetzungen eine vollständige Umwandlung des Rostes stattfinden und es sollte möglich sein, diese Zusammensetzungen so zu formulieren, dass sie aus einer Spraydose aufgebracht werden können. Ueberraschenderweise zeigte es sich, dass die angestrebten Ziele dadurch erreicht werden können, indem man in einem Lösungsmittelsystem auf Basis von Wasser und wassermischbaren organischen Lösungsmitteln, zusätzlich zu der rostumwandelnden Komponente, ein darin gelöstes filmbildendes kationisches Kunstharz und ferner einen hygroskopischen Zusatz einsetzt. BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine rostumwandelnde und vor dem Weiterrosten schützende filmbildende Zusammensetzung, die als Rost umwandler eine aromatische Carbonsäure mit mindestens einer phenolischen Hydroxylgruppe enthält und die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie als weitere Komponente ein filmbildendes kationisches Kunstharz, gelöst in einem Lösungsmittelsystem auf Basis von Wasser und wassermischbaren organischen Lösungsmitteln, und einen hygroskopischen Zusatz enthält und dass die Zusammensetzung einen pH-Wert von 3 - 5 aufweist. Als hygroskopischer Zusatz wird in den erfindungsgemässen Zusammensetzungen vorzugsweise ein zwei- oder mehrwertiger Alkohol eingesetzt, wie zum Beispiel Aethylenglykol, Propylenglykol, Butylgylkol, Glycerin oder Mischungen aus zwei- oder mehr derartigen Alkoholen. In den erfindungsgemässen rostumwandeln- den filmbildenden Zusammensetzungen ist das fiibi'l- dende kationische Kunstharz in dem Lösungsmittelsystem auf Basis von Wasser und wassermischbaren organischen Lösungsmitteln gelöst. Die bisher bekannten Rostand- ler enthielten die filsbildende Kunstharzkomponente dispergiert in dem Lösungsmittelsystem. Dabei'ergaben sich die folgenden Nachteile. Es war eine Aufbringung der Zusammensetzungen aus einer Sprühdose nicht möglich, weil sich dabei Schäume bildeten und durch die Schaumblasen eine gleichmässige Auftragung und ein guter Kontakt zwischen der aufgebrachten Schutzschicht und dem behandelten Substrat verunmögldcht wurde. Bei den bis jetzt bekannten Zusammensetzungen war auch die Lagerbeständigkeit ungenügend. Die in den erfindungsgemässen rostumwandelnden Zusammensetzungen als filmbildende Komponente eingesetzten kationischen Harze weisen bei den angewand ten pH-Werten im Bereich von 3 bis 5 in dem Lösungsmittelsystem auf Basis von Wasser und wassermischbaren organischen Lösungsmitteln eine ausreichend hohe Löslichkeit auf, sodass sie in Form von Lösungen eingesetzt werden können. Dadurch erübrigt sich die Verwendung von irgendwelchen Dispergiermitteln, welche zu den unerwünschten Schaumbildungen bei Auftragung der bisher bekannten Zusammensetzungen aus der Sprühdose fUhrten. Die in den erfindungsgemässen rostumwandelnden Zusammensetzungen enthaltenen hygroskopischen Zusätze gewährleisten, dass nach der Auftragung der Zusammensetzung eine langsame Trocknung stattfindet und damit eine vollständige Umwandlung von Rostteilchen in den Eisenkomplex mit der mindestens eine phenolische Hydroxylgruppe aufweisende aromatische Carbonsäure erfolgt. Bei der langsamen Abtrocknung findet ferner während der Filmbildung keine Wasserabsonderung statt, sodass ein gleichmässiger, zusammenhängender Schutzfilm gebildet wird. Bevorzugte kationische Kunstharze, die in den erfindungsgemässen Zusammensetzungen eingesetzt werden, sind kationische Epoxid-aminadduktharze. Wenn die erfindungsgemässen Zusammensetzungen so formuliert sind, dass sie aus einer Sprülidose aufgebracht werden können, dann tritt bei der Auftragung keinerlei Schaumbildung auf Aufgrund der Tatsache, dass die Zusammensetzung nur gelöste Komponenten und keine dispergierten Komponenten enthält, besitzen die fraglichen Formulierungen, beispielsweise in Spraydosen abgepackte Formulierungen, eine gute Lagerbeständigkeit. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemässen Zusammensetzungen noch als weitere Komponente einen Weichmacher ftir das kationische Kunstharz enthalten. Die Zugabe von derartigen Weichmachern kann insbesondere bei solchen Zusammensetzungen von Vorteil sein, die aus einer SprUhdose aufgetragen werden sollen. Als Weichmacher sind beispielsweise Chlorparaffin-Urethanharze verwendbar. Im allgemeinen wird der Weichmacher in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des in der Zusammensetzung anwesenden filmbildenden kationischen Kunstharzes eingesetzt. Wie bereits erwähnt wurde, müssen die er findungsgemässen Zusammensetzungen einen pH-Wert im Bereich von 3 bis 5, beispielsweise einen pH-Wert von etwa 4 bis 5, aufweisen, damit eine ausreichende Löslichkeit des kationischen Kunstharzes in dem angewandten Lösungsmittelsystem auf Basis von Wasser und wassermischbaren organischen Lösungsmitteln gewährleistet ist. Im auge- meinen ist es vorteilhaft, zur Einstellung des pH-Wertes eine Säure zuzusetzen. Speziell vorteilhaft ist es, zu diesem Zweck eine organische Carbonsäure zuzusetzen, wobei Ameisensäure speziell bevorzugt ist, weil durch ihre Anwesenheit die Komplexierungsreaktion zwischen der aromatischen, mindestens eine phenolische Hydroxylgruppe aufweisenden Carbonsäure und dem Rost initiiert, bzw. beschleunigt wird. Als wassermischbares organisches Lösungsmittel werden in den erfindungsgemässen Zusammensetzungen vorzugsweise niedere Alkohole oder niedere Ketone verwendet, wie zum Beispiel Methanol, Aethanol, Propanol, Aceton oder Methyläthylketon. Bevorzugte erfindungs gemäss e rostumaan- delnde Zusammensetzungen sind durch Sprühen auftragbare Zusammensetzungen. Diese sind vorzugsweise in einer korrosionsbeständigen Sprühdose abgepackt, welche als weitere Komponente ein Treibmittel enthält. Aus Gründen der Sicherheit und der Vermeidung einer Umweltbelastung ist als Treibmittel Kohlendioxid bevorzugt. Eine bevorzugte derartige erfindungsgemässe, in einer Sprühdose abgepackte Zusammensetzung, weist einen pH-Wert im Bereich von 4,0 - 5,0 auf und sie enthält die folgenden Komponenten, in den angegebenen Mengen, die jeweils auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung bezogen sind: 12 - 15 Gew.-% kationisches Epoxyd-aminadduktharz, 55 - 62 Gew.-% Aceton, 10 - 13 Gew.-% Wasser, 5,0 - 5,6 Gew.-% Butylglykol, 1,4 - 2,0 Gew.-O Chlorparaffin-Urethanharz, 2,1 - 3,0 Gew.-% Aethylenglykol, },4 - 2,0 Gew.-5'o Ameisensäure, 0,8 - 1,0 Gew.-5'o Tannin oder Gallussäure und 2,9 - 3,7 Gew.-% Kohlendioxid. Gemäss einer weiteren AusfUhrungsart der Erfindung sind die erfindungsgemässen rostumwandelnden Zusammensetzungen solche, welche auf das Eisen oder Eisenlegierungen enthaltende Substrat durch Eintauchen oder Aufstreichen aufgebracht werden. Eine bevorzugte derartige durch Eintauchen oder Aufstreichen auftragbare erfindungsgemässe Zusammensetzung enthält die folgenden Komponenten, in den angegebenen Mengen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung: 28 - 32 Gew,- kationisches Epoxyd-aminadduLtharz, 11- 13 Gew.-% Aceton, 9 - 11 Gew.-% Aethanol, 33 - 35,5 Gew.-% Wasser, 5 - 7 Gew.-% Aethylenglykol, 6 - 7 Gew.-% Ameisensäure und 0,8 - 1,6 Gew.- Tannin oder Gallussäure. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemässen rostumwandelnden und vor dem Weiterrosten schützenden filmbildenden Mittel zur Behandlung von Eisen oder Eisenlegierungen enthaltenden Substraten. Diese Verwendung ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Mittel auf das eisenhaltige Substrat aufträgt, wobei die aromatische Carbonsäure, die mindestens eine phenolische Hydroxylgruppe aufweist, mit den allenfalls auf dem Substrat vorhandenen Rostpartikeln einen schwarz ge färbten Eisenkomplex bildet und wobei nach dem Trocknen der Schicht der aufgebrachten Zusammensetzungen eine zusammenhängende Schutzschicht vorliegt, die eine gute Lösungsmittelbeständigkeit aufweist und gute Raftungs- eigenschaften gegenüber gegebenenfalls darauf aufgebrachten weiteren Anstrichschichten besitzt. Bei der Verwendung einer solchen filmbildenden Zusammensetzung, die in einer korrosionsbeständigen Sprühdose abgepackt ist, wird die Zusammensetzung durch SprUhen auf das Substrat in einer gleichmässigen Schicht aufgetragen. Vor der Aufbringung der erfindungsgemässen rostumwandelnden und vor dem Weiterrosten schUtzen- den filmbildenden Zusammensetzungen soll von dem Eisen oder eine Eisenleglerung enthaltenden Substrat Fett, Schmutz und loser Rost entfernt werden. Beispielsweise kann man stark verrostete Stellen vor der Auftragung abbürsten und auch unterrostete Farbschichten, beispielsweise bei einer Autokarosserie, sollen vor der Auftragung der erfindungsgem'äss'e'n' rostumwandelnden, Zusammensetzungen entfernt werden. Nach der Auftragung der erfindungsgemäs- sen rostumwandelnden Zusammensetzungen verwandelt sich der Rost in eine schwarze Korrosionsschutzschicht, durch die ferner auch ein Weite2rrosten des Substrates verbin- dert werden soll. Wenn Über die erfindungsgemässe filmbildende Zusammensetzung keine weitere Schicht an Farben, Lack oder ähnlichem aufgetragen werden soll, sondern die Schicht aus der fiimbildenden Zusammensetzung den Endanstrich des Substrates darstellen soll, dann ist es im allgemeinen zweckmássig! etwa bp bis 14 Stunden nach der Aufbringung der ersten Schicht aus der sost;- umwandelnden, filmbildenden Zufammensetzung eine zweite Schicht aus der rostumwandelnden filmbildenden, Zusammensetzung aufzutragen. Ein spezielier Vorteil der auf das Substrat aufgetragenen Schichten aus den erfindungsemäs sen rostumwandeinden Zusammensetzungen besteht, jedoch darin, dass diese nicht nur auf dem Eisen oder eine Eisenlegierung enthaltenden Substrat eine hervorragende Haftfestigkeit besitzen, sondern dass auf diese Schicht aus der rostumwandelnden Zusammensetzung noch weitere Beschichtungen aufgetragen werden können, beispielsweise aus Kunstharz, Lacken, Oelfarben oder ähnlichen derartigen Materialien und dass dann diese weiteren Schichten auf der Schicht aus der rostumwandelnden Zusammen setzung eine hervorragend gute Haftung aufweisen. Die Erfindung sei nun anhand von Beispielen näher erläutert. Diese sollen Jedoch in keiner Weise als einschränkend bezüglich des allgemeinen Erfindungsgedankens betrachtet werden. Beispiel 1 In diesem Beispiel wird eine in einer korrosionsbeständigen Sprühdose abgepackte rostumwandelnde und vor dem Weiterrosten schützende filmbildende Zusammensetzung beschrieben, die durch Aufsprühen auf das Eisen oder eine Eisenlegierung enthaltendes Substrat aufgebracht werden kann. Die Zusammensetzung enthielt die folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung: 16,7 Gew.-% kationisches Epoxyd-aminaddukt, 59 Gew.-% Aceton, 11,8 Gew.-% Wasser, 5,3 Gew.-% Butylglykol, bzw. Aethylenglycol-mono n-buty läther der Formel HO-Ch2-ch2-O-C4h9, 1,7 Gew,4o Chlorparaffin-Urethanharz, 2,6 Gew.-% Aethylenglykol, 1,7 Gew.-% Ameisensäure, 0,9 Gew.-% Tannin oder Gallussäure und ferner 3,3 Gew.-% Kohlendioxid. Der pH-Wert dieser Zusammensetzung betrug etwa 4,5. BeisP el 2 In diesem Beispiel wird eine rostumwan- delnde und vor dem Weiterrosten schützende filmbildende Zusammensetzung beschrieben, die durch Eintauchen oder Aufstreichen auf das Eisen oder eine Eisenlegierung enthaltendes Substrat aufgebracht werden kann. Diese Zusammensetzung enthielt die folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen, Jeweils bezogen auf das'Gesamtgewicht der Zusammensetzung: 30,0 Gew.-% kationisches Epcxyd-aminaddukt, 34,2 Gew.- Wasser, 12,0 Gew.-% Aceton, 10,0 GeZ.-% Aethanol, 6,0 Gew.-% Aethylenglykol, 6,6 Gew.-% Ameisensäure, l,2 Gew.-% Tannin oder Gallussäure. Der pH-Wert dieser Zusammensetzung lag im Bereich von 4 - 4,5. Beispiel 3 Die Zusammensetzung enthielt die gleichen Komponente in den im Beispiel 1 angegebenen Mengen, mit Ausnahme dessen, dass sie kein Butylglycol enthielt und statt dessen insgesamt 8,9 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, an Aethylenglycol ent- hielt. Die Zusammensetzung wies einen pH-Wert von etwa 4,5 auf und sie wurde wiederum zusammen mit 4,0 Gew.-% Kohlendioxid, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, in einer korrosionsbeständigen Sprühdose abgepackt

Claims: Ansprüche 1. Rostumwandelnde und vor dem Weiterrosten schützende filmbildende Zusammensetzung, die als Rostumwandler eine aromatische Carbonsäure mit mindestens einer phenolischen Hydroxylgruppe enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung als weitere Komponente ein filmbildendes kationisches Kunstharz, gelöst in einem Lösungsmittelsystem auf Basis von Wasser und wassermischbaren organischen Lösungsmitteln und einen hygroskopischen Zusatz enthält, und dass die Zusammensetzung einen pH-Wert von 3 - 5 aufweist. 2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als hygroskopischen Zusatz zwei- oder mehrwertige Alkohole, vorzugsweise Aethylenglykol, Propylenglykol, Butyl-glykol, Glycerin oder Mischungen aus zwei- oder mehr derartigen Alkoholen enthält. 3. Zusammensetzung nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie als in dem Lösungsmittelsystem gelöstes kationisches Kunstharz ein Epoxy aminadduktharz enthält. 4. Zusammensetzung nach einem der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine organische Säure, vorzugsweise Ameisensäure, zur Einstellung des pH-Wertes der Zusammensetzung auf einen Wert von 3 bis 5, vorzugsweise 4 bis 5, enthält. 5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie als wassermischbares organisches Lösungsmittel einen niederen Alkohol oder ein niederes Keton enthält, vorzugsweise Methanol, Aethanol, Propanol, Aceton oder Methyläthylket on. 6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie als weitere Komponente einen Weichmacher für das kationische Kunstharz, vorzugsweise ein Chlorparaffin-Urethanharz enthält. 7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine in einer korrosionsbeständigen Sprühdose abgepackte, Zusammensethung ist, welche als weitere Komponente ein, Treibmittel, vorzugsweise Kohlendioxid, enthält. 8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen pH-Wert von 4,0 bis 5,0, vorzugsweise 4,4 bis 4,6, aufweist und dass sie in einer Sprühdose abgepackt ist und die folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, enthält: : 12 - 15 Gew.-%, vorzugsweise 16,7 Gew.- kationische 5 Ep oxyd-aminaddukt 55 - 62 Gew.-%, vorzugsweise 59 Gew.-5'a Aceton, 10 - 13 Gew.-5'o, vorzugsweise 11,8 Gew.-% Wasser, 5,0 - 5,6 Gew.-%, vorzugsweise 5,3 Gew.-% Butylglykol, 1,4 - 2,0 Gew.-0/o, vorzugsweise 1,7 Gew.-0/o Chlor paraffin-Urethanharz, 2,1 - 3,0 Gew.-%, vorzugsweise 2,6 Gew.-% Aethylenglykol, 1,4 - 2,0 Gew,-Sd, vorzugsweise 1,7 Gew.-% Ameisensäure und 0,8 - l,O Gew.-, vorzugsweise 0,9 Gew.aK Tannin oder Gallussäure sowie zusätzlich 2,9 - 3,7 Gew.-%, vorzugsweise 3,3 Gew.-% Kohlendioxid. 9. Verwendung der rostumwandelnden und vor dem Weiterrosten schützenden filmbildenden Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 zur Behandlung von Eisen oder Eisenlegierungen enthaltenden Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass man die Lösung auf das eisenhaltige Substrat aufträgt, wobei die aromatische Carbonsäure, die mindestens eine phenolische Hydroxylgruppe aufweist, mit den allenfalls auf dem Substrat vorhandenen Rostpartikeln einen schwarz gefärbten Eisenkomplex bildet und wobei nach dem Trocknen der Schicht der aufgebrachten Zusammensetzung eine zusammenhängende Schutzschicht vorliegt, die eine gute Lösungsmittelbeständig- keit aufweist und gute Haftungseigenschaften gegenüber gegebenenfalls darauf aufgebrachten weiteren Anstrichschichten besitzt. 10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Zusammensetzung gemäss Anspruch 7 durch Aufspruhen aus einer korrosionsbeständigen Sprühdose in Form einer gleichmässigen Schicht auf das Substrat auf bringt.

Inventors: LIEBERHERR, BRUNO
Applicants: ENVIRO-CHEMIE AG
Application year: 1986
Main classification: C09D5
IPC codes: C23C22, C09D5