CH261171A - Verfahren zur Herstellung eines glatten, festhaftenden, undurchlässigen, hoch korrosionsbeständigen Überzuges auf einem Metallgegenstand und nach diesem Verfahren erhaltener kantiger Metallgegenstand. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung eines     glatten,    festhaftenden, undurchlässigen,  hoch korrosionsbeständigen Überzuges auf einem Metallgegenstand  und nach diesem Verfahren erhaltener kantiger Metallgegenstand.    Die     Verwendung    von     Phenolformaldehy        d-          harzen    zum Schutze von Metallgegenständen  gegen starke Korrosion ist ein Problem, des  sen Lösung während langer Zeit umgangen  worden ist. Gehärtete     Phenolformaldehyd-          harze    sind in trocknendem Öl unlöslich.

   Wird  die Reaktion jedoch unterbrochen, bevor der  Zustand der     Unlöslichkeit    und     Unschmelz-          barkeit    erreicht ist, so ist es möglich, ein in  Alkohol lösliches Harz zu erhalten. Solche  Harze weisen jedoch einen Mangel an Haft  vermögen und Biegsamkeit auf und werden  für die Verwendung als Deckmaterialien als  ungeeignet betrachtet.  



  Es wurde gefunden, dass solche Harze zum  Überziehen von Metall verwendet werden kön  nen, vorausgesetzt, dass sie in einem ölfreien  Medium angewendet werden und dass ein     iner-          tes    Füllmaterial in genügender Menge mit  dem Harz vermischt wird.  



  Beim Überziehen eines Metallgegenstandes,  wie z. B. eines Behälters, einer Walze, eines  Spinnbehälters oder irgendeines andern Me  tallkörpers, von welchem mindestens ein Teil.  der Oberfläche geschützt werden soll, z. B.  eines Körpers mit. Kanten, von welchen minde  stens eine mittels des Harzes geschützt werden       soll,    hat es sich allgemein erwiesen, dass der  Harzfilm zwar auf der Hauptfläche einen  guten Schutz gewährleistet, dass die Korrosion  jedoch an den Ecken und Kanten beginnt und    dann rasch unter dem Harz fortschreitet, wo  durch grosse Stücke des Harzfilmes abblät  tern.  



  Durch Verwendung des Harzes in Form  eines Ölfirnisses könnte diese Schwierigkeit  umgangen werden, vorausgesetzt,     da.ss    genü  gend Schichten verwendet werden. Jedoch zu  folge der Gegenwart des Öls bleibt das Harz  für Korrosion leicht empfänglich.  



  Auch durch Verwendung einer Anzahl  von Deckschichten aus ölfreien Harzen würde  dieses Resultat nicht verbessert werden. Ein  klares Phenolharz ist für diesen Zweck nicht  geeignet, sogar dann, wenn zwölf oder mehr  Schichten desselben verwendet werden.  



  Gemäss der vorliegenden Erfindung wird  ein glatter, festhaftender, undurchlässiger,  hoch korrosionsbeständiger Überzug dadurch  auf einem Metallgegenstand gebildet, dass  mindestens auf einen Teil der Oberfläche des  Gegenstandes eine ölfreie Lösung eines re  aktionsfähigen     Phenolformaldehydharzes    auf  getragen wird, welche     10-45        Volum-          prozent,    bezogen auf das Harz, eines darin  suspendierten,     inerten,    anorganischen, nicht  faserigen Pigmentes enthält, dass der Über  zug getrocknet und erhitzt wird, so dass er  noch reaktionsfähig,

   aber gegen die im Ver  laufe der darauf folgenden     Eintauch-    oder       Spritzbehandlung        verwendeten    Lösungsmittel       inert    bleibt, dass darauf mindestens eine wei-           tere        Schicht    von pigmentiertem ölfreiem Harz  aufgetragen, getrocknet und erhitzt     wird,    so  dass auch     die    neue     Deckschicht    noch     reaktions-          fähig,

      jedoch gegen die im     Verlaufe    einer       darauf    folgenden     Eintauch-    oder     Spritz-          behandlung        verwendeten        Lösungsmittel        inert     bleibt, und dass     schliesslich    die aufgetragenen       Schichten    durch     Anwendung    von Hitze in den  nichtreaktionsfähigen Zustand     übergeführt     werden.     Geeignete        Füllmittel        sind    z. B.

   Ocker,  Siena, Zinnober,     Bariumsulfat,        Lithopon,          Zinkoxyd,        Zinksulfid,        Umbererde,        Titandioxyd     und     Kaolin.    Das Pigment soll anorganisch,  nichtfaserig     -Lind        in    der Harzlösung     suspen-          dierbar    sein. Pigmente, wie z. B. Graphit,  Asbest, Quarz, Albestin, Lampenschwarz und  Zellulose sind aus einem oder mehreren dieser  Gründe ungeeignet.

      Bei     Verwendung    von nur 10     %    Pigment  ist es nötig, mindestens sechs Schichten des  pigmentierten Harzes zu verwenden, -am     einen     Schutz der Ecken     zu    erzielen. Bei Verwen  dung von 40     %    Pigment genügen vier Schich  ten für einen ausreichenden Schutz,     -Lind    bei       Verwendung    von 45     %    Pigment sind zwei       durch        Aiüspritzen    aufgetragene Schichten     für     einen     gründlichen    Schutz der Ecken hinrei  chend.

   Die Frage, warum die Pigmente eine  spezielle     Schutzwirkung    ausüben, ist nicht völ  lig abgeklärt. Auf irgendeiner gegebenen  Oberfläche, zum     Unterschied    von deren Kan  ten, ist das pigmentierte Harz weniger korro  sionsbeständig als das     umpigmentierte    Mate  rial.     Wahrscheinlich    ist die Verbesserung auf  die Tatsache     zurückzuführen,    dass die Pig  mente entgegen der Schrumpfung des Harzes  wirken, wenn das     darin    enthaltene Lösungs  mittel verdampft. Reaktionsfähige Harze des       Phenolformaldehydtypus    enthalten in ge  ringer Menge Wasser, welches im Verlauf der  Backvorgänge verdampft.

   Der Verlust des  selben     bewirkt    eine     Sehriunpfung    des Harzes,  welche an den Ecken     -Lind    Kanten am meisten  in Erscheinung tritt.  



  Welches auch die Ursache dieser Unannehm  lichkeiten sei,     können    diese jedoch durch Zu  satz des Pigmentes behoben werden.    Weiterhin stellt das pigmentierte Harz,       wenn    es     einmal    aufgetragen ist,     eine    Unter  lage     für    das     Anbringen    des klaren, nicht  pigmentierten Harzes dar, welches auf     diese     Weise die     Korrosionsbeständigkeit    des Gegen  standes erhöht.

   Das     heilt,    dass ein     Gegenstand,     dessen     äussere    Oberflächen in ihrer Gesamtheit       mit    dem     pigmentierten    Harz überzogen sind,       hierauf    mit nichtpigmentiertem Harz über  zogen werden     kann,    welch     letzteres    sowohl den  Schutz der Kanten und Ecken als auch der  ebenen Flächen bedingt.

   Durch Bildung einer  zusammengesetzten Serie von Schichten     wird     es auf diese Weise möglich, die Korrosions  beständigkeit in ihrer Gesamtheit des klaren,  nichtpigmentierten Harzes und die Dauerhaf  tigkeit und Deckfähigkeit des pigmentierten       Materials        auszunützen.     



  Metallflächen, die mit einem Überzug ver  sehen     werden    sollen, werden zweckmässig in       einer        Vorbehandlung    mittels Sandstrahls     auf-          gerau.ht    oder mit     einer        kaustischen    Lösung       angeätzt,    -um     ein        Maximum    an Haftfähigkeit  zu erzielen. Der Überzug     kann    durch Auf  spritzen, Eintauchen oder Bürsten aufgetra  gen     werden.     



  Der Überzug kann in Form einer dünnen  Schicht     in    gewöhnlicher Weise aufgetragen  und in genügendem Masse an der     Luft    ge  trocknet werden, so dass das     Lösungsmittel     entweichen kann. Das überzogene Material  wird hierauf zwecks Entfernung aller flüch  tigen Bestandteile erhitzt, wobei das Harz in  einen Zustand versetzt     wird,    dass es im Ver  laufe der darauffolgenden Operation des     Ein-          tauchens    oder     Aufspritzens    vom Lösungsmit  tel nicht angegriffen wird, jedoch nicht so  stark gebacken, dass dessen sämtliche Re  aktionscharakteristika verlorengehen. Hier  auf wird eine zweite Schicht aufgetragen und  die Behandlung wiederholt.

   Es werden andere  Deckschichten angefügt, bis die     gewünschte     Dicke erreicht ist. Normalerweise werden 4 bis  6     und        bevorzugterweise    6 Deckschichten auf  getragen. Nach dem Auftragen der letzten  Schicht     wird    das Material während genügend  langer Zeit     auf    genügend hohe     Temperatur         erhitzt., um das Harz in den Zustand der     Un-          löslichkeit    und     Unschmelzbarkeit    überzu  führen.  



  Auf diese Weise behandelte Flächen sind  gegen die meisten chemischen Agenzien sehr  beständig und besitzen eine hohe Stossfestig  keit. Dieser     L\berzug    ist z. B.     gegen    Schwe  felsäure, Salzsäure,     Fluorwasserstoffsäure,     Chromsäure,     Eisessig,    Ameisensäure, Phos  phorsäure,     Carbolsäure,    Formaldehyd,     Ammo-          niumhydroxyd,        Natriumcarbonat,        Kohlenwas-          serstoffe    usw. in jeglichen Konzentrationen  widerstandsfähig. Er gewährleistet ferner  einen hohen Isolationsschutz     gegen    elektri  schen Strom.

   Die     überzüge    sind besonders ge  eignet zum Schutz von Behältern, Walzen,       Rayonspinnmaschinenteilen,    insbesondere von       Aluminiumspinngefässen,        Aluminiumspinn-          haspeln,        Aluminiumquerträgern,    Leitungs  systemen aus Aluminium, Gebläsen und Ven  tilatoren,     Metallbierfässchen    und Transport  behältern, Röhren, Leitungen,     Fraktionier-          türmen,    Maschinenteilen und dergleichen ge  gen chemische Korrosion.  



  Gemäss einem Beispiel für das erfindungs  gemässe Verfahren wird ein reines Phenol  formaldehydharz verwendet, das erhalten  wurde durch Mischen von 150     Volumteilen     40%igen Formaldehyds und 1 Teil     Ammo-          niumhydroxyd    (26      B6)    mit 100 Teilen Phe  nol, Sieden der Bestandteile am     Rückfhiss,    bis  ein Harz ausfällt., Weiterführung des     Erhit-          zens    während einer halben Stunde, Entfernen  des vorhandenen Wassers durch Vakuum  destillation, bis die Temperatur des Harzes  108-115 C erreicht und eine Probe unter  kaltem Wasser klar bleibt und nicht klebrig  ist.

   Das erhaltene Harz wird hierauf zwecks  Bildung einer etwa 85 % !gen Lösung in     Äthyl-          alkohol    gelöst.  



  Diese Lösung wird mit geeigneten Pigmen  ten vermischt und in einer Kieselmühle ge  mahlen, bis sie frei von bobkörnigen Teil  chen ist. Dazu muss bis zu 96 Stunden lang  gemahlen werden. Das Mahlen muss in der  Harzlösung durchgeführt werden, da die ge  wöhnlichen Lösungsmittel in Abwesenheit von  öl keine suspendierende Wirkung aufweisen.    Beispielsweise werden 35     Volumprozent          Bariumsulfat    als Füllmittel verwendet.. Nach  dein Mahlen wird das Gemisch mit einem  Lösungsmittel versetzt, z.

   B. mit einem solchen  der folgenden     Zusammensetzung:     
EMI0003.0036     
  
    Äthylalkohol <SEP> 50
<tb>  Toluol <SEP> 35
<tb>  Butylalkohol <SEP> 10
<tb>  Amylacetat <SEP> 5 <SEP> %       Die Verdünnung des Harzes im Lösungs  mittel hängt natürlich von der Art des     Ruf-          tragens    und vom Material, auf welches dieses  aufgetragen werden soll, ab. Zum Eintauchen  oder Aufspritzen beispielsweise kann das Harz  derart verdünnt werden, dass ein spezifisches  Gewicht von etwa 1000 erhalten wird. Nach  dem Eintauchen wird der eingetauchte Kör  per abtropfen gelassen, das überschüssige Ma  terial, welches am Boden des Gegenstandes  haftet, wird entfernt und das Lösungsmittel  aus der Deckschicht verdampfen gelassen.

   Der  Gegenstand wird hierauf während etwa  10 Minuten bei etwa     150     C in einem Ofen er  hitzt. Bei 80  C kann während 3 Stunden er  hitzt werden, während bei 100  C während       j/2-1    Stunde erhitzt werden kann. Dieser  Vorgang wird wiederholt, bis 4 Schichten des  Deckmaterials auf diese     -N%Teise    aufgetragen  worden sind. Hierauf werden 2 Schichten des  nichtpigmentierten, im gleichen Lösungsmittel  gelösten Harzes aufgetragen. Nach dem Auf  tragen der letzten Schicht wird ohne     Druck-          anwendung    während etwa 2 Stunden auf  150  C erhitzt.    Der gemäss obigem Verfahren hergestellte       Überzug    weist ein glasartiges Aussehen auf  und besitzt eine bemerkenswerte Härte.

  
  Die Zeiten und Temperaturen können na  türlich variiert werden; es ist jedoch wichtig,  dass die Zwischenschichten vor dem Auftragen  der nächsten Schicht nicht vollständig in den  Zustand der     Unlöslichkeit    und     Unschmelzbar-          keit    übergeführt werden.  



  Das bei der Herstellung des Harzes ver  wendete     Ammoniumhydroxyd    wirkt scheinbar  nur als     Katal-,##sator    und kann durch einen be-           liebigen    andern geeigneten Katalysator ersetzt  werden.  



  Durch Verwendung des     Füllmittels    wer  den Sprünge und andere Schäden im Über  zug, die infolge des     Schrtunpfens    des Harzes  beim Erhitzen auftreten     können,    vermieden.  Das oben     erwähnte        Füllmittel    erhält ferner  die natürliche     Biegsamkeit    des Harzes. Das       Füllmittel    sollte natürlich höchst     inert    sein,       andernfalls        wird    die chemische Widerstands  fähigkeit des Überzuges vermindert.  



  Das Harz ohne Füllmittel ist     zwar    wider  standsfähiger gegen chemische Korrosion als  dasjenige mit Füllmittel, haftet jedoch nicht  so gut, wie ersteres.  



  Je nach der     Deckkraft    der verschieden  artigen Pigmente sind die Mengenverhältnisse  der Pigmente, bezogen auf das Harz, sehr       unterschiedlich.        Beispielsweise    bei     Verwen-          dung    von     Ockerarten,    die ein mittleres     spezi-          fisches    Gewicht von etwa 2,8 aufweisen, wird  ein Mengenverhältnis von etwa 100 Gewichts  prozent, bezogen auf das reine Harz, ange  wendet. In einer     Harzlösung    mit einem Gehalt  von 70 Gewichtsprozent Harz werden bevor  zugterweise 30 Teile Ocker auf 43 Gewichts  teile Harz verwendet.

   Diese Menge kann auf  15 Teile herabgesetzt oder auf etwa 40 bis  45 Teile hinaufgesetzt werden.  



       Sienaarten    mit einem mittleren spezi  fischen Gewicht von 3,3 werden in etwas grö  sserer Gewichtsmenge verwendet. Es werden       bevorzugterweise    35 Teile Siena auf 43 Ge  wichtsteile einer<I>70</I>      Jo        igen        Harzlösung    ver  wendet.     Umbererden    mit einem spezifischen  Gewicht von 3,7 werden     bevorzugterweise          in        einem        Verhältnis    von etwa 40 Teilen     Um-          bererde    auf 43 Teile der     Harzlösung    ver  wendet.  



       Titandioxyd        und        Zinksulfat,    die beide ein  spezifisches Gewicht von etwa 3,9 besitzen,  werden in einem Verhältnis von 42 Gewichts  teilen Pigment     zii    43 Teilen der vorgenannten  Harzlösung     verwendet.     



  Zinnober mit dem spezifischen Gewicht  von etwa 4,3 wird vorzugsweise in einem Ver  hältnis von 45 Gewichtsteile. Zinnober zu    42 Gewichtsteilen der vorgenannten Harz  lösung verwendet.  



       Bariumsulfat    und     Lithopon,    die beide ein  spezifisches Gewicht von etwa 4,3 besitzen,  werden     bevorzugter-weise    in einem Verhält  nis von 46 Gewichtsteilen Pigment zu 43 Tei  len der     vorgenannten    Harzlösung     verwendet.     



  Gemäss einem andern     Ausführungsbeispiel     werden 100 Teile Phenol, 100 Gewichtsteile  40     ö        ige        Formaldehydlösung    und 10 Teile       konz.        Ammoniumhydroxyd        ztun    Sieden ge  bracht. Nach etwa 8-10 Minuten fällt ein  Harz aus. Sobald die Fällung vollständig ist,       wird    aus dem Harz im Vakuum Wasser ab  destilliert, bis eine Probe des Harzes, welches  nun     viskos    geworden ist, unter kaltem Wasser  eine nichtklebrige Perle bildet. In diesem Zeit  punkt des Verfahrens wird unterbrochen und  das geschmolzene Harz zum Abkühlen in Ge  fässe abgefüllt.

   Das Harz wird hierauf zwecks  Bildung einer 70 Gewichtsprozent Harz und  30 Gewichtsprozent Alkohol enthaltenden Lö  sung gelöst.  



  Irgendein anderes reines     Phenolformal-          dehydharz,    welches in Alkohol löslich ist,  kann verwendet werden. Die Harzlösung     wird     hierauf. mit dem Pigment vermischt, in eine  Misch- oder Knetapparatur eingetragen und  während etwa 1 Stunde gründlich durch  mischt. Das Gemisch wird hierauf in eine  Kieselmühle übergeführt, welche bis zur  Hälfte mit Kieselsteinen gefüllt ist, und darin  während mindestens 96 Stunden gemahlen.  



  Statt durch Mahlen in einer     Kieselmühle     kann die Suspension des Pigmentes durch  Mahlen in einer andern Mühle erzeugt wer  den, wobei die Operation zwei- bis viermal  wiederholt wird, bis eine geeignete Suspension  erhalten wird.  



  Da die Verwendung eines klaren, ölfreien  Harzes zu höchster Korrosionsfestigkeit führt,  wird dieses als     Enddeckschieht        bevorzugt.    Es  ist jedoch erwünscht, den letzten Deckschich  ten zu dekorativen Zwecken verhältnismässig  kleine Mengen von Pigmenten     einzuverleiben.     Die letzten Schichten können also überhaupt  kein, oder höchstens so viel Pigment enthal  ten, dass die     Korrosionsbeständigkeit    nicht      wesentlich beeinträchtigt wird. Gewöhnlich  wird der Pigmentgehalt, bezogen auf das     trok-          kene    Harz, 20 Gewichtsprozent nicht überstei  gen. Pigmente, wie z.

   B.     Titandioxyd,    Alu  miniumpulver, Chromgrün und Zinnober  können in     -Mengen    von weniger als 20     %    in  den letzten Schichten zu dekorativen     Zwecken          verwendet.    werden. Eine solche Pigmentmenge  wäre für die an die     darunterliegenden     Schichten gestellten Anforderungen wertlos.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Herstellung eines glatten, festhaftenden, undurchlässigen, hoch korro sionsbeständigen Überzuges auf einem Metall gegenstand, dadurch gekennzeichnet, da.ss min destens auf einen Teil der Oberfläche des Ge genstandes eine ölfreie LÖSlnlg eines reaktions fähigen Phenolformaldehydharzes aufgetra gen wird, welche 10-.I5 Volumprozent, be zogen auf das Harz, eines darin suspendier- ten,inerten,anorganischen,nichtfaserigen Pig mentes enthält, dass der Überzug getrocknet und erhitzt wird, so dass er noch reaktions fähig,

   aber gegen die im Verlaufe der darauf folgenden Eintauch- oder Spritzbehandlung verwendeten Lösungsmittel inert bleibt, da.ss darauf mindestens eine weitere Schicht von pigmentiertem, ölfreiem Harz aufgetragen, ge trocknet und erhitzt wird, so dass auch die neue Decksehieht noch reaktionsfähig, jedoch gegen die im Verlaufe einer darauf folgenden Eintauch- oder Spritzbehandlung verwendeten Lösungsmittel liiert bleibt, und dass schliess lich die aufgetragenen Schichten durch An wendung von Hitze in den nichtreaktionsfähi gen Zustand übergeführt werden.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht eines ölfreien, nicht pigmentierten Phenolformaldehydharzes aufgetragen wird, bevor die Schichten in den nichtreaktions fähigen Zustand übergeführt werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass mindestens 4 Schich ten von pigmentiertem, ölfreiem Harz nach einander aufgetragen werden, und dass diese durch mindestens 2 Schichten von nichtpig mentiertem, ölfreiem Phenolformaldehydharz überdeckt werden. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Pigment in einer Menge von 25-35 Volumprozent, be zogen auf das Harz, verwendet wird. PATENTANSPRUCH II: Kantiger Metallgegenstand, von welchem mindestens eine Fläche und eine angrenzende Kante mit einem glatten, festhaftenden, un durchlässigen, hoch korrosionsbeständigen Überzug versehen ist, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch I. UNTERANSPRÜCHE: 4.

   Metallgegenstand nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fläche und eine angrenzende Kante einen glatten, fest anhaftenden, undurchlässigen, hoch korrosionsbeständigen, nach Patent anspruch I und Unteranspruch 1 hergestell ten Überzug aufweist. 5. Metallgegenstand nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fläche und eine angrenzende Kante einen glatten, fest. anhaftenden, undurchlässigen, hoch korrosionsbeständigen, nach Patentan spruch I und Unteranspruch 1 hergestellten Überzug aufweist, wobei die genannten pig mentierten Schichten 25-35 Volumprozent Pigment enthalten.