CS247844B1 - Anticorrosive pigment - Google Patents
Anticorrosive pigment Download PDFInfo
- Publication number
- CS247844B1 CS247844B1 CS594185A CS594185A CS247844B1 CS 247844 B1 CS247844 B1 CS 247844B1 CS 594185 A CS594185 A CS 594185A CS 594185 A CS594185 A CS 594185A CS 247844 B1 CS247844 B1 CS 247844B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- pigment
- phosphate
- coating
- corrosion
- coatings
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Antikorozní pigment, kterým je cyklo-tetrafosforečnan divápenatý, při použití do nátěrových hmot vykazuje výrazné antikorozní - inhibičaí vlastnosti, snadnou aplikaci do nátěrových hmot umožňují jeho dobré pigmentové vlastnosti. Koncentrace pigmentu v nátěrové hmotě, nutná k docílení jejího dostatečného antikorozního účinku je poměrně nízká. Pigment je tepelně velmi stabilní, takže je použitelný i pro vysokoteplotní účely. Obsahuje snadno dostupnou vápenatou složku a jeho příprava je technologicky nenáročná. Vynález může mít použití v pigmentářském průmyslu a v průmyslu nátěrových hmot.The anticorrosive pigment, which is dicalcium cyclotetraphosphate, when used in coatings exhibits significant anticorrosive - inhibitory properties, its good pigment properties enable easy application in coatings. The concentration of the pigment in the coating, necessary to achieve its sufficient anticorrosive effect, is relatively low. The pigment is very thermally stable, so it can also be used for high-temperature purposes. It contains a readily available calcium component and its preparation is technologically undemanding. The invention can be used in the pigment industry and in the coating industry.
Description
Vynález se týká použití cyklo-tetrafosforečnanu divápenatého jako antikorozního pigmentu .The invention relates to the use of dicalcium cyclotetraphosphate as an anti-corrosion pigment.
Fosforečnany různých kovů jsou schopny potlačovat zejména u železných materiálů korozi kyslíkem ve vodném prostředí. Jimi uvolňované fosforečnanové ionty reagují s korozí vzniklými ionty železa, které váží za vzniku nerozpustného fosforečnanu.Phosphates of various metals are able to suppress oxygen corrosion in aqueous environments, especially in ferrous materials. The phosphate ions released by them react with iron ions formed during corrosion, which bind to form insoluble phosphate.
Povlak tohoto fosforečnanu pak zároveň anodicky pasivuje povrch kovu. Inhiblční účinky mohou vykazovat i kationty kovu z použitého fosforečnanu. Známé je např. inhiblční působení iontů zinku a vápníku vůči oceli.The coating of this phosphate then anodically passivates the metal surface. Metal cations from the phosphate used can also have inhibitory effects. For example, the inhibitory effect of zinc and calcium ions on steel is well known.
V poslední době se rozšiřuje použití fosforečnanů jako antikorozních pigmentů. Jde především o jednoduché fosforečnany některých kovů, které mají nahradit olovnaté antikorozní pigmenty. Nejrozšířenějším je jednoduchý fosforečnan zinečnatý - Zn3/PO4/2.2H2O, známý je také fosforečnan chromitý - CrPO4.3H2O.Recently, the use of phosphates as anti-corrosion pigments has been expanding. These are mainly simple phosphates of some metals, which are intended to replace lead-based anti-corrosion pigments. The most widespread is simple zinc phosphate - Zn 3 /PO 4 / 2 .2H 2 O, chromium phosphate - CrPO 4 .3H 2 O is also known.
Inhibični schopnosti jednoduchých fosforečnanů jsou však nižší než schopnosti některých olovnatých pigmentů. Fosforečnan zinečnatý má také poměrně vysoký obsah zinečnaté složky, která je méně účinná než fosforečnanová složka. Složka kationtu kovu je také většinou surovinově .náročná.The inhibitory capabilities of simple phosphates are, however, lower than those of some lead pigments. Zinc phosphate also has a relatively high content of zinc, which is less effective than the phosphate component. The metal cation component is also usually resource-intensive.
Příprava jednoduchých fosforečnanů srážecími pochody, je vzhledem k nutnosti jejich získání ve formě přesně definovaných hydrátů poměrně náročnou operací, navíc s použitím čistých výchozích surovin. Jednoduché fosforečnany jsou také částečně rozpustné ve vodných prostředcích, což může mít při jejich širokém využití i nepříznivé hygienické a ekologické důsledky.The preparation of simple phosphates by precipitation processes is a relatively demanding operation due to the necessity of obtaining them in the form of precisely defined hydrates, moreover, using pure starting materials. Simple phosphates are also partially soluble in aqueous media, which may have adverse hygienic and ecological consequences if they are widely used.
Jejich použití ve formě hydrátů také omezuje teplotní oblast jejich aplikace a nedovoluje použití do nátěrových hmot pro výšeteplotní účely; dále může komplikovat i závěrečné operace úpravy pigmentu při jeho výrobě, či při operaci jeho dispergace do nátěrové hmoty.Their use in the form of hydrates also limits the temperature range of their application and does not allow their use in coatings for higher-temperature purposes; it can also complicate the final operations of pigment treatment during its production or during the operation of its dispersion into the coating.
Nutné koncentrace jednoduchých fosforečnanů v nátěrových hmotách je třeba, k docílení dostatečných inhibičních účinků, volit poměrně vysoké. Účinnost inhibice fosforečnanových pigikentů vzroste, použije-li se polymernich fosforečnanů. Je známo použití tzv. fosf orečnanových skel, která obsahují aniont v podobě polymerního fosforečnanového řetězce /tzv. vyšší lineární fosforečnany/.The necessary concentrations of simple phosphates in coatings must be chosen relatively high to achieve sufficient inhibitory effects. The effectiveness of inhibiting phosphate pigments increases if polymeric phosphates are used. The use of so-called phosphate glasses is known, which contain an anion in the form of a polymeric phosphate chain /so-called higher linear phosphates/.
Jde např. o systémy, obsahující fosforečnanové řetězovité anionty a vedle kationtů alkalických kovů /Na, K/ i kationty některých alkalických zemin /Ca, Mg/ a další kationty Zn, Cd, Al, Fe. Tato skla však mají také některé nedostatky v důsledku problémů vznikajících při jejich přípravě i aplikaci.These include, for example, systems containing phosphate chain anions and, in addition to alkali metal cations /Na, K/, cations of some alkaline earths /Ca, Mg/ and other cations Zn, Cd, Al, Fe. However, these glasses also have some shortcomings due to problems arising during their preparation and application.
Je to nutnost získání homogenní taveniny v první fázi jejich přípravy a tím použití vysokých teplot /800 až 1 300 °C/; dále to je těkání fosforečnanové složky z taveniny a vysoká agresivita taveniny, zvyšující konstrukční nároky na výrobní zařízení a také poměrně obtížné mletí sklovitého produktu, kdy se i při intenzívním mletí nedosáhne povrchu částic odpovídajícím spotřebou oleje běžným pigmentům.This is due to the necessity of obtaining a homogeneous melt in the first phase of their preparation and thus the use of high temperatures /800 to 1,300 °C/; furthermore, there is the volatilization of the phosphate component from the melt and the high aggressiveness of the melt, increasing the design demands on the production equipment, and also the relatively difficult grinding of the glassy product, when even with intensive grinding, the particle surface corresponding to the oil consumption of conventional pigments is not achieved.
Po aplikaci těchto skel do nátěrových hmot se pak nepříznivě projevuje jejich schopnost navlhávání. Přitom dochází k rozpadu fosforečnanových řetězců. Vzhledem k obsahu kationtů a aniontů tak může přecházet fosforečnanové sklo poměrně rychle na jednoduché fosforečnany odpovídající většinou vysoce rozpustným dihydrogenfosforečnanům, což je z hlediska dlouhodobého inhibičního působení nátěru nevýhodné.After application of these glasses to coatings, their wetting ability is adversely affected. In this case, the phosphate chains break down. Due to the content of cations and anions, phosphate glass can be converted relatively quickly into simple phosphates, which mostly correspond to highly soluble dihydrogen phosphates, which is disadvantageous from the point of view of the long-term inhibitory effect of the coating.
•Navíc se tyto fosforečnany z nátěru snadno vymývají, čímž se nátěrový film rozrušuje, stává se snadno propustným pro plynná i kapalná média a účinek jeho ochranného povlaku se ztrácí. Známo je také navrhované použití cyklo-tetrafosforečnanu dizinečnatého jako antikorozního pigmentu /čs. autorské osvědčení č. 245071/, které odstraňuje většinu nedostatků uvedených pro jednoduché fosforečnany i pro fosforečnanová skla.•In addition, these phosphates are easily washed out of the paint, which disrupts the paint film, makes it easily permeable to gaseous and liquid media and loses the effect of its protective coating. The proposed use of dizinc cyclotetraphosphate as an anti-corrosion pigment is also known /Czech. copyright certificate No. 245071/, which eliminates most of the shortcomings mentioned for simple phosphates and phosphate glasses.
Jeho určitou nevýhodou je cena zinečnaté složky, i když je její obsah v tomto pigmentu nižší než v případě jednoduchého fosforečnanu zinečnatého používaného v praxi. Druhou nevýhodou by pak mohl být obsah této složky při širším použití pigmentu ve styku s vodou k zásobování obyvatelstva, i když, vzhledem k velmi nízké rozpustnosti pigmentu i nižšímu obsahu této složky a nižší nutné koncentraci pigmentu v nátěrové hmotě, je toto nebezpečí opět několikanásobně menší než u jednoduchého fosforečnanu.Its certain disadvantage is the price of the zinc component, even though its content in this pigment is lower than in the case of simple zinc phosphate used in practice. The second disadvantage could be the content of this component in the case of wider use of the pigment in contact with water for supplying the population, although, due to the very low solubility of the pigment and the lower content of this component and the lower necessary concentration of the pigment in the coating, this danger is again several times smaller than in the case of simple phosphate.
Uvedené nedostatky odstraňuje vynález spočívající v použití cyklo-tetrafosforečnanu divápenatého jako antikorozního pigmentu. Pro použití do nátěrových hmot má tato látkaThe above-mentioned shortcomings are eliminated by the invention consisting in the use of dicalcium cyclotetraphosphate as an anti-corrosion pigment. For use in paints, this substance has
2 pžiznivé základní pigmentové vlastnosti - hustotu /3,84 g/cm /, měrný povrch /0,15 m /g/, spotřebu oleje /18,6 g lněného oleje na 100 g c-Ca2P4O12/; je prakticky bílá se zhruba 90 % odrazivostí v celé oblasti viditelné části spektra a snadno dispergovatelná do nátěrových hmot.2 beneficial basic pigment properties - density /3.84 g/cm /, specific surface /0.15 m /g/, oil consumption /18.6 g of linseed oil per 100 g of c-Ca 2 P 4 O 12 /; it is practically white with approximately 90% reflectance in the entire visible part of the spectrum and easily dispersible into paints.
Při své syntéze může vznikat bud v přímo potřebné práškovité podobě, nebo ji lze do této podoby snadno převést při vlastní dispergaci do nátěrové hmoty. Příprava cyklo-tetrafosforečnanu divápenatého není technologicky náročná na přesné dodržování podmínek reakcí a na kvalitu výchozích surovin a není tak energeticky náročná jako příprava fosfátových skel.During its synthesis, it can be produced either in the directly required powder form, or it can be easily converted into this form during its own dispersion into the coating material. The preparation of dicalcium cyclotetraphosphate is not technologically demanding in terms of precise adherence to reaction conditions and the quality of the starting materials, and it is not as energy-intensive as the preparation of phosphate glasses.
Lze použít levného přírodního vápence, vápenného mléka /hydroxidu vápenatého/ či odpadního uhličitanu vápenatého a méně kvalitní, zředěné kyseliny fosforečné. Cyklů-tetrafosforečnan divápenatý obsahuje vápenatou a fosforečnou složku v molárním poměru jedna ku dvěma, to je příznivější ve prospěch účinnější fosforečné složky.Cheap natural limestone, milk of lime (calcium hydroxide) or waste calcium carbonate and lower quality, diluted phosphoric acid can be used. Dicalcium tetraphosphate contains calcium and phosphorus components in a molar ratio of one to two, which is more favorable in favor of the more effective phosphorus component.
Obsahuje anionty v podobě tetrafosforečnanových cyklů, tvořených čtyřmi svázanými tetraedry /P04/. Jsou to velmi stabilní anionty výhodné z hlediska pigmentových a antikorozních vlastností cyklo-tetrafosforečnanu. Vyplývá z toho jednak jeho tepelná stabilita /až do teploty tání 900 °C/. což umožňuje výhodnou aplikaci i do antikorozních nátěrů pro vysokoteplotní použití a dále jeho obtížná a pozvolná rozpustnost ve vodných prostředích.It contains anions in the form of tetraphosphate cycles, formed by four bonded tetrahedra /P0 4 /. These are very stable anions, advantageous in terms of pigment and anti-corrosion properties of cyclotetraphosphate. This results in its thermal stability /up to a melting point of 900 °C/, which allows for advantageous application in anti-corrosion coatings for high-temperature use, and also in its difficult and slow solubility in aqueous environments.
Při rozpouštění c-Ca2P^O12 musí totiž docházet nejprve k hydrolytickému štěpení tetrafosforečnanových cyklů. V případě průchodu vlhkostí nátěrem a atakování částic cyklotetrafosforečnanu molekulami vody, přechází potom fosforečnanové ionty do rozpustné formy postupným procesem. Tím se tyto pasivující ionty uvolňují jen pozvolna a prakticky regulovaně podle míry korozního působení prostředí.When dissolving c-Ca 2 P^O 12 , hydrolytic cleavage of tetraphosphate cycles must first occur. In the case of moisture passing through the coating and attack of cyclotetraphosphate particles by water molecules, phosphate ions then pass into soluble form by a gradual process. Thus, these passivating ions are released only slowly and practically regulated according to the degree of corrosive action of the environment.
V prvním, nejpomalejším stadiu se jich postupně uvolňuje jen jedna polovina, nebot druhá polovina' zůstává dále vázána v podobě vznikajícího difosforečnanu divápenatého, na který c-Ca2P4O12 pozvolna přechází. Přechod je z větší části topochemickým dějem, takže tvarový charakter původních mikročástic pigmentu zůstává zachován.In the first, slowest stage, only half of them is gradually released, as the other half remains bound in the form of the resulting dicalcium diphosphate, to which c-Ca 2 P 4 O 12 gradually converts. The conversion is largely a topochemical process, so the shape of the original pigment microparticles remains preserved.
Tím potom nedochází ke vzniku nežádoucích otvorů - mikropórů - v nátěrovém filmu, jež by dalšímu postupu koroze napomáhaly. Druhým stupněm případného rozpouštění pigmentu v nátěrové hmotě je pozvolný přechod vzniklých difosforečnanových částic za postupného uvolňování další třetiny fosforečnanových inhibujících aniontů na jednoduchý fosforečnan vápenatý, který má rovněž antikorozní schopnosti.This prevents the formation of undesirable holes - micropores - in the paint film, which would further promote corrosion. The second stage of possible dissolution of the pigment in the paint is the gradual transition of the resulting diphosphate particles, with the gradual release of another third of the phosphate inhibitory anions, to simple calcium phosphate, which also has anti-corrosion properties.
V dalším jsou uvedeny příklady některých pigmentových a inhibičních schopností cyklo-tetrafosforečnanu divápenatého a jejich srovnání s komerčními fosforečnanovými pigmenty.The following are examples of some of the pigmentary and inhibitory properties of dicalcium cyclotetraphosphate and their comparison with commercial phosphate pigments.
c-CagP^Oj^g vykazuje příznivé hodnoty pH vodných výluhů i velmi dobré inhibiční schopnosti tohoto výluhu vůči ocelovému plechu. U ocelových plechů opatřených nátěrem s cyklo-tetrafosf orečnanem divápenatým byly zaznamenány nižší úbytky hmotnosti korozí při zkouškách v kondenzační komoře /CSN 038 131/ a v komoře s patami kyseliny chlorovodíkové /ČSN 673 094/, než u plechů s nátěry obsahujícími komerční fosforečnanové pigmenty.c-CagP^Oj^g shows favorable pH values of aqueous leachates and very good inhibitory abilities of this leachate towards steel sheet. Steel sheets coated with dicalcium cyclotetraphosphate showed lower weight losses due to corrosion during tests in a condensation chamber /CSN 038 131/ and in a chamber with hydrochloric acid heels /ČSN 673 094/ than sheets coated with commercial phosphate pigments.
Menší byly také plochy poškozeného nátěru s ο-032Ρ^0^2 při zrychlené ponorové zkoušce odolnosti proti podkorodování /podle Macha a Schiffmana - ČSN 673 087/ a stejně tak při klasifikační zkoušce nátěrové hmoty /ČSN 673004/ v kondenzační komoře s parami oxidu siřičitého a v roztoku chloridu sodného s peroxidem vodíku; menší byly také relativní úbytky hmotnosti ocelových plechů ve výluzích nátěrových filmů /ČSN 673 004/.The areas of damaged coating with ο-032Ρ^0^ 2 were also smaller in the accelerated immersion test of resistance to undermining corrosion /according to Mach and Schiffman - ČSN 673 087/ and the same in the classification test of the coating material /ČSN 673004/ in a condensation chamber with sulfur dioxide vapors and in a sodium chloride solution with hydrogen peroxide; the relative weight losses of steel sheets in paint film leachates /ČSN 673 004/ were also smaller.
Přiklad 1Example 1
Byly stanoveny některé vlastnosti cyklo-tetrafosforečnanu divápenatého, mající vztah k jeho pigmentovému použití a inhibičnímu působení:Some properties of dicalcium cyclotetraphosphate have been determined, related to its pigmentary use and inhibitory action:
měrná hmotnost spotřeba lněného oleje pH vodného výluhuspecific gravity linseed oil consumption pH of aqueous extract
- 8 dní po vložení ocelového plechu- 8 days after inserting the steel sheet
- 8 dní po vyjmutí ocelového plechu inhibiční vlastnosti vodného výluhu- 8 days after removing the steel sheet, the inhibitory properties of the aqueous extract
- korozní úbytky oceli po 8 dnech ponoření do výluhu /mg/g/- corrosion losses of steel after 8 days of immersion in the leachate /mg/g/
3,84 g/cm^3.84 g/cm^
18,6 g oleje/100 g c-Ca^P^O^j18.6 g oil/100 g c-Ca^P^O^j
5,125.12
5,985.98
5,825.82
1,0331,033
Příklad 2Example 2
Byly srovnávány inhibiční schopnosti nátěrů připravených s pomocí tří olejových nátěrových hmot obsahujících jako antikorozní pigmentThe inhibitory capabilities of coatings prepared using three oil-based coatings containing as an anticorrosive pigment were compared.
- cyklo-tetrafosforečnan divápenatý /c-Ca2P4O12/- dicalcium cyclotetraphosphate /c-Ca 2 P 4 O 12 /
- komerční jádrový pigment tvořený jednoduchým fosforečnanem zinečnatým vysráženým na částečkách oxidu železitého /Zn^/PO^/^FejO^/- commercial core pigment formed from simple zinc phosphate precipitated on iron oxide particles /Zn^/PO^/^FejO^/
- komerční jádrový pigment tvořený jednoduchým fosforečnanem zinečnatým vysráženým na částečkách oxidu titaničitého /Zn2/PO^/2-TiO2/.- a commercial core pigment consisting of simple zinc phosphate precipitated on titanium dioxide particles /Zn 2 /PO^/ 2 -TiO 2 /.
Nátěrová hmota s c-Ca2P^O12 měla složení /hmot. %/ 29 % lněného oleje, 43 % pigmentu železité červeně, 10 % pigmentu zinkové běloby, 7 % mastku, 1 % sikativ /1 % oktanátu kobaltnatého v benzínu/ a 10 % c-Ca^P^O^j.The coating material with c-Ca 2 P^O 12 had a composition (wt. %) of 29% linseed oil, 43% iron red pigment, 10% zinc white pigment, 7% talc, 1% siccative /1% cobalt octanate in gasoline/ and 10% c-Ca^P^O^j.
Nátěrové hmoty s jádrovými pigmenty obsahovaly: 29 % lněného oleje, 7 % mastku, 1 % sikativ a 63 i jádrového pigmentu; jádrové pigmenty obsahovaly vždy 16 % fosforečnanu zinečnatého, což odpovídalo 10 % jednoduchého fosforečnanu zinečnatého v nátěrové hmotě/.The coatings with core pigments contained: 29% linseed oil, 7% talc, 1% siccatives and 63% core pigment; the core pigments always contained 16% zinc phosphate, which corresponded to 10% simple zinc phosphate in the coating.
S nátěry připravenými podle ČSN 673 004 na ocelovém plechu tlouštky 0,6 mm, válcovaném za studená, byly provedeny korozní zkoušky /tab./.Corrosion tests were performed with coatings prepared according to ČSN 673 004 on cold-rolled steel sheet 0.6 mm thick /table/.
TabulkaTable
PŘEDMĚT vynálezuSUBJECT OF THE INVENTION
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS594185A CS247844B1 (en) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | Anticorrosive pigment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS594185A CS247844B1 (en) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | Anticorrosive pigment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS247844B1 true CS247844B1 (en) | 1987-01-15 |
Family
ID=5405347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS594185A CS247844B1 (en) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | Anticorrosive pigment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS247844B1 (en) |
-
1985
- 1985-08-15 CS CS594185A patent/CS247844B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0331600B1 (en) | A corrosion inhibiting pigment and a process for the manufacturing thereof | |
| AU746950B2 (en) | Media for water treatment | |
| JP4082726B2 (en) | Anticorrosive pigment and composition containing the above pigment | |
| GB1573793A (en) | Corrosion inhibitio n | |
| EP0434391B1 (en) | Fungicidal and corrosion inhibiting paint pigments | |
| US3589858A (en) | Inhibiting the corrosion of metals in a water system | |
| JPH0550444B2 (en) | ||
| CS247844B1 (en) | Anticorrosive pigment | |
| CA2075243C (en) | Method of dispersing iron | |
| GB2129812A (en) | Compositions for inhibiting corrosion of metal surfaces | |
| JP2848672B2 (en) | High-temperature water-based corrosion inhibitor | |
| CS253098B1 (en) | Anticorrosive pigment | |
| CS248540B1 (en) | Anti-corrosion pigment | |
| CS253192B1 (en) | Beige anticorrosive pigment | |
| KR20010041229A (en) | Corrosion-protective pigment and use thereof | |
| CS245071B1 (en) | Anti-corrosion pigment | |
| CS256138B1 (en) | Anti-corrosion pigment | |
| GB2099416A (en) | Water soluble glasses and anticorrosive paints incorporating them | |
| JP2003113482A (en) | Rust prevention pigment composition for water-based paint | |
| DK172470B1 (en) | Anti-corrosive coating compositions and their use to prevent corrosion, rusting and rust staining | |
| JP4210943B2 (en) | Water-based anti-corrosion paint | |
| KR930000095B1 (en) | Method for producing a polymeric phosphate rust inhibitor. | |
| CS259337B1 (en) | Yellow-green thermally highly stable pigment with anticorrosive effects | |
| CS260488B1 (en) | Anti-corrosion thermally stable pigment | |
| CS262501B1 (en) | Anticorrosive thermal-stable pigments |