[0001] Die Erfindung betrifft die Verwendung von wäßrigen Dispersionen auf Basis von Carboxlgruppen-haltigem
Bindemittel, dessen Carboxylgruppen mindestens teilweise neutralisiert sind, für
das Druckluftstrahlen.
[0002] Beim Bautenschutz ist es regelmäßig notwendig, vor Aufbringen eines Überzugs das
Substrat - meist Stahl - von Rost oder den Resten eines alten Überzugs zu befreien.
Eine bewährte Methode hierfür ist das als "Sandstrahlen" bekannte Druckluftstrahlen.
Wegen der dabei auftretenden Staubentwicklung, die insbesondere aufgrund der Zusammensetzung
der alten Überzüge (man denke beispielsweise an Mennige oder Zinkchromat) physiologisch
nicht immer unbedenklich ist, hat man schon frühzeitig daran gedacht, in den das Strahlmittel
enthaltenden Tragluftstrom eine Flüssigkeit einzubringen, die zusammen mit diesem
gegen die zu behandelnde Oberfläche geblasen wird und so die Stäube mindestens temporär
bindet (US-PS 2 405 854, 2 440 643).
[0003] Dieses als "Naßstrahlen" bezeichnete Verfahren hat man dadurch verbessert, daß die
Flüssigkeit in Form eines Nebels in den Tragluftstrom eingebracht wird, so daß die
notwendige Flüssigkeitsmenge reduziert werden konnte ("Feuchtstrahlen", DE-OS 2 724
318).
[0004] Eine Weiterentwickung dieses Verfahrens besteht darin, daß man die Flüssigkeit als
Schaum in den Tragluftstrom einbringt und damit die wirksame Oberfläche der einzubringenden
Flüssigkeit stark vergrößert (DE-OS 3 415 174).
[0005] Bei den geschilderten Verfahren hat man zum Teil auch bereits daran gedacht, Korrosionsschutzmittel,
wie z.B. Zink oder Blei in Form von Metallstaub oder von chemischen Verbindungen,
in den Tragluftstrom einzubringen. Es hat jedoch bislang eine Methode gefehlt, die
sämtlichen Wünschen Rechnung tragen konnte.
[0006] Aufgabe der Erfindung war deshalb das Auffinden von Zusätzen zum Druckluftstrahlen,
die eine gute Bindung der anfallenden Stäube bei guter Entsorgungsmöglichkeit mit
einem gleichzeitig hochwirksamen vorläufigen Korrosionsschutz verbinden sollten.
[0007] Überraschenderweise wurde gefunden, daß Carboxylgruppenhaltige organische Bindemittel,
deren Carboxylgruppen mindestens teilweise mit bestimmten Aminen neutralisiert worden
sind, das geschilderte Problem lösen.
[0008] Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer wäßrigen Dispersion auf Basis von
organischem Bindemittel, dessen Carboxylgruppen (vor der Neutralisation) einer Säurezahl
von 40 bis 70 entsprechen und zu mindestens 60, vorzugsweise zu mindestens 70 %,
insbesondere zu mindestens 80 % durch ein tertiäres Amin der Formel
NR¹R²R³
worin
R¹, R², R³ unabhängig voneinander C₁-C₆-Alkyl, C₆-C₁₂-Aryl, Hydroxy-C₂-C₃-alkyl
bedeuten,
neutralisiert sind,
für das Druckluftstrahlen.
[0009] Die erfindungsgemäß zu verwenden wäßrigen Dispersionen gestatten neben der in erster
Linie erwünschten Bindung des Staubes durch die andauernde Staubbindung eine unproblematische
Entsorgung, bieten einen überraschend guten temporären Korrsionsschutz und sind mit
nachfolgenden Korrosionsschutzbeschichtungen verträglich.
[0010] Als organisches Bindemittel für die erfindungsgemäß zu verwendenden Dispersionen
eignen sich vorzugsweise (1) ölfreie Polyester, (2) Alkydharze, (3) Acrylatharze und
(4) Polyurethane.
[0011] Unter
ölfreien Polyestern (1) und unter
Alkydharzen (2) versteht man durch Polykondensation nach bekannten Verfahren aus Alkoholen und Carbonsäuren
hergestellte Polykondensate der Art, wie sie z.B. in Römpp's Chemielexikon, Bd. 1,
S. 202, Frankh'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 1966 definiert oder bei D.H. Solomon,
The Chemistry of Organic Filmformers, S. 75 - 101, John Wiley & Sons Inc., New York,
1967, beschrieben sind.
[0012] Unter "Alkydharzen" werden in dieser Anmeldung fettsäure- bzw. ölmodifizierte Polyester
verstanden.
[0013] Für die Synthese der Polyester (1) bzw. Alkydharze (2) bevorzugte Säurekomponenten
sind aliphatische, cycloaliphatische gesättigte oder ungesättigte und/oder aromatische
mehrbasische Carbonsäuren, vorzugsweise Di-, Tri- und Tetracarbonsäuren, mit 2 bis
14, vorzugsweise 4 bis 12 C-Atomen pro Molekül oder deren veresterungsfähige Derivate
(z.B. Anhydride oder Ester), z.B. Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure,
Tetrahydro- und Hexahydrophthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäure,
Bernsteinsäure, Glutarsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Trimellithsäure und Trimellithsäureanhydrid
und Pyromellithsäureanhydrid. Phthalsäureanhydrid ist die gebräuchlichste Säurekomponente.
[0014] Für die Synthese der Polyester (1) bzw. Alkydharze (2) bevorzugte Alkohole sind aliphatische,
cycloaliphatische und/oder araliphatische Alkohole mit 1-15, vorzugsweise 2-6 C-Atomen,
und 1-6, vorzugsweise 1-4, an nichtaromatische C-Atome gebundenen OH-Gruppen pro
Molekül, z.B. Glykole wie Ethylenglykol, Propandiol-1,2 und -1,3, Butandiol-1,2, -1,3,
und -1,4, 2-Ethylpropandiol-1,3, 2-Ethylhexandiol-1,3, Neopentylglykol, 2,2-Trimethylpentandiol-1,3,
Hexandiol-1,6, Cyclohexandiol-1,2 und -1,4, 1,2- und 1,4-Bis-(hydroxymethyl)-cyclohexan,
Adipinsäure-bis-(ethylenglykolester); Etheralkohole wie Di- und Triethylenglykol,
Dipropylenglykol; Dimethylolpropionsäure, oxalkylierte Bisphenole mit 2 C₂-C₃-Oxalkylgruppen
pro Molekül, perhydrierte Bisphenole; Butantriol-1,2,4, Hexantriol-1,2,6, Trimethylolethan,
Trimethylolpropan, Trimethylolhexan, Glycerin, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Mannit
und Sorbit. Die gebräuchlichsten Alkohole sind Glycerin, Trimethylolpropan, Neopentylglykol
und Pentaerythrit.
[0015] Für die Herstellung der Polyester (1) bzw. Alkydharze (2) bevorzugte Monocarbonsäuren
sind aliphatische, cycloaliphatische gesättigte und ungesättigte und/oder aromatische
Monocarbonsäuren mit 3-24 C-Atomen pro Molekül wie Benzoesäure, p-tert.-Butylbenzoesäure,
Tolylsäure, Hexahydrobenzoesäure, Abietinsäure und Milchsäure.
[0016] Die Alkydharze (2) bzw. Polyester (1) können auch einwertige Alkohole mit 1 bis
8 C-Atomen wie Methanol, Propanol, Cyclohexanol, 2-Ethylhexanol, Benzylalkohol in
Mengen bis zu 15 Gew.-%, bezogen auf Alkydharz (2) bzw. Polyester (1), einkondensiert
enthalten. Ebenso ist es möglich, bis zu 25 % der Esterbindungen durch Urethanbindungen
zu ersetzen.
[0017] Zur Einführung dieser Urethanbindungen geeignet sind Polyisocyanate, vorzugsweise
Diisocyanate. Für diesen Zweck bevorzugte Diisocyanate sind aliphatische, cycloaliphatische,
araliphatische, aromatische und heterocyclische Diisocyanate, wie sie z.B. von W.
Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie
562, Seiten 75-136, beschrieben werden, beispielsweise Ethylen-diisocyanat, 1,4-Tetramethylendiisocyanat,
1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1,12-Dodecandiisocyanat, Cyclobutan-1,3-diisocyanat,
Cyclohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan
(DE-AS 1 202 785), 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische
dieser Isomeren, Hexahydro-1,3- und/oder -1,4-phenylen-diisocyanat, Perhydro-1,3′-
und/oder -4,4′-diphenylmethan-diisocyanat, 1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4-
und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemischer dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4′-
und/oder -4,4′-diisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat.
[0018] In den Alkydharzen (2) beträgt die Öllänge, berechnet als Triglycerid und bezogen
auf das Alkydharz (2), in der Regel 5 bis 50, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-%. Die trocknenden
oder nichttrocknenden Fettsäuren, die im allgemeinen 6 bis 24 C-Atome enthalten, können
entweder als solche oder in Form ihrer Glycerinester (Triglyceride) eingesetzt werden.
[0019] Als bevorzugt sind pflanzliche und tierische Öle, Fette oder Fettsäuren zu nennen,
wie z.B. Kokos-, Erdnuß-, Ricinus-, Holz-, Oliven-, Sojabohnen-, Lein-, Baumwollsaatöl,
Saffloröl oder -ölfettsäuren, dehydratisiertes Ricinusöl bzw. -fettsäure, einfach
ungesättigte Fettsäuren, Schmalz, Talg und Trane, Tallölfettsäure sowie synthetische
Fettsäuren, die durch Konjugierung oder Isomerisierung aus natürlichen ungesättigten
Ölen oder Fettsäuren hergestellt sein können. Bevorzugte gesättigte Fettsäuren sind
z.B. Kokosölfettsäuren, 2-Ethylhexansäure, Isononansäure (3,4,4-Trimethylhexansäure)
sowie Palmitin- und Stearinsäure.
[0020] Das als Zahlenmittel bestimmte Molekulargewicht der Polyester (1) bzw. Alkydharze
(2) beträgt 2000 - 10,000 (bis zu Molekulargewichten von 5000 dampfdruckosmometrisch
bestimmt in Dioxan und Aceton, wobei bei differierenden Werten der niedrigere Wert
als korrekt angesehen wird; bei Molekulargewichten über 5000 membranosmometrisch in
Aceton bestimmt).
[0021] Bevorzugte
Acrylatharze (3) sind Copolymerisate mit als Zahlenmittel bestimmten Molekulargewichten M
n von 600 bis 5000, wobei mindestens 2 der folgenden Monomeren als Ausgangsprodukte
gewählt werden können:
Acrylsäure und Methacrylsäure;
Acrylsäure- und Methacrylsäurealkylester mit 1-18, vorzugsweise 1-8 C-Atomen in der
Alkoholkomponente, wie z.B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat,
n-Butylacrylat, tert.-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat und die entsprechenden
Methacrylsäureester;
Acrylsäure- und Methacrylsäurecyclohexylester; Ester der Acrylsäure und Methacrylsäure
mit zweiwertigen, gesättigten, aliphatischen Alkoholen mit 2-4 C-Atomen, wie z.B.
2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat und die entsprechenden
Methacrylsäureester;
vernetzend wirkende Acryl- und Methacrylverbindungen, wie z.B. Acryl- und/oder Methacrylsäureallylester,
Methylenbisacrylamid, Methylenbismethacrylamid, Triacryloyl-perhydro-s-triazin, Bisacrylate
bzw. Bismethacrylate von Glykolen bzw. Polyglykolen mit 2-20 C-Atomen, wie Ethylenglykol-(meth-)acrylat,
Propylenglykoldi-(meth-)acrylat, Butylenglykol-1,4-di-(meth-) acrylat, Tetraethylenglykol-di-(meth-)-acrylat,
Tris-(meth-)acrylate des Triethanolamins und des Trimethylolethans, -propans, -hexans
und des Glycerins;
Acryl- und Methacrylsäurevinylester;
Acrylnitril und Methacrylnitril;
Acrylamid und Methacrylamid;
N-Methylolether des Acylsäure- und Methacrylsäureamids der Formel

worin
R¹ für Wasserstoff oder Methyl,
R² für Wasserstoff, Alkyl,
R³ für Alkyl oder Cycloalkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl,
Cyclohexyl stehen;
N,N-dialkylsubstiutierte Acryl- und Methacrylsäureamide;
primäre, sekundäre und tertiäre Aminoalkylester der Acrylsäure und Methacrylsäure.
[0022] Bevorzugte
Polyurethane (4) sind Reaktionsproudkte aus
I) Polyisocyanaten mit durchschnittlich mindestens 1,8, vorzugsweise mindestens zwei
Isocyanatgruppen pro Molekül und
II) zur Reaktion mit Isocyanatgruppen befähigte H-Atome enthaltenden Polymeren.
[0023] Ausgangsmaterialien zur Herstellung der Komponente I sind:
(i) beliebige organische Polyisocyanate, vorzugsweise Diisocyanate der Formel
Q(NCO)₂
wobei Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen,
einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen, einen
aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen oder einen araliphatischen
Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeutet.
[0024] Beispiele derartiger bevorzugter Diisocyanate sind Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat,
Dodecamethylendiisocyanat, 1,4-Diisocyanatocyclohexan, 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat
("Isophorondiisocyanat"), 4,4′-Diisocyanato-dicyclohexylmethan, 4,4′-Diisocyanato-dicyclohexylpropan-(2,2),
1,4-Diisocyanatobenzol, 2,4- und 2,6-Diisocyanatotoluol oder Gemische dieser Isomeren,
4,4′- oder 2,4′-Diisocyanatodiphenylmethan, 4,4′-Diisocyanato-diphenylpropan-(2,2),
p-Xylylendiisocyanat und α,α,α′,α′-Tetramethyl-m- oder -p-xylylendiisocyanat sowie
diese Verbindungen enthaltende Gemische.
[0025] Es ist selbstverständlich auch möglich, die in der Polyurethanchemie an sich bekannten
höherfunktionellen Polyisocyanate oder auch an sich bekannte modifizierte, beispielsweise
Carbodiimidgruppen, Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Urethangruppen und/oder
Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate (mit)zuverwenden. Beispiele derartiger höherfunktioneller
Polyisocyanate sind Tris-(6-isocyanatohexyl)-biuret, gegebenenfalls im Gemisch mit
seinen höheren Homologen, Tris-(6-isocyanatohexyl-) isocyanurat, gegebenenfalls im
Gemisch mit seinen höheren Homologen, wie es beispielsweise gemäß DE-OS 28 39 133
durch Trimerisieren von Hexamethylendiisocyanat zugänglich ist, sowie weitere durch
Trimerisieren von aliphatischen und/oder aromatischen Diisocyanaten, wie z. B. "Isophorondiisocyanat",
Diisocyanatotoluol und Hexamethylendiisocyanat erhältliche, Isocyanuratgruppen aufweisende
Polyisocyanate, wie sie zum bekannten Stand der Technik gehören. Sehr gut einsetzbare
Polyisocyanate sind auch die an sich bekannten Urethangruppen aufweisenden Polyisocyanate,
wie sie beispielsweise durch Umsetzung von überschüssigen Mengen an 2,4-Diisocyanatotoluol
oder an "Isophorondiisocyanat" mit einfachen mehrwertigen Alkoholen im Molekulargewichtsbereich
62 bis 300, insbesondere mit Trimethylolpropan, und anschließende destillative Entfernung
des nicht umgesetzten Diisocyanatüberschusses erhalten werden können.
[0026] Bei der Mitverwendung von monofunktionellen Polyisocyanaten ist ihre Menge vorzugsweise
so zu bemessen, daß die unten angegebene minimale Funktionalität der resultierenden
blockierten Polyurethan-Prepolymeren nicht unterschritten wird.
[0027] (ii) Polyether- und/oder Polyesterpolyole der in der Polyurethanchemie an sich bekannten
Art, vorzugsweise Polyether- und Polyesterdiole mit Molekulargewichten von 300 bis
2.000. Die in Frage kommenden Hydroxylgruppen aufweisenden Polyether werden z. B.
durch Polyaddition von cyclischen Ethern wie vorzugsweise Propylenoxid oder auch Butylenoxid,
Tetrahydrofuran, Styroloxid und/oder Epichlorhydrin mit sich selbst, z. B. in Gegenwart
von Bortrifluorid, oder durch Anlagerung dieser Verbindungen, gegebenenfalls im
Gemisch oder nacheinander, an Startkomponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen
wie Alkohole und Amine, z. B. Wasser, Ethylenglykol, Propylenglykol-(1,3) oder -(1,2),
Bisphenol-A oder Anilin, hergestellt.
[0028] Die in Frage kommenden Hydroxylgruppen aufweisenden Polyester sind z. B. Umsetzungsprodukte
von vorzugsweise mehrwertigen, besonders bevorzugt zweiwertigen und gegebenenfalls
zusätzlich dreiwertigen Alkoholen mit vorzugsweise mehrbasischen, besonders bevorzugt
zweibasischen Carbonsäuren. Anstelle der freien Carbonsäuren können auch die entsprechenden
Carbonsäureanhydride oder entsprechende Carbonsäureester von niederen Alkoholen zur
Herstellung der Polyester verwendet werden.
[0029] Die als Polyesteraufbaukomponente zu verwendenden Alkohole sind z. B. Ethylenglykol,
Propylenglykol-(1,2) und -(1,3), Butandiol-(1,4), Hexandiol-(1,6), Neopentylglykol,
Octandiol-(1,8), 2-Ethyl-hexandiol-(1,3), 1,4-Bishydroxymethylcyclohexan, Diethylenglykol,
Dipropylenglykol, Trimethylolpropan, Glycerin und Pentaerythrit.
[0030] Als Polyesteraufbaukomponenten zu verwendende Carbonsäuren sind z. B. Adipinsäure,
Bernsteinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure,
Terephthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure,
gesättigte und ungesättigte Fettsäuren wie z. B. Stearinsäure, Ölsäure, Ricinolsäure,
Linolsäure, Ricinensäure, Linolensäure, Eläostearinsäure sowie aus natürlichen Ölen,
wie z. B. Leinöl, Sojaöl, Erdnußöl, Saffloröl, Rizinusöl oder Holzöl, gewonnene Fettsäuregemische.
[0031] (iii) Gegebenenfalls niedermolekulare Polyole mit Molekulargewichten von 62 bis
300. Beispiele für solche erfindungsgemäß geeigneten Polyole sind Ethandiol, Propandiol-(1,2)
und -(1,3), Butandiol-(1,4) und -(1,3), Pentandiole, Hexandiole, Octandiole wie z.
B. 2-Ethylhexandiol-(1,3), Trimethylolpropan, Glycerin und Pentaerythrit.
[0032] Vertreter der genannten zur Herstellung der Bindemittel (4) zu verwendenden Polyisocyanat-
und Hydroxyl-Verbindungen sind z. B. in High Polymers, Vol. XVI, "Polyurethane Chemistry
and Technology", verfaßt von Saunders-Frisch, Interscience Publishers, New York, London,
Band I, 1962, S. 32-42 und S. 44-54 und Band II, 1964, S. 5-6 und 198-199, sowie im
Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Vieweg-Höchtlen, Carl Hanser Verlag,
München, 1966, z. B. auf S. 54-71 beschrieben.
[0033] (iv) Gegenüber Isocyanaten monofunktionelle Verbindungen, die sich zur reversiblen
Blockierung von Isocyanatgruppen eignen und wie sie z. B. bei Z. W. Wicks, Progress
in Organic Coatings
9, 3-28 (1981) beschrieben sind. Beispiele solcher zur Herstellung der Komponente (I)
der Polyurethane (4) geeigneten Blockierungsmittel sind Lactame wie z. B. Caprolactam,
Oxime wie Acetonoxim, Methylethylketonoxim und Cyclohexanonoxim, C-H-acide Verbindungen
wie Malonsäureester, Acetessigsäureester und Acetylaceton, Alkohole wie die einfachen
Monoalkohole mit 1 bis 4 C-Atomen, 2-Ethylhexanol, Ethylenglykolmonoethylether und
Diethylenglykolmonomethylether, Phenole wie Phenol, Kresol und Xylenol sowie heterocyclische
Verbindungen wie Triazole, Imidazoline, Imidazole und Tetrahydropyridine.
[0034] Die Blockierungsmittel können allein oder als Gemische eingesetzt werden. Bevorzugte
Blockierungsmittel sind ε-Caprolactam, Butanonoxim und Malonsäurediethylester.
[0035] Die als Polyisocyanate I geeigneten Polyurethan-Prepolymeren (Komponente I) können
nach üblichen Verfahren entsprechend dem Stand der Technik hergestellt werden, beispielsweise
durch Umsetzung von Polyisocyanaten (i) mit höhermolekularen Polyolen (ii) und niedermolekularen
Polyolen (iii), wobei das molare Verhältnis der Isocyanatgruppen des Polyisocyanats
(i) zu den Hydroxylgruppen der Polyole (ii) und (iii) von 1,5 bis 3,0 betragen kann.
Die resultierenden Polyurethan-Prepolymeren mit freien Isocyanatgruppen werden anschließend
zur Blockierung der Isocyanatgruppen mit den dazu geeigneten monofunktionellen Verbindungen
(iv) reversibel blockiert Der Aufbau von Polyurethan-Prepolymeren (I) ist beispielsweise
in der DE-PS 1 644 813 beschrieben.
[0036] Die Komponente I umfaßt sowohl Umsetzungsprodukte aus den Polyisocyanaten (I) und
Blockierungsmitteln (iv) als auch blockierte Polyisocyanat-Prepolymere auf Basis der
oben genannten Verbindungen (i) und (ii) und/oder (iii).
[0037] Bei den mit Isocyanatgruppen reaktionsfähige H-Atome enthaltenden Polymeren (Komponente
II) handelt es sich um Polyester- oder Polyether-Polyole, um mehrwertige niedermolekulare
Alkohole, Polyamine, Polyepoxypolyole, Polyhydroxylacrylate oder um beliebige Mischungen
der genannten Produkte.
[0038] Die Polyester-Polyole und Polyether-Polyole sind Verbindungen der in der Polyurethanchemie
an sich bekannten Art mit als Zahlenmittel bestimmter Molekulargewichten M
n von 300 bis 10.000, bevorzugt 300 bis 5.000. Sie werden vorzugsweise aus den oben
beschriebenen Aufbaukomponenten (ii) der Polyurethan-Prepolymeren (I) gebildet. Die
niedermolekularen Alkohole sind Polyalkohole der bekannten Art mit mindestens 2 Hydroxylgruppen
pro Molekül und Molekulargewichten zwischen 62 und 300.
[0039] Die in Frage kommenden Polyamine sind vorzugsweise di- oder mehrfunktionelle aliphatische
oder cycloaliphatische Amine wie 1,2-Diaminoethan, Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin,
Dodecamethylendiamin, 1,4-Diaminocyclohexan, 1,4-Bis-aminomethyl-cyclohexan, "Isophoron"-diamin,
4,4′-Diamino-dicyclohexylmethan, 2,2-Bis-(4-amino-cyclohexyl)-propan oder m- oder
p-Xylylendiamin. Besonders bevorzugt ist 4,4′-Diamino-3,3′-dimethyl-dicyclohexylmethan.
[0040] Die Komponenten (I) und (II) werden vorzugsweise in solchen Mengen eingesetzt, daß
das molare Verhältnis von blockierten Isocyanatgruppen zu Hydroxyl- und/oder Aminogruppen
0,5 bis 2, bevorzugt 0,8 bis 1,5 beträgt.
[0041] Um die gewünschten Carboxylgruppen zu erhalten, wird bei der Herstellung der Polyurethane
(4) vorzugsweise Dimethylolpropionsäure mitverwendet.
[0042] Die für die erfindungsgemäß zu verwendenden wäßrigen Dispersionen geeigneten organischen
Bindemittel werden vorzugsweise so ausgesucht, daß sie mindestens vorübergehend klebrig
sind. Mit anderen Worten: Sie sollen die Eigenschaft besitzen, unter Praxisbedingungen
beim Zusammenstoß mit dem als "Sand" verwendeten Strahlmittel und dem vom Substrat
abgesprengten Teilchen diese an ihre Oberfläche zu binden.
[0043] Im Idealfall wäre dann ein Bindemitteltröpfchen vollkommen von Staubpartikeln umgeben.
[0044] Im Prinzip ist dann unerheblich, ob das Bindemittel klebrig bleibt oder trocknet
und dabei die Staubpatikel weiter festhält. Es ist natürlich zu berücksichtigen, daß
die Dispersionströpfchen im Strahl während der Fluges zum Substrat wenigstens teilweise,
unter Umständen aber auch völlig das Wasser verlieren und die erwünschte Klebrigkeit
nicht etwa nur beim Einführen in den Strahl, sondern vielmehr beim Auftreffen auf
das Substrat noch vorhanden sein soll. Üblicherweise werden gute Ergebnisse dann erhalten,
wenn eine aus der wäßrigen Dispersion auf eine Glasplatte aufgebrachte Schicht einer
Naßfilmdicke von 100 µm bei Lagerung bei 25°C nach höchstens 2 Stunden bis unbegrenzt,
vorzugsweise nach 2 Stunden bis 1 Woche, sandtrocken im Sinne von DIN 53 150, T1
(=Teil 1) ist.
[0045] Zur Neutralisation der Carboxylgruppen der organischen Bindemittel bevorzugte tertiäre
Aine umfassen beispielsweise Triethyl-, Tripropyl- und Tributylamin, Methyldiethanolamin,
Dimethylethanolamin, Triethanolamin, Methyldipropanolamin, Dimethylpropanolamin,
Tripropanolamin, N,N-Dimethylanilin. Besonders bevorzugte Amine sind Tripropylamin
und Dimethylethanolamin.
[0046] Der Wassergehalt der erfindungsgemäß zu verwendenden wäßrigen Dispersionen beträgt
60 bis 95, vorzugsweise 85 bis 93, Gew.-%, bezogen auf wäßrige Dispersion.
[0047] Die erfindungsgemäß zu verwendenden Dispersionen werden vorzugsweise im Gegenstrom
zum Strahlgut eingebracht, so daß eine optimale Verteilung gewährleistet ist und sie
mit dem Strahlgut in feinster Verteilung die zu strahlende Fläche erreichen.
Anwendungsbeispiel
1. Vorbereitung der Prüfplatten
[0048] Im Stahlbau verwendete Stahlplatten, mit den Maßen 1000x1000x4 mm wurden unter Praxisbedingungen
in senkrechter Stellung nach verschiedenen Verfahren metallisch blank - Reinheitsgrad
Sa 2 1/2 nach DIN 55 928 - gereinigt.
1. Sandstrahlen = Strahlen mit trockener Hochofenschlacke
2. Feuchtstrahlen = Strahlen mit wasserbefeuchteter Hochofenschlacke
3. Dispersionsstrahlen = Strahlen mit Hochofenschlacke, die mit einer 7 gew.-%-igen
wäßrigen Dispersion befeuchtet ist.
[0049] Anschließend wurden die Stahlplatten auf das für die jeweiligen Korrosionsschutzprüfungen
erforderliche Maß zugeschnitten.
Salzsprühnebeltest }
Kondenswassertest } 190 x 106 mm
Salzlösestation 330 x 165 mm.
2. Wäßrige Dispersion für das Dispersionsstrahlen
[0050] 256 g Vorkondensat aus 0,077 Mol Sojaölfettsäure, 0,43 Mol Trimethylolpropan, 0,87
Mol Hexandiol-1,6, 0,5 Mol Adipinsäure und 0,5 Mol Isophthalsäure werden mit 21,7
g Dimethylolpropionsäure, 72 g Isophorondiisocyanat, 52,5 g N-Methylpyrrolidon, 10,3
g Dimethylethanolamin und Wasser zu einer wäßrigen Dispersion mit einem Festkörpergehalt
von 7 Gew.-% verarbeitet.
[0051] Beim Strahlvorgang wurden der anfallende Staub, bestehend aus Rost und Altbeschichtung
zusammen mit der Strahlschlacke irreversibel gebunden. Das Material konnte ohne Staubaufwirbelung
mit dem Besen zusammengekehrt und beseitigt werden.
3. Beschichtung der Prüfplatten mit Lack
[0052] Die Beschichtung der Prüfplatten erfolgte nach folgenden Kriterien:

[0053] Die Folgebeschichtungen sind jeweils im Abstand von 24 Stunden aufgebracht worden.
Dabei wurden die Lacke so aufgetragen, daß das Verhalten der Anstriche bei einer,
zwei und drei Schichten beurteilt werden kann. Die Verarbeitung der Lacke erfolgte
durch Spritzapplikation.
4. Anstrichsystem
[0054] Angewendet wurde ein praxisbewährter 3-schichtiger Aufbau auf Polyurethanharz-Basis
Anstrichaufbau |
Lacksystem |
Schichtdicke (µm) |
Primer |
1K-PUR/Zink (RR 2742/1) |
ca. 80 |
1. Deckbeschichtung |
1K-PUR/Eisenglimmer (RR 2760/28) |
ca.100 |
2. Deckbeschichtung |
2K-PUR/unipigmentiert (RR 2383/A) |
ca. 70 |
5. Korrosionsschutzprüfung
[0055] Als Prüfkriterien wurden
-Salzsprühnebeltest, DIN 53 167
-Kondenswassertest, DIN 50 017/KK
-Lagerung an der Salzlösestation
festgelegt. Die Salzlösestation ist Betriebsteil der Produktionsanlage zur Chlor-Alkali-Elektrolyse
mit, auf die Korrosion von Stahl bezogener, sehr aggressiver Atmosphäre. Die Exposition
der Platten in salzhaltiger, feuchter Luft ermöglicht, das Verhalten von Anstrichen
unter verschärften Bedingungen in der Praxis zu prüfen.
|
Sandstrahlen |
Feuchtstrahlen |
Dispersionsstrahlen |
|
|
|
Dispersionsstrahlen |
+ abwaschen |
Salzsprühnebeltest nach 42 Tagen |
|
|
|
|
Primer |
B5/1-2 |
B5/1-2 |
B5/1-2 |
B5/1-2 |
Primer/1. Deckbesch. |
B3/1-2 |
B1/1-2 |
B1/1-2 |
B3/1-2 |
Primer/1. Deckbesch./2. Deckbesch. |
Wd 3 |
Wd 4, B1/1-2 |
Wd 0 |
Wd 7 |
Flächenrost in Grundierung |
5 |
4 |
1 |
5 |
Kondenswassertest nach 42 Tagen |
o.B. |
Rostdurchbrüche in Grundierung |
o.B. |
Rostdurchbrüche in Grundierung |
Primer |
o.B. |
o.B. |
o.B. |
B1/1 |
Primer/1. Deckbesch. |
o.B. |
o.B. |
o.B. |
Ri 0,5 |
Primer/1. Deckbesch./2. Deckbesch. |
o.B. |
o.B. |
o.B. |
B2/1 |
Salzlösestation nach 6 Monaten (mit Schnitt nach DIN 53 167) |
|
|
|
|
Primer |
Wd 4 |
Wd 3 |
Wd 1 |
Wd 4 |
Primer/1. Deckbesch. |
Wd 3 |
o.B. |
o.B. |
Wd 2 |
Primer/1. Deckbesch./2. Deckbesch. |
Wd 5 |
Wd 3 |
Wd 2 |
Wd 5 |
o.B. = ohne Befund |
[0056] Die Bezeichnung für die Blasenbildung ist zusammengesetzt aus "B" für "Blasen, einer
Ziffer als Maß für den Flächenanteil der Blasen (5 = 100 %, 3 = 60 %) und dem durchschnittlichen
Blasendurchmesser in Millimetern.
[0057] "Wd" gibt die Unterwanderung durch Rost in Millimetern an.
[0058] Die obige Tabelle zeigt, daß die Erfindung zu mindestens gleicher Beschichtungsqualität
wie der Stand der Technik führt (wobei der Vorteil in der problemlosen Beseitigung
von Rost, Altbeschichtung und Strahlmittel liegt). Ein Vergleich der beiden letzten
Spalten der Tabelle zeigt den überraschenderweise durch das verwendete Bindemittel
erhaltenen Korrosionsschutz.