NO812234L - Fremgangsmaate og middel til korrosjonsbeskyttelse. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og middel til korrosjonsbeskyttelse.

Hvert år ødelegges meget store verdier på grunn av rust eller annen korrosjon, og ødeleggelsen øker hurtig gjennom det moderne miljøs økende innhold av korrosive stoffer, eksempelvis veisalt, svovelforbindelser etc.

Rustproblemet er særlig godt kjent når det gjelder biler, og foreliggende oppfinnelse skal beskrives i- forbindelse med biler, selv om den åpenbart med fordel kan anvendes på lignende problemer i forbindelse med andre konstruksjoner av jern og stål, så som broer, fartøyer etc.

For biler alene kan man regne med at korrosjonen medfører

kostnader på ca. 3 milliarder kroner pr. år.

For rustbeskyttelse av biler er det blitt anvendt under-stellsbehandlinger av forskjellige slag, vanligvis basert på petroleumsprodukter, og den såkalte ML-metoden er blitt anvendt for rustbeskyttelse i bjelker og andre hulrom.

Direkte ved fabrikken er det også gjort en hel del for å gi bilen en grunnbeskyttelse fra begynnelsen av, plater galva-niseres, forskjellige plastbelegninger er blitt forsøkt,, og lakker av ulike slag er blitt prøvet.

Ved etterbehandlinger av bilen må først en grundig ren-gjøring og vasking foretas, fulgt av en fullstendig tørking for-at de beskyttende petroleumsprodukter skal hefte godt. Vaskingen av biler før understellsbehandlingen blir i regelen utført med vanndamp og.varmt vann, og deretter tørkes bilen fullstendig før rustbeskyttelsen påføres. I henhold til foreliggende oppfinnelse anvender man imidlertid vannbaserte rust-beskyttelsesmidler, og derved kan man slippe fra tørkingen og likevel få rustbeskyttelsesmidlet til å diffundere . inn og pas-sivere metalloverflaten.

Det er tidligere kjent å anvende vannbaserte rustbeskyt-■telsesmidler, men resultatene har hittil ikke vært tilfreds-. stillende, og først med den foreliggende oppfinnelse er prak-tisk godtagbare resultater blitt oppnådd.

Oppfinnelsen skal'beskrives mer utførlig nedenfor i forbindelse med utførelseseksempler vedrørende rustbeskyttelse av biler, men det vil forståes at lignende fordeler oppnås også

i forbindelse med andre jernkonstruksjoner.

En bil vaskes på vanlig måte i en automatisk bilvaske-maskin, og umiddelbart etter vaskingen/mens bilen fremdeles er våt, påsprøytes en vannoppløsning av et første rustbeskyttelsesmiddel og deretter med tidsmellomrom en vannoppløsning av et andre rustbeskyttelsesmiddel. Påsprøytingen skjer i tåkeform, hensiktsmessig med sprøytepistoler eller ved auto-matvaskere med faste dyser, som sprøyter rustbeskyttelsmidlene i tåkeform. Oppløsningene påføres dels nedenfra i en bevege-lig rampe, dels ovenfra og fra sidene gjennom vaskemaskin-portalens bevegelser. Under våre betingelser har vi funnet det hensiktsmessig med en påsprøytingstid på ca. 15 sekunder for hver oppløsning. Det første rustbeskyttelsesmiddel utgjø-res av en vannoppløsning av en anionisk korrosjonsinhibitor. Denne sprer seg meget lett og hurtig over den fuktige, rene platen og danner en beskyttende hinne. Et flertall forskjellige anioniske korrosjonsinhibitorer er blitt anvendt og prø-vet, men særlig gode resultater har vi oppnådd med polyfosfa-ter. Polyfosfat er en lineær polymer med den generelle formel

hvor n er 2 eller mer. Optimale verdier for n for korrosjonsbeskyttelse ligger mellom 3 og ca. 20.

Særlig gode resultater har vi oppnådd med natriumheksa-' metafosfat, "Grahams salt", som inneholder tri- og tetrameta-fosfat samt høypolymere polyfosfationer.

Det negative heksametafosfat-ion kan også under spesielle forhold danne positive ioner av typen

(Na5Ca P6018)^<+>

og dermed også utøve en katodisk inhiberingseffekt.

Den dannede polyfosfatfilm øker den katodiske polarisasjo-nen markant. Den deretter påsprøytede kationiske, andre rust-inhibitor forankres med sin hydrofile del i polyfosfatfilmen og gir dermed den resulterende film vannavstøtende egenskaper.

Likeledes dekker den andre påsprøyting "fete" partier i platen, gjenværende farge, flekker, etc. Vi har undersøkt en rekke kationaktive forbindelser og oppnådd det beste resultat méd aminer, særlig langkjedede, kvartærnære ammoniumforbindelser, fortrinnsvis talgaminetoksylat.

Meget hydrofobe aminer har vist seg å.gi best resultat.

Med kortere fettsyrekjede øker vannoppløseligheten og virknin-gen blir dårligere, likesom vannoppløseligheten øker med eten-oksyd-innholdet. Diaminer har vist seg mer effektive enn mono-aminer.

De beste resultater har vi oppnådd med "Ethoduomeen" T 13, et reaksjonsprodukt mellom, N-alkyl-trimetylen-diaminer og ety-lenoksyd.

Molekyloppbygningen for denne forbindelse er

hvor R er avledet fra en fettsyre, og x+y+z varierer mellom 3 og 10 eller høyere. Nærvær av to aminogrupper'i molekylet øker de kationiske egenskaper.

Også ikke-ion-aktive tensider er prøvet, da de har visse behandlingstekniske fordeler, eksempelvis mindre skumningsten-dens, men resultatene med disse har ikke vært like gode.

Ved at rustbeskyttelsesmidlet i henhold til oppfinnelsen er vannbasert og har meget lav overflatespenning, har det meget god krypeevne, og trenger lett inn i alle sprekker dit fuktighet overhodet kan nå, så som i fuger, sprekker i understellsbehandlingen , under smussavlagringer, etc.

Da behandlingen er s.å enkel, kan man gjenta den ofte, og på denne måte beskytte de flekker som utsettes mest for meka-niske påkjenninger, stenskudd og hjulsprut.

Oppløsningenes sammensetning kan varieres innen ganske vide grenser, og vi, skal her bare angi et eksempel på to opp-løsninger og prøveresultatet med disse.

Prøvning av korrosjonsbeskyttelsen.

Oppløsningenes sammensetning.

Prøvningens utførelse:

Korrosjonsprøvning

Prøvningen ble utført med veiede og på baksiden beskyttel-sesmalte prøvepaneler av kåldvalset stål med dimensjoner og overflatebehandling som angitt nedenfor.

a) dim. 150 x 100 x 1 mm, rene, avfettede overflater

b) dim. 150 x 100 x 1 mm, rustede overflater (forkorroderte prøvepaneler i henhold til SS 18 60 19) c) dim. 150 x 60 x 0,8 mm, fosfatering, elektrodeopplakkering samt rustbeskyttelsesbehandling (fabrikkbehandling) d) dim. 150 x 70 x 1 mm, avfettet overflate belagt med hulroms-væske og understellsvæske (etter markedsbehandling)

Prøvepanelene ifølge c og d var forsynt med kryssripning ned

til underlaget.

Eksponering..

Prøvepanelene ble eksponert liggende på et stativ i et kammer med bunnflaten dekket av vann. I kammeret, som var forsynt med et tåkesprednings-munnstykke, ble en vanntåke sprøy-tet i 10 minutter pr. døgn uten at prøveoverflåtene ble direkte besprøytet, men slik at vanntåken fritt kunne falle ned på samtlige prøveoverflater. Prøvetemperaturen var 23 - 2° C,

og den relative luftfuktighet 85 - 90% bortsett fra under sprøyteperiodene, idet den da var 100%.- Den totale ekspone-ringstid var 28 døgn. Prøvningsforløp.

A To prøvepaneler.i henhold til.hver av ovennevnte a, b og

d, samt et prøvepanel i henhold til c ble fuktet med vannledningsvann, besprøytet med irihibitorløsning 2 og deretter med inhibitorløsning 1 til en samlet, mengde på ca.

35 g/m . Prøvepanelene ble deretter belagt med et 2-3

mm tykt sjikt av et syntetisk veismuss. Det syntetiske veismuss ble fremstilt som følger: vasket kvartssand,

112 g rir. 65, 26 g nr. 30 og 50 g rir. 18 samt 12 g kaolin-

pulver ble tilsatt 20 ml av en 15 prosentig vannoppløs-ning av'koksalt og blandet grundig. Etter.en eksponerings-, tid på en uke ble prøvepanelene rengjort ved høytrykks-besprøytning med vann og påført nye inhibitorløsninger og. nytt veismuss.. Fremgangsmåten ble gjentatt med 1 ukes

mellomrom under hele eksponeringstiden. Et platepar i. henhold til hvert av ovennevnte a, b og d ble behandlet på samme måte, men med 2 ukers mellomrom, samt ét platepar for hver bare en gang før eksponeringens begynnelsen B Prøvepaneler ifølge A ble først belagt med veismuss, fuktet med vannledningsvann og besprøytet med inhibitorløs-ningene. Uten at veismusset ble fjernet, ble prøvepane-lene deretter besprøytet med inhibitorløsningene i henhold til samme tidsskjema som under A.

C Prøvningen. ble utført i henhold til A-med prøvepaneler

uten belegning av veismuss.

D Som kontrollpaneler ble det anvendt prøvepaneler i henhold til a, b, c og d med og uten veismuss. Disse ble. eksponert uten forholdsregler under hele eksponeringstiden.

E To prøvepaneler i henhold til henholdsvis c og d ble fuktet og behandlet med inhibitorløsningene. Etter eksponering i ett døgn ble prøvepanelene spylt med vannledningsvann og på ny innsatt i prøvekammeret.' Etter eksponering i ytterligere seks døgn ble et prøvepanel, E 1, av hvert slag uttatt og på ny behandlet som angitt ovenfor. Dette ble gjentatt en gang pr. uke under hele prøvningstiden. De to andre prøvepanelene, E 2, ble eksponert uten ytterligere behandling.

Etter avsluttet eksponering ble veismusset fjernet og prøveoverflåtene undersøkt med hensyn til rustutbredelse, i forekommende tilfelle defekter i rustbeskyttelses-behandlingen og underrust omkring ripene.

Deretter ble beskyttelsesmalingen. fjernet på baksidene av prøvepanelene i henhold til a og b, og metalltapet ble beregnet ved avrustning i Clarke<1>s løsning og etterfølgende veiing.

Innvirkningen på metaller ble bestemt i henhold til

SS 18 60 13. To plater av henholdsvis aluminium, kobber, kald-valset stål og forsinket stål med kjent vekt ble holdt nedsun-ket i en blanding av like deler av Korrosjonsbeskyttelse 1 og

2 i 7 døgn ved 50° C.

To andre plater av hvert slag med kjent vekt ble først besprøytet med Korrosjonsbeskyttelse 2 og deretter med Korrosjonsbeskyttelse 1. Etter tørking ved romtemperatur i 1 døgn ble platene oppbevart i 7 døgn i luft ved 50° G. Etter avsluttet prøvning ble samtlige plater rengjort og besiktiget med hensyn til groptæring. Deretter ble platene veiet og vekt-tapet i. g/m 2 beregnet.

Inntrengning i spalte . ble bedømt i henhold til SS

18 60 17. Åtte blåste plater ble skrudd sammen to og to, litt

forskjøvet i forhold til hverandre. De blåste overflatene var vendt mot hverandre og hadde punktkontakt over den felles overflaten. Platene ble plassert vertikalt og ble besprøytet vinkelrett.mot den blåste siden som vendte ned. Etter 7 døgn 1 23 - 2° C.temperatur ble platene tatt. fra hverandre og inn-trengningen ble bedømt.

Sprøytning med inhibitorløsninger og vann er blitt gjort på følgende måte: Ett platepar ble besprøytet en gang med Korrosjonsbeskyttelse 2 og Korrosjonsbeskyttelse 1.

Ett platepar ble først besprøytet med vann, deretter med Korrosjonsbeskyttelse 2 og Korrosjonsbeskyttelse 1.

Ett platepar ble besprøytet med Korrosjonsbeskyttelse 2 og Korros jonsbeskyttelse 1, og behandlingen' ble gjentatt, etter 2 og .5 døgn.

Ett platepar ble først besprøytet med vann, og deretter med Korrosjonsbeskyttelse 2 og Korrosjonsbeskyttelse 1, og behandlingen ble gjentatt etter 2 og 5 døgn.

Rustbeskyttelsesevne på fuktig overflate ble bedømt i henhold til SS 18 60 18. 0,1 ml av henholdsvis Korrosjonsbeskyttelse 2 og Korrosjonsbeskyttelse 1 ble dryppet på en blåst plateoverflate som var fuktet med 3-prosentig koksaltoppløs-ning. Etter oppbevaring ved 23-2 C og 50 - 5% relativ luftfuktighet i 48 timer ble prøveplaten undersøkt med hensyn til rustangrep på de overflater som var belagt med inhibitorløsnin-ger. Inhibitorløsningenes utbredelse på plateoverflaten ble oppmålt og middeldiameteren ble beregnet.

Prøvningsresultat.

Korrosjonsprøvning, vektreduksjon etter eksponering i

2 8 døgn.

Prøvepaneler i henhold til a, rene, avfettede overflater. Prøvepaneler i henhold til b, for-korroderte overflater

Innvirkning på metaller.

Totaldyppingsf orsøk i like deler Korros jonsbeskyttelse .1 og 2 ved 50°. C. i 7 døgn.

Besprøytede og lufttørkede prøvepl.ater etter oppbevaring ved 50° C i 7 døgn. 1) Tæregroper i fasegrensen mellom fremkommet utfelling og overliggende væske.

2) Sinken helt oppløst i utfellingsfasen.

Inntrengning i spalter.

Maksimal inntrengning 3-5 mm ved besprøytning henholdsvis.

1 og 3 ganger.

Rustbeskyttelsesevne på fuktig overflate.

Intet rustangrep.

Utbredelse, diameter 35 mm.

Den utførte prøvningen har vist at inhibitorsystemet, under de betingelser som var rådende i. prøvekamrene, gjennomsnitt-lig greidde å redusere korrosjonshastigheten på ubeskyttet rent stål belagt med syntetisk veismuss med ca. 45%, på ubeskyttet rent stål uten belegning med veismuss med ca. 90%, på rustet stål belagt med veismuss med 40-75% samt på rustet stål uten belegning med veismuss med ca. 90%.

Når det gjelder de beskyttelses-behandlede panelene ifølge c og d, har prøvningstiden vært for kort til at noen sikre forskjeller mellom prøve- og kontrollpaneler skal ha kunnet komme frem.

Som det fremgår av resultatene, har vår korrosjonsbeskyttelse meget god effekt også på andre metaller enn jern, som resultatene for aluminium, kobber og sink viser. Vi har nevnt ovenfor at inntrengningsevnen som vår vannbaserte korrosjonsbeskyttelse har, gjør det mulig for beskyttelsen å virke på alle de steder hvor fuktighet kan trenge, inn. Rustbeskyttel-sesfilmen gir også en forbedret tilheftning for understellsmasse som kan pålegges f.eks. i hjulskjermene for å beskytte mot stensprut.

Med rustbeskyttelsesmidlene ifølge denne oppfinnelsen får man altså en synergistisk rustbeskyttelses-effekt av begge inhibitorene ved påføring på den ovenfor angitte måten. Effek-ten uteblir imidlertid- helt dersom rustbeskyttelsesmidlene blandes før påsprøytningen eller dersom sprøytningen skjer i en annen rekkefølge.

Med denne metode kan.rustbeskyttelse av en bil skje en-kelt og,billig uten. at bilen behøver leveres bort, og behandlingen kan lett innføres som et standard-trinn ved vaskning.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til å beskytte metaller mot korrosjon,, karakterisert ved at metalloverflaten med tids-mellomrom påføres en oppløsning av en anionaktiv korrosjonsinhibitor og en oppløsning av en■kationaktiv korrosjonsinhibitor .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den anionaktive korrosjonsinhibitor-løsningen på-sprøytes først, og siden,.etter et tidsintervall, den kat ionaktive korrosjonsinhibitor-løsningen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at inhibitorene foreligger i vannoppløsninger.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert ved at løsningene i tåkeform sprøytes på vannvaskede, fremdeles våte overflater, i serie etter hverandre.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at korrosjonsbeskyttelsen anvendes for biler i forbindelse med vaskning.

6. Korrosjonsbeskyttelse for påsprøytning på metaller, karakterisert ved at en første oppløsning består av polyfosfat 23%, alkohol 2% og vann 73%, og at en andre løsning for etterfølgende påsprøytning består av talgdiamin-etoxylat 5%, alkohol 2% og vann 9 3%.