DE1519055C - Leicht abziehbarer Schutzüberzug für Metalloberflächen - Google Patents

Description

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Gegenstand dieser Erfindung ist ein leicht abzieh- das zur Bildung eines festen Filmes erforderlich ist,

barer Schutzüberzug für Metalloberflächen, insbe- der sich von dem umhüllten Gegenstand leicht wieder

sondere für Oberflächen von Eisen-, Stahl- und abziehen läßt.

Aluminiumgegenständen. Weiterhin sind aus der französischen Patentschrift

Metallgegenstände, und insbesondere solche aus 5 1246 058 Schutzüberzugsmassen aus Erdölwachsen

leicht korrodierenden Metallen, müssen bei längerer und Äthyjen-Vinylacetat-Copolymerisaten bekannt,

Lagerung oder während des Transportes gegen die die jedoch noch stärker haften als reine Wachs-

korrosionsfördernden Einflüsse der Umgebung, z. B. Überzugsmassen.

die Einwirkung von Luftfeuchtigkeit, sauren Dämpfen Aufgabe der Erfindung war es daher, einen leicht oder korrodierenden Flüssigkeiten u. ä., geschützt io abziehbaren Schutzüberzug für Metalloberflächen auf werden. Zu diesem Zweck wurden bisher sowohl der Basis einer homogenen Mischung von 30 bis Wachsüberzüge als auch solche aus thermoplastischen 80 Gewichtsprozent Wachs und 70 bis 20 Gewichtsi Kunststoffen und auch Mischungen aus diesen beiden prozent eines Copolymerisates aus Äthylen und Komponenten vorgeschlagen, aber die Anwendung Vinylacetat zu schaffen, der die vorstehenden Nachwar in keinem Falle voll befriedigend. 15 teile bekannter Schutzüberzüge dieses Typs über-

In erster Linie wurden Wachse zur Bildung solcher windet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Schutzüberzüge verwendet. Die Wachse sind zwar einen Schutzüberzug der vorstehend bezeichneten Art chemisch wenig reaktionsfreudig, ihre Verwendung als gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das vorübergehender Schutzüberzug auf Metalloberflächen Gemisch ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit ist aber mit einigen entschiedenen Nachteilen ver- 20 einem Vinylacetatgehalt von i0 bis 40 Gewichtsprozent bunden. So sind die Wachsüberzüge von Metall- und einem Schmelzindex von 3 bis 300 und zusätzlich oberflächen nur sehr schwer wieder zu entfernen. 2 bis 12 Gewichtsprozent eines partiellen Esters aus Sie müssen mit Lösungsmitteln abgewaschen werden, einem mehrwertigen Alkohol und einer Fettsäure mit und sie erfordern darüber hinaus im allgemeinen noch 6 bis 22 Kohlenstoffatomen oder Acetylderivate dieser eine Vorbehandlung der Metalloberfläche mit ober- 25 partiellen Ester in homogener Verteilung enthält. Es flächenaktiven Substanzen, die die Haftung des ist zwar grundsätzlich, z. B. aus der französischen Wachses auf dem Metall verringern sollen. Die wirk- Patentschrift 1 245 868 und der USA.-Patentschrift sanieren dieser oberflächenaktiven Mittel, z. B. 2 549 050 bekannt, Ester des Glyzerins mit unge-Silikone oder verschiedene Fluorkohlenwasserstoffe sättigten Fettsäuren und niederen gesättigten Carbonusw., lassen sich ihrerseits nur sehr schwer wieder 30 säuren, wie Essigsäure, oder Glyzerinmonolaurat in vollständig von der Metalloberfläche entfernen und Kombination mit Celluloseestern in Schutzüberzugswirken, selbst wenn nur Spuren zurückgeblieben sind, massen für Metalle zu verwenden, wobei die Glyzerinebenso wie die Haftung von Wachsschutzüberzügen ester zur Einstellung der Festigkeit und Durchsichtigauch derjenigen jedes anderen endgültigen Schutz- keit der Schutzüberzüge bzw. als Korrosionsinhibiüberzuges oder Schutzanstrichs entgegen, der später, 35 toren dienen, jedoch sind diese wachsfreien bekannten d. h. nach dem Entfernen des Wachsschutzüberzuges, Schutzüberzugsmassen teuer und konnten keinen aufgetragen werden soll. Die Wachse haben ferner Hinweis darauf geben, daß die in ihnen enthaltenen nur geringe Abriebfestigkeit und eignen sich folglich Ester des Glyzerins in Schutzüberzügen auf der Basis nicht für den Schutz von Gegenständen, die nicht homogener Mischungen aus Wachs und Äthylensehr sorgsam behandelt werden können. 40 Vinylacetat-Copolymerisaten als Ablöser wirken und

Die thermoplastischen Kunststoffe haben zum somit den Nachteil dieser preiswerteren, wachshaltigen

größten Teil Eigenschaften, die die der Wachse in Schutzüberzüge beheben, von den damit geschützten

dieser Hinsicht ergänzen. So bilden sie feste Filme Metalloberflächen im Bedarfsfall nur schwer und mit

mit außerordentlich guter Abriebfestigkeit. Ihre Ver- großem Aufwand wieder entfernt werden zu können.

wenduhg ist aber vergleichsweise teuer und mit 45 Die erfindungsgemäßen Schutzüberzüge besitzen

Schwierigkeiten beim Aufbringen auf die verschiedenen eine gute Abriebfestigkeit, sind von Metalloberflächen

Oberflächen verbunden. Allgemein müssen die bisher leicht abziehbar und sie bieten darüber hinaus den

bekanntgewordenen Schutzüberzüge auf Kunststoff- Vorteil, daß sie wiederholt verwendbar sind, d. h„

basis in Form einer Lösung in einem kostspieligen sie können ohne großen Aufwand in einer zweiten

organischen Lösungsmittel aufgebracht werden, das 50 oder noch späteren Einhüllungsoperation nochmals

nur unter besonderen Bedingungen wiedergewonnen aufgebracht werden,

werden kann. Wenn die hier gegebenen Verfahrensvorschriften

Es sind auch schon Schutzüberzugmassen aus ther- beachtet werden, bleibt die Anwendung des erwähnten mopIastischenPolymerenundParaffinwachsenbekannt. partiellen Esters ohne merklichen Einfluß auf die So sind beispielsweise in der französischen Patent- 55 vorteilhaften Eigenschaften des Schutzüberzugs, wie schrift 957 742 Schutzüberzugsmassen aus Paraffin- z. B. Kohäsion, geringe Feuchtigkeitsempfindlichkeit, wachsen und thermoplastischen Polymeren, insbe- chemische Inaktivität usw. Dagegen reduziert der sondere Polyäthylen, vorgeschlagen worden, die jedoch homogen in der Schutzüberzugsmasse verteilte Ablöser wie die vorstehend erörterten Wachsüberzüge mit die Adhäsion zwischen Film und Metalloberfläche auf dem Nachteil einer zu starken Haftung auf den 60 ein erträgliches Minimum. Als Ablöser können, wie Metalloberflächen behaftet sind. Solche Zusammen- bereits erwähnt, partielle Fettsäureester von mehrsetzungen haben ihre hauptsächliche Verwendung wertigen Alkoholen mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen daher an Stelle von Papierutnhüllungen gefunden. oder deren Acetylderivate verwendet werden. Die Trotz der Verbesserung der Unzulänglichkeiten, z. B. Fettsäiirekoinponente des Esters kann sowohl gehinsichllich der Reißfestigkeit von Wachshüllen durch 65 sättigt als auch ungesättigt sein. Bevorzugt werden die Beimischung einer Kunststoffkomponente, zeigt natürlich vorkommende Fettsäuren, wie z. B. Laurinkeine der bisher auf dieser Basis bekanntgewordenen säure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Öl-Kombinationen das erforderliche Maß an Kohäsion, säure, Linolsäure, Ricinolsäure, Tallöl-fettsäuren u. ä.

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Andere geeignete einbasische Säuren sind Caprylsäure, 20 bis 40°/₀. Diese werden einer Wärmebehandlung Polargonsäure, Capronsäure, Hendecansäure, Tride- unterworfen, »geschwitzt«, wobei das öl in dein cansäure, Pentadecansäure, Margarinsäure, Nonade- Maße, wie die Temperatur langsam steigt, von dem eansäure usw. Die partiellen Ester können leicht durch . festen Wachs abtropft oder ausschwitzt. Das nach dem !Veresterung der Fettsäure mit einem Überschuß an 5 Schwitzen anfallende rohe »scale wax«, auch als Schup-'mehrwertigem Alkohol hergestellt werden. Man kann ·penwachs angesprochen, enthält noch etwa 2°/₀ öl. sie auch durch Umesterung der natürlich vorkommen- Nach weiterem Schwitzen des Schuppenwachses auf den Glyceride wie Kokosfett, RicinusÖl, Sojaöl usw. einen bestimmten Schmelzbereich hin und abschließenmit Glycerin oder anderen mehrwertigen Alkoholen der Behandlung mit einem Adsorbens erhält man das erhalten. Die alkoholische Komponente des partiellen io vollraffinierte Paraffinwachs, das meistens weniger als Esters kann ein Glykol, ein dreiwertiger Alkohol, ein 0,5 °/₀ öl enthält und praktisch geruch-und geschmackvierwertiger Alkohol oder ein Alkohol mit mehr als los, licht- und wärmebeständig ist.
vier Hydroxylgruppen sein oder auch eine Mischung Für die Herstellung der Überzugsmasse gemäß dieser aus solchen Alkoholen. In den partiellen Estern muß Erfindung muß nicht unbedingt das vollraffinierte mindestens eine Hydroxylgruppe frei sein oder acety- 15 Wachs verwendet werden. Schuppenwachs oder Miliert sein. Unter Beachtung dieser Bedingung fallen schungen von Schuppenwachs mit reinem Wachs oder unter die in Frage kommenden Alkohole die Alkan- von »slack wax« mit reinem Wachs sind ebenfalls diole, wie z. B. Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Pro- brauchbar. Weiterhin können aber auch Wachse pylenglykol, Dipropylenglykol, Trimethylenglykol, tierischer und pflanzlicher Herkunft sowie mikro-Tetramethylenglykol, Butandiol-(1,2). Pentandiol-(1,4), 20 kristalline Wachse verwendet werden. Für alle diese, Hexandiol-(1,6), Pinakol usw. Geeignete dreiwertige verschiedenen Wachse und Wachskombinationen wird Alkohole sind z.B. Glycerin, Trimethanoläthan, im folgenden der Ausdruck »Paraffinwachs« gebraucht. Trimethanolpropan, usw. Glycerin wird als dreiwerti- Als Kunststorfkomponente ist bei der Herstellung ger Alkohol bevorzugt verwendet. Pentaerythrit wäre der erfindungsgemäßen Überzugsmasse nur ein beein geeigneter vierwertiger Alkohol. Beispiele höher- as sonderer Polymerentyp verwendbar, und zwar ein wertiger Alkohole sind Dipentaerythrit, Sorbit, Mannit, Copolymerisat von Äthylen mit Vinylacetat. Bei Arabit, Äylit, Dulcit u. ä. Verwendung anderer Polymerentypen hat der Schutz-Beispiele der erfindungsgemäß verwendbaren Ablöser überzug nicht die nötige Festigkeit. Es hat sich heraussind Glycerin-monolaurat und -dilaurat, Glycerin- gestellt, daß die zur Durchführung dieser Erfindung monostearat, Glycerinmonopalmitat, Trimethanol- 30 brauchbaren Copolymerisate einen Gehalt von 10 bis äthan-monostearat und -dioleat, Trimethanolpropan- 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 25 bis 35 Gemonöpalmitat und -dicaproat, Pentaerythritdioleat, wichtsprozent, Vinylacetat haben müssen.
Pentaerythritdilaurat usw. Glycerinmonocaproat, und Solche Copolymerisate können in bekannter Weise allgemein Produkte der Veresterung von einem Mol durch Copolymerisation von Äthylen und Vinylacetat eines der aufgezählten sechswertigen Alkohole mit 35 in Gegenwart eines radikalischen Katalysators, z. B. 1 bis 4MoI einer gesättigten oder ungesättigten Fett- t.-Butyl-hydroperoxyd bei einem Druck von 1000 bis säure mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen sowie Derivate 2100 at und einer Temperatur von etwa 100 bis 25O⁰C der genannten Ester, bei denen freie Hydroxylgruppen in einem entsprechenden Gefäß hergestellt werden, zum Teil acetyliert sind wie z. B. Glycerinmonolaurat- Bei diesem Verfahren ist das Molekulargewicht des monoacetat oder -diacetat, Glycerindilaurat, usw. oder 40 Produktes durch Variation der angegebenen Bedinhinsichtlich des Acetylierungsgrades auch Mischungen gungen beeinflußbar. Wegen der Schwierigkeiten bei dieser Verbindungen. der Bestimmung des Molekulargewichtes von PoIy-Zur Herstellung der erfindungsgemäßeii Schutz- nieren kennzeichnet man diese Größe durch den überzugsmasse wird als Wachskomponente allgemein Schmelzindex nach ASTM. D-1238-57 T. Nach diesem ein Paraffinwachs bevorzugt. Als Paraffinwachs werden 45 Test gibt man die Menge des Polymeren in Gramm an, die wachsartigen Bestandteile bezeichnet, die in ver- die in 10 Minuten bei 88⁰C mittels eines Kolbens schiedenen Fraktionen der meisten Erdöle zu finden von 2160 g durch eine Standardöffnung gepreßt werden sind. Sie haben Schmelzpunkte jm Bereich von 47 bis kann. Die erfindungsgemäß verwendbaren Äthylen-65° C und Saybold-Viskositäten von 35 bis 45 S. U. Vinylacetat-Copolymerisate zeigen Schmelzindizes im bei 99°C und bilden große und gut ausgebildete Einzel- 50 Bereich von etwa 3 bis 300, vorzugsweise 3 bis 30. kristalle in Blättchen- oder Nadelform. Die physi- In Ausführung der Erfindung werden etwa 30 bis kaiischen Eigenschaften eines Paraffinwachses schwan- 80 Gewichtsteile Paraffinwachs mit entsprechend 70 bis ken in gewissem Ausmaß mit der Herkunft des Erdöls 20 Teilen des beschriebenen Copolymerisate in geeig- und den Gewinnungs- und Raffinierungsverfahren. neter Weise homogen vermischt, beispielsweise· durch Da die Bezeichnung der verschiedenen Wachstypen 55 Erhitzen des Wachses auf Temperaturen oberhalb nicht einheitlich ist, wird zur Kennzeichnung der 120⁰C und Beimischen des vergleichsweise feinvererfindungsgemäß verwendbaren Sorten eine kurze teilen Polymeren. Für die Mehrzahl der Anwendungs-Beschreibung des üblichen Raffinierungsverfahren fälle der Erfindung wird eine Wachs-Copolymerisatgegeben, nach dem die Paraffinwachse erhalten Kombination im Verhältnis 70:30 bis 50:50 bevorwerden. 60 zugt. Die Auswahl der jeweiligen Zusammensetzung Die gebräuchliche Fraktionierung des Rohöls hängt von dem Verwendungszweck ab. Soll der liefert Fraktionen, mit vergleichsweise hohem Wachs- Schutzfilm große Festigkeit aufweisen, muß der Anteil gehalt, die als Paraffin- oder Wachs-Destillate be- des Polymeren größer sein, andererseits ist es wirtzeichnet werden. Aus diesen paraffinreichen Fraktionen schaftlicher, einen hohen Wachsanteil zu verwenden, werden die Wachsbestandteile durch Abkühlen aus- 65 und dies läßt sich immer dann durchführen, wenn der gefällt und abgepreßt oder durch eine Lösungsmittel- geschützte Gegenstand nicht oft angepaßt wird oder behandlung gewonnen. Man erhält so das sogenannte mit anderen Gegenständen in Berührung kommt. Der »slack wax«, Rohkristallisate mit einem ölgehalt von erfindungsgemäß zu verwendende Ablöser wird der

Wachs-Copolymerisat-Kombination in einer Menge von 2 bis 12 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht von Wachs und Copolymerisat, beigemischt. Die Menge des Ablösers ist in dem angegebenen Rah-' men variabel und muß von Fall zu Fall bestimmt_; werden. Von Einfluß ist sowohl die Art des zu schützen- · den Metalls als auch die Art des Ablösers selbst. Es wurde festgestellt, daß die partiellen Ester in gleicher Weise wie ihre Acetylderivate geeignet sind, die Haftung des Filmes auf Aluminiumoberflächen zu verringern, während die Acetylderivate weniger aktiv sind auf ferrometallischen Oberflächen und in diesen Fällen in etwas größerer Menge beigemischt werden müssen. Andererseits ist ein Glycerinmonoester z. B. wirksamer als ein partieller Ester eines Glykols, und folglich wird man vergleichsweise weniger Glycerinester benötigen als Glykolester. In gewissem Maße muß bei der Auswahl des speziellen Ablösers und dessen Menge doch Rücksicht auf die erforderliche Festigkeit des Überzugs genommen werden, auch wenn im allgemeinen kein Zusammenhang zwischen Festigkeit des Films und der Art des Ablösers besteht. Ein Ablösergehalt von mehr als 12% verringert die Haftung des Überzugs auf der Metalloberfläche nicht mehr wesentlich, und man wird diese Menge also schon aus wirtschaftlichen Gründen nicht überschreiten.

Die Entdeckung, daß die partiellen Ester der mehrwertigen Alkohole und ihre Acetylderivate in der beschriebenen Weise als Ablöser wirken, war absolut nicht vorauszusehen. Auf G rund des polaren Charakters dieser Verbindungen sollte man vielmehr erwarten, daß sie die Haftung des Überzuges auf der Metalloberfläche noch verbessern.

Der Schutzüberzug kann auf verschiedene Weise auf die Metalloberfläche aufgetragen werden. Vorzugsweise wird man nach dem Tauchverfahren arbeiten und den zu schützenden Gegenstand in ein Bad der geschmolzenen Überzugsmasse eintauchen, wobei die Temperatur des Bades und die Geschwindigkeit, mit der der Artikel wieder entnommen wird, im wesentlichen die Dicke des resultierenden Filmes bestimmen. Bei größeren Gegenständen wird es vielfach zweckmäßiger sein, den Schutzfilm heiß aufzusprühen. Die erforderliche Dicke des Überzuges hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Allgemein wird eine Schichtdicke von 0,025 bis 2,5 mm ausreichenden Schutz gewähren.

Der Schutzfilm haftet nur leicht auf der Metalloberfläche und kann schnell in großen Stücken abgeschält oder praktisch in einem Stück abgezogen werden, je nach der Form des betreffenden Gegenstandes. Da die erfindungsgemäßen Schutzüberzüge recht kräftig und zäh sind, ist es zweckmäßig, sie an passenden Stellen oder Kanten aufzutrennen, um sie dann leicht abziehen zu können.

Wie bereits erwähnt, ist es ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß der Schutzübeizug nach einmaliger Verwendung wieder eingeschmolzen werden kann und zur wiederholten Verwendung in gleicher Zusammensetzung oder nach Änderung des Verhältnisses der , Komponenten zur Verfügung steht.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die

folgenden Beispiele. Hierbei beziehen sich die Zahlwerte, soweit nicht anders angegeben, auf Gewichtsteile.

B e i s ρ i e 1 1

Die Überzugsmasse wird durch Verschneiden eines Paraffinwachses mit einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat · im Verhältnis 60:40 hergestellt. Das verwendete Wachs ist voll raffiniert, hat einen Schmelzpunkt von 50,0 bis 50,5⁰C (nach ASTM D 87) und einen ölgehalt von weniger als 0,5 °/₀ (nach ASTM. D 721). Das Copolymerisat hat einen Gehalt an polymerem Vinylacetat von etwa 30°/o ^und zeigt einen Schmelzindex von 12 bis 18. Zur Herstellung der Masse wird das Wachs auf etwa 100⁰C erwärmt und das fein granulierte Copolymerisat unter ständigem Rühren langsam hinzugefügt. Es wird so lange gerührt, bis die Masse homogen ist. Dann werden zu 95 Gewichtsteilen dieser Masse 5 Teile Glycerin-monolaurat hinzugegeben und homogen eingerührt.

Eine Schmelze dieser Überzugsmasse wird bei etwa 100⁰C gehalten, und nach dem Tauchverfahren werden sowohl Eisen- als auch Aluminiumteile mit einem Überzug versehen. Die umhüllten Metallgegenstände werden kurz abgekühlt und bewegt. Die Überzüge können leicht von Hand abgezogen werden.

B e i s ρ i e 1 2

Die Grundmasse aus dem Wachs und Copolymerisat wird in gleicher Zusammensetzung wie im Beispiel 1 hergestellt. Zu 95 Teilen dieser Masse werden, 5 Teile eines handelsüblichen acetylierten Monoglycerids gegeben. Die Mischung wird homogenisiert und in gleicher Weise wie in Beispiel 1 zur Umhüllung eines Aluminiumgegenstandes verwendet. Der resultierende Schutzfilm kann leicht von Hand von der Metalloberfläche abgezogen werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Leicht abziehbarer Schutzüberzug für Metalloberflächen auf der Basis einer homogenen Mischung aus 30 bis 80 Gewichtsprozent eines Paraffinwachses und 70 bis 20 Gewichtsprozent eines Copolymerisate aus Äthylen und Vinylacetat, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit einem Vinylacetatgehalt von 10 bis 40 Gewichtsprozent und einem Schmelzindex von 3 bis 300 und zusätzlich 2 bis 12 Gewichtsprozent eines partiellen Esters aus einem mehrwertigen Alkohol und einer Fettsäure mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen oder Acetylderivate dieser partiellen Ester in homogener Verteilung enthält.

2. Schutzüberzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als partiellen Ester GIycerinmonolaurat enthält.