DE1519081A1

DE1519081A1 - Verfahren zur Herstellung von korrosionsbestaendigen hochabriebfesten Belaegen

Info

Publication number: DE1519081A1
Application number: DE19621519081
Authority: DE
Inventors: Richtzenhain Dr Hermann; Simon Dr Manfred
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1962-08-01
Filing date: 1962-08-01
Publication date: 1969-06-26
Also published as: GB1008971A; US3360391A; SE306831B; NL294831A; CH421509A; AT248124B; DK105142C

Description

Troiedorf, den 27.7.62

DYNAMIT NOBEL AKTIENaESELLSOHAFT " r\ ^ ^- \ Troisdorf (Bez₀ Köln) \ )*^:> ' ...

Verfahren xur Herstellung von korrosionsbeständigen hoohabrieb· festen Belägen«

Es ist bekannt₍ daß Beläge auf verschiedenen Unterlagen durch Auftragen von Mischungen aus Epoxydharz, körnigen mineralischen * Füllstoffen und geeigneten Härtungsmitteln hergestellt werden können· Die nach dem bisher bekanntgewordenen Verfahren hergestellten Beläge sind jedoch in Bezug auf Härte, Festigkeit, Abriebfestigkeit, Rutschfestigkeit sowie Flexibilität noch nicht befriedigend·

Es wurde nun gefunden, daß bei Verwendung von Korund als Füllstoff im Gemisch mit Epoxydharz, flexibilisierend wirkenden Zusätzen und Härtungsmitteln, Beläge hergestellt werden können, ■· deren mechanische Eigenschaften besser sind als die der bisher g bekannten Beläge«, Diese Beläge können, wie nachfolgend beschrieben, in einer oder auch in mehreren Schichten auf die Unterlage aufgetragen werden· Welche Auftragsweise die günstige ist, hängt jeweils von der Natur der Unterlage sowie den gewünsohten Eigenschaften des Belages ab« Bei Belägen mit hoher Füllung empfiehlt sich zur Erreichung einer guten Haftung ein Auftrag in mehreren Schichten gemäß der folgenden Arbeitsweise!

Auf eine Unterlage wird zunächst ein Voranstrich aufgetragen, der aus einem»bei gewöhnlicher Temperatur flüssigemιEpoxydharz,

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einem flexibilisierend wirkenden reaktiven Zusatz, einem geeigneten Härtungemittel und 10-200 $, vorzugsweise 50-150 #» Korundstaub mit einer Korngröße zwischen 5 und 60^besteht. Auf diesen Voranstriqh, dessen Stärke zwischen 60 und 200/tt,vorzugsweise zwischen 80 und 150/i, liegen soll, wird ein weiterer Epoxydharzbelag als streich- oder spaohtelfähige Schicht aufgebracht, in welchem an Stelle von feinem Korundstaub Korundkörner einer Teilchengröße im Bereich von 0,07-2 mm, vorzugsweise 0,12-1 mm, enthalten sind· Sie Menge des Füllstoffs im zweiten Belag kann zwischen 300 und 900 <fo (bezogen auf die Menge des Harzes) variiert werden· Ein Teil des Korunds kann auch durch Siliciumcarbid ersetzt werden» Besonders geeignet zur Herstellung von korrosionsbeständigen hoohabriebfestenBelägen gemäß dem vorliegenden Verfahren hat sich Elektrokorund erwiesen· (Sie handelsüblichen Elektrokorunde haben einen Al„0,-Gehalt zwischen 95-100 96 und einen T^O.-Gehalt zwischen 0-4 #.) Der erfindungsgemäß hergestellte Belag besitzt eine Abriebfestigkeit, die diejenige des Betons nicht unerheblich übertrifft· So liegt z„B. der Abrieb eines erfindungsgemäß hergestellten Belages bei 3,5 cm /50 cm gegenüber 15 om /50 m bei Beton (nach DIN 52 108)· Die Druckfestigkeit (nach DIN 1100) des erfindungsgemäß hergestellten Belages liegt bei 800-1000 kg/cm* gegenüber 300 kg/onr bei einem Belag, der gemäß DAS 1 09I 733 unter Verwendung von Quarzsand als Füllstoff hergestellt wurde· Die Haftfestigkeit des Belages auf Beton übersteigt die Eigenfestigkeit des Betons beträchtlich, was sich dadurch zu erkennen gibt, daß bei Zerreißversuchen die Proben innerhalb des Betons und nicht

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an der Verbindungsstelle von Belag und Beton reißen. Sie hohe Flexibilität eines auf einer Metallplatte aufgebrachten Belages gemäfi der vorliegenden Erfindung zeigt sioh darin, daS sich die Metallplatte um $0° verbiegen läßt» ohne dafi der Belag von der Unterlage abplatzt oder rissig wird« .

Beläge mit mittlerer Füllung können in einer Sohioht aufgetragen werden, wobei es sich empfiehlt, einer solchen Einsohicht-Auftragsmasse Korundstaub in einer Menge von nioht mehr als 100 ^ der Harzmenge und Korundkorn in einer Menge von nioht mehr als #00 i· zuzusetzen· Zur Erzielung ganz besonders rutschfester Oberfläohen kann auf die Unterlage auch ungefülltes Harz aufgetragen werden, auf welohes naoh Anhärtung Korund oder Silioiumoarbid aufgestreut und eingewalzt werden· Als Epoxydharze eignen sich alle bei Raumtemperatur flüssigen Polyepoxyde mit mindestens 2 Epoxydäquivaltaten pro Molekül« Bevorzugt verwendbare Epoxydharze sind die Glyoidyläther mehrwertiger Phenole, insbesondere der Diglyoidyläther des 4,4^t-Dihydroxy-diphenylpropans. Es können aber auoh Gemisohe von Glyoidyläthern mehrwertiger Phenole mit Glyoidyläthern mehrwertiger Alkohole oder auch N-Glyoidylverbindungen I verwendet werden· Beläge mit einer besonders hohen Flexibilität werden erhalten, wenn dem Epoxydharz noch 1-20 $, vorzugsweise 3-15 % eines oder mehrerer Flexibilisatoren zugesetzt werden« Als Flexibilisatoren eignen sioh aliphatische Monoepoxyde mit mehr als 6 C-Atomen, wie ζ·Β· 1,2-Epoxyootan oder 1,2-Epoxydodeoan u. dgl· Besonders günstig ist die flexibilisierende Wirkung von Glyoidyläthern aliphatisoher Alkohole oder Mercaptane, die mehr als 4» vorzugsweise mehr als 6, Kohlenstoffatomehaben· Aus der

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Gruppe dieser Alkohol· oder Mercaptane seien beispielsweise genannt! Pentanol, Hexanol, Octanol, 2-Äthylhexanol, Decanol, Dodeoanol, Dodeoylmercaptan sowie Alkoholek welche in 2-Stellung noch Alkoxylgruppen mit mehr als 2 Kohlenstoffatomen besitzen, wie z.B. der Glyoidyläther des 2-Alkylhexyloxy-äthanols· Auoh die Dialkylester der ß-Thiodipropionsäure können als wirksame Flexibilisatoren eingesetzt werden.

Als Härtungsmittel eignen sich die bekannten Härtungsmittel» vorzugsweise solche, welche die verwendeten Harze bei i|aumtemperatur aushärten. Insbesondere kommen in Frage aliphatische Polyamine, wie Diäthylentriamin_f Triäthylentetramin, N,N-Dialkyläthylendiamin, Ν,Ν-Dialkylpropylendiamin, I-Oxyalkyl-äthylendiamin, Polyäther aus Oxyaminen und mehrwertigen Alkoholen und dergleidhen, aromatische Polyamine, wie z.B. Diaminodiphenylmethan, cycloaliphatische Polyamine, wie z.B. 4»4'-Diaminodioyclohexylmethan, 4»4'-I*iaminooyolohexylpropan, Aminoverbindungen von Heterocyclen, wie z.B. Aminoverbindungen des Tetrahydropyridine oder des Piperidine. Auch die durch Kondensation polymerisierter ungesättigter Fettsäuren mit Polyaminen erhältlichen Amidoamine haben sich als geeignete Härter erwiesen. Zur Erzielung ganz besonders hoher Chemikalienbeständigkeit werden vorteilhaft Mischungen verschiedener Härter eingesetzt. Sas Epoxydharz kann auoh mit polyfunktionellen Mercaptoverbindungen ausgehärtet werden· Auoh katalytische Aushärtungen sind möglich, insofern die Harz/

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Härter-Kombination eine für die Verarbeitung erforderliche Mindesttopfzeit beksitzt. Die Härtungszeit.kann gegebenenfalls durch Zusätze von beschleunigend wirkenden Stoffen aus der Gruppe der ein- oder mehrwertigen Phenole, insbesondere auch der Aminophenole, der ein- oder mehrwertigen Alkohole oder auch durch Verbindungen, welohe Mercapto- oder Thioathergruppierungen enthalten, verkürzt werden.

Gregebenenfalls können dem Gemisch auch nooh Weiohmacher-Farb- Λ stoffe und/oder thixotrope Mittel, wie ζ·Β_β Bentonit oder feinverteilte Kieselsäure, die unter dem Handelsnamen Aerosil erhältlioh ist,zugesetzt werden₀

Das geschilderte Verfahren ist nicht auf die Herstellung von Belägen aus einer oder zwei Auftragsohichten beschränkt« Je nach der erforderlichen Schichtdicke des Belags können auch mehr als zwei Schichten aufgetragen werden.

Beispiel 1 f

90 Teile eines flüssigen Epoxydharzes, welches aus Bisphenol A und Epichlorhydrin hergestellt war und auf 100 g Harz 0,53 Epoxydäquivalente enthielt und 10 Teile 2-A'thylhexylglycidäther, werden mit I4 Teilen 4»4'-Diaminodioyolohexylmethan, I4 Teilen 1,4-Butylenglykol-diaminopropyläther und 128 Teilen Korundstaub der Korngröße 5~6O#vermischt und auf eine Betonfläohe in einer Schichtstärke von ca. 100« aufgetragene

Ein witerer Teil des oben angegebenen Harz/Härtergemisches wird zweckmäßig in einem Zwangsmischer mit Randabstreifer mit 9 Teilen

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Korund folgender Kornzusammensetzung vermischt?

30 io Korund 0,12 - 0,25 mm
40 # Korund 0,25-0,5 mm

30 io Korund 0,5 - 1 mm

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(Bei dem in deW Beispiel verwendeten Korund handelt es sich um handeis übliches Elektrokorund mit einem AlpO.-Gehalt von 96 $ und einem T jO$> Gehalt von 3$)o

Das Harz/Korundgemisch läßt sich sehr gut mit Kelle und Glätter in jeder beliebigen Schichtdicke aufgetragen» Die Topfzeiten liegen je nach Größe des Ansatzes zwischen 1 und 2 Stunden. Man erhält einen ausgeglätteten, abrieb-rutseh-chemikalienfesten und staubfreien Belag, der bei Härtung bei Raumtemperatur nach 24 Stunden begehbar ist. Ein solcher Belag liegt seit einem Jahr in einem Pottaschebetrieb ohne angegriffen zu sein₀ Der Belag ist resistent gegen Benzin, Öl und Fruchtsäureno

Beispiel 2

90 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Epoxydharzes werden mit 10 Teilen Laurylglycidäther, 25 Teilen Triphenylphosphit, 55 Teilen eines im Handel unter der Bezeichnung Versamid I40 eingeführten Kondensationsproduktes aus dimeren Fettsäuren mit verschiedenen Polyamiden und 100 Teilen Korundstaub mit Korngrößen zwischen 5 und 60/ vermischt» Die beschriebene Mischung wird dann im Gewichtsverhältnis 1x2 mit Korund folgender Kornzusammensetzung vermischt»

30 io Korund zwischen 0,07 - 0,12 mm 40 io Korund zwischen 0,12 - 0,25 mm 30 io Korund zwischen 0,25-0,5 mm

Man erhält eine streichfähige Masse, die sich gut auftragen läßtο Auf diese Snioht wird zum Abschluß noch ein Gemisch aus Korund und Siliciumcarbid mit einer Kornglößa von 0,5-1 mm aufgestreut und eingewalzte Das überschüssige Korn wird am nächsten Tag abgekehrt. Man erhält einen flexiblen- , abrieb- und stoßfesten Belage

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Beispiel 5

85 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Epoxydharzes, 10 Teile Glyoerindiglycidyläther, 5 Teile 2-Äthylhexylglyoidyläther werden mit 14»5 Teilen 4»4^I-Diaminodicyolohexylmethan, 14»5 Teilen 1,4-Butylenglyk.oldiaminopropyläther und 110 Teilen Korundstaub mit einer Teilchengröße zwischen 5 und 60/xund 200 Teilen Korundkorn mit einer Teilchengröße zwischen 0,07 und 0,5 mm vermischt und auf eine Betonunterlage aufgespaohtett· Man erhält einen oel- und benzinfesten rutschfesten Belag· ä

Beispiel 4

Eine Eisenplatte wurde nach vorhergehender Strahlung mit Korund (Körnung 1-2 mm) mit einer ßrundierung von etwa 150/U Schichtdicke versehen, die sich aus einem Gemisch von 90 Teilen des Epoxydhazes aus Beispiel 1, 10 Teilen Äthylhexylglyoidäther, 25 Teilen Triphenylphosphit, 55 Teilen eines im Handel unter der Bezeichnung Versamid I40 eingeführten Kondensationsproduktes aus dimeren Fettsäuren mit verschiedenen Polyaminen. ä

50 Teilen Zinkstaub und 50 Teilen Korundstaub mit der Korngröße zwischen 5 und 6Oi*. zusammensetzt. Ein zweiter Haftanstrich, nach der gleichen Rezeptur ohne Zusatz von Zinkstaub hergestellt, wird nach etwa 3 Stunden mit einer Lammfellwalze ebenfalls in einer Schichtdicke von etwa 150/U aufgetragen. Danach erfolgt das Ein-

von streuen und Aufwalzen von Korund mit einer Korngröße 0,5-1 *&*· Nach 15-20 Stunden kann das überschüssige Korn abgekehrt werden· Die so beschichtete Platte läßt sich um 90° biegen, ohne daß irgendwelche Beschädigungen in der Oberfläche festzustellen sind·

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Ein Falltest, bei dem ein 5 kg Gewicht, das in Pallriohtung eine Spitze, Schneide oder Kugel aufweist und aus 1,50 m Höhe auf die beschichtete Metallplatte auftrifft»ergibt, daß der Belag dieser Belastung standhält und nioht abplatzt·

Beispiel 5

Eine korund-gestrahlte Aluminiumplatte wurde mit einem Gemisch aus 90 Teilen des Epoxydharzes aus Beispiel 1, 10 !Teilen Dithiopropionsäuredimethylester, 50 Teilen Korund-staub einer Korngröße zwischen 5 und 60//und 50 Teilen eines im Handel unter der Bezeichnung Versamid I40 eingeführten Kondensationsprodukts aus dimeren Fettsäuren mit verschiedenen Polyaminen beschichtet und naoh 2 Stunden mit Korund mit einer Korngröße ▼on 0,25-0,5 mm bestreut· Sas Korn wurde eingewalzt und der Überschuß am nächsten Tage abgekehrt· Es wird ein hervorragend rutschfester Belag erhalten«

Beispiel 6

Eine entsprechend Beispiel 4 vorbehandelte Eisenplatte erhielt eine Grundierung mit einem Gemisch von 90 Teilen des* Epoxydharzes gemäß Beispiel 1, 10 Teilen 2-(2-A'thylhexyloxy)-äthylglycidyläther, 10 Teilen Triphenylphosphit, 55 Teilen eines im Handel unter der Bezeichnung Yersamid I40 eingeführten Kondensationsprodukts aus dimeren Fettsäuren mit verschiedenen Polyaminen, 50 Teilen Bleichromat und 50 Teilen Korundstaub von 0-60Λ(· Nach 4 Stunden erfolgte der Auftrag einer Spachtel masse, bestehend aus 90 Teilen Epoxydharz, 10 Teilen2Äthyl~

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hexylglyoidäther, 10 Teilen Triphenylphosphit, 55 Teilen eines im Handel unter der Bezeichnung Versamid HO eingeführten Kondensationsprodukts aus dimeren Fettsäuren mit verschiedenen Polyaminen, 5 Teilen Aerosil, 99 Teilen Korund mit einer Korngröße von 0,07-0,12 mm, 132 Teilen Korund mit der Korngröße von 0, 12 Ms 0,25 mm und 99 Teilen Korund mit der Korngröße von 0,25-0,5 mm. Danach erfolgte das Einstreuen und Einwalzen von Korund mit einer Körnung von 0,5-1 mm· Nach einem Tag wurde die überschüssige Körnung abgekehrt» Die so ä beschichtete Platte wurde 4 Monate der Belastung des Straßenverkehrs ausgesetzt, ohne daß irgendwelche Beschädigungen beobachtet wurden»

Beispiel 7

Eine mit Korund gestrahlte Aluminiumplatte wurde mit einem Gemisch von 90 Teilen Epoxydharz gemäß Beispiel 1, 10 Teilen 2-Athylhexylglyoidäther und 50 Teilen eines im Handel unter der Bezeichnung Versamid I40 eingeführten Kondensaiionsprodukts.4us dimeren Fettsäuren mit verschiedenen Polyaminen beschichtet. Nach 2 1/2 Stunden wurde Korund mit einer Körnung von 0,5- 1 mm aufgestreut, eingewalzt und der Überschuß am nächsten Tag abgekehrt. Der im Beispiel 5 angegebene Fall- und Biegetest wird erfüllt.

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Claims

Patentansprüche:

1β Verfahren zur Herstellung «ines korrosionsbeständigen, hoohabriebfasten Belags, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag durch Auftragen einer Mischung aus einem Epoxydharz, einem Flexibilisator, einem oder mehreren Härtungsmitteln und Korund und/oder Siliciumcarbid hergestellt wird·

2, Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag durch Auftragen einer aus Epoxydharz, Flexibilisator, Härtungsmittel und Korundstaub in einer Menge von 10-200 fo_t vorzugsweise 50-150 i° vom Gewicht des Harzes bestehenden Haftschicht mit einer Mindestdicke von 60yMund Auftragen mindestens einer weiteren Schicht aus Epoxydharz, Flexibilisator, Härtungsmittel und Korundkorn in einer Menge von 300 bis 900 $ vom Gewicht des Harzes hergestellt wird.

3· Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeihhnet, daß der Belag durch Auftragen einer Mischung aus Epoxydharz, Flexibilisator, Härtungsmittel und maximal 100 $ vom Gewicht des Harzes Korundstaub und 100-300 fo vom Gewicht des Harzes eines Korundkorns mit einer Teilchengröße zwischen 0,07 ^un<i 2 mm hergestellt und gegebenenfalls eine weitere Menge Korund dder Siliciumcarbid in die Oberfläche eingearbeitet wirdo

4» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag durch Auftragen einer Mischung aus Epoxydharz, Flexibilisator und Härtungsmittel und Einarbeiten von Korund oder Silicium-9098 2 6/12 11 -H-

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oarbid in die angehärtete Mischung hergestellt wird·

5· Verfahren gemäß Anspruch 1-4» dadurch gekennzeichnet! daß als Flexibilisator ein aliphatisches Monoepoxyd mit sehr als 6 Kohlenwtoffatomen in der Kette verweidet wird.

Verfahren gemäß Anspruch 1-4i dadurch gekennzeichnet! daß als Flexibilisatoren Glyoidyläther aliphatischer Alkohole und/oder Thioalkohole mit mehr als 4 Kohlenstoffatomen verwendet werden·

7· Verfahren gemäß Anspruch 1-4» dadurch gekennzeichnet, daß als Flexibilisatoren Dialkylester der ß-Dithiopropionsäure verwendet werden·

Dr.Kn./ßr·

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