189270. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a környezetet nem szennyező növényi olajalapú korróziógátló bevonóanyag előállítására
1 189 270 2 megtelnek vízzel és az elektrolit tartalmú, fémfelületig hatoló víz korróziós mikroelemek sorát hozza létre - koncentrációkülönbségek, különböző szellőzöttség, eltérő fémfelületi potenciálok stb. alapján, így a festékfilm pontokban „átrozsdásodik”, illetve 5 alározsdásodik. Az már kevésbé nyilvánvaló, de ismert tény, hogy csapadékmentes időben is, viszonylag alacsony légnedvességtartalomnál is a kapillárkondenzáció következtében ezek a pórusok feltelnek vízzel. Ezekben a pórusokban lévő elekt- 10 rolit hatására lejátszódó elektrokémiai korróziós folyamat bármely szakaszába történő beavatkozás, a részfolyamat akadályozása - a zárt körre vonatkozó Kircher törvény értelmében - az egész korróziós folyamatot akadályozza, csökkenti. 15 A száraz festékfilm vízoldható komponensei, illetve az elektrolittal való kölcsönhatásként lejátszódó ioncsere folyamatok révén a szilárd fázisból a folyékony fázisba kerülő ionok - aktivitásuktól függően - befolyásolják az említett elektrokémiai 20 folyamatokat. így a korrózió gátlása szempontjából aktívak az elektrolitba kerülő Pb2+ és Mn2+ ionok, a katódos és diffúziós részfolyamatok gátlásával. Az oktoátanion szerepe e folyamatban éppen abban dombo- 25 rodik ki, hogy minden körülmények között az oldékonyságnak, illetve a disszociációs állandónak megfelelően a Pb2+ ion optimális koncentrációját automatikusan biztosítja. Méréseink szerint az ólom-oktoát oldhatósági szorzata L = 9 ■ 109 30 nagyságrendű. Ebből következően a kapilláris vízzel való feltöltődése alkalmával (kondenzáció) az ólom-oktoát disszociál, mígnem az oldékonysági szorzatnak megfelelő 1-3 mmól/dm3 Pb2+ ionkon- , centráció ki nem alakul. A víz elpárolgása folyama- 35 tában, a koncentrációnövekedés megakadályozására az egyensúlyi folyamat ellenkező irányban is lejátszódik, s ekkor a disszociáció visszaszorul. Ez a folyamat számtalanszor megismétlődhet és mindig a védelem szempontjából optimális 1-3 40 mmól/dm3 inhibitor hatású ionkoncentráció alakul ki. Erre vezethető vissza az ólom-oktoát adalék tartós inhibitor hatása. Hasonló hatás mutatható ki mangán-oktoát esetében is, de még inkább a kettő együttes alkalmazásával, amikor is 5 : 1 ará- 45 nyű keveréknél szinergetikus hatás észlelhető. Különösen az oktoát anion, de általában 5-10 szénatomszámú karbonsavak sóiból származó anionok jelentősége kitűnik, ha összehasonlítjuk a korábban szárítóként alkalmazott más Pb-sók an- 50 ionjának hatásával. így a korábban használatos Pb-linoleát, Pb-tallát, Pb-naftenát stb. szárítók a száradó olaj tartalmú festékfilmekben jól oldódnak, gyors száradást idéznek elő, de korróziócsökkentő hatásuk minimális. A vizes fázisban kimutat- 55 ható Pb2+ ion tartalma az alábbi táblázatban feltüntetve látható, hogy ezek megoszlási egyensúlya a víz-olaj fázisok között az oktoátokéhoz képest milyen alacsony. Ezekből következtetni lehet, hogy oldhatóságuk, illetve oldhatósági szorzatuk is je- 60 lentősen kisebb az oktoáténál. Olyan alacsony ion-koncentrációnál, ami a Imolátok, tallátok, naftenátok esetében kialakulhat, érthetően nem érződhet inhibitorhatás. Szárító : Vizes rész Pb2+, ill. Mn2+tartalma: Pb-i-oktoát 0,5 mmól/dm3 Pb-linoleát 0,05 mmól/dm3 Pb-tallát 0,02 mmól/dm3 Pb-naftenát 0,01 mmól/dm3 Mn-i-oktoát 0,17 mmól/dm3 Mn-linolat 0,10 mmól/dm3 Mn-tallát 0,10 mmól/dm3 Mn-naftenát 0,005 mmól/dm3 Szikkativáló ágensként nem, de korróziós inhibitorként adagolva szóbajöhetnének ötnél alacsonyabb szénatomszámú savak Pb-sói is (propionát, acetát stb.). Ezek viselkedését megfigyelve nem várható tartós inhibitor hatás. Egyrészt az optimális ionkoncentráció beállítása nem automatikus, másrészt a nagy oldékonyságuk következtében a felületről kioldódnak és a vízzel távoznak, ezáltal rövid idő alatt a védőképesség lecsökken. Azt találtuk, hogy kitüntetett szerepük van az 5-10 szénatomszámú karbonsavak Pb2+, ill. Mn2+ ionokkal alkotott sóinak, illetve ezek megfelelő arányú keverékének a film száradásának és az inhibitor hatás szempontjából. Ezeket a tapasztalatokat jól szemléltetik egy egyszerűsített gyorsított korróziós vizsgálat eredményei. A festett acéllemez mintákat 50 ‘C-os 2 g/dm3 NaCl tartalmú sópermet kamra - amelyben C02 légtér van - igénybevételének tettük ki. A korrózió megjelenésének sorrendje a következő volt: A fehér olajfesték Coliroleát tartalommal B A + Pb-linoleát adalék C B + Pb-oktoát + Mnoktoát adalék 8. nap karc korrózió, 10. nap általános korrózió 10. nap kezdeti korrózió 12-50. nap minimális korrózió nyom A korróziós vizsgálatok tehát világosan megmutatják, hogyha az olajfestékben a találmány szerinti 5-10 szénatomos ólom-, illetve mangánszappan szárítókat vagy ezek elegyét alkalmazzák, a gyors száradás mellett jelentős korróziógátló hatást is elérhetünk. Igen lényeges szempont az 5-10 szénatomos karbonsavak ólom és mangán sóinak, illetve ezek elegyének a rendszerben alkalmazott mennyiségi aránya. A fenti ólom és mangán sókat vagy ezek elegyét 0,1-0,4% Pb-tartalomnak és 0,01-0,1% Mn-tartalomnak megfelelő mennyiségi arányban adagoljuk. A találmány szerinti bevonóanyagban azonban nem csupán a szárítók minősége és mennyiségi aránya játszik lényeges szerepet, hanem igen fontos a kötőanyagként alkalmazott olajok minősége és ezek mennyiségi aránya is. Azt találtuk, hogy optimális tulajdonságú kötőanyagrendszert akkor nyerünk, ha olyan növényi olajelegyet alkalmazunk, amely 10-30% olajsavat, 40-60% linolsavat, 5-40% linolénsavat és 1-15% eleosztearinsavat tartalmaz polialkoholokkal észterezett formában. A kötőanyagrendszer savszáma 5 mg KOH/g-nál nem lehet nagyobb, jódszáma 3
