DE2752803A1 - Anorganisches praeparat zum beschichten von gegenstaenden - Google Patents
Anorganisches praeparat zum beschichten von gegenstaendenInfo
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-
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- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
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-
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-
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Description
Die Erfindung betrifft ein Präparat zum Beschichten von Oberflächen
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt zum Beschichten von Gegenständen innerhalb und außerhalb von Gebäuden, z.B. als Wsnd- und Passadenfarbe wässrige
Dispersionen von Vinylpolymeren und andere organische Präparate zu verwenden, welche zumeist keine organischen Lösungsmittel enthalten.
Wegen der organischen Bestandteile sind sie jedoch leicht brennbar und erzeugen beim Brennen Qualm und schädliche,auch
giftige Gase. Um diesen Nachteilen zu begegnen, ist schon vorgeschlagen worden, anorganische Binder für Beschichtungsmaterialen
zu verwenden. Z.B. hat man schon Alkalisilikat als Binder benutzt, und wenn man damit hergestellte dünne Beschichtungen bei hoher
Temperatur wärmebehandelt, erhalten sie einige gute Eigenschaften, nämlich Haftfestigkeit, Zähigkeit, Nichtbrennbarkeit und hohe
Härte. Wenn man die Alkalisilikat enthaltende Beschichtung aber bei gewöhnlicher Temperatur trocknen läßt, dann ist ihre Wasserfestigkeit
nicht sonderlich gut, so daß die Beschichtung bei hoher Luftfeuchte oder in Wasser erweicht und Schaden nimmt. Das
Alkalisilikat enthält nämlich zahlreiche Alkalimetallionen und durch diese werden innere Siloxanbindungen aufgebrochen, und
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deshalb wird das als Binder vorhandene Alkalisilikat in Wasser oder feuchter Umgebung wieder aufgelöst und die Beschichtung
wird weich, wenn sie bei gewöhnlicher Temperatur getrocknet wurde.
Als ein Mittel, welches den Nachteilen des Alkalisilikates nicht
vollständig, aber wenigstens teilweise begegnet, kennt man kolloidal in Wasser dispergiertes Kieselsäureanhydrid. Hierin
sind die Siloxanbindungen vollständig ausgebildet und die Kieselsäureanhydridpartikel
selbst sind in Wasser völlig unlöslich. Beim Trocknen bei niedriger Temperatur verbinden sich die Kieselsäureanhydridpartikel
untereinander jedoch nicht über verhältnismäßig feste Siloxanbindungen (-^Si-O-Si
<—), sondern werden schwach über Wasserstoffatome gebunden, etwa nach dem Schema
i - O - H
H-O- Si<—
Die durch Trocknung bewirkte Aggregation des kolloidalen Kieselsäure
anhydride wird bei längerem Eintauchen in Wasser teilweise
wieder aufgehoben und Kieselsäureanhydridpartikel werden wieder kolloidal in Wasser dispergiert. Mit kolloidalem Kieselsäurean-
deshalb
hydrid allein kann man auch/keine brauchbaren dünnen Beschichtungen
hydrid allein kann man auch/keine brauchbaren dünnen Beschichtungen
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herstellen, weil eine starke Schrumpfung auftritt, die die
Beschichtungen an vielen Stellen reißen läßt. Um der Schrumpfung zu begegnen, setzt man dem kolloidalen Kieselsäureanhydrid als
Füllstoffe pulverförmige Feststoffe zu, die das volumenmäßge Schrumpfen der trocknenden überzüge herabsetzen. So ist z.B. in
der US-PS 3.320.082 eine Farbe mit hohem Zinkgehalt als Rostschutzfarbe für Eisen und andere Metalle offenbart, welche dadurch
hergestellt wird, daß kolloidales Kieselsäureanhydrid mit großen Mengen metallischen Zinkpulvers versetzt wird.
Als Mittel zum Strecken des kolloidalen Kieselsäureanhydrids und damit zum Verringern der volumenmäßigen Schrumpfung beim Trocknen
sind folgende Stoffe gebräuchlich: Baryt, Schlämmkreide, Silikaweiß, Kaolin, Talk usw. Mit solchen Zusätzen läßt sich mit
kolloidalem Kieselsäureanhydrid als Binder eine scheinbar zufriedenstellende
Beschichtung herstellen. Man muß jedoch feststellen, daß solche Beschichtungen eine ungenügende Härte aufweisen
und obendrein in Wasser und feuchter Atmosphäre erweichen, weil in Anwesenheit von Wasser eine Dissoziation des koagulierten
kolloidalen Kieselsäureanhydrids erfolgt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein nichtbrennbares
Präparat der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß
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damit hergestellte Überzüge oder Beschichtungen hart, dauerhaft und wasserfest sind, in feuchter Umgebung auch nicht
weich werden und kontrolliert getrocknet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Präparat
mit der im Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung. Bevorzugte Präparate sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Präparat vermeidet die bei den bekannten Präparaten geschilderten Nachteile. Ein damit hergestellter
Überzug entwickelt im Feuer weder Rauch noch schädliche Gase, er ist nicht brennbar und hat die anderen gewünschten Eigenschaften.
Auf dem Weg zur erfindungsgemäßen Lösung haben die Erfinder ausgedehnte Untersuchungen mit Verbindungen durchgeführt, die
während der Trocknungsphase mit dem kolloidalen Kieselsäureanhydrid reagieren und dessen volumenmäßige Schrumpfung herabsetzen.
Es war ein Ergebnis dieser ausgedehnten Untersuchungen, daß Aluminiumoxid und Aluminiumhydroxid wirksame Reaktionspartner sind. In wässriger Lösung werden nämlich die Oberflächen
der Aluminiumoxidpartikel und der Aluminiumhydroxidpartikel mit
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- OH - Gruppen bedeckt, wohingegen die Oberflächen der kolloidalen Kieselsäureanhydridpartikel in wässriger Lösung mit
silanolischen Gruppen (—*Si - OH) bedeckt sind. Diese funktionell
Gruppen reagieren in der Trocknungsphase miteinander unter Wasserstoffbrückenbildung
nach folgendem Schema
oder unter Wasseraustritt zu Bindungen des Typs (> Al - 0 - Si<
-).
Man nimmt ferner an, daß auch die Wasserstoffbrückenbindungen im weiteren Verlauf der Reaktion zu Bindungen des Typs
( >A1 - 0 - Si ^-) kondensieren und dadurch Wasser in der Beschichtung
freisetzen.
Sie Erfinder haben bereits in einer älteren Patentanmeldung (U.S.
Serial No. 719*728) vorgeschlagen, ein Präparat zum Herstellen von
Überzügen und dergl. dünnen Beschichtungen zu verwenden, welches kolloidales Kieselsäureanhydrid und Tonerde (Al^O,) enthält. Sie
damit hergestellten Oberzüge genügen durchschnittlichen Anforderungen,
werden aber z.B. beim Eintauchen in kochendes Wasser weich. Bei einer Luftfeuchtigkeit von mehr als 90% trocknet ein
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mit diesem Präparat hergestellter Überzug auch schlecht, vielmehr benötigt der Überzug dann viele Stunden, bis er trocken
ist; dies bedingt eine unwirtschaftliche Verarbeitungsweise. Die Erfinder haben sich deshalb darum bemüht, die Trockenzeit
auch in sehr feuchter Umgebung zu verkürzen und die Härte, die hohe Festigkeit und Unversehrtheit im Aufbau sowie die Beständigkeit
der Überzüge gegen kochendes Wasser zu verbessern.
Venn die Oberflächenladung
<Ies kolloidalen Kieselsiiureannyclrid
aus dem Gleichgewicht gebracht wird, setzt augenblicklich eine Koagulationsreaktion ein und das kolloidale Kieselsäureanhydrid
geht in den Gelzustand über. Ss gibt zahlreiche Verbindungen,
auch elektrolytische, die diese Gelbil&ung verursachen, ^ie von
den Erfindern durchgeführten Untersuchungen haben zu dem Ergebnis
geführt, daß zur Erzielung einer großen Härte und Wasserfestigkeit des herzustellenden Überzugs Oxide und Hydroxide der
Erdalkalimetalle und das Zinkion besonders geeignet sind, die Koagulation zu bewirken. Wenn man jedoch eine beliebige Menge
an Oxiden der Hydroxiden der Erdalkalimetalle oder leicht
Zinkionen abspaltende Verbindungen einfach der kolloidales Kieselsäureanhydrid enthaltenden wässrigen Dispersion zusetzt,
dann erfolgt die Koagulation mit Übergang in den Gelzustand
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binnen eines Zeitraums von wenigen Sekunden bis einigen zehn
Minuten, so daß eine solche Zubereitung als Mittel zum Beschichten von Gegenständen gnnz und gar ungeeignet wäre. Die
Erfinder haben deshalb nach Verbindungen gesucht, mit denen die Koagulationsgeschwindigkeit einer Zubereitung aus kolloidalem
Kieselsäureanhydrid und Oxiden oder Hydroxiden der Erdalkalimetalle
oder Zinkionen gesteuert werden kann. Es hat sich im Lauf der Untersuchungen dann herausgestellt, daß dies zwanglos
mit wasserlöslichen Aminoalkoholen geschehen kann, nämlich durch Zugabe unterschiedlicher Mengen von Aminoalkohol, bezogen
auf die Menge an Oxiden oder Hydroxiden der Erdalkalimetalle oder an Zinkverbindungen; zusätzlich wird durch Zugabe von
Aminoalkohol das Aushärtverhalten des Präparates verbessert.
Aufgrund welcher Wirkungsweise Aminoalkohole in der Lage sind, die Koagulationsgeschwindigkeit zu steuern, ist noch nicht
restlos geklärt. Man nimmt an, daß Aminoalkohole, die der wässrigen
Dispersion von kolloidalem Kieselsäureanhydrid zugegeben werden, selektiv an silanolischen Gruppen an der Oberfläche der
kolloidalen Kieselsäureanhydridpartikel adsorbiert werden und dadurch deren aktive Stellen schützen, welche sonst mit den
Oxiden oder Hydroxiden der Erdalkalimetalle bzw. mit den Zinkionen
reagieren. Die Koagulationsgeschwindigkeit wird danach dadurch
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bestimmt, wie rasch die an den aktiven Stellen, nämlich den silanolischen Gruppen des kolloidalen Kieselsäureanhydrids
in der wässrigen Dispersion adsorbierten Aminoalkohole durch die Oxide oder Hydroxide der Erdalkalimetalle bzw. durch Zinkionen
ersetzt werden, und es ist offenkundig, daß die Koagulationszext
dadurch verlängert wird,und daß das Ausmaß der Verlängerung durch die Zugabe von Aminoalkohol steuerbar ist.
Das dergestalt entwickelte anorganische Beschichtungspräparat liefert Beschichtungen von hervorragender Härte und Wasserfestigkeit.
Daneben sind das Aushärtverhalten und das Haftvermögen der ausgehärteten Beschichtung besser als bei den beschriebenen herkömmlichen
Präparaten. Weil das Präparat im wesentlichen aus anorganischen Bestandteilen zusammengesetzt ist, brennt eine damit
hergestellte Beschichtung noch nicht einmal dann, wenn sie einer Gasflamme unmittelbar ausgesetzt wird.
Die erfindungsgemäß benutzte wässrige Dispersion von kolloidalem
Kieselsäureanhydrid enthält etwa 10 - 50 Gew.-% SiOp, welches
durch eine geringe Menge Alkalimetall- oder Ammoniusionen stabilisiert
ist. Eine wässrige Dispersion, in welcher die kolloidalen
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Kieselsäureanhydridpartikel mit Tonerde oder einer organischen Silikonverbindung modifiziert sind, kann ebenfalls erfindungsgemäß
verwendet werden. Die dispergierten Kieselsäureanhydridpartikel sollen jedenfalls sehr klein sein und vorzugweise einen
Durchmesser zwischen 1 und 100 /um aufweisen.
Es wird soviel Aminoalkohol verwendet, daß das Molverhältnis zwischen dem oder den Aminoalkoholen und dem SiOp in der
wässrigen Dispersion zwischen 0,01:1 und 1:1 (Aminoalkohol: SiO2) liegt. Ist mehr Aminoalkohol als oben angegeben vorhanden,
dann kann das Präparat unerwünscht Haut, Augen und Nase von Personen reizen, die damit umgehen. Auch können die fertigen
Beschichtungen dadurch einen Belag erhalten, der das Aussehen stört. Wenn anderersets weniger Aminoalkohol als angegeben zugesetzt
wird, dann ist die Verzögerung der Koagulation des Kieselsäureanhydrids mit den Oxiden aäer Hydroxiden der Erdalkalimetalle
oder mit Zinkverbindungen zu gering. Die Zeit, während der das Präparat verarbeitbar ist, ist dann so kurz, daß das
Präparat praktisch unbrauchbar ist. Vorzugsweise soll das Molverhältnis von Aminoalkohol zu SiOo zwischen 0,05:1 und 0,5^1
liegen.
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Bevorzugte Beispiele von wasserlöslichen Aminoalkoholen sind Monoäthanolamin, Diäthanolamin, Triethanolamin, Isopropanolamin,
Aminoäthyl-äthanolamin sowie andere Aminoalkohole, die
sowohl Aminogruppen als auch Hydroxylgruppen im Molekül haben, wie s.B« 2-Amiaopropanol, Diäthyläthenolamin., Äminoaethyläthanolamin,
Dirnethyläthanolamin, 2-Aminobutanol, 2-Ämino-2-ätayl-1,
3-propandiol, 2-Amino-2-methyl-l, 5-propandiol und
2-Amino-2-met"hyl-l-propanol.
Wie oben bereits erläutert wurde, werden Oxide und Hydroxide der Erdalkalimetall/verwendet, uijröas Aushärtverhalten und die Wasserfestigkeit
der Beschichtungen zu verbessern. Sie werden vorzugsweise in einem Molverhältnis von 0,01:1 bis 1:1 bezogen auf den
SiO~-Gehalt der wässrigen Kieselsäureanhydriddispersion zugegeben
(IKhSiOp, worin E für ein Erdalkalimetallion steht). Wenn der Anteil
der Erdalkalimetalloxide und -hydroxide größer ist als oben angegeben, dann ist die Zeitdauer, während der das Präparat
verarbeitet werden kann, selbst dann sehr kurz, wenn zur Verzögerung der Koagulation von SiOp und diesen Oxiden bzw. Hydroxid»
gleichzeitig Aminoalkohole benutzt werden; ein solches Präparat ist praktisch unbrauchbar. Wenn dagegen die Menge der Erdalkslimetalloxide
und-hydroxide die angegebene Untergrenze unterschreitet, dann ist die Festigkeit der Überzüge gegen kochendes
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Wasser nicht mehr gut. Folgende Oxide und Hydroxide, die einzeln
oder in Kombination verwendet werden können, eignen sich für die Zwecke der Erfindung besonders gut: Berylliumoxid, Magnesiumoxid,
Magnesium-Aluminium-Oxid, Msgnesium-Eisen-Oxid, Kalziumoxid,
Strontiumoxid, Eisen-Strontium-Oxid, Bariumoxid, Aluminium-Barium-Oxid, Berylliumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Kalziumhydroxid,
Strontiumhydroxid und Bariumhydroxid.
Zu dem gleichen Zweck wie die Erdalkalimetalloxide und -hydroxide kann auch metallisches Zink allein oder in Kombination mit Zinkverbindungen
benutzt werden, und zwar bevorzugt in einem Molverhältnis zum in der wässrigen Dispersion enthaltenen kolloidalen
Kieselsäureanhydrid (ZmSiO^» worin Zn die Anzahl Mole an
metallischem Zink oder von Zinkverbindungen bezeichnet) von 0,01:1 bis 1:1. Wenn der Anteil an Zink und/oder Zinkverbindungen
die angegebene Grenze überschreitet, dann weist die hergestellte Beschichtung einen schlechten Zustand auf, weil bei Verwendung
von metallischem Zink sich dieses auf der Oberfläche der Beschichtung ablagert, während bei der Verwendung von Zinkverbindungen
die Beschichtung kreidig werden kann. Wenn der Anteil an Zink und/oder Zinverbindungen andererseits unterhalb des
angegebenen Bereiches liegt, wird die Festigkeit der Beschichtung gegen kochendes Wasser schlecht. Besonders geeignete Zinkver-
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bindungen sind Zinkoxid, Zinkhydroxid, Zinkchlorid, Zinkborat, Zinkphosphat, Zinkphosphit, Zinkpyrophosphat, Zinksilikat,
Zinksilikofluorid, Zinkfluorid, Zinkkarbonat, Zink-Alkalimetall-Salze,
Zink-Erdalkalimetall-Salze und Zink-Ammonium-Salze.
Die Reaktion zwischen dem kolloidalen Kieselsäureanhydrid und dem Aluminiumoxid oder -hydroxid ist für das Erhärten des
erfindungsgemäßen Präparates von großer Wichtigkeit. Die Gestalt
des Aluminiumoxids bzw. -hydroxids ist für die Bildung von dünnen
Schichten aber ebenfalls von Wichtigkeit und durch ihre geeignete Auswahl kommt man zu besonders vorteilhaft nutzbaren Präparaten.
Die bei der obengenannten Reaktion auftretende Schrumpfung der
dünnen Schichten kann zu einem gewissen Grade dadurch unterbunden werden, daß man Aluminiumoxid bzw. -hydroxid in Granulatform
verwendet, besonders wirksam aber vor allem in Gestalt von Schuppen oder Blättchen»
Bei dem erfindungsgemäßen Präparat erreicht man die angestrebte
Härtungsreaktion in der aufgetragenen Beschichtung und die Verminderung
bzw. Vermeidung von Schrumpfspannungen beim Erhärten
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-17- 2 / b V 8 O 3
zur gleichen Zeit und deshalb besitzen damit hergestellte Beschichtungen
eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit.
Sie schuppenförmigen luminiumoxide liegen vorzugsweise in °·~-, 7-, ~-,Λ-, Κ-»""-» .^- oder/T-Form oder in mehreren dieser
Formen vor, während als schuppenförmige Aluminiumhydroxide vor allem Gibbsit, Böhmit, DiaspHor und Korund infrage kommen. Bei
schuppenförmiger Gestalt der Teilchen läßt sich das Auftreten von Schrumpfspannungen in der erhärtenden Beschichtung weitgehend
vermeiden und das Reißen der Beschichtung läßt sich damit wesentlich
besser vermeiden als mit gekörnten Teilchen, weil schuppenförmige Teilchen übereinander und einander überlappend in der
Beschichtung eingelagert sind. So erhält man Schichten hoher Festigkeit und von durchgehend gutem, unversehrtem Aufbau. Schließlich
haben Schuppen eine relativ große Oberfläche, und deshalb wird durch sie der Ablauf der Reaktion zwischen dem kolloidalen
Kieselsäureanhydrid und dem Aluminiumoxid bzw.-hydroxid gefördert. Wenn die Aluminiumoxid bzw. -hydroxidteilchen kugelig wären, dann
hätten sie mit den kugeligen kolloidalen Kieselsäureanhydridteilchen nur wenige Berührungspunkte. Bei Verwendung von Schuppen
hingegen werden die einzelnen Aluminiumoxid- bzw. -hydroxidschuppen untereinander durch kolloidales SiO2 miteinander verbunden
und die möglichen Berührungspunkte sind sehr zahlreich ver-
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glichen mit dem Fall kugeliger anstelle schuppiger Teilchen. Die Verwendung von schuppenförmigern Material ist auch geeignet,
den Anteil an Hohlräumen in den Beschichtungen klein zu halten.
Nach den Untersuchungen der Erfinder ist der Anteil an Hohlräumen
und das Auftreten von Schrumpfspannungen in der Beschichtung am geringsten, wenn das Verhältnis von Breite zu
Dicke der Aluminiumoxid- bzw. -hydroxidschuppen mindestens 2 beträgt und das Verhältnis ihrer Länge zur Breite zwischen
5 und 1 liegt. Das Verhältnis von Breite zu Dicke der Schuppen soll jedoch nicht größer als 50 werden, weil sonst die Oberfläche
der Beschichtung flockig wird und ein schlechtes Aussehen erhält.
Das Aluminiumoxid und/oder -hydroxid soll in solchen Mengen zugesetzt werden, daß die nüitlöslichen Bestandteile des
Präparates etwa 40-90 Gew.-% des Präparates ausmachen. Wenn man soviel Aluminiumoxid und/oder -hydroxid zusetzt, daß die
angegebene ebere Bereichsgrenze überschritten wird, dann wird
es
das Präparat so zäh, daß/noch schwerlich verarbeitet werden kann,
das Präparat so zäh, daß/noch schwerlich verarbeitet werden kann,
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wohingegen bei einem Unterschreiten der angegebenen unteren Bereichsgrenze eine zu starke Schrumpfung beim Erhärten auftritt,
die die Beschichtungen reißen läßt. Vorzugsweise machen die nichtlöslichen Bestandteile 55 - 75 Gew.-% des Präparates
aus. Die Teilchengröße des Aluminiumoxids und -hydroxid*liegt
zweckmäßig zwischen 1 /u und 100 /U1 vorzugsweise zwischen 3 /U
und 50 /U.
Das erfindungsgemäße Präparat kann noch mit den verschiedenen üblichen Pigmenten, z.B. Titandioxid, versetzt werden, um es
einzufärben. Zur Verbesserung verschiedener charakteristischer Eigenschaften der Beschichtungen können dem Präparat noch inerte
Füllstoffe zur Verlängerung des Präparates zugegeben werden, z.B.
Ton, Glimmer, Talkum und Karbonate der Erdalkalimetalle, die bei solcherart Präparaten üblicherweise verwendet werden.
Ferner können dem Präparat noch Substanzen wie Bentonit zur Steuerung des Fließverhaltens, Mittel zur Verhinderung von Schaumbildung,
oberflächenaktive Substanzen und dergl. zugesetzt werden.
Das Mengenverhältnis von kolloidalem Kieselsäureanhydrid (SiO2)
zur Summe aus kolloidalem SiOp und dem Wasser im Präparat, also das Verhältnis SiO2 / (SiO2 + H2O), soll größer als 0,1 sein.
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Wenn es kleiner als 0,1 ist, werden die Beschichtungen kreidig
und schlecht, weil der Bindemittelanteil zu gering ist.
Das erfindungsgemäße Präparat kann nach üblichen Verfahren hergestellt
werden. Wenn möglich, wird der Aminoalkohol als erster in der wässrigen SiOp-Dispersion gelöst und danach werden die
pulverigen Komponenten hinzugefügt und in einem Schnellaufenden
Mischer oder in einer Kugelmühle dispergiert. Nach einem anderen mit Vorteil anwendbaren Verfahren wird zunächst das Aluminiumoxid
und/oder -hydroxid in der wässrigen SiOp-Dispersion dispergiert,
während der wasserlösliche Aminoalkohol, Pigmente, oberflächenaktive Substanzen und sonstige Komponenten getrennt davon in Wasser
dispergiert werden und vor der Anwendung beide Dispersionen miteinander vermischt werden.
Das erfindungsgemäße Präparat liefert besonders auf Keramik, Glas,
Beton, Mörtel, Kalziumsilikatplatten, Schiefer, Stahlplatten sowie auf Binkreichen Anstrichen guthaftende Beschichtungen. Sollte der
zu beschichtende Gegenstand dazu neigen, das Präparat zu absorbieren, so kann man dem dadurch begegnen, daß man den Gegenstand vor dem
Beschichten auf mindestens 4-0° C erwärmt.
Das erfindungsgemäße Präparat kann durch die üblichen Auftrag-
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verfahren wie Druckluftspritzen, Druckspritzen, Rollen, Pinseln, Gießen und dergl. verarbeitet werden.
Das Trocknen der Beschichtungen erfolgt am einfachsten bei normaler Umgebungstemperatur, kann jedoch durch Wärme beschleunigt
weilen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend
noch einige Beispiele angegeben. Die Beispiele 1-5 betreffen erfindungsgemäße Präparate. Ihnen sind 5 Vergleichsbeispiele
gegenübergestellt. Sämtliche Präparate wurden mit Spritzpistolen auf Schieferplatten aufgetragen. Die trockenen Beschichtungen
hatten eine Dicke von 70 /um.
In Tabelle 1 findet sich die Zusammensetzung der Präparate gemäß den Beispielen 1-5 und den Vergleichsbeispielen 1-3 und
Das Vergleichsbeispiel 4· betrifft ein Präparat, welches alle
Komponenten des Präparats aus dem Beispiel 1 aufweist mit Ausnahme der wässrigen Dispersion von kolloidalem Kieselsäureanhydrid,
welches durch eine 40%-ige wässrige Lösung von Natriumsilikat
(Na2O.3 SiO2) ersetzt wurde.
Die gemäß den Beispielen 1-5 und den VergleichsbapLelen 1,2,4,5
hergestellten Proben wurden verschiedenen Prüfungen unterzogen,
deren Ergebnisse in Tabelle 2 aufgeführt sind.
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oo ο
OO
CD
CO
Komponente | , Beispiel | 2 | 3 | 4 | 5 | MgO 0·3 |
Zn 0.1 |
Ca(OH)2 Qi2 |
Mg(OH)2 O1S |
Ba(OH)2 O.OS |
Vergleichsbeispiel | 1 | 2 | 3 *3 | Eisenoxid (rot) 0.15 |
CaO 0.01 |
5 |
ca; Dispersion *Λ von SiO2 ·2 |
1 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | Eisenoxid (rot) 0.13 |
ZnCOH)2 o»2 |
Zn5C^P04)2 0.1 |
ZnCl2 O.OS |
1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | ||||
cb; Wasserlösliche Aminoalkohole *5 Monöäthanolamin Diethanolamin Is OProp ano1amin |
1.0 | 0.2 | 0.0s | 0.05 O.05 0-OS |
0.3 | Titan weiß 0.14 |
0.1 , 0.5 | Kobalt blau 0.2 |
Eisenlack (schwarz) 0.1 |
jZinkgelb I ' 0.18 |
0.1 | Kobalt blau 0.2 |
0.1 | ||||
cc; Aluminiumoxid oder -hydroxid Menfte *6 |
0.1 | Al2O5 + Al(OH)5 |
Al(OH)5 P-O |
Al2O5 Al(OH)5 1-0 T-R ! |
0.75 -- t 1.3 | M2O5 lr4 |
Al2O5 + Al(OH)5 1 .*> |
Al(OH) P-O |
0.5 J Ο.75 | Al2O5 1 .4 |
|||||||
Teilchengestalt *4 | Al2O5 1.4 |
50<w/h*2, 4>l/w?1.5 | 50Wh^ 2, 4il/wSl.5 ν | i/hs.1.5 | |||||||||||||
CD) Oxide oder Hydroxide von Erdalkalimetallen MenRe *5 |
MgO 0.5 |
||||||||||||||||
cd; Metallisches Zink oder Zinkverbindungen Menfte *5 |
|||||||||||||||||
Pigmente Menpce *7 |
Titan weiß 0.14 |
Titan weiß 0.14 |
|||||||||||||||
Wasser (H0O) *e 1 *- |
0.1 | 0.1 | |||||||||||||||
CO O CO
Erläuterungen zu Tabelle 1:
* 1 : Es wurde eine wässrige Dispersion von kolloidalem
Kieselsäureanhydrid benutzt, welche 50 Gew.-%
Trockensubstanz enthielt.
* 2 : Es sind die Anzahl Mole an kolloidalem Kieselsäure
anhydrid in der Komponente (A) angegeben.
* 3 ' Binnen 1 Minute nach der Zubereitung des Präparates
kam es zur Gelbildung, so daß das Präparat nicht zur Beschichtung der Schieferplatten verwendet werden konnte.
* 4 : w bezeichnet die Teilchenbreite, h die Teilchendicke und
1 die Teilchenlänge.
* 5 : Es sind die Anzahl Mole pro Mol SiOp in der Komponente
(A) angegeben.
* 6 : Es sind die Gewichtsteile pro Gewichtsteil SiOp in der
Komponente (A) angegeben.
* 7 : Es sind die Gewichtsteile pro Gewichtsteil der Komponente
(C) angegeben.
- 24 809822/0924
σο σ co co
ro
Prüfbedij | igungen |
Prüf
dauer • 1 (Stun den) |
Beispiel |
5H
9H oder besser |
4H
9H oder besser |
300 /U |
3H
9H oder besser |
5H 9H oder besser |
VerKleichsbeispiel | H H |
3H 6B |
5H 9H oder besser |
Trock
nungs zeit |
1 2 3 4 5 | gut | gut | gut | gut | 12 4 5 | er weicht |
er weicht |
gut | |||
Gegenstand der
Prüfung |
1 Tag
30 Tage |
240 Std. | gut | gut | gut | gut | er weicht |
er weicht |
gut | |||
Härtungs-
verhalten *2 |
24 Std. | 1 Std. |
5H
9H oder besser |
nicht
brenn bar |
nicht
brenn bar |
nicht
brenn bar |
nicht brenn bar |
3H 4H |
nicht brenn bar |
nicht brenn bar |
nicht brenn bar |
|
Wasserbeständig
keit (20ö C) |
24 Std. | gut | 10</10Q 100*100 | 100*100 | 100*100 | gering er weicht |
50/100 | 50/100 | 100/100 | |||
Kochendwasser
beständigkeit (1000C) |
24 Std. | gut | 250/U | 220/U | 280/U | er weicht |
230/U | 280/u | 80/U | |||
Brennbarkeit
•4 |
24 Std. |
nicht
brenn bar |
nicht brenn bar |
|||||||||
!Haftfestigkeit *5 | 24 Std. | 100/100 | 100*100 | |||||||||
kritische
picke (/u\ |
280/U
i ' |
250/U | ||||||||||
PnJ) OO CD CO
2752büj
Erläuterungen zu Tabelle 2:
* 1 : Die Präparate aus Tabelle 1 einschl. Vergleichsbeispiel 4
wurden auf Schieferplatten aufgetragen, getrocknet und anschließend
verschiedenen Prüfungen unterzogen. Die"Prüfdauer gibt die Zeit an, während der die beschichteten
Platten in Wasser bzw. Kochendwasser eingetaucht waren.
* 2 : Die Prüflinge wurden 1 Tag lang bei einer Temperatur von
20° C und bei 75% relativer Feuchte aufbewahrt und danach
30 Tage der Witterung im Freien ausgesetzt. Anschließend wurde die Härte der Beschichtung durch Ritzen mit unterschiedlich
harten Bleistiften geprüft. Die Prüflinge nach Beispiel 5 wurden allerdings unmittelbar nach dem Auftragen
des Präparates 10 Minuten lang bei 150° C getrocknet, während die übrigen Prüflinge bei normaler Temperatur
trockneten. Es sind die Härtegrade der Bleistifte angegeben, mit denen sich die Beschichtungen gerade noch nicht ritzen
ließen.
* 4· : Die Prüflinge wurden 3 Hinuten lang mit einem Bunsenbrenner
erhitzt und dann der Zustand der Beschichtung überprüft.
- 26 -
809822/0924
27528Ud
* 5 : Durch zweimal elf Einschnitte im Abstand von 1 mm
wurden bei Prüflingen in den Beschichtungen je 100 Quadrate von 1 χ 1 mm erzeugt. Die Einschnitte gingen
durch bis auf die Schieferplatten. Auf diese quadratischen Felder wurden dann selbstklebende Klebstreifen aufgeklebt
und ruckartig wieder abgezogen. In der Tabelle ist angegeben, wieviel von je 100 Quadraten auf der Schieferplatte
haften blieben.
* 6 : Angegeben ist die Schichtdicke, bei der noch keine Risse
entdeckt wurden. Die Prüflinge wurden mit einer Lupe mit
30-facher Vergrößerung untersucht.
809822/0924
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Anorganisches Präparat zum Beschichten von Gegenständenin Form einer wässrigen Dispersion von kolloidalem Kieselsäureanhydrid (A), dadurch gekennzeichnet, daß es als weitere Komponenten schuppenförmiges Aluminiumoxid und/oder Aluminiumhydroxid (B), wasserlöslichen Aminoalkohol (C) sowie einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe von metallischem Zink, Zinkverbindungen, Oxiden und Hydroxiden der Erdalkalimetalle (D) enthält; die Teilchengröße der Komponente (B) genügt den Formeln50 £ w/h £ 2 und5 2 1/w * 1 ,worin 1 die Länge der Teilchen, w ihre Breite und h ihre Höhe angibt, und die Komponente (B) ist in solcher Menge zugesetzt,809822/0924OWQlNAL INSPECTEpdaß das Präparat etwa 40 - 90 Gew.-% nichtlösliche Bestandteile enthält;das Molverhältnis der Komponente (C) zur Komponente (A) (Aminoalkohol/SiOp) liegt zwischen 0,01:1 und 1:1, ebenso liegt das Molverhältnis der Komponente (D) zur Komponente (A) (HO/S1O2» worin E ein Erdalkalimetallion darstellt, oder Zn/SiO~) zwischen 0,1:1 und 1:1, während das Gewichtsverhältnis des in der Komponente (A) vorhandenem kolloidalen Kieselsäureanhydrid zur Menge des im Präparat enthaltenen Wassers zuzüglich dieses kolloidalen Kieselsäureanbydrids (SiOp/ [SiOp + HpO-I ) wenigstens 0,1 beträgt.2. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daB die Teilchengröße des kolloidalen Kieselsäurenanhyürids in tierKomponente (A) zwischen 1 und 100 /um liegt.3. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aminoalkohol durch einen oder mehrere Vertreter der ausMonoäthanolamin, Diäthanoiamin, Triäthanolamin, Isopropanolamin, Aminoäthyläthanolamin und anderen wasserlöslichen Aminoalkoholen mit einer Aminogruppe und einer Hydroxylgruppe im Molekül bestehenden Gruppe gebildet wird.8096^2/0924r/528034r Präparat ©ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Zinkverbindungen Zinkoxid, Zinkhydroxid,.Zinkchlprid^. Zinkboratj Zinkphosghat, Zinkphosphit,, Zinkpyrophosphat, JSinksilikat., Zinksilikofluorid, Zinkfluorid, Zinkkarbonat, Zink-Alkalimetall-Salze, Zink-Erdalkalimetall-Salze und Zink-Ammonium-Salz,e umfaßt. ■ .5* Präparat nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß dieGruppe der Oxide und Hydroxide der Erdalkalimetalle in der Komponente (D) Berylliumoxid, Magnesiumoxid, Magnesium-Aluminium-Oxid, Magnesium-Eis.€n-Oxid, Kalziumoxid, Strontiumoxid, Eisen-Strontium-Oxid, Bariumoxid, Aluminium-Barium-Oxid, Berylliumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Kalziumhydroxid, Strontiumhydroxid und Bariumhydroxid umfaßt.das6. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß/schup-penförmige Aluminiumoxid ein oder mehrere Vertreter aus der Gruppe der Aluminiumoxide in f><·-, ß-y p-y *-, /"-, ij -, g- und 5 -Form umfaßt.7. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schuppenform!ge Aluminiumhydroxid einen oder mehrere Ver-809822/0924λ '52803treter aus der von Gibbsit, Böhmit, Diaspor und Korund gebildeten Gruppe umfaßt.8. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßes ferner Farbpigment, inerte Füllstoffe zur Verlängerung, Zusätze zur Steuerung des Fließverhaltens, Mittel zur Verhinderung von Schaumbildung und/oder oberflächenaktive Substanzen enthält.809822/0924
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