DE69704092T2

DE69704092T2 - Herstellung einer opaken haftenden Beschichtung auf der Oberfläche eines im wesentlichen hydratisierten Zementsubstrates

Info

Publication number: DE69704092T2
Application number: DE69704092T
Authority: DE
Inventors: Richard Barry Matt; Joseph Clark Reilly
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: MX9703983A; IL120846A0; TW350796B; US6045871A; EP0811588B1; KR980001972A; BR9703488A; JPH1080662A; AU740016B2; AU2360897A; EP0811588A3; PL320411A1; DE69704092D1; CA2206098A1; CN1172784A; EP0811588A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Verwendung von trübenden (opacifying) Polymeren in einem Verfahren zur Grundierung einer Zementsubstratoberfläche und insbesondere zur Herstellung einer opaken haftenden Beschichtung auf einer Zementsubstratoberfläche mit einem lagerstabilen, opaken Porenfuller (sealer).
Zementsubstrat (ZS) bedeutet ein Substrat wie eine Vertäfelung (lap siding) auf der Außenseite von Gebäudewänden, einen Dachziegel, eine Bodenfliese, Wandfliese, Wandplatte, Dachschindel, einen Dachschiefer, Patioboden, hergestellt aus einer hydraulischen Substanz. Der Begriff "hydraulische Substanz" steht für eine Substanz mit der Fähigkeit, bei im wesentlichen vollständiger Hydratation mit Wasser relativ unlösliche gebundene und gehärtete Aggregationen beträchtlicher Stärke und Dimensionsstabilität zu bilden. Der Prozeß der Hydratation findet über eine Zeitdauer statt, die typischerweise von mehreren Stunden bis mehrere Tage beträgt, um das ZS im wesentlichen zu hydratisieren. Die hydraulischen Substanzen schließen Portland-Zement, Aluminiumzement, Luftporenzement, vermischten Zement wie typischerweise mit Silicafasern, Polymerfasern oder einem Gemisch davon vermischten Zement, Puzzolanzement und Trief-Zement; wie der, der mit feuchtem Schlamm von fein gemahlener Schlacke hergestellt wird. ZS ist ein Betonsubstrat, das typischerweise durch Vermischen der hydraulischen Substanz, wie zum Beispiel Portland-Zement, und Wasser mit gewünschten Mengen von verstärkenden Materialien zur Modifizierung der Struktureigenschaften des resultierenden Substrats hergestellt wird. Das Wasser/Zement-Gemisch kann weiter von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zements, von herkömmlichen Bindepolymeren einschließen, die entweder im nassen Zustand oder trockenen Zustand hinzugefügt werden. Einige beispielhafte verstärkende Materialien, die zu dem Wasser/Zement-Gemisch hinzugegeben werden, schließen Holzspäne oder Holzfasern, Silica-, Mineral- und Glasfasern, Blähschiefer oder andere Leichtgewichtaggregate, synthetische Fasern wie Nylonfasern oder Glas- und Mineralwolle, verstärkende Materialien wie Kies, Sand, verstärkende Strukturen aus Metall oder Polymer ein.
Eines der mit ZS verbundenen Probleme ist die Bildung einer effloreszierenden Schicht auf der Oberfläche des ZS, welche typischerweise uneben auf der Oberfläche verteilt ist, wodurch ein unansehnliches gesprenkeltes Erscheinungsbild entsteht. Der Begriff "effloreszierende Schicht" steht für eine weißliche Schicht, die sich auf der ZS-Oberfläche während des Härtungsschrittes des ZS (bekannt als primäre Effloreszenz) oder wenn das ZS Verwitterung ausgesetzt wird (bekannt als sekundäre Effloreszenz) bildet. Eine solche weißliche Schicht wird als ästhetisch nicht ansprechend empfunden. Es wird angenommen, ohne hierauf zu vertrauen, daß das Phänomen der Effloreszenz aus der Wanderung von die Effloreszenz bildenden Materialien wie Calciumionen aus dem Inneren des ZS zu den ZS-Oberflächen während des Aushärtungsschrittes resultiert oder ein Ergebnis der Verwitterung des ZS ist. Wenn das mit Zementbestandteilen wie zum Beispiel Calciumionen assoziierte Wasser aus der ZS-Oberfläche während des Härtens verdunstet, neigen die Zementbestandteile dazu, zu wandern und sich als Salze auf der ZS-Oberfläche abzulagern, wodurch sie die primäre effloreszierende Schicht auf der ZS-Oberfläche erzeugen. Einige dieser Salze reagieren auch mit atmosphärischem Kohlendioxid, um unlösliche weißliche Salze wie zum Beispiel Calciumcarbonat zu bilden, wodurch die sekundäre effloreszierende Schicht gebildet wird. Im Falle eines im wesentlichen hydratisierten ZS tritt im wesentlichen keine sekundäre Effloreszenz auf. Daher liegt der größte Anteil der Effloreszenz auf einem im wesentlichen hydratisierten ZS in der Form von primärer Effloreszenz vor. Wenn ein im wesentlichen hydratisiertes ZS mit der primären effloreszierenden Schicht darauf mit einer Anstrichfarbe beschichtet wird, neigt die Schicht der Anstrichfarbe dazu, ein unansehnliches gesprenkeltes Aussehen zu haben, das ästhetisch nicht sehr ansprechend ist.
Versuche sind unternommen worden, um das gesprenkelte oder fleckige Aussehen der auf ein im wesentlichen hydratisiertes ZS aufgebrachten Beschichtung durch Grundieren der Oberfläche des im wesentlichen hydratisierten ZS mit einer Titandioxid- oder Calciumcarbonat-Pigmentpartikel enthaltenden Grundierung (primer) abzudecken, bevor die Deckschicht eines herkömmlichen Anstrichs wie einer Latexfarbe darauf aufgebracht wird. Jedoch wird die herkömmliche Grundierung, um die primäre Effloreszenzschicht im wesentlichen abzudecken, mit einer beträchtlichen Menge an Titandioxid- oder Calciumcarbonat-Pigmenten beladen. Derart hohe Pigmentierungsgrade verringern die Haftung der Grundierung auf der im wesentlichen hydratisierten ZS-Oberfläche. Als ein Ergebnis, wird die Haftung der Deckschicht an die im wesentlichen hydratisierte ZS-Oberfläche ebenfalls verringert, wenn eine Deckschicht von Farbe darauf aufgebracht wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung und ein darin verwendeter opaker Porenfüller (sealer) lösen dieses Problem durch Grundieren der im wesentlichen hydratisierten ZS-Oberfläche mit dem opaken Porenfüller, der nicht nur das aus der Anwesenheit der primären Effloreszenzschicht resultierende gesprenkelte Aussehen der Deckschicht im wesentlichen abdeckt, sondern auch für eine verbesserte Haftung der Deckschicht an die im wesentlichen hydratisierte ZS-Oberfläche im Vergleich zu herkömmlichen Grundierungen auf Pigmentpartikelbasis sorgt.
Ein weiteres mit solchen herkömmlichen Pigmentpartikel-basierten Grundierungen verbundenes Problem liegt darin, daß sie nicht lagerstabil sind und zur Ausfällung neigen. Dies führt dazu, daß, soweit die herkömmlichen, stark beladenen Pigmentpartikel enthaltenden Grundierungen nicht ständig gerührt werden, diese zur Ausfällung neigen.
Daher resultieren Grundierungsbeschichtungen mit Pigmentpartikeln darin in Beschichtungen mit ungleichmäßig verteilten Pigmentpartikeln in der Grundierung, weshalb die resultierenden Grundierungsschichten daraus nicht die erwünschten verdeckenden Eigenschaften aufweisen. Es ist üblich, ein Dispergiermittel zu derart stark pigmentierten Grundierungen hinzuzufügen, um ihre Dispersion zu verbessern. Wenn dies allerdings versucht wird, neigen solche Grundierungen dazu, Beschichtungen zu erzeugen, die wasserempfindlich sind und eine schwächere Haftung an die im wesentlichen hydratisierte ZS-Oberfläche aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung in einem Verfahren zur Erzeugung einer opaken haftenden Beschichtung auf der Oberfläche eines im wesentlichen hydratisierten Zementsubstrats gemäß der Ansprüche, wobei das Verfahren umfaßt:
Aufbringen einer Schicht eines wasserlöslichen (waterborne) lagerstabilen Porenfüllers, umfassend ein wäßriges Medium, enthaltend ein Bindepolymer, auf die Oberfläche des Zementsubstrats; und
Trocknen der Schicht, eines trübenden Polymers in dem wasserlöslichen lagerstabilen Porenfüller zur Verbesserung der Haftung der opaken haftenden Schicht an das Zementsubstrat.
Wie hier benutzt, bedeutet "Portland-Zement" ein feines graues Pulver, typischerweise hergestellt durch Erhitzen bei 1350ºC bis 1800ºC eines kalkartigen Materials (Kalkstein, Mergel oder Kreide) mit einem Tonmaterial (Ton oder Schiefer, Al&sub2;O&sub3; · SiO&sub2;) bis zur Verglasung. Der resultierende Klinker wird dann typischerweise mit Gips gemischt und gemahlen, bei ungefähr 2 Gew.-%, um Portland-Zement zu bilden.
"Hydratation" bedeutet die Bildung einer Verbindung durch Kombinieren von Wasser mit einer anderen Substanz wie hydraulischem Zement. Der Prozeß der Hydratation ist zeitabhängig und dauert im allgemeinen bis zu 28 Tage, zu welchem Zeitpunkt ZS seine größte strukturelle Stärke erreicht. Die Hydratationszeit kann bei Bedarf eingestellt werden durch Variieren der Feuchte und durch Aussetzen des ZS an erhöhte Temperaturen. Zum Beispiel wird das ZS in Dachziegeln im wesentlichen hydratisiert unter Hochdruckdampffür 5 bis 15 Stunden bis zu 24 Stunden.
"Nasser Zustand" steht für den Zustand des ZS vor der Hydratation und bevor wesentliche Verdunstung von Wasser aus dem ZS stattgefunden hat. Dieser Zustand kann zum Beispiel für Betondachziegel bis zu zwei Stunden dauern, im Anschluß an die Extrusion des Betondachziegels. Falls erwünscht, kann die Dauer des Naßzustands durch Erhitzen oder Kühlen oder durch Halten des ZS in Bedingungen geringer oder hoher Feuchte verkürzt bzw. verlängert werden.
"Schlamm" ("slurry") steht für ein fluides Betongemisch mit hohem Wassergehalt, der beispielsweise von 20 bis 50% Wasser, bezogen auf das Gewicht des Zements, variieren kann. Zusätzlich zu dem Zement kann der Schlamm verstärkende Materialien wie die oben beschriebenen enthalten.
"Betonsubstrat" bedeutet ein Substrat, das typischerweise durch Mischen von 1 Teil von Portland-Zement mit 0 bis 6 Teilen Sand, 0 bis 4 Teilen Kies, in sämtlichen Fällen Volumenteile, hergestellt wird. Wasser wird zu diesem Zementgemisch hinzugegeben, um die gewünschte Fluidität zu erreichen, zum Beispiel 50 Liter Wasser pro 100 Kilogramm Zement werden zu dem Zementgemisch zugegeben, welches dann gegossen, gepreßt oder in die gewünschte Form geformt und anschließend durch Hydratation gehärtet wird, um das ZS wie zum Beispiel einen Dachziegel zu bilden.
"Add-on" bedeutet Gramm des festen Anteils eines Latexbindemittels (Trockenanteil), beschichtet über eine Quadratmeterfläche der Oberfläche des Substrats.
"Durchschnittliches GPC-Molekulargewicht" ("GPC weight average molecular weight") steht für das durchschnittliche Molekulargewicht, bestimmt durch Gelpermeationschromatographie (GPC), welche auf Seite 4, Kapitel I, von The Characterization of Polymers, veröffentlicht von Rohm and Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania, 1976, beschrieben ist. Für Polymere, die entweder in Tetrahydrafuran oder Dimethylformamid löslich sind, wird Polymethylmethacrylat als Molekulargewichtsstandard verwendet. Für wasserlösliche Polymere wird Polymethacrylsäure als Standard verwendet. Vor der GPC-Analyse von wasserlöslichen Polymeren werden diese mit Kaliumhydroxid in Ethanol bei erhöhten Temperaturen behandelt, die ausreichend sind, um die wasserlöslichen Polymere vollständig zu hydrolysieren. Das durchschnittliche GPC-Molekulargewicht kann durch Berechnen eines theoretischen durchschnittlichen Molekulargewichts abgeschätzt werden. In Systemen, die Kettenübertragungsmittel enthalten, ist das theoretische durchschnittliche Molekulargewicht einfach das Gesamtgewicht an polymerisierbarem Monomer in Gramm, geteilt durch die gesamte molare Menge des Kettenübertragungsmittels, das während der Polymerisation eingesetzt wird. Die Abschätzung des Molekulargewichts eines Bindemittelpolymersystems, das keinen Kettenüberträger enthält, ist komplexer. Eine gröbere Abschätzung kann erhalten werden, wenn man das Gesamtgewicht an polymerisierbarem Monomer in Gramm nimmt und diese. Menge durch das Produkt der molaren Menge eines Initiators multipliziert durch einen Effizienzfaktor (in unseren mit Persulfat initiierten Systemen haben wir einen Faktor von ungefähr 0,5 verwendet) teilt. Weitere Informationen über die Berechnungen des theoretischen Molekulargewichts können in Principles of Polymerization, 2. Auflage, von George Odian, veröffentlicht von John Wiley and Sons, N. Y., N. Y., 1981, und in Emulsion Polymerization, herausgegeben von Irja Firma, veröffentlicht von Academic Press, N. Y., N. Y., 1982, gefunden werden.
"Glasübergangstemperatur (Tg)" ist ein enger Temperaturbereich, gemessen durch herkömmliche Differentialscanningkalorimetrie (DSK), während der amorphe Polymere von relativ hartem sprödem Glas zu relativ weichem viskosen Kautschuk übergehen. Um die Tg mittels dieser Methode zu messen, werden die Copolymerproben getrocknet, auf 120ºC o
vorerhitzt, rasch auf -100ºC gekühlt und dann auf 150ºC mit einer Geschwindigkeit von 20ºC / Minute erhitzt, während die Daten gesammelt werden. Die Tg wurde an dem Mittelpunkt der Biegung unter Verwendung der Methode der halben Höhe (half-height method) gemessen. Alternativ kann der Reziprokwert der Glasübergangstemperatur einer bestimmten Copolymerzusammensetzung typischerweise mit einem hohen Grad an Genauigkeit durch Berechnen der Summe der jeweiligen Quotienten, die durch Dividieren einer jeden Gewichtsfraktion der jeweiligen Monomere, M&sub1;, M&sub2;, ..., Mn, aus denen sich das Copolymer ableitet, durch den Tg-Wert für das aus dem jeweiligen Monomer abgeleiteten Homopolymer abgeschätzt werden, gemäß einer Gleichung der Form:
worin:
Tg(Copolymer) die geschätzte Glasübergangstemperatur des Copolymers ist, ausgedrückt in Grad Kelvin (ºK);
w(Mi) die Gewichtsfraktion der sich wiederholenden Einheiten in dem Copolymer, abgeleitet von einem i - ten Monomer Mi, ist; und
Tg(Mi) die Glasübergangstemperatur, ausgedrückt in º Kelvin (ºK) des Homopolymers eines Mi-ten Monomer Mi ist.
Die Glasübergangstemperatur verschiedener Homopolymere kann zum Beispiel in "Polymer Handbook", herausgegeben von J. Brandrup und E. H. Immergut, Interscience Publishers, gefunden werden.
"Dispergiertes Polymer" steht für kolloidal dispergierte und in einem wäßrigen Medium stabilisierte Polymerpartikel.
"Solubilisiertes Polymer" schließt "wasserlösliches Polymer", "wasserreduzierbares Polymer" oder ein Gemisch davon ein. Wasserlösliches Polymer bedeutet ein in einem wäßrigen Medium gelöstes Polymer. Wasserreduzierbares Polymer steht für ein in Wasser und mit Wasser mischbarem Lösungsmittel gelöstes Polymer. Solubilisiertes Polymer resultiert in einer Polymerlösung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Selbstverdichtungskonstante (self-crowding constant) (K) der Mooney-Gleichung [1/lnηrei = 1/BC - K/2,5] gleich Null ist. Im Gegensatz hierzu hat dispergiertes Polymer eine (K) von 1,9. Die Einzelheiten der Mooney-Gleichung sind in einem Artikel mit dem Titel "Physical Characterization of Water Dispersed and Soluble Acrylic Polymers" von Brendley et al. in "Nonpolluting Coatings and Coating Processes", veröffentlicht von Plenum Press, 1973, und herausgegeben von Gordon und Prane offenbart.
"Trübendes Polymer" bedeutet kolloidal dispergierte und stabilisierte Polymerpartikel, welche als Trübungsmittel im trockenen Zustand wirken, worin jedes Partikel darin mindestens einen Hohlraum (void) enthält.
"Polymerpartikelgröße" steht für den Durchmesser der Polymerpartikel, gemessen unter Einsatz eines Brookhaven Modell BI-90-Partikelgrößenmesser, erhältlich von Brookhaven Instruments Corporation, Holtsville, New York, welches eine quasi-elastische Licht- Streuungsmethode zur Messung der Größe der Polymerpartikel verwendet. Die Intensität der Streuung ist eine Funktion der Partikelgröße. Verwendet wird der Durchmesser bezogen auf einen intensitätsgewichteten Durchmesser. Diese Technik wird in Kapitel 3, Seiten 48-61, Titel Uses and Abuses of Photon Correlation Spectroscopy in Particle Sizing von Weiner et al. in der 1987-Ausgabe von American Chemical Society Symposium Series beschrieben.
"Polymer- oder Pigment-Feststoffe" steht für Polymer oder Pigment in seinem trockenen Zustand.
"Pigmentvolumengehalt" steht für Volumenprozent von Pigment- oder trübenden Polymer- Feststoffen, die zu der Anstrichzusammensetzung hinzugegeben werden, wobei die Volumenprozent bezogen sind auf das Gesamtvolumen der Anstrichzusammensetzung.
Die wasserlösliche (waterborne) Porenfüllerzusammensetzung, die für den Einsatz in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet ist, schließt ein wäßriges verdampfbares Medium ein, das ein anionisch stabilisiertes Bindemittelpolymer mit einer Tg im Bereich von -20ºC bis 100ºC, vorzugsweise von 0ºC bis 60ºC enthält, und ein durchschnittliches GPC-Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 5.000.000, bevorzugt von 1.000 bis 1.500.000 und am meisten bevorzugt zwischen 30.000 und 1.000.000 enthält.
Das für das Verfahren geeignete Bindepolymer der Zusammensetzung kann ein dispergiertes Polymer sein, oder es kann ein Gemisch eines wasserlöslichen Polymers und eines dispergierten Polymers oder ein wasserreduzierbares Polymer oder ein Gemisch der wasserlöslichen und wasserreduzierbaren Polymere oder ein Gemisch der dispergierten, wasserreduzierbaren und wasserlöslichen Polymere sein, sämtliche in einem wäßrigen verdampfbaren Medium.
Das für das Verfahren geeignete Bindepolymer der Zusammensetzung kann ein dispergiertes Polymer mit in einem wäßrigen verdampfbaren Medium dispergierten Polymerpartikeln sein, oder es kann entweder ein wasserlösliches Polymer, ein wasserreduzierbares Polymer, ein Gemisch der wasserlöslichen und wasserreduzierbaren Polymere in dem wäßrigen verdampfbaren Medium oder ein Gemisch der dispergierten, wasserreduzierbaren und wasserlöslichen Polymere in dem wäßrigen verdampfbaren Medium sein. Falls erwünscht, kann das Bindepolymer ein Gemisch eines dispergierten Polymers mit einem wasserlöslichen oder einem wasserreduzierbaren Polymer einschließen. Das Bindepolymer in Form von dispergierten Polymerpartikeln wird bevorzugt, wobei die Partikelgröße der dispergierten Polymerpartikel im Bereich von 20 bis 1000 Nanometer, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 500 Nanometer, bevorzugter im Bereich von 100 bis 350 Nanometer liegt. Das wäßrige verdampfbare Medium schließt Wasser oder Wasser mit einem darin gelösten mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel wie Methanol, Ethanol und Glykolether ein. Wasser wird bevorzugt.
Das Bindepolymer wird aus mindestens einem oder mehreren der folgenden Monomere wie zum Beispiel Acryl- und Methacrylestermonomere, einschließlich Methyl(methacrylat, Ethylmethacrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Isodecyl(meth)acrylat, Oleyl(meth)acrylat, Palmityl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat und Hydroxypropyl(meth)acrylat, säurefunktionale Monomere wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Krotonsäure, Itaconsäure, Fumarsäure und Maleinsäure, Monomethylitaconat, Monomethylfumarat, Monobutylfumarat, Maleinsäureanhydrid, Acrylamid oder substituierte Acrylamide, Natriumvinylsulfonat, Phosphoethyl(meth)acrylat, Acrylamidopropansulfonat, Diacetonacrylamid, Glycidylmethacrylat, Acetoacetoxyethylmethacrylat, Acrolein und Methacrolein, Dicyclopentadienylmethacrylat, Dimethylmetaisopropenylbenzylisocyanat, Isocyanatoethylmethacrylat, Styrol oder substituierte Styrole, Butadien, Ethylen, Vinylacetat oder andere Vinylester, Vinylmonomere wie zum Beispiel Vinylhalogenid, vorzugsweise Vinylchlorid, Vinylidenhalogenid, vorzugsweise Vinylidenchlorid, N-Vinylpyrrolidon, Aminomonomere wie zum Beispiel N,N'-Dimethylamino(meth)acrylat und Acrylonitril oder Methacrylonitril polymerisiert.
Die aus den folgenden Monomergemischen polymerisierten Bindepolymere werden bevorzugt:
1) Butylacrylat und Methylmethacrylat,
2) Butylacrylat und Styrol,
3) 2-Ethylhexylacrylat mit Methylmethacrylat, oder
4) 2-Ethylhexylacrylat mit Styrol.
Vorzugsweise enthält das Monomergemisch weiter ein Acryl- oder Methacrylsäuremonomer oder ein Gemisch davon.
Die für die Herstellung der anionisch stabilisierten Bindepolymere der vorliegenden Erfindung eingesetzten Polymerisationstechniken sind in der Technik wohlbekannt. Das Bindepolymer kann durch wäßrige Lösungspolymerisation oder durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden. Emulsionspolymerisation wird bevorzugt. Entweder thermische oder Redox-Initiationsverfahren können verwendet werden. Polymere und Copolymere von Alpha-Beta ethylenisch ungesättigten Monomeren und deren Ester, insbesondere die Acryl- und Methacrylester, werden vorzugsweise durch Prozesse hergestellt, wie sie in "Emulsion Polymerization of Acrylic Monomers: Mai 1966", herausgegeben von Rohm an Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania, beschrieben sind.
Der Polymerisationsprozeß wird üblicherweise durch herkömmliche Radikalinitiatoren wie zum Beispiel Wasserstoffperoxid, Benzoylperoxid, t-Butylhydroxyperoxid, d-Butylperoctoat, Ammonium- und Alkalipersulfate, typischerweise in einer Konzentration von 0,05 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, sämtliche Gewichtsprozente bezogen auf das Gewicht von Gesamtmonomer, initiiert. Redox-Systeme, die die gleichen Initiatoren in Verbindung mit einem geeigneten Reduktionsmittel wie zum Beispiel Natriumbisulfit verwenden, können in ähnlichen Konzentrationen eingesetzt werden.
Kettenübertragungsmittel können in einer Menge eingesetzt werden, die wirksam ist, um das gewünschte durchschnittliche GPC-Molekulargewicht zu liefern. Zum Zwecke der Regulierung des Molekulargewichts des gebildeten Bindepolymers schließen geeignete Kettenübertragungsmittel wohlbekannte Halo-organische Verbindungen wie Kohlenstofftetrabromid und Dibromodichloromethan, Schwefel enthaltende Verbindungen wie Alkylthiole einschließlich Ethanthiol, Butanthiol, tert-Butyl- und Ethylmercaptoacetat sowie aromatische Thiole oder verschiedene andere organische Verbindungen mit Wasserstoffatomen, die durch Radikale während der Polymerisation auf einfache Weise abgespalten werden, ein. Zusätzliche geeignete Kettenüberträger oder Inhaltsstoffe schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Butylmercaptopropionat, Isooctylmercaptopropionsäure, Isooctylmercaptopropionat, Bromoform, Bromotrichloromethan, Kohlenstofftetrachlorid, Alkylmercaptane wie 1-Dodecanthiol, tertiäres Dodecylmercaptan, Octylmercaptan, Tetradecylmercaptan und Hexadecylmercaptan, Alkylthioglycolate wie Butylthioglycolat, Isooctylthioglycolat und Dodecylthioglycolat, Thioester oder Kombinationen davon. Mercaptane werden bevorzugt.
Wenn das Bindepolymer in Form eines dispergierten Polymers eingesetzt wird, kann die Polymerpartikelgröße durch die Menge an herkömmlichen oberflächenaktiven Mitteln, die während des Emulsionspolymerisationsprozesses hinzugegeben werden, kontrolliert werden. Herkömmliche oberflächenaktive Mittel schließen anionische, nichtionische Emulgatoren und deren Kombinationen ein. Typische anionische Emulgatoren schließen die Salze von Fettkolophonium und Naphthensäuren, Kondensationsprodukte von Naphthensulfonsäure und Formaldehyd niedrigen Molekulargewichts, Carboxylpolymere und -copolymere mit geeignetem Hydrophil-Lipophil-Gleichgewicht, Alkali- oder Ammoniumalkylsulfate, Alkylsulfonsäuren, Alkylphosphonsäuren, Fettsäuren und oxyethylierte Alkylphenolsulfate und -phosphate ein. Typische nichtionische Emulgatoren schließen Alkylphenolethoxylate, polyoxyethylenierte Alkylalkohole, Aminpolyglykolkondensate, modifizierte Polyethoxyaddukte, langkettige Carboxylsäureester, modifizierte terminierte Alkylarylether und Alkylpolyetheralkohole ein. Typische Konzentrationen für oberflächenaktive Mittel liegen zwischen 0,1 und 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht an Gesamtmonomer.
Alternativ kann das Bindepolymer Mehrstufenpolymerpartikel mit zwei oder mehr Phasen verschiedener geometrischer Strukturen wie zum Beispiel Kern/Hülle- oder Kern/Mantel- Partikel, Kern/Hülle-Partikel mit Hüllephasen, die den Kern unvollständig einkapseln, Kern/Hülle-Partikel mit einer Vielzahl von Kernen und dazwischen penetrierenden Netzwerkpartikeln einschließen. In sämtlichen dieser Fälle wird der größte Teil der Oberfläche des Partikels durch mindestens eine Außenphase besetzt sein, und das Innere des Bindepolymerpartikels wird durch mindestens eine innere Phase besetzt sein. Die äußere Phase der Mehrstufenpolymerpartikel wiegt 5 Gew.-% bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Partikels. Es ist häufig wünschenswert, für jede Stufe von Mehrstufenpolymerpartikeln eine unterschiedliche Tg zu haben. Falls erwünscht, kann jede Stufe dieser mehrstufigen Polymerpartikel mit unterschiedlichem durchschnittlichem GPC-Molekulargewicht ausgestattet werden, wie zum Beispiel die Mehrstufenpolymerpartikelzusammensetzung, die in US-Patent 4916 171 offenbart wird.
Die Mehrstufenpolymerpartikel werden durch einen herkömmlichen Emulsionspolymerisationsprozeß hergestellt, in welchem mindestens zwei Stufen, die sich in der Zusammensetzung unterscheiden, in einer aufeinanderfolgenden Weise gebildet werden. Ein derartiger Prozeß resultiert gewöhnlicherweise in der Bildung von mindestens zwei Polymerzusammensetzungen. Jede der Stufen der Mehrstufenpolymerpartikel kann die gleichen Monomere, Kettenübertragungsmittel, oberflächenaktive Mittel enthalten wie die, die vorangehend für die Polymerpartikel beschrieben wurden. Die Emulsionspolymerisationstechniken, die für die Herstellung derartiger Mehrstufenpolymerpartikel eingesetzt werden, sind in der Technik wohlbekannt und zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 4 325 856, 4 654 397 und 4 814 373 beschrieben.
Das Bindepolymer in der Form des wasserreduzierbaren Polymers oder wasserlöslichen Polymers kann unmittelbar in Wasser hergestellt werden, wenn das Monomergemisch wasserlöslich ist, oder, was in den meisten Fällen der Fall ist, das Polymerisationslösungsmittel ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel wie Isopropanol, Butylcellosolve, Propylenglykol ist. In einem solchen Fall kann Wasser in dem Polymerisationsgemisch enthalten sein oder, nachdem die Polymerisation vollständig abgeschlossen ist, zugegeben werden. Solche Polymere können durch Einsatz der vorangehend beschriebenen Monomere hergestellt werden. Ein anderer Weg für die Herstellung eines wasserlöslichen Polymers für diese Erfindung besteht darin, ein Bindepolymer mit ausreichend Acryl- oder Methacrylsäure oder einem anderen polymerisierbaren sauren Monomer (gewöhnlicherweise mehr als 10%) herzustellen, so daß das Bindepolymer durch die Zugabe von Ammoniak oder einer anderen Base solubilisiert werden kann. Wasserlösliche Polymere dieses Typs werden vorteilhaft als Mischung mit den dispergierten Polymeren eingesetzt.
Das Bindepolymer kann mit einer Säurefunktionalität ausgestattet werden, die daraus resultiert, daß saure Monomere, wie unten aufgelistet, in das Monomergemisch im Bereich von 0,5% bis 20%, vorzugsweise im Bereich von 0,8% bis 10% eingeschlossen werden, wobei sämtliche Prozentangaben Gewichtsprozente sind, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bindepolymerfeststoffe. Eine solche Säurefunktionalität entsteht durch Einführen in das Monomergemisch von mindestens einer monoethylenisch ungesättigten Carbonsäure, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Krotonsäure, Aconitsäure, Atropasäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Vinylbenzoesäure, Halbester von ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren, Halbamide von ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren und verschiedenen Gemischen davon. Andere geeignete saure Monomere schließen ein oder mehr Moribmethylitaconat, Monomethylfumarat, Monobutylfumarat, Acrylamidopropansulfonat, Natriumvinylsulfonat, 2-Acrylamido-2-Methylpropansulfonsäure, 2-Methacryloxyethylphosphat und Phosphoethyl(meth)acrylat ein. Die monoethylenisch ungesättigte Carbonsäure wird bevorzugt, und Acrylsäure, Methacrylsäure und Gemische davon werden besonders bevorzugt.
Der für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeignete wasserlösliche Porenfüller schließt weiter ein trübendes Polymer ein. Der Pigmentvolumengehalt (PVG) der trübenden Polymerfeststoffe in dem wasserlöslichen Porenfüller variiert im Bereich von 5% bis 40, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 35, besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 30, wobei sämtliche Prozentangaben Volumenprozente sind, bezogen auf das Gesamtvolumen des wasserlöslichen Porenfüllers. Solche trübenden Polymere sind in der Technik bekannt und allgemein beschrieben in den US-Patenten Nr. 4 427 836 und 4 594 363. Die für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeigneten trübenden Polymere sind typischerweise nacheinander emulsionspolymerisierte dispergierte Partikel von Heteropolymeren, in denen ein "Kern" einer Polymersäure zumindest teilweise in einen "Mantel" eingehüllt ist, wobei der "Mantel" für eine volatile Base wie Ammoniak oder ein organisches Amin permeabel ist, wodurch Quellen des Kerns durch Neutralisieren bewirkt wird. Die wäßrige Dispersion der Säure-enthaltenden Kern/Mantel-Partikel der Heteropolymere ist in der Herstellung wasserbasierter Beschichtungszusammensetzungen nützlich, worin es als Trübungsmittel dient, wenn eine volatile Base eingesetzt wird, um das Heteropolymer zumindest teilweise (zu einem pH von 6) zu neutralisieren, wobei Mikrohohlräume in den Kernen der gequollenen Partikel gebildet werden, wenn die Zusammensetzung als Beschichtung aufgebracht und getrocknet wird. Die Menge an Polymer, die abgeschieden wird, um Umhüllungspolymer zu bilden, ist im allgemeinen derart, daß insgesamt eine Partikelgröße des Heteropolymers im Bereich von 0,07 bis 4,5 um, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 3,5 um, bevorzugter im Bereich von 0,2 bis 2,0 um in einem nicht gequollenen Zustand (also vor jeglicher Neutralisierung, um den pH auf 6 oder höher zu erhöhen) erhalten wird, unabhängig davon, ob das Umhüllungspolymer in einer einzelnen Stufe oder in einer Vielzahl von Stufen gebildet wird. Somit dienen solche Heteropolymere als Trübungsmittel in dem in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzten Porenfüller als Ersatz für herkömmliche Pigmentpartikel wie Titandioxid oder Calciumcarbonat. Einige der bevorzugten erhältlichen Trübungspolymere schließen Ropaque® OP-62 LO-, OP-96-, OP-3000- und HP-91- Emulsionen ein, sämtliche erhältlich von Rohm and Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania.
Falls erwünscht und in Abhängigkeit von der beabsichtigten Verwendung der Zusammensetzung können zusätzliche Bestandteile zu der wasserlöslichen Porenfüllerzusammensetzung, die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, hinzugefügt werden. Diese zusätzlichen Komponenten schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Dickungsmittel, Mittel, die das Fließverhalten verändern, Farbstoffe, Maskierungsmittel, Biozide, Dispergiermittel, Pigmente wie Titandioxid, organische Pigmente, Ruß, Streckungsmittel wie Calciumcarbonat, Talkum, Tone, Silicas und Silikate, Füllstoffe wie Glasmikrospheren und Quarz, Gefrierschutzmittel, Weichmacher, Adhäsionsbeschleuniger, Mittel zur Erhöhung der Koaleszenz, Benetzungsmittel, Wachse, oberflächenaktive Mittel, Gleitzusätze, Vernetzungsmittel, Entschäumer, Färbemittel, Konservierungsmittel, Gefrier/Tau-Schutzmittel, Korrosionsinhibitoren, alkali- oder wasserlösliche Polymere. Jedoch sind Zementmaterialien wie Portland-Zement oder beliebige andere hier eingesetzte verstärkende Materialien, die die Lagerstabilität der wasserlöslichen Porenfüllerzusammensetzung, die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, beeinflussen, ausgeschlossen.
Die Verfahren zur Herstellung von hydratisiertem Zementsubstrat sind in der Technik bekannt. Beispielsweise bewirkt der Hatschck-Prozeß die Einführung einer Aufschlämmung von Zement, Sand oder Silica und, falls erwünscht, von verstärkenden Materialien wie Sand, Holzspänen oder Holzfasern, Cellulosefasern, Silica, Mineral- oder Glasfasern, Blähschiefer oder anderen Leichtgewichtaggregaten, synthetischen Fasern, Mineralwolle oder verschiedenen Gemischen davon in Formen mit erwünschten Formen in aufeinanderfolgenden Schichten mit Zwischenschritten für das Entfernen von Feuchtigkeit, um Festigkeit zu vermitteln, oder in einem Schritt. Nachdem die Feuchtigkeit im wesentlichen entfernt wurde, werden diese Strukturen gelegentlich als Vorformen bezeichnet, die anschließend gewöhnlicherweise für einige wenige Stunden equilibriert werden, typischerweise im Bereich von 10 bis 12 Stunden bis wenigen Tagen, typischerweise im Bereich von drei bis vier Tagen. Anschließend werden die getrockneten Vorformen vollständig hydratisiert, gewöhnlicherweise unter großer Hitze von ungefähr 149ºC (300ºF) für mehrere Stunden, gewöhnlicherweise 8 bis 12 Stunden. Vorzugsweise findet der Hydratisierungsprozeß in einem Autoklaven unter Hochdruckdampf bei ungefähr 10,55 kg cm&supmin;² (150 psi) statt. Nach dem Hydratisierungsschritt werden die Zementsubstrate geschnitten und in die gewünschten Größen gebracht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schicht des wasserlöslichen lagerstabilen Porenfüllers über ein im wesentlichen hydratisiertes Zementsubstrat aufgebracht und anschließend getrocknet, um die primäre Effloreszenz, die auf einem derartigen im wesentlichen hydratisierten Zementsubstrat vorliegt, im wesentlichen zu verdecken. Die Anmelder haben unerwarteterweise gefunden, daß durch Einstellen einer oder mehrerer der folgenden Variablen eine opake haftende Beschichtung mit einem erwünschten Grad an Trübheit und Haftung auf der Zementsubstratoberfläche erhalten wird:
1. die Dicke einer Schicht des wasserlöslichen lagerstabilen Porenfüllers, typischerweise im Bereich von 2,5 · 10&supmin;&sup6; m bis 38,1 · 10&supmin;&sup6; m (0,1 bis 1,5 mil), vorzugsweise im Bereich von 5,1 · 10&supmin;&sup6; m bis 25,4 · 10&supmin;&sup6; m (0,2 bis 1,0 mil), bevorzugter im Bereich von 6,2 · 10&supmin;&sup6; m bis 12,5 · 10&supmin;&sup6; m (0,25 bis 0,75 mil),
2. der Pigmentvolumengehalt (PVG) in den oben beschriebenen Bereichen, und
3. die Gewichtsmenge an Feststoffen des wasserlöslichen lagerstabilen Porenfüllers im Bereich von 10 Gew.-% bis 40 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 25%, bevorzugter im Bereich von 20 bis 30%, sämtliche Gewichtsprozentangaben beziehen sich auf das Gesamtgewicht des wasserlöslichen lagerstabilen Porenfüllers.
Falls erwünscht, schließt das Verfahren der vorliegenden Erfindung weiter die Zugabe von zusätzlichen klaren oder pigmentierten Deckschichten von konventionellen Anstrichzusammensetzungen wie Latex- oder Alkyd-Anstriche auf der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung aufgebrachten Porenfüllerschicht ein. Zum Beispiel kann eine Schicht einer herkömmlichen Latexfarbe, die gewöhnlicherweise eingesetzt wird, um Hochglanz, bessere Witterungsbeständigkeit oder zusätzlichen Schutz vor Effloreszenz zu erzeugen, auf die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung aufgebrachte Porenfüllerschicht zusätzlich aufgebracht werden.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugt ein im wesentlichen hydratisiertes Zementsubstrat, grundiert mit dem lagerstabilen Porenfüller, das als dauerhafte Porenfüllerschicht auf den Oberflächen, einschließlich der Kanten, von Dachziegeln, -schiefer oder Dachvorsprüngen, Gebäudeprodukte wie Innen- und Außenvertäfelungen und Betonbodenfliesen geeignet ist. Die erfindungsgemäße Beschichtung kann auch eingesetzt werden, um die Durchdringung mit Wasser von Zementsubstraten wie Dachziegeln, die Regenwetter ausgesetzt sind, zu verhindern. Falls erwünscht, kann die Zusammensetzung mit einem Pigment wie Eisenoxid versehen sein, um eine Porenfüllerbeschichtung zu erzeugen, die keine zusätzlichen pigmentierten Finish-Beschichtungen oder Beizen auf den Zementsubstraten benötigt.

TESTVERFAHREN

Die folgenden Testverfahren wurden eingesetzt, um die in den unten stehenden Beispielen gezeigten Daten zu generieren:

Adhäsionstest

Das Ausmaß der Adhäsion einer aufgebrachten Schicht über einem Substrat wurde gemäß einer modifizierten Version der ASTM Standard-D3359-90-Testmethode, bekannt als "Measuring Adhesion of Tape Test", gemessen. Für die Messung der Adhäsion durch den Tape-Test wird ein "X"-förmiger Schnitt von einem Inch mit einer Rasierklinge in die über ein Testsubstrat aufgebrachte Schicht geritzt. Anschließend wurde ein Bereich von einem Inch eines 5 cm (2 Inch) langen Streifens eines selbsthaftenden Kreppbandes (masking tape), bekannt als Scotch Masking Tape, #250-32281 4, Core Series 4-1900, von 3M Company, St. Paul, Minnesota, über dem geritzten "X"-förmigen Schnitt aufgebracht, wobei der verbleibende ein Inch-Bereich von der Testoberfläche weg überhing. Die Oberfläche über dem Band wurde mit einem Radiergummi gerieben, um eine gute Haftung des Tapes an das darunterliegende Substrat mit einer Beschichtung darauf sicherzustellen. Das Tape wurde danrTmit einem sauberen Ruck durch Halten des überhängenden Endes in einem 45º-Winkel zu der Substratoberfläche abgezogen. In dem ASTM-Test wird das Band grade heruntergezogen. Die beschichtete Fläche unter dem Tape wurde untersucht, um die Menge an Beschichtung zu bestimmen, die durch das Tape von der beschichteten Oberfläche entfernt worden war. Vollständige Entfernung der Beschichtung wurde als ein Wert von 100 bezeichnet. Keine Entfernung der Beschichtung wurde als ein Wert von 0 definiert. Ein Wert von weniger als 25 wurde als akzeptabel angesehen.

Decktest (Hiding Test)

Der durch eine über einem Substrat aufgebrachte Schicht ermittelte Trübungsgrad wurde auf zwei Weisen gemessen. Durch visuelle Begutachtung der Trübheit, die durch die über einem Testprobensubstrat aufgebrachte Schicht geliefert wird, und durch Simulation des durch die Schicht auf einer als Leneta 5C-Trübungskarte (opacity chart) bekannten Testoberfläche erreichte Trübungsgrad, unter einer modifizierten Version der ASTM-Testmethode D 2805.88. Im Rahmen des Tests wurde ein 38,1 · 10&supmin;&sup6; m (1,5 mil) Film des zu testenden ungefärbten getrübten Porenfüllers über eine Leneta 5C-Trübungskarte mittels eines Bird Film-Applikators, bezogen von Paul N. Gardener, Pompano Beach, Florida, aufgebracht. Die beschichtete Karte wurde für 30 Minuten luftgetrocknet und anschließend in einen bei 120ºC gehaltenen Ofen für 5 Minuten gegeben und dann herausgenommen und luftgekühlt. Unter Verwendung eines Gardener/Neotec Y-Reflektometers, erhältlich von Paul N. Gardener, Pompano Beach, Florida, wurden fünf Y-Reflexionsvermögenswerte des Films von der beschichteten Fläche der Leneta-Karte und fünf Y-Reflexionsvermögenswerte von der schwarzen Fläche der Karte genommen und die Durchschnitte der Werte von jeder Seite bestimmt, um das Kontrastverhältnis (KV) zu bestimmen, welches auf dem durchschnittlichen Y-Reflexionsvermögen der Werte der schwarzen Seite dividiert durch das durchschnittliche Y-Reflexionsvermögen der Werte der weißen Seite basiert (KV = durchschnittlicher Wert schwarze Seite / durchschnittlicher Wert weiße Seite). Ein KV gleich 1 bedeutet totale Reflexion und ein KV gleich 0 bedeutet kein Reflexionsvermögen. Es ist allgemein akzeptiert, daß, falls zwei Beschichtungen KVs aufweisen, die sich in 0,005 Einheiten unterscheiden, der Unterschied in der Deckkraft auch mit dem Auge detektiert werden kann.

BEISPIELE

Die folgenden in Gramm gemessenen und in Tabelle 1 unten gezeigten Inhaltsstoffe wurden in der gezeigten Reihenfolge in ein Gefäß gegeben und dann für 10 Minuten mäßig unter Einsatz eines Laborrührers gerührt, um die ungefärbten getrübten Porenfüller-Beispiele 1 bis 4 mit 30% Feststoffe herzustellen. Tabelle 1
Soweit nicht anders angegeben:
Bsp. bedeutet Beispiel.
Vgl.-Bsp. bedeutet Vergleichsbeispiel
1 ist Rhoplex® AC-630-Emulsionspolymer bei 50% Feststoffe, erhältlich von Rohm and Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania.
2 ist eine trübende Calciumcarbonat-Aufschlämmung, hergestellt durch Zugabe und anschließendes Mahlen für 20 Minuten auf einem Cowles Dissolver, Modell # W-12-1,5, erhältlich von Morehouse Industries, Fullerton, Kalifornien, von 245,5 g Wasser, gefolgt von Tamol® 1124-Dispergiermittel, erhältlich von Rohm and Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania, und dann von Omyacarb® UF-Calciumcarbonat-Pulver, erhältlich von Omya Inc., Proctor, Vermont.
3 bedeutet Ropaque® OP-62 LO trübendes Polymer bei 37,5% Feststoffe, erhältlich von Rohm and Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania.
Die folgenden in Gramm gemessenen und in Tabelle 2 unten gezeigten Inhaltsstoffe wurden in ein Gefäß in der unten gezeigten Reihenfolge gegeben und dann für 10 Minuten unter Einsatz eines Laborrührers mäßig gerührt, um die getönten getrübten Porenfüller der Beispiele 5 bis 8 bei 30% Feststoffe herzustellen. Die Trübung wurde durch Zugabe von Eisenoxid zu dem Gemisch und anschließendes Rühren für zusätzliche fünf Minuten erzeugt. Tabelle 2
Soweit nicht anders angegeben:
4 ist ein vordispergiertes braunes Eisenoxid # 888-1572, erhältlich von Hüls America, Inc., Somerset, New Jersey.
Die Porenfüllerzusammensetzung von Beispiel 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4 wurden über halbe Bereiche von 15 cm · 18,75 cm (6 Inch · 7,5 Inch) Test-Paneelen aufgebracht, um Schichten von 6,25 · 10&supmin;&sup6; m und 12,5 · 10&supmin;&sup6; m (0,25 und 0,5 mil) trockener Dicke zu erzeugen, wobei die Test-Paneele aus Hardieplank -Zellulosefaser-verstärkten Vertäfelungen, erhältlich von James Hardie, Inc., Fontana, Kalifornien, geformt waren, wobei die Vertäfelung ein Holzkorngewebe (wood grain texture) aufwies. Die abgesperrten Paneele wurden unter Umgebungsbedingungen 24 Stunden getrocknet und anschließend einem Wasserbad ausgesetzt, um Verwitterungsbedingungen zu simulieren, wie sie gewöhnlicherweise von Gebäudeverschalungen, die an Außenwänden von Gebäuden und Häusern eingesetzt werden, erfahren werden. Die beschichteten Test-Paneele wurden in ein 60ºC zirkulierendes Wasserbad, Modell 270, erhältlich von Precision Scientific Company, Chicago, Illinois, gegeben. Die erwünschten Testbedingungen wurden durch Füllen des Wasserbades mit bei 60ºC gehaltenem Wasser und anschließendem Plazieren der Test- Paneele auf der Oberseite des Wasserbads für 24 Stunden erreicht. Sie wurden dann mit Sherwin Williams Superpaint Latex Flat Paint, identifiziert als Super White 107-8062 und erhältlich von Sherwin Williams Company, Cleveland, Ohio, bei normaler Streurate von 10 g/0,09 m² (10 g/sq.ft) deckbeschichtet und anschließend unter Umgebungsbedingung für 7 Tage getrocknet, bevor die Adhäsion getestet wurde. Die Topschicht wurde quer über sowohl die abgesperrten als auch die nicht abgesperrten Bereiche der Test-Paneele aufgebracht. Die Ergebnisse des Adhäsionstests sind in Tabelle 3 unten angegeben: Tabelle 3 - Tape-Adhäsion
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß durch Verringern des PVG und Erhöhen der Dicke der Grundierungsschicht eine verbesserte Adhäsion nicht nur an das darunterliegende im wesentlichen hydratisierte Zementsubstrat, sondern auch an die darauf aufgebrachte Anstrichdeckschicht durch Einsatz der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erreicht wird, im Vergleich zu herkömmlichen Grundierungsabsperrmitteln, die als Aufschlämmung von Pigmentpartikeln wie Calciumcarbonat eingesetzt werden. Solche herkömmlichen Grundierungsabsperrmittel benötigen eine signifikant höhere PVG-Beladung, um ähnliche Haftstärken zu erreichen. Des weiteren begannen die Vergleichsbeispiele 3 und 4 innerhalb von zwei Stunden nach Beendigung des Rührens auszufällen (Zeichen von Synärese-klarer Schicht auf der Oberseite des Gefäßes). Die Vergleichsbeispiele 3 und 4 wurden in Glasgefäße mit einem Durchmesser von 3,8 cm (1 1/2 Inch) gegeben und bis zu einer Höhe von 6,35 cm (2 1/2 Inch) gefüllt. Nach 24 Stunden setzte sich das Calciumcarbonat zu einer Höhe von 0,635 cm (1/4 Inch) gemessen vom Boden des Gefäßes ab. Im Vergleich hierzu zeigten die Vergleichsbeispiele 1 und 2 der vorliegenden Erfindung keine Zeichen des Ausfällens, selbst nach einem Jahr. So ist es im Ergebnis schwieriger, Grundierungsbeschichtungen mit gleichmäßigen Eigenschaften mit Vergleichsbeispielen 3 und 4 als mit Beispielen 1 und 2 herzustellen, da es schwieriger ist, eine einheitliche Dispersion der Aufschlämmung zu erhalten, im Vergleich zu dem in dem erfindungsgemäßen wasserlöslichen haftenden Absperrmittel eingesetzten Trübungspolymer.
Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 3 und 4 wurden hinsichtlich ihrer Fähigkeit, die auf den oben beschriebenen Test-Paneelen sichtbare primäre Effloreszenzschicht abzudecken untersucht, die Ergebnisse der unter der oben beschriebenen modifizierten ASTM-D2805,88- Methode erhaltenen Kontrastverhältnisse sind in Tabelle 4 unten gezeigt: Tabelle 4 - Kontrastverhältnis
Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daß die KVs der Beispiele 1 und 2 signifikant höher sind als die der Vergleichsbeispiele 3 und 4 für den gleichen PVG. Somit haben die Anmelder unerwarteterweise ein Verfahren gefunden, welches im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren opake, haftende Beschichtungen erzeugt, die wirksamere Trübungsmittel der auf im wesentlichen hydratisierten Zementsubstraten anwesenden primären Effloreszenz bei geringerem PVG sind, wasserlösliche lagerstabile Absperrmittel verwenden, die einfach zu verwenden und zu handhaben sind, und verbesserte Haftung an im wesentlichen hydratisierte Zementsubstrate wie die oben beschriebenen Test-Paneele und an darauf aufgebrachte Deckschichten liefern.

Claims

1. Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung einer opaken haftenden Beschichtung auf der Oberfläche eines im wesentlichen hydratisierten Zementsubstrates, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Aufbringen auf die Oberfläche des Zementsubstrates einer Schicht mit einer Dicke von 2,5 · 10&supmin;&sup6; m bis 38,1 · 10&supmin;&sup6; m (0,1 mil bis 1,5 mil) eines wasserlöslichen lagerstabilen Porenfüllers mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Porenfüllers, und umfassend ein wässriges Medium, enthaltend ein anionisch stabilisiertes Bindemittelpolymer mit einer Tg von -20ºC bis 100ºC und einem durchschnittlichen GPC-Molekulargewicht von 500 bis 5.000.000; und Trocknen der Schicht;

eines trübenden Polymers in dem wasserlöslichen lagerstabilen Porenfüller, wobei der Pigmentvolumengehalt des trübenden Polymers in dem wasserlöslichen lagerstabilen Porenfüller von 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% trübende Polymerfeststoffe, bezogen auf das Gesamtvolumen des wasserlöslichen lagerstabilen Porenfüllers, beträgt, zur Verbesserung der Haftung der opaken haftenden Beschichtung auf dem Zementsubstrat.

2. Verwendung gemäß Anspruch 1, worin das Verfahren zur Erzeugung einer opaken haftenden Beschichtung auf der Oberfläche eines im wesentlichen hydratisierten Zementsubstrates die folgenden Schritte umfasst:

Aufbringen auf die Oberfläche des Zementsubstrates einer Schicht mit einer Dicke von 2,5 · 10&supmin;&sup6; m bis 38,1 · 10&supmin;&sup6; m (0,1 mil bis 1,5 mil) eines wasserlöslichen lagerstabilen Porenfüllers mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Porenfüllers, und umfassend ein wässriges Medium, enthaltend ein anionisch stabilisiertes Bindemittelpolymer mit einer Tg von -20ºC bis 100ºC und einem durchschnittlichen GPC-Molekulargewicht von 500 bis 5.000.000; Trocknen der Schicht; und

Zugeben von zusätzlichen klaren oder pigmentierten Deckanstrichen von herkömmlichen Anstrichzusammensetzungen.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, worin das Zementsubstrat in der Form einer Vertäfelung (lap siding), eines Dachziegels, Wandziegels, einer Wandplatte, Wandfliese, Dachschindel, Dachschiefer oder eines Patiobodens vorliegt.

4. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Zementsubstrat ein verstärkendes Material umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sand, Holzspänen oder Holzfasern, Silika, Mineral- oder Glasfasern, Blähschiefer oder anderen Aggregaten leichten Gewichts, synthetischen Fasern, Mineralwolle und Gemischen davon.