DE2752803A1 - Anorganisches praeparat zum beschichten von gegenstaenden - Google Patents

Anorganisches praeparat zum beschichten von gegenstaenden

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DE2752803A1 DE19772752803 DE2752803A DE2752803A1 DE 2752803 A1 DE2752803 A1 DE 2752803A1 DE 19772752803 DE19772752803 DE 19772752803 DE 2752803 A DE2752803 A DE 2752803A DE 2752803 A1 DE2752803 A1 DE 2752803A1
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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
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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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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,
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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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Tabelle 1
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.
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Tabelle
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 -
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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.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Anorganisches Präparat zum Beschichten von Gegenständen
    in 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 Formeln
    50 £ w/h £ 2 und
    5 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,
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    OWQlNAL INSPECTEp
    daß 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 tier
    Komponente (A) zwischen 1 und 100 /um liegt.
    3. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aminoalkohol durch einen oder mehrere Vertreter der aus
    Monoäthanolamin, Diäthanoiamin, Triäthanolamin, Isopropanolamin, Aminoäthyläthanolamin und anderen wasserlöslichen Aminoalkoholen mit einer Aminogruppe und einer Hydroxylgruppe im Molekül bestehenden Gruppe gebildet wird.
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    r/52803
    4r 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 die
    Gruppe 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.
    das
    6. 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-
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    λ '52803
    treter aus der von Gibbsit, Böhmit, Diaspor und Korund gebildeten Gruppe umfaßt.
    8. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    es ferner Farbpigment, inerte Füllstoffe zur Verlängerung, Zusätze zur Steuerung des Fließverhaltens, Mittel zur Verhinderung von Schaumbildung und/oder oberflächenaktive Substanzen enthält.
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