utsc hemmende höhenaufbauende Strukturbeschichtung unter Verwendung von synthetischen Kieselsäuretei hen im Nanobereich für diverse Oberflächen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Materialien, die zum Auftrag auf Oberflächen geeignet sind und mittels spezieller Zusätze diese durch rutschhemmende Strukturen verändern. Durch ihre Beimischung in Produktionsmittel ist es auf diese Weise auch möglich rutschhemmende Deckschichten z.B. für Bodenbeläge oder Gebrauchsgegenstände direkt herzustellen.
Die ganze Welt ist rutschig. Es gibt viele Bemühungen die sich daraus entwickelnden Gefahren zu vermeiden oder zu verringern. Der dabei wahrscheinlich meist verwendete Weg ist, auf rutschige Flächen, mittels Bindemittel eingerührten Additiven und Granulaten herge stellte rutschhemmende Mischungen aufzutragen.
Es geschieht manuell und auch im Spritzverfahren in relativ dünner Weise, da sich Rutschhemmung nur ausbilden kann, wenn die Bindemittel sich dünner ausebnen als die Granulate gross sind. Die Rutschhemmung ist beschränkt und gründliche Reinigung kann schwierig sein. Grössere oder auch kleine Granulate in dünnem Belag geben keine guten Abriebwerte, reissen leicht aus der Verankerung und sind schwerer zu reinigen.
Unter der europäischen Patentschrift DE 697 027 69 T2 gibt Boogard Beeher B.V. einen Überblick über die weltweiten Patente betreffend Rutschhemmung, beschreibt deren Nachteile und bietet eine weitere Lösungsmöglichkeit an. Boogard gibt dabei eine sehr umfassende, komplexe und akribische Zusammenstellung fast aller möglichen Bindemittel, dazugehöriger Additive und Granulate verschiedenen Auf baus.
Jedoch geht es bei den bekann ten Zusammensetzungen zur Rutschhemmung immer nur um den einen Zweck, ein Bindemittel, versehen mit den nötigen Additiven und Granulaten, in der Grösse von wenigen bis zu 800[mu], oder auch mehr, in unterschiedlichen Gewichtsprozenten mittels Hilfsmitteln oder auch im Spritzverfahren auf entsprechende Oberflächen aufzubringen. Bei allen angeführten Beschichtungen von Boogard kann sich Rutschhemmung nur ausbilden, wenn die Bindemittel sich dünner ausebnen - und alle ebnen sich aus - als die Granulate gross sind.
Es kann bei Boogard somit von sogenannten Strukturen nur in der Ebene gesprochen werden, da den Bindemitteln mit den Granulaten jede Vorraussetzung fehlt Strukturen in die Höhe gehend aufzubauen.
Bei dünnem Bindemittel verlieren die Granulate an Haltmöglichkeit, bei zu starkem Auftrag versinken die Granulate und die Rutschhemmung hebt sich auf.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Zusammensetzung bereitzustellen, die in ihrer Verwendung die Nachteile der Kombination Bindemittel - Granulate ausschliesst.Für die Erfindung werden 1- oder 2- komponentige wässerige oder lösungsmittelgebundene Verbindungen (Bindemittel, Lacke, Dispersionen, Lasuren) verwendet, bei denen die Rutschhemmung nur mehr über Primärteilchen im Nanobereich aufgebaut wird. Die Grundlage dazu ist insbesondere die in den Jahren nach 1940 entwickelte Flammenhydrolyse von Chlorsilanen, wodurch Siliciumdioxid ( chemische Formel Si02 ) gewonnen wurde.
Die auf diese Weise erhaltenen extrem feinteihgen, pyrogenen, synthetischen Kieselsäuren in Pulverform sind röntgenamorph, hydrophil und haben mittlere Primärteilchen von 7 - 40 nm. Alle nicht nachbehandelten synthetischen Kieselsäuren sind durch die an der Oberfläche befindlichen Silanolgruppen hydrophil. Diese Silanolgruppen lassen sich in einem kontinuierlichen Verfahren mit Dimethyldichlorsilan chemisch umsetzen.
Das entstehende Produkt bindet Methylgruppen, wodurch das Siliciumdioxid hydrophob wird und durch weitere chemische Zusätze andere spezifische Eigenschaften erwirbt die zu einer Reihe von Anwendungsmöglichkeiten der hydrophoben Produkte mit diversen Bindemitteln führt.
Erfindungsgemäss wird zum Beispiel die von Degussa ursprünglich entwickelte Flammenhy drolyse von Chlorsilanen für hydrophile, und die Weiterentwicklung auf pyrogene, röntgenamorphe, hydrophobe synthetische Kieselsäure einheitlich Aerosil benannt.
Mittels einfacher Versuche kann daher der Fachmann ermitteln welche der zahlreichen, chemisch verschieden aufgebauten synthetischen Kieselsäuren mit dem jeweiligen Bindemittel in gewünschter Form interagieren.
Beispielsweise Verwendungen der pyrogenen, synthetischen Kieselsäuren:
Für wässerige 1- oder 2- komponentige Bindemittel die durch Flammenhydrolyse gewonnene, hydrophile, röntgenamorphe synthetische Kieselsäure (Siliciumdioxid, chem. Formel Si02). Vorzugsweise werden die Qualitäten 300 und 200 eingesetzt.
Für lösungsmittelgebundene Bmdemittel beispielsweise Produkte der hydrophoben Art in den folgenden vorzugsweise angewandten Qualitäten:
Silan, Trimethoxyoctyl - Hydrolyseprodukt mit Siliciumdioxid. Bezeichnung R 805.
Reaktionsprodukt aus Siliciumdioxid und Hexadecyltrimethoxysilan.
Bezeichung R 816
Silanamin, 1, 1, 1 - Trimethyl -N -( Trimethylsilyl ) - Hydrolyseprodukt mit Siliciumdioxid Bezeichnung R 812.
2 - Propensäure, 2 - Methyl - , 3 - ( Trimethoxysilyl)propylester, Reaktionsprodukt mit Siliciumdioxid. Bezeichnung R 711.
Silan, Dichlordimethyl-, Reaktionsprodukt mit Siliciumdioxid. Bezeichnung R 974.
Silan, Dichlordimethyl-, Reaktionsprodukt mit Siliciumdioxid. Bezeichnung R 972
Die für die Strukturierung der Rutschhemmung massgeblichen Additive sind synthetische Kieselsäuren aus den hydrophoben und hydrophilen Gruppierungen. Für die lösungsmittelgebundenen Beschichtungen kommen z.B. derzeit R 805 und R 812 zum Einsatz.
Für Beschichtungen auf wässeriger Basis Siliciumdioxid als pyrogene, synthetische Kiesel säure.
Derzeit zum Beispiel die hydrophilen Gruppen 300 und 200.
Dieser Weg zur Rutschhemmung kann je nach zur Verwendung kommender Basis und gewähltem Arbeitsvorgang zu gewollt sichtbaren Strukturen führen, muss aber nicht. Durch die Eigenart und Winzigkeit dieser synthetischen Kieselsäure - Nanoteilchen ergibt sich, bei entsprechender Dosierung, immer eine höhenaufbauende rutschhemmende Struktur, die durch die Art des Auftrags und durch Rollen gefordert wird. Auch wenn die Beschichtung relativ dünnflüssig aufgebracht wird und sich nach leichtem Rollen ausebnet, sind, wenn nicht mit freiem Auge, bei Vergrösserung, Strukturen zu erkennen. Dünnflüssiges Beschichtungsma terial kann auch durch Spritzen aufgebracht werden.
Nach dem Abtrocknen, ergibt sich bei den dünnflüssig aufgetragenen transparenten Beschichtungen eine leicht matte, samtigseidige, ebene Oberfläche die, so wie bei Ausführung mit sichtbaren Strukturen, rutschhem mende Höchstwerte erzielt. Die Oberfläche ist in den meisten Fällen pflegeleicht und kann hygienisch sauber gehalten werden.
Diese Art der synthetischen Kieselsäure - Nanobeschichtung ist mit den meisten Bezugsmaterialien wie Bindemittel, pigmentierten Lacken, Dispersionen, Lasuren, misch und anwendbar, wenn nicht mit Wasser, so mit den für die Bezugsmaterialien typischen Verdünnern, in den meisten Fällen auf aliphatischer oder aromatischer Basis und kann auf die verschiedensten Oberflächen, auch biegsame, Holz oder Gewebe, Glas, Metall, Polyester aufgetragen werden.
Bei Bedarf mit einer Zwischenschicht oder Grundierung.
Unterschiedlich ist die mögliche Ausbildung der höhenaufbauenden, sichtbaren und unsichtbaren Strukturen. Grundsätzlich können je nach Verdünnung des Ansatzes und der gewichtmässigen Beigabe von synthetischen Kieselsäure - Nanoteilchen relativ dünne bis stark cremige Mischungen bereitet werden. Ab einem gewissen Level können schon geringe weitere synth. Kieselsäure - Nanobeigaben Strukturen schaffen, die ausser für Sonderanwen düngen nicht mehr praktikabel sind. Ein Mass nach oben sollte immer die mögliche hygienische Reinigung sein.
Die günstigste Dosierung an hydrophoben oder hydrophilen synth. Kieselsäuren ist bei den verschiedenen Basismaterialien, ob wasser- oder lösungmittelgebunden, je nach den gewünschten Ergebnissen anzusetzen und kann nur durch Versuche festgelegt werden.
Dies gilt auch für die Art der zu verwendenden synth. Kieselsäure. Die wirkungsvolle Beigabe von synthetischen Kieselsäureteilchen im Nanobereich reicht von ca. 4 bis zu mehr als 30 %. Je nach Anforderung kann mit den gleichen Mitteln auch die Qualität der Rutschhemmung und der Abriebresistenz variabel gestaltet werden.
Die Rutschhemmung ist für wasserlösliche und lösungsmittelhaltige Verbindungen in gleicher Weise gegeben.
Das eigentliche Problem ist das Ansetzen von Mischungen mit hohem Anteil an synth. Kieseisaurepulver. Im Normfall kann vielen Basismaterialien nur eine geringe Dosis an synth. Kieselsäurepulver zugesetzt werden. Die synth. Kieselsäuren müssen somit in und mit entsprechenden Verdünnern aufbereitet werden. Dies geschieht bei 1 oder 2-komponentigen Mischungen mit hydrophoben oder hydrophilen synth. Kieselsäuren in unterschiedlicher Weise.
Bei 1-K Mischungen die sogleich einer Verarbeitung zugeführt werden, wird die Komponente mit dem entsprechenden, errechneten Verdünneranteil aufgefüllt und der für die gewünschte Struktur errechnete hydrophile oder hydrophobe synth. Kieselsäuregewichtsanteil wird eindispergiert. Dies setzt in allen Fällen für die gewünschten Ergebnisse Versuche voraus. Wird die Mischung nicht gleich verarbeitet, wird es vorteilhaft sein die synth. Kieselsäureanteile in den Verdünner zu dispergjeren und als Dispersion zu lagern.
Bei 2-K Verbindungen wird bei sofortiger Verarbeitung die A-Komponente mit dem wässerigen oder lösungsmittelhaltigen Verdünner in vorbestimmter Menge aufgefüllt und mit dem berechneten Gewichtsanteil hydrophober oder hydrophiler synth. Kieselsäuren gründlichst dispergiert. Bei späterer Verwendung oder Lagerung wird es vorteilhaft sein die synth.
Kieselsäuren nur mit den entspechenden Verdünnern zu dispergieren und die Dispersion zu lagern. Nicht für alle Bindemittel und Mischungen sowie Verdünner können synth. Kieselsäuren in Dispersion gelagert werden. In diesen Fällen kann nur an Ort und Stelle gebrauchsfertig dispergiert und verarbeitet werden.
<EMI ID=4.1>
, r - e e sc ungen in cremiger Form , ohne oder mit geringer Verdünnung, mit dem nötigen synth. Kieselsäure zusatz herzustellen. Andererseits kann der Verdünneranteil je nach Basis und Anteil der synth. Kieselsäure oder relativ dünnflüssiger Anwendungsform des Beschichtungsmaterials höher als 100% sein.
Eine rutschhemmende Verbindung mittels hydrophiler oder hydrophober synth. Kieselsäuren kann mit vielen Bindemitteln oder sonstigen Bezugsmaterialien hergestellt werden.
Die Frage der Wertigkeit der Rutschhemmung einer Beschichtung hängt dabei immer nur vom Grad der Beimischung an synth. Kieselsäure und der Verdünnung ab.
Für die Ausbildung der Rutschhemmung ist bei Granulatmischungen neben der Grösse, und der Beschaffenheit die Dichte der Granulate auf die Bezugsfläche entscheidend. Bei einer gegebenen Auftrittsfläche mit deutlich ausgebildeter, harter Granulatstruktur, ist bei Schuhen mit Leder- oder harter Kunststoffsohle, ob trockene oder nasse Oberfläche, immer starke Rutschgefahrdung gegeben.
Bei Bodenflächen mit synth. Kieselsäure - Nanobeschichtung, mit angepasst hohem synth. Kieselsäureanteil, ist für die gesamte Auftrittsfläche, bedingt durch die Winzigkeit der rutschhemmenden synth.
Kieselsäureteilchen in den höhenaufbauenden Strukturen, auch für Schuhe mit Leder- und harten Kunststoffsohlen, oder barfuss, im trockenen oder nassen Zustand die nötige Rutschhemmung gegeben.
Der Grad der Rutschhemmung hängt nur von der Abstimmung der Beschichtung ab. Diese Abstimmung und Wertigkeit der Beschichtung kann bei jedem Bindemittel, jeder Bezugs mischung verschieden sein und auch noch innerhalb jeder Mischung in unterschiedlicher Weise stärker oder schwächer abgestimmt werden. Dies hängt nur vom jeweiligen Anteil zwischen Verdünner zu synth. Kieselsäurepulver oder synth.
Kieselsäuredispersion ab.
Die durch Flammenhyrolyse aus Chlorsilanen entwickelten, extrem feinteiligen Kieselsäuren in Pulverform sind als hydrophobe oder hydrophile Verbindung mit vielen möglichen Bindemitteln, nicht nur in der Lage alle rutschigen Oberflächen, bei Bedarf mit einer Zwischenschicht oder Grundierung, rutschhemmend zu beschichten, sie können auch direkt in Erzeugungsprozessen eingearbeitet werden. Die meisten synth. Kieselsäuren sind auch thermisch relativ hoch belastbar und können bei plastischen Kunststoffbelägen, Gummibe lägen, Laminat- oder Holzböden - event. als Deckschicht - eingearbeitet werden. Bei grossflächigen Betonschutz Poh/urea Sprüh- oder Spritzbeschichtungen können synth. Kiesel säuremischungen als Zusatz für Rutschhemmung im Mischkopf zugesetzt werden. Bei Versuchen ergibt sich eine weitere sehr interessante Anwendung für synth.
Kieselsäure und Nano- Aluminium-Oxid. Bei Zumischung zu Methacrylsäuremethylester ergibt sich beim flächigen Vergiessen nach der Aushärtung eine rutschhemmende, abrieb- und kratzresistente Plexiglas-Oberfläche. Alle Acryl (Plexiglas)Badewannen sind rutschig und kratzempfindlich. In Österreich befassen sich mehrere Firmen mit dem renovieren verkratzter Acrylwannen und Duschtassen. Mit diesem Verfahren können Acrylwannen, Duschtassen und andere Objekte rutschhemmend, abriebs- und kratzresistent sowie pflegeleicht gefertigt werden. Sie verlieren dabei ihren Hochglanz.
Rutschhemmende Nanobeschichtungen können, bedingt durch die Winzigkeit der wirksamen Zusätze dünner als Granulatbeschichtungen gehalten werden. Dies kann bedeutende Erspar nisse an Bindemittel bringen.
Bei beiden Beschichtungen, sowohl Granulat als auch Nanobe Schichtung sagt die Rutschhemmung jedoch noch wenig über Abrieb- und Kratzresistenz aus. Nanobeschichtungen in dünner Ausführung sind in Bezug auf Rutschhemmung entscheidend höher einzustufen als Granulatbeschichtungen.
Zu den neuesten Entwicklungen in den U.S.A zählt die Verwendung von Nano- AluminiumOxiden im Bereich von unter 100 nm zur Steigerung der Abriebresistenz, sie sind sehr gut zu dispergieren. Die Firma Nanophase Technologies zum Beispiel, stellt nach einem besonderen Verfahren unter anderem ein Nano Aluminiumoxid mit einer mittleren Partikelgrösse von 37 nm und einer Oberflächenabdeckung von 45 m<2>/g her. Mit geringen Gew.% Zusätzen bezogen auf den Festkörperanteil der Mischungen kann eine mehrfache Steigerung der Abrieb und Kratzresistenz erzielt werden.
Die höchste Steigerung, auf etwa die lOfache Resistenz zum Normabrieb, ergibt sich bei UV- härtbaren transparenten Beschichtungen. Die Oberflä ehe ist in den meisten Fällen pflegeleicht und kann hygienisch sauber gehalten werden.
Bei einem Zusatz von 0,5 -15 % Gewichtsanteil von Nano- Aluminium-Oxiden zum Fest körperanteil der Versuchsmischungen lassen sich ausgezeichnete Werte an Abriebs- und Kratzresistenz erzielen.
Durch den Zusatz an rutschhemmenden synth. Kieselsäuren verlieren ansonsten hochglän zende transparente Oberflächen ihren Glanz, ihr Erscheinungsbild wirkt dann seidig-matt transparent. Nach Zusatz von Nano- Aluminium-Oxid in Pulver- oder Dispersionsform kann sich, je nach Bindemittel und Zusatzmenge, an den Oberflächen wieder Glanz ausbilden.
Mischungsbeispiele bei Verwendung von synth.
Kieselsäure und Nano Aluminium Oxid
Epoxy Bindemittel aus Bis-Phenol A, Epicote 828 XA 25,00 Gr.
Metoxypropylacetat Dowanol PMA 15,00
Silan A 187 1,00
R 805 oder R812/ 10 % bezogen auf Komp. "A"+ ,3" 3,50
Nano Aluminium Oxid 1,00
Entschäumer 0,50
Komponente B aliphat. Amin Epi Cure F 205/ 2,5 : 1 10,00
Gesamt 55,00 Gr.
Diese Mischung ist sehr leicht aufzutragen, zu verteilen und zu rollen. Bei feinem bis mittleren Auftrag bilden sich sehr feine bis mittlere Strukturen mit sehr guter Rutsch hemmung und angenehmen Stehvermögen. Bei relativ dickem Auftrag und Rollen dieser Mischung ergeben sich sehr starke und schroffe Strukturen die auf normalem Weg nicht zu reinigen sind und für die es keine nutzvolle Anwendung gibt. Über synth.
Kieselsäureanteil und Verdünner sind nun alle Wege zur Veränderung der Mischungen offenZum Beispiel bei gleichem Anteil von Komponente "A" zum Verdünneranteil und senken des synth. Kiesel säureanteils auf 8 bis 9 Gew. % ergeben sich feine Strukturen die hoch in die Rutsch Sicherheitsklasse "B"gehen und hygienisch sauber zu reinigen sind. Sehr gut abrieb- und kratzresistent.
Dunaplast, ein UV-stabilisierter, hochwertiger Spezial - Acryllack, transparent oder pigmentiert
Komponente "B": aliphatisches Isocyanat
Sehr guter Halt auf vielen Oberflächen, besonders geeignet für glasfaserverstärkte Polyesterflächen (Schiffe, Boote, Yachten) Mischung: Komponente A 30,00 Gr
Komp. B 3 : 1 10,00
Verdünner 80 % 24,00
R 812 oder R 805 12% 4,80 bezogen auf A+B
Nano Aluminium-Oxid 2,00
70,80 Gr gesamt
Alle Musterplatten sehr gut rutschhemmend bei verschieden starken Aufträgen.
Rutschtest auch mit entspanntem Wasser. Sehr gut abrieb- und kratzresistent. Sehr gut zu reinigen.
Gewünschten Anforderungen entsprechend kann das Verhältnis Verdünner zu synth. Kieselsäure beliebig verändert werden. Auch das Nano Aluminum - Oxid kann angepasst werden.
2 - komponentige wässerige Epoxy - Klaiiackbescbichtung von Huntsman
Mischung:
Komp. A Araldite GY 776 BD 20,00 Gr
Komp. B Aradur 39 BD 35,00
Verdünnungswasser 15,00
Verdünnungswasser 20,00 Qualität 300 bezogen auf A+B 15 % 8,20
Nano-Aluminium-Oxid 4,00
Entschäumer 2.00
Gesamt 104,20 Gr.
Musterflächen mit unterschiedlich starkem Auftrag trocknen schnell ab und sind stark rutschhemmend. Auch bei dieser Mischung können A und B - Komponente und NanoAluminium-Oxide nach Wunsch und Bedarf zueinander verändert werden.
Sehr gute Abrieb- und Kratzresistenz.
BASF ACRONAL 620 1-komp. wasserlösliche Acryl - Pü Basis ( Friocryl)
Mischung:
Friocryl 40,00 Gr
Qualität 300 8% 3,20
Nano-Aluminium-Oxid 1,80
Wasser 10,40 Entschäumer 0.50
Gesamt 55,90 Gr
Musterflächen mit unterschiedlich starkem Auftrag. Strukturen von fein bis mittel. Trocknet sehr rasch ab. Sehr gut rutschhemmend, sehr gut abrieb- und kratzresistent. Auch diese Beschichtung ist in sich veränderbar.
Es gibt noch einige ähnliche Testmischungen. In einfacher Formulierung kann gesagt werden: Je höherwertiger die Bindemittel und Bezugsmischungen sind, um so höherwertiger wird bei Einsatz der pyrogenen, extrem feinteiligen, hydrophilen oder hydrophoben Kieselsäure in Pulverform oder in Dispersion und dem Einsatz von Nano-Aluminium-Oxid die daraus resultie rende Rutschhemmung, sowie Abrieb- und Kratzresistenz.
Anti-scale, height-increasing structural coating using synthetic silica sols in the nanoscale for various surfaces
description
The invention relates to materials which are suitable for application to surfaces and by means of special additives change these by anti-slip structures. By their incorporation into production means it is also possible in this way slip-resistant cover layers, e.g. for flooring or utensils.
The whole world is slippery. There are many efforts to avoid or reduce the dangers that arise. Probably the most commonly used way to do this is to apply slip-resistant mixtures to slippery surfaces, additives and granules that have been mixed in with binders.
It is done manually and by spraying in a relatively thin manner, since slip resistance can form only when the binder is thinner than the granules are bulky. Slip resistance is limited and thorough cleaning can be difficult. Larger or even small granules in a thin coating do not give good abrasion values, tear easily from the anchorage and are more difficult to clean.
Under the European patent DE 697 027 69 T2 Boogard Beeher B.V. An overview of the worldwide patents relating to slip resistance describes their disadvantages and offers a further possible solution. Boogard provides a very comprehensive, complex and meticulous compilation of almost all possible binders, associated additives and granules of different types.
However, in the most well-known anti-slip compositions, there is always one purpose, a binder provided with the necessary additives and granules, of the order of a few up to 800 [mu], or even more, in different weight percentages by means of auxiliaries or also apply by spraying on appropriate surfaces. With all of Boogard's coatings mentioned, slip resistance can only develop when the binders are thinner - and they all level - as the granules are large.
Boogard can speak of so-called structures only in the plane, since the binders with the granules lack any prerequisites to build up structures.
If the binder is thin, the granules lose their hold, and if the order is too high, the granules sink and the slip resistance lifts.
It is therefore an object of the invention to provide a composition which excludes in their use the disadvantages of the combination of binder granules. The invention uses 1- or 2-component aqueous or solvent-bound compounds (binders, lacquers, dispersions, glazes) in which the slip resistance is only built up over primary particles in the nano range. The basis for this is in particular the flame hydrolysis of chlorosilanes developed in the years after 1940, whereby silica (chemical formula SiO 2) was obtained.
The extremely finely divided, pyrogenic, synthetic silicas in powder form obtained in this way are X-ray amorphous, hydrophilic and have average primary particles of 7 to 40 nm. All non-treated synthetic silicic acids are hydrophilic due to the surface silanol groups. These silanol groups can be chemically reacted with dimethyldichlorosilane in a continuous process.
The resulting product binds methyl groups, which makes the silica hydrophobic and acquires other specific properties through further chemical additions, leading to a range of applications for the hydrophobic products with diverse binders.
According to the invention, for example, the Degussa originally developed flame hydrolysis of chlorosilanes for hydrophilic, and the further development on pyrogenic, X-ray amorphous, hydrophobic synthetic silica uniformly named Aerosil.
By means of simple experiments, the person skilled in the art can therefore determine which of the numerous, chemically differently structured synthetic silicas interact with the particular binder in the desired form.
For example, uses of fumed synthetic silicas:
For aqueous 1- or 2-component binders, the hydrophilic X-ray amorphous synthetic silica obtained by flame hydrolysis (silica, chemical formula SiO 2). Preferably, grades 300 and 200 are used.
For solventborne abrasives, for example, products of the hydrophobic type in the following preferably used qualities:
Silane, trimethoxyoctyl hydrolysis product with silica. Designation R 805.
Reaction product of silica and hexadecyltrimethoxysilane.
Designation R 816
Silane amine, 1, 1, 1 - Trimethyl-N- (trimethylsilyl) hydrolysis product with silica Designation R 812.
2 - propenoic acid, 2 - methyl -, 3 - (trimethoxysilyl) propyl ester, reaction product with silica. Designation R 711.
Silane, dichloromethyl, reaction product with silica. Designation R 974.
Silane, dichloromethyl, reaction product with silica. Designation R 972
The essential additives for the structuring of the slip resistance are synthetic silicic acids from the hydrophobic and hydrophilic groups. For the solvent-borne coatings, e.g. Currently R 805 and R 812 are used.
For aqueous-based coatings, silica as pyrogenic, synthetic silica.
Currently, for example, the hydrophilic groups 300 and 200.
This anti-slip approach may, but does not have to, result in intentionally visible structures depending on the base to be used and the operation selected. Due to the peculiarity and minuteness of these synthetic silica nanoparticles, with the appropriate dosage, a height-increasing slip-resistant structure always results, which is required by the type of application and by rolling. Even if the coating is applied in a relatively thin liquid and is leveled out after rolling lightly, structures, if not visible with the naked eye, can be seen when magnified. Thin liquid Beschichtungsma material can also be applied by spraying.
After drying, results in the thinly applied transparent coatings a slightly matte, samtigseidige, flat surface which, as in the version with visible structures, slip-resistant maximums achieved. The surface is easy to care for in most cases and can be kept hygienically clean.
This type of synthetic silica nanocoating is compatible with most reference materials such as binders, pigmented paints, dispersions, glazes, and, if not with water, so with the typical for the cover materials thinners, in most cases on an aliphatic or aromatic basis and Can be applied to a variety of surfaces, including flexible, wood or fabric, glass, metal, polyester.
If necessary with an intermediate layer or primer.
Different is the possible formation of the height-building, visible and invisible structures. In principle, depending on the dilution of the batch and the weighted addition of synthetic silica nanoparticles, relatively thin to very creamy mixtures can be prepared. At a certain level, even small additional synth silica - nanoblocks can create structures that are no longer practicable except for special applications. An upward measure should always be the possible hygienic cleaning.
The most favorable dosage of hydrophobic or hydrophilic synth. Silicic acids is based on the various base materials, whether water- or solvent-bound, depending on the desired results and can only be determined by experiment.
This also applies to the type of synth silicic acid to be used. The effective addition of synthetic silica particles in the nanoscale ranges from about 4 to more than 30%. Depending on the requirements, the quality of the slip resistance and resistance to abrasion can also be varied using the same means.
The slip resistance is given for water-soluble and solvent-containing compounds in the same way.
The real problem is the preparation of mixtures with a high proportion of synthetic Kieseisaurepulver. Normally, only a small dose of synthetic silica powder can be added to many base materials. The synthetic silicas must therefore be prepared in and with appropriate diluents. This occurs in 1 or 2-component mixtures with hydrophobic or hydrophilic synth silicas in different ways.
In the case of 1-K mixtures which are immediately subjected to processing, the component is filled up with the corresponding, calculated proportion of diluent and the hydrophilic or hydrophobic synthetic silicic acid weight fraction calculated for the desired structure is dispersed in. This requires in all cases experiments for the desired results. If the mixture is not processed in the same way, it will be advantageous to disperse the synthetic silicic acid components in the diluent and to store them as a dispersion.
In the case of 2-K compounds, the A component is filled with the aqueous or solvent-containing thinner in a predetermined amount and thoroughly dispersed with the calculated weight fraction of hydrophobic or hydrophilic synthetic silica in the case of immediate processing. For later use or storage, it will be advantageous the synth.
Disperse silicas only with the appropriate diluents and store the dispersion. Synthetic silicas can not be stored in dispersion for all binders, mixtures and thinners. In these cases, it can be dispersed and processed ready for use only on the spot.
<EMI ID = 4.1>
To produce r e e s in creamy form, with or without low dilution, with the necessary synth silicic acid additive. On the other hand, depending on the base and proportion of the synthetic silica or relatively low-viscosity application form of the coating material, the proportion of thinner may be higher than 100%.
An antislip compound by means of hydrophilic or hydrophobic synth. Silicic acids can be prepared with many binders or other reference materials.
The question of the value of the slip resistance of a coating always depends only on the degree of admixture of synthetic silicic acid and the dilution.
For the formation of slip resistance is in granule mixtures in addition to the size, and the nature of the density of the granules on the reference surface crucial. For a given tread surface with a well-developed, hard granule structure, shoes with leather or hard plastic sole, whether dry or wet surface, are always subject to severe slipping.
In the case of surfaces with synthetic silicic acid nanocoating, with a correspondingly high proportion of synthetic silicic acid, the total surface area is due to the minuteness of the slip - resistant synth.
Silicic acid particles in the height-building structures, also for shoes with leather and hard plastic soles, or barefoot, in dry or wet condition given the necessary slip resistance.
The degree of slip resistance depends only on the coordination of the coating. This coordination and valence of the coating can be different for each binder, each reference mixture and even within each mixture in different ways stronger or weaker vote. This depends only on the proportion between thinner to synth. Silica powder or synth.
Silica dispersion from.
The extremely finely divided silicas in powder form developed by flame hydrolysis from chlorosilanes as a hydrophobic or hydrophilic compound with many possible binders, not only able to slip-coat all slippery surfaces, if necessary with an intermediate layer or primer, they can also directly in production processes be incorporated. Most synth silicas are thermally relatively high load capacity and can lie in plastic plastic coverings, Gummibe, laminate or wooden floors - event. as a cover layer - incorporated. For large-area concrete protection Poh / urea spray or spray coatings, synthetic silicic acid mixtures can be added as an additive for slip resistance in the mixing head. In experiments there is another very interesting application for synth.
Silica and nano-aluminum oxide. When admixed with methyl methacrylate, a non-slip, abrasion-resistant and scratch-resistant Plexiglas surface is obtained after extensive curing after curing. All acrylic (Plexiglas) bathtubs are slippery and scratch-sensitive. In Austria, several companies are busy renovating scratched acrylic tubs and shower trays. With this method, acrylic tubs, shower trays and other objects can be made non-slip, abrasion and scratch resistant and easy to clean. They lose their gloss.
Slip-resistant nano coatings can, due to the minuteness of the effective additives, be thinner than granule coatings. This can bring significant savings in binder.
In both coatings, both granules and Nanobe layering, however, the slip resistance says little about abrasion and scratch resistance. Nanocoatings in a thinner version are significantly higher in terms of slip resistance than granule coatings.
Among the recent developments in the U.S.A., the use of nano-aluminum oxides in the lower than 100 nm range to increase abrasion resistance is very easy to disperse. Nanophase Technologies, for example, manufactures, among other things, a nano alumina with a mean particle size of 37 nm and a surface coverage of 45 m 2 / g according to a special process. With small wt.% Additives based on the solids content of the mixtures, a multiple increase in abrasion and scratch resistance can be achieved.
The highest increase to about 10 times the resistance to standard abrasion results in UV-curable transparent coatings. The surface is in most cases easy to clean and can be kept hygienically clean.
With an addition of 0.5 to 15% by weight of nano-aluminum oxides to the solids content of the test mixtures, excellent values of abrasion and scratch resistance can be achieved.
By adding non-slip synth silicas, otherwise glossy transparent surfaces lose their shine, their appearance then appears silky matt transparent. After the addition of nano-aluminum oxide in powder or dispersion form, depending on the binder and the amount added, gloss can again form on the surfaces.
Mixing examples when using synth.
Silica and nano aluminum oxide
Epoxy Bonding Agent Epoxy 828 XA 25,00 Gr.
Metoxypropyl acetate Dowanol PMA 15.00
Silane A 187 1.00
R 805 or R812 / 10% based on comp. "A" +, 3 "3.50
Nano aluminum oxide 1,00
Defoamer 0.50
Component B aliphatic. Amine Epi Cure F 205 / 2.5: 1 10.00
Total 55.00 gr.
This mixture is very easy to apply, distribute and roll. In fine to medium order, very fine to medium structures with very good slip inhibition and pleasant staying power form. With relatively thick application and rolling this mixture results in very strong and rugged structures that are not clean in the normal way and for which there is no useful application. About synth.
Silica and thinner are now all ways to change the mixtures open, for example, with the same proportion of component "A" to thinner and lower the synth. Kiesel acid content to 8 to 9 wt.%, Resulting in fine structures high in the slip safety class "B" go and clean hygienically clean. Very good abrasion and scratch resistance.
Dunaplast, a UV-stabilized, high-quality special acrylic varnish, transparent or pigmented
Component "B": aliphatic isocyanate
Very good grip on many surfaces, especially suitable for glass fiber reinforced polyester surfaces (ships, boats, yachts) Mixture: Component A 30.00 Gr
Comp. B 3: 1 10.00
Thinner 80% 24.00
R 812 or R 805 12% 4.80 based on A + B
Nano aluminum oxide 2.00
Total 70.80 Gr
All sample plates very good slip-resistant with different strong orders.
Slip test also with relaxed water. Very good abrasion and scratch resistance. Very easy to clean.
According to desired requirements, the ratio thinner to synth. Silica can be changed as desired. Also the nano aluminum oxide can be adapted.
2 - component aqueous epoxy sealer from Huntsman
Mixture:
Comp. A Araldite GY 776 BD 20,00 Gr
Comp. B Aradur 39 BD 35,00
Dilution water 15.00
Dilution water 20.00 Quality 300 based on A + B 15% 8.20
Nano-aluminum oxide 4.00
Defoamer 2.00
Total 104,20 gr.
Pattern surfaces with different degrees of application dry quickly and are highly slip-resistant. Also in this mixture, A and B component and nanoaluminum oxides can be changed as desired and required to each other.
Very good abrasion and scratch resistance.
BASF ACRONAL 620 1-comp. water-soluble acrylic - Pü base (Friocryl)
Mixture:
Friocryl 40,00 Gr
Quality 300 8% 3.20
Nano-aluminum oxide 1.80
Water 10.40 defoamer 0.50
Total 55,90 gr
Sample areas with different orders. Structures from fine to medium. Dries off very quickly. Very good slip-resistant, very good abrasion and scratch resistance. This coating is also changeable in itself.
There are still a few similar test mixtures. In a simple formulation can be said: the higher the binder and reference mixtures, the more valuable is the use of pyrogenic, extremely finely divided, hydrophilic or hydrophobic silica in powder form or in dispersion and the use of nano-aluminum oxide, the resulting anti-skid slip , as well as abrasion and scratch resistance.