Überzugsmittel für Koch-, Back- und Bratgeräte
Nach der USA-Patentschrift Nr. 3 266477 erfolgt die Entfernung von Nahrungsmittel- und anderen Kochrückständen und dgl. von Kochgeräten und dgl, durch katalytische Oxidation unter Verwendung von Oxidationskatalysatoren. Die Verwendung der Katalysatoren erlaubt nach der Patentschrift die Reinigung von Kochgeräten und dgl. bei niedrigen Oxidationstemperaturen und man kann somit eine Selbstreinigung der Geräte bei Temperaturen von 204 bis 2600C (400 bis 5000F) erhalten.
Probleme haben sich dabei ergeben, die katalytischen Materialien so an die Ofenwände oder dgl. zu binden, dass die gewünschte Festigkeit, Härte, Abrieb- oder Scheuerfestigkeit und Zähigkeit des überzuges ohne nachteilige Auswirkung auf die Katalysatoraktivität erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung stellt Mittel zum Überziehen der Oberflächen solcher Koch-, Brat- und Backgeräte und dgl. zur Verfügung, mit denen eine verbesserte Bindung und katalytische Aktivität erhalten wird.
Das erfindungsgemässe Überzugsmittel weist einen Gehalt von mindestens 10 Gew.-% eines feinteiligen, hitzebeständigen Oxidationskatalysators auf. Der Oxidationskatalysator ist vorzugsweise eine sauerstoffhaltige Verbindung von Zirkonium, Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Eisen, Nickel, Wolfram, Molybdän, Kupfer, Zink oder den Seltenen Erden oder elementares Palladium, Rhenium, Ruthenium, Osmium, Iridium oder Platin oder eine Mischung dieser Stoffe.
Das erfindungsgemässe Mittel ist dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht, an Natrium-, Lithium- oder Kaliumsilicat, oder Silicaten organischer Basen mit einer basischen Dissoziationskonstante von über 10-3, vorzugsweise den Silicaten von Guanidin-, Tetramethylammonium- und Tetraäthanolammoniumkationen, oder Mischungen dieser Silicate, enthält.
Die Oxidationskatalysatoren, die vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von mindestens 0,1 m2/g aufweisen sollen, werden durch diese Alkalisilicate kontinuierlich an die Unterlage und aneinander gebunden.
Wenn gewünscht, kann der poröse Film einen Füllstoff enthalten. Der Füllstoff kann von wärmebeständigen, sauerstoffhaltigen Verbindungen der Elemente Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Barium, Aluminium, Titan, Zirkonium, Zink, Bor, Phosphor und Silicium mit der Massgabe gebildet werden, dass die Alkalimetall- und Phosphorverbindungen mindestens ein anderes Element der Gruppe enthalten.
Die überzogenen Oberflächen werden somit von auf einer Unterlage befindlichen, porösen Filmen mit einer Mindestporosität von 15 Vol.-%, bezogen auf das Volumen des Films ohne die Unterlage, gebildet. Erwünscht sind Filme noch höherer Porosität. Vorzugsweise liegt der Porositätsgrad über 20 Vol.-% und allgemein ist der Film um so besser, je höher die Porosität ist, solange eine genügende Bindung erhalten bleibt, um die mechanische Unversehrtheit des Films zu bewahren und eine erhebliche Abriebfestigkeit zu ergeben.
Die porösen Filme sind an ein Verstärkungselement gebunden, das als Unterlage für den porösen Film wirkt und die Steifigkeit und mechanische Festigkeit erhöht und formgebend wirkt. Die Unterlage kann eine Hauptfläche des porösen Films des Verbundkörpers abdecken, aber mindestens eine Hauptfläche muss verfügbar und ihrer Umgebung frei zugänglich sein. Bei einer bevorzugten Unterlageart ist der Hauptteil des porösen Films mit beiden Flächen für den freien Kontakt mit seiner Umgebung verfügbar. Solche Filme sind z.B. herstellbar, indem man das Mittel gemäss der Erfindung auf verhältnismässig steifes Stahlnetzmaterial oder auf Platten giesst, die stark perforiert sind. Nur an einer der Hauptflächen freie Filme sind erhältlich, indem man das Mittel gemäss der Erfindung auf die Oberfläche ebener, ununterbrochener Platten giesst.
Das Material der Unterlage kann von jdem festen, steifen Material gebildet werden, einschliesslich Metallen, Keramikmaterialien, feuerfesten Gläsern, polykristallinen Glasurmassen, wie Porzellane, Pyroceram qD und dgl.
oder einer Kombination solcher Materialien. Es ist lediglich notwendig, dass sich die Unterlage in eine zweckentsprechende Form bringen lässt, eine beträchtliche Festigkeit und Steifheit aufweist und genügend wärmebeständig ist, um bei Temperaturen von bis zu 3160 C (6000 F) oder etwas darüber nicht zu erweichen oder schmelzen oder in anderer Weise einer Zersetzung zu unterliegen.
Besonders bevorzugt werden für die Unterlage die Bau- und Formmetalle, wie Stahl, Aluminium, Kupfer, Bronze und ihre verschiedenen Legierungen, wie auch emaillierte Unterlageelemente aus den gleichen Metallen.
Eine besonders bevorzugte Unterlage wird von einer Platte oder Blech aus Flussstahl mit einer Beschichtung verschmolzener, glasartiger Emaille der Art gebildet, die herkömmlicherweise bei der Herstellung von Platten oder Blechen für den Bau von Öfen und anderen Küchenvorrichtungen eingesetzt wird.
Normalerweise hat die Unterlage die Form ebener Platten oder Bleche mit einer Dicke in der Grössenordnung von 3,2 mm (1/ Zoll) oder darunter, aber im Rahmen der Erfindung liegen auch Sonderformen, wie Wabenmaterialien oder verschiedene Arten gewickelter Materialien.
Der Begriff der Unterlage bezieht sich hier auf das Teil oder Material, auf welches der Film gemäss der Erfindung aufgebracht wird, während der Begriff des Trägers sich auf ein inertes, teilchenförmiges Material grosser Oberfläche bezieht, auf welches der katalytisch aktive Bestandteil aufgebracht wird.
Einen wesentlichen Bestandteil des Mittels gemäss der Erfindung bilden katalytisch aktive, sehr feinteilige Materialien, welche die Oxidation von organischen Verbindungen, wie von ölen, Proteinen, Fetten und ähnlichen Stoffen, erleichtern. Diese katalytisch aktiven Verbindungen können aus der Gruppe der sauerstoffhaltigen Verbindungen des Zirkoniums, Titans, Vanadins, Chroms, Mangans, Eisens, Nickels, Molybdäns, Kupfers, Zinks und der Seltenen Erden und der edlen Elemente Rhodium, Palladium, Ruthenium, Osmium, Iridium und Platin und deren Mischungen gewählt werden. Solche Materialien sind seit langem bekannt und allein für sich oder in Verbindung miteinander in Form von Wirbelschichten oder von Pellets bei einer Vielfalt von Oxidationsreaktionen eingesetzt worden.
So stellt Platin auf einem Aluminiumoxidträger einen bekannten Oxidationskatalysator dar. was auch für die verschiedenen Oxide und Oxidmischungen, wie Mangandioxid, Kobaltoxid, die Manganate oder Manganite von Eisen, Nickel, Wolfram, Kupfer und Zink usw. gilt.
Als Katalysator besonders bevorzugt werden Verbindungen von Mangan, Kobalt, Eisen, Nickel, Chrom, Wolfram unk Molybdän und ihre Mischungen miteinander. Besonders bevorzugt werden die Mittel, in denen eines oder mehrere der obengenannten Elemente in mehr als einem Wertigkeitszustand vorliegen oder zumindest während einer Übergangsperiode im Verlaufe einer Oxidation mehr als einen Wertigkeitszustand anzunehmen vermögen.
Die Edelmetalle in sehr feinteiliger Form, vorzugsweise auf der Oberfläche eines weniger fein zerteilten Trägermaterials in Form hitzebeständigen, verhältnismässig inerten Oxids dispergiert, stellen ebenfalls vertraute, oxidationsfördernde, katalytische Materialien dar.
Man setzt solche Mittel normalerweise nicht in Form der Oxide, sondern vielmehr die Edelmetalle in ihrem elementaren Zustand ein. Mischungen der verschiedenen Edelmetalle miteinander, Mischungen derselben mit den verschiedenen Arten der obengenannten Ü bergangsmetall- oxid-Verbindungen und Mischungen beider dieser Zusammensetzungsgruppen mit anderen, herkömmlicherweise als wirksame Oxidationskatalysatoren bei verschiedenen Arten von organischen, chemischen Reaktionen eingesetzten Materialien, stellen ebenfalls bevorzugte Ausführungsformen der wesentlichen Bestandteile des Mittels gemäss der Erfindung dar.
Solche Katalysatoren müssen in dem Mittel gemäss der Erfindung eine spezifische Oberfläche von mindestens 0,1 m2/g Katalysator aufweisen.
Der aktive Oxidationskatalysator mit einer Oberfläche von über 0,1 m2/g muss, wie oben erwähnt, in einer Menge von mindestens 10% vom Gesamtgewicht der porösen Filme aus dem Mittel gemäss der Erfindung vorliegen, wobei bei der Berechnung dieser Menge das Unterlagegewicht naturgemäss unberücksichtigt bleibt.
Vorzugsweise wird der Katalysator in den Produkten gemäss der Erfindung in noch grösserer Menge eingesetzt, und vorzugsweise arbeitet man mit 35 Gew.- ,ZG und in besonders bevorzugter Weise mit noch höheren Mengen, selbst 50 Gew.-%. Bei einer Erhöhung der Katalysatorkonzentration wesentlich über 50%, z.B. über 70 Gew. -%, zeigt sich im allgemeinen, dass die Steifheit, die Abriebfestigkeit, die Haftung und andere mechanische Eigenschaften der auf der Unterlage befindlichen, porösen Filme gemäss der Erfindung nachteilig beeinflusst werden, und aus diesem Grunde ist normalerweise eine Katalysatorkonzentration von über 90cm, nicht erwünscht.
Die bevorzugte Katalysatorkonzentration liegt somit im allgemeinen im Bereich von 35 bis 90%, während Konzentrationen im Bereich von vielleicht etwa 40 bis 80% besonders zu bevorzugen sind. Besonders bevorzugt werden die Katalysatoren, die in dem Katalysator-Teil des Mittels einen Hauptanteil an einer sauerstoffhaltigen, hitzebeständigen Verbindung des Mangans enthalten.
Unter dem Katalysator sind im üblichen Sinne sowohl reine Katalysatoren, bei denen der Körper des Katalysatorteilchens und seine Oberfläche chemisch gleich sind, wie auch Trägerkatalysatoren, wie die obengenannten Edelmetall-Katalysatoren, zu verstehen, bei welchen das katalytisch aktive Material gleichmässig über die Oberfläche eines grossoberflächigen, inerten Trägers verteilt ist. Der Begriff des Katalysators umfasst in der hier gebrauchten Bedeutung beide Varianten, die, zumindest für katalytische Zwecke, als im wesentlichen gleich zu betrachten sind. Da sich katalytische Reaktionen hauptsächlich an Oberflächen abspielen, kommt der Frage, ob das Innere von dem Material des Katalysators oder anderem Material gebildet wird, verhältnismässig wenig Bedeutung zu.
Die hier genannten Prozentsätze an Katalysator in dem Film können sich somit, wenn das katalytisch aktive Material nicht auf einem inerten, grossoberflächigen Träger dispergiert ist, auf dieses Material selbst oder bei einem dispergierten Katalysator, der sich auf einem Träger befindet, auf das Gesamtgewicht von Katalysator und Träger beziehen.
Die tatsächliche Konzentration eines Edelmetalls wie Platin auf einem Oxidationskatalysator kann z.B. derart geringen Mengen wie wenigen Zehntelprozent oder sogar wenigen Hundertstelprozent entsprechen. Solche kleinen Platinmengen müssen zum wirksamen Einsatz als Katalysator jedoch gleichmässig in Form eines ausserordentlich dünnen Films auf einen grossoberflächigen Träger, wie Aluminiumoxid, aufgebracht sein. Solche Trägerkatalysatoren sind hier einfach als Katalysator bezeichnet, wobei der gleiche Begriff auch zur Bezeichnung eines trägerlosen Katalysators, bei dem das katalytisch aktive Material als sein eigener Träger dient, gebraucht ist.
Das Mangandioxid z.B. ist verhältnismässig wohlfeil und kann daher ohne Ausfällung auf eine Trägeroberfläche wirtschaftlich eingesetzt werden. Die Edelmetalle andererseits können in reiner Form nicht wirtschaftlich eingesetzt werden und werden daher stets in auf die Oberfläche eines grossoberflächigen Trägers aufgebrachter Form verwendet.
Für die Katalysatoren ist, wie oben erwähnt, eine spezifische Oberfläche von mindestens 0,1 m2/g vorteilhaft, und vorzugsweise besitzen die Katalysatoren eine wesentlich grössere Oberfläche. Die katalytische Aktivität nimmt im allgemeinen direkt proportional zur Oberfläche zu, und aus diesem Grunde werden Mittel mit Katalysatoroberflächen von über 5,0 mg bevorzugt und solche mit Oberflächen von über 10,0mag besonders bevorzugt.
Es hat sich gezeigt, dass die katalytische Aktivität der Mittel gemäss der Erfindung für jeden gegebenen Katalysator in Beziehung zur Oberfläche des Katalysators, der Dicke des auf der Unterlage befindlichen Films und der in dem Film vorliegenden Katalysatorkonzentration in Beziehung steht, so dass diejenigen Mittel besonders bevorzugt werden, mit denen die Filmdicke, die in dem Film vorliegende Katalysatorkonzentration und die Katalysatoroberfläche maximiert werden, während gute Eigenschaften bezüglich der mechanischen Abriebfestigkeit, Wasserbeständigkeit, Porosität und mechanischen Festigkeit und Härte aufrechterhalten bleiben. Das Produkt aus Katalysatoroberfläche, Katalysatorkonzentration und Schichtdicke des porösen Films soll somit so hoch wie möglich sein.
Die verschiedenen Arten der verwendbaren Katalysatoren und die Beziehung dieser Variablen zur Katalysatoraktivität sind in den Beispielen näher erläutert.
Als zweiten wesentlichen Bestandteil enthält das Mittel gemäss der Erfindung ein alkalisches Silicatbindemittel aus der Gruppe Lithium-, Natrium- und Kaliumsilicate und Mischungen derselben oder Silicate starker, organischer Basen, wie Guanidin, Tetramethylammoniumhydroxid und Tetraäthanolammoniumhydroxid, und Mischungen derselben. Die Verwendung von alkalischen Silicaten als Bindemittel für eine Vielfalt von Zwecken ist naturgemäss altbekannt; zu solchen Verwendungen gehören die Herstellung von anorganischen Anstrichstoffen, die Zubereitung von Klebstoffen für den Einsatz bei verhältnismässig hohen Temperaturen, die Bindung von Dachbelaggranulat unter Bildung harter, undurchlässiger Massen usw.
Allgemein ist jedoch der Einsatz von verhältnismässig grossen Mengen an Alkalisilicaten als Bindemittel für Katalysatormaterialien dem Stand der Technik fremd, da man davon ausgegangen ist, dass grosse Mengen an Alkalimetallkationen in Verbindung mit den verhältnismässig niedrigen Schmelz- und Erweichungspunkten dieser Materialien die Aktivität und Lebenszeit des Katalysators nachteilig beeinflussen sollten.
Man hat in der Katalysatortechnik ferner angenommen, dass ein molekular dispergiertes Bindemittelsystem, wie es die Alkalisilicate darstellen, die katalytische Aktivität durch Überziehen und Bedecken der aktiven Oberflächen des Katalysators mit einem katalytisch nichtaktiven Alkalisilicatfilm nachteilig beeinflussen würden.
Es ist aus diesen Gründen in den Fällen, in denen Alkalisilicate zum Binden von Katalysatoren eingesetzt worden sind, gewöhnlich in Form von Pellets, auch üblich gewesen, die Silicatbindung mit Säure anzugreifen und eine Umwandlung in ein poröses Silicagel durchzuführen. In jedem Fall hat man unabhängig davon, ob solche Bindungen durch Säure angegriffen oder in Form der Alkalisilicate belassen worden sind, die Konzentration an Alkalisilicat in solchen Mitteln auf dem niedrigstmöglichen, mit der Erzielung einer mässig festen Bindung in Einklang stehenden Wert gehalten. Als typische Einsatzmengen für den Stand der Technik lassen sich vielleicht 1 oder 2% vom Gewicht des Katalysators oder des Katalysators zuzüglich des Trägers nennen.
Typischerweise hat man auch keine Versuche unternommen, solche Mittel in Form auf einer Unterlage befindlicher, gebundener, kontinuierlicher Filme herzustellen, sondern vielmehr zur Erzielung einer maximalen Zugänglichkeit der Oberfläche für die Reaktionsteilnehmer Pellets gegossen, Stäbe extrudiert, unregelmässige Granulate gebildet und dgl.
Überraschenderweise hat sich nunmehr gezeigt, dass die nachteiligen Effekte, welche den Einsatz von alkalischen Silicaten in wesentlichen Mengen als Bindemittel für Katalysatoren bisher verhindert haben, bei den vorgesehenen Verwendungszwecken, zumindest bei dem Mittel gemäss der Erfindung nicht in Erscheingung treten. In der Tat hat sich gezeigt, dass aus dem Einsatz von alkalischen Silicaten als Bindemittel und in wesentlichen Mengen ungewöhnliche Vorteile resultieren.
Die Bindungen mit den als Bindemittel eingesetzten alkalischen Silicaten gemäss der Erfindung werden in gleichmässiger Weise bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen eingeführt und unterliegen in der Tat beim Brennen und Härten einer Steigerung anstatt Verminderung der Porosität. Da die Bindung zu Anfang selbst beim Trocknen bei Raumtemperatur entsteht, ist ein Brennen bei überhohen Temperaturen zur Erzielung einer Härtung unnötig. Über eine aussergewöhnliche Festigkeit, Abriebbeständigkeit und Härte hinaus brauchen die mit alkalischem Silicat gebundenen Mittel gemäss der Erfindung auch nicht auf so hohe Temperaturen erhitzt zu werden, dass ein unerwünschtes Wachsen der Katalysatorteilchen eintritt.
Zu den alkalischen Silicaten für die Zwecke der Erfindung gehören Lithium-, Natrium- und Kaliumsilicate und Mischungen derselben miteinander und mit kolloidalem, amorphem Siliciumdioxid, die Silicate von starken, organischen Basen, z.B. Basen mit einer basischen Dissoziationskonstante von über 10-3, wie Guanidin, Tetramethylammoniumsilicat und Tetraäthanolammoniumsilicat, und Mischungen dieser letztgenannten Silicate mit den Alkalimetallsilicaten.
Man setzt solche Mittel im allgemeinen vorzugsweise in gelöster Form, d.h. in Form wässriger Lösungen ein.
Solche Lösungen können sehr verschiedene Molverhältnisse von Alkalimetallkation zu Siliciumdioxid aufweisen und sind mit den verschiedensten, solchen Verhältnissen und Konzentrationen im Handel verfügbar. Im allgemeinen ist das Filmbildungsvermögen von Alkalisilicaten um so besser, je kleiner das Molverhältnis des Silicium dioxids zum Alkalimetallkation ist, während für die Wasserbeständigkeit die umgekehrte Beziehung gilt. Zu typischen Zusammensetzungen für die Zwecke der Erfindung gehören Natriumsilicate mit einem Molverhältnis von Siliciumdioxid zu Natriumoxid von etwa 2 bis 4,5, Lithiumsilicate mit einem Molverhältnis von ungefähr 2 bis zu derart hohen Werten wie 10 oder 12 und Kaliumsilicate mit einem Molverhältnis von Siliciumdioxid zu Kaliumoxid von etwa 2 bis 5.
Solche Silicate sind normalerweise in Form wässriger Lösungen mit Konzentrationen von etwa 20% an SiO2 bis zu derart hohen Werten wie 35 ,ZO verfügbar, und dieser Konzentrationsbereich erlaubt allgemein auch bei der Herstellung des Mittels gemäss der Erfindung ein bequemes Arbeiten.
Die Eigenschaften der Alkalisilicate können, wie oben erwähnt, durch Zusatz grösserer oder kleinerer Mengen anderer kolloidaler, filmbildender und eine Bindung ergebender Materialien, einschliesslich kolloidalen, amorphen Siliciumdioxids, der filmbildenden Tone, wie Bentonit, Hectorit und dgl., oder faserartiger, dispergierter Mineralien, wie Asbest, modifiziert werden. Auch ein Zusatz von Dispersionen plättchen- oder schuppenartigen Materials, wie Talk, Kaolin-Ton, Glimmer, Vermiculit und dgl., ist erwünscht.
Wie nachfolgend erörtert, kann auch ein Zusatz einer breiten Vielfalt anorganischer, hitzebeständiger, teilchenförmiger Materialien erfolgen, um die Filmbildungseigenschaften der Mischungen von Katalysator und alkalischem Silicat zu verbessern, die Härte solcher Mittel zu modifizieren und die Wasserbeständigkeit solcher Mittel zu verbessern.
Eine weitere Modifizierung des Mittels gemäss der Erfindung kann auch erfolgen, indem man die alkalischen Silicate gemäss der Erfindung in Verbindung mit einem Anteil der in der britischen Patentschrift Nur.1197067 beschriebenen, glasigen Frittebindemittel einsetzt.
Ferner können, wie oben erwähnt, Silicate starker, organischer Base allein für sich oder zusammen mit den Alkalisilicaten eingesetzt werden. Diese Arbeitsweise ist in diesem und jenem Falle von Vorteil, da sie viel höhere Verhältnisse von Siliciumdioxid zu Alkalimetall zu erreichen gestattet als sie bei alleinigem Einsatz der Alkalisilicate löslichkeitsmässig möglich sind. Etwa das gleiche Ziel ist mit Mischungen von kolloidalem, amorphem Siliciumdioxid mit Alkalisilicaten erreichbar, da solche Mischungen aufgrund ihrer sehr geringen Teilchengrösse selbst bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen zur Reaktion miteinander tendieren und weniger wasserlösliche Silicate von höheren Molverhältnis von Siliciumdioxid zu Alkalioxiden bilden als sie in Form einer homogenen, flüssigen Lösung herstellbar sind.
Aufgrund ihrer geringeren Kosten und zufriedenstellenden Bindungsfähigkeit werden als alkalische Silicate in dem Mittel gemäss der Erfindung in besonders bevorzugter Weise Natrium- und Kaliumsilicate eingesetzt, wenngleich auch in den Fällen, in denen die Wasserbeständigkeit im Vordergrund steht, auch das Lithiumsilicat bevorzugt wird.
Die Menge der alkalischen Silicate beträgt mindestens 5 und vorzugsweise 10% vom Gewicht des porösen, gebundenen Films gemäss der Erfindung. Im allgemeinen werden die Filme mit steigendem Silicatgehalt härter, fester und zäher, wobei man ein Arbeiten in dieser Richtung jedoch dagegen abwägen muss, dass es, wie oben erwähnt, erwünscht ist, eine möglichst hohe Katalysatorkonzentration zu erzielen und eine angemessene Porosität aufrechtzuerhalten.
über das als Bindemittel eingesetzte alkalische Silicat und den Katalysator hinaus ist oft zur Verbesserung der Zähigkeit des Films und zu anderen Zwecken ein Zusatz einer Vielfalt von hitzebeständigen, im wesentlichen wasserunlöslichen Füllstoffen vorteilhaft. Solche Stoffe werden aus der Gruppe der hitzebeständigen, sauerstoffhaltigen Verbindungen der Elemente Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Barium, Aluminium, Titan, Zink, Bor, Phosphor und Silicium mit der Massgabe gewählt, dass die Alkalimetall- und Phosphorverbindungen mindestens ein anderes Element der Gruppe enthalten. Spezielle Beispiele für solche Füllstoffe sind die Aluminosilicat-Tone, wie Kaolin, Magnesiumsilicate, wie Talk, Ghrysotil-Asbest, Hectorit-Ton und dgl.
Zu ihnen gehören auch herkömmliche hitzebeständige Füllstoffe wie Zirkon, Titandioxid, Zirkoniumoxid und Siliciumdioxid in verschiedenen Formen, wie Kieselgur, gemahlenes, amorphes Silicaglas und Siliciumdioxidmehl.
Eine besonders bevorzugte Klasse bilden die Füllstoffe, welche die Wasserunlöslichkeit von Alkalisilicaten durch chemische Reaktionen beim Trocknen und Brennen bei niedrigen Temperaturen steigern. Zu diesen gehören Zink-, Magnesium- und Calciumoxid wie auch viele der Silicate und Aluminate dieser Verbindungen. In ähnlicher Weise können in dem Mittel gemäss der Erfindung verschiedene hitzebeständige, wasserunlösliche Erdalkaliphosphate, -borate und dgl. in vorteilhafter Weise als Bulking -Mittel zur Steigerung der Filmhärte und zur partiellen Reaktion mit der Alkalisilicatbindung zwecks Erhöhung der Wasserbeständigkeit eingesetzt werden.
Zu einer weiteren Klasse bevorzugter Füllstoffe für das Mittel gemäss der Erfindung gehört eine Vielfalt gefärbter Keramikoxide und anderer Pigmentmaterialien, die herkömmlicherweise zur Ausbildung eines gefälligen, körperlichen Aussehens bei Keramikkörpern verwendet werden. Solche an sich bekannte Keramikfarben, Pigmente usw. können dem Mittel gemäss der Erfindung zur Verbesserung seiner ästhetischen Eigenschaften zugesetzt werden.
Über die Füllstoffe, die alkalischen Silicate und die Katalysatoren hinaus ist manchmal ein Zusatz verschiedener, als temporäre Weichmacher wirkender, organischer Materialien wie auch von Detergentien und Netzmitteln zur Steigerung der Ausbreitungs- und Netzeigenschaften des Mittels zusammen mit Suspendiermitteln, welche Thixotropie und Viskosität erhöhen und die suspendierten, teilchenförmigen, katalytischen Bestandteile und die Füllstoffe somit vor der Auftragung in einem homogenen Zustand halten, erwünscht. Beispiele für die Weichmacher sind Glycerin, Äthylenglykol und eine Vielfalt von wasserlöslichen, negativ geladenen, polymeren organischen Stoffen, wie die wasserlöslichen Gums, Natriumcarboxymethylcellulose, Zucker, Stärken und dgl.
Zu den Netzmitteln für den Einsatz in kleinen Mengen zur Steigerung der Ausbreitungs- und Benetzungseigenschaften des fluiden Mittels gemäss der Erfindung gehören kationische Netzmittel und Detergentien, wie die Natriumalkylarylsulfonate und die Alkalimetallseifen, und nichtionische Detergentien und Netzmittel, wie die Alkylpolyoxyäthylene und mit langkettigem Alkyl substituierte Zucker, wie Sorbit, Mannit und dgl.
Die Suspendiermittel können unter den natürlich vorkommenden, hochmolekularen Polysacchariden, wie den Alginaten, Natriumcarboxymethylcellulose oder an organischen Suspendiermitteln, wie kolloidal dispergiertem Asbest und kolloidal dispergiertem Bentonit-Ton, gewählt werden. Auch Kombinationen von anorganischen und organischen Suspendiermitteln können von Vorteil sein. Die Verwendung dieser Zusatzmittel ist in den Beispielen weiter erläutert.
Zur Herstellung der Produkte gemäss der Erfindung kann man die wesentlichen Katalysatorbestandteile mit den wesentlichen Alkal.-Silicat-Bestandteilen mischen, wobei der Katalysator in Form eines wasserlöslichen, feinteiligen Materials mit einer Oberfläche von über 0,1 m2/g und das alkalische Silicat in Form einer flüssigen Lösung vorliegt, wozu man, wenn gewünscht, die Füllstoffe, Weichmacher, Suspendiermittel, Detergentien und anderen Bestandteile hinzugeben kann. Dieses fluide Mittel kann dann in jeder zweckentsprechenden Weise, wie durch Spritzen, Tauchen, Streichen oder elektrostatisches Spritzen, auf die Oberfläche des zuvor gefertigten Unterlageelements aufgetragen werden.
Die nunmehr mit einem Flüssigkeitsfilm des Mittels gemäss der Erfindung überzogene Unterlage kann dann in jeder zweckentsprechenden Weise getrocknet und bei zunehmend höheren Temperaturen gebrannt werden, um die Lösungsmittel zu entfernen und hitzeinstabile Bestandteile, wie mögliche organische Zusätze, zu zersetzen.
Im allgemeinen erweist es sich als vorteilhaft, zu Anfang bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen zu trocknen und somit den Hauptteil des Wassers und anderer Lösungsmittel in dem Überzugsmittel zu beseitigen, bevor das Mittel bei höheren Temperaturen gebrannt wird. Diese vorläufige Trocknung kann bei Raumtemperatur oder höhreren Temperaturen bis zu einschliesslich dem Siedepunkt des Wassers erfolgen. Ein Arbeiten über dem Siedepunkt des Wassers bei der Anfangstrocknung ist aufgrund der Möglichkeit einer Bildung von Wasserdampfblasen, die das Aussehen des kontinuierlich gebundenen Films stören, gewöhnlich nicht zu bevorzugen. Auch wird beim schliesslichen Aufgehen solcher Blasen die Kontinuität des Films gestört.
Nach der Vortrocknung, die zur Entfernung des grösseren Anteils des Wassers führt, kann man bei höheren Temperaturen brennen, was vorzugsweise progressiv erfolgt, d.h. es ist erwünscht, entweder die Temperatur langsam und kontinuierlich zu erhöhen oder in Stufen mit allmählich erhöhten Brenntemperaturen zu arbeiten.
Die Brennendtemperatur hängt zum Teil von den Charaktistiken des Unterlageelements ab. Wird z.B. als Unterlageelement ein bevorzugtes, mit einer glasartigen Emaille überzogenes Flussstahlteil eingesetzt, ist eine Überschreitung des Erweichungspunktes des Überzuges der glasartigen Emaille unerwünscht, da dies zu einer unerwünschten Rissbildung und zu anderen Oberflächenmängeln führen würde.
Einer der Hauptvorteile des Überzugsmittels gemäss der Erfindung im Vergleich mit glasgebundenen Fritten liegt darin, dass zur Ausbildung harter, abriebfester und fester Bindungen verhältnismässig niedrige Temperaturen genügen. Eine beträchtliche Festigkeit, Zähigkeit und Integrität kann z.B. sogar durch längeres Brennen bei derart niedrigen Temperaturen wie 1000 C erhalten werden. In ähnlicher Weise ist die Erzielung sehr fester, zäher, harter Massen und noch Beibehaltung eines erwünschten Porositätsgrades durch Brennen bei Temperaturen möglich, die normalerweise in Öfen bei der Zubereitung von Nahrungsmitteln Anwendung finden. In Öfen ergeben sich im normalen Einsatz z.B. häufig Temperaturen von 260 bis 3 160C (500 bis 6000F), und solche Temperaturen genügen für die Aufbringung des Mittels gemäss der Erfindung.
Das Mittel gemäss der Erfindung kann daher von der Hausfrau bei schon vorliegenden öfen aufgetragen werden, und ein Erwerb eines neuen Ofens oder eine Einsendung an den Hersteller zur Sonderbeschichtung, wie im Falle der Glasfritten, ist unnötig.
Allgemein gesehen nimmt die Wasserbeständigkeit des Mittels gemäss der Erfindung mit der Brenntemperatur zu, aber selbst zur Erzielung hoher Werte der Wasserbeständigkeit und Abriebfestigkeit des anfallenden Films ist es selten notwendig, eine Brenntemperatur von 5380 C (10000 F) zu überschreiten. Die Wasserbeständigkeit kann selbst bei verhältnismässig niedrigen Brenntemperaturen durch Einverleiben von reaktionsfähigen Bestandteilen, wie den obengenannten, einschliesslich Zinkoxid, Chrysotil-Asbest, Magnesiumoxid und dgl., erhöht werden. Solche Materialien reagieren mit den Silicatbindemitteln gemäss der Erfindung unter Bildung einer Vielzahl von Siliciumdioxidbindungen mit den Erdalkalikationen oder dem Zink, und solche Bindungen sind recht wasserunlöslich.
Eine im wesentlichen vollständige Wasserbeständigkeit kann andererseits erzielt werden, indem man das Überzugsmittel gemäss der Erfindung nach dem Trocknen durch Eintauchen in eine verdünnte Lösung einer Säure behandelt, welche das Alkalisilicat in ein steifes Silicagel-Netzwerk überführt, das extrem wasserunlöslich ist.
Die Brenn- und Trockenzeit hängt naturgemäss in einem gewissen Grade von den angewandten Temperaturen und Temperaturzyklen ab, aber im allgemeinen ist die benötigte Zeit um so kürzer, je höher die Brenntemperatur ist. Z.B. hat es sich, wie oben erwähnt, als möglich erwiesen, gut gebundene Filme durch genügend langes Brennen sogar bei 1000C zu erhalten. Werden solche verhältnismässig niedrige Brenntemperaturen angewandt und ist insbesondere eine hohe Wasserbeständigkeit zu erzielen, so arbeitet man zweckmässig mit Brennzeiten in der Grössenordnung von Stunden, und in einigen Fällen erweisen sich sogar Brennzyklen von 10 bis 20 Stunden als vorteilhaft.
Mit höherer Brenntemperatur, z.B. bei 260 bis 3160 C (500 bis 6000 F), sind Brennzeiten in der Grössenordnung einer Stunde oder auch darunter und bei Temperaturen in der Grössenordnung von etwa 7040 C (13000 F) solche von schon ein paar Minuten angemessen.
Dies stellt wiederum einen praktischen Vorteil im Vergleich mit frittegebundenen Materialien dar, die verhältnismässig langzeitig gebrannt werden müssen, damit genügend Zeit für das Zusammenfliessen der verhältnismässig massiven Fritteteilchen und ihr Koaleszieren (Verwachsen) unter Bildung einer Bindung zur Verfügung steht. Da bei dem Mittel gemäss der Erfindung beim Trocknen eine Voreinstellung der Bindung erfolgt, hat das weitere Brennen einfach die Funktion der Beseitigung des Wassers und anderer flüssiger Bestandteile, die von den obengenannten, zum Unlöslichwerden des Films führenden Reaktionen begleitet ist.
Die Fertigprodukte gemäss der Erfindung eignen sich für die Zurichtung von Wänden, Decken, Böden und anderen Innenteilen von Öfen oder Koch-, Brat- und Backvorrichtungen, die bei der Zubereitung von Nahrung einzusetzen sind oder sonstwie einer Beschmutzung durch organische Materialien ausgesetzt sein können.
Diese Produkte haben eine genügende katalytische Aktivität, um die Oxidation solcher Schmutzstoffe, einschliesslich der sich normalerweise bei der Nahrungszubereitung ergebenden, bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen zu erleichtern.
Zu anderen Verwendungszwecken des Mittels gemäss der Erfindung gehören die Zurichtung von Brennern oder von Auspufftöpfen oder -rohren von Verbrennungsmotoren, bei denen zur Minimierung der Vergiftung der Luft katalytisch zu reinigende bzw. entfernende Produkte anfallen. Die Produkte können auch zur Innenbeschichtung von Abgaskaminen zur Reinigung und Oxidation von unerwünschten Kohlenwasserstoff- und anderen Luftgiftstoffen oder -verunreinigungen eingesetzt werden.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Produkte, des Verfahrens und der Anwendung der Erfindung.
Beispiel 1
Zur Herstellung eines Katalysatorüberzugsmittels fällt man 10,33wo Mangan, 1,21% Kobalt und 0,72% Nickel.
bezogen auf das Endgewicht des Mittels, in Form ihrer wässrigen Carbonate auf einen zuvor hergestellten Träger aus Oxiden Seltener Erden der ungefähren Zusammensetzung 47,4% Ceroxid, 25,4 ,1o Lanthanoxid, 13,9% Neodymoxid, 5,6% Praseodymoxid, 6,4% Samariumoxid, 2% Yttriumoxid und 1,7% Gadoliniumoxid (solche Mischungen sind nachfolgend als Mischung von Oxiden Seltener Erden bezeichnet) durch Mischen der entsprechenden Prozentanteile der Mangan-, Kobalt- und Nikkelsalze in Form ihrer Nitrate und Ausfällen auf die Oberfläche der Oxide Seltener Erden durch Zusatz von Ammoniumbicarbonat.
Die anfallende Masse wird gewaschen, getrocknet und bei 4000 C calciniert, um ein Überzugsmittel zu gewinnen, das die Metalle in den obengenannten Konzentrationen in Form ihrer Oxide neben der Mischung der Oxide der Seltenen Erden enthält. Die Oberfläche dieses Katalysators beträgt 48 m2/g.
Dieser Katalysator ist ein Beispiel für die Trägerkatalysatoren gemäss der Erfindung, da zwar die Oxide der Seltenen Erden in der Tat auch Oxidationskatalysatoren darstellen, aber weniger aktiv als die Oxide des Mangans, Kobalts und Nickels sind.
Der pH-Wert wird bei der Neutralisation der Metallnitrate in einer solchen Aufeinanderfolge erhöht, dass bei der obigen Darstellung zuerst die Oxide der Seltenen Erden und die wasserhaltigen Oxide ausfallen, wobei die Mangan-, Kobalt- und Nickelhydroxycarbonate anschliessend die gefällten Hydroxycarbonate der Seltenen Erden überziehen.
10 g des calcinierten, trockenen Katalysators werden dann mit 30 g einer Mischung verrührt, die 64,5% amorphes Siliciumdioxid mit einer Korngrösse von 5 bis 150 Maschen (3,96 bis 0,104 mm) und einer solchen Korngrössenabstufung, dass das Packungsvermögen des gemahlenen, amorphen Siliciumdioxid-Füllstoffs erhöht wird, und 12,4So einer Lösung von ionischem Natriumsilicat mit einem Molverhältnis von SiO2 zu Na2O von ungefähr 3,3 zusammen mit 15 g Wasser zur Bildung einer fluiden Paste enthält.
Diese Paste wird nach Rühren auf die Oberfläche einer 10,2 X 10,2 cm Flussstahlplatte aufgestrichen, die beidseitig mit einer verglasten Emaille der herkömmlicherweise beim überziehen der Innenwände von Öfen verwendeten Art beschichtet ist.
Das Material wird über Nacht luftgetrocknet, worauf man die Hälfte des Films mit verdünnter Essigsäure behandelt, um die Alkalisilicate zumindest an ihrer Oberfläche in Silicagel zu überführen, und die Platte dann 1 Stunde bei 3160 C brennt. Der anfallende Film ist ausserordentlich zäh.
Auf die Platte wird ein sehr starker ölfleck mit einem Schmutzstoff aus gleichen Gew.teilen Saffloröl, Erdnuss öl und eines volihydrierten, gesättigten Öls aufgebracht.
Nach nur 15 Minuten Erhitzen bei 3160 C erweist sich der Schmutzstoff als vollständig katalytisch oxidiert.
Die säurebehandelte Hälfte des Films zeigt zwar eine bessere Wasserbeständigkeit als die nichtsäurebehandelte Hälfte, aber die katalytische Oxidation des Öls erfolgt auf ihr etwas langsamer.
Das erhaltene steife, poröse, katalytisch aktive Produkt enthält 11,21% des Natriumsilicat-Bindemittels und 30,5% des aktiven Katalysators, Rest der hitzebeständige Siliciumdioxid-Füllstoff. Die Platte ist sehr hart und korrosions- und erosionsbeständig und zeigt selbst auf der nicht der Säurebehandlung zur Wasserbeständigkeitssteigerung unterworfenen Seite eine gute Wasserbeständigkeit. Die Porosität des Films beträgt ungefähr 50 Vol. % (ohne Berücksichtigung des Volumens der emaillierten Stahlunterlage).
Beispiel 2
Man mischt 10 g des Katalysators von Beispiel 1 mit 20 g der Natriumsilicat-Siliciumdioxid-Masse von Beispiel 1 und 10g einer Lösung von Natriumsilicat und Wasser mit einem Molverhältnis von Siliciumdioxid zu Natriumoxid von 3,3 und einer Feststoff-Konzentration von 32,7%. Wie in Beispiel 1 wird ein Film gegossen. Der anfallende Film enthält 33,7 Gew.- ,ZO Katalysator, 20Gew.-% Natriumsilicat, Rest der amorphe Siliciumdioxid-Füllstoff. Mit dieser Mischung werden zwei Platten überzogen, deren eine man bei 3710 C und andere auf 7600 C brennt. Beide Platten werden stark mit öl beschmutzt; beide ergeben in weniger als 30 Minuten bei 3160 C eine vollständige katalytische Oxidation des Öls.
Zur Erläuterung der Zähigkeit, Haftfestigkeit, Härte und Wasserbeständigkeit dieses Films wird die auf 7600 C gebrannte Platte zuerst eine Stunde in 10 ,Zciger Essigsäure gehalten und dann wiederholt mit öl, mit Zucker und mit Milch angeschmutzt und dieser Schmutz in mehr als 15 solchen Behandlungen aufeinanderfolgend aboxidiert, wobei man zwischen diesen Behandlungen die Platte jeweils unter ständig laufendem Wasser kräftig mit Stahlwolle und Detergent scheuert und die Platte schliesslich 14 Stunden in 5%iger Ätzalkalilösung kocht.
Die Platte bleibt bei all diesen drastischen Massnahmen praktisch unverändert und ist, wie ihr Vermögen zur vollständigen Oxidation eines gleichmässig auf die Oberfläche aufgesprühten Ölfilms ohne Zurückbleiben eines Ölrückstandes in weniger als einer Stunde bei 2320 C zeigt, weiter katalytisch aktiv.
Beispiel 3
Man mischt 20 g des Katalysators von Beispiel 1 und 20 g der Natriumsilicat-Siliciumdioxidfüllstoff-Masse von Beispiel 1 mit 10 g einer Lösung von ionischem Guanidinsilicat mit einem SiO2-Gehalt von 20% und einem gleichmolaren Verhältnis von Guanidiniumionen zu Sili ciumdioxid, bringt dieses überzugsmittel wie in Beispiel 1 auf eine Platte auf, trocknet auf einem Wasserdampfbad und brennt schliesslich 1 Stunde bei 2880 C. Die getrocknete, überzogene Tafel wird dann mit öl angeschmutzt und erweist sich durch eine 79%ige katalytische Oxidation der starken Ölanschmutzung in einer Stunde bei 2880 C als sehr katalytisch aktiv. Der Fertigfilm enthält 34,3% Katalysator und 12,65% Natriumsilicat, wobei das Molverhältnis von Siliciumdioxid zu Natrium oxid etwa 4,6 beträgt.
Das höhere Molverhältnis in der Endzusammensetzung gemäss der Erfindung ergibt sich aus der Zersetzung des Guanidinkations und der Kombination des Siliciumdioxids, mit dem es ursprünglich assoziiert war, mit dem Siliciumdioxid in dem Natriumsilicat. Der Rest der Masse wird von dem amorphen Siliciumdioxid-Füllstoff gebildet. Die Porosität des Films liegt über 40 Vol.-%.
Beispiel 4
Man mischt 10 g einer calcinierten Probe von Man gancarbonat der ungefähren Formel Min203 von
119 m2/g Oberfläche mit 30 g der Natriumsilicat-Siliciumdioxidfüllstoff-Mischung von Beispiel 1 und 10 g der in Beispiel 2 beschriebenen, wässrigen Natriumsilicatlö sung und giesst wie in Beispiel 1 einen Film. Der anfallende Film, der ausserordentlich hart, porös und zäh sowie wasserunempfindlich und katalytisch hochaktiv ist, wird wiederholt an der gleichen Plattenstelle nacheinander viermal mit öl angeschmutzt, wobei das öl jeweils in ungefähr einer Stunde bei 2710 C abbrennt. Die Porosität dieses Films liegt über 50 Vol.-%.
Beispiel 5
Man mischt 30g der Natriumsilicat-Siliciumdioxidfüllstoff-Masse von Beispiel 1 und 10g der wässrigen Natriumsilicatlösung von Beispiel 2 mit 10 g des Katalysators von Beispiel 1 und 4 g Glycerin, trocknet die erhaltene Platte 20 Minuten auf einem Wasserdampfbad bei 900 C und erhitzt 20 Minuten bei 1250 C, 20 Minuten bei 3150 C und schliesslich 20 Minuten bei 6500 C. Der harte, glatte, zähe, wasserbeständige Produktfilm besitzt eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit und erweist sich mit der Entfernung verschiedener Küchenanschmutzungen im Verlaufe nur weniger Minuten bei derart niedrigen Temperaturen wie 2320 C als katalytisch hochaktiv. Der Glycerinzusatz in der obigen Rezeptur erleichtert ein rasches Härten bei einer nur minimalen Tendenz des anfallenden Films zu Riss- oder Haarrissbildung.
Der
Fertigfilm enthält 33,7 Gew.-% Katalysator, 20 Gew.-%
Natriumsilicat, Rest der Mischung das amorphe, gemah lene Siliciumdioxidmehl.
Beispiel 6
Man mischt 10 g des Katalysators von Beispeil 1, 3 g sehr feinen Talk, 16g der Natriumsilicat-Siliciumdioxid
Mischung von Beispiel 1 und 15g der Natriumsilicat
Lösung von Beispiel 2 mit 2 g Glycerin und 4 g Wasser, breitet die Masse auf einer emaillierten 10,2 X 10,2 cm
Stahlplatte aus und härtet wie in dem vorhergehenden
Beispiel. Die anfallende Platte ist sehr hart, zäh, wasser beständig und abriebfest und auch katalytisch hochaktiv; starke Ölanschmutzungen werden in Zeiträumen von unter einer Stunde bei 2320 C vollständig abgebrannt.
Dieses Beispiel erläutert die Verwendung eines reaktions fähigen Füllstoffs, wie des hydratisierten Magnesiumsili cats, Talk, zur Steigerung der Wasserbeständigkeit des
Films.
Die Katalysatorkonzentration in dieser Masse beträgt 33 Gew.-%, die Natriumsilicat-Konzentration 22,7% und die Talk-Konzentration 10 Gew.-%, während der Rest der Masse von dem amorphen, gemahlenen Siliciumdioxid-Füllstoff gebildet wird.
Beispiel 7
Es wird eine Platte mit den gleichen Bestandteilen wie in dem vorstehenden Beispiel und mit der Abänderung hergestellt, dass man das dort eingesetzte Mangandioxidpulver durch 10 g Kobaltoxidpulver mit einer Oberfläche von 80 m2/g ersetzt. Davon abgesehen, dass der Katalysator hier das Kobaltoxid ist, hat die anfallende Platte die gleiche chemische Zusammensetzung bezüglich der relativen Prozentanteile an Talk, Natriumsilicat, Siliciumdioxidfüllstoff und Katalysator. Diese Platte stellt ein ausgezeichnetes Produkt dar, das eine hohe katalytische Aktivität in Verbindung mit ausgezeichneten Filmbildungseigenschaften zeigt.
Beispiel 8
Es wird eine Platte wie in Beispiel 7 mit der Abänderung hergestellt, dass man das Kobaltoxid durch Nickeloxid mit einer Oberfläche von 110m2/g ersetzt.
Man erhält im wesentlichen identische Ergebnisse, wobei jedoch das Nickeloxid nicht ganz so katalytisch aktiv erscheint. Die Ofentemperatur muss zum Abbrennen von Nahrungsmittelanschmutzungen auf ungefähr 2710 C erhöht werden, während das Abbrennen im Falle der Manganoxid- und Kobaltoxidplatten bei nur 2320C möglich ist.
Beispiel 9
Es wird ein Überzugsmittel unter Verwendung der wässrigen Natriumsilicat-Lösung von Beispiel 2 hergestellt und mit 2,5 Gew.-% einer feinteiligen, reinen Form des Chrysotil-Asbests mit einer Oberfläche von 60 mag versetzt, wobei die relativen Anteile an Asbest und Natriumsilicat so eingestellt werden, dass man beim Einsatz dieser Mischung in gleichen Anteilen mit einer Mangandioxidprobe von 100 m2/g einen Film mit einem Gehalt von 50 Gew. -% an Katalysator und 50 Gew.-% an der vereinigten Natriumsilicat-Chrysotilasbest-Mischung erhält.
Dieses Überzugsmittel wird auf eine Platte aufge spritzt, wobei ein dünner, harter, schwarzer Film erhalten wird, der nach Brennen bei 2600 C vollständig wasserbe ständig ist. Die Platte zeigt eine aussergewöhnlich hohe katalytische Aktivität. Die ausgezeichnete Wasserbestän digkeit dieser Masse kann auf den Einsatz des reaktions fähigen Magnesiumsilicat-Füllstoffs in der Form der
Chrysotilasbest-Dispersion zurückgeführt werden.
Beispiel 10
Es wird ein Überzugsmittel wie in Beispiel 1 mit der
Abänderung hergestellt, dass man den Siliciumdioxid
Füllstoff durch eine ähnliche Korngrössenfraktion einer gemahlenen Emaillefritte aus einem verglasten, Natrium oxid, Kaliumoxid, Bortrioxid, Zirkoniumdioxid, Sili ciumdioxid, Magnesiumoxid und Calciumoxid enthalten den Glas (Erweichungspunkt der glasigen Fritte 5390 C) ersetzt. Nach der Verarbeitung wie in Beispiel 5 weist die
Fertigplatte einen porösen, harten, dünnen Film auf, der
11,21% Natriumsilicat-Bindemittel, 30,5% Katalysator (nach Beispiel 1) und 58,3% der glasigen Fritte enthält.
Diese Platte erweist sich bei der Oxidation von öl,
Milchflecken, durch Verschütten von zuckerhaltigem Gut erhaltenen Anschmutzungen und Bratensaft als ausgezeichnet katalytisch aktiv.
Die Platte besitzt auch eine aussergewöhnliche Wasserbeständigkeit und Abriebfestigkeit.
Beispiel 11
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 2 und unter Einsatz entsprechender Mengen der gleichen Bestandteile wird eine Platte mit der Abänderung hergestellt, dass man das in Beispiel 2 verwendete Natriumsilicat mit einem Molverhältnis von 3,3 jeweils durch äquivalente Mengen einer Kaliumsilicatlösung mit einem SiO,- Gehalt von 20% und einem Molverhältnis von SiO zu K2O von 3,86 ersetzt. Dabei werden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 2 erhalten.
Nach der gleichen Arbeitsweise und unter Einsatz der gleichen Bestandteile und Mengen werden ferner Platten mit der Abänderung hergestellt, dass man das Natriumsilicat von Beispiel 2 durch eine ein Molverhältnis vom 4,5 aufweisende Lösung von Sir,/ Li2O - Lithiumsillcat- Bindemittel mit einem SiO2-Gehalt von 22% ersetzt.
Auch die so erhaltene Platte ist im wesentlichen mit derjenigen von Beispiel 2 identisch, hat jedoch, besonders beim Brennen bei niedriger Temperatur, eine noch bessere Wasserbeständigkeit.
Beispiel 12
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 6 und unter Einsatz der gleichen Bestandteile und Mengen werden Platten mit der Abänderung hergestellt, dass man das Natriumsilicat durch eine gleichmolare Lösung von Guanidinsilicat mit einem SiO2-Gehalt von 25% und den Talk von Beispiel 6 durch feinteiliges MgO ersetzt.
Die anfallenden Platten zeigen nach dem Brennen eine ausgezeichnete katalytische Aktivität und aussergewöhnliche Wasserbeständigkeit.
Beispiel 13
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 5 und unter Einsatz der gleichen Mengen und Arten von Bestandteilen werden Platten mit der Abänderung hergestellt, dass man den Katalysator von Beispiel 1 durch einen solchen aus 1% Platin von 200 mag Oberfläche auf a Aluminiumoxid als Träger ersetzt. Die anfallenden Platten entsprechen physikalisch den in Beispiel 5 erhaltenen und erweisen sich durch das Abbrennen von 61- und Zuckerrückständen von der Platte bei 3160 C beim Einsatz der Platte in Innen eines herkömmlichen Elektrokochherdes als katalytisch aktiv.
PATENTANSPRUCH I Überzugsmittel zur Auftragung auf die Rückständen ausgesetzten Oberflächen von Koch-, Brat- und Backge- räten mit einem Gehalt von mindestens 10 Gew. -% an einem feinteiligen, wärmebeständigen Oxidationskatalysator, gekennzeichnet durch einen Gehalt von mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht, an Natriumsilicat, Lithiumsilicat, Kaliumsilicat oder Silicaten organischer Basen mit einer basischen Dissoziationskonstante von über 10-3 oder deren Mischungen.