CS217673B1

CS217673B1 - Anorganic coating on buliding ceramics and asbestos-cement products based on water glass and method of its manufacture

Info

Publication number: CS217673B1
Application number: CS142980A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Pach; Filip Chren; Stefan Cerveny; Jozef Palenik
Original assignee: Ladislav Pach; Filip Chren; Stefan Cerveny; Jozef Palenik
Priority date: 1980-03-03
Filing date: 1980-03-03
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Vynález spadá do odboru silikátového priemyslu. Rieši anorganický povlak nanesený na stavebná keramiku a azbestocementové výrobky na báze vodného skla obsahujúci kysličník zinočnatý a kysličník hlinitý, ktorý pozostáva zo 100 dielov vodného skla sodného s molovým pomerom kysličníka křemičitého ku kysličníku sodnému 2,3 a 2,7, z 5 až 25 dielov urýchlovača tvrdnutia, ktorým sú metafosforečňany zo systému kysličník zinočnatý — kysličník hlinitý — kysličník fosforečný o zložení 0,1 až 1 molu kysličníka zinočnatého, 0,3 molu kysličníka hlinitého n a 1 mól kysličníka fosforečného, 5 až 40 dielov aktívneho plnidla A zioženého z kysličníka křemičitého, zinočnatého, draselného, bárnatého, olovnatého, fluoridu vápenatého, ďalej plnidla B zioženého z kysličníka křemičitého, vápenatého, hlinitého, horečnatého, tetroxidu železitého, ďalej z plniv a anorganického pigmentu. Povlak sa nanáša ako homogénna brečka, pričom prvá vrstva sa suší infražiaričom a druhá vrstva v sušiarni pri teplote 150 až 250 °C.The invention is within the silicate industry. It solves the inorganic coating applied to building ceramics and asbestos cement products water-based glass containing oxide zinc and alumina, which consists of of 100 parts of sodium waterglass with a molar ratio of silica to sodium oxide 2.3 and 2.7, from 5 to 25 hardening accelerator parts, which are metaphosphates zinc oxide - aluminum oxide - phosphorus pentoxide o the composition of 0.1 to 1 mole of zinc oxide, 0.3 mol of alumina n and 1 mol phosphorus pentoxide, 5 to 40 parts active of filler A obtained from silica, zinc, potassium, barium, lead fluoride, calcium fluoride, further fillers B derived from silica, calcium, aluminum, magnesium, tetroxide ferric, further from fillers and inorganic pigment. The coating is applied as homogeneous the slurry, wherein the first layer is dried by a radiator and a second layer in the oven at temperature 150-250 ° C.

Description

Vynález sa týká anorganického povlaku na stavebnej keramike a azbestocementových výrobkov na báze vodného skla a spósobu jeho výroby.The present invention relates to an inorganic coating on building ceramics and water-based asbestos-cement products and to a process for the manufacture thereof.

Výrobky stavebnej keramiky sa v súčasnosti váčšinou používajú bez povrchovej úpravy alebo v menšej miere sa glazuj ú. Azbestocementové výrobky sa povrchové zušlachťujú organickými nátěrovými hmotami. Anorganický povlak má přednosti před organickými nátermi v trvanlivosti a vo váčšej odolnosti proti mechanickému poškodeniu. Glazúry splňajú tieto požiadavky v plnej miere, ale móžu sa aplikovat iba na výrobky, ktoré znášajú vysoké teploty glazovania (800—1100 °C).Building ceramics products are currently mostly used without surface treatment or to a lesser extent are glazed. Asbestos-cement products are surface-treated with organic paints. The inorganic coating has advantages over organic coatings in durability and greater resistance to mechanical damage. The glazes fully meet these requirements, but can only be applied to products that can withstand high glazing temperatures (800-100 ° C).

Z literatúry sú známe povlaky na báze vodného skla, ktoré sa používajú hlavně v lodiarskom a azbestocementárskom priemysle. Chemické zloženie týchto povlakov je velmi róznorodé, ale na vlastnosti povlakov vplýva hlavně použitý urýchlovač tvrdnutia vodného skla. V tejto funkcii sa používajú rózne organické, i anorganické látky, ako napr.: dimetylformamid, dialkylsulfát, acrylamid, sulfokyseliny, trimetylfosforečnan, etylacetát, zinočnan sodný, dihydrofosforečnan hlinitý Al(H2PO/,)3, produkty reakcie kyseliny trihydrofosforečnej so zlúčeninami ako je kysličník zinočnatý alebo kysličník hlinitý, chlorid horečnatý, uhličitan vápenatý a trojkremičitan sodno-hlinitý. U povlakov sa vyžaduje odolnost proti poveternostným vplyvom, a tá závisí hlavně od použitého urýchlovača tvrdnutia a jeho obsahu v kompozícii. Zvyšovanie obsahu urýchlovača v povlaku priaznivo vplýva na jeho vlastnosti, ale nepriaznivo na proces aplikácie, pretože sa skracuje doba spracovatelnosti brečky.Water-based coatings are known from the literature and are mainly used in the shipbuilding and asbestos-cement industries. The chemical composition of these coatings is very diverse, but the properties of the coatings are mainly influenced by the water glass curing accelerator used. Various organic and inorganic substances are used in this function, such as: dimethylformamide, dialkylsulfate, acrylamide, sulfoacids, trimethylphosphate, ethyl acetate, sodium zinc, aluminum dihydrophosphate Al (H2PO /,) 3, reaction products of trihydrophosphoric acid with compounds such as oxygen zinc or alumina, magnesium chloride, calcium carbonate, and sodium aluminosilicate. The coatings require weather resistance, which depends mainly on the curing accelerator used and its content in the composition. Increasing the content of the accelerator in the coating favorably affects its properties, but adversely affects the application process, since the pot life of the slurry is shortened.

Uvedené nedostatky odstraňuje anorganický povlak na stavebnej keramike a azbestocementových výrobkov na báze vodného skla a sposob jeho výroby podlá vynálezu, obsahujúci kysličník zinočnatý aj kysličník hlinitý a ktorého podstatou je, že pozostáva zo 100 hmotnostných dielov vodného skla sodného s molovým pomerom kysličníka křemičitého ku kysličníku sodnému 2,3 až 2,7 z 5 až 25 dielov urýchlovača tvrdnutia, ktorým sú metafosforečnany zo systému kysličník zinočnatý — kysličník hlinitý — kysličník fosforečný o zložení 0,1 až 1 molu kysličníka zinočnatého, 0,3 molu kysličníka hlinitého na 1 mól kysličníka fosforečného, z 5 až 40 dielov aktívneho plnidla A, ktorá obsahuje mletú fritu s rozmermi častíc do 40 mm o zložení 50 až 67 % hmotnostných kysličníka křemičitého 10 až 25 % hmot. kysličníka zinočnatého, 7 až 12 % hmotnostných kysličníka draselného a připadne do 10 % hmotnostných kysličníka bárnatého a/alebo kysličníka olovnatého a připadne do 6 % hmotnostných fluoridu vápenatého, z 5 až 40 hmotnostných dielov aktívneho plnidla B, ktoré obsahuje mletú fritu s rozmermi častíc do 40 mm o zložení 30 až 40 % hmotnostných kysličníka křemičitého, 30 až 40 % hmotnostných kysličníka vápenatého, 5 až 8 % hmotnostných kysličníka hlinitého, 6 až 10% hmotnostných kysličníka horečnatého a 1 až 5 % hmotnostných tetroxidu železitého, ďalej z 10 až 20 hmotnostných dielov plniv, ktorými sú kysličník zinočnatý, kysličník titaničitý, kaolín, sklo mleté na častíce pod 40 mm a z 1 až 15 hmotnostných dielov anorganického pigmentu, ktorým je kysličník železitý, kysličník ehromitý alebo kysličník titaničitý. Anorganický povlak sa vyrába spósobom, ktorého podstatou je, že homogénna brečka sa nanáša na podklad, ktorým je stavebná keramika a azbestocementové výrobky v dvoch vrstvách, pričom prvá vrstva sa po nanesení suší infražiaričom, s výhodou 2 až 5 minút a druhá vrstva sa suší v sušiarni pri teplote 150 až 250 °C po dobu 30 až 60 minút. Povlak podlá vynálezu obsahuje dve látky, ktoré sú schopné viazať alkálie. Prvou je vhodný urýchlovač tvrdnutia a druhou je aktivně plnivo, ktoré viažu alkálie, z toho urýchlovač tvrdnutia pri nízkých teplotách (začiatok je už pri laboratórnej teplote) a aktivně plnivo pri vyšších teplotách v rozmedzí 150 až 250 °C. Spolu s vodným sklom tieto tri zložky vytvárajú v procese sušenia povlaku gél, ktorý zabezpečuje odolnost proti poveternostným vplyvom. Vplyv urýchlovača tvrdnutia sa prejavuje zahušťováním brečky. Kombináciou obidvoch látok možno dosiahnuť požadovaný stupeň vazby alkálii v systéme. Nie je to možné zabezpečit iba pomocou jednej z týchto látok, pretože zvyšováním obsahu například urýchlovača tvrdnutia nastáva rýchle zahusťovanie brečky a tým sa podstatné skráti spracovatelnosť brečky. Naopak zvyšováním obsahu aktívneho plniva na úkor urýchlovača tvrdnutia brečky stráca vhodné reologické vlastnosti a povlak kompaktnost pri sušení.The aforementioned drawbacks are eliminated by an inorganic coating on building ceramics and asbestos-cement products based on waterglass and the production process according to the invention, comprising both zinc oxide and alumina, consisting of 100 parts by weight of water glass with a molar ratio of silica to sodium oxide. 2.3 to 2.7 of 5 to 25 parts of a cure accelerator, which are metaphosphates from a zinc oxide-alumina-phosphorous oxide system of 0.1 to 1 mole of zinc oxide, 0.3 mole of alumina per mole of phosphorus pentoxide from 5 to 40 parts of active filler A which comprises a ground frit having a particle size of up to 40 mm having a composition of 50 to 67% by weight of silica of 10 to 25% by weight. Zinc oxide, 7 to 12% by weight of potassium oxide and up to 10% by weight of barium oxide and / or lead oxide, and 6% by weight of calcium fluoride, from 5 to 40 parts by weight of active filler B, containing ground frit with particle size up to 40 mm with a composition of 30 to 40% by weight of silica, 30 to 40% by weight of calcium oxide, 5 to 8% by weight of aluminum oxide, 6 to 10% by weight of magnesium oxide and 1 to 5% by weight of ferric tetroxide; parts of fillers such as zinc oxide, titanium dioxide, kaolin, glass milled to particles below 40 mm, and from 1 to 15 parts by weight of an inorganic pigment which is iron oxide, chromium oxide or titanium dioxide. The inorganic coating is produced by a method which comprises applying a homogeneous slurry to a substrate consisting of ceramics and asbestos-cement products in two layers, the first layer being dried by infrared radiation after application, preferably 2 to 5 minutes and the second layer dried in a oven at 150 to 250 ° C for 30 to 60 minutes. The coating according to the invention comprises two substances which are capable of binding alkali. The first is a suitable curing accelerator and the second is an alkali-binding actively filler, of which a low temperature curing accelerator (starting at room temperature) and an active filler at higher temperatures ranging from 150 to 250 ° C. Together with the waterglass, these three components form a gel in the drying process of the coating, which provides resistance to weathering. The effect of the hardening accelerator is manifested by thickening of the slurry. By combining both, the desired degree of alkali bonding in the system can be achieved. It is not possible to ensure this by using only one of these substances, since by increasing the content of, for example, the hardening accelerator, the thickening of the slurry occurs and thus the processability of the slurry is substantially reduced. Conversely, by increasing the active filler content at the expense of the slurry curing accelerator, the rheological properties and coating are losing compactness on drying.

Přednost povrchovej úpravy stavebných oblakov anorganickým povlakom na báze vodného skla spočívá v tom, že úprava nevyžaduje sekundárný výpal, ale iba sušenie pri teplote 150—250 °C. Anorganický povlak připravený podlá vynálezu má všetky výhody glazúr a přitom sa nepřipravuje výpalom, ale iba sušením pri teplotách 150—250 °C. Povrch povlakov je pololesklý alebo matný, čo sa považuje pre exteriérové použitie za přednost před vysokým leskom glazúr. Brečka sa nanáša na podklad, ktorý je obyčajne nasiakavý v dvoch vrstvách striekaním. Prvá vrstva je tenká a slúži na zníženie nasiakavosti materiálu. Táto vrstva sa prudko suší v sušiarni pri teplote 150—250 °C 30—60 minút.The advantage of surface treatment of building clouds with an inorganic coating based on water glass is that the treatment does not require secondary firing, but only drying at a temperature of 150-250 ° C. The inorganic coating prepared according to the invention has all the advantages of glazes and is not prepared by firing but only by drying at temperatures of 150-250 ° C. The surface of the coatings is semi-gloss or matte, which is considered to be preferred over high gloss glazes for exterior use. The slurry is applied to the substrate, which is usually absorbent in two layers by spraying. The first layer is thin and serves to reduce the absorption of material. This layer was heated in an oven at 150-250 ° C for 30-60 minutes.

Povlak mrazuvzdorný podlá CSN 722606 zamedzuje přechodu primárných i sekundárných výkvetov, je čiastočne parapriepustný a dostatočne tvrdý, aby zabránil poškodeniu povrchu vlastným materiálom. Použitím róznych anorganických pigmentov možno dosiahnuť róznu farbu a odtiene povlakov a pomocou kovových práškov metalizovaný charakter povrchov.The antifreeze coating according to CSN 722606 prevents the passage of primary and secondary efflorescence, is partially vapor permeable and hard enough to prevent damage to the surface by the material itself. By using different inorganic pigments, it is possible to achieve a different color and shade of the coatings, and by means of metal powders the metallized character of the surfaces.

Podstata vynálezu je objasněná na príkladoch prevedenia bez toho, aby sa iba na tieto příklady obmedzovala.The invention is illustrated by the following examples without being limited to these examples.

Příklad 1Example 1

Na 100 hmotnostných dielov sodného vodného skla s molovým pomerom kysličníka křemičitého ku kysličníku sodnému 2,5 o mernej hmotnosti 1,379 g . cm^-3 sa pridajú zložky: Metafosforečnan zinočnato-hlinitý (0,9 ZnO . 0,03 A1₂O₃ P₂O₅) 10 hmot. dielov aktivně plnivo A 20 hmot. dielov aktivně plnivo B 10 hmot. dielov kysličník zinočnatý 9 hmot. dielov kaolín 2,5 hmot. dielov zelený pigment tvořený kysličníkom chromitým 2 hmot. dielyPer 100 parts by weight of sodium water glass having a molar ratio of silica to sodium oxide of 2.5 and a specific weight of 1.379 g. cm ^-3 , the following ingredients are added: Zinc-aluminum metaphosphate (0.9 ZnO. 0.03 Al ₂ O ₃ P ₂ O ₅ ) 10 wt. part active filler A 20 wt. part active filler B 10 wt. parts by weight of zinc oxide 9 wt. parts of kaolin 2.5 wt. part green pigment consisting of chromium oxide 2 wt. parts

Brečka uvedeného zloženia sa homogenizuje 30 min v guiovom mlýne. Spracovatelnosť brečky je 3 hodiny. Brečka sa nanáša striekaním v dvoch vrstvách na keramické pásky. Prvá vrstva sa suší infražiaričom 2 min. a druhá 30 min. při teplote 220 °C. Celý výrobný cyklus trvá 2 hodiny.The slurry of this composition is homogenized in a ball mill for 30 min. Workability is 3 hours. The slurry is applied by spraying in two layers onto ceramic tapes. The first layer was dried for 2 min. and the second 30 min. at 220 ° C. The entire production cycle takes 2 hours.

Příklad 2Example 2

Zloženie kompozície je následovně: vodné sklo sodné s molovým pomerom kysličníka křemičitého ku kysličníku sodnému 2,7 o mernej hmotnosti 1,352 g cm³ 100 hmotnostných dielov, metafosforečnan zinočnato-hlinitý zloženia 0,5 ZnO 0,16 A1₂O₃ P₂Os molu aktivně plnivo A aktivně plnivo B kysličník zinočnatý kaolín červený pigment tvořený kysličníkom železitým hmot. dielov 15 hmot. dielov 35 hmot. dielov 10 hmot. dielov 2,5 hmot. dielov hmot. diely.The composition of the composition is as follows: sodium glass with a molar ratio of silica to sodium oxide of 2.7 with a specific weight of 1.352 g cm ³ 100 parts by weight, zinc-aluminum metaphosphate composition of 0.5 ZnO 0.16 Al ₂ O ₃ P ₂ Mole axis actively filler A actively filler B zinc oxide kaolin red pigment made of iron oxide. parts 15 wt. parts 35 wt. parts 10 wt. 2.5 parts by weight. parts by mass parts.

Povlak sa připravuje a aplikuje na azbes.tocementové došky podobné ako v příklade 1.The coating is prepared and applied to asbestos cementitious boards similar to Example 1.

Povlaky připravené podl’a příkladu 1 a 2 sú mrazuvzdorné a vydržia var vo vodě v trvaní najmenej 4 hodiny.The coatings prepared according to Examples 1 and 2 are frost resistant and can withstand boiling in water for at least 4 hours.

Povrchová úprava anorganickým povlakom na báze vodného skla je vhodná pre obkladové materiály stavebnej keramiky a azbestocementových výrobkov v oblasti exteriérov a interiérov.Surface treatment with inorganic coating based on water glass is suitable for facing materials of building ceramics and asbestos-cement products in the area of exteriors and interiors.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

An inorganic coating on building ceramics and water-based asbestos-cement products comprising both zinc oxide and alumina, characterized in that it consists of 100 parts by weight of water-based sodium glass having a molar ratio of silica to sodium oxide of 2.3 to 2.7 , from 5 to 25 parts by weight. curing accelerators, which are metaphosphates from the zinc oxide-alumina-phosphorus pentoxide system of 0.1 to 1 mole of zinc oxide, 0.3 mol of alumina per mole of phosphorus pentoxide, from 5 to 40 parts by weight. active filler A comprising a ground frit having a particle size of up to 40 mm having a composition of 50 to 67% by weight of silica, 10 to 25% by weight of zinc oxide, 7 to 12% by weight of potassium oxide and optionally up to 10% by weight of barium oxide and / or of lead oxide and up to 6% by weight of calcium fluoride, 5 to 40 parts by weight of active filler B comprising a ground frit having a particle size of up to 40 mm having a composition of 30 to 40% by weight of silica, 30 to 40% by weight of calcium oxide, 8% by weight of alumina, 6 to 10% by weight of magnesium oxide and 1 to 5% by weight of ferric tetroxide, 10 to 20 parts by weight of fillers such as zinc oxide, titanium dioxide, kaolin, glass ground to particles below 40 mm and 1 up to 15 parts by weight of an inorganic pigment which rn is iron oxide, chromium oxide or titanium dioxide.

2. The process of claim 1 wherein said homogeneous slurry of said composition is applied to a substrate comprising building ceramics and asbestos-cement products in two layers, wherein the first layer is dried by infrared radiation after application, preferably 2 to 5 minutes and the second layer is dried in an oven at 150 to 250 ° C for 30 to 60 minutes.