DE102016104983A1

DE102016104983A1 - Beschichtungszusammensetzung

Info

Publication number: DE102016104983A1
Application number: DE102016104983.2A
Authority: DE
Inventors: Siegmar Büttner; Kurt Schümchen
Original assignee: INTERBRAN SYSTEMS AG
Current assignee: INTERBRAN SYSTEMS AG
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2016-09-22
Anticipated expiration: 2036-03-18
Also published as: DE102016104983B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungszusammensetzung, insbesondere zur Beschichtung von Gebäudefassaden, welche mindestens ein organisches Polymer, pyrogene Kieselsäure und mindestens einen Füllstoff und/oder ein Pigment enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Beschichtung von Oberflächen, insbesondere der Fassaden von Gebäuden.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Beschichtungszusammensetzung, insbesondere zur Beschichtung von Gebäudefassaden.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Beschichtungszusammensetzung zur Beschichtung von Substraten, insbesondere von Gebäudefassaden.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein mehrschichtiges Beschichtungssystem zur Aufbringung auf ein Substrat, insbesondere auf eine Gebäudefassade.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, insbesondere zur Beschichtung einer Gebäudefassade.
Schließlich ist wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer Beschichtung zur Verbesserung der Wärmeisolierung eines Gebäudes.
Gebäudefassaden werden – neben ästhetischen Gesichtspunkten – üblicherweise beschichtet, um sie vor Witterungseinflüssen zu schützen und das unterliegende Mauerwerk bzw. die unterliegende Putzschicht vor Schäden, insbesondere durch eindringende Feuchtigkeit, zu schützen.
Um ihre Funktion zu erfüllen, müssen die Beschichtungen undurchlässig gegenüber flüssigem Wasser sein. Dies führt jedoch bei Verwendung von Beschichtungen auf Kunststoffbasis oftmals dazu, dass auch keine Feuchtigkeit mehr aus dem Mauerwerk entweichen kann, was wiederum zur Bildung von Schimmel und zur Korrosion der Bausubstanz führt. Hochwertige Beschichtungen sind daher schlagregendicht und durchlässig gegenüber Wasserdampf, d. h. diffusionsoffen gegenüber Wasserdampf, um einerseits das Eindringen von Wasser in das Mauerwerk bzw. die Putzschichten zu verhindern und andererseits im Mauerwerkt vorhandene Feuchtigkeit an die Umgebung abgeben zu können.
Die Abstimmung bzw. ein Ausgleich zwischen diesen entgegengesetzten Eigenschaften ist in der Praxis schwierig, da Kunststoffbeschichtungen, wie beispielsweise Dispersionsfarben, bei Dichtheit gegenüber flüssigem Wasser oftmals auch gegenüber Wasserdampf sehr gut abdichten, wohingegen anorganische, d. h. mineralisch, basierte Beschichtungen zwar diffusionsoffen gegenüber Wasserdampf sind, jedoch auch flüssiges Wasser in nennenswertem Maße aufnehmen.
Darüber hinaus müssen die Beschichtungen nicht nur eine hohe Dichtheit, d. h. Sperrwirkung, gegenüber flüssigem Wasser und eine hohe Durchlässigkeit gegenüber Wasserdampf besitzen, sie müssen vielmehr auch eine hohe Flexibilität und Dehnfähigkeit besitzen, um bei Veränderungen in der Gebäudestruktur, wie beispielsweise der sogenannten Setzung von Gebäuden, intakt zu bleiben und ihre Schutzfunktion erfüllen zu können. Beschichtungen, welche unter Einfluss mechanischer Spannungen, wie sie beispielsweise beim Setzen von Gebäuden auftreten, leicht reißen, sind in der Praxis nur sehr eingeschränkt verwendbar, da durch die Risse bzw. Schadstellen Feuchtigkeit in die Bausubstanz eindringen kann. Dies kann einerseits zur Besiedlung mit Organismen, wie Algen und Schimmel führen, andererseits verursacht eindringende Nässe im Gebäude auch weitere Schäden, beispielsweise durch Herauslösen von Mineralstoffen aus Putz und Mauerwerk sowie Schäden infolge eines Gefrierens des flüssigen Wassers.
Eine gängige Methode, um Beschichtungen für Gebäude undurchlässig gegenüber flüssigem Wasser zu machen und gleichzeitig diffusionsoffen gegenüber Wasserdampf zu halten, ist die Verwendung von Silanen als hydrophobierendem Zusatz in Beschichtungszusammensetzungen. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2005 019 254 A1 ein Baustoffbeschichtungsmittel auf Basis eines organischen Polymeres, welches glykolfunktionelle Silanverbindungen sowie Tenside und Pigmente enthält. Durch die Verwendung glykolfunktioneller Silane soll die Verwendung von Emulgatoren überflüssig werden. Emulgatoren werden üblicherweise zur gleichmäßigen Verteilung von Silan- bzw. Polysiloxanverbindungen in Baustoffbeschichtungsmitteln verwendet. Sie vermindern jedoch die hydrophobe Wirkung der Silane bzw. Polysiloxane und müssen erst aus der Beschichtung ausgewaschen werden, damit eine geringe Wasseraufnahme bzw. eine hohe Undurchlässigkeit der Beschichtung gegenüber flüssigem Wasser erzielt werden kann. Durch die Verwendung spezieller Silan- bzw. Siloxangemische ist das beschriebene Baustoffbeschichtungsmittel jedoch in der Praxis nur bedingt anwendbar und sehr kostenintensiv.
Darüber hinaus weisen Beschichtungen für Gebäudefassaden bzw. Baustoffe in der Regel lediglich unzureichende Wärmedämmeigenschaften auf. Selbst als Wärmedämmbeschichtungen beworbene und kommerziell erhältliche Beschichtungen weisen üblicherweise nur Wärmeleitfähigkeiten im Bereich von 0,035 bis 0,045 W/(mK) auf. Durch die Verwendung von Beschichtungen mit verbesserten Wärmedämmungseigenschaften könnte die Effizienz anderer Wärmedämmmaßnahmen, wie beispielsweise von Wärmedämmverbundsystemen (WDVS), nochmals deutlich verbessert werden.
Es fehlt jedoch im Stand der Technik an geeigneten Beschichtungsmaterialien, welche es erlauben, schlagregendichte und wasserdampfdiffusionsoffene Beschichtungen herzustellen, welche darüber hinaus in hohem Maße flexibel und dehnfähig sind sowie gute Wärmedämmeigenschaften aufweisen.
Dies gilt insbesondere für Beschichtungszusammensetzungen, welche kostengünstig herzustellen und somit für eine breite Anwendung, den sogenannten Massenmarkt, geeignet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtung, insbesondere zur Beschichtung von Gebäudefassen, zur Verfügung zu stellen, wobei die zuvor geschilderten, im Zusammenhang mit dem Stand der Technik auftretenden, Probleme und Nachteile zumindest weitgehend vermieden oder aber wenigstens abgeschwächt werden sollen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beschichtung bereitzustellen, welche in hohem Maße durchlässig ist gegenüber Wasserdampf, jedoch dicht gegenüber flüssigem Wasser und welche verbesserte mechanische Eigenschaften und hervorragende Wärmedämmeigenschaften aufweist.
Schließlich ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beschichtungssystem bereitzustellen, welches insbesondere mit bestehenden Wärmedämmverbundsystemen kombiniert werden kann, um deren Effizienz nochmals zu erhöhen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist somit eine Beschichtungszusammensetzung, insbesondere zur Beschichtung von Gebäudefassaden nach Anspruch 1; weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspektes sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Beschichtung nach Anspruch 6.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Beschichtung zur Beschichtung von Substraten, insbesondere von Gebäudefassaden, nach Anspruch 7.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Beschichtungssystem nach Anspruch 8.
Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung nach Anspruch 9.
Schließlich ist wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer Beschichtung zur Verbesserung der Wärmeisolierung eines Gebäudes nach Anspruch 10.
Es versteht sich von selbst, dass Besonderheiten, Merkmale, Ausgestaltungen und Ausführungsformen sowie Vorteile oder dergleichen, welche nachfolgend – zu Zwecken der Vermeidung unnötiger Wiederholungen – nur zu einem Erfindungsaspekt ausgeführt werden, selbstverständlich in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte entsprechend gelten, ohne dass dies einer ausdrücklichen Erwähnung bedarf.
Weiterhin versteht es sich von selbst, dass bei der nachfolgenden Angabe von Werten, Zahlen und Bereichen die diesbezüglichen Werte, Zahlen und Bereichsangaben nicht beschränkend zu verstehen sind; es versteht sich für den Fachmann vielmehr von selbst, dass einzelfallbedingt oder anwendungsbezogen von den angegebenen Bereichen bzw. Angaben abgewichen werden kann, ohne dass der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen ist.
Zudem gilt, dass alle im Folgenden genannten Werte- bzw. Parameterangaben oder dergleichen grundsätzlich mit genormten bzw. standardisierten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren oder mit dem Fachmann auf diesem Gebiet an sich geläufigen Bestimmungsmethoden ermittelt bzw. bestimmt werden können.
Darüber hinaus versteht es sich für den Fachmann von selbst, dass alle gewichts- oder mengenbezogenen Prozentangaben vom Fachmann derart ausgewählt werden, dass in der Summe 100 % resultieren; dies versteht sich jedoch von selbst.
Dies vorausgeschickt, wird im Folgenden die vorliegende Erfindung näher beschrieben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung – gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung – ist somit eine Beschichtungszusammensetzung, insbesondere zur Beschichtung von Gebäudefassaden, welche

(a) mindestens ein organisches Polymer;
(b) pyrogene Kieselsäure und
(c) mindestens einen Füllstoff und/oder mindestens ein Pigment enthält.

Es hat sich gezeigt, dass durch Beschichtungszusammensetzungen auf Basis organischer Polymere, welche neben üblichen, vorzugsweise anorganischen teilchenförmigen, Füllstoffen und Pigmenten noch pyrogene Kieselsäure enthalten, besonders widerstandsfähige Beschichtungen, insbesondere zur Beschichtung von Gebäudefassaden, erhalten werden können, welche insbesondere gegenüber mechanischen Belastungen äußerst widerstandsfähig und zugleich dehnfähig und flexibel sind.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung ermöglicht somit die Bereitstellung von Beschichtungen, welche einerseits mechanisch besonders belastbar, insbesondere kratzfest, sind und andererseits aufgrund ihrer hohen Dehnfähigkeit rissüberbrückend wirken, d. h. Rissen in der Gebäudefassade bzw. geringen Veränderungen in der Struktur eines Gebäudes kann sich die erfindungsgemäße Beschichtung anpassen und wird nicht beschädigt. Im Stand der Technik übliche Beschichtungen werden hingegen unter derartigen mechanischen Belastungen beschädigt oder büßen einen Großteil ihrer Schutzwirkung ein, da durch Risse bzw. Schadstellen Wasser in das Mauerwerk bzw. den Putz eindringen kann. Das Eindringen von flüssigem Wasserführt jedoch zur Besiedlung mit bzw. zur Vermehrung von Organismen, wie beispielsweise Algen oder Schimmelpilzen, und verursacht darüber hinaus Korrosionserscheinungen an der Bausubstanz.
Die erfindungsgemäße Beschichtung ist vorteilhafterweise einerseits diffusionsoffen, insbesondere gegenüber Wasserdampf, und andererseits schlagregendicht. Dies hat zur Folge, dass eventuell im Mauerwerk oder im Putz vorhandene Feuchtigkeit durch die Beschichtung an die Umgebung abgegeben werden kann, wohingegen die erfindungsgemäße Beschichtung effektiv ein Eindringen von insbesondere flüssigem Wasser, insbesondere aufgrund von Regenfällen, in das Mauerwerk verhindert.
Wie sich überraschender Weise gezeigt hat, wird durch die Beimengung von pyrogener Kieselsäure, insbesondere hydrophiler sphärischer Kieselsäure, zu einer Beschichtungszusammensetzung auf Basis eines organischen Polymers, welche weitere Füllstoffe und/oder Pigmente enthält, eine deutlich verbesserte Isolierwirkung der Beschichtung im Vergleich zu bekannten Beschichtungen erzielt. Wie zuvor bereits ausgeführt, ist es mit bislang kommerziell erhältlichen Beschichtungszusammensetzungen zur Beschichtung von Gebäudefassaden lediglich möglich, Wärmeleitfähigkeiten im Bereich von 0,035 bis 0,045 W/(mK) zu erzielen. Mit den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen sind deutlich geringere Wärmeleitfähigkeiten möglich, wobei vorzugsweise gleichzeitig eine hohe Durchlässigkeit gegenüber Wasserdampf und eine hervorragende Dehnfähigkeit der Beschichtung gegeben ist.
Im Allgemeinen liegt die Beschichtungszusammensetzung im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Dispersion vor. Die Dispersion kann dabei auf Basis organischer Lösemittel oder auf Wasserbasis ausgebildet sein. Es wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch bevorzugt, wenn die Beschichtungszusammensetzung als wässrige Dispersion vorliegt. Wässrige Dispersionen haben den Vorteil, dass sie ohne Gefahr für Gesundheit und Umwelt hergestellt, gelagert und verarbeitet werden können. Bei der Verwendung von Wasser als Dispersionsmittel bzw. Lösungsmittel entfallen aufwendige Vorrichtungen zur Rückgewinnung und Sammlung von Lösemitteln bei der Herstellung der Beschichtungszusammensetzung sowie eine Vielzahl vom Vorkehrungen zur Erfüllung der Brandschutzauflagen. Darüber hinaus ist die Verwendung wässriger Dispersionen umweltschonend, da bei der Aushärtung bzw. Trocknung der Dispersionen keine organischen Lösemittel an die Umwelt abgegeben werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einer Dispersion eine homogene, mindestens zweiphasige Mischung von chemischen Stoffen zu verstehen, welche aus einer kontinuierlichen Phase, dem sogenannten Dispersionsmedium, wie beispielsweise Wasser, und einer diskontinuierlichen Phase, welche fein verteilt in der kontinuierlichen Phase vorliegt. Bei der diskontinuierlichen Phase handelt es sich um die im Dispersionsmedium dispergierten fein verteilten Stoffe, wie beispielsweise Polymerpartikel, Füllstoffe, Pigmente etc.
Falls im Rahmen der vorliegenden Erfindung wässrige Dispersionen verwendet werden, so weisen diese üblicherweise ein Wassergehalt von 20 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 35 bis 55 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, auf.
Im Allgemeinen weist die Zusammensetzung einen Feststoffgehalt von 25 bis 80 Gew.-%, insbesondere 35 bis 75 Gew.-%, bevorzugt 45 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 65 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, auf.
Durch einen Wassergehalt in den vorbezeichneten Mengen lässt sich die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung hervorragend auf verschiedenste Weisen verarbeiten und auf das zu beschichtende Substrat, insbesondere die Gebäudefassade, aufbringen.
Was den Gehalt der Beschichtungszusammensetzung an dem organischen Polymer anbelangt, so kann dieser naturgemäß in weiten Bereichen variieren. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden jedoch gute Ergebnisse erhalten, wenn die Zusammensetzung das Polymer in Mengen von 5 bis 75 Gew.-%, insbesondere 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Polymer ausgewählt ist aus Acrylaten, Polyurethanen und/oder Polyestern sowie deren Mischungen und Copolymeren. Besonders gute Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn das organische Polymer ausgewählt ist aus Acrylaten.
Wenn das organische Polymer aus Acrylaten ausgewählt ist, so hat es sich bewährt, wenn das Polymer ausgewählt ist aus Acrylat-Styrol-Colpolymeren, Vinylacrylat-Copolymeren und Reinacrylaten, wobei insbesondere die Verwendung von Reinacrylaten bevorzugt ist.
Besonders gute Ergebnisse werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn das Acrylat-Polymer und/oder das Acrylat-Copolymer erhältlich ist durch Polymerisation bzw. durch Copolymerisation von Acrylsäure, Estern der Acrylsäure mit C₁- bis C₁₀-Alkoholen, Methacrylsäure, Estern der Methacrylsäure mit C₁- bis C₁₀-Alkoholen, Vinyl und Styrol, insbesondere Acrylsäure, Estern der Acrylsäure mit C₁- bis C₁₀-Alkoholen, Methacrylsäure und Estern der Methacrylsäure mit C₁- bis C₈-Alkoholen.
Insbesondere bei der Verwendung von Polymeren und Copolymeren auf Basis von Acrylaten werden besonders gut verarbeitbare Beschichtungszusammensetzungen erhalten, welche in sehr flexiblen und dehnfähigen Beschichtungen resultieren, die darüber hinaus diffusionsoffen gegenüber Wasserdampf und schlagregendicht sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Acrylat-Polymer und/oder das Acrylat-Copolymer erhältlich durch Polymerisation und/oder Copolymersiation von Acrylsäure, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsäurebutylester, Acrylsäureisobutylester, Acrylsäure-2-ethylhexylester, Methacrylsäure, Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester, Methacrylsäurebutylester, Methacrylsäureisobutylester und Methacrylsäurehexylester, insbesondere Acrylsäure, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Methacrylsäure, Methacrylsäuremethylester und Methacrylsäureethylester.
Was nun das Molekulargewicht des organischen Polymers anbelangt, so kann dies naturgemäß in weiten Bereichen variieren. Es hat sich jedoch bewährt, wenn das organische Polymer ein gewichtsmittleres Molekulargewicht M_w im Bereich von 2.000 bis 250.000 g/mol, insbesondere 5.000 bis 200.000 g/mol, vorzugsweise 10.000 bis 150.000 g/mol, bevorzugt 15.000 bis 100.000 g/mol, aufweist.
Dispersionen, welche organische Poylmere mit den vorgenannten Molekulargewichten aufweisen, besitzen eine Viskosität, welche eine einfache Verarbeitung der Dispersionen gewährleistet, und resultieren darüber hinaus in besonders widerstandsfähigen Beschichtungen mit einer hohen Kohäsion innerhalb der Beschichtung.
Wenn Polymere auf Basis von Acrylaten, insbesondere Polyacrylaten, verwendet werden, so haben diese üblicherweise ein spezifisches Gewicht von 1,3 bis 2,0 kg/l sowie eine Zugfestigkeit von 1.000 bis 2.200 kg/cm².
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn die pyrogene Kieselsäure hydrophil ist. Erstaunlicherweise beeinträchtigt die Verwendung hydrophiler Kieselsäure nicht die Sperrwirkung der erfindungsgemäßen Beschichtung gegenüber flüssigem Wasser, insbesondere Schlagregen, fördert jedoch die Wasserdampfdiffusion und verbessert die mechanische Beständigkeit, insbesondere die Kratzfestigkeit, der mit der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung erhältlichen Beschichtung.
Besonders gute Ergebnisse werden in diesem Zusammenhang erhalten, wenn die pyrogene Kieselsäure kornförmig, insbesondere sphärisch, ausgebildet ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es somit bevorzugt, wenn hydrophile pyrogene Kieselsäure mit insbesondere zumindest im Wesentlichen sphärischer Form verwendet werden. Durch die Verwendung derartiger pyrogener Kieselsäure lässt sich nicht nur die Viskosität der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung gezielt einstellen und ein übermäßiger Viskositätsanstieg bei hohen Füllstoffgehalten vermeiden. Es wird darüber hinaus neben einer allgemeinen Verbesserung der Festigkeit der Beschichtung, insbesondere der Kratzfestigkeit, eine deutliche Verringerung der Wärmeleitfähigkeit der resultierenden Beschichtungen auf Werte von weniger als 0,035 W/(mK) erreicht.
Im Allgemeinen weist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die verwendete pyrogene Kieselsäure mittlere Teilchengrößen im Bereich von 1 bis 200 µm, insbesondere 5 bis 150 µm, vorzugsweise 10 bis 100 µm, bevorzugt 15 bis 70 µm, besonders bevorzugt 20 bis 50 µm, ganz besonders bevorzugt 25 bis 40 µm, auf.
Es ist überraschend, dass die beobachteten positiven Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung sowie der erfindungsgemäßen Beschichtung bei der Verwendung pyrogener Kieselsäure mit den vorgenannten Teilchengrößen auftreten, da gerade die Verbesserung der Festigkeit, insbesondere der Kratzfestigkeit, üblicherweise nur bei der Verwendung nanoskaliger Teilchen beobachtet wird.
Die erfindungsgemäß verwendete pyrogene Kieselsäure kann eine spezifische BET-Oberfläche aufweisen, welche in weiten Bereichen variiert. Besonders gute Ergebnisse werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch erhalten, wenn die pyrogene Kieselsäure eine spezifische BET-Oberfläche im Bereich von 30 bis 600 m²/g, insbesondere 50 bis 500 m²/g, vorzugsweise 60 bis 400 m²/g, bevorzugt 70 bis 300 m²/g, aufweist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden somit Kieselsäuren mit einer geringen spezifischen BET-Oberfläche bevorzugt.
Was nun die Menge der pyrogenen Kieselsäure in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung anbelangt, so kann diese naturgemäß gleichfalls in weiten Bereichen variieren. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich jedoch bewährt, wenn die Beschichtungszusammensetzung die pyrogene Kieselsäure in Mengen von 0,1 bis 25 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 7 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweist. Es kann somit durch Verwendung relativ geringer Mengen an pyrogener Kieselsäure eine deutliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Beschichtung, insbesondere der Kratzfestigkeit, sowie der Isolier- bzw. Dämmwirkung erzielt werden, wobei die Beschichtung gleichzeitig diffusionsoffen gegenüber Wasserdampf und elastisch, insbesondere dehnfähig, bleibt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, wenn das Pigment ein anorganisches partikelförmiges Pigment ist. Es werden somit anorganische partikelförmige Pigmente bevorzugt, welche üblicherweise auf Basis schwerlöslicher anorganischer Oxide oder Salze ausgebildet sind. Beispiele für anorganische Pigmente sind Titandioxid, Zinkoxid, Eisenoxide, Chromoxid, Cadmiumsulfid, Zinksulfid und Chromate, insbesondere Bleichromat. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird jedoch insbesondere die Verwendung von Weißpigmenten wie Zinkoxid und Titandioxid, insbesondere Titandioxid, bevorzugt, welche die mechanische Belastbarkeit, insbesondere die Kratzfestigkeit, der mit der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung erhältlichen Beschichtungen weiter verbessern.
Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzten Füllstoffen handelt es sich vorzugsweise gleichfalls um anorganische Füllstoffe, welche insbesondere partikelförmig vorliegen. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbaren Füllstoffen handelt es sich insbesondere um Calciumcarbonat, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Quarz, Calciumsilicat und Zeolithe, vorzugsweise Calciumcarbonat.
Vorzugsweise weisen sowohl die Pigmente als auch die Füllstoffe Partikelgrößen auf, welche vergleichbar sind mit den Partikelgrößen der verwendeten pyrogenen Kieselsäure.
Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass die Verwendung von Pigmenten und/oder Füllstoffen, insbesondere teilchenförmiger Füllstoffe bzw. teilchenförmiger Pigmente, in Verbindung mit der eingesetzten pyrogenen Kieselsäure zu Beschichtungen führt, welche gegenüber bestehenden bekannten Systemen eine deutlich verbesserte Wärmedämmwirkung, d. h. eine deutlich verringerte Wärmeleitfähigkeit, aufweisen.
Besonders gute Ergebnisse werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn die Beschichtungszusammensetzung mindestens einen Füllstoff und mindestens ein Pigment enthält. Üblicherweise enthält die Beschichtungszusammensetzung mehrere Füllstoffe und/oder Pigmente.
Was die Menge der Füllstoffe und/oder Pigmente in der Beschichtungszusammensetzung anbelangt, so kann diese in weiten Bereichen variieren. Besonders gute Ergebnisse werden jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn die Zusammensetzung Füllstoffe und/oder Pigmente in Mengen von 1 bis 25 Gew.-%, insbesondere 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 4 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweist. Bei Zusammensetzungen mit den vorgenannten Füllstoffgehalten sind eine gute Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung sowie die beschriebenen positiven Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtungen gewährleistet.
Darüber hinaus ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, dass die Beschichtungszusammensetzung mindestens eine weitere Komponente, insbesondere in Form eines Additivs und/oder eines Hilfsstoffs aufweist.
Wenn die Beschichtungszusammensetzung eine weitere Komponente, insbesondere ein Additiv und/oder einen Hilfsstoff, aufweist, so hat es sich bewährt, wenn die weitere Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe von Rheologieadditiven, Konservierungsmitteln, Stabilisatoren, Säuren und/oder Basen, Tensiden, entschäumenden Komponenten, Filmbildnern, Wachsen, UV-Absorbern, biogenen Wirkstoffen, pH-Stabilisatoren, pH-Einstellmitteln und Farbstoffen.
Was die Menge der weiteren Komponente, insbesondere der Additive und Hilfsstoffe, in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung anbelangt, so kann diese naturgemäß in weiten Bereichen variieren. Üblicherweise weist die Beschichtungszusammensetzung die weitere Komponente in Mengen von 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,4 bis 7 Gew.-%, bevorzugt 0,6 bis 4 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Beschichtungszusammensetzung

(a) mindestens ein organisches Polymer, insbesondere in Mengen von 5 bis 75 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung;
(b) pyrogene Kieselsäure, insbesondere in Mengen von 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung;
(c) mindestens einen Füllstoff und/oder mindestens ein Pigment, insbesondere in Mengen von 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung;
(d) mindestens ein Additiv und/oder mindestens einen Hilfsstoff, insbesondere in Mengen von 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, und
(e) Wasser, insbesondere in Mengen von 20 bis 80 Gew.-% bezogen auf die Zusammensetzung.

Besonders gute Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung aus den vorgenannten Komponenten (a) bis (e) besteht.
Was die Viskosität der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung anbelangt, so kann diese in weiten Bereichen variieren. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich jedoch bewährt, wenn die Zusammensetzung eine dynamische Viskosität nach Brookfield bei 20 °C im Bereich von 100 bis 50.000 mPas, insbesondere 500 bis 30.000 mPas, vorzugsweise 1.000 bis 20.000 mPas, bevorzugt 2.000 bis 15.000 mPas, besonders bevorzugt 3.000 bis 10.000 mPas, ganz besonders bevorzugt 4.000 bis 8.000 mPas, aufweist. Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung ist somit mit allen gängigen manuellen oder maschinellen Verfahren auf Untergründe bzw. auf Substrate applizierbar.
Was das Aufbringen der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat anbelangt, so kann dieses – wie zuvor ausgeführt – auf vielfältige Art und Weise geschehen. Üblicherweise wird die Beschichtungszusammensetzung im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch durch Streichen, Walzen, Rakeln und/oder Sprühen auf ein Substrat, insbesondere eine Gebäudefassade, aufgebracht.
Die Schichtdicke, mit welcher die erfindungsgemäße Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht wird, kann gleichfalls in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten in weiten Bereichen variieren. Üblicherweise wird die Beschichtungszusammensetzung im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit einer Schichtdicke im Bereich von 20 bis 600 µm, insbesondere 50 bis 500 µm, vorzugsweise 100 bis 400 µm, bevorzugt 150 bis 300 µm, auf ein Substrat, insbesondere eine Gebäudefassade, aufgebracht. Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung wird folglich mit äußerst geringen Schichtdicken aufgetragen, wobei trotzdem geschlossene Schichten mit guten Wärmeisolationseigenschaften und hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit erhalten werden können.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus möglich, dass die Beschichtungszusammensetzung in mehreren Schichten auf das Substrat aufgebracht wird. Üblicherweise wird die Beschichtungszusammensetzung in 1 bis 10, insbesondere 1 bis 5, vorzugsweise 2 bis 3, Schichten auf das Substrat aufgebracht. In diesem Zusammenhang wird es insbesondere bevorzugt, wenn die Gesamtdicke sämtlicher Schichten die vorgenannten Schichtdicken für die Aufbringung nicht überschreitet.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung – gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung – ist eine Beschichtung, welche aus der zuvor beschriebenen Beschichtungszusammensetzung erhältlich ist.
Für weitere Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die Ausführungen zu den weiteren Erfindugsaspekten verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Beschichtung, welche aus der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung erhältlich ist, entsprechend gelten.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung – gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung – ist eine Beschichtung zur Beschichtung von Substraten, insbesondere Gebäudefassaden, welche

(a) mindestens ein organisches Polymer;
(b) pyrogene Kieselsäure und
(c) mindestens einen Füllstoff und/oder mindestens ein Pigment aufweist.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es üblicherweise vorgesehen, dass die Beschichtung das Polymer in Mengen von 25 bis 95 Gew.-%, insbesondere 40 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 85 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweist. Die erfindungsgemäße Beschichtung besteht somit hauptsächlich aus dem organischen Polymer.
Was den Anteil der pyrogenen Kieselsäure in der erfindungsgemäßen Beschichtung anbelangt, so kann dieser naturgemäß in weiten Bereichen variieren. Besonders gute Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn die Beschichtung die pyrogene Kieselsäure in Mengen von 0,5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 7 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweist.
Mit Beschichtungen, welche pyrogene Kieselsäure, insbesondere zumindest im Wesentlichen sphärische, hydrophile pyrogene Kieselsäure enthalten, können besonders widerstandsfähige Beschichtungen erhalten werden, welche darüber hinaus hochelastisch und dehnfähig sind sowie eine verbesserte Isolierwirkung, d. h. eine verringerte Wärmeleitfähigkeit, aufweisen.
Üblicherweise ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Beschichtung die Füllstoffe und/oder Pigmente in Mengen von 1 bis 50 Gew.-%, insbesondere 4 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweist.
Es hat sich bewährt, wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Pigment ein anorganisches partikelförmiges Pigment ist.
Gleichfalls werden besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn die Beschichtung mindestens einen Füllstoff und mindestens ein Pigment enthält.
Im Allgemeinen weist die Beschichtung eine Schichtdicke im Bereich von 20 bis 500 µm, insbesondere 50 bis 400 µm, vorzugsweise 100 bis 300 µm, bevorzugt 150 bis 250 µm, auf. Die erfindungsgemäße Beschichtung weist somit Schichtdicken im Bereich üblicher Fassadenbeschichtungen, insbesondere von Dispersionsfarben auf, wobei die erfindungsgemäße Beschichtung im Vergleich zu üblichen Beschichtungen des Standes der Technik eine deutlich verbesserte Isolierwirkung, d. h. eine deutlich verringerte Wärmeleitfähigkeit, bei gleichzeitig hervorragender mechanischer Widerstandsfähigkeit und Dehnfähigkeit besitzt.
Wie zuvor bereits ausgeführt, weist die erfindungsgemäße Beschichtung deutlich verbesserte Wärmedämmeigenschaften im Vergleich zu Beschichtungen des Standes der Technik auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Beschichtung eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,020 bis 0,040 W/(mK), insbesondere 0,025 bis 0,035 W/(mK), vorzugsweise 0,025 bis 0,032 W/(mK), bevorzugt 0,027 bis 0,031 W/(mK), aufweist. Aus dem Stand der Technik bekannte und kommerziell erhältliche sogenannte Thermobeschichtungen für Gebäudefassaden weisen üblicherweise Werte von mindestens 0,035 W/(mK) auf. Häufig liegen die Werte der Beschichtungen des Standes der Technik sogar im Bereich von 0,040 bis 0,045 W/(mK). Die vorliegende Erfindung stellt somit ein einfach umzusetzendes Konzept zur Verfügung, wie die Wärmeleitfähigkeit von polymerbasierten Beschichtungen gesenkt werden kann: Überraschender Weise ist dies möglich, indem diffusionsoffenen Polymerbeschichtungen nicht nur gängige Füllstoffe und anorganische Pigmente beigemischt werden, sondern darüber hinaus ein definierter Anteil an pyrogener Kieselsäure.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es im Allgemeinen vorgesehen, dass die Beschichtungen wasserdicht, insbesondere schlagregendicht ist. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist somit bevorzugt eine perrwirkung gegenüber flüssigem Wasser auf. Gleichermaßen ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise auch vorgesehen, dass die Beschichtung diffusionsoffen gegenüber Wasserdampf ist. Wenn die Beschichtung sowohl schlagregendicht als auch diffusionsoffen gegenüber Wasserdampf ist, kann einerseits Feuchtigkeit aus dem Mauerwerk an die Umgebung abgegeben werden, andererseits dringt jedoch kein flüssiges Wasser von Außen in das Mauerwerk ein, so dass Schäden am Mauerwerk vermieden werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Beschichtung eine Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl, bestimmt nach DIN EN ISO 12542, im Bereich von 4 bis 12, insbesondere 5 bis 10, vorzugsweise 6 bis 8, auf.
Weiterhin wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wenn die Beschichtung eine Dehnfähigkeit von bis zu 300 %, insbesondere 250 %, vorzugsweise 200 %, bevorzugt 160 %, aufweist.
Gleichermaßen kann es vorgesehen sein, dass die Beschichtung eine Dehnfähigkeit im Bereich von 50 bis zu 300 %, insbesondere 100 bis 250 %, vorzugsweise 120 bis 200 %, bevorzugt 140 bis 160 %, aufweist.
Darüber hinaus werden besonders gute Ergebnisse im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn die Beschichtung rissüberbrückend ist. Durch die insbesondere vorhandene hohe Dehnfähigkeit sowie die Fähigkeit Risse im Mauerwerk zu überbrücken, bleibt die erfindungsgemäße Beschichtung auch bei Veränderungen im Mauerwerk unbeschädigt und kann sich diesen Veränderungen anpassen, ohne beschädigt oder gar zerstört zu werden.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die betreffenden Ausführungen zu den übrigen Erfindungsaspekten verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Beschichtung entsprechend gelten.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung – gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung – ist ein Beschichtungssystem zur Aufbringung auf ein Substrat, insbesondere eine Gebäudefassade, aufweisend,

(a) eine Oberflächenbeschichtung, insbesondere wie zuvor beschrieben, und
(b) eine Grundierungsschicht,

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Beschichtung kann nochmals deutlich gesteigert werden, wenn sie Teil eines Beschichtungssystems ist, bei welchem zwischen dem zu beschichtenden Substrat und der Oberflächenbeschichtung, d. h. der erfindungsgemäßen Beschichtung, eine Grundierungsschicht angeordnet ist. Bei dem zu beschichtenden Substrat kann es sich entweder um Mauerwerk oder Putz handeln, es ist jedoch auch möglich, dass das erfindungsgemäße Beschichtungssystem oder die erfindungsgemäße Beschichtung beispielsweise auf ein Wärmedämmverbundsystem (WDVS) aufgetragen wird und so die abschließende Schicht dieses Wärmedämmverbundsystems bildet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, wenn die Oberflächenbeschichtung die Grundierungsschicht unmittelbar kontaktiert. Vorzugsweise ist die Oberflächenbeschichtung unmittelbar auf die Grundierungsschicht aufgebracht. Die Grundierungsschicht sorgt in diesem Fall für eine verbesserte Haftung der Oberflächenbeschichtung auf dem zu beschichtenden Substrat. Darüber hinaus kann mithilfe der Grundierungsschicht auch loses Mauerwerk verfestigt werden.
Gleichfalls ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wenn die Grundierungsschicht unmittelbar auf dem Substrat angeordnet ist, insbesondere darauf aufgebracht ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden somit besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn die Grundierungsschicht unmittelbar zwischen dem Substrat und der Oberflächenbeschichtung angeordnet ist und sowohl das Substrat als auch die Oberflächenbeschichtung unmittelbar kontaktiert.
Was die Schichtdicke der Grundierungsschicht anbelangt, so kann diese naturgemäß in weiten Bereichen variieren. Besonders gute Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn die Grundierungsschicht eine Schichtdicke im Bereich von 10 bis 100 µm, insbesondere 20 bis 80 µm, vorzugsweise 30 bis 70 µm, bevorzugt 40 bis 60 µm, aufweist.
Mit den vorgenannten Schichtdicken können Grundierungsschichten erzeugt werden, welche einerseits für eine verbesserte Haftung der Oberflächenbeschichtung an dem Substrat sorgen sowie lose Bestandteile des Mauerwerks verfestigen können. Andererseits ist die Grundierungsschicht derart dünn und nicht geschlossen ausgebildet, dass die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtung bzw. der Oberflächenbeschichtung nicht negativ beeinflusst werden.
Üblicherweise ist die Grundierungsschicht auf Basis mindestens eines organischen Polymers ausgebildet.
In diesem Zusammenhang hat es sich bewährt, wenn das Polymer ausgewählt ist Polyurethanen und Polyestern sowie deren Mischungen. Polyurethane und Polyester weisen einerseits besonders gute haftvermittelnde Eigenschaften auf und sind andererseits in hohem Maße diffusionsoffen gegenüber Wasserdampf, so dass die hohe Wasserdampfdurchlässigkeit der erfindungsgemäßen Beschichtung nicht negiert wird.
Für weitere Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die Ausführungen zu den Erfindungsaspekten verwiesen werden, welche in Bezug auf das erfindungsgemäße Beschichtungssystem entsprechend gelten.
Es zeigt die einzige Figurendarstellung (1) ein erfindungsgemäßes Beschichtungssystem 1, welches auf ein Substrat 2, insbesondere eine Gebäudefassade, aufgebracht ist. Das Beschichtungssystem 1 besteht aus der erfindungsgemäßen Beschichtung 3, welche vorzugsweise durch die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung erhältlich ist. Gegebenenfalls weist das Beschichtungssystem 1 eine zwischen dem Substrat 2 und der Beschichtung 3 angeordnete Grundierungsschicht 4 auf. Die Grundierungsschicht 4 verbessert die Haftung der Beschichtung (3) auf dem Substrat (2) und verfestigt eventuell loses Mauerwerk bzw. lose Bestandteile des Mauerwerks.
Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung – gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung – ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, insbesondere zur Beschichtung einer Gebäudefassade, wie zuvor beschrieben, wobei eine Beschichtungszusammensetzung, insbesondere wie gleichfalls zuvor beschrieben, auf ein Substrat, insbesondere eine Gebäudefassade, aufgebracht wird und aushärtet, so dass eine geschlossene Schicht erhalten wird.
Die erfindungsgemäße Beschichtung kann somit durch einfaches Auftragen einer Beschichtungszusammensetzung, insbesondere der zuvor beschriebenen Beschichtungszusammensetzung, auf ein Substrat, insbesondere eine Gebäudefassade und anschließendes Aushärten, erhalten werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die die Beschichtungszusammensetzung üblicherweise durch Streichen, Walzen, Rakeln und/oder Sprühen auf das Substrat aufgebracht. Wie zuvor bereits ausgeführt, weist die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung üblicherweise eine Viskosität auf, welche es erlaubt, die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung mit sämtlichen gebräuchlichen Verfahren zu verarbeiten und auf das Substrat aufzubringen.
Was den Zeitraum anbelangt, in welchem die Beschichtungszusammensetzung aushärtet, so kann dieser in weiten Bereichen variieren. Üblicherweise härtet die Beschichtungszusammensetzung über einen Zeitraum von 1 bis 24 Stunden, insbesondere 2 bis 12 Stunden, vorzugsweise 3 bis 8 Stunden, bevorzugt 4 bis 5 Stunden, aus. Der Aushärtevorgang erfolgt dabei vorzugsweise durch Entfernen des Dispersionsmediums, insbesondere Wassers, so dass die Beschichtungszusammensetzung trocknet und ein geschlossener Film in Form einer Beschichtung erhalten wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vor Aufbringung der Beschichtungszusammensetzung eine Grundierung, insbesondere in Form einer Grundierungszusammensetzung, auf das Substrat aufgebracht. Falls im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Grundierung auf das Substrat aufgebracht wird, so ist die Grundierung vorzugsweise gleichfalls in Form einer Dispersion, insbesondere einer wässrigen Dispersion, ausgebildet. In diesem Zusammenhang hat es sich bewährt, wenn die Grundierung einen Feststoffgehalt von 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 15 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Grundierung, aufweist. Aus der Grundierung bzw. Grundierungszusammensetzung bildet sich dann die zuvor beschriebene Grundierungsschicht. Die angegebenen Werte der Feststoffgehalte zeigen, dass die Grundierung hochverdünnt ist und keinen geschlossenen Film auf dem Substrat bildet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, wenn die Grundierung eine dynamische Viskosität nach Brookfield bei 20 °C im Bereich von 10 bis 25.000 mPas, insbesondere 100 bis 15.000 mPas, vorzugsweise 500 bis 10.000 mPas, bevorzugt 800 bis 7.000 mPas, besonders bevorzugt 1.000 bis 5.000 mPas, aufweist.
Die Grundierung wird üblicherweise durch Streichen, Walzen, Rakeln und/oder Sprühen auf das Substrat aufgebracht. Gleichfalls ist es möglich, dass die Grundierung mit einer Schichtdicke im Bereich von 10 bis 150 µm, insbesondere 20 bis 120 µm, vorzugsweise 30 bis 100 µm, bevorzugt 40 bis 80 µm, auf das Substrat aufgetragen wird.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die Ausführungen zu den übrigen Erfindungsaspekten verwiesen werden, welche in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend gelten.
Schließlich ist wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung – gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung – die Verwendung einer zuvor beschriebenen Beschichtung zur Verbesserung der Wärmeisolierung eines Gebäudes.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann auf die Ausführungen zu den übrigen Erfindungsaspekten verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung entsprechend gelten.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird durch die folgenden Ausführungsbeispiele verdeutlicht, welche jedoch nicht beschränkend zu verstehen sind.
Ausführungsbeispiele:
1. Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung

Es werden 20 l einer erfindungsgemäßen wässrigen Beschichtungszusammensetzung auf Basis einer Acrylatdispersion durch Dispergieren in einem Dispermaten für einen Zeitraum von 20 Minuten hergestellt. Die Zusammensetzung weist die in Tab. 1 angegebenen Bestandteile auf. Tab. 1: Erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung

Komponente	Gew.-%
Wässrige Acrylatdispersion	60
Pyrogene Kieselsäure	5
15%-ige Natriumhydroxidlösung	1
Biozide	0,5
Entschäumer	0,5
Titandioxid	0,5
Calciumcarbonat	8
Reologieadditiv	0,3
Wasser	ad 100

Als Basis dient eine kommerziell erhältliche Reinacrylatdispersion mit einem Feststoffgehalt von 60 Gew.-%. Die pyrogene Kieselsäure ist hydrophile sphärische pyrogene Kieselsäure mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 90 bis 100 m²/g. Darüber hinaus weist die Dispersion ein anorganisches partikelförmiges Pigment in Form von Titandioxid auf. Als anorganischer Füllstoff wird Calciumcarbonat eingesetzt.
2. Herstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtung
Die unter 1.) hergestellte Beschichtungszusammensetzung wird mittels einer Sprühpistole in zwei Schichten auf eine 50 × 50 cm Betonplatte aufgetragen und jeweils 5 Stunden bei 25 °C getrocknet. Es resultiert eine Beschichtung mit einer Schichtdicke von 200 µm.
3. Anwendungsversuche
In analoger Weise zu dem unter 2.) hergestellten Prüfkörper wird ein weiterer Prüfkörper hergestellt, wobei vor Auftragung der Beschichtungszusammensetzung eine Grundierungsschicht mit einer Schichtdicke von 50 µm aufgetragen wird. Beide Prüfkörper werden anschließend Bewitterungsversuchen unterzogen.
Bezugszeichenliste

1: Beschichtungssystem
3: Beschichtung
2: Substrat
4: Grundierungsschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005019254 A1 [0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 12542 [0081]

Claims

Beschichtungszusammensetzung, insbesondere zur Beschichtung von Gebäudefassaden, enthaltend (a) mindestens ein organisches Polymer; (b) pyrogene Kieselsäure und (c) mindestens einen Füllstoff und/oder mindestens ein Pigment.
Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung als Dispersion vorliegt, insbesondere als wässrige Dispersion, insbesondere wobei die Dispersion einen Wassergehalt von 20 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 35 bis 55 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweist und/oder dass die Zusammensetzung einen Feststoffgehalt von 25 bis 80 Gew.-%, insbesondere 35 bis 75 Gew.-%, bevorzugt 45 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 65 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweist und/oder dass die Zusammensetzung das Polymer in Mengen von 5 bis 75 Gew.-%, insbesondere 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, aufweist.
Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ausgewählt ist aus Acrylaten, Polyurethanen und/oder Polyestern sowie deren Mischungen und Copolymeren, insbesondere Acrylaten.
Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrogene Kieselsäure hydrophil ist und/oder dass die pyrogene Kieselsäure kornförmig, insbesondere sphärisch, ausgebildet ist.
Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, enthaltend, (a) mindestens ein organisches Polymer, insbesondere in Mengen von 5 bis 75 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung; (b) pyrogene Kieselsäure, insbesondere in Mengen von 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung; (c) mindestens einen Füllstoff und/oder mindestens ein Pigment, insbesondere in Mengen von 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung; (d) mindestens ein Additiv und/oder mindestens einen Hilfsstoff, insbesondere in Mengen von 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, und (e) Wasser, insbesondere in Mengen von 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung.
Beschichtung, erhältlich aus einer Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Beschichtung zur Beschichtung von Subtraten, insbesondere Gebäudefassaden, aufweisend, (a) mindestens ein organisches Polymer; (b) pyrogene Kieselsäure und (c) mindestens einen Füllstoff und/oder mindestens ein Pigment.
Beschichtungssystem (1) zur Aufbringung auf ein Substrat (2), insbesondere auf eine Gebäudefassade, aufweisend, (a) eine Oberflächenbeschichtung (3), insbesondere nach einem der Ansprüche 6 oder 7, und (b) eine Grundierungsschicht (4), wobei die Grundierungsschicht zwischen dem Substrat (2) und der Oberflächenbeschichtung (3) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung, insbesondere zur Beschichtung einer Gebäudefassade, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtungszusammensetzung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, auf ein Substrat, insbesondere eine Gebäudefassade, aufgebracht und ausgehärtet wird, so dass eine geschlossene Schicht erhalten wird.
Verwendung einer Beschichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7 zur Verbesserung der Wärmeisolierung eines Gebäudes.