DE1571133B1

DE1571133B1 - Process for coating light metal, in particular aluminum, surfaces with hydraulic or air-curing building materials

Info

Publication number: DE1571133B1
Application number: DE19631571133
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Siegfried Kranz
Original assignee: Ruberoidwerke AG
Current assignee: Ruberoidwerke AG
Priority date: 1963-02-11
Filing date: 1963-02-11
Publication date: 1970-10-15
Also published as: NL6401103A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Leichtmetall-, insbesondere Aluminium-Oberflächen, mit hydraulischen oder lufthärtenden Baustoffen, bei dem eine Schicht aus dem hydraulischen oder lufthärtenden Baustcff auf eine noch nicht getrocknete Haftschicht aus einer Dispersion von innerlich weich gemachtem Polyvinylazetat oder Polyacrylat einerseits und aus Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid andererseits, die geringe Mengen an stark hydrophobierend wirkenden Gemischen aus Ammoniumsalzen langkettiger Karbonsäuren und Metallkomplexverbindungen enthält, aufgetragen wird.The invention relates to a method for coating light metal, in particular aluminum surfaces with hydraulic or air-hardening building materials, in which one layer of the hydraulic or air-hardening construction on one not yet dried adhesive layer made from a dispersion of internally softened material Polyvinyl acetate or polyacrylate on the one hand and made of polyvinyl chloride or polyvinylidene chloride on the other hand, the small amounts of highly hydrophobic mixtures Contains ammonium salts of long-chain carboxylic acids and metal complex compounds, is applied.

Aluminium und dessen Legierungen sowie Leichtmetalle werden in steigendem Maße zu Konstruktionen aller Art verwendet und haben unter anderem im Schiffsba-a z. B. an StdIle von Stahl als Decksmaterial in jüngster Zeit immer mehr an Interesse gewonnen, weil dieses Material spezifisch leicht und unmagnetisch ist. Schwierigkeiteü-be#stehen allerdings überall dort, wo derartige Metalloberflächen als Außenflächen mit einem Estrichbelag, insbesondere einer nicht brennbaren Estrichdecke aus hydraulisch abbindenden Stoffgemischen, dauerhaft versehen werden müssen.Aluminum and its alloys as well as light metals are increasing Dimensions used in all kinds of constructions and have, among other things, in the Schiffsba-a z. For example, there has recently been increasing interest in the use of steel as a deck material won because this material is specifically light and non-magnetic. Difficulty be # stand however, wherever such metal surfaces are used as external surfaces with a Screed covering, especially a non-combustible screed ceiling made of hydraulically setting Mixtures of substances, must be provided permanently.

Das eingangs beschriebene Verfahren hat sich seit langem zur Beschichtung von Eisen- und Stahloberflächen sehr gut bewährt; es zeigte sich jedoch, daß bei Aluminium die Haftfestigkeit -ungenügend war. Durch die üblichen Maßnahmen wie Entfetten und Anätzen der Leichtmetalloberfläche konnte zwar die gewünschte gute Haftung erzielt werden, doch zeigte sich, daß die Haftverbindung nicht genügend dauerhaft war. Nach mehr oder weniger langer Zeit konnte es zur Ablösung der Aluminiumgrundlage von der aufgebrachten Kunststeff- und Estrichschicht kommen. Diese Erscheinung war zunä*cJ#st nur wenig verständlich.The method described at the beginning has long been used for coating Tried and tested very well on iron and steel surfaces; however, it was found that Aluminum the adhesive strength was insufficient. By the usual measures such as degreasing and etching the light metal surface was able to achieve the desired good adhesion but it turned out that the adhesive bond was not sufficiently durable. To more or less a long time it could lead to the detachment of the aluminum base the applied plastic and screed layer. This phenomenon was at first hardly understandable.

Die Erfindung geht demgemäß von der Aufgabe aus, ein praktisch brauchbares Verfahren zum Beschichten von Leichtmetalloberflächen mit hydraulischen oder lufthärtenden Baustoffen zu schaffen, bei dem die geschilderte Schwierigkeit nicht auftritt und demgemäß Beschichtungen erhalten werden, die über lange Zeiten unverändert fest haften.The invention is accordingly based on the object of providing a practically useful Process for coating light metal surfaces with hydraulic or air-hardening To create building materials in which the described difficulty does not occur and accordingly coatings are obtained which remain unchanged over long periods of time be liable.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einem Verfahren der eingangs angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß vor dem Auftragen der Haftschicht eine Isolierschicht in an sich bekannter Weise durch Auftragen und Trocknen einer Lösung aus Polyvinylazetat-Polyvinylehlorid-Maleinsäure-Mischpolymerisat auf_ der Metalloberfläche hergestelltwird.According to the invention, this object is achieved with a method of initially specified type, which is characterized in that before application the adhesive layer an insulating layer in a known manner by application and Drying a solution of polyvinyl acetate-polyvinyl chloride-maleic acid copolymer is made on the metal surface.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer zusätzlichen, an sich bekannten Isolierschicht werden die beschriebenen Schwie ,rigkeiten beseitigt, und man erhält Beschichtungen auf Leichtmetall, die auch nach langer Zeit noch fest haften. Es ist zwar bekannt, daß man mit Lösungen aus Polyvinylazetat-Polyvinylchlorid-Maleinsäure-Mischpolymerisaten fest haftende Überzüge auf Leichtmetall herstellen kann, doch lag die Anwendung dieser an sich bekannten Maßnahme im vorliegenden Fall- nicht nahe, weil das eingangs beschriebene bekannte Verfahren sich zum Beschichten von Eisen- oder Stahloberflächen ausgezeichnet bewährt hatte und auch auf Leichtmetalloberflächen (die in der üblichen Weise vorbehandelt waren) durchaus fest haftende Beschichtungen lieferte, wobei überdies durch die Beschaffenheit der Dispersions-Haftschicht, insbesondere durch ihren Gehalt an hydrophobierenden Stoffen, ein Durchtritt von Bestandteilen des Bausteffs zur Aluniiniumoberfläche ausgeschlossen erschien.The inventive use of an additional, per se known insulating layer, the difficulties described are eliminated, and one obtains coatings on light metal that remain firm even after a long time be liable. It is known that solutions of polyvinyl acetate-polyvinyl chloride-maleic acid copolymers can be used Can produce firmly adhering coatings on light metal, but the application lay this per se known measure in the present case not close, because that at the beginning known methods described for the coating of iron or steel surfaces had proven to be excellent and also on light metal surfaces (those in the usual Wise pretreated) delivered firmly adhering coatings, whereby moreover by the nature of the dispersion adhesive layer, in particular by their content of hydrophobizing substances, a passage of constituents of the Bausteffs appeared to be excluded from the aluminum surface.

Es hat sich jedoch bei der genaueren Untersuchung der überraschenden Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens herausgestellt, daß die hydrophobierenden Bestandteile der Haftschicht zwar zunächst eine ausreichende Sperrwirkung für die Bestandteile des BaustcHs haben, jedoch auf lange Sicht ein Durchdiffundieren sehr geringer Mengen an alkalischen Bestandteilen des Baustoffs zur Leichtmetalloberfläche nicht mit Sicherheit verhindern können. Dabei mag es auch Von Bedeutung sein, daß als Haftschicht eine Dispersion verwendet wird. Die im Verlauf verhältnismäßig langer Zeiten zur Leichtmetalloberfläche durchdiffundierenden geringen Mengen alkalischer Bestandteile des Baustoffs greifen offenbar die mit der Haftschicht verzahnten Oberflächenbereiche des Leichtmetalls chemisch so stark an, daß diese Bereiche durch Umwandlung in Oxydations- oder Hydratationsprodukte ihren festen Zusammenhalt mit der Masse des Leichtmetalls verlieren.However, upon closer examination it has been found to be surprising Effectiveness of the method according to the invention revealed that the hydrophobizing Components of the adhesive layer initially have a sufficient barrier effect for the Constituents of the BaustcH have, however, a lot of diffusion in the long term small amounts of alkaline components of the building material for the light metal surface cannot be prevented with certainty. It may also be important that a dispersion is used as the adhesive layer. The relatively longer in the process Times to the light metal surface diffusing small amounts of alkaline Components of the building material obviously grip the surface areas that are interlocked with the adhesive layer of the light metal chemically so strongly that these areas are transformed into oxidative or hydration products their firm cohesion with the mass of the light metal lose.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Vorteile des eingangs beschriebenen Verfahrens, insbesondere die außerordentlich feste Verbindung zwi-5 schen der dabei verwendeten Dispersions-Haftschicht und dem Baustoff, die Temperaturbeständigkeit, Entflarnmsicherheit und mechanische Dämpfung, auch bei der Beschichtung von Leichtmetalloberflächen nutzbar gemacht. In diesem Zusammenhang sei jedoch erwähnt, daß die an sich bekannte Isolierschicht aus Polyvinylazetat-Polyvinylchlorid-Maleinsäure-Mischpolymerisat für sich allein keine genügend Haftung an dem Baustoff aufweist # wie Versuche gezeigt haben, ergibt auch die Verwendung zusätzlicher Füllstoffe keine ausreichende Verbesserung der Haftung. Auch aus diesem Grunde konnten die an sich bekannten Verfahren zur Lackierung oder Beschichtung von Leichtmetalloberflächen mit Lösungen aus Polyvinylazetat-Polyvinylchlorid-Maleinsäure-Mischpolymerisat oder ähnlichen Stoffen oder Stoffgemischen eine Anregung zu der vorliegenden Erfindung ebensowenig geben wie andere bekannte Verfahren zur Herstellung irgendwelcher Überzüge auf Betonteilen od. dgl.The inventive method, the advantages of the above described method, in particular the extremely strong connection between-5 between the dispersion adhesive layer used and the building material, the temperature resistance, Flame protection and mechanical damping, also when coating light metal surfaces made usable. In this context, however, it should be mentioned that the known per se Insulating layer made of polyvinyl acetate-polyvinyl chloride-maleic acid mixed polymer on its own does not have sufficient adhesion to the building material # as tests have shown the use of additional fillers does not give sufficient improvement either of liability. For this reason, too, the methods known per se could be used for Painting or coating of light metal surfaces with solutions of polyvinyl acetate-polyvinyl chloride-maleic acid copolymers or similar substances or mixtures of substances suggests the present invention as little as other known processes for the production of any coatings on concrete parts or the like.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise eine Isolierschicht ' mit 5 bis 10 1% Maleinsäure, bezogen auf die polymere Substanz, verwendet.In the inventive process is preferably an insulating layer 'of 5 to 10 1% maleic acid, based on the polymeric substance used.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsf orm des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolierschicht mit pulverf örmigen Füllstoffen, insbesondere wie Aluminiumsilikate, Aluminium-Magnesium-Silikate und/oder Siliciumdioxid, verwendet wird. Es hat sich gezeigt, daß durch derartige Zusätze die Haftwirkung des Mischpolynierisats auf Leichtmetall-Legierungen noch beträchtlich erhöht werden kann. Messungen der Abscherfestigkeit zeigten bei Anwendung -derartiger, Zusätze, insbesondere mit Teilchengrößen von 3 bis 20 #t, vorzugsweise 3 bis 5 #L, eine Steigerung um bis zu 50 % gegenüber der reinen Polyvinylazetat-Polyvinylchlorid'-Maleinsäure-Mischpolymerisatlösung.Another preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that an insulating layer with powdery fillers, in particular such as aluminum silicates, aluminum-magnesium-silicates and / or silicon dioxide, is used. It has been shown that such additives can considerably increase the adhesive effect of the mixed polymerizate on light metal alloys. Measurements of the shear strength showed when using such additives, in particular with particle sizes of 3 to 20 #t, preferably 3 to 5 #L, an increase of up to 50% compared to the pure polyvinyl acetate-polyvinylchloride-maleic acid copolymer solution.

D3s 6rfin:duiigsgeiüäße Verfahren kann in erster Linie zur haftfesten Verbindung nicht brennbarer Schiffsestriche auf Aluminiumdecks benutzt werden. Es läßt sich darüber hinaus bei der Lösung vieler Probleme des Bauwesens einsetzen, wenn es darum geht, Baustoffe auf Aluminium- oder Leichtmetall-Legierungen haftfest aufzubringen, z. B. bei der Herstellung und dem atmosphärischen Schutz von Leichtmetallwänden, -decken u. dgl., zu Wasser, zu Lande und in der Luft. Beispiel 1 Mit Hilfe einer Schmirgelscheibe wird das Aluminiumblech oberflächlich angerauht und darauf in einer Schichtdicke von 100 bis 150 #t ein Isolieranstrich folgender Zusammensetzung aufgebracht: 12 0/0 PVAc/PVC/Maleinsäure-Mischpolymerisat, 25 % Aceton, 25 0/, Toluol, 18 0/0 Siliciumdioxid 3 bis 5 #t, 20 0/, Aluminium-Magnesium-Silikat 3 bis 5 #t. Nach Trocknung dieses Voranstriches erfolgt das Aufbringen einer Haftbrücke in einer Schichtdicke von 200 bis 250 #t nach folgender Rezeptur: 85 0/0 eines PVAc-Polyvinylester-Polyvinyliden-Mischpolymerisates, 15 0/, einer wäßrigen 100/,igen fettsauren Metall-Amino-Komplexsalzlösung. Frisch in frisch erfolgt in diese Haftbrücke die Einarbeitung eines kunstharzmodifizierten Betonestriches in einer Schichtdicke von 5 bis 20 mm nach folgender Zusammensetzung: 4,5 Gewichtsteile PZ 275, 0,5 Gewichtsteile Tonerdeschmelzzement, 1,5 Gewichtsteile einer modifizierten PVAc-Mischpolymerisation, 8 Gewichtsteile Sand 1 bis 3 mm, 4 Gewichtsteile Sand 0 bis 1 mm, 2 Gewichtsteile Wasser. Beispiel 2 Auf das mechanisch aufgerauhte Aluminiumblech erfolgt ein Isolieranstrich nach folgender Zusammensetzung: 15 0/, eines PVAc-PVC-Maleinsäure-Mischpolymerisates, 25 % Aceton, 25 % Toluol, 15 0/0 Siliciumdioxid 5 bis 10 #t, 20 0/0 Aluminium-Silikat 19 bis 20 #t.D3s 6rfin: Duiigsgeiüigte process can primarily be used for the adhesive connection of non-combustible ship floors on aluminum decks. It can also be used in solving many problems in construction when it comes to applying building materials firmly to aluminum or light metal alloys, eg. B. in the manufacture and atmospheric protection of light metal walls, ceilings and the like, on water, on land and in the air. Example 1 The surface of the aluminum sheet is roughened with the aid of an emery disk and an insulating paint of the following composition is applied to it in a layer thickness of 100 to 150 #t: 12 0/0 PVAc / PVC / maleic acid copolymer, 25% acetone, 25 % toluene, 18 0/0 silicon dioxide 3 to 5 #t, 20 0 /, aluminum-magnesium silicate 3 to 5 #t. After this primer has dried, an adhesive bridge is applied in a layer thickness of 200 to 250 #t according to the following recipe: 85% of a PVAc-polyvinyl ester-polyvinylidene copolymer, 15 % of an aqueous 100% fatty acid metal-amino- Complex saline solution. Wet in wet the incorporation of a resin-modified concretes stroke in a layer thickness of 5 is carried out to 20 mm according to the following composition in this bonding agent: 4.5 parts by weight of PZ 275, 0.5 parts by weight of alumina cement, 1.5 parts by weight of a modified PVAc copolymerization, 8 parts by weight of sand 1 to 3 mm, 4 parts by weight of sand 0 to 1 mm, 2 parts by weight of water. Example 2 In the mechanically roughened aluminum sheet is carried out by an insulating paint of the following composition: 15 0 /, a PVAc-PVC-maleic interpolymer, 25% acetone, 25% toluene, 15 0/0 silica 5 to 10 #t, 20 0/0 Aluminum silicate 19 to 20 #t.

Nach Trocknung dieses Voranstriches in 150 bis 200 #L Dicke erfolgt das Aufbringen der Haftbrücke nach Beispiel 1. Wiederum frisch in frisch wird in diese Haftbrücke ein Spezialestrich folgender Zusammensetzung eingebracht: 4,5 Gewichtsteile PZ 275, 0,5 Gewichtsteile Tonerdeschmelzzement, 1,5 Gewichtsteile einer Mischpolymerisat-Dispersion, 4 Gewichtsteile Blähton 1 bis 3 mm, 3 Gewichtsteile Sand 0 bis 2 mm, 2 Gewichtsteile Wasser.After this primer has dried to a thickness of 150 to 200 #L, the adhesive bridge is applied according to Example 1. Again, fresh on fresh, a special screed of the following composition is applied to this adhesive bridge: 4.5 parts by weight PZ 275, 0.5 parts by weight high-alumina cement, 1.5 Parts by weight of a copolymer dispersion, 4 parts by weight of expanded clay 1 to 3 mm, 3 parts by weight of sand 0 to 2 mm, 2 parts by weight of water.

Die so hergestellten Muster wurden auf ihre Eigenschaften überprüft und dabei die in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Werte ermittelt*).The samples produced in this way were checked for their properties and determined the values listed in the table below *).

In den Beispielen bedeutet: PVAc = Polyvinylacetat PVC = Polyvinylchlodd PZ = Portland Zement Beispiel 1 Beispiel 2 qm-G--wicht .................................... 18 10 kg Begehbarkeit ................................... nach 12 bis 14 Stunden nach 12 bis 14 Stunden Feuchtigkeitsgehalt nach 3 Tagen .................. 3,8 3,20/0 Druckfestigkeit in kp/cm' nach 3 Tagen ................................. 110 42 nach 28 Tagen ................................ 240 130 D,*cke des B--lages ............................... 10 lomm Wasseraufnahme nach 28 Tagen Abbindung und 24 Stunden Wasserlagerung ................ .... 2,8 3,40/, Ölaufnahme nach ltägiger Lagerung .............. 2,82 3,670/0 Ölbeständigkeit nach 28tägiger Lagerung ........... keineVeränderung keineVeränderung Haftfestigkeit des Belages auf Aluminium a) durchKugelschlagprüfung (jeweils fünf Schläge eines Schlagbolzens von 907,184 g aus 100 cm Fall- höhe) ..................................... keinAblösen keinAblösen b) Biegen der Aluminium-Platte mit einem 1 cm dik- ken Belag um 45 . ........................... kein Ablösen keinAblösen Brennprobe (Erhitzen der Aluminium-Platte mit dem Belag auf 750'C innerhalb von 10 Minuten) ............... keine Brennbarkeit keine Brennbarkeit In the examples: PVAc = polyvinyl acetate PVC = polyvinyl chloride PZ = Portland cement Example 1 Example 2 qm-G - weight .................................... 18 10 kg Accessibility ................................... after 12 to 14 hours after 12 to 14 hours Moisture content after 3 days .................. 3.8 3.20 / 0 Compressive strength in kp / cm ' after 3 days ................................. 110 42 after 28 days ................................ 240 130 D, * cke des B - lages ............................... 10 lomm Water absorption after 28 days of setting and 24 hours water storage ................ .... 2.8 3.40 /, Oil absorption after storage for one day .............. 2.82 3.670 / 0 Oil resistance after 28 days of storage ........... no change no change Adhesion of the covering to aluminum a) by ball impact test (five impacts each a firing pin of 907.184 g from 100 cm drop height) ..................................... no peeling no peeling b) Bend the aluminum plate with a 1 cm thick ken covering at 45 . ........................... no peeling no peeling Firing test (Heat up the aluminum plate with the covering 750'C within 10 minutes) ............... no flammability no flammability

Claims

Claims - 1. A method for the coating of light metal, particularly aluminum surfaces, with hydraulic or air-hardening Baustcffen in which a layer of the hydraulic or air-hardening Baustcff on a not yet dried adhesive layer from a dispersion of internally plasticized polyvinyl acetate or polyacrylate one hand, and of polyvinyl chloride or polyvinylidene chloride, on the other hand, which contains small amounts of highly hydrophobing mixtures of ammonium salts of long-chain carboxylic acids and metal complexes, is applied, characterized in that, before the adhesive layer is applied, an insulating layer is applied in a manner known per se by applying and drying a solution of polyvinyl acetate. Polyvinyl chloride-maleic acid copolymer is produced on the metal surface.

2. The method according to claim 1, characterized in that an insulating layer with 5 to 100/0 maleic acid, based on the polymeric substance, is used. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that an insulating layer with powdery fillers, in particular such as ahm-unium-silicate, aluminum-magnesium-sulfate and / or silicon dioxide, is used.