DE1621799B2 - Verfahren zur erhoehung der dauerbestaendigkeit von formkoerpern aus alkalisilikaten - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Oberflächen von brennbaren oder gegen die Einwirkung von hohen Temperaturen zu schützenden Stoffen durch Aufbringen von Überzügen oder Platten von Alkalisilikaten zu schützen. Da jedoch Alkalisilikate ihrerseits gegenüber der Einwirkung von Feuchtigkeit und Kohlendioxid empfindlich sind, müssen diese ebenfalls geschützt werden, damit sie ihre Wirksamkeit nicht verlieren. Zum Schütze dieser Alkalisilikate ist es z. B. bekannt, sie mit Überzügen aus Polyäthylen zu versehen. Der durch diese Polyäthylen-Überzüge erzielte Schutz befriedigt indessen nicht vollkommen, da dieser Werkstoff kohlendioxiddurchlässig ist.

Es ist bekannt, daß Epoxyharze gegenüber Kohlendioxid besonders dicht sind. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie, falls überhaupt, nur sehr schlecht auf den alkalisch reagierenden Alkalisilikaten haften. Diese Harze lassen sich ferner nur sehr schlecht mit anderen Werkstoffen verkleben, so daß es schwierig ist, weitere Schichten auf diese-aufzubringen.

Gemäß einem eigenen, nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren lassen sich auf wasserhaltige Alkalisilikatplatten sehr gut haftende Schichten aus Epoxyharzen aufbringen, wenn man auf der Oberfläche des Alkalisilikates eine Suspension von pulverförmigem Eisen und/oder Eisenoxiden und/oder Mennige in Wasser aufbringt, die Schicht trocknet und auf dieser Schicht in an sich bekannter Weise eine Epoxyharzschicht aufbringt

Es wurde nun gefunden, daß man unter Vermeidung der geschilderten Nachteile die Dauerbeständigkeit vor. Formkörpern, insbesondere Platten aus wasserhaltigen Alkalisilikaten mit einem Wassergehalt von 15 bis 40 Gewichtsprozent gegen Feuchtigkeit und Kohlendioxid erhöhen kann, wenn man erfindungsgemäß auf die wasserhaltige Silikatschicht eine Schicht eines in einem Lösungsmittel gelösten oder flüssigen Epoxyharz-Härter-Gemisches, das 0,1 bis 5 Gewichtsprozent einer Siliciumverbindung der allgemeinen Formel

(NH₂R)_nSiX₄-,

worin η eine ganze Zahl von 1 bis 3, R einen unpolaren Rest und X eine polare Gruppe bedeutet, enthält, aufbringt und anschließend aushärtet.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich sowohl flüssige aliphatische als auch aromatische Epoxyharze. Vorteilhaft verwendet man jedoch aliphatische Glycidylverbindungen. Als Härter kommen in bekannter Weise mehrfunktionelle Amine, insbesondere aliphatische Amine, in Frage.

Der unpolare Rest R in den Siliciumverbindungen der allgemeinen Formel

(NH₂R)_nSiX₄-.

ist z. B. ein aliphatischer oder aromatischer Rest. Die mit X bezeichnete polare Gruppe kann z. B. ein Halogen, eine Alkoxid, Aroxy-, Hydroxyl- oder Carboxylgruppe sein.

Die Alkalisilikate, auf die die Epoxyharzgemische aufgebracht werden sollen, können ein unterschiedliches Molverhältnis von Na₂O zu SiO₂ aufweisen. Auch der Wassergehalt dieser Alkalisilikate kann stark, z. B. von 15 bis 40 Gewichtsprozent, variieren. Selbstverständlich ist auch möglich, daß die Alkalisilikate andere Stoffe enthalten. Sie können z. B. durch eingelegte Drahtnetze oder Fasern verstärkt sein. Sie können auch Zusätze, wie Zinkoxid, Talkum, Titandioxid, oder Zusätze an organischen Verbindungen, wie Zucker, Glyzerin, Polyglykole, enthalten. Damit das auf die Alkalisilikatoberfläche aufgebrachte Epoxyharzgemisch gleichmäßig verläuft, ist es vorteilhaft, wenn das Alkalisilikat einen Wassergehalt von 30 bis 35 Gewichtsprozent aufweist. Ist der Wassergehalt des Alkalisilikates niedriger, so ist es zweckmäßig, die Alkalisilikatoberfläche, z. B. durch Bedüsen mit Wasser oder Wasserdampf, zu befeuchten. Die auf die Oberflächen der alkalisilikathaltigen Anstriche oder Formkörper aufgebrachten Epoxyharz-Härter-Gemische, die erfindungsgemäß zusätzlich noch Siliciumverbindungen enthalten, können entweder bei Raumtemperatur oder auch bei erhöhten Temperaturen, jedoch nicht über 150⁰C ausgehärtet werden.

Auf die erfindungsgemäß aufgebrachten Epoxydharzschichten können weitere Schichten, die auf diesen ebenfalls fest haften, aufgebracht werden. Mit diesen Schichten lassen sich auch andere Platten, z. B. aus Holz, festhaftend verkleben. Als Klebemittel kommen hierbei Epoxyharze oder die bei der Holzverleimung bekannten Leime auf Basis von Phenol-Resorcin-Formaldehyd in Frage.

Die erfindungsgemäß aufgebrachten Epoxyharzschichten schützen die darunterliegenden wasser- und alkaüsilikathaltigen Anstriche und Formteile wirkungsvoll gegen den Einfluß von Wasser und Kohlendioxid. Sie haften auch nach längerer Lagerung fest auf den Alkalisilikaten.

Beispiel 1

Auf eine 1,2 mm dicke Platte, die aus 60 Gewichtsteilen Natriumsilikat mit einem Verhältnis Na₂O :SiO₂ = 1 :3,3,10 Gewichtsteilen Stapelglasseide und 30 Gewichtsteilen Wasser besteht, werden einseitig pro m² 100 bis 200 g eines Gemisches aus 71,7 Gewichtsteilen Pentaerythrit-Triglycidyläther, 27,3 Gewichtsteilen Diaminodicyclohexylamin und 1,0 Gewichtsteilen Gamma-Aminopropyltriäthoxy-Silan aufgetragen. Dieses Gemisch wird unmittelbar vor dem Auftrag so hergestellt, daß man das Silan dem Amin zugibt und diese Mischung unter Rühren dem

Epoxyharz zusetzt Die auf die Alkalisilikatplatte aufgebrachte Schicht wird anschließend etwa 20 Minuten lang bei 100⁰C in einem Umluftofen ausgehärtet. Die Aushärtung kann bei entsprechend längerer Dauer auch bei Raumtemperatur durchgeführt werden.

Zur Prüfung der Haftfestigkeit der auf die Alkalisilikatplatte beidseitig aufgebrachten Epoxyharzschicht wird diese zwischen einer etwa 20 mm dicken Spanholzplatte und einem etwa 2 mm dicken Buchenholzfurnier mit Hilfe eines Phenol-Resorcin-Formaldehydharzes bei einer Temperatur von 100 bis 105° C und einer 10- bis 15minütigen Einwirkung eines Druckes von 3 bis 5 kg/cm² verleimt. Die so hergestellten Prüfstücke werden nach Lagerzeiten von jeweils 1, 7, 30, 60 und 90 Tagen nach dem in der Holzindustrie üblichen Aufstechtest gemäß DIN 53 255 geprüft. Hierbei ergibt sich, daß die Haftfestigkeit des silanhaltigen Epoxyharzes auf dem Alkalisilikat Eigenfestigkeit des Holzes übersteigt.

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Beispiel 2

Eine wie in Beispiel 1 beschriebene Alkalisilikatplatte wird wie dort beschrieben mit der folgenden Mischung beschichtet und geprüft:

8,3 Gewichtsteile
8,3 Gewichtsteile
8,3 Gewichtsteile
7,5 Gewichtsteile
1,0 Gewichtsteil

a) 50,0 Gewichtsteile hochviskoses aromatisches

Epoxyharz auf Basis von Bisphenolaceton und Epichlorhydrin,

2,5 Gewichtsteile einer 60%igen Lösung eines Harnstoff-Formaldehyd-Kondensats in Butanol,
Methylisobutylketon,
Äthylglykol,
Xylol,

Nonadecandiamin,
Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan

b) 50,0 Gewichtsteile niedrigviskoses aromatisches

Epoxyharz auf Basis von Bisphenolaceton und Epichlorhydrin,

15,0 Gewichtsteile Diaminodicyclohexylamin,
1,0 Gewichtsteil Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan.

Auch bei Verwendung dieses aromatischen Epoxyharzes erhält man Haftfestigkeiten, die denen in Beispiel festgestellten Haftfestigkeiten mit aliphatischen Epoxyharzen entsprechen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erhöhung der Dauerbeständigkeit von Formkörpern, insbesondere Platten, aus wasserhaltigen Alkalisilikaten mit einem Wassergehalt von 15 bis 40 Gewichtsprozent gegen Feuchtigkeit und Kohlendioxid durch Aufbringen von Überzügen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die wasserhaltige Silikatschicht eine Schicht eines in einem Lösungsmittel gelösten oder flüssigen Epoxyharz-Härter-Gemisches, das 0,1 bis 5 Gewichtsprozent einer Siliciumverbindung der allgemeinen Formel

(NH₂R)_nSiX₄-,,

worin η eine ganze Zahl von 1 bis 3, R einen unpolaren Rest und X eine polare Gruppe bedeutet, enthält, aufbringt und anschließend aushärtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxyharz-Härter-Gemische mit 0,5 bis 3 Gewichtsprozent der Siliciumverbindung aufgebracht werden.