DE1644717C3 - Bindemittel auf der Basis von partiell hydrolysierten Tetraalkoxysilanen zum Binden von Feststoffpartikeln - Google Patents

Description

O Der Alkylrest R kann beispielsweise ein Methyl-, ί

R Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl- oder Isobc'.ylrest ■

sein. '

in der R einen geradkettigen Alkylrest mit 30 Zu den Feststoffpaitikeln, die sich mit dem er- |

nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, findungsgemäßen Bindemittel binden lassen, gehören 1

wobei der SiO,-Gehalt mindestens 35% be- Metallstaub, Metalloxide, anorganische Silikate und I

trägt, ähnliche, insbesondere jedoch Zinkstaub zur Herstel- 1

lung von Zinkstaubüberzügen. |

b) 0,15 bis 0,5 Mol Wasser pro Alkoxygruppe des as Aus der US-PS 30 56 684 sind Bindemittel bekannt, | Kondensats, die aus Hydrolyseprodukten eines monomeren Äthyl·- f

silikats mit einem SiOj-Gehalt von nur etwa 28 % be- %

c) einer Menge einer Säure, die ausreicht, um den stehen. Diese Bindemittel sind jedoch bezüglich Gel- · pH-Wert des Gemisches auf etwa 1,4 bis 3,5 Zeit, Viskosität und einer Reihe anderer Eigenschaften, \ einzustellen und 30 wie an Hand nachstehender Vergleichsvcrsuche er- \

läutert wird, nicht zufriedenstellend. \

d) einem Lösungsmittel, das ein Monoalkylen- Aus der BE-PS 6 41 336 sind Bindemittel für zink- | glykolmonoalkyläther, Dialkylenglykolmono- staubhaltige Überzugsmittel bekannt, die aus einem | alkyläther, Dialkylenglykoldialkyläther oder Reaktionsprodukt aus einer Lösung eines hydrolysier- | Monoalkylenglykoldialkyläther mit einem 35 ten Alkylsilikats (A) und einem Polyvinylacetalharz (B) I Siedepunkt zwischen 121 und 149° C und einem bestehen. I Flammpunkt zwischen 46 und 74° C ist, wobei Die organischen Silikate (A) werden darin genauer f das Gewichtsverhältnis von Lösungsmittel zu beschrieben als C₂- bis Q-Alkylorthosilikate und deren Kondensat zwischen 0,5:1 und 10:1 liegt. partielle Hydrolyseprodukte, die in einem mit Wasser

40 mischbaren Lösungsmittel, wie Aceton, Diacetonalko-

2. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn- hol, Isopropanol, Pentoxan oder einer Reihe anderer zeichnet, daß die Feststoffpartikeln Zinkstaub sind. Lösungsmittel, wozu unter anderem Propylenglykol-

methyläther gehört, der zwar ein Alkylenglykolalkyläther ist, jedoch mit einem Siedepunkt unter 121°C, 45 oder Gemische dieser Lösungsmittel und Wasser gelöst werden, wobei die Wassermenge etwa 1,5 bis 2,5 Mol Wasser je Molekül des Silikats und der pH-Wert 0,5 bis 4,5 betragen. Als Ausgangsverbindungen können dabei vorkondensierte Alkylsiliknte mit einem

Die Erfindung betrifft Bindemittel auf der Basis von 50 SiO,~Gehalt von 40% verwendet werden, paitiell hydrolysierten Tetraalkoxysilanen zum Binden Die unter Verwendung der darin beschriebenen

von Feststoffpaitikeln, bestehend aus einem Reak- Lösungsmittel erhältlichen Produkte besitzen als solche tionsprodukt aus: jedoch keine zufriedenstellenden Bindemitteleigen

schaften, sondern müssen erst mit einem Polyvinylace-

a) einem Kondensat aus Tetraalkoxysilan der allge- 55 talharz kombiniert werden, um brauchbare Bindemittel meinen Formel zu ergeben.

Es wurde nun gefunden, daß man Bindemittel auf der R Basis vori partiell hydrolysierten Tetraalkoxysilanen

0 mit ausgezeichneten Eigenschaften erhält, wenn man

1 βο von Kondensaten aus Tetraalkoxysilan ausgeht, deren RO-Si —OR SiO,-Gehalt mindestens 35% beträgt und eine ganz

I bestimmte Auswahl an Lösungsmitteln, nämlich

O Monoalkylenglykolmonoalkyläther, Dialkylenglykol-

R monoalkyläther, Dialkylenglykoldialkyläther oder Mo·

65 noalkylenglykoldialkyläther mit einem Siedepunkt zwi-

in der R einen geradkettigen Alkylrest mit nicht sehen 121 und 149°C, verwendet,

mehr als 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, wobei der Es ist erforderlich, df.ß das Tetraalkoxysilan vor dem

SiO₁-GeHaIt mindestens 35% beträgt, erfindungsgemäßen Gebrauch vorhydrolysiert und in

einem solchen Maße kondensiert wird, daß der SiO₈-Gehalt des Kondensates mehr als 35%, bezogen auf das Molekulargewicht, beträgt. Ganz besonders gute Ergebnisse wurden mit einem Kondensat erhalten, dessen SiO₂-Gehalt in der Größenordnung von 40% lag.

Erfindungsgemäß verwendbare Vorhydrolysate oder Kondensate können durch Hydrolyse der entsprechenden Tetraalkoxysilane gewonnen werden. Die Tetraalkoxysilane selbst können in einfacher Weise durch Reaktion von Silieiumtetrachlorid mit dem entsprechenden Alkohol hergestellt werden:

SiCl₄ + 4ROH > Si(OR)₄ + 4HCI

Das'kondensierte Material wird vorzugsweise durch Ausführung vorgenannter Reaktion in Gegenwart von so viel Wasser hergestellt, daß der erwünschte SiO₂-Gehalt des Produktes gewährleistet ist. Die Reaktion in ihrer einfachsten Ausführung wird durch die folgenden Formeln wiedergegeben:

2SiCI₄ + 6R0H + 2H₂O

RO —Si —OH

+ 8HCl

R
O

RO —Si —OH

O
R

-H₂O

RO —Si —O

R
O

-Si-

O
R

OR + H₂O

Vorstehendes Siloxanproduktronthälti/Och nicht den gemäß der Erfindung erforderlichec Gehalt an Siliciumdioxid (SiO₂). Zur Erreichung eines sole¹ an Siliciumdioxid-Gehaltes ist es lediglich erforderlich, daß man während der Reaktion eine zusätzliche Menge Wasser verwendet, welche in Abhängigkeit von dem gewünschten Siliciumdioxid-Gehalt bemessen wird, und die Reaktionsmischung langer unter kontrollierten, an sich bekannten Bedingungen beläßt. Unter Verwendung der richtigen Wassermenge schreitet die Reaktion unter weiterer Kondensation von selbst fort:

RO

R
O

R R

0

1 I

Si — O — Si — OR

I I

ο ο

R R

R
O

R O + 2H0H

RO-Si —O —Si —O —Si —O —Si —OH + ROH

I I I I

0000

RRRR

Das vorstehende Alkoxysiliciumhydroxid kondensiert mit sich selbst unter Wasserabspaltung und Bildung eines dimeren Silikons mit 8 Siliciumatomen, welches in Gegenwart von Wasser hydrolysiert. Hydrolyse und Konzentration schreiten so lange fort, bis die Reaktion durch bekannte Mittel gestoppt wird oder bis ein unter den speziellen Reaktionsbedingungen nicht hydrolysierbares Material entsteht.

Die Hydrolyse und Kondensationsreaktionen können unter Bildung zyklischer und quervernetzter Strukturen sowie linearer Strukturen, wie sie im Interesse der Einfachheit in den obigen Gleichungen benutzt wurden, fortschreiten.
Bei der Ausführung der Erfindung wird es im allgemeinen bevorzugt, ein Kondensat auf der Basis von Tetraäthoxysilan, d. h. ein Kondensat von Tetraäthylorthosilikat, zu verwenden und wie vorstehend ausgeführt, werden besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn

ias Tetraäthoxysilankondensnt einen SiO_a-Gehalt in der Größenordnung von 40% (bezogen auf das Molekulargewicht) aufweist. Dieses bevorzugte Kondensat wird in seiner durchschnittlichen Beschaffenheit mit den verschiedenen Komponenten in der folgenden Formel wiedergegeben:

OC₂H₅

C₂H₅O-Si-O
OC₂H₅

OC₂H₅
C₂H₅O-Si-OC₂H₅

O
Si-O

O
C₂H₅O-Si-OC₂H₅

OC₂H₃

OC₂H₅

Si — OC₂H₅

OC₂H₅

In obigei Formel ist it im wesentlichen = 1.

Das Bindemittel wird hergestellt durch Mischen des Tetraalkoxysilan-Kondensates mit ausgewählten SiO₂-Gehalt mit einer zusätzlichen Menge Wasser sowie einem Lösungsmittel, das ein Monoalkylenglykolmonoalkyläther, Dialkylenglykolmonoalkyläther, Dialkylenglykoldialkyläther oder Monoalkylenglykoldialkyläther, die mit Wasser mischbar sind, dereu Siedepunkte in einem Bereich zwischen 120 und 150⁰C und deren Flammpunkte in einem Bereich zwischen 46 und 74° C liegen, ist.

Das mit den Tetraalkoxysilankondensaten und dem Lösungsmittel zur Herstellung des Bindemittels vermischte Wasser muß eine Säure in ausreichender Menge enthalten, um der Mischung einen pH-Wert in der Größenordnung von 1,4 bis 3,5 zu geben. Im allgemeinen wird Salzsäure verwandt, es können jedoch auch andere Mineralsäuren, wie beispielsweise Schwefelsäure, entweder allein oder in Verbindung mit Salzsäure, verwendet werden. Auch organische Säuren in der erforderlichen Stärke können verwandt werden und Metallchloride, Nitrate und Sulfate, die ein Metall aus der dritten oder vierten Gruppe des Periodensystems enthalten. Die Säure dient als Katalysator für die weitere Hydrolyse des vorkondensierten Tetraalkoxysilans.

Das Tetraalkoxysilankondensat und das Lösungsmittel sind vor Zugabe des angesäuerten Wassers bereits gut vorgemischt.

Das Ausmaß der weiteren, durch die Zufügung des angesäuerten Wassers zu der Lösungsmittelmischung eintretenden Hydrolyse des Tetraalkoxysilankondensates liegt im Bereich zwischen etwa 0,15 und 0,5 Mol Wasser pro Alkoxygruppe in dem Tetraalkoxysilankondensat.

Das Verhältnis von Lösungsmittel zu Kondensat kann innerhalb eines Bereiches zwischen 0,5:1 und 10:1 weitgehend variiert werden und hängt von den gewünschten Eigenschaften des fertigen Bindemittels ab.

Das Lösungsmittel kann eine Mischung von Äthern aus der angegebenen Gruppe sein. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit kann es ebenfalls äußerst wünschenswert sein, das Lösungsmittel mit einem oder mehreren billigeren Lösungsmitteln zu strecken. Kohlenwasserstoffe sind im allgemeinen zur Verwendung als streckende Lösungsmittel geeignet, jedoch sollte ihre Menge 20% des gesamten Lösungsmittelvolumens nicht übersteigen.
Im folgenden wird die Herstellung des Bindemittels

as beschrieben, das man normalerweise vor Gebrauch altern läßt. Der mit Aufnahme von nahezu allem in dem Kondensat enthaltenen Wasser verbundene Alterungsvorgang ist für jede Zusammensetzung eine Funktion hauptsächlich von Zeit und Temperatur derart, daß je höher die Temperatur, desto kürzer die Alterungszeit und umgekehrt. Verschiedene Zusammensetzungen können bei irgendeiner vorgegebenen Temperatur verschiedene Alterungszeiten erfordern oder unter Annahme einer vorgegebenen Zeit verschiedene Temperaturen. Der Alterungsvorgang wird, wie die Vorkombination des Tetraalkoxysilankondensats mit dem Lösungsmittel, am besten in einem geschlossenen System durchgeführt.

Ein Bindemittel entsprechend vorliegender Erfindung entwickelt äußerst wünschenswerte Eigenschaften, welche bei herkömmlichen Bindemittelmaterialien unerreichbar sind. So zeigen die Bindemittel über lange Zeiträume hinweg eine hohe Stabilität, in vielen Fällen bis zu 3 bis 4 Jahren.

Wird das Bindemittel bei der Herstellung von Zinkstaubüberzügen verwendet, so erhält man Bindemittelüberzüge, welche außergewöhnlich langlebig und korrosionsfest sind. Diese günstigen Eigenschaften entstehen durch tatsächliche Reaktion des Zinks mit der siliciumhaltigen Komponente des Bindemittels.

Es ist häufig erwünscht, an Stelle des reinen Zinks eine Mischung von Zinkstaub mit einem geeigneten Tüilef, wie Calcium- und/oder Magnesiummetasilikat oder dieses enthaltende Minerale zu verwenden. In diesem Falle führt die Reaktion des Tetraslkoxysilankondensats mit der Zinkfüllermischung zu einem Komplex, der das Metall des Silikates und Zink enthält.

Derartige Überzüge entwickeln bei ihrer Anwendung eine ausgezeichnete Haftfestigkeit. Es wurde sogar ge-

βο funden, daß der Überzug vielfach erfolgreich auf gereinigte Stahloberflächen aufgebracht wjrden kann, ohne vorherige Behandlung mit dem Sandstrahlgebläse, was bei herkömmlichen Überzügen unmöglich ist. Es wurde eine gute Haftfestigkeit auf feuchtem und

sogar nassem Stahl oder galvanisierten Oberflächen erzielt. Der Überzug gefriert nicht und wird in keiner Weise dutch direkte Sonneneinstrahlung bei tropischen Temperaturen nachträglich beeinflußt.

7 8

Der erfindungsgemäße Überzug kann schnell herge- Lagerfähigkeit von über 2 Jahren, gerechnet vom stellt werden und hat einen Flammpunkt in der Größen- Zeitpunkt des Kurzzeit Versuches ab bei einer Temperaordnung von etwa 38°C (im offenen Tiegel ermittelt) tür von 60 bis 65°C. Der Flammpunkt lag bei 26⁰C. und eine Topfzeit, welche die bei gebräuchlicher An- . . wendung gestellten Anforderungen erfüllt. 5 ö e ι s ρ ι e IJ

Falls gewünscht kann der Überzug in einem Ofen Ein Teil des vorkondensiertenÄthylorthosilikatesmit

bei Temperaturen in der Größenordnung von etwa 371 einem SiO_a-Gehalt von 40% wurde zur Entfernung

bis 427° C einer Hitzebehandlung zum Zwecke der von monomerem Tetraäthylorthosilikat und sich bil-

Aush&rtung unterworfen werden. Bei derartigen Tem- dendem Alkohol destilliert. Der SiO_a-Gehalt des destil-

peraturen ist die Aushärtung in einer Zeitdauer von io lierien Materials (Destillates) betrug 48%. Dei Verwen-

nicht mehr als 10 Sekunden vollendet. Niedere Tempe- dung gemäß der im Beispiel 2 beschriebenen Methode

raturen erfordern relativ längere Aushärtungszeiten. ergab das in gleicher Weise hydrolysierte Material einen

Der bedeutendste Vorteil des Überzugs besteht, ins- gleichwertigen Überzug, dessen Flammpunkt sogar

besondere bei fabrikmäßiger Anwendung, in seiner noch höher lag (37^CC, bestimmt nach der Tiegelme-

Fähigkeit, auf vorher geölten Oberflächen zu haften. 15 thode).

Der Überzug zeigt eine außerordentliche Wider- Beispiel 4
Standsfähigkeit gegenüber Salzspritzern, Kraftstoffen

und organischen Lösungsmitteln. Er kann leicht Eine Lösung von kondensierten Polymeren aus

pigmentiert werden und daher ohne Deckschicht ange- Tetramethylorthosilikat, Tetraäthylorthosilikat und

wandt werden. ao Tetraisopropylorthosilikat in Äthylenglykolmono-

Die Menge an Zinkbinder kann weitgehend den äthyläther wurden in üblicher Weise mit einer entspre-Wünschen des Verbrauchers bzw. dem Verwendungs- chenden Menge Wasser hydrolysiert. Die erhaltenen zweck angepaßt werden. Im allgemcinenistmehrBinde- Polymerisate hatten einen SiO₂-Gehalt von über 35%. mittel dann erforderlich, wenn ein Füllstoff, wie das Hieraus hergestellte Bindemittel ergaben einen bereits erwähnte Calcium- und Magnesiummetasilikat, 25 Zinküberzug, welcher den nach der im Beispiel 2 beverwendet wird. In diesem Falle kann das Bindemittel- schriebenen Methode erhaltenen Überzüge entsprach, verhältnis speziell bis zu einer Höhe von 70 : 30, bezo- Der Flammpunkt lag in der Größenordnung von 21^c C gen auf Gewichtsbasis, betragen. Faserige Mineralfüll- (bestimmt nach der Tiegelmethode),
stoffe werden im allgemeinen bevorzugt, wie beispielsweise Asbest, faseriger Talk, faseriges Calciummetasili- 30 B e i s ρ i e 1 5
kat usw. Außer diesen Materialien wird für verschiedene Anwendungsgebiete Gips verwandt. Ein Kondensat aus Athylorthosilikat mit einem

Falls kein Füllmittel verwendet wird, liegt das Ver- SiO₂-Gehalt von 40% wurde mit 10 Teilen Methanol

hältnis von Bindemittel zu Zink normalerweise inner- zum Sieden erhitzt. Das erhaltene disproportionierte

halb der Grenzen von 50: 50 bis 10: 90. 35 Silikat wurde in üblicher Weise in einer Äthermischung

Es sind zahlreiche Pigmente zum Färben des Über- hydrolysiert. Man erhielt ein Bindemittel, welches

zuges geeignet, beispielsweise Eisenoxide, Cadmium- nach dem Vermischen mit Zink im Verhältnis von

sulfide. Titanoxide und die meisten Lithopone. 40: 60 einen Überzug ergab, welcher außergewöhnlich

Die Erfindung wird weiterhin durch die folgenden stark aushärtete. Der Flammpunkt dieses Überzuges

Beispiele erläutert. 40 lag bei etwa 16⁼C. Es wurde gefunden, daß die starke

Aushärtung von der Umwandlung eines Teiles der

Beispiell Äthoxygruppe des Kondensates in Methoxyeruppen

Rezeptur Gew.ch.ste.le _h„_rüh«_e- ^W

l';j%ige Lösune von HCl in

_ destilliertem Wasser 3,36 ₄₅ B e i s ρ i e 1 6

Äthylenglykolmonoäthyläther _{250 Tej},_{e Zinkstaub und 2}5 Teile eines gemischten

_ (wasserfrei) 50,64 Calcium-Magnesium-Aluminiumsilikats mit einer Par-

Athylpolysilikat (40/_o SiO₂) 45,00 tikelgröße von durchschnittlich 8 μ wurden mit 100

Die Salzsäurelösung wurde zu der vorher hergeslell- Teilen eines gemäß Beispiel 1 hergestellten Bindemittel, ten Mischung von Äthylenglykolmonoäthyläther und 50 vermischt. Nach der Mischung wurde das Gemenge auf Äthylpolysilikat bei Raumtemperatur (25⁰C) hinzuge- eine mit einem Sandstrahlgebläse behandelte Eisenfügt. Die erhaltene Mischung, deren pH-Wert 1,8 be- oberfläche aufgetragen. Der Überzug härtete innerhalb trug, wurde einen Tag stehengelassen und war dann, von 20 Stunden auf das Zweifache seines Ausgangswie der Anstieg des SiO₂-Gehaltes in dem Kondensat wertes aus. Seine Widerstandsfähigkeit gegenüber bewies, gebrauchsfertig. Das Bindemittel ergab in 55 Salzspritzern war ausgezeichnet, sogar noch nach einem Kurzzeitversuch eine Lagerfähigkeit von über 3000 Stunden (ASTM-Methode).

4 Monaten (bei 62'C). „ . . ._

B e ι s ρ 1 e 1 7

^{B e} ' ^s P ' ^e ' ² 250 Teile Zinkstaub, 70 Teile Talkum (Asbest 625, Die im Beispiel 1 beschriebene Bindemittelzusam- 60 ein faseriges Magnesium- und Calciumsilikat mit einer mensetzung wurde mit Zinkstaub (2 bis 6 μ Korn- Partikelgröße von 2 μ) und 10 Teile rotes Eisenoxid größe) in einem Verhältnis von 60 Teilen Bindemittel wurden mit 125 Teilen eines gemäß Beispiel 1 hergestellzu 40 Teilen Zinkstaub und 80 Teilen Bindemittel zu ten Bindemittels unter Rühren vermischt. Das erhal-20 Teilen Zinkstaub vermischt. Es wurden 2 Überzugs- tene Gemenge wurde auf eine gereinigte Stahlobermischungen erhalten, welche jeweils auf eine kurz mit 65 fläche aufgetragen. Es haftete gut, härtete in 24 Stuneinem Sandstrahlgebläse behandelte Stahloberfläche den aus und zeigte eine ausgezeichnete Widerstandsaufgebracht wurden. Die Überzüge hafteten gut, über- fähigkeit im Salzsprühtest (3000 Stunden, 2 mm Überstanden den Standard-Salz-Sprühtest und zeigten eine zugsdicke).

Beispiel 8

Teile einer mikrofreien Calcium-Magnesium-Aluminiumsilikat-Mischung mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 1 μ und 10 Teile s rotes Eisenoxid wurden mit 100 Teilen des im Beispiel 1 beschriebenen Bindemittels vermischt. Das nach dem Mischererhaltene Gemenge wurde als Deckschicht auf den SilikatUberzug nach Beispiel 5 aufgebracht. Die Deckschicht haftete gut, war porös, farbkräftig und schützend. Sie verbesserte die Widerstandsfähigkeit gegenüber Salzspritzern.

Die dabei erzielten Ergebnisse werden in nachstehender Tabelle 1 wiedergegeben:

Tabelle 1

Bindemittel	Gel-Zeit
	(Sekunden)
I	206
II	340
III	93
IV	191

Vergleichsversuche

Um nachzuweisen, daß es zur Erzielung von Bindemitteln mit den dargelegten vorteilhaften Eigenschaften erforderlich ist, ein Hydrolysevorprodukt mit einem SiO.-Gehalt von über 35" L als Ausgangsverbindung und ein einer bestimmten Gruppe zugehöriges Lösungsmittel zu verwenden, wurden nachstehende Vergleichsversuche durchgeführt.

Es wurden vier verschiedene Bindemittel auf nachfolgend beschriebene Weise hergestellt:

1. Bindemittel I wurde nach dem in der US-PS 30 56 684 beschriebenen allgemeinen Verfahren unter Verwendung von 500 Gewichtsteilen Tetraäthylorthosilikat, 208,7 Gewichtsteilen Äthylenglykolmonoäthyläther und 68,4 Teilen Wasser h· -gestellt. Das Tetraäthylorthosilikat wurde im Äthylenglykolmonoäthyläther gelöst, und anschließend wurden 1,26 Teile Salzsäure zugesetzt. Die Hydrolyse wurde als beendet betrachtet, als keine exotherme Reaktion mehr stattfand und die Temperatur sank.

II. Bindemittel II wurde wie Bindemittel I hergestellt mit dem Unterschied, daß an Stelle des Äthylenglykolmonoäthyläthers 208,7 Gewichtsteile Äthanol verwendet wurden.

III. Bindemittel III wurde nach dem im Beispiel 1 der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Verfahren unter Verwendung von 350 Gewichtsteilen Äthylpolysilikat »40« (40 : SiO₂), 388,2 Gewichtsteilen Äthylenglykolmonoäthyläther (wasserfrei) und 35,5 Gewichtsteilen Wasser hergestellt. Das Äthylpolysilikat »40« wurde im Äthylenglykolmonoäthyläther gelöst, und anschließend wurden 1,26 Teile Salzsäure zugesetzt. Die Hydrolyse wurde als beendet betrachtet, als keine exotherme Reaktion mehr stattfand und die Temperatur sank.

IV. Bindemittel IV wurde wie Bindemittel III hergestellt mit dem Unterschied, daß an Stelle des Äthylenglykolmonoäthyläthers 388,2 Gewichtsteile Äthanol verwendet wurden.

Die auf diese Weise hergestellten Bindemittel wurden auf folgende Eigenschaften getestet:

a) Gel-Zeit, b) spezifisches Gewicht, c) Brechungskoeffizient, d) Viskosität, e) Flammpunkt und f) Gewichtsprozent Feststoffe.

Beim Test auf Gel-Zeit wurden 2 ml einer 2,5%igen Ammoniumcarbonatlösung in Wasser mit 15 ml des Bindemittels vermischt. Man ließ das Gemisch etwa Sekunden bei 25°C stehen und ließ es dann langsam rotieren bis es gelierte.

15 Die Gel-Zeit zeigt die Empfindlichkeit des Silikatpolymers gegenüber alkalischer Hydrolyse und Kondensation an. Je niedriger die Gel-Zeit, desto schneller ist die Härtungsgeschwindigkeit in Gegenwart von Zinkstaub. Die schnellere Härtungsgeschwindigkeit ao gestattet ein früheres Aufbringen eines Decküberzugs.

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, besitzt das erfindungsgemäße Bindemittel III die weitaus günstigste Gel-Zeit.

Die Ergebnisse der Vergleichsversuche bezüglich der Eigenschaften b), c), d) und e) werden in nachstehender

25 Tabelle 2 wiedergegeben:

Tabelle 2

Bindemittel

S. G. (2O⁰C) n«

Viskosität 25°C

Flammpunkt

I	0,9518	1,3886 2,9	72
II	0,9090	1,3751	64
35 III	0,9934	1,4006 3,5	85
IV	0,9085	1,3748	64
	S. G. =	spezifisches Gewicht.
		Brechungskoeffizient.
Viskosität =	25° es, (ASTM D 445).
*° Flammpunkt =	(ASTM D 1310).

Auch hier zeigt das erfindungsgemäße Bindemittel III in allen Punkten die günstigsten Eigenschaften.
Im Feststoff-Test wurden die Bindemittel 16 Stunden lang auf 90⁰C und dann 5 Stunden auf 130° C erhitzt. Die dabei erzielten Ergebnisse werden in nachstehender Tabelle 3 wiedergegeben:

Tabelle 3 Bindemittel Feststoffe Aussehen

I	38,8	viskose Flüssigkeit
II	30,8	gummiartiger Feststoff
III	50,4	dünnflüssig
IV	29,6	harter, spröder Feststoff

60 Auch hier zeigt Bindemittel III die weitaus günstigsten Eigenschaften.

Ferner wurden zwischen den Verbindungen der Versuchsbeispiele I und III ein vergleichender Härtetest, Adhäsionstest und Salzsprühtest durchgeführt, deren Ergebnisse im nachstehenden wiedergegeben werden.

Physikalische	Verbindung I	Verbindung III
Eigenschaften	Tetraäthylortho- silikat	Äthylsilikat »40«
Härtetest*)
2 Tage	2B	2H
1 Woche	F	4 H
2 Wochen	2 H	5H
Adhäsions	25 bis 30%	weniger als 5%
test**)	entfernt	entfernt
Salzsprüh	nach 4 Monaten	nach 6,5 Mona
test***)	war Rost zu	ten war kein
	sehen	Rost zu sehen

·) Im Härtetest wurde Bleistift-Blei mit unterschiedlichen Härtegraden, und zwar der Härtebezeichnung IB, 2 B, .1B, F, H, 2H, .1H, 4 H, 5 H usw., verwendet. Diese Werte stellen eine progressive Zunahme der Härte dar. Das Bleistift-Blei wurde in einem 45°-Winkel auf den Zinküberzue. der auf eine Stahlplatte aufgebracht war, angesetzt, und es wurde so stark gedruckt, bis der Bleistift abbrach.
**) Im Adhäsionstest wurde eine rechteckige Stahlplatte, auf der sich ein vollständig ausgehärteter Überzug befand, quer und längs unter Bildung kleiner Quadrate mit einer Seitenlänge von etwa 6,35 mm eingeritzt. Über die eingeritzten Bereiche wurde Tesafilni geklebt und anschließend der Filmstreifen nach oben abgezogen.

·**) Im Salzsprühtest \ urdcn rechteckige Stahlplatten, die mit der Zinkstaubfarbe überzogen waren, wobei das Bindemittel vollständig ausgehärtet war, bei einer konstanten Temperatur von 35'C der Wirkung einer 5%igen Salzlosung ausgesetzt, die mit Hilfe eines geeigneten Zerstäubers auf die Platten aufgebracht wurde. Die rechteckigen Platten wurden diagonal eingeritzt. Die Dicke des Überzuges an den nichteingeritzten Stellen betrug zwischen 0,0381 mm und 0,0508 mm.

Claims (1)

1 2 b) 0,15 bis 0,5 Mol Wasser pro Alkoxygruppe des Patentansprüche: Kondensats,

1. Bindemittel auf der Basis von partiell hydroly- c) einer Menge einer Säure, die ausreicht, um den sierten Tetraalkoxysilanen zum Binden von Fest- 5 pH-Wert des Gemischs auf etwa 1,4 bis 3,5 einzustoffpartikeln, bestehend aus einem Reaktionspro- stellen und %■ dukt aus: ";

d) einem Lösungsmittel, das ein Monoalkylenglykol- §

a) einem Kondensat aus Tetraalkoxysilan der monoalkyläther, Dialkylenglykolmonoalkyläther, I-allgemeinen Formel 10 Dialkylenglykoldialkyläther oder Monoalkylen- k

glykoldialkyläther mit einem Siedepunkt zwischen |

R 121 und 149°C und einem Flammpunkt zwischen |

0 46 und 74°C ist, wobei das Gewichtsverhältnis |

1 von Lösungsmittel zu Kondensat zwischen 0,5:1 I RO-Si —OR ₁₅ und 10:1 liegt. %