DE1669178B2

DE1669178B2 - Bindemittel auf basis von alkalisilikaten

Info

Publication number: DE1669178B2
Application number: DE1966H0060401
Authority: DE
Inventors: Helmut v. Dipl.-Chem. Dr. 4000 Düsseldorf Freyhold
Original assignee: Henkel & Cie GmbH, 4000 Düsseldorf
Priority date: 1966-09-02
Filing date: 1966-09-02
Publication date: 1976-09-09
Also published as: DE1669178A1

Description

Die neuen Bindemittel auf Basis von Alkalisilikat sind

gekennzeichnet durch einen Gehalt an 5 Die neuen ömaemmci «u »«« .».. .„™™. ,»„. „„_u wasserlösüchen quaternären Ammoniumbasen der gekennzeichnet durch einen Gehalt an wasserlöslichen allgemeinen Formel quaternären Ammoniumbasen der allgemeinen Formel

R₂

R₄

OH

wobei Ri, R₂, R3 einen Alkyl- oder Alkanolrest mit 1 bis 12 C-Atomen und R4 einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, in einer Menge von 0,2 bis 5 Gew.%.

2. Bindemittel gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen weiteren Gehalt an Alkalichromat in einer Menge von 0,1 bis 0,4 Gew.%.

Die Erfindung betrifft Bindemittel auf Basis von Alkalisilikaten mit verbesserten Eigenschaften, wie sie für Anstrichmittel und Kitte in der Praxis Anwendung finden.

Es ist seit langem bekannt, als Bindemittel für Anstrichmittel Korrosionsschutzfarben sowie Kitte Alkalisilikatlösungen, die gegebenenfalls weitere Zusätie enthalten, als Bindemittel zu verwenden. Insbesondere werden Alkalisilikatbindemittel auch für Metallpigmentfarben, die als Pigmente Stoffe wie Zinkstaub, Aluminium oder Blei enthalten, benutzt Nachteilig wirken sich bei diesen anorganischen Alkalisilikatbindern die Folgeerscheinungen der hohen Alkalität aus, da das Alkali bereits mit der Kohlensäure der Luft reagiert. Diese Reaktion begünstigt zwar einerseits das Aushärten des Materials, führt jedoch andererseits infolge Gelbildung vorzeitig zu schlechter Streichfähigkeit und Unbrauchbarkeit des betreffenden Mittels. Die Verarbeitungszeiten (Pot-Life) sind daher häufig sehr kurz.

Mittel, welche Alkalisilikatlösungen und reaktionsfähige Metallpigmente, die Zinkstaub enthalten, sind ebenfalls nur kurzzeitig verarbeitungsfähig, da die Bestandteile schnell unter Wasserstoffentwicklung reagieren. Eine längere Bevorratung derartiger Farbmi-Bchungen führt daher zu Schwierigkeiten. Aus der deutschen Patentschrift 12 05 218 sind bereits zinkstaubhaltige Anstrichmittel für den Korrosionsschutz bekannt, denen Alkalichromat und Aminoverbindungen mit mindestens 2 Aminogruppen im Molekül zugesetzt sind. Hierdurch kann die Verarbeitungszeit erheblich erhöht werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Streichfähigkeit dieser Mittel in der Praxis nicht völlig befriedigt.

Es ist daher erwünscht, daß die mit Bindemitteln auf Alkalisilikatbasis hergestellten Produkte eine gute Streichfähigkeit verbunden mit glattem Ablaufen und Vermeidung nachträglicher Rißbildung sowie eine hinreichende Verarbeitungszeit besitzen. Weiterhin soll jedoch die Aushärtungszeit nach der Verarbeitungszeit möglichst kurz sein.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Bindemittel auf Basis von Alkalisilikat zu entwickeln, die diesen Anforderungen der Praxis genügen. Es wurde nun

R₂

OH

wobei Ri, R₂, Rs einen Alkyl- oder Alkanolrest mit 1 bis 12 C-Atomen und R4 einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, in einer Menge von 0,2 bis 5 Gew.% (bezogen auf die Alkalisilikatlösung). Die Reste Ri, R₂ und R₃ können gleich oder verschieden sowie

geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise werden solche quaternären Ammoniumbasen verwendet, die Alkanol- und/oder Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen enthalten, zumal diese technisch leicht zugänglich sind.

Für die Herstellung der Bindemittel werden Alkalisilikate in Form von Natriumsilikat oder auch Kaliumsilikat mit einem Molverhältnis SiO₂: Na₂O bzw. K₂O von 2 bis 4,4:1 verwendet Die Konzentration der zur Anwendung gelangenden Alkalisilikatlösungen kann in

erheblichen Grenzen schwanken. Vorzugsweise werden solche Lösungen benutzt, die einen Feststoffgehalt von 20 bis 50% Alkalisilikat aufweisen.

Das Bindemittel selbst wird durch Vermischen der einzelnen Komponenten hergestellt. Die weitere Verar-

beitung der Bindemittel erfolgt in an sich bekannter Weise, indem in den Binder die einzelnen Füllstoffe, Pigmente oder sonstigen bekannten Komponenten der Anstrichmittel, Kitte oder Korrosionsschutzfarben in den üblichen Mengen eingearbeitet werden.

Es wurde weiterhin gefunden, daß die Verarbeitungszeit der erfindungsgemäßen Bindemittel durch einen Zusatz von Alkalichromat in der Menge von 0,1 bis 0,4 Gew.% (bezogen auf die Alkalisilikatlösung) noch verlängert werden kann.

Die neuen Bindemittel haben gegenüber den bisher bekannten den Vorteil, daß durch die erfindungsgemäßen Zusätze eine gute Verstreichfähigkeit und Verlängerung der Verarbeitungszeit trotz kurzer Aushärtungszeiten erreicht werden. Sie sind vorzüglich geeignet als Bindemittel für Kitte, Anstrichmittel und Korrosionsschutzfarben, insbesondere Metallpigmentfarben, vorzugsweise auf Basis von Zinkstaub.

Beispiel 1

24 kg Wasserglas (Molverhältnis SiO₂: Na₂O wie 3,8 :1, Feststoffgehalt 29%) werden mit 5 kg Wasser und 1 kg Tetraäthylammoniumhydroxyd in Form einer 20%igen wäßrigen Lösung vermischt. Dem so hergestellten Bindemittel werden 110 kg Zinkstaub zugesetzt.

Man erhält eine über 24 Stunden verwendbare Zinkstaubfarbe mit zum Spritzen geeigneter Viskosität.

Die Verarbeitungszeit ohne Zusatz beträgt etwa 4 Stunden.

Diese Farbe läßt sich leicht spritzen, wobei während einer vollen Spritzperiode keine Reinigung der Düsen notwendig ist. Ein Überzug von 70 μ und höher ist ohne Rißbildung in einem Arbeitsgang möglich. Die Erhärtungszeit bis zur Beständigkeit gegen heißes Wasser

betrug 10 Minuten gegenüber einer Zeit von etwa einer Stunde mit dem gleichen Produkt, jedoch ohne Zusatz der quaternären Ammoniumbase.

Beispiel 2

Aus 590 g Kaliumsilikat (Molverhältnis SiO₂: K₂O wie 2,58 :1, Konzentration 28/30° Βέ), 50 g Tetraäthylammoniumhydroxyd (20%ige Lösung) und 150 g Wasser wurde ein Bindemittel hergestellt Das Bindemittel wurde r"h einer Mischung von 100 g Talkum, 200 g Kaolin und 100 g TiO₂ verrührt Ein Anstrich von Zementputz mit dieser Farbe, die praktisch unbegrenzt im verschlossenen Gefäß haltbar ist, wird nach ca. 15 Minuten lufttrocken und nach 2 bis 3 Stunden wasserfest Arbeitet man in gleicher Weise, jedoch ohne Zusatz der quaternären Ammoniumbase, so beträgt die Lufttrockenzeit ca. 30 Minuten, und eine etwa glebhe Wasserfestigkeit wurde nach 2 bis 3 Wochen in trockener Atmosphäre erreicht

Beispiel 3

3 g einer 20%igen Tetraäthylammoniumhydroxydlösung werden mit 1 g Ammoniumdichromat gelöst, in 24 g ionenfreiem Wasser vermischt und die Mischung in 215 g Wasserglas (Molverhältnis SiO₂: Na₂O wie 3,8 :1, Feststoffgehalt 29%) eingerührt Das so hergestellte Bindemittel auf Basis von Alkalisilikaten wurde mit g Zinkstaub verrührt Die Verarbeitungsdauer (Pot-life) dieser Mischung betrug 16 bis 20 Stunden. Ein in gleicher Weise hergestelltes Mittel ohne die erfindungsgemäßen Zusätze war nach 3 bis 5 Stunden nicht mehr verarbeitbar.

Beispiel 4
(Vergleichsbeispiel)

A. Ein Anstrichmittel gemäß Patent 12 05 218, bestehend aus 100 Teilen Alkalisilikat-Lösung (30° Be, Molverhältnis SiO₂: Na₂O wie 3,8 :1, Feststoffgehalt 29%), 1,5 Teilen Hexamethylentetramin

(20%ige Lösung), 0,4 Teilen Natriumchromat in 5,6 Teilen Wasser und 450 Teilen feinstem Zinkstaub, zieht in der Viskosität von ursprünglich 59 P nach 3 Tagen auf 520 P nach.

B. Ein erfindungsgemäßes Anstrichmittel gleicher Zusammensetzung mit Tetraäthylammoniumhy-

droxid anstelle von Hexamethylentetramin zieht in der gleichen Zeitspanne von 42,5 P nur auf 124 P nach. Besonders in den ersten 24 Stunden ist der Viskositätsanstieg gegenüber A bemerkenswert geringer, was eine wesentliche Verbesserung der Verstreichbarkeit und Gebrauchsdauer bedeutet.

Claims

Patentansprüche:

1. Bindemittel auf Basis von Alkalisilikaten, gekennzeichnet durch einen Gehalt an gefunden, daß man die Eigenschaften der Bindemiuel auf Alkalisilikatbasis erheblich verbessern kann, wenn man sich der nachstehend beschriebenen Bindemittel