DE1908537A1 - Anorganisches Bindemittel und Verfahren zum Erhoehen der Haertungsgeschwindigkeit von anorganischen Bindemitteln - Google Patents

Description

EoI. DU PONT DE BEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Delaware 19 898_S Y₀ St.A.

Anorganisches Bindemittel und Verfahren zum Erhöhen der Härtungsgeschwindigkeit von anorganischen Bindemitteln

Die Erfindung betrifft anorganische Bindemittel, und zwar insbesondere wässrige Lithiumpolysilicatlösungen, die ein organisches Siliconat, wie Natriummethylsiliconat, enthalten, sowie deren Verwendung als anorganische Bindemittel.

Lithiumpolysilicat ist als Bindemittel für Stoffe, wie metallisches Zink, bekannt. Organische Siliconate, wie Natriummethylsiliconat, sind als wasserabweisende Stoffe bekannt, die den mit ihnen behandelten Stoffen Siliconeigenschaften verleihen.

Es wurde nun gefunden, dass man eine überraschende Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von mit Hilfe von lithiumpolysilicat gebundenen Überzügen erreichen kann, wenn man den wässrigen Iiithiumpolysilicatlösungen bestimmte Mengen an organischen Siliconaten zusetzt. Durch Zusatz der nachstehend angegebenen Mengen an organischen Siliconaten zu wässrigen lithiumpolysilicatlösungen erhält man anorganische Bindemittel, die eine bessere Anfangshärtung, eine schnellere vollständige Härtung

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und eine längere Sopfaeit aufweisen als wässrige Lithiuxapolvsilicate, die kein organisches Siliconat enthalten.

Gegenstand der Erfindung sind anorganische Bind®HJittel₉ die ±m wesentlichen aus Wasser, Lithiutapolyailieat mit einoai Molverhältniß SiO₀JLi₀O von 4s 1 Ms 25:1 und einem organischen SiIidonat der allgemeinen Jiorsäel

X
O

(1) H-Si-OY

0
Z

) bestehen, worin

H eine Kohlenwasserstoff gruppe mit 1 bis 8 Kohlenetoff atomen

bedeutet, und
X, Ύ und Z jeweils ein Wasserstoffatom oder das Eatioa ©iner starken Base bedeuten können,

rait d©r Hassgabe, dass die Stenge des organischen Silieonats 0,0045 Ms 0,20 Hol des in Foria des organischen Silieonats zugesetzten SiliciuiHß je Mol das in lorm von Mthlnapolysilicat zugesetzten SilioiiuHs entspricht.

Diese Bindemittel zeigen eine überraschend bessere Anfangshärtung, schnellere vollständige Härtung und längere 3?opfzeit als ähnliche Bindemittel, die kein organisches Siliconat enthalten»

Diese Bindemittel eignen sich als Bindemittel für teilchsnförmige und pigmentartige Stoffe, wie gepulvert© Metalle, iCitandiozidpigment, kolloidale Graphitplättchen, Äluminiuapigment, Kaliumtitanatfasern und hitsebeständige Stoffe₉ wie "Fiberfrax⁵⁵ die zum Beschichten von Unterlagen, wie Glasj Metall und Holz, verwendet werden«

Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten organischen Siliconate haben die allgemeine Formol

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χ
ο

(1) R-Si-OY

Z '

in der

R eine Kohlenwasserstoff gruppe mit 1 "bis 8 Kohlenstoffatomen, wie eine Alkyl-* Alkenyl«, Alkinyl-, Aryl-, Aralkyl-,

Alkaryl- oder Gyclo&lky!gruppe "bedeutet« während X, Y und Z jeweils ein Wasserstoffatom oder das Kation einer starken Base, wio Lithiuxa, Natrium, Kalium_s ß-uaniäiniuin oder Tetraisethylasnnoniuffl, "bedeuten kon&en.

Biese organischen Siliconate werden nach bekannten Terfahren hergestellt, wie sie in den USA-Patentschriften 2 786 042 nnä 2 886 460 beschrieben sind, oder sie können fartig im Hand©! bezogen werden«

Diejenigen organischen Siliconate der allgemeines Formel (I)₉ bei denen H ein© Methylgruppe und die Reste X, Y und Z Natrium LithiuBJ oder Wasserstoff bedeuten, werden vfegen ihrer Wirtschaftlichkeit und Leistung bevorzugt< Diejenigen der bevorsng tsn Verbindungen. b©i denen owei der Reste X₅ Y und S Wasserstoffatoine "bedeuten, während der dritte Herat latri-tiü! odc-r Lithium bedeutet j werden wegen ilirer aussergewömilichen Wirlcsaiakeit in den Einaeiuitteln geisäBS der Erfindung "bsssonders bevorzugt.

Die für die Zweck© der Erfindung geeigneten Litbii lösungen vmlsen ein HolTerhältnis SiOpSlii^O ßwiQehan 4s 1 und 25:1 und einen Siliciumdioxidgehalt sv/ißcfeen 15 uM 35 G-evrf.e2itsprosent, besogen auf das Gesa-atgewioht aus Weanoie und Litfeiuspolysilicate auf. Diese Lösungen sind dxegeriiggsi, die in tier USA-Patentanmeldung Serial BTo. 445 257 tos? 2« April 1965 als Xtithiumsilicate und in der USA-Patentschrift 2 668 149 a3,s lithium-stabiliaierte kolloidale Xieselsä-ore-AquasoXs beschrie-

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ben sind. Obwohl die oben genannte Patentanmeldung und die oben genannte Patentschrift sich verschiedener Nomenklaturen bedienen, sind die Verbindungen die gleichen wie die erfindungsgemäss zu verwendenden Lithiumpolysilicate·

Die besonderen Vorteile, die mit den Bindemitteln genäse der Erfindung erzielt werden, werden auch dann noch erreicht, wenn die Bindemittel erhebliche Kengen an anderen Stoffen enthalten. Obwohl die Erfindung hier unter Bezugnahme auf wässriges Lithiumpolysilicat beschrieben wird, werden die Vorteile, die die Erfindung herbeiführt, in dem gleichen Ausmass, in dem die Bindemittel Lithiumpolysilicat enthalten, auch erzielt, wenn man ein gemischtes Lithium-natriumpolysilieat verwendet.

Die Lithiumpolysllicate können nach den in der USA-Patentanmeldung Serial No. 445 257 und in der USA-Patentschrift 2 668 149 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.

Sin bevorzugtes wässriges Lithiunpolysilicat weist ein Holverhältnis SiO₂SLi₂O zwischen 4,5:1 und 5,5:1 auf und enthält 15 bis 25 1* SiO₂.

Gewöhnlich enthalten die Bindemittel gemäss der Erfindung einen in Teilchenform vorliegenden oder pigmentartigen Füllstoff. Typische Füllstoffe sind Zinkpulver, Aluminosilieatfasern ("Fiberfraxⁿ)» Glasfasern, faserfönaiges Kaliumtitanat, Attaptilgit, Titandioxidpigment, Aluminiumpigment, Graphit, Glimmer, Schuppen aus rostfreiem Stahl, Kaolin, Montmorillonit und pulverförmiges Polytetrafluoräthylen.

Ein bevorzugter teilohenförmiger Füllstoff iet Zinkpulver, das vorwiegend eine mittlere Korngrösse von weniger, als 15 μ aufweist.

Die Bindemittel genäse der Erfindung können auch andere Zusätze enthalten, die ihnen die für eolche Zusätze bekannten Eigenschaften verleihen. Zum Beispiel kann man mit Vorteil Farbpig-

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mente, wie Eisenoxid, Russ und Kaolin, Streckmittel, wie Mennige, Bleidioxid, Zinkoxid_s Bisenoxid und Aluminiumoxid, die Biegsamkeit und die Yiscosität erhöhende Mittel, wie Bentonit und andere Tone, Mittel zum Verlängern der Topfzeit, wie Kalium», -Lithium- oder Natriumbichromat, HärtuBgsmittel, wie Hatrium-, lithium- oder Ammoniumbicarbonat, und Mittel zum Verbessern der Eigenschaften der trockenen Überzüge, wie Katrium-, Lithium-, Ammonium- oder Kaliusborat, zusetzen.

Die Bindemittel gemäss der Erfindung lassen eich am einfuchsten herstellen, indem man das organische Siliconat zu eäner wässrigen Lithiumpolyailicatlöaung zusetzt und zn diesem Gemisch dann die anderen Zusätze hinzufügt. Diese Heihenfolge ist zwar nicht ausschlaggebend, vorzugsweise mischt man jedoch zunächst das organische Siliconat .mit der wässrigen Lithiumpol/silicatlÖBung, bevor man grosse Mengen an Füllstoffen zusetzt.

Das organische Siliconat wird in Mengen, entsprechend 0,0045 bis 0,20 Mol des in Form des organischen Siliconate zugesetzten Siliciu&s je Mol des in Form von Lithiumpolysilicat zugesetzten Siliciums angewandt. Auch mit grosseren oder kleineren Mengen an organischem Siliconat kann iaar immer noch die Vorteile gemäss der Erfindung erzielen. Bei Anwendung von weniger als 0,0045 Mol erhält man jedoch leicht erratische Ergebnisse, während durch Zusatz von mehr als 0,20 Mol nur die Kosten erhöht, aber kaum noch weitere Vorteile erzielt werden.

Mengen an organischem Siliconat von etwa 0,005 bis 0,05 Mol in Form von organischem Silioonat zugesetzten Silioiume je KoI in Form von Lithiumpolysiiicat zugesetzten Silioiums werden bevorzugt, weil man damit die gleichmässigsten Eigenschaften und die grösste Wirtschaftlichkeit erzielt.

Die Mengen der Zusätze können je nach dem damit verfolgten Zweck.erheblich variieren. Zusätze, wie Mittel zur Verlängerung der Topfzeit und Härtungsmittel, brauchen nur in Mengen von

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0,005 $t bezogen auf das Gesamtgewicht aus wässrigem Lithiumpolysilxoat und organischem Siliconat, augesetzt zu werden, können aber auch in Mengen bis zu mehreren Prozent augesetzt werden, während Füllstoffe, wie Zinkpulver, Graphit oder andere teilchenförmige oder pigmentartige Füllstoffe, in Mengen von 0,05 bis 5 oder mehr Ge.wichtsteilen je Gewichtsteil der Summe aus wässrigem Lithiumpolysilicat und organischem Siliconat angewandt werden. Zinkpulver wird gewöhnlich in viel grösaeren Mengen angewandt als andere Pigmente oder pulverfönaige Füllstoffe. Die Menge an Zinkpulver liegt gewöhnlich im Bereich von 0,5 bis 9 Gewichtsteilen je Gewichtotöil der Sumae aus Polysilicat und organischem Siliconat. Die Menge der sonstigen Füllstoffe liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 0,05 bis 0,5 . Gewichtsteilen je Gewichtsteil der Summe auu'Polysilicat und organischem Siliconat.

Die Bindemittel gemäsa der Erfindung eignen sich für di>? verschiedensten Anwendungszwecke. Im allgemeinen werdon sie als Bindemittel für die verschiedensten Füllstoffe auf den verschiedensten Unterlagen verwandet werden können.

Unabhängig von dem jeweiligen Füllstoff und von der au beschichtenden Unterlag© erzielt man durch den Zusats der organischen Siliconate zu den wässrigen lithiumpolysilicaten in den hier angegebenen Mengen eins viel schnellere Anfangshärtwng der damit hergestellten Überzüge, als wenn man das gleiche Bindemittel ohne organisches Siliconat verwendet. Auch dio vollständige Härtung der Überzüge erfolgt viel schneller als mit ähnlichen Bindemitteln, die kein organisohes Siliconat enthalten. Andererseits ist die Topfzeit der Bindemittel gemäss der Erfindung gewöhnlich viel länger als diejenige von ähnlichen Bindemitteln, die kein organisches Siliconat enthalten.

Es ist zwar nooh nicht bekannt, worauf die ungewöhnlichen Eigenschaften der Bindemittel gemäss der Erfindung beruhen; jedenfalls werden die Ergebnisse aber durch eine gewisee Wechselwir-

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kung zwischen den Bestandteilen erzielt. Die folgenden Prüfversuche geben ein einfaches und reproduzierbares Mass für die Anfangehärtung, die vollständige Härtung und die Topfzeit von ÜberBugen, die als Füllstoff Zinkpulver enthalten.

Sie Anfangshärtung wird durch einen Wasserstrahlversuch bestimmt, der aus den folgenden Verfahr ens stufen besteht:

1. Hit dem Sandstrahlgebläse gereinigte und entfettete, qua- -dratische Flussstahlplatten mit einer Seitenlänge von 10,8 cm werden gleichmässig mit einem 0,075 bis 0,125 mm dicken Überzug aus dem zu prüfenden überzugsmittel besprüht.

2. Die beschichteten Platten werden bei Bäumt eniperatur und¹ 50 £ relativer luftfeuchtigkeit an der Luft getrocknet.

3. In regelffläseigen Zeitabständen wird eine Prüfplatte in einem Winkel von 45° zu einem fallenden Wasserstrom in ein Gestell eingesetzt. Das Wasser strömt durch eine 4 mm weite öffnung aus, die sich 2,5 cm über der Platte befindet und mit einer unmittelbar über der Öffnung angeordneten, 91 cm hohen Waeserschicht verbunden ist.

4. Die beschichteten Platten werden 10 Minuten mit dem Wasserstrahl bespült, dann bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet und auf Fehler im Überzug.untersucht.

5. Wenn der Überzug Anzeichen für Abheben, Blasenbildung oder Abwaschen von der Platte zeigt, wird er als ungenügend eingestuft und als nicht anfänglich gehärtet bezeichnet. Wenn der Überzug unter dem Einfluss des Wasserstrahls unverändert bleibt, wird er als anfänglich gehärtet bezeichnet.

Die vollständige Härtung wird durch einen Raesabriebversuch bestimmt, der folgendernassen durchgeführt wird:

1. M4-t dem Sandstrahlgebläse gereinigte und entfettete, quadratische Flussstahlplatten mit einer Seitenlänge von

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ΙΌ,8 οι» if@rd©n gleiehraässig in einer Dicke von 0,0t5"bis "0,125 rau mit dem zu untersuchenden Überzugsmittel besprüht, ■ , ,

= Pi© beschichteten Platten werden !sei Raumtemperatur und . 50 $ relativer Luftfeuchtigkeit an der Luft getrocknet. "

ο -ϊη-regelmäseigen stündlichen geitabständen werden die Platten Ms su einer i£ie£@ von. 8,6 era jeweils 1 Stunde in Leitungswasser von 24-° C getaucht■„ Dabei wird das Wasser schwach*gerührt,

4» Nach 1-stündiger Behandlung werden die Prüfplatten aus dem Wasserbad heraus genommen und 2 Stunden an der Luft bei Häuxatesiperatur getrocloaet.

5* Di© getrockneten Platten werden gewogen und dann für 100 Abriebpsrioden mit einer fabor-Ateiebiaasohin® abgerieben, die. mit "CS-17 Galibras©"»Bclileifrädern tmd IpOO g-Gewi©htsn ausgestattet ist β Dann werden, die Platten wieder gewogen, um zu bestimmen,» wieviel von dein Übersug abgerieben worden ist ₀

6ο Die abgeriebene Menge des 'Überzugs in Milligramm ist ©in Mass für die Härte und Wass@run@mpfindliohkeit, Merkmal®, die die Tollatändig® Härtung ans©igen. Der Übersug wird als volletändig gehärtet betrachtet- vena in der Stufe

. ir«, 5 dieses Prüf Versuchs weniger als 50 Bg Übersug abgerieben werden, oder w@nn bei der weiteren .Alterung kein/ weiterer Gewichtsverlust bsobachtet v/ird.

Die 3?opfaeit ist die Seitdauer_s innerhalb deren das ÜOeraugsmittel haltbar bleibt und sich nach seiner vollständigen Herstellung versprühen lässt. Die 2opfseit wird gemessen, indem man die fiscositat der Masse bsi 25° G,mit einem Zahn-Becher . Ir. 3 bestimmte Ein Überaugsmitt©! wird als unbeständig und -' nicht v©rsprühbar angesehen und die Topfssext denjgemäss als abgelaufen betrachtet, wenn die Tiseosität 20 Sekunden nach Zahn übersteigto \ . ;

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»Iff ^;t !

Ia dan folgenden.;-Beispielen to@siefe.eiL sieli Seil® rad" Frosssa werte _?" falls nichts anderes abgegeben.ist, auf &&.& §@w±e!rfc»

2 e i' s pi e 1 i

Sin Behälter wird -mit 99 Seilen ®in©:e wässrigen Iii lösiang mit ©insffi läolvernältnis SiQp-tMgO-von 4j8s1 xmä. siii^a SiOp-Gehalt' von' 20 $ sowie Hit O_?(35 Teilen-^: Kaliusbl 0,1 (Beilen ©ines sauren' GarbosjvinylpoljSierisBt©. ("Carboppl 941 ⁿ dar B. 3?. Goodrich-Company) beschickt.'Dies©- Bestandteile werden axt hoher Schergeschwiadigkelt ■gemischt_? und das S-©iai3oli wird unter Bohren aiit 1,0 Seil STatriusHassthylsilieönatlösungj äie'9>5 f> Ia₂ ⁰ ^^{10 20} ^ OH^SiO_{1 5} enthält, und 292 i⁵©il@n.Zinkstaub ait Korngrüssen von 6 "bis 9 & versstgt* Dieses Übersugs·» mittel wird "in Filassiicken Tön 0,075 Ms 0,125 mm aiaf iiit -äs:« Sandstrahlgebläse gereinigte, entfettet© flua.sstelilplatteii snfgeepröht. Dä@..anfänglich© Härtung, dieses Platten^ tesruisiiiri; imxm. &®m ¥asse2?3trahlT©rsueli_y dawart 50 Mimitea, alge, äi® .Halxte sl®r 2eitj die für ©in älmliokes. ÜliiQrSiigssaitt®! ©rforcisrläeli .totj das kein ^atriuiOEethylsiliconäf-rgnthält* DiQ lieit ftir äio τοίΐ·» ständig© HärtuBg der Übersüga, "ba.stiisait naoh dem Βίε such, wird auf 1.4 Stunden» also, auf" 12 $ d#s?Wenigen Eeit ringert, die für ähnliche Übersüge-" erforderlich ist_?. al® latriuismethylsiliuönat enthalten«■ Di© Sopf-seit beträgt- 7 Sage,-, also _ 30 $ jaehr.als diejenige des. -gleichen Übersugsmittsls olaiie ITatriuiasietnylsiliconat. ' -

Sin BeMlter wird alt 99 »5 Ίβΐίθη einev wässrigen jjit oatlSsun^ ait'einen''Mblverhäl-faiis SiO₀1M₉O τοπ 4.,8s1 SiOg-Sehalt■ von 20 .^ some mit 0.05 !'©ilen lsliiisM(3thxDi2;,d>· vr.& 0,1 Seilen des in. Beispiel' 1 angegebenen emarsn Vinylpol^iaerisatg bescMckt, Diese Bestandteile werden äit hoher Sohe:~ge-schwinälglceit vermischt, und das. Gemisch wird lanfeer. BÜhrpn ait 0j5 Teilen latriuBirDethylsiliconatlösungj dis 9,5 ^ Ma^O waä

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20 5t CH₃SiO_{1 5} enthält, und 292 !Peilen Zinketaub slit sen von 6 bis 9 μ versetzt. Mit diesem ÜbergugsinitteX* werden 0,075 bis O,12!5 no dicke Film auf mit dem Sandstrahlgebläse gereinigte und entfettete Flussatahlplatten aufgesprüht. Die Anfangehärtung erfolgt in 45 Minuten, also in 3/4 der Zeit, die für ein ähnliches Überzugsmittel erforderlich ist, das kein Hatriuramethylailioonat ©nthält. Sie vollständige Härtung dee Überzuges erfordert nur 24 Stunden, also 20 $ derjenigen Zeit, die bei ähnlichen Überzügen erforderlich ist, die kein latriummethylsiliconat enthalten. Die Topfzeit beträgt 6 Tage, wae eine 15prossntige Verlängerung Ina Vergleich zu !ähnlichen Überssugamitteln ohne Hatriumiaethyleiliconatbedeutet.

Beispiel .3

Ein Behälter wird mit 95 Teilen einer wässrigen Lithiumsilicatlösung mit einem Holverhältnis SiO₂:Ii₂O von 4,8:1 und einem SiOg-Gehalt von 20 $ sowie mit 0,05 Teilen Kaliuinbichromat und 0,1 Teilen des in Beispiel 1 angegebenen sauren Yinylpolymeri·* säts beschickt. Diese Bestandteile werden mit hoher Schergeschwindigkeit vermischt, und das Gemisch wird unter Rühren mit 5,0 Teilen Natriummethylsiliconatlösung, die 9,5 $ Na₂O und 20 i> CH₃SiO_{1 5} enthält, und 292 Teilen feinteiligem Zinkstaub versetzt. Kit diesem Oberzugsmittel werden mit dem Sandstrahlgebläse gereinigte und entfettete flussstahlplatten in einer* Pilmdioke von 0,075 bis 0,125 mm besprüht. Die Anfangshärtiiög dieser Überzüge erfolgt in 15 Hinuten, also 1/4 der Zeit, lie für ähnliohe Überzüge erforderlich iat, die kein Natriumaethyisilioonat enthalten. Die vollständige Härtung der tiberzttgie dauert nur 12 Stunden, d»h. nur 10 ?6 derjenigen Zeit, die für ähnliche Überzüge erforderlich ist, die kein Hatriummethylsiliconat enthalten. Die Topfzeit beträgt 7 Tage, ist also um 30 j> länger als diejenige ähnlicher Überzugsmittel ohne Hatriummethylsiliconat.

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Beispiel 4

Bin Behälter wird a&t 65 !eilen einer wässrigen Lithiumsilicat iösung mit einem Molverhältnis SiO₂sLi₂O von 4,6:1 und einem . SiO₂-Geöalt von 20 $ sowie mit 0,05 Seilen Kaliumbiohroinat und 0,1 Teilen des in Beispiel 1 angegebenen sauren Vinylpolymerieate beschickt. Diese Bestandteile werden mit holier Scherge-Bohwindigkeit vermischt, und dae Geaiech wird unttr Rühren mit 15,0 Teilen Hatriummethylsiliconatlöeung, die 9,5 # Ha₂O und 20 # CIH₅SiO₁ - enthält, und 292 Teilen Zinkstaub versetzt. Mit diesem Überzugsmittel werden mit dem Sandstrahl gereinigte und entfettete Plussstahlplatten in Schioht&icken von 0,075 . bis 0,125 mm besprüht. Die Anfangshärtung dieser Platten erfolgt in 15 Minuten, d.h. 1/4 dor Zeit, die für ähnliche Überzugsmittel erforderlich ist j die kein Natriummetliylßiliconat enthalten. Die vollständige Härtung der Überzug© dauert 18 Stunden, also nur 15 i> derjenigen Zeit, die für Überzüge erforderlich, ist, die kein Hatriwemethylsiliconat enthalten. Die Topfseit beträgt 7 Τβ$Ώ, ist also vm 30*# länger als diejenige für ähnliche Überzugsmittel ohne Satriummethylsiliconat.

Beispiel ft

Ein Behälter wird mit 99 Teilen einer wässrigen Lithiumsilicatlueung mit einem Molverhältnis SiO₂ sIi¹Lp von 8,5x1-' und einem SiOg-Gehalt von 20 56 sowie mit 0,05 Teilen Kaliumbichrosaat und 0,5 Teilen modifiziertem Montmorillonitton ("Benaqua" der National Lead Company) beschickt, und die Bestandteile werden mit hoher Schergeschwindigkeit vermischt« Dieses Gemisch wird unter Rühren mit 1,0 Teil NatriuansethyleiliconatlÖBung, die 9,5 * Ra₂O und 20 ^ GH^SiO₁" enthält, und 282 Teilen Zinkstaub versetzt» Mit diesem Überzuges!ttel werden mit dem Sandstrahlgebläse gereinigte und entfettete FluBsatahlpl&tten in Filmdicken von 0,075 bis 0,125 mm besprüht. Die Anfaxagshärtimg dieser Platten erfolgt in 20 Minuten, aleö in 2/3 der Zeit, die für ähnliche Überzugsmittel erforderlich ist, die kein !atrium-

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«ethylsiliconat enthalten. Die vollständige Härtung der Überzüge dauert 12 Stunden, also nur 25 j* der Seit, die für ähnliche Überzüge, die kein Natrimninethyleilioonat enthalten, trforderlioh iet. Die Topfzeit beträgt 10Tage, iet also up 30 $ länger als diejenige von ähnlichen Überzugsmitteln ohne Hatriummethylsilieonat. . · .

Be i β ρ i e 1 6 ;

Sin Behälter wird mit 99 Teilen einer wässrigen Lithiuoeilioat·- lösungmit einen Molverhältnie SiOgtligO vpn 4>8:1 und eines BiOg-ffelialt von 20 $> sowio nit 0,05 Teilen KGliuinbichfoinat und 0,1 Teilen des in Beispiel 1 angegebenen sauren Tinylpoljriaerieats beschickt, und die Bestandteile werden mit hoher Schergeechwindigkeit vermischt. Dieses Qeiaiech wird'unter Rühren nit 1,0 Teil Lithiuanethylsiliconatläeung, die 4_?6 $> Li₂O und ·. 20 1> CH^SiO-j κ enthält, und 292 Teilen Zinkstatib mit Korngroe-■en von6 bis 9 μ versetzt. Hit diesem überaugsmittel werden ■it dem Sandstrahlgebläse gereinigte und entfettete Flusij- «tahlplatten in Filmdioken von 0,075 bis 0,125 mm besprüht. Die Anfangshärtung dieser Überzüge erfolgt in 30 Minuten^ d.h. der Hälfte der Zeit, die bei ähnlichen Überzügsmitteln erforderlioh ist, die kein lithiummethyleiliconat enthalten. Die vollständige Härtung dauert nur 14 Stunden, d.h„ nur 121» der Zeit, die für Überzüge erforderlAöh ist, die kein Mthiummethylsilioonat enthalten. Die Topfzeit beträgt 7 Tage, ist also um 30 ^ länger als bei ähnlichen Übereugsmitteln ohne iiithiummethyleilioonat.

Be i epi el 7

In Ο,Τ-nonnale Schwefelsäure werden 5 Teile reines Methyltriehlorsilan eingetropft, wobei dieseszu Methyleiliconsäure hydrolysiert wird. Die Methylsiliconsäure polymerisiert an der Oberfläche der 0,1-norealen Schwefelsäure zu einen amorphen, unlöslichen festen Stoff. Die polymerieierte Methyleilicon-•äure wird von der verdünnten Schwefelsäure getrennt und in

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67 !eilen 2-normaler Tetramethylammoniuinhydroxidl&Bung zu einer TetramethylemaoniTO

Bin Behälter wird nit 99 Teilen einer wässrigen Mthiuinsilicatlösung mit einemHolverhältnie SiOgSliigO von 4,8:1 und einem Si Og-G ehalt του 20 £ sowie "-nit 0,05 Teilen KaliunbiQhromat und 0,1 Teilen dea in Beispiel 1 angegebenen sauren·Vinylpolymeri-•*ti bteöhioki;, und die Bestandteile werden mit hoher Schergeschwindigkeit miteinander vermischt> Dieses Gemisch wird unter Rühren mit 1,0 Teil der nach der obigen Torechrift hergestellt an Tetramethylammoniiun-inethylailiconatlösung und 292 Teilen Zinkstaub versetzt. Mit diesen Überzugsmittel werden nit dGQ Sandstrahlgebläse gereinigte und entfettete Flussstahlplatten in Filmdioken von 0,075 bis 0,125 am besprüht« Die Anfangehärtung erfolgt bei diesen Flatten in 30 Mnuten, also der Hälfte der Zeit, die für ähnliche Überatige erforderlich ist, diekein Tetraaethylannöonium-methylsiliooBat enthalten. Die Tolletändige Härtung dauert nur 14 Stimden, also nur 12 ?S der Zeit» die für ähnliche Überzüge erforderlich ist, die kein Tetramethyla]Bmbniui&-aethyl8iliconat enthalten. Pie Topfzeit beträgt 7 Tage, ist also um 30 1> länger ala diejenige von ähnlichen Überzugsmitteln ohne TetramethylanimoniuiE-Ejethylailiconat. : ■.■■■"·.'.. ■'■■-.-

Bei s ρ ie I 8 · Bin Behälter wird mit 99,5 Teilen einer wässrigen üithiumsili-

catlösung mit einem Holverhältnis SiOgfligp von 4,8s1 und einem SiÖg-Gehait von 20 i> sowie mit 0,05 Teilen Kaliumbichromat, 0,1 Teilen des in Beispiel 1 angegebenen sauren Tinylpolymerisato und 0,5 TeilenJlethyltrichloreilan besohickt, und die Beetandteile werden mit hoher Schergeschwindigkeit miteinander vermischt. Ih der stark alkalischen Lithiumpolyailicatlösung hydrolysiert das MethyZ.trichlorailan zu Lithiuinraethyleiliconat, wobei eich 3 Hol Chlorionen je Hol Siliconat bilden. Dieses Gemisch wird unter Rühren mit 292 Teilen Zinkstaub versetzt. Hit

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JJ IJ

diesen! Überzugsmittel werden mit dem Sands tr ahlgebläse gerei-. nigte und entfettete Flussatahlplatten in Filmdicken von 0,075 bis 0,125mm besprüht. Die Anfangshärtung dieser Überzüge erfolgt in 30 Minuten, also der Hälfte der Zeit, die für ähnliche Überzüge erforderlich ist, die kein Me-thyltrichlbrsilan enthalten. Sie vollständige Härtung dauert 48 Stunden, also . nur 40 $ der Seit, die für ähnliche Überzüge erforderlich ist, die kein Methyltriehlorsilan enthalten. Die l'opfzeit beträgt jedoch 2 Tage, hat also im Vergleich zu derjenigen von ähnlichen überaugsiflitteln ohne Methyltrichlorsilan uh 60 fi abgenommen, was xfahrscheinlich auf die Chlorionen zurticksufuhren ist, die sich aus dem Chlorsilan gebildet haben.

B θ A s P₁ i e 1 β

Ein Behälter wird mit 108 !Peilen einer mit einem Molverhältnis Si0₂:Ii₂0 von 4_?8s1 und einem halt von 20 $> sowie mit 12 Teilen Hatriummethylsilioonat₉ welches 9,5 $ Na₀O und 20 $> CH-,SiO- _K enthältj oesohiokt, und die Bestandteils werden unter mässigom Rühren isiteinander ver» "ischte Das Gemisch wird unter Rühren uit hoher Sehergesohwin-» digiceit mit 80 !eilen kolloiTäaleai Graphit {^MÄq.uadag^M der Acheson Colloids Company) versetzt. Dieses Überzugsmittel wird auf abgebürsteten Flussstahlplatten, die. zuvor, durch Waschen mit heisseiB Seifenwasser, Spülen mit destilliertem Wasser, Besprühen mit Aeeton und trocknen an der luft gereinigt v/orden sind, zu eineiB 0_s05 hub dicken PiIm ausgesogen« Das. überzugsmittel· trocknet an der Luft zu einem harten, schwarten, glänzenden Ubersug, der hydrophob und gegen konzentriertes Αππηο-niumhydroxid beständig ist.

B e i 3 ρ i e 1 10

Ein Behälter wird mit 155 feilen einer Lithiurasilicatlösung mit Qinera Molverhältnis SiO₂SLi₂O von 4*8s1 imd einem SiO₂~Göhalt von 20 $ sowie mit 15 Seilen UateiuiDmathylsiliconat, welches $ O und 20 ^CH₅SiO_{1 5} enthält, bsscMckä, und die,Be-

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etandteile werden unter massigem Röhren miteinander vermischt. Dieses Gemisch wird unter Rühren mit hoher Schergeschwindigkeit nit 20 Teilen Kaliumtitanatpigment und 40 Teilen Wasser ▼ersetzt. DiesesÜberzugsmittel wird auf zuvor gereinigte und abgebürstete blatten aus Flussstahl Q in einer Filmdicke von 0»05 hub aufgetragen und an der Luft trocknen gelaseön. Der trockene Film bildet einen harten, weissen, glänzenden Überzug, der hydrophob und gegen konzentriertes AmmoniuHiydroxid beständig, ist.

Be ie ρ ie 1 11

Ein Behälter wird mit 112,5 Teilen einer.Iithiumsilicatlösung mit einem Kolverhältnis SiO₂JM₂O von 4.8:1 und einem SiO₂-Gehalt von 20 f> sowie mit 12,5 Teilen Iiatriummetb.yi8iliconat, welches 9,5 # Na₂O und 20 #CH,SiO^ g enthält, beschickt, und die Bestandteile werden unter massigem Rühren miteinander veraisoht. Dieses ßemisch wird unter Rühren mit hoher Schergesohwindigkeit mit 25 Teilen poliertem Aluminiumpulver mit Teilehengrössen bis 37 μ ("MD-7300" der Metal Disintegrating Comp.) versetzt. Das Überzugsmittel wird auf zuvor gereinigte und abgebürstete Platten aus Flussstahl Q in einer lilradicke von 0,05 mm aufgetragen und "an der Luft bei Raumtemperatur trocknen gelassen. Der trockene Film bildet einen harten, glänzenden, metallischen Überzug, der hydrophob und gegen Ammniumhydroxid sowie gegen 6-normale Salzsäure beständig ist.

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Claims (1)

1. 20. Februar 1969

   E.I. du Pont de Heraoure

   and Company 344-6-G

   Patentansprüche

   1. Anorganisches Bindemittel» dadurch gekennzeichnet, dass β3 im wesentlichen aus wässrigem Lithiumpolyeilicat mit einem Molverhältnie SiO₂:Ii₂O von 4*1 Me 25«1 und einem SiO₂-Gehalt von 15 biß 35 Gewichtsprozent sowie einem organischen Silioonat der allgemeinen Formel

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   (1) R - Si - OY ,

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   besteht, in der :." '

   R eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis Q KotXnnatolt-

   atomen bedeutet, während
   X, Y und Z jeweils ein Wasserstoffatom oder das Kation einer starken Baee bedeuten können» ..

   mit der Hassgabe, dass die Menge des organischen"Siliconate 0,0045; bis." 0,20 Mol als organisches Silioonat zugesetzten Silioiumg je Mol als Lithiumpolyeilicat zugesetzten Sill-'"..' ciumu entspricht. .

   2. Anorganisches Bindeaittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass' das wässrige Lithiumpolyeilicat ein MoiverhältniofJiOg:Li₂O von f,5:V bis 5,5:1 aufweist tuad 15 bis 25 Öewichtsproseht S:'O2 enthält.

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   3. Anorganiseheet Bindemittel nach Anspruch 2, dadurch gekenn-Belohnet, dass das organische Siliconat Mononatrium- oder

   · Anoi>gänieches Bindemittel nach Anspruch 3, dadurch gekenneeicfeneti dass es dag organische Siliconat in Mengen, enteprechend Ö»ÖO$ Ms 0,05 KoI als organischea Silioonat zugeeetaten^ Siliciums 3eMol^ als Mthiumpolysilicat zugösetz ten SiliciuBS enthalt.

   Verfahren zum Erhöhen der Härtungsgesohwindigteeit γοη anorganischen Bindemitteln, die im wesentlichen aus Wasser und LithiuBjpolysilieat mit eineaii Molverhältnis SiOgSLigO von--"4*1 Us 25$ 1 und einem SiOg-Öehalt von 15 bis 35 Gewichtsprozent bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass man zu dem Bindemittel ein organisches Silioonat der allgemeinen

   (t) ·. E- Si-OY

   in der ---'■__ ; ■ ■■■=."■ .-...-.. ■ ^: ■ H eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 8■'Kohlenstoff-.

   atomen bedeutet, während
   Χ»T undZ Jeweils ein Wasserstoffatom oder das Kation . einer_: starken Base bedeuten können,

   in Mengen,^ entsprechend 0,0045 bis 0,20 Mol als organisches Siiiqonat zugesetzten; Siliciuras 4© Hol als Lithiumpolysili- ®^a* vorliegenden Öilioiums ssiisetst.

   6, Verjähren nach.Anspruch 5, dadurch gekennz^ dass man -■;·_- ein,lithiumpolysiliöat verwendet, bei dem das Molverhältnis SiOgiiigO 4»5ϊ1 bis 5,5:1 beträgt, und dass das Bindemittel 15 bis 25 Gewichtsprozent SiOg enthält. ^

   ■— 17· «·

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   BAD ORIGINAL

   7. Verfahren naoh Anspruch 6» daduroh gekennzeichnet, dass man ale organisches Silieoaat Mononatriusaethylsiliconat oder Monolithiuramethylsilioonat verwendet«

   8. Verfahren nach Anspruch 7» daduroh gekennzeichnet, dass man das organische Silioonat in Mengen, entsprechend 0,0OS bis 0,05 Mol als organisches Siliconat zugesetzten Silioiums je Mol als Mthiumpolysilicat vorliegenden Silioiums zusetzt·

   Anorganisches Bindemittel für pulverförmiges Zink, daduroh gekennzeichnet, dass es im wesentlichen aus einer wässrigen iithiuapölyeilicatlöaung mit einen SiOg-Sehalt von 15 bis 25 Gewichteprοsent und einem MolverhSltnis SiOg»Li₂^ von 4»5i1 bis 5,5:1 oesteht, zu dem Mononatriummethylsiliconat oder MonolithiuiDjgethvlsiliconat in Mengen, entsprechend 0,005/bis 0,05 Hol als Methylsiliconat zugesetzten Siliciuias je Mol als Lithiuapolyeilicat vorliegenden Siliciums zugesetzt worden ist.

   10. Anorganisches überzugsmittel, daduroh gekennzeichnet, dass es im wesentlichen aus (a) 1 Gewichtsteil eines Bindemittels, bestehend aus wässriges? Mthiuiopolysilicat mit einem SiOg-öehalt von 15 bis 25 Gewichtsprozent und einem Molverhältnis SiOgiiigO von 4,5*1 bis 5,5*1 sowie Mononatrium-BJethylsiliconat oder Monolithiummethylsiliconat in Mengen, entsprechend 0,005 bis 0,05 Mol als Methylsilioonat zugesetzten Silieiums je Mol als lithiumpolyeilieat vorliegenden Silicium», und (b) 0,5 bis 5 Gewiohtsteilen Zinkpulver mit einer vorherrschenden mittleren leilohengrösse von weniger als 15 μ besteht·

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