DE1913662B2 - Verfahren zur herstellung von aus reiner kieselsaeure bestehenden wetterfesten mattglasuren - Google Patents

Description

fahren zur Herstellung von Glanzüberzügen auf Bau- In der USA.-Patentschrift 2 350 030 wird ein Ver-

elementen jeder Art zum Gegenstand, bei welchem 45 fahren zum Beschichten eines Produktes aus hydrauein Gemenge von Kyrolith, Wasserglas und einer lischem Zement beansprucht, bei welchem eine wäßrigen Aufquellung eines gallertbildenden Stoffes, wäßrige Mischung aus einem löslichen Silikat und gegebenenfalls unter Zusatz von Füllstoffen und einem sauren, kaolinischen Ton aufgebracht und bei färbenden Substanzen, innig vermischt, auf eine Temperaturen unter 400° C gehärtet wird. Meist wird Unterlage aufgetragen und nach dem Erhärten, wel- 50 der Überzugsmischung auch ein Pigment beigeches durch Erhitzen oder Einwirkung saurer Lösungen mischt.

beschleunigt werden kann, geschliffen und poliert Wiederum handelt es sich um einen undurch-

wird. sichtigen Überzug mit dem Silikat als Bindemittel

Auch bei diesem Verfahren ist ein Erhitzen nicht und Trägermaterial für Füllstoffe und Pigmente,
notwendig und auch hier hat das Wasserglas nur die 55 Die deutsche Patentschrift 407 155 hat ein Verfahren Funktion eines Bindemittels für die anderen genannten zum Glasieren plastischer Massen zum Gegenstand, Komponenten sowie gcwünschtcnfalls Füllstoffe und welches darin besteht, daß Massen aus Fluorsilikaten Pigmente. und Ton vor oder nach dem Färben oder vor oder

In der deutschen Patentschrift 295 607 wird ein nach dem Trocknen mit Alkalisilikatlösungen, ge-Verfahren zur Bekleidung von künstlichen und natür- Ro gebenenfalls unter Zusatz von Farbstoffen oder anlichen Steinmassen mit einem metallischen Überzug deren Beimischungen, überzogen werden,
unter Verwendung von in Wasserglas od. dgl. ver- Auf die überzogenen Gegenstände wird entweder

teilten Metallpulvern beschrieben, bei welchem nach die Kohlensäure der Luft oder künstlich zugeführle jedem Anstrich eine scharfe Trocknung bis zu 200 Kohlensäure einwirken gelassen. Dadurch soll eine bis 300°C angewendet wird, wonach eine übliche Be- 65 chemische Verbindungsbildung zwischen dem Grundhandlung in schwachsaurem Bade erfolgt. körper und dem Silikatüberzug zustande kommen.

Diesem Verfahren liegt das Ziel zugrunde, einem Nach dem Verfahren der französischen Patent-

Gegenstand ein metallisches Aussehen zu verleihen. schrift 1 513 725 wird eine Glasur aus reinem durch-

3 4

sichtigem Siliziumdioxyd durch direktes Aufbringen dünntem Alkalisilikat (und nachfolgendes Erhitzen)

auf gefärbte, zementhaltige Gegenstände erzeugt, mn kochfest gemacht werden.

diese lebhaft und farbfrisch zu machen. Die Be- Geeigneter Grundstoff für das erfindungsgemäße Schichtung erfolgt mit ziemlich konzentrierten Lösun- Verfahren sind alle kieselsäureschichtbildenden Alkaligen. Dann wird der beschichtete Gegenstand in ein 5 Silikate.

warmes Bad von gesättigter Salzlösung (etwa 8O⁰C) Die Erhitzung in überhitztem Wasserdampf erfolgt getaucht, um das Alkalisilikat zu gelifizieren, und bei atmosphärischem bzw. überatmosphärischem einer Behandlung im Autoklav unterworfen, um die Druck bei über 100⁰C, um, im Interesse der Wirt-Kieselsäure zu kondensieren und zu verdichten. schaftlichkeit, die Behandlung möglichst kurz zu Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich vom io halten. Je höher die Temperatur bzw. der Dampfbekannten Verfahren dadurch, daß wesentlich ver- druck ist, desto schneller findet die vollständige dünntere Lösungen aufgebracht werden, worauf zur Dehydratation der Molekularstruktur statt. Durch Gelifizierung, Kondensation und Verdichtung eine die Hitze- und Dampfbehandlung wild der höchst-Hitzebehandlung folgt. Eine Behandlung mit wanner mögliche Festigkeitsgrad und die höchstmögliche Salzlösung ist hingegen nicht erforderlich und nicht 15 Dauerhaftigkeit der Kieselsäurebeschichtung erreicht, vorgesehen. Die erzielte Glasur verleiht dem beschichteten Gegen-Aus der deutschen Patentschrift 289 122 ist es be- stand ein lebendiges, farbfrisches Aussehen und kannt, Kunststeinplatten mit einer Wasserglaslösung, bleibt beim Kochtest unvcisehit. die feinpulverige Mineralstoffe, z. B. Erdalkalicarbo- Die Grundbedingungen für die Herstellung benat, sowie gegebenenfalls färbende Oxyde enthält, 20 ständiger Beschichtungen auf Kieselsäurebasis sind wiederholt zu bestreichen oder zu bespritzen und wie folgt:

nachfolgend zu erwärmen, bis eine Schicht von ge- . , _, -_ . ,.. , , ■ wünschter Stärke gebildet wird, worauf die Platte ^{L Die zu} beschichtenden Oberflächen dürfen keine mit einer farblosen Wasserglaslösung überzogen reaktionsfreudigen Substanzen enthalten, wie wiederum erwärmt und wiederholt mit schwachsauren 25 ^z· ^B- Calciumsulfat u. dgl., denn sie fällen Wasser-Bädern behandelt wird, um aus der Glasur die Alkalien S^{las und} ergeben weiße, kreidige Kieselsaureherauszulösen und eine durchsichtige Deckschicht aus überzüge. Kieselsäure zu erhalten. 2. Die zu beschichtenden Oberflächen müssen durch

Es handelt sich also um eine durchsichtige SiO.,- Wasserglas leicht benetzbar sein.

Deckschicht über einer undurchsichtiger1, oxydhaltigen 30 3. _BeSchichtungen mit dauerhaftem Gefüge und

Beschichtung Demgegenüber wird erfindungsoernaß Haftvermögen entstehen bei Reaktionen,

eine durchsichtige Schicht diiekt auf einem selbst ^ _{dem AlkaIisili}£_{at genügend Zeit lassen}, sich

farbigen Produkt aufgebracht, um dieses farbfrisch ^_{n d des Trock}nungsvorganges mehr oder

zu machen. Dabei ist nur ein einziger Erhitzungsschritt _{wenj homogen zu ord} ^e _nen. erforderlich. 35

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Nach der österreichischen Patentschrift 67 525 ist

Herstellung von aus reiner Kieselsäure bestehenden ein Verfahren bekannt, durch welches Deckschichten

wetterfesten Mattglasuren auf gefärbten oder unge- aus durchsichtiger Kieselsäure über Beschichtungen

färbten, zementhaltigen Werkstücken, das dadurch aus undurchsichtigen, auf Silikatbasis erzeugten, gekennzeichnet ist, daß die Werkstückoberflächen ein 40 pulverhaltigen Mischungen hergestellt werden. Nach

oder mehrere Male mit einer Alkalisilikatlösung be- jeder Beschichtung mit Alkalisilikat wird auf 15O⁰C

handelt, nach Entfernung der überschüssigen Alkali- erwärmt, um die Kieselsäure des Alkalisilikates zu

silikatlösung getrocknet und dann einer Wärme- koagulieren. Anschließend werden die Beschichtungen

behandlung bei Temperaturen oberhalb von 100°C wiederholt mit schwach sauren, wäßrigen Bädern ausgesetzt werden. 45 behandelt, wobei das letzte Bad auf etwa 8O⁰C er-

Vorzugsweise wird die Wärmebehandlung bei einer wärmt werden soll, um wirksamer zu sein. Durch diese

Temperatur von 150 bis 200⁰C durchgeführt. Behandlung wird das Alkali vom Wasserglas abge-

Um das gebundene Wasser restlos aus der Kiesel- spaltet und durch osmotische Vorgänge aus dem

säurebeschichtung auszutreiben, wobei eine regellose Kieselsäuregefüge entfernt.

abet vollständige Verknüpfung der Si-Valenzen über 50 Nach der USA.-Patentschrift 1136 370 werden

Sauerstoffbrücken-Atome zu einem dreidimensionalen Gegenstände, wie Papier, Textilien, Holz usw., in eine

Raumnetz von SiO₂-Tetraedern erreicht wird, ist es Farbmischung aus Na-Silikat, gebrannter Tonerde,

zweckmäßig, die Wärmebehandlung mittels über- Manganoxyd und Magnesiumoxyd eingetaucht und

hitztem Wasserdampf bei atmosphärischem oder so lange darin belassen, bis sie vollgesogen sind. Dann erhöhtem Druck durchzuführen. 55 werden sie getrocknet und in einem Ofen bei 165 bis

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können 275⁰C gebacken. Anschließend werden sie bei Zimmer-

Mattglasuren unter Verwendung ausreichend vei- temperaUiren in eine Lösung aus Magnesiumoxyd

dünntcr Alkalisilikatlösungen hergestellt werden, die und Magnesiumchlorid gemilcht und dann getrocknet.

Temperaturen von 150 bis 200 C (und höheren) Bei diesem Verfahren wnd die Kieselsäure vor der einwandfrei standhalten. Dickere Schichten, die mit 60 Neutralisation des Na-Silikates durch Erhitzen kon-

konzentrierteren Lösungen erzeugt werden müßten. densiert und verdichtet.

müßten auf 300 bis 35O°C erhitzt werden. Bei so hohen Nach Soluble Silicates von J. G. Va 1 I, Bd. 11,

Temperaturen schwellen solche Beschichtungen jedoch S. 301, ist eine Erhitzung auf 55O^rC erforderlich, um

an (Bläschenbildung). das Wasser aus einem groben Wasserglaspulver

Durch Temperatuien von 150 bis 200 C ei fahren 65 (Korngröße etwa 0,4 bis 0,85 mm) restlos zu entfernen.

zemenlhaltige Erzeugnisse keine Beeinträchtigung. Eine Erhitzung beschichteter, zementhaltiger Korper

Auch Emaille auf Alkalisilikatbasis kann durch auf 550°C ist untragbar und wegen des Aulblahens

Aufbringen solcher Deckschichten aus reinem, vcr- der Beschichtung immöglich. Nach einer unzureichen-

den Erhitzung ist das zurückgebliebene Wasser jedoch an die Kieselsäure gebunden, und zwar jeweils 1 Wassermolekül an 2 Si-Valenzen. Das bedeutet, daß z. B. nach dem Erhitzen auf maximal 275°C (USA.-Patentschrift 1136 370) oder auf nur 15O⁰C (Osteneichisehe Patentschrift 67 525) noch eine dem Wassergehalt entsprecLcnde Anzahl nicht verknüpfter Si-Valenzen vorhanden ist. Da nur die über Sauerstoffbrücken-Atome verknüpften Si-Valenzen Träger der Festigkeit und der Qualität einer Kieselsäurebeschichtung sind, bestimmt praktisch der Grad der Erhitzung die Kochfestigkeit einer Beschichtung.

Die Verfahren nach den beiden genannten Patentschriften sehen eine in diesem Sinn unzureichende Erhitzung vor, die nach diesen Verfahren auch nicht höher getrieben und niemals auf 550⁰C gebracht werden könnte.

Nach dem Arbeitsgang des Neutralisieren kann eine neuerliche Erhitzung keine weitere Kondensation und Verdichtung der Kieselsäure mehr herbeiführen. Es kann nur noch das Restwasser ausgetrieben weiden. Der Arbeitsgang 2, die Neutralisierung, kann daher bei den Verfahren nach den genannten Patentschriften nur den bei einer unzureichenden Erhitzung gewonnenen Zustand fixieren und kann keinen höheren Grad der Vernetzung der Kieselsäure mehr herbeiführen.

LJm einen gleich hohen Kondensations- und Verdichtungsgrad zu erreichen, wie er nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht wird, müßte bis auf etwa 550 C erhitzt werden, was in beiden Fällen weder vorgesehen noch möglich ist.

In dem Verfahren nach der österreichischen Patentschrift 67 525 werden die reinen farblosen Kieselsäurebeschichtungen zum Zweck der Erhöhung des Glanzes der darunterliegenden Silikat-Emailschicht aufgetragen, während das erfindungsgemäße Verfahren den Zweck verfolgt, die Eigenfarbe des zu beschichtenden gefärbten oder ungefärbten, zementhaltigen Produktes lebendig zu machen und den Gegenstand mit einer Mattglasur zu versehen, die außerdem wetterfest ist. Die Beschichtung aus reiner Kieselsäure wird dabei direkt auf die Unterlage aufgebracht

Glänzende Beschichtungen, die man durch Auftragen konzentrierter Alkalisilikatlösungen unter sonst gleichen Bedingungen wie beim erfindungsgemäßen Verfahren erhält, sind weder kochfest noch wetterfest.

Bei den nach dem erfindungsgemSßen Verfahren aus reiner Kieselsäure erzeugten Beschichtungen, die durch genügend langes Eintauchen in eine verdünnte Na-Silikatlösung hergestellt werden, wobei die Molekularstruktur der Kieselsäure sich homogen anordnen kann, genügt eine Erhitzung an der Luft auf 150^cC oder eine Erhitzung durch überhitzten Wasserdampf auf über 100⁰C, um die Beschichtung kochfest bzw. wetterfest zu machen.

Eine Beschichtung mit einer Deckschicht nach dem Verfahren nach der österreichischen Patentschrift 67 525 ist nach einer Erhitzung auf 150 C noch nicht kochfest. Sie muß verfahrensgemäß noch mit schwach sauren Bädern wiederholt weiterbehandelt werden. Diese als notwendig angegebene Weiterbehandlung beweist, daß bei diesem Verfahren die Beschichtung weniger gut ist als beim erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die einfache Behandlung zu einem besseren Erfolg führt.

Das Verfahren nach der französischen Patentschrift 1344 438 bezweckt. Mauerbewurf u.a. aus hyjrau-

lischen Bindemitteln hergestellte Bauverkleidungen S- und abriebfest zu machen Es sieht e.ne Im-Siierunc der zu behandelnden Flachen durch Sehen" mit einer 2- odei 3fach verdünnten Wasserglasiösung vor. Die Beschichtung wird ohne jede weitere Behandlung Tempe.aturen von 400 bis ⁶⁰MiT dS? Beschichtungen wird ausschließlich eine Erhöhung der Härte bzw. Abriebfestigkeit und eine "wisse Hitzebeständigkeit bestimmter Bauflachen Zweckt Es wird keine Wetterfestigkeit und keine optisch wirksame Oberflächenveredelung erreicht und auch nicht beansprucht (erwähnt wird eine Anwendung ζ B für die Innenwand eines He.zkanals usw.)

Die nach diesem Verfahren zu beschichtenden Bauflächen werden nur bestrichen und nicht in die verdünnte Wasserglaslösung getaucht, so daß weder eine optische Benetzung und Adsorption noch die Bildung einer geordneten Molekularstruktur erreicht

Der beschichtete Gegenstand wird dabei folgenden Operationen unterworfen: Im ersten Arbeitsgang wird der Gegenstand in Bäder aus gesättigter, warmer Salzlösung W* bei 8O⁰C) zur Neutralisierung des Alkali »etaucht Dazu werden bedeutend konzentrierte« Alkalisilikatlösungen verwendet als beim erfindungsnemäßen Verfahren. Im zweiten Arbeitsgang ist eine Autoklavbehandlung (Wasser oder Dampf) zur Kondensation und Verdichtung der zurückbleibenden Kieselsäure vorgesehen.

In Berührung mit einer festen Oberflache, z. B. beim eintauchen eines zementhaltigen Korpers m ein Alkalisilikatbad, werden Kieselsäure-Anionen und Kieselsäure-Micellen mit stark negativen Ladungen adsorbiert. Die Alkalität der Lösung verhütet die Polymerisation. Die Adsorption bewirkt d.e Konzentration und die Kondensation von Kieselsäure-Anionen durch intermolekulare Wasserabspaltung und ihr Zusammenwachsen zu einer zusammenhängenden deckenden Oberflächenschicht. Diese Reaktionen laufen relativ träge ab. Es ist daher notwendig die einzelnen Schichten, vornehmlich aber eine der Schichten, durch genügend langes Eintauchen in vorzugsweise verdünnte Alkalisilikatlosung

herzustellen. _A \i

An Stelle des Eintauchens kann jeder andere Vorhang eewählt werden, der zu einer genügend lang andauernden Berührung der zu beschichtenden Oberfläche mit einer ausreichenden Menge der verwendeten Lösung führt (z. B. Besprühen, Übergießen usw.).

je langer die zu beschichtende Oberfläche mit der Lösung in Berührung steht, desto weiter schreitet die Adsorption, Konzentration und Kondensation der Kieselsäure-Anionen und die Beschichtung fort.

Verdünnte Silikatlösungen sind geeigneter als konzentriertere. In ihnen haben die einzelnen Ionen mehr Beweglichkeit, um sich zu ordnen. Die Adsorption an dfe Oberfläche des Werkstückes und die Oberflächenspannung der aufgetragenen Lösung bewirken bei der Trocknung die Bildung eines Alkalisihkatfilmes. Je verdünnter die Silikatlösung ist, desto dünner wird die adsorbierte Kieselsäureschicht werden und desto matter wird die Oberflächenbeschichtung ausfallen. Wenn eine genügend deckende Kieselsäureschicht auf der festen Oberfläche ausgebildet ist, wird der Überschuß der Alkalisilikatlösung beseitigt (durch Abstreifen, Abwischen, Absaugen od. ä.). Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die

luftgetrocknete Alkalisilikatbeschichtung einer Hitze- Kieselsäure-Anionen abgebaut, das gebundene Wasser behandlung unterzogen. wird ausgetrieben und die Kieselsäure geht in Kiesel-

Beim Erhitzen werden die negativen Ladungen der säureanhydrid (SiO₂) über

^H\

Si — θ( — Si -«- = H₂O + ->■ Si — O — Si

wobei die Si-Valenzen über Sauerstoffbrückenatome verknüpft werden (Atombindung).

Die Kieselsäure erfährt dabei eine Kondensation und Verdichtung und wird unlöslich, und das Alkali des Alkalisilikats wird abgespalten.

In Soluble Silicates, Bd. 2, S. 301 (by J. Vail) findet man folgende Ausführungen:

»Ein luftgetrocknetes, grobes Wasserglaspulver (Korngröße 0,4 bis 0,85 mm) enthielt 14,8% gebundenes Restwasser.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus verdünnter Lösung hergestellter Alkalisilikatfilm weist nach dem Erhitzen auf 15O⁰C keinen Restwassergehalt mehr auf.

Je niedriger der noch vorhandene Restwassergehalt nach der Erhitzung ist, desto höher ist die Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Beschichtung. Die Schichtbildung bei Alkalisilikatbeschichtungen beruht auf den Vorgängen der Benetzung und Adsorption.«

Bei der Berührung zwischen einer Silikatlösung und einer festen Oberflächeüldet sich auch dort ein Kieselsäure-Ionen-Häutchen, das die Benetzung der Oberfläche behindert. In dem Maße, in dem es sich allmählich im Lösungsüberschuß wieder auflöst, tritt die Benetzung ein. Je konzentrierter die Lösung ist, desto kräftiger ist das Häutchen und desto langsamer wird es sich wieder auflösen und die Benetzung möglich machen.

Wird beispielsweise eine trockene, abgebeizte, blaßrote Asbestzementplatte in verdünnte Silikatlösung getaucht, so wird ihr Farbton fast augenblicklich intensiv rot werden. Ist die Lösung konzentriert, dann wird bis zur intensiven Rotfärbung etwa V₈ Stunde Zeit vergehen. (Dagegen tritt bei einer 4,6°/₀igen Alkalisilikatlösung die Benetzung in wenigen Sekunden ein, bei einer 9,2°/_oigen Lösung dauert es eine schwache Minute, bei 18,4% ein paar Minuten usw.).

Benetzung und Oberflächenbeschaffenheit

Je glatter und dichter eine Oberfläche ist, desto schneller tritt Benetzung ein. Rauhigkeit der Oberfläche, Porosität, das Maß, in dem die Platte abgebeizt ist usw. beeinflussen den Eintritt der Benetzung.

Auf Glas tritt die Benetzung fast augenblicklich ein, auf gepreßten, glatten Asbestzementplatten tritt sie schneller ein als auf ungepreßten und abgebeizten Platten. Vorheriges Anfeuchten der Oberfläche mit Wasser beschleunigt den Eintritt der Benetzung.

Mit dem Eintritt der Benetzung beginnt auch schon die Adsorption der Kieselsäure-Ionen auf der Oberfläche des zu beschichtenden Körpers, durch die allmählich, im Anfang rascher, ein Kieselsäurefilm aufgebaut wird.

Adsorption

Eine zuvor blaßrote, durch ausreichendes Eintauchen in Silikatlösung intensiv rot gewordene Asbestzementplatte wild getrocknet und erhitzt. Dabei hellt sich der Farbton wieder auf, und zwar um so mehr, je kürzer die Eintauchzeit war. Je länger die Platte über die Benetzungszeit hinaus in der Lösung verbleibt, desto intensiver rot und farbfrisch bleibt sie auch nach der Erhitzung.

Bei gleichen Lösungskonzentrationen und nur einer Schicht des Silikates ist die durch Trocknen und Erhitzen herbeigeführte Aufhellung des Farbtones abhängig von der Dauer der vorangegangenen Berührungzeit. Je länger sie war, desto mehr konnte absorbiert werden und desto kräftiger bleibt der Farbton nach dem Erhitzen und dem Kochtest.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Beschichtungen wurden zur Prüfung ihrer Witterungsbeständigkeit der Kochprobe ausgesetzt. Dieser Prüfung hielten sie stand.

Zur Beurteilung der Qualität von Kieselsäurebeschichtungen wird die von J. G. Va il in Suluble Silicates, Bd. 2, S. 323 (Book Division, Reinhold Publishing Corporation, 330 West Forty-Second St., New York 36, USA) herangezogen.

Sie zeigt innerhalb von 24 Stunden, welche Veränderungen der Kieselsäurebeschichtung des Testobjektes zu erwarten wären, wenn sie jähre- oder jahrzehntelang der Witterung ausgesetzt bzw. im Freien gelagert würde.
Die Kochprobe ist als rasch durchführbarer Qualitätstest für Beschichtungen auf Kieselsäurebasis bekannt. Sie schreibt vor, die zu untersuchenden Emailoder Glasurproben über 24 Stunden in kochendem Wasser zu halten. Dabei dürfen sich die Beschichtungen nicht von der Unterlage lösen und dürfen nacli dem Trocknen ihr Aussehen nicht verändert haber (verblassen oder kreidig werden).

Es ist mit eines der Ziele dieses Verfahrens, durcl die Glasur eine bleibende, höchstmögliche Intensitä der Eigenfarbe des beschichteten Körpers zu erreichen wobei die bleibende Farbintensität auch als Grad messer für die Standhaftigkeit der erzielten Beschich tung gegenüber Witterungseinflüssen angesprochei werden kann.

Um im folgenden die Rangordnung der einzelne Farbintensitäten beschreiben zu können, wird hie eine Bewertungsskala eingeführt, die auf Schätzwerte beruht. So wird das blaßstumpfe Rot abgebeizte noch unbehandelter Asbestzementplatten mit 20°/ das Intensivrot abgebeizter, in Silikatlösung befinc licher Asbestzementplatten mit 100% eingestuf (Das IntensivTot von Platten, die in Silikatlösun eingetaucht sind, ist immer gleich kräftig; unabhäng davon, welche Konzentration die Lösung aufweist.)

309 524/2

1. Einschichtige Glasuren (einmaliger Lösungs-Auflrag)

Durch entsprechende Verlängerung der Berührungszeit zwischen der zu behandelnden Oberfläche und der Lösung kann mit einer einzigen Schicht die gleiche, ausreichende Deckung erzielt werden wie durch Auftrag mehrerer Schichten. Je länger die Eintauchzeit war, desto reiner und intensiver bleibt der Farbton nach dem Erhitzen und dem Kochtest.

Eine Eintauchzeit von einer Minute in 9,2%iger Alkalisilikatlösung verfestigt die Oberfläche schoi erheblich (Kratztest mit Nadelspitze unter Mikro skop). Sie reicht aber nicht aus, den Farbton geniigenc aufzufrischen. Um ein wirklich farbfrisches Aussehcr zu erhalten, ist es notwendig, die Berührungszeit zi verlängern.

Um den Einfluß der Berührungszeit festzustellen, wurden fünf gleiche, nach dem Abbeizen blaßrote Asbestzementplatten verschieden lang in eine Silikatlösung getaucht. Platte a blieb als Testplatte unbehandelt. Die Platten b bis e wurden verschieden lang in 40°/₀ige Silikatlösung getaucht.

Tauchzeit

5 Minuten Muster

40 Minuten

4 Stunden

20 Stunden

Anschließend wurden die Muster getrocknet und auf 175⁰C erhitzt und dann dem Kochtest unterworfen.

Die Farbintensitäten sind ungefähr proportional der Verweildauer in der Silikatlösung. Sie bewegen sich zwischen dem blaßen, stumpfen Farbton der ungetauchten Platte a und dem farbfrischen Tntensivrot einer in Silikatlösung befindlichen Platte.

Platte a 20% Farbintensität

Platte b 40% Farbintensität

Platte c 50% Farbinlensität

Platte d 70% Farbintensität

Platte e 80 % Farbintensität

Bei Durchführung des gleichen Versuches, jedoch mit 23%iger und 32,3%iger Eintauchlösung bei 20stündiger Verweildauer (1 Schicht) waren Farbton und Farbintensität nicht wesentlich besser als beim Versuch mit 18,4%iger Silikatlösung.

Bei Verwendung einer 80%igen und einer 90%igen Silikatlösung waren das Aussehen der Musterplatten nach Erhitzen und Kochtest häßlich und unrein. Die Glasur war teilweise kreidig.

2. Mehrschichtige Glasuren (2-, 3- oder mehrmaliger Lösungsauftrag) Bei der Beschichtung einer Oberfläche durch Aufbringen von zwei oder mehr Silikatschichten genügt es,

Tⁿni?'!,-^rSu^{te Schicht dadurch} ^stände kommt, daß AH ^Ohe?^{ache eben nur} benetzt wird. Die Zeit bis zur Adsorption einer genügenden Schichtstärke braucht Srhⁿ, A^b.^ße.^{Wartet zu w}erden. Unter ,»genügende Schichts arke« soll verstanden werden, daß eine hitzebehandelte Platte nach dem Kochtest noch intensivrot

H«! r!^e,^aUSrf^lchende Schichtstärke wird hier durch den nachfolgenden Auftrag einer zweiten oder mehrerer schichten erreicht.

schM?"* K^an," ^{die Zeit bis zur} ausreichenden Beschichtung abgekürzt werden. Die Glasur neist jedoch

mV» ι · ^{Das ist dann ein} Nachteil, wenn

ΪΪ7Γ Anseht sind. Auch sind mehrere

^ ^blaßrutti Asbestzementnlatien V' ^b3' ^Cl' ^C2' ^c3) ^wurde" untersucht. ^{alS TeStpIatte} «"»behandelt. Die übrigen

dem Kochtest unterzogen.

Tauchzeit, Minuten

2. Lösungsauftrag .

3. Lösungsauftrag .

c2

bei allen Mustern in gleicher Weise z. B. 'durch Aufspritzen

I 0 I η ι ·

¹ I υ I wie unter 2 behandelt

Die Muster bl b2 und b3, die zwei Schichten erhielten, sahen farblich frisch aus und hatten einen

"Γ^{etwas seidi8en Farbton}-^{Farbinten5ität} Zwischen Η™

Die Muster cl bis c3 waren wie b 1 bis b3, jedoch Farbmtensrtät etwa 90%.

^b1' ^{b2 und b3 sind nur so}

^^{sie ver}-

nachder n' f«"™, ^Einta"chzeit von z. B. 20 Stunden "^{ach der} Lufttrocknung eine zweite Schicht aufgetragen w,rd, betragt d.e Farbintensität nach dem Koch-

test elwa IUO"/,,. Nach zusätzlichem Auftrag einer dritten Schicht verbessert sich die Farbiniensität kaum mehr, doch wird die Ulasur etwas seidiger-gianzeiid.

Um den intensivsten Farbton mn einer einzigen Schicht zu erreichen, muß die Oberfläche bis zu mehreren Stunden mit der Silikatlösung in Berührung gebracht werden. Die Überdache bleibt dann iarbflisch und, auch unter dem Mikroskop betrachtet, matt glasiert. Mit dem Auftragen einer einzigen Schicht bei längerer Berührungsdauer oder zweier oder mehrerer Schichten bei kürzerer Berührungsdauer hat man es in der Hand, eine ganz matte oder eine mehr seidige bis seidigglänzeniie Glasur bei gleichem Farbton zu erzeugen.

FÜ! einschichtige Glasuren (z. B. ganz matte Glasuren) wird in der Praxis wenigstens 1 Stunde Berührungszeit aufgewendet werden müssen, oft wohl noch längere Zeit, um die höchstmögliche Farbfrische zu erreichen. Aber auch eine Ernährungszeit nur bis zur Benetzung, d. h. von 1 bis 5 Minuten, bringt schon eine wesentliche Verbesserung des Aussehens und der Festigkeit der Oberfläche.

Für die Herstellung mehrschichtiger Glasuren lassen sich auch keine genauen Zeitgrenzen angeben, weil für die erste Schicht schon eine Minute oder weniger genügen kann und die folgenden Berührungszeilen ebenso kurz gehalten werden können. Es kommt auf das gewünschte Ergebnis, auf die Wirtschaftlichkeit und unter Umständen auf die vorhandene i'abrikatorische Einrichtung an, welche Vorgangsweise gewählt wird.

Die nach einem der angeführten Arten beschichteten Körper, z. B. Asbesizememplatten, wurden Flitzebehandlungen verschiedener Art ausgesetzt.

35

1. Hitzebehandiung

ohne Anwendung von Wasserdampf, durch z. B. Bestrahlung (z. B. infrarot), Heißluft od. ä.

Bei nicht mit Dampf behandelten, reinen Alkalisilikatbeschiehtungen führen steigende Erhitzungstemperaturen zu steigender Qualität der Beschichtung. Hei sinkender Erhitzungstemperatur verblaßt der Farbton bei der Kochprobe mehr und mehr.

Eine luftgetrocknete Alkalisilikatbeschichtung muß einer Hitzebehandiung bei wenigstens iOO C. vor-Zügsweise jedoch bei 150 bis 200 C (und darüber), umerzogen werden. Bei Temperaturen um 100 C und darunter verliert die Beschichtung ihre Koehfestigkeit.

a) Hitzebehandlung bei 80¹C während 4 Stunden. Kochprobe: Die Beschichtung ist nicht kochfest; die Glasur ist von der beschichteten Oberfläche verschwunden.

b) Hitzebehandlung bei 120 C während 3 Stunden. Kochprobe: Die Beschichtung ist nicht kochfest, sie wurde etwas kreidig. Der Farbton der glasierten Oberfläche ist bedeutend verblaßt.

c) Hitzebehandlung bei 160'C über 2 Stunden.
Kochprobe: Beschichtung und Farbton sind kochfest.

2. Hitzebehandlung durch überhitzten Wasserdampf bei atmosphärischem Druck

Fs ist jede beliebige Überhitzuiißstemperatur des Wasserdainpies über 100 C bei atmosphärischem Druck anwendbar.

Beschichtete Asbesizementpliillcn werden zunächst z.B. durch 2 Stunden bei 100°C getrocknet. Nachfolgend werden sie einer Hitzebehandiung mit überhitztem Wasserdampf bei atmosphärischem Druck unterzogen.

a) Hitzebehandiung mit bei lOO'X gesättigtem, auf 130 C überhitztem Wasserdampf durch 2 Stunden hindurch.

Kochprobe: Die Beschichtung ist kochfest.

b) Hitzebehandiung mit bei lOO'C gesättigtem, auf 160 C überhitztem Wasserdampf durch 1'/.,Stunden hindurch.

Kochprobe: Die Beschichtung ist kochfest.

Die Erhitzungstemperaturen in überhitztem Wasserdampf bei atmosphärischem Druck können niedriger und die Einwirkungsdauer k;nn kürzer gehalten werden als bei bloßer Erhitzung an der Luft.

Höhere Erhitzungstemperaturen führen zur Abkürzung der Behandlungsdauer, weil die Wirksamkeit der Dampfbehandlung mit der Höhe der Behandlungstemperatur steigt.

3. Hii/.ebehandlung

durch überhitzten Wasserdampf bei höherem als atmosphärischem Druck

Zur Huzebehandiung kann Wasserdampf jeden beliebigen Druckes auf jede beliebige Temperatur überhitzt werden.

Die Wirksamkeit der Dampfbehandlung steigt mit steigender Temperatur und mit steigendem Druck im Sinne einer Abkürzung der Behandlungsdauer.

Wie unter i und 2 beschichtete Asbestzementnlatten

werden zuerst 2 Sum-Jen

!00 C astrockr.et

und nachfolgend im Autoklav bei überatm.■»sphärischem Druck einer Hitzebehandluna mit überhitztem Wasserdampf unterzogen.

a) Hitzebehandiung mit bei 6 am gesättigtem, aiii 170 C überhitztem Wasserdampf durch 30 Minuten.

b) Hitzebehandiung mit bei 5 aiii gesättigtem, aul 160 C überhitztem Wasserdampf durch 35 Minuten.

c) Hitzebehandiung mit bei 4 ati'i gesättigtem, aul 150' C überhitztem Wasserdampf durch 40 Minuten.

Kochprobe: Die Beschichtungen nach a). b) unc c) sind kochfest und zeigen den unveränderten orieinal-lebendieen Farbton.

Claims (3)

ι 2 Das Wasserglas dient dabei als Träger für das Metall-Patentansprüche : pulver. Aus der deutschen Patentschrift 934 693 ist ein

1. Verfahren zur Herstellung von aus reiner Verfahren zum Herstellen von Überzügen auf Poren-Kieselsäure bestehenden wetterfesten Mattglasuren 5 beton bekannt, bei welchem die Wände mit einer auf gefärbten oder ungefärbten, zementhaltigen Farbstoff enthaltenden Kaliumwasserglaslösung vorge-Werkstücken, dadurch gekennzeich- strichen, dann mit einer aus 1 Teil Kaliumwasserglasnet, daß die Werkstückoberflächen ein oder lösung von 23° Be, !Teil Natriumwasserglaslösung mehrere Male mit einer Alkalisilikatlösung be- von 38° Be, 0,3 bis 0,15 Teilen Holzmehl und 0,5 bis handelt, nach Entfernuna der überschüssigen io 2,5 Teilen Steinmehl bestehenden Masse gespachtelt Alkalisilikatlösung getrocknet und dann einer und schließlich in an sich bekannter Weise fluatiert Wärmebehandlung bei Temperaturen oberhalb werden.

von 100⁰C ausgesetzt werden. Kalium- und Natriumwasserglas bilden auch in

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- diesem Fall die flüssige Phase einer Anstrichmasse bzw. zeichnet, daß die Wärmebehandlung bei Tem- 15 einer Spachtelmasse. Dem Wasserglas kommt also die peraturen von 150 bis 200⁰C durchgeführt wird. Funktion eines Bindemittels zu. Die Beschichtung

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- wird bei diesem Verfahren abschließend nicht erhitzt, zeichnet, daß die Wärmebehandlung mittels über- sondern fluatiert.

hitztem Wasserdampf bei atmosphärischem oder Die USA.-Patentschrift 2 419 080 beschreibt ein

erhöhtem Druck durchgeführt wird. 20 Verfahren zum Überziehen von Gegenständen aus

Beton, Portlandzement, Gips, Ton, Asbestzement, Eisenmetall u. dgl., bei welchem Lignin, ein wasserlösliches Silikat und ein inerter Füllstoff, wie z. B. Ton oder Infusorienerde, mit Wasser vermischt werden 25 und die Mischung aufgebracht und zwischen 120 und 400⁰C getrocknet wird.

Die deutsche Patentschrift 692 831 betrifft ein Ver- Auch der nach diesem Vorschlag hergestellte Überfahren zur Herstellung von Mattglasuren, Binde- zug ist undurchsichtig. Das Silikat ist der Träger für mitteln für Anstrichstoffe, bei welchem als Binde- den vorliegenden Füllstoff. Das wesentliche Merkmal bzw. Klebemittel eine wäßrige Lösung eines Alkali- 30 des in dieser Patentschrift geoffenbarten Verfahrens Silikats, die alkalilösliche, mineralische Kieselsäure liegt jedoch in der Verwendung von Lignin,
gelöst enthält, und der in Säure und Alkali lösliche Die USA.-Patentschrift 2 354 350 betrifft ein Ver-

Metalloxyde zugesetzt sind, verwendet wird. Vorzugs- fahren zur Herstellung eines wetterfesten, beschichteweise werden dem Bindemittel auch Kasein und Firnis ten Asbestzementgegenstandes, bei welchem eine Mizugesetzt. 35 schung aus einer wäßrigen Lösung eines Alkalisilikates

Zur Herstellung von Anstrichstoffen werden diesem und Zinkoxyd, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat Bindemittel Farbpigmente beigemischt. Diese An- oder hochgebranntem Magnesiumoxyd aufgebracht, Strichstoffe sind für Mauerwerk, Glas, Metall, Holz getrocknet und bei 120 bis 230⁰C erhitzt wird,
usw. gedacht. Es handelt sich also um eine undurch- Es entsteht so ein undurchsichtiger Silikatüberzug,

sichtige Anstrichmasse, die nach dem Aufbringen 40 in welchem, anders als gemäß der vorliegenden Ertinnur zu trocknen braucht und bei der ein Erhitzen dung, das Siliziumdioxyd mit einem Oxyd eines keinesfalls vorgesehen ist. zweiwertigen Metalls eine Verbindung eingegangen

Die deutsche Patentschrift 611048 hat ein Ver- ist.