DE1940020A1

DE1940020A1 - Zweikomponenten-Silikatueberzuege

Info

Publication number: DE1940020A1
Application number: DE19691940020
Authority: DE
Inventors: Schutt John B; Schneider Robert H
Original assignee: SCHNEIDER ROBERT H; SCHUTT JOHN B
Current assignee: SCHNEIDER ROBERT H; SCHUTT JOHN B
Priority date: 1968-08-06
Filing date: 1969-08-06
Publication date: 1970-02-26
Also published as: BE737081A; US3615781A; GB1284942A; JPS5012453B1; FR2015165A1; NL6912015A

Description

Beschreibung zu der Patentanmeldung der Herren

Robert H₉ Schneider, 3639 Grennoch, Houston, Texas, USA und John B. Schutt, 2403 Peach Stone Ct., Silver Spring, Maryland, USA

betreffend

Zweikomponenten-Silikatüberzüge

Die Erfindung bezieht sich auf Silikatüberzüge, insbesondere auf neuartige Zwei-Komponenten-Silikatüberzüge, bei denen die Komponenten erst kurz vor ihrem Gebrauch vermischt werden» Die Oberzüge nach der Erfindung sind glänzend, schmutzabweisend, feuerbeständig, wasserfest und rostbeständig.

Es sind bereits Silikatüberzüge bekannt, welche ausgezeichnete Abrieb- und sogar Feuerbeständigkeit ergebenο Oberzüge dieser Art werden jedoch von Alkalimedien und sogar von Wasser rasch angegriffen O

Die Zusammensetzungen nach der Erfindung liefern eine Grundsubstanz, die für viele Oberzüge für vielerlei Anwendungen verwendet werden kann» Die Oberzüge können sowohl an der Luft als auch durch Brennen getrocknet werden» Sie ergeben eine glatte glänzende Oberfläche auf einem Substrat und können ohne Grundierung angewendet werden»

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Die Oberzüge nach der Erfindung unterscheiden sich von den Überzügen der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung Nr. insoweit, daß die Oberzüge erst kurz vor ihrem Gebrauch vermischt werden, da die Oberzüge so gebildet werden, daß aufgrund des hohen Silikatgehalts die Zusammensetzung nach ihrer Vermischung instabil wird=, Außerdem bilden die Oberzüge nach der Erfindung glatte glänzende Glasuren, während die Oberzüge nach der vorstehend genannten Patentanmeldung glanzlose Glasuren oder bestenfalls Satinglasuren ergeben, wenn sie durch Brennen getrocknet werden»

In einer besonderen Ausführungsform bilden die Oberzüge nach der Erfindung einen ausgezeichneten Feuerschutz für Polyurethanschaum oder dgl» Die Überzüge können auch so gebildet werden, daß sie gute Oberbrückungseigenschaften aufweisen und folglich ohne Rissig-Werden auf poröse Oberflächen aufgebracht werden können» Darüberhinaus sind die Überzüge äußerst hitzebeständig und brennen nicht, so daß sie zur Beschichtung von Polyurethanschaum verwendet werden, wodurch dieser Schaum nun auch dort angewendet werden kann, wo dies bisher aufgrund der Feuergefahr nicht möglich war.

Bei den Oberzügen nach der Erfindung können auch andere Aufbauschmittel verwendet werden. Z.B₉ kann den Oberzügen Zink beigemischt werden zur Herstellung eines galvanisierenden Oberzuges. Andere . Metalle in Pulverform können beigemischt werden, um den Oberzug korrosions- und abriebbeständig zu machen und um eine selbstschmierende Oberfläche zu erhalten. Die Oberzüge können auch mit Trü- . bungsmitteln und/oder Farbstoffen modifiziert werden»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zusammensetzung mit einem hohen Silikatgehalt für Oberzüge zu schaffen, welche wasserabweisende, feuer- und abriebfeste sowie schmutzabweisende Oberflächen bildetο Mit der Erfindung wird eine neuartige Zweikomponenten-Silikatzusammensetzung geschaffen. Die Oberzüge nach der Erfindung weisen eine glatte und glänzende Oberfläche auf. Sie sind feuerfest und können dazu verwendet werden, Polyurethanschaum feuerfest zu machen. Mit der Erfindung wird eine Grundsubstanz

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auf Silikatbasis geschaffen, welche durch Zufügung von Füllstoffen modifiziert werden kann und glänzende, schmutzabweisende, wasserbeständige und andere günstige Eigenschaften bei den fertigen Oberzügen ergibt.

Die Zusammensetzungen nach der Erfindung umfassen eine Grundsubstanz .„ welche ein Alkalimetallsilikat und kolloidale Kieselerde enthält und einen Feststoffgehalt von mindestens etwa 35 Gew.% und ein Siliziumoxid χ Alkalimetalloxid-Verhältnis VQft mindestens 8j1 hat. Mit "Feststoffgehalt" ist hier die Menge Alkaliraetallsilikat und aufgelöste kolloidale Kieselerde auf der Basis des Gesamtgewichtes des Mediums, in dem sie sich befinden, gemeint und nicht die anderen Komponenten, welche dem Oberzug beigemischt werden können.

Die aus einer Lösung und einer Dispersion bestehende Grundsubstanz wird durch Vermischen einer aus dem Alkalimetallsilikat bestehenden Lösungsphase mit einer aus der kolloidalen Kieselerdesüspension bestehenden Dispersionsphase gebildet. Nach der Vermischung ist der Feststoffgehalt mindestens 35%₉ und der pH-Wert der daraus resultierenden Lösungsdispersion ist zu Beginn hoch genug, um die Hydratation in dem Gemisch zu bewirken, woraufhin die Kieselerde in dem Gemisch mit Wasser koordiniert wird und Festkörper bildet, welche schließlich den Oberzug darstellen.

Der pH-Wert der Lösungsdispersion-Grundsubstanz liegt zunächst bei etwa 11 oder 12 oder höher, kann aber nach einer gewissen Zeit sinken und eine Vernetzung einleiten.

Ferner kann die Grundsubstanz nach der Erfindung durch Zusatz kleiner Mengen eines hydrocarbylen Silan-Benetzungsmittels und multivalenter Ionen, wie Calciumionen, modifiziert werden, letzteres zu dem Zweck, die Kieselerde nach Aufbringung des Gemisches als Überzug mit dem Substrat zu koordinieren.

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Die Zusammensetzung nach der Erfindung wird durch Vermischen einer Alkalimetall-Lösungsphase mit einer kolloidalen Kieselerde"-Diepersionsphase gebildet, wodurch die Lösungsdispersions-Grundsubetanz entsteht.

Die Alkalimetall-Lösungsphase umfaßt eine wäßrige Lösung eines Alkalinetallsilikates für Mischungen eineβ Alkalimetallsilikates. Derartige Alkalimetallsilikatlösungen sind in Handel erhaltlich lind gewöhnlich durch das Verhältnis von SiO₂ zu Alkaliraetalloxid bestimmt. Bei in Handel erhältlichen Lösungen variiert dieses Verhältnis von etwa IiI bis 3,9:1. Jedes dieser in Handel erhältlichen Alkalimetallsilikate kann verwendet werden, obwohl hier gezeigt wird, daß Alkalimetallsilikatlösungen mit einem hohen SiO₂:Alkalimetalloxideerhältnis vorzuziehen sind. Gemäß der Erfindung werden vorzugsweise Alkalimetallsilikatlösungen mit einen Si0₂:Alkalimetalloxid-Verhältnie von etwa 3:1 bis 4:1 verwendet. Wenn die erhältliche Alkalimetalleilikatlösung ein niedrigeres Molverhältnis aufweist, nuß das Holverhältnie von SiO₂: Alkalinetalloxid vorzugsweise gemäß den hier beschriebenen Verfahren erhöht werden.

Die. passenden wasserlöslichen Alkalimetallsilik&tlösungen für diese Erfindung sind Lithiumsilikat-, Kaliumsilikat- und Natriunsilikatlösungen.

Die hier verwendeten Alkalimetalloxide werden gewöhnlich durch M₂O ausgedruckt. Demnach ist Lithiumoxid LiO₂, Kaliumoxid K₃O und Natriumoxid Na.0. Das Molverhältnis zwischen SiO₂ und den Alkalinetalloxid wird also durch SiO₂:M₂O ausgedrückt.

GeaJLA der Erfindung kann die Alkalinetallsilikatlösunf in ihren gelüsten oder hydratisierten Kieselsäuregehalt durch Zusatz von Meta-Kieselsäure zu der Alkalinetallsilikatlösung aufbereitet werden, wenn ein Si0₂:M₂0-Molverhältni8 von 3:1 bis %:1 erzielt werden soll. Meta-Kieseleäure ist durch die Foreel SiO₂*H₂0 ausgedruckt. Jedoch ist Meta-Kieselsäure nit etwa 85 Gew.% ausreichend. Diese Formen sind dem Fachmann gut bekannt.

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Gewöhnlich wird Meta-Kieselsäure beigemischt, um das SiO-:M„O-Verhältnie der AlkalimetalIsillkatlösung auf etwa 3:1 oder 4:1 su erhöheh. Das Molverhältnis kann jedoch durch Zugabe von weiterer Meta-Kieselsäure weiter erhöht werden, und bei manchen Zusammensetzungen nach der Erfindung werden vorzugsweise Alkalimetalleilikatlösungen verwendet mit einem SiO₂:M₂O-Verhältnis von 5:1 oder mehr. Es sei erwähnt, daß das Molverhältnis einer Alkalimetalleilikatlösung durch Zusatz von Meta-Kieselsäure nur bis zu einer bestimmten Grenze erhöht werden kann. Bei Natriumeilikatlöeungen oder Kaiiumsilikatlösungen kann dieses Verhältnis bis auf 5,1:1 oder 5,5:1 erhöht werden. Bei Lithiumsilikatlösungen kann ein beträchtlich höheres SiO₂:LiO₂-Verhältnis bis zu 6,«4:1 erzielt werden.

Bei derart hohen SiC^MjO-Verhältniseen sind die Zusammensetzungen nach der Erfindung jedoch schwer zu handhaben und können leicht brüchige Oberzüge ergeben» Es wird noch gezeigt, daß nur in den Fällen, in denen der überzug genügend multivalente Ionen zur Vernetzung des Kieselerdenetzes besitzt, derart hochwertige Alkalimetallsilikatlösungen verwendet werden können.

Ee sei weiter bemerkt, daß bei Erhöhung des SiO₂:M₂O-Verhältnissee der Alkalimetallsilikatlösung die Konzentration von Kiesel erde und Alkalimetalloxid in dem wäßrigen Medium, in welchem diese Materialien gehalten werden, zu vermindern ist. Z.B. ist Kaliumsilikat in einer 35 Gew.%igen Lösung erhältlich, in der das SiO₂: :KjO-Verhältnis 3,3:1 ist. Wenn diese Lösung jedoch aufbereitet werden soll, um ein Molverhältnis von 4:1 zu erzielen, müßte vorzugsweise mehr Wasser su der Lösung gegeben werden, um die Gewichtskonzentration in de» wäßrigen Medium auf etwa 25 oder 30 Gew.% su reduzieren ο

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Gemäß der Erfindung wird eine Grundsubstanz gebildet, welche einen Feststoffgehalt von mehr als 35 Gew.% nach Vermischung der Alkalimetallsilikat-Lösungsphase mit der kolloidalen Kieselerde-Dispersionsphase aufweist= Wird das SiOrtiM^O-Molverhältnis der Alkalimetallsilikat-Lösungsphase sehr stark erhöht, muß der Feststoff gehalt der Phase entsprechend vermindert werden, um die Stabilität zu gewährleisten,, Folglich ist es schwierig, während der Vermischung das Gleichgewicht zwischen den beiden Phasen zu er~ reichen, um den gewünschten Feststoffgehalt in der fertigen Überzugsgrundsubstanz zu erhalten.

Die für die Zusammensetzung nach der Erfindung verwendete kolloidale Kieselerde-Dispersionsphase ist vorzugsweise ein kolloidales Kieselerdesol Derartige Dispersionen kolloidaler Kieselerde in Wasser sind gewöhnlich in Konzentrationen von etwa 50 Gew,% kolloidale Kieselerde erhältlich= Gewöhnlich werden geringe Mengen eines Alkalimetallhydroxids wie Natriumhydroxid verwendet ._t um die Stabilität zu gewährleisten, wodurch der pH-Wej't des kolloidalen Kieselerdesols sich in der Gegend von etwa 8,5 bis 9₃5 bewegt.

Zur Bildung der Grundsubstanz für die Überzüge nach der Erfindung werden die Alkalimetailsilikatlösung und das kolloidale Kieselerdesol mit anderen Komponenten vermischt, wie noch gezeigt wird, um eine Lösungsdispersion mit einem Feststoffgeha.lt von mindestens 35 GeWo%, ein SiO₂:M₂0-Molverhältnis von mindestens 8:1, vorzugsweise von 10:1 und daraus einen anfänglichen pH-Wert von 11 oder 12 und einen End-pH-Wert von 11 oder weniger zu erhalten«

Das SiOg^-O-Molverhältnis wird vor allem durch kolloidale Kiesel· erde von dem in der Alkalimetailsilikatlösung verfügbaren 3:1 oder f:l Niveau auf die gewünschten 8:1, vorzugsweise 9;1 oder 10:1 erhöht„ Die Verwendung eines derartigen vollen Kieselerdesols ist preiswerter und leichter als die Aufbereitung mit Meta-Kieselsäure.

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Die Lösungsdispereion ait dem erwähnten pH-Wert und Molverhältnis ist insofern instabil, als das Kieselerdenetz zu koordinieren und die Mischung derart zu verdicken neigt, daß sie ale Oberzug nicht mehr zu verwenden ist. Folglich werden - wie noch erläutert wird -die LÖBungs-Dispersione-Grundsubstanzen dieser Erfindung erst kurz vor ihrer Anwendung gebildet und innerhalb einer kurzen Zeit nach ihrer Bildung - etwa 2H Stunden - verwendet.

Eb können auch andere Kieselerdearten zusammen mit dem kolloidalen Kieselerdesol in der wäßrigen Dispersionsphase zur Bildung der Grundsubstanz nach der Erfindung verwendet werden_c Z.B. können geringe Mengen eines kolloidalen Kieselerdesols verwendet werden, bei dem die Kieselerde einen Oberflächenüberzug aus Aluminiumoxid aufweist. Der Aluminiumoxidgehalt in der Kieselerde ist äußerst gering und bewegt sich zwischen 0,0025 bis 0,010 Aluminiumoxidmolekülen pro SiOj-Molekül. Derartige Aluminiumoxid-Kieselerde wird vorzugsweise in kleinen Mengen bei der Zusammensetzung nach der Erfindung verwendet. Vorzugsweise beträgt der Aluminiumoxid-Kieselerdeanteil etwa 10 6ew.% der in der Dispereionsphase verwendeten Kieselerde.

Die Verwendung einer geringen Menge Aluniniumoxid-a Kieselerdia in den Zusammensetzungen nach der Erfindung hat eier sofern als vorteilhaft erwiesen, als dadurch der endgültige Oberzug gehärtet und ein Brechen vermieden zu werden scheint. Die AIuuiniumoxid-modifizierte Kieselerde wirkt jedoch verdickend, so daß bei Verwendung großer Mengen diese· Materials, entsprechend große Mengen Wasser zugefügt werden nüssen. Die Zugabe von Wasser erschwert die Erreichung eines 35%igen oder höheren Feststoffgehaltes in der Löeungs-Diepersions-€rundsubstanz nach Veraischen der Lösung·- und Dispersionsphase.

Ferner kenn eine kohlero#asseretoffmodifizierte oder "hydrophobe¹¹ Kieselerde in geringen Mengen in der Dispersionsphase verwendet werden. Diese hydrophobe Kieselerde wird durch die Anwesenheit von Oxyalkyl-Gruppen identifiziert, insbesondere Oxymethylgruppen, die an der kooidinierten Kieselerde in der Dispersion anhingen.

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Eine zweckmSßige hydrophobe Kieselerde ist bei DeGussa Inc. unter der Bezeichnung R-972 erhältlich.

Die Verwendung von hydrophober Kieselerde scheint den Wasserrand der Überzüge nach der Erfindung zu bewahren. Die Aluminiumoxidmodifizierte Kieselerde erfüllt den gleichen Zweck. In dieser Hinsicht scheinen diese Zusatzstoffe den raschen Waeserverlust von den Oberzügen, sobald sie aufgebracht sind, zu verhindern. Ist der Wasserverlust von den Oberzügen zu rasch, so brechen die Oberzüge leicht. Es scheint jedoch, daß die Ionen in den Oberzügen, in denen noch Wasser ist, diffundieren und eine Ruhelage finden, wodurch die Bildung eines starken integralen Siliziuranetzes in dem trockenen Ober-" zug gebildet werden kann.

Die Grundsubetanzen nach der Erfindung haben vorzugsweise einen Feststoffgehalt von 40% oder mehr. Gemäß der Erfindung haben die Lösungs-Dispereions-Grundsubstanzen nach der Erfindung einen Feststoff gehalt von wenigstens 35 Gew.% bei einem pH-Wert von etwa 11 oder mehr» In Gegensatz zu den Zusammensetzungen der eingangs genannten Patentanmeldung soll mit der Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung durch Vermischen der Alkalimetallsilikatlösung mit der kolloidalen Kieselerdedispersion eine Grundsubstanz geschaffen werden, welche diesen hohen Feststoffgehalt aufweist. Folglich erzielt win einen Oberzug mit einer hochglänzenden, schmützj abweisenden und feuerbeständigen Oberfläche. Ferner sind die Oberzüge nach der Erfindung äußeret dicht und keineswegs porös.

Die Grundsubstanz für die Zusammensetzung nach der Erfindung umfaßt zunächst die Vermischung der Alkalimetalleilikatlösung mit der kolloidalen Dispersion. Zur Koordinierung des Kieselerdenetzes können jedoch auch die Grundsubstanzen nach dieser Erfindung durch Zusatz von Silan-Benetzungsmitteln und durch multivalente Ionen modifiziert werden. Die restlichen Komponenten der Zusammensetzung sind eher Aufbauschmittel oder Zusatzmittel, die von dem besonderen Verwendungtzweck des Oberzuges als Komponenten der Grundsubstanz abhängen, auf dem die Oberzüge aufbauen.

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Es hat sich erwiesen» daß von den zu verwendenden Benetzungsmitteln die Silan-Benetzungsraittel besonders günstig sind. Diese Benetzungsmittel bieten die gewünschten Benetzungeeigenschaften für die Zusatzmittel und zerstören dennoch nicht die Wasserunlöslichkeit der endgültigen Zusammensetzung nach der Trocknung, da die Silan-Benetzungsmittel in dem fertigen Oberzug in die Kieselerdekoordinierung eindringen. Die Silan-Benetzungsmittel sind deshalb so günstig, weil sie ihre Benetzungsfunktion imaer erfüllen, gleichgültig welche Zusatzmittel bei der Zusammensetzung nach der Erfindung verwendet werden.

Die Silan-iBenetzungsmittel für die Grundsubstanz nach der Erfindung umfassen vorzugsweise zwei- oder dreifunktionale Silane, wie Kohlenwasserstoff- oder Oxy-carboxy-Alkoxy-Silane oder vierfunktionale Silane, wie Carboxy- oder Oxy-carboxy-Alkoxy-Silane, in denen der Kohlenwasserstoffanteil eine oxirane Sauerstoffunktion enthalt (Oxiran β Äthylendioxid). -· . <

Bei den zwei- und dreifunktionalen Silan-Benetzungsmitteln sind besonders die Alkyl-Alkoxy-Silane günstig, welche Dimethyl-Dimethoxy-Silane, Hethyl-Triiaethoxy-Sllane, Äthyl-Triaethoxy-Silane, Isopropyl-Triaethoxy-Silane, Methyl-Triäthoxy-Silane und dergleichen umfassenj Aryl-Alkoxy-Silane, welche Phenyl-Triaethoxy-Silane oder Alkyl-Triaethoxy-Silane umfassen! Oxy-Hydrocarbyl-Silane wie Methyl-Äthyl-Triaethoxy-Silane und dgl. Zu vierfunktionalen Silanen gehören solche, welche durch einen oxiranen Sauerstoffanteil in der Hydrocarbyl-Gruppe bestirnt sind, z.B. G&saaa-Glycidyloxy-Propyl-Trimethoxy-Silane.

Die dreifunktionalen Silane haben die Aufgabe, die dem Überzug zugesetzten Zusatzmittel zu benetzen. Die vierfunktionalen Silane sind als Benetzuagaaittel nich so wirkungsvoll, da von ihnen eine längere Kohlenwasserstoffkette abhingt. Der zusätzliche von der oxiranen Saueretoffgruppe gelieferte reaktive Sitz scheint zu einer größeren Vernetzung zu führen, wodurch die Härte des fertigen Obersugea verbessert wird. Folglich können auch Mischungen von drei-

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und vierfunktionalen Silan-Benetzungsmitteln verwendet werden. Es ist verständlich, daß das Benetzungsmittel umso wasserlöslicher ist, je kleiner die Alkyl-Komponenten der Silane nach der Erfindung sind. Daher werden solch kurzkettige Kohlenwasserstoffsilane vor allem dort verwendet, wo die Zusatzmittel schwer zu benetzen sind,, Wird also ein organisches Polymer-Zusatzmittel wie Polytetrafluoräthylen verwendet, wäre ein kurzkettiges Silan-Benetzungsmittel vorzuziehen. Wird Talkum oder dgl. als Zusatzmittel dem Oberzug beigemischt, so sind längerkettige Silane vorzuziehen. Die Silane verbessern die Haftfähigkeit der Oberzüge und machen sie geschmeidiger, leichter anzuwenden und scheinen die Verarbeitungsfähigkeit oder den Wasserrand der Überzüge während des Aufbringens zu gewährleisten. Die Silan-Benetzungsmittel werden in geringen Mengen beigemischt, die gerade ausreichen, um die Feststoffe zu benetzen und den erwünschten Wasserrand zu erhalten und werden vorzugsweise vor den Feststoffen beigemischt. Dia Silanmenge variiert üblicherweise zwisahen 2 und 15 Gew.t der Grundsubstanz ohne Zutatsetoff·. Das Silan wird durch Rühren beigeaischt und das Gemisch vorsugsweite noch etwa 3 bis 10 Minuten weitergerührt. Ee wird angenosjSMn ₍ daß das Sllan hydrolysiert und wahrend dieser Zeit ein Gleichgewicht bildet. Die Qrundsubstanz ohne Zusatzstoffe bezieht sich auf den Gberzug vor Hinzufügung von Farbstoffen, Trübungemitteln, Aufbauschmitteln und dgl.

Eine weitere Modifizierung der Oberzüge nach der Erfindung, die

die Unversehrtheit dea Überzuges und Waseerfeetigkeit gewährleisten soll, ist das Zusetzen eines multivalenten Metallionspenders zu der Grundsubstanz, Die multivalenten Metallionen scheinen den Oberzug zu vornetzen und die Unversehrtheit des Oberzuges zu bewahren.

Multivalente Metallionen werden in Fora eines Ionen enthaltenden Gemisches beigeaischt. Z.B. kann die Zufuhr von Caleiuaionen zu dem Gemisch dieser Erfindung in Form eines Zusatzes wie Kieselkalkspat geschehen. Aufgrund der multivalenten Beschaffenheit der Calciumionen in Kieselkalkspat können die Siliziumatome in dem Oberzug in einer Weise koordinieren, die bei monovalenten Metall-Ionen, wie Alkalimetallen, nicht möglich ist. Mit ähnlicher Wirkung

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können auch Magnesiumionen beigemischt werden, wobei z.B. Talkum als Zusatzstoff verwendet wird. Ein Fachmann wird erkennen, daß auch andere Zusätze verwendet werden können, um solche anderen multivalenten Ionen wie Blei, Eisen und Antimon einzuführen. Als Quellen hierfür seien Bleizirkonat, Bleititanat und Magnesiumtrisilikat angeführt.

Die Menge von Zusatzstoffen, welche nötig sind, um koordinierende mültivalente Ionen zu erhalten, hangt von dem Kieselerdegehalt des Oberzuges und von dem Grad der gewünschten Koordinierung ab. Gewöhnlich werden etwa bis 15 Gew₃% Kieselkalkspat auf der Basis der Grundsubstanz ohne Zusatzstoffe verwendet. Die Menge anderer Metallzusätze hängt ab von dem Metallionengehalt einer- gegebenen Gewichtseinheit des Zusatzstoffes. Generall kann jedoch festgestellt werden, daß etwa 10 bis 15 Gew»% eines Zusatzmaterial verwendet Werden, um mültivalente Ionen einzuführen= Es können jedoch auch größere Mengen von Kieselkalkspat oder Talkum zur Koordinierung des Kieselerdenetzes verwendet werden„ Diese Komponenten können auch dann in größeren Mengen verwendet werden, wenn sie als Aufbauach-, Trübungsmittel oder dgl. wirken. Hierbei weisen die Oberzüge nach der Erfindung keine negativen Auswirkung■»« auf, sondern es scheint, daß die Oberzüge ein umso größeres SiO₂sHjO-Molverhältnis ohne Brechen nach der Aufbringung des Überzuges aushalten können, je größer die Menge der zur Koordinierung des Kieeelerdenetzes verfügbaren Metallionen ist.

Es sei erwähnt, daß die multivalenten Metallionenkomponenten in den neuen Zusammensetzungen nach der Erfindung kombiniert verwendet werden können. Folglich können Kieselkalkspat (CaSiO₃), Bleititan und Bleizirkonat gemeinsam verwendet werden zur Vernetzung des Kieselerdenetzes und zur Drhydratisierung der kolloidalen Kieselerde, wodurch das Kieselerdenetz in dem fertigen Oberzug gebildet wird.

Neben den primären Komponenten - Alkalimetallsilikat und kolloidaler Kieselerde - können auch zusatzlich sekundäre Komponenten verwendet werden. Z.B. kann Kaliumtitanat als sekundäre Komponente und Trübungsmittel verwendet werden. Kaliumtitanat scheint den

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Oberzügen nach der Erfindung einen fibrösen Charakter zu verleihen und sie folglich miteinander zu verbinden, ohne daß sie brechen C

Gewöhnlich werden etwa bis 15 Gew.% Kaliuratitanat verwendet bezogen auf die Komponenten der Grundsubstanz, also die Alkalimetall" silikatlösung und die wäßrige kolloidale Kieeelerdedispersion. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die Verwendung dieser Zusatzstoffe je nach dem spezifischen Verwendungszweck des Oberzuges modifiziert werden kann«

Die Überzüge gemäß der Erfindung können mit vielerlei Materialien je nach dem Verwendungszweck aufgefüllt werden.. Ein besondere vorteilhafter Zusatzstoff ist fein verteilter Glimmer, Gewöhnlich werden alle Zusatzstoffe in fein verteilter Form verwendet_s vorzugsweise in einer Partikelgröße von weniger als 0,05 mm„ Durch Zufügung von Glimmer wird der Überzug äußerst hart und weist ausgezeichnete Überbrückungseigenschaften auf und kann folglich dazu verwendet werden, auf porösen Oberflächen einen nicht-brechenden kontinuierlichen Oberzug zu schaffen» Glimmer wird insbesondere dann als Zusatzstoff verwendet, wenn ein Oberzug für feuerfesten Polyurethanschaum gebildet werden soll_o Wenn Glimmer als Zusatzstoff verwendet wird, so meistens in einer Menge von etwa 20 Gew.% der Grundsubstanzkomponenten, also der Alkalimetallsilikatlösung und der wäßrigen kolloidalen Kieselerdedispersion,, Es versteht sich jedoch von selbst, daß die Zufuhr von Zusatzstoffen zu der Zusammensetzung nach der Erfindung von der gewünschten Konsistenz des Überzuges, den anderen zugeführten unlöslichen Komponenten und dgl₀ abhängtο

Es können auch verschiedene andere Zusatzmittel verwendet werden,, Kaolinit z_oBo scheint die Reinheit des Oberzuges zu gewährleisten und wirkt als Puffer in der Zusammensetzung zur Stabilisierung des pH-Wertes„ Ferner können Farbstoffe, wie Z₀B₀ Titanoxid, Eisenoxid und dgl» als Zusatzstoffe verwendet werden.

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Die Oberzüge gemäß der Erfindung können auch durch Zugabe von Zinkstaub ähnlich wie bei der eingangs genannten Patentanmeldung modifiziert werden» Aufgrund seiner Reaktivität kann Zink in großen Mengen verwendet werden, so daß er bei dem fertigen Oberzug etwa 60% ausmacht» Die Zink-modifizierten Oberzüge nach dem Zweikomponentensystem werden so gebildet, daß der Zinkstaub weder mit der Alkalimetal 1 silikat lösung s phase noch mit der kolloidalen Kieselerdesolphase vor ihrer Vermischung in Berührung kommt» Der Zinkstaub ist so' reaktiv, daß er weder in die Aikalimetallsilikatlösungsphase noch in die kolloidale Kieselerdesolphase gegeben werden kann und keiner dieser Phasen eine genügende Verarbeitungsdauer zu verleihen vermag. Deshalb sind Zink-modifizierte Oberzüge nach der Erfindung wesensmäßig Dreikomponenten-Überzüge, in denen die Alkalimetallsilikatlösung, die wäßrige kolloidale Kieselerdesoldispersion und der Zinkstaub erst kurz vor ihrer Verwendung miteinander vermischt werden«

Ferner können weitere Zusatzstoffe wie bei der obengenannten Patentanmeldung verwendet werden, gewöhnlich in Mengen bis zu 35 Gew,% der Lösungs-Dispersions-Grundsubstanz. So können z.B. rostfreie Stahlblättchen, Aluminiumpulver und dgl,, verwendet werden, um den Oberzug hart_s rostbeständig und dgl₀ zu machen. Ferner können fein verteilte organische Polymere_s wie fein verteiltes Polytetrafluoräthylen verwendet werden. Bei Verwendung derartiger organischer Polymere sollte die wäßrige kolloidale Kieselerdedispersion vorzugsweise etwas Aluminiumoxid-modifizierte Kieselerde zur Unterstützung der Benetzung des Polymers enthalten =>

Die Zusammensetzungen nach der Erfindung können auch· durch organische Zusatzstoffe modifiziert werden, um die Flexibilität der Oberzüge zu erhöhen und ein Brechen zu vermeiden» Zu dem Zweck können die Überzüge beispielsweise durch Zufügen einer Latexemulsion oder acetoxierten Polyäthylenemulsion modifiziert werden» Diese Zusatzstoffe werden in geringen Mengen von etwa 10 bis 15 Gew_o% der Alkalimetallsilikatlösung und der wäßrigen kolloidalen Kieselerdedispersion geliefert.

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".Bei der Bildung der Zusammensetzungen nach der Erfindung hat sich herausgestellt, daß die größte Wasserbeständigkoit bei dem fertigen Oberzug dann erreicht ist, wenn alle Zusatzstoffe in die Alkalimetallsilikatlösung gegeben werden und die wäßrige kolloidale Kieselerdedispersion unmodifiziert bleibt bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Lösungs- mit der Dispersionsphase vermischt wird«, Man erhält jedoch auch befriedigende Überzüge, wenn die verschiedenen Komponenten vor der Vermischung der beiden Phasen zwischen der AlkalimetallBilikatlösung und der kolloidalen Kieselardedispersion verteilt werden. Vorzugsweise soll in jedem Fall zumindest ein Teil dee Silan-Benetzungemittels in der Alkalimetalleilikatlösung verbleiben. Ferner wurde gefunden, daß bei Verwendung extrem feiner Titansäurepartikel die Titansäure vorzugsweise nur zu der Alkalimetalleilikatlösung gegeben werden und vor der Vermischung der beiden Phasen nicht in die wäßrige kolloidale Kieselerdedispersion gelangen soll.

Die Oberzüge gemäß der Erfindung werden unter schnellem Rühren durch Vermischen der Alkaliaetalleilikatlösung mit der wäßrigen kolloidalen Kieselerdedispersion, welche die verschiedenen anderen Komponenten enthalten, gebildet. Wenn die Mischung so lange gerührt ist, •b'As sie gleichförmig erscheint, wird sie etwa eine Stunde lang stehen gelassen, bis sie ein Dispersionsgleichgewicht erreicht hat. Nach der Vermischung erhärten die Zusammensetzungen nach der Erfindung von selbst auch ohne bedeutsame Wasserverdunstung und haben eine Verarbeitungszeit von etwa 21 bis 48 Stunden, weshalb sie kurz nach der Vermischung der Silikatlösungsphase und der wäßrigen kolloidalen Kieselerdedispersion aufgebracht werden müssen.

Die Grundsubstanz diäter Erfindung, bestehend aus der Alkalimetallsilikatlösung, der wäßrigen kolloidalen Kleeelerdedispersion und vorzugsweise einem Benetzungsmittel und einem multivalenten Metallion, bildet ohne weitere Zusatzmittel einen ausgezeichneten brenntrockenen Öberzug. Durch weitere Zugabe von Talkum, Glimmer oder dgl. werden glatte, glänzende, lufttrocknende Überzüge gewonnen. Diese selbsterhärtenden, lufttrocknenden Überzüge können natürlich, wenn «s gewünscht wird, noch bei hohen Temperaturen gebrannt werden. Hierbei nuß jedoch darauf geachtet werden, daß der Trockenpsroeeß

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nioht so schnell vor sich geht, daß der Oberzug brüchig wird. Es ißt Üblich, die Zusammensetzungen nach der Erfindung bei einer Temperatur zwischen 37° und 121°C zu brennen.

Die Zusammensetzungen nach der Erfindung können ale Oberzug für viele Substrate verwendet werden, z.B. Metall, Kunststoff, Holz, und Jceramieche Matrialien wie Stein oder Ziegel, sowie für PoIyurethanschaum. Sie werden gewöhnlich in einer Dicke von 25 bis 775 Mikron verwendet.

Die Zusammensetzungen nach der Erfindung können auf das Substrat durch Bürsten, Sprühen, Streichen, Eintauchen oder jedes beliebige andere Verfahren aufgebracht werden. Die Art der Aufbringung bestimmt manchmal die Viskosität der Oberzüge_c Die Viskosität kann durch Änderung dee Wassergehaltes in dem Überzug verändert werden, ohne daß dadurch die Oberzugseigenechaften negativ beeinflußt werden. Jedoch sollte nicht so viel Wasser beigemischt werden, daß der Feststoffgehalt der Grundsubstanz auf unter 3 5 Gew„% sinkt-Wird Wasser in großen Mengen beigemischt, so nehmen die Zusammensetzungen dieter Erfindung den Charakter der Zuteisaensetzungen nach der einsänge genannten Patentanmeldung an. Die daraus .'ah ergebenden Überzüge wären dann dünner« poröser und nicht so dicht wie ■'' jenigen, die sich bei eine» Feststoffgehalt der Grundsubstanz von nshr als 35 Gew.% ergeben.

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Beispiel 1

Zu einer Komponente A bestehend aus 200 g Kaliumsilikatlösung mit einen Feststoffgehalt von etwa 35% und einem SiO-iKjO-Verhflltnis von 3,3:1 wird der Inhalt der Komponente B bestehend aus 200 g eineβ etwa 50%igen kolloidalen Kieselerdesols mit einem pH-Wert von etwa 9,5 unter ständigem Rühren gegeben. Die beiden Mengen werdeh so lange gemischt, bis das kolloidale Kieselerdesol gleichförmig verteilt ist. Die kombinierte Lösungβ-Dispersion hat ein SiO₂: rK.O-Verhältnie von etwa 10:1. Diese Zusammensetzung kann durch Eintauchen, Aufsprühen oder dgl. auf ein metallenes Substrat wie Stahl oder Aluminium aufgebracht werden. Der Oberzug sollte dann bei etwa 107⁰C gebrannt werden und ergibt sodann einen klaren glänzenden Oberzug.

Ein ähnlicher Öberxug kann hergestellt werden, wenn die Konipontmte B 168 g eines etwa 50%igen kolloidalen Kieselerdesols enthalte Es entsteht dann ein Oberzug mit einem SiO-:K-ö~MolverhäTtnls von et* wa 8.8:1,

Mit der Zusammensetzung nach Beispiel 1 kann auch ein durchsichtiger Oberzug hergestellt werden, indem sowohl der Komponente A ale auch der Komponente B geringe Mengen eines multivalenten Metallionspenders zugesetzt werden. Mischt man beispielsweise etwa Ig Kieselkalkspat in die Komponente A und Ig Kieselkalkspat In die Komponente B, bevor beide Komponenten miteinander vermischt werden, so erhält man einen durchsichtigen Oberzug. Es können auch andere Komponenten zur Herstellung eines durchsichtigen Oberzuges verwendet werden, wie Bleizirkonat, Bleititanat und Magnesiumtrisilikat.

Die Zusammensetzung gea&ft Beispiel 1 kann auch durch Zusatz eines Silan-Benetzungemittels modifiziert werden. Z.B. können auch etwa ·». Gew..% eines Silan-Benetzungszdttels in die Komponente A und etwa 1 Gew.% in die Komponente ^:B:: gemischt werden. Vorzugsweise werden drei- und \xerfunktionale Silan-Benetzungsmittel verwendet.

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Beispiel 2

Die Komponente A wird dadurch gebildet, daß zu 200g einer Kaliumsilikatlösung mit einem Feststoffgehalt von 35% und einem SiO₂:K₂0-Molverhältnis von 3,3:1 4 g Methyl-Trimethoxy-Silan, 8 g Kieselkalkspat, 15 g Kaliumtitanat und 5 g Glimmer gegeben werden <. Die Komponente B wird gebildet, indem zu 200 g eines 50 Gew«%igen kolloidalen Kieeelerdesols mit einem pH-Wert von 9,5 8 g Kieselkalkspat, U g einer hydrophoben Kieselerde (mit anhängenden Oxymethyl-Gruppen) 5 g Kaliumtitanat sowie 10 g Glimmer gegeben werden.

Komponente A und B werden getrennt gemischt, bis alle Bestandteile gut verteilt sind. Nach vollständiger Dispersion jeder Mischung wird die Komponente ¹Bv unter ständigem Rühren langsam zur Komponente A gegeben· Die daraus entstehende Zusammensetzung wird geschüttelt und ins Gleichgewicht gebracht, bis vor der Anwendung eine feine Dispersion entsteht« Die obige Zusammensetzung hat ein SiO«:K-O-Verhältnis von etwa 10:1«,

Will man eine Zusammensetzung mit einem niedrigeren SiO₂:K₂O-Verhältnis erhalten, so werden statt 200 g eines 50%igen kolloidalen Kieselerdesols nur 168 g verwendete Um in einer derartigen Zusammensetzung gute Viskosität zu erhalten, mischt man statt 10 g Glimmer lediglich 30 g in die Komponente B₀

Beispiel 3

Die Komponente A wird gebildet, indem zu 200 g einer Kaliumsilikatlösung mit einem Feststoffgehalt von 35% und einem SiO₂:K₂Q-Verhältnis von 3,3:1 ^ g Phenyl-Trimethoxy-Silan, 20 g Kieselkalkspat, 32 g Titansäure, 20 g Talkum und 50 g Glimmer gegeben werden. Komponente B wird gebildet, indem zu 168 g eines 50%igen kolloxdalen Kieselerdesole mit einem pH-Wert von 9,5 8 g Kieselkalkspat, H g hydrophobe Kieselerde, 20 g Titansäure und <f0 g Glimmer gegeben werden.

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Die Bestandteile von Komponente A und B werden vollständig diepergiert und hydrolysiert, woraufhin der Inhalt von Komponente B unter· mechanischer Bewegung zur Komponente A gegeben wird. Die hieraus entstehende Lösungs-Dispersion hat ein SiO.rK-O-Verhältnis von etwa 8,8:1 und einen Feststoffgehalt von 41,8%. Die Lösungs-Dispersion ruht dann etwa ein bis zwei Stunden, bis ein dispersives Gleichgewicht gewonnen ist. Daraufhin kann der Oberzug auf ein Substrat aufgebracht werden.

Ein Oberzug gemäß diesem Beispiel wird auf einen neuen Betonblock aufgebracht und trocknen gelassen. Nach Untersuchung des Blockes mit einem Vergrößerungsglas wird festgestellt, daß in den Poren des Betonblockes eine ausgezeichnete· überbrückung ohne Risee erreicht wurde.

In einem weiteren Versuch wurde der Überzug gemäß Beispiel 3 auf eine Zeder aufgebracht und trocknen gelassen„ Nach mehreren Stunden wurde die Zeder mit einem Vergrößerungsglas betrachtet und keine Risse entdeckt, jedoch hatte sich die Oberfläche verfärbt. Diese Verfärbung beeinträchtigte den Oberzug nicht, und es wird angenommen, daß die Verfärbung von den wasserlöslichen Säuren in der Zeder herrührt.

Ein Oberzug gemäß Beispiel 3 wurde auf eine in Matagorda, Texas, an der Küste stehende Zeder aufgebracht. Die Lösung trocknete eine Woche, wurde danach untersucht und zeigte keinerlei ungünstige Wirkung. Der erste Oberzug hatte βiah wie bei dem vorangehenden Beispiel verfärbt. Bei einem zweiten Oberzug wurde keine Verfärbung festgestellt. Naqh ·»5 Tagen, während der der Oberzug feuchter Salzluft ausgesetzt war, wurden keine negativen Folgen entdeckt. In einem weiteren Versuch wurde ein Oberzug gemäß Beispiel 3 auf einen halbglänzenden Vinyl-Acryl-Latex-Oberzug auf einer Gelbfiahte aufgebracht. Die Haftfähigkeit auf dem Latex schien gut zu sein, •o daß da· Muster 120 Tage lang dem Wetter ausgesetzt wurde. Der Oberzug war nicht abgebröakelt und zeigte keine anderen negativen Folgen.

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BAD ORIGiNAL

Der Oberzug gemäß Beispiel 3 wurde gemischt und von Hand auf die Zeder und Gelbfichte aufgetragen* Nach dem Trocknen wurden keine Risse entdeckts Beide Muster wurden mit der beschichteten Weite der Flamme eines Bunsenbrenners ausgesetzt. Der Oberzug brannte nicht j obwohl die Muster eine ganze Zeit lang über den Brenner gehalten wurden und die andere Seite des Holzes zu brennen begann~.

Der Überzug gemäß Beispiel 3 wurde als sehr dicker Oberzug von etwa 1300 bis.1820 Mikron auf das HoIs aufgetragen und trocknen gelassen» Es traten keine Risse auf„ Nach zweiwöchiger Lufttrocknung wurde der Oberzug 30 Minuten lang Öl und Wasser auegesetzt, was keine negativen Folgen ergab.

In einem weiteren Versuch wurde der Oberzug gemäß Beispiel 3 auf die Objp.rflache einer Polyurethanschaumplatte aufgebracht. Nach zweitägigem Trocknen haftete der Oberzug fest an dem Schaum, und dieser wurde der Flamme eines Propanbrenners ausgesetzt« Der Schaum wurde so stark erhitzt₉ daß man Freongas aus dem Schaum entweichen hören konnte; nach Wegnahme der Flamme war der Oberzug jedoch unbeschädigt und wies eine glatte Oberfläche auf₈ welche leicht zu säubern war₀

Der Öberzug gemäß Beispiel 3 wurde auf alle Seiten eines Blockes aus Polyurethansehaum aufgebrachte Nach mehrtägigem Trocknen wurde der beschichtete Block in eine Gasflamme gestellt. Nach zehn Minuten wurde das Feuer ausgemacht. Der Block blieb unversehrt, obwohl er von der Hitze verzogen war. Nach Abbrechen des Oberzuges wurde festgestellt, daß der Schaum hinter dem Oberzug geschmolzen war.. Solange er jedoch der Flamme ausgesetzt war, brannte- der Schaum nicht«,

In einem weiteren Versuch wurde der Oberzug nach Beispiel 3 auf eine aus gepreßten Rohrfasern hergestellte akustische Deckenplatte aufgebracht. Die Platte hatte U,8 mm große Löcher mit 1,3 cm Mittenabstand, und der Oberzug wurde auf die Oberfläche aufgebracht, um die Löcher zu überbrücken₀ Nach dem Trocknen wurde der Oberzug

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nicht rissig. Ee wurde festgestellt, daß das Material eine Verarbeitungezeit von 2*t Stunden hatte. Nach 21 Stunden begann das Material zähflüssig zu werden. Ee konnte trotz seiner Zähflüssigkeit dazu verwendet werden, größere Risse auszufüllen und floß sehr gut wieder heraus, nachdem es nach 21'Stunden in die Risse eingefüllt wurde und neigte zum Rissig-Werden bei Anwendung in sehr dicker Form. Die Haftfähigkeit schien hierunter jedoch nicht zu leidenv

Beispiel ^

Die Komponente A wird gebildet, indem man.su 200 g einer Kalium— silikatlöeung mit oinen Feststoff gehe. Xt von 35 % und einem SiO₂: K₂:-Molverhältnis von 3,3:1 4 g Methyl-Trimethoxy-Silan, 20 g Kie selkalkspat, 32 g Titansäure, H g hydrophober Kieselerde, 20 g Talkum und 58 g Glimmer gibt. Komponente B besteht aus 168 g einer 50%igen wäßrigen Dispersion eines kolloidalen Kieselerdesols mit einem pH-Wert von etwa 9,5.

Der Inhalt der Komponente IBo wird unter schneller Bewegung zur Komponente A gegeben, um eine vollständig· Dispersion zu erreichen. Wenn nötig, wird di· eich hieraus ergebend· Lösungs-Dispersion eine Stunde stehen gelassen, um ins Gleichgewicht zu gelangen. Der so entstehende Oberzug hat einen Feststoffgehalt von etwa 11,8% bei einem SiOj'.KjO-Molverhältnis von etwa 8,8:1.

Die oben angefahrten Zutemmenaetsungen, bei denen Silan-Benetzungsmittel verwendet werden, können durch Zusatz von Aluminiumoxidmodifixierter Kieselerde In geringen Mengen - bi* etwa 10 g -sowohl su Komponente A als auch B Kodifiziert werden.

Es folgen weitere Beispiele. Ee «ind jeweils nur die Bestandteile von Komponente A und B angeführt. Die Kaliums 11 ikatlösung ist .;,, eine'35 Se*.%ige Lösung mit eine» SiOj.-KjO-Verhiltnis von 3,3:1.

BAD ORIGINAL

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Beispiel Komponente A Kaliumsilikatlösung 380 g Titansaure 75 g PhenjSrTrimethoxy-Silan 9,6 g

Glimmer 130 g

hydrophobe Kieselerde 5 g

Kieselkalkspat 18 g Komponente B

50 Gewo% kolloidales Kiesel» erdesol (pH « 9₉5) 308 g

Die hieraus entstehende Lösungs-Dispersion hat ein Si0₂:K₂0-Molverhältnis von etwa 10 zu 1 bei einem Feststoffgehalt von etwa 42 Gew.%.

Die Zusammensetzung wurde über einen neuen Betonblock gegossen zur Füllung der Poren und ergab einen lufttrocknenden Oberzug von etwa 208 Mikron Dicke. Es wurden keine Risse festgestellt,, Die gleiche Zusammensetzung kann zur Beschichtung von Polyurethanschaum zur Verbesserung der Feuerbeständigkeit verwendet werden. Wenn die Färbung nicht wesentlich ist, kann die Titahsäure weggelassen werden und zusätzlicher Glimmer beigemischt werden. Hierdurch kann eine isolierende Zusammensetzung erreicht werden.

Beispiel 6 Komponente A Kaliumsilikatlösung 200 g Kaliumtitanat 30 g Komponente B

50 Gew.V. kolloidales Kieselerdesol (pH=9,5) 170 g

Kaolinit 20 g

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Dieses Gemisch ist lufttrocknend und wird dazu verwendet , Polyurethanechaum feuerfest zu machen; hierzu ist allerdings die Verwendung von Glimmer als Zusatzmittel günstig.

Beispiel7

Komponente A

Kaiiumsilikatlösung 200 g

TitansÄure 35 g

Kaliumtitanat 10 g

\ Komponente B

50 Gew.* kolloidales Kiesel-

erdesol (pH = 9,5) 208. g

acetoxierte Polyäthylenemulsion 50 g

Talkum 30 g

Kieselkalkspat to g

Die entstehende Zusammensetzung hat einen Festatoffgehalt von etwa

Beispiel Komponente A Kaliumsilikatlösung 200 g Kaliumtitanat 20 g Titanstur« 20 g Komponente B

50 Gew. I kolloidale Kiesel-

erdesol <pH « 9,5) 170 g

Kaliuutitanat 10 g Bleititanat 2g Bleizirkonat Mg Kiesalkalkepat 30 g

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Beispiel?

Komponente A

Kaliumsilikatlösung 200 g

Titansaure 35 g

Methyl-Trimethoxy-Silan 3 g

Talkum 20 g

Komponente B

50 Gew.% kolloidales Kiesel-

erdesol CpH * 9,5) 170 g

Talkum SO g

Glimmer 5 g

Kieselkalkepat 40 g Beispiel 10 Komponente A KalivnsillkatlOsung 200 g Titanslure ' 35 g Komponente B S0 6M.I kolloidale· Kiesel-

erdesol CpR β 9,5) 208 g

Talkum 50 g

Kleeelkalkepat 10 g Dimethyl-Dieethoxy-Silan 4 g

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Claims

_fu 194002Q

P a t β η t a η s ρ r Ü c h e

1. Zusammensetzung für einen Zweikomponentensilikfctüberzug, gekennzeichnet durch eine Lösungsdispersionsmischung aus einer Lösungsmittelphase, die wäßriges Alkalimetalleilikat mit einem SiOgtMjO-Molverhältnie von wenigstens 3:1 enthalt, und mit einer Dispersionsphase, die eine wäßrige kolloidale Kieselerdedispersion enthält, durch eiiien Feetstoffgehalt der Mischung an Alkalimetallsilikat und kolloidaler Kieselerde von wenigstens 35 Gew.%, und durch ein SiO₂:M₂0-Molverhältnis der Mischung von wenigstens 8:1, wobei M ein Alkalimetall bedeutet.

2. Zusammensetzung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das SiO.:M₂O-Verhältnie der Alkalimetallsilikatlösung 3:1 bis H:l beträgt»

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Feststoffgehalt der Mischung mindestens 40 und bis zu HS Gew.% beträgt.

•+e Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e η η -ä zeichnet , daß das SiO ^«O-Molverhältnis der Mischung wenigstens 9:1 und vorzugsweise 10:1 beträgt.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 4, ge kenn

ze i c h η e t durch die Zugabe eines fein verteilten Füllstoffes, um der fertigen Mischung lufttrocknende Eigenschaften zu verleihen.

6. Zusammensetzung nach Anspruch S, dadurch g e k e η η -zeichnet, daß als Füllstoff fein verteilter Glimmer verwendet wird.

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194002Q

7. Zusammensetzung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Füllstoff in einer Menge bis zu 3S Gew.t beigegeben wird.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 5 bis 7, gekennzeichnet durch die Zugabe eines wasserlöslichen Silane zum Benetzen des FUllstoffes.

9» Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η -zeichnet , daß als wasserlösliches Silan ein difunktionales. tr!funktionales oder quadrifunktionales Hydrocarbyl-Polyalkoxy-Silan verwendet, wird aus der Gruppe der Dialkjl-Dialkoxy-Silane, Alkyl-Trialkoxy-Silane, Aryl-Trialkoxy-Silane, Alkoxy-Alkyl-Trialkoxy-Silane und verwandter Verbindungen, worin der Hydrocarbyl- oder Oxyhydrocarbylteil eine Äthylendioxidsauerstoffgruppe umfaßt.

10. Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 9, gekenn -zeichnet durch einen Anteil eines multivalenten Metallionenspenders zum Koordinieren des Siliziumnetzwerkes in dem Oberzug nach dem Auftragen.

11. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η -zeichnet , daß der multivalente Metallionenspender aus der Gruppe Calcium, Magnesium, Blei und Antimon gewählt ist.

12. Zusammensetzung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß als multivalente Metallionen - -spendende Verbindung Kieselkalkspat, Talkum Bleizirkonat, Bleititanat, Magnesiumtr!silikat oder Mischungen derselben verwendet sind.

13. Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch ge* kennzeichnet , daß bis zu 10 Gew.% der kolloidalen Kieselerde in der Dispersionsphase einen Oberflächenüberzug aus aufweisen.

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IH. Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß bis zu 10 Gew.% der kolloidalen Kieselerde aus hydrophober Kieselerde mit anhängenden Qxyalkyl-Gruppen bestehen.

15. Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis IU, gekennzeichnet durch Zinkstaub als getrennte Phase, der der Lösungephase und der Dispereionephaee kurz vor Gebrauch bis zu 90 Gew.% bezogen auf den getrockneten Oberzug zugesetzt wird,

16 ο Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 15, gekenn -zeichnet durch einen Pigmentanteil, der der Lösungsphase kurz vor dem Zusammenmischen zugegeben wird.

17. Zusammensetzung nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η -zeichnet, daß als Pigment Titandioxid verwendet wird.

18. Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 17, gekennzeichnet durch Kaliumtitanat als Sekundärfilmbildner.

19» Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 18, gekenn -zeichnet durch einen Latexemulsionsanteil zum Verhindern des Reißens des aufgebrachten Oberzugesο

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