DE1952695A1

DE1952695A1 - Anstrich bzw. Beschichtung und Verfahren zur Herstellung hiervon

Info

Publication number: DE1952695A1
Application number: DE19691952695
Authority: DE
Inventors: Wile Raymond Glen Irving
Original assignee: HALLMARK CHEMICAL CORP
Current assignee: HALLMARK CHEMICAL CORP
Priority date: 1968-10-22
Filing date: 1969-10-20
Publication date: 1970-06-18
Also published as: FR2021265A1; US3510339A

Description

Hallmark Chemical Corporation in Irving (Texas, USA)

Anstrich bzw. Beschichtung uad Verfahren zur Herstellung

hievon

Die Erfindung bezieht sich auf Anstriche bzw. Beschichtungen, Mischungen zur Herstellung derselben und auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Anstriche bzw. Beschichtungen· Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf härtbare Mischungen, welche zur Beschichtung von Fußböden, Wänden u.dgl. verwendet werden können.

Bisher als Anstriche bzw. Beschichtungen von Fußböden und Wänden verwendete Mischungen auf Basis von Polyepoxyden wurden in einer Stärke von etwa 6,3 mm oder weniger aufgetragen, wobei sich in der Anwendung verschiedene schwerwiegende Einschränkungen ergaben. Eines der am häufigsten auftretenden Probleme bei der Herstellung von Anstrichen bzw. Beschichtungen aus aushärtbaren Mischungen auf Basis von Polyepoxyden besteht im Ausschwitzen nicht umgesetzter Polyepoxyde aus dem Anstrich bzw. der Beschichtung, womit die Oberfläche des Anstriches bzw. der Be-

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schichtung klebrig wird oder ein fettiges Aussehen annimmt. Darüber hinaus besaßen die bisher bekannten Anstriche bzw» Beschichtungen eine nicht entsprechende Färbung (2 nach Gardner), unzureichende Schlagfestigkeit, geringe Flexibilität und damit auch geringe Yerschleißfestigkeit.

Es ist nun Ziel der Erfindung, Anstriche bzw» Beschichtungen auf Basis von Polyepoxyden zu schaffen, welche, auf Fußböden, Wände u.dgl. aufgebracht, ästhetisch entsprechen, hohe Schlagfestigkeit besitzen und eine gute Flexibilität zeigen. Solche Anstriche bzw« Beschichtungen sollen als dünne Deckschicht eine. Schicht hoher Verschleißfestigkeit besitzen, aus welcher weder Polyepoxyd noch das zum Härten des Polyepoxyds verwendete Amin ausschwitzt. Es ist weiters Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren zur Oberflächenbeschlchtung verschiedenster Gegenstände und Bauwerksteile, beispielsweise Fußböden, Wänden od. dgl. zu schaffen.

Zu diesem Zwecke ist ein Anstrich bzw. eine Beschichtung von Fußböden und Wänden gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine haftfeste Grundierung auf Basis eines Polyepoxyds mit einem Epoxydäquivalent von mehr als 1 und einem Min als Härter, auf der Grundierung zerkleinertes Material und als Deckschicht eine, solche auf Basis eines Polyglycidyläthers eines mehrwertigen Phenols mit einem Epoxydäquivalentgewicht von mehr als 150 und einem flüssigen Pplyoxypropylenamin der allgemeinen Formel

CH, CH,

I 3 .-..,■ ι 3
4

NH₂— CHCH₂-4 OCH₂-CH

in welcher χ eine Zahl von 2 bis 34 ist, undf/oder der Formel

- 2 - ■

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CH₂-4 OCH₂ CH ^j- NH₂

CH₃ CH₃ CH₂ C — CH₂ -fr OCH₂ -CH*

CH₂—fr OCH₂-

in welcher t+b+c »5,3 gilt, aufweist.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung wird die Grundierung auf die Unterlage, beispielsweise den Fußboden, die Wand od. dgl«, welche aus eineM der üblichen Materialien, beispielsweise Beton, Stuck, Holz, Metall, Kunststoff od. dgl« bestehen kann, aufgetragen und bildet dort eine haftfeste Barriereschicht·

Für die Herstellung der Grundierung kann irgend eines der bekannten Polyepoxyde Mit eineM Epoxydäquivalent von Mehr als i Terwendet werden. Wie bekannt, Können solche Polyepoxyde, welche allenfalls von Monoepoxyden begleitet sind, durch Kondensation von Epichlorhydrin Mit eineM Mehrwertigen Alkohol, beispielsweise Äthylenglykol, Dlathylenglykol, Glycerin, Diglycerin oder Mit eineM Mehrwertigen Phenol, beispielsweise Brenzkatechin, Resorcin, eineM Trihydroxybenzo^ Di-(hydroxyphenyl)-Methan, eineM Di-(hydroxyphenyl)^ than, eines Di-(hydroxyphenyl)-propan u.dgl., hergestellt werden« Vorzugsweise wird für die Herstellung der Grundierung ein durch Kondensation von Epichlorhydrin Mit 2,2-Bis-(p-hydroxyphenyl)-propan (in der Regel als Bisphenol A bezeichnet), welches als reaktionsfähiges Verdünnung■-Mlttel Krasylglycidyläther enthält und ein Epoxydäquivalentgewicht von 175 - 195 besitzt, verwendet«

Bei Herstellung der Grundierung kann als Härter für das Polyepoxyd Irgendein für den genannten Zweck bekannter Härter, beispielsweise ein priMäres AMin, ein sekundäres AMin, ein tertiäres AMin, eine quaternäre AMMoniuM-verbindung, ein Friedel-Crafts-Katalysator, ein PolyamidoaMin,

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eine Polycarbonsäure oder ein Polycarhonsäureaiihydrid, verwendet werden. Konkrete Beispiele für βοlohe als Härter brauchbare Asine sind Äthylendiasin, Diäthylendiasin, Diäthyl ent riaiain, Diäthylasinopropylasin, Piperazin, Diaainoaethan, Benzyl-disethyl-asln, Diasinodiphenyleulfon, Dicyandiasid und Isinobiepropylasin. In der Regel werden als Härter in der uriradierung Asine verwendet. Besondere braucbbara Härter sind hiebei solche Amine, welche durch Anlagerung von Alkylenoxyden, beispielsweise Äthylenoxyd oder Propylenoxyd, an Asine erhalten werden und Polyamine darstellen, wie dies beispielsweise für N-Hydroxyäthyl-ttthylendiaain, N-Hydroxyäthyl-pentasiethylendiaiiin, N-Hydroxyäthyl- -dläthyleatrlaBin u.dgl. gilt. Als Härter in der zur Herstellung der Gruadierung rerwendeten Hisehung ist insbesondere ein aus eines Äthylenozyd oder ein sos einem QiäthylendiaBln hergestellte· AÜSukt, beispieleweise N-Hydroacyäthyl- -diäthylentriaiiin, von Vorteil.

In der zur Herstellung der Srondierung verwendeten Mischung 1st der für die Härtung des Polyepoxide erforderlich® Härter in der fiegel in einer Menge von 20 - 70 Gew.-TIn. für ί00 Gew.-TIe. Polyepexyd enthalten, us zu eines unscnselzbaren Epoxydharz zu gelangen·

IS allgeseinen 1st es vorzuziehen in der Onutdierung einen Füllstoff einzubauen» Die Gruftdlerung kanm jedoch auch ohne Füllstoff hergestellt werden. Ale Füllstoffe sind unter anderes Siliziumdiexyd, Titandiexyd und Baryt brauchbar« Der Füllstoff wird in der Regel in einer Menge von etwa 50 bis 300 Gew.-Tin» pro 100 Gew_e-Tle. Epoxydharz (Polyepoxyd und Härter) verwendet. ,

Die zur Herstellung der ftrundierung verwendete Mischung aus Polyepoxyd und Härter kann auf die Unterlage, beispielsweise den Fußboden oder eine Wand, direkt la jeder gewünschten Stärke aufgebracht werden. In der Regel beträgt die Stärke der ßrundlerung 1,27 ■* (50eile) bis 0,25% ■■ (10 Bile).

- Nach des Aufbringen der Grundierung auf die

Unterlage wird auf die unterlage teilchenfurslgee Material aufgebracht, beispielsweise aufgestreut oder aufgeschleudert.

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Das teilchenföraige Material kanu aus irgendwelchen Stoffen bestehen und irgendeine Fora besitzen. Beispielsweise können kleine flache Stücke, Schnitzel, Flocken oder sonstige Teilchen von Mineralien, wie Quarz, Marmor, Sand oder Granit, verwendet werden, je nachdem, welches Aussehen des beschichteten Gegenstandes erwünscht ist. Die Abmessungen der einzelnen Teilchen des teilchenförmigen Materials sind nicht im mindesten kritisch. Besonders brauchbar als teilchenförmiges Material sind Füllstoffe enthaltende Kunstharze in Form kleiner Flocken oder Schnitzel. Als solche, Füllstoffe enthaltende Kunstharze werden in der Regel außer Füllstoffen wie Baryt, Calciumkarbonat, Titandioxyd und/oder Pigmenten, Weichmacher, Stabilisatoren, zusammen mit Pigmenten, Konservierungsmitteln u.dgl«, 50 bis 90 Gew.-% eines Polymer-Latex enthaltende Kunststoffe verwendet« Brauchbare, Füllstoffe enthaltende Kunststoffe sind unter anderem Füllstoff enthaltende Latiees von Polyvinylacetat und Copolymeren des Vinylacetat·, des Polyvinylchlorids und Copolymeren des Vinylchiorids, von Polymeren der Acrylsäure und Derivaten derselben, von Styrol-Butadien-Copolymeren u. dgl. Falls im Rahmen der Erfindung Teilchen solcher, Füllstoffe enthaltenden Kunststoffe verwendet werden, so beträgt deren Stärke in der Regel 25 - 150 >um, vorzugsweise 75 -125 Jim, und eine Oberfläche von etwa 0,% - 6,4 cm bei unregelmäßiger Form.

Die Deckschicht des erfindungsgemäßen Überzuges bzw. Anstriches, welche auf die das teilchenförmige Material enthaltende Grundierung aufgebracht wird, wird unter Verwendung eines Polyglycidyläthers eines mehrwertigen Phenols hergestellt, welcher ein Epoxydäquivalentgewicht von mehr als 150, vorzugsweise ein Epoxydäquivalentgewicht von 170 - 400, besitzt. Insbesondere werden für die Zwecke der Erfindung durch Umsetzung von Epichlorhydrin und Bisphenol A hergestellte Polyepoxyde verwendet. Selbstverständlich können zusammen mit den Polyglycidyläthera mehrwertige Phenole auch andere Polyepoxyde verwendet werden»

Als Härter werden in den zur Herstellung der Deckschicht verwendeten Mischungen Diamine der allgemeinen

Formel QO S 8 25/ T 7 β 3

CHCH₂ —4 OCH₂- CH "J^IHj

in welcher χ eine Zahl von 2 big 34 bedeutet, und Triazine der allgemeinen Formel

CH₂—(· OCH₂ CH₃ +£- BH₂

CH--— CHg -~" C — CHg ( OCHg-"" CH ). g

CH₃

CH₂-4 OCH₂ CH V-NH₂

CH,

in welcher a+b+c = 5,3» verwendet.

Die oben erwähnten Diamine und Trlamine können aus entsprechenden Propylenglykolen bzw. Propylentriolen hergestellt werden. Bevorzugt werden solche Diamine verwendet, in welchen χ eine Zahl von 2 bis 6 ist.

In den zur Herstellung der Deckschicht verwendeten Mischungen braucht das Diamin bzw. das Triamin nur in der zur Überführung des Polyepoxyds zu einem unschnmelz— baren Produkt erforderlichen Menge enthalten zu sein. In der Regel wird Jedoch das Diamin oder das Triamin in einer Menge von etwa 20 bis etwa 70 Gew.-TIn. pro 100 Gew.-TIn. Epoxydharz verwendet.

Ebenso wie bei der Grundierung kann auch bei der Deckschicht deren Stärke verschieden stark gewählt werden. Die Stärke der Deckschicht kann in der Regel 0,075 bis 6,40 mm, vorzugsweise 0,25 bis 1,25 ■■» betragene

In den zur Herstellung der Grundierung und der Deckschicht verwendeten Mischungen können ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu treten alle jene Stoffe enthalten sein, welche in üblicher Weise in solchen Mischungen angewendet werden. Solche Stoffe sind beispielsweise Farbstoffe, Pigmente, Füllstoffe, Härter, Beschleuniger, Sehauszerstörer, Glättungshilfsmittel u.dgl.

Sowohl die Grundierung ale auch die Deckschicht kann auf eine Unterlage in üblicher ¥else, beispielsweise "" ^O _6- 009825/1763

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durch Aufsprühen, Aufspachteln, Aufstreichen, Aufwalzen, Aufbürsten UiV., aufgebracht werden,

Obzwar la Halmen der Erfindung verwendete Mischungen ohne weiteres bei einer Temperatur zwischen IO und 150 ⁰C ausgehartet werden können, so werden doch diese Mischungen vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen etwa 20 und 30 ⁰C ausgehärtet.

BIe Erfindung wird im folgenden durch Ausführungβ-beispiele näher erläutert, ie Rahmen derselben die Grundierung stets auf «ine Betonfläche aufgebracht wurde und die zur Herstellung der Grundierung verwendete Mischung 100 Gew.-TIe. eines Polyepoxide (Kondensat aus Eplchlorhydrin und Bisphenol A, welches als reaktionsfähige Verdünnung einen Kresylglycldyläther enthielt) und 25 Gew.—Tie· eines Anine als Härter für das Polyepoxyd enthielt. Das verwendete Polyepoxyd enthielt Metzmittel und als Füllstoffe Titandioxyd und Calciumkarbonat in einer Menge von 50 Gew.-^. Das zum Hartem des Poly ep oxy de verwendete AmIn war ein Addukt von Äthylenoxyd und Diäthylentriamln, Die Grundierung wurde im einer Stärke von etwa 0,25 mm aufgetragen. Auf diese Ctramdierumg wurde als teilehenförmiges Material Füllstoff enthaltendes Polyvinylacetat (0,075 bis 0,125 ■* starke und ein· Fläche von 0,4 bis 6,% cm besitzende Schnitzel) aufgeschleudert. Im Anschluß daran wurde die Grundierung hei etwa 23⁰C innerhalb etwa vier Stunden aushärten gelassen. Nach dem Aushärten der Grundierung wurde die Deckschicht aus Mischungen hergestellt, wie sie in den folgenden Beispielen angegeben ist.

Beispiel It Die zur Herstellung der Deckschicht verwendete Mischung enthielt als Polyepoxyd 100 Gew.-TIe. eines aus Eplchlorhydrin und Bisphenol A hergestellten Kondensationsproduktes mit einem Epoxydäquivaientgewicht von 180 bis 195* 35 Gew.-Tie. eines Polyoxypropylen-diamins der oben angegebenen Art mit einem Molekulargewicht von 230 (x betrug 2,6), 1 Gew.-Tl. eines Silikons als Glättungemittel (SR-82 derGeneral Electric Company) und 1 Gew.-Tl. eines Silikone als Schaumzeretörer (L-527) der Union Carbide Company). Diese Miachuqg^wurde. auf die oben erwähnte aus-

~ ⁷ " Of^JQtNAL INSPSCTEO

gehärtete Grundierung in einer Stärke von 0,25 - 1,25 «■ aufgetragen. Di© nach & eis Aushärten der Deckschicht vorliegende Schicht (Fußbodenbeschichtung) besaß noch nach sechs Monaten ausgezeichnetes Aussehen und zeigte nur geringe Abnützung. Die zur Herstellung der Deckschicht verwendete Mischung besaß la ausgehärteten Zustand folgende physikalische Eigenschaften:

Biegefestigkeit A.-S.T.M. D-790-66

Biegemodul .',-

A.sTl.M. D-790-66 3,15

too.

vr.agt

Ausschwitzen von Amin 0 Farbe nach Gardner i-2 Shore D-Härte 85 Abriebsfestigkeit nach Taber _9h

CS-IO Calibrase Wheel *\

Bleistifthärte F Schlagf8stigkeit nach izod i,o₅ ft.lb./in. notch

B ei s pi e 1 2 : Es wurde gemäß Beispiel 1 vorgegangen, wobei jedoch abweichend 60 Gew.-TIe. eines Polyoxypropylendiamins mit einem Molekulargewicht von 400 (x betrug 5,S) verwendet wurde. Auch hier war das Aussehen der Beschich-

Beschen tung nach sechs Monaten/noch ausgezeichnet bei nur geringer oder keiner Abnützung. Sie verwendete Mischung besaß im ausgehärteten Zustand folgende physikalische Eigenschaften

Biegefestigkeit ' ο

A.S.T.M. D-790-66 1075 kp/cm

Biegemodul

A.S.T.M. D-790-66

Zugfestigkeit A.S.T*M, 0-638-6% & Ausschwitzen von Amiη Farbe nach Gardner Härte (Shore D)

00 9 8 25/ Γ?f.3"

5,15	.ία*	kp/cm²
660	kp/cm²
0
1-2
85

Ahriebfestigkeit nach Taber „_ CS-IO Calibrase Wheel '

Bleistifthärte F Schlagfestigkeit nach Izod

bei 23 C i,03 ft.Ib,/in.notch

Aus den obigen Beispielen ergibt sich, daß die erfindungs· gemäßen Mischungen ausgezeichnet dazu geeignet sind, Beschichtungen hervorragenden Aussehens und Hit außergewöhnlich hohen physikalischen Werten herzustellen·

Patentansprüche t

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Claims

I₀ Mit einer Beschichtung bzw» Bit tinea Austrieb versehene unterlage, dadurch gekennzeichnet» daß die Beschichtung bzw· der Anstrich als haftfeste Barriereschicht eine Schicht aus eines Epoxydharz auf Basis eines Polyepoxyde siit eines Epoxydäquivaient von sehr als i und eines Asin als Hirter, auf die Grundierung aufgebrachtes teilchenf@rsiges Material und eine Deckschicht aus eines Epoxydharz aufweist, welche direkt auf der ftrundlerung und des teilchenförmigen Material aufliegt, wobei die Deckschicht eine solche auf Basis eines Polyglyeidyläthers eines setorwertigen Phenols sit eines Epoxydäquivalentgewicht von sehr als 150 und eines flüssigen Polyoxypropylenasin ist, welches der Porsel

NH,

CH.

CH

CH,

CH.

! ^: OCH₂ — CH

_a . %rfiJ. " VUa'

(x beträgt 2 bis 34) oder der Forsel

NH_f

CH₂-k- OCH₂- CH

3 ^CH2

CH

CH

CH₂--f OCH₂- CH

NH

NH

OCH₂- CH

(a+b+e s 5,3) genügt.

2, Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pölyepoxyd in der Grundierung ein einen Kresylglycidyläther enthaltendes Beaktionsprodukt aus

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Epichlorhydrin und Bisphenol A und das als Härter dienende Ami η das Addukt eines Äthylenoxyds Bit Diäthylentriamin ist.

3· Beschichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundierung das Aein in einer Menge Ton 20 bis 70 Crew.-Tin« pro 100 Gew.-TIn, Polyepoxyd vorliegt· ·

4. Beschichtung nach einem der Ansprüche 1, 2w oder 3, daduroh gekennzeichnet, daß die Stärke der Grundierung 0,25 bis 1,25m beträgt.

5· Beschichtung nach eine» der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das teilcfaenfönaige Material von unregelmäßig geformten Schnitzeln eines Füllstoff enthaltenden synthetischen Polymere gebildet ist, deren Stärke 0,075 bis 0,125 mm und deren Oberfläche etwa 0,4 bis 6,4 cm² beträgt.

6» Beschichtung nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennseiohnet, daß der Polyglycidyläther des mehrwertigen Phenole der Deckschicht das Reaktionsprodukt aus Epichlorhydrin und Bisphenol A 1st und daß dieses Reaktionsprodukt ein Epoxydäquivalentgewicht von 170 bis 400 besltst.

7. Beschichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyoxypropylenaain ein Diamin der aligemeinen Formel

CH, CH- »Hg CHCH₂-(· OCH₂ CH ->j- NH₂

(x beträgt 2 bis 6) 1st.

8« Beschichtung naohh Anspruch 7_t dadurch gekennzeichnet, daß das Polyoxypropylenamin in einer Menge von etwa 20 bis etwa 70 Gew.-TIn. pro 100 Gew.-TIn. des Polyglycidyläthers vorliegt.

9. Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Deckschicht 0,075 bis 6,4 mm beträgt.

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10. Beschichtung nach eines der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ausgehärtet ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Anstriches bzw. einer Beschichtung nach eines der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß

a) auf eine Unterlage eine Grundierung auf Basis eines Epoxydharzes aufgebracht wird, welche ein PoIyepoxyd sit eines Epoxydäquivalent von sehr als 1,0 und ein Asin als Härter enthält, daß

b) auf die Grundierung zerkleinertes Material aufgebracht, Insbesondere aufgeschleudert wird, daß

" o) die das zerkleinerte Material enthaltende Grundierung ausgehärtet wird, daß

d) auf die das zerkleinerte Material enthaltende Grundierung eine Deckschicht auf Basis eines Epoxydharzes aufgebracht wird, welche einen Polyglycidylether eines Mehrwertigen Phenols slt eines Epoxydäquivalentgewicht von sehr als 150 und ein flüssiges Polyoxypropylenasin der allgeseinen Formel

CH₃ CH₃

Hilft*—" vOliOn^^ wV>ll0—" I/O TTjT"" IHg

in «reicher χ £ bis 3% beträgt, oder der allgeseinen Formel

CE₂-4

GH« «·■■·■»να» ' ' C —■*"■47Hn '" ¹I¹ 0CH«*""ⁱ™"t»H

^^^^^^L· ^^e^U ^^^^^^^ m^%M _j^^iM—iJffET

Λ s5 C m

in irelölier für a+b+c «5,3 gilt, enthält und daß :'\ ·);β1β Deckschicht ausgehärtet wird,

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