DE19635596A1

DE19635596A1 - Verfahren zur Verhinderung der Blasenbildung in Beschichtungen für porenhaltige Baustoffe

Info

Publication number: DE19635596A1
Application number: DE1996135596
Authority: DE
Inventors: Paul Mueller; Stefan Mueller; Hans-Juergen Kuhl
Original assignee: PCI Augsburg GmbH
Current assignee: PCI Augsburg GmbH
Priority date: 1996-09-02
Filing date: 1996-09-02
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2016-09-03
Also published as: DE19635596C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Blasenbildung in Beschichtungen für porenhaltige Baustoffe und insbesondere die Verwendung eines Reduktionsmittels, das mit dem in den Poren vorliegenden Luftsauerstoff zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Zusammensetzung, die dieses Reduktionsmittel enthält.

Bei der Auftragung von Nutzschichten auf porenhaltige Baustoffe (z. B. bei der Auftragung von Fließestrichen auf Beton) kommt es oft zur Blasenbildung in den Beschichtungen. Dies verschlechtert den optischen Eindruck der Nutzschicht und ihre Funktionsfähigkeit. Dieser unerwünschte Effekt tritt vor allem bei Nutzschichten auf, die nicht sofort auf dem porenhaltigen Baustoffuntergrund aushärten, insbesondere bei pastösen Beschichtungen wie Epoxidharzbeschichtungen, Fließestrichen oder Bitumendickbeschichtungen.

Die Ursachen der Blasenbildung sind nicht vollständig geklärt. Man geht jedoch davon aus, daß infolge thermischer Ausdehnung (die insbesondere bei Sonneneinstrahlung auftritt) die in den Poren angesammelte Luft in Blasenform durch die auf den porenhaltigen Baustoff aufgebrachte Beschichtung entweicht. Dieser Effekt tritt unabhängig von Form, Größe und Lage (an der Oberfläche oder im Inneren des Baustoffes) der Pore auf, so daß der Ausdruck "Pore", wie er hier verwendet wird, alle Formen von Rissen, Mikrorissen, Einschlüssen, Lunkern usw. einschließt.

Der oben beschriebene unerwünschte Effekt ist seit langem in der Bautechnik bekannt. Dementsprechend existieren eine Reihe von Lösungsansätzen zur Unterdrückung der Blasenbildung. Diese Verfahren basieren alle darauf, die Poren des Untergrundes zu verschließen, so daß daraus keine Luft mehr entweichen kann. Ein bekanntes Verfahren sieht beispielsweise das verschließen der Baustoffporen durch mehrmaliges Ausspachteln mit elastischen Dichtschlämmen oder mit Sand verschnittenen Beschichtungen wie Epoxidharzbeschichtungen oder starren Dichtschlämmen vor. Mit diesem Verfahren lassen sich jedoch nie alle Poren verschließen und somit auch nicht die Blasenbildung vollständig unterdrücken. Auch ist dieses Verfahren zeit- und arbeitsaufwendig.

Ein weiterer Lösungsansatz zielt darauf ab, die Blasenbildung durch Auftragen einer filmbildenden Grundierung zu verhindern. Als Grundierungsmaterial setzt man üblicherweise Polymere bzw. härtbare Bestandteile ein, die denen der Nutzschicht gleichen oder ähneln, um nicht nur die Blasenbildung zu unterdrücken, sondern auch die Haftung zwischen grundiertem Baustoff und Nutzschicht zu verstärken. Zu diesem Zweck werden beispielsweise filmbildende Grundierungen auf der Basis von Polymerdispersionen, Bitumenemulsionen, Wasserglas, Epoxyharzen oder Zement oder Mischungen dieser Komponenten eingesetzt. Mit keiner der angeführten filmbildenden Grundierungen - auch nicht in konzentrierter Form oder unter Zusatz von Füllstoffen - war es möglich, die Blasenbildung in einer auf den grundierten Baustoff aufgebrachten Nutzschicht vollständig zu unterdrücken.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das oben geschilderte Problem der Blasenbildung zu lösen und ein Verfahren, die Verwendung eines Stoffes und eine Zusammensetzung, die diesen Stoff enthält, bereitzustellen, mit denen die Blasenbildung in Beschichtungen für porenhaltige Baustoffe vollständig unterdrückt werden kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Blasenbildung in Beschichtungen für porenhaltige Baustoffe, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftragen der Beschichtung eine Zusammensetzung auf den Baustoff aufgebracht wird, die ein Reduktionsmittel enthält, das mit dem Sauerstoff der in den Poren des Baustoffs enthaltenen Luft zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert, oder daß eine Beschichtung aufgetragen wird, die besagtes Reduktionsmittel enthält.

Der Ausdruck Beschichtung schließt insbesondere Nutzschichten ein (z. B. auf der Basis von Polymerdispersionen, Bitumendickbeschichtungen, Epoxyharzen, Wasserglas, Polyurethan oder Silicon bzw. Fließestriche (auf Zementbasis)). Die Beschichtung hat üblicherweise eine Dicke von 0,1mm bis 30mm.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf jedem porenhaltigen Baustoff erfolgreich angewandt werden. Dazu zählen neben den zementhaltigen Baustoffen wie Beton oder Mörtel auch Baustoffe aus Ton (z. B. Ziegel) oder Keramik (z. B. Fliesen und Platten) sowie Holz, Metall oder Metallegierungen.

Im erfindungsgemäßen Verfahren reagiert der Sauerstoff der in den Poren enthaltenen Luft mit dem Reduktionsmittel unter bis zu 20%-igen Volumenschwund der Luft. Der dadurch erzeugte Unterdruck verhindert eine Blasenbildung. Dieser Effekt tritt unabhängig davon auf, ob die reduktionsmittelhaltige Zusammensetzung vor dem Auftragen der Beschichtung auf den porenhaltigen Baustoff aufgebracht wird oder ob die Beschichtung selbst das Reduktionsmittel enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von bisher üblichen Verfahren dadurch, daß kein Porenverschluß des Untergrunds zur Blasenverhinderung durchgeführt werden muß.

Es ist bevorzugt, die reduktionsmittelhaltige Zusammensetzung auf den porenhaltigen Baustoff vor dem Auftragen der Beschichtung aufzutragen (dieser Vorgang wird üblicherweise als Grundieren des Baustoffs bezeichnet), da in diesem Fall eine minimale Menge des Reduktionsmittels einem maximalen Effekt bei der Unterdrückung der Blasenbildung hervorrufen kann. Das Aufbringen der reduktionsmittelhaltigen Zusammensetzung kann z. B. durch Aufstreichen oder Aufsprühen erfolgen. Die Zusammensetzung kann in Form einer Lösung, Dispersion oder Emulsion vorliegen und kann auch haftvermittelnde Zusätze enthalten.

Üblicherweise erfolgt das Aufbringen der reduktionsmittelhaltigen Zusammensetzung 1-60 min (bevorzugtermaßen 5-30 min) vor dem Auftragen der Beschichtung.

Wird das Reduktionsmittel der Beschichtung selbst beigemengt, kann das Reduktionsmittel innerhalb der noch nicht ausgehärteten Beschichtungsschicht mit dem Sauerstoff der eindringenden Blasen reagieren. In diesem Fall verwendet man das Reduktionsmittel üblicherweise in einer Menge von 0.1-10 Gew.-%, insbesondere 0.5-5 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der fertig angerührten Beschichtungsmasse). Ein höherer Anteil des Reduktionsmittels kann die Eigenschaften der Beschichtung nachteilig beeinflussen. Der durch die Reaktion mit Sauerstoff erzeugte Unterdruck verhindert das Vordringen der Blasen in der Beschichtung. Diese erfindungsgemäße Ausführungsform kann im Vergleich zur oben beschriebenen Variante jedoch den Einsatz größerer Mengen des Reduktionsmittels erfordern, insbesondere wenn die Beschichtungsschicht einen Durchmesser von mehreren cm aufweist.

Bevorzugtermaßen wird eine Zusammensetzung auf den porenhaltigen Baustoff aufgebracht, die die folgenden Bestandteile enthält:

a) 0.1-40 Gew.-% des Reduktionsmittels,
b) gegebenenfalls 0.1-50 Gew.-% einer Säure oder Base,
c) gegebenenfalls 0.1-90 Gew.-% eines haftvermittelnden Bestandteils,
d) gegebenenfalls 0.001-20 Gew. -% eines oder mehrerer Additive,
e) gegebenenfalls 0,1-95 Gew.-% Füllstoffe, und
f) Rest Wasser und/oder organisches Lösungsmittel, wobei sich die Gewichtsangaben auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen.

Bevorzugtermaßen enthält die Zusammensetzung das Reduktionsmittel in einer Menge von 0.5-10 Gew.-%. Als Reduktionsmittel eignet sich jede organische oder anorganische Verbindung, die mit Sauerstoff zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen, d. h. unter Volumenschwund reagiert. Solche Verbindungen lassen sich z. B. anhand ihres Redoxspotentials geeignet auswählen, das negativer sein sollte als das der korrespondierenden Reduktion des molekularen Sauerstoffs, wobei zumindest der Potentialwert für die Reduktion des Sauerstoffs pH-abhängig ist.

Bevorzugtermaßen verwendet man als Reduktionsmittel eine der folgenden organischen Verbindungen

- eine aromatische, ein heteroaromatische oder eine aliphatische ungesättigte Verbindung, die mindestens zwei Hydroxygruppen, mindestens zwei Aminogruppen oder mindestens eine Hydroxy- und eine Aminogruppe enthält, wobei der Ausdruck "Aminogruppe" unsubstituierte, mono- und disubstituierte Aminogruppen und deren Salze einschließt und der Substituent bevorzugtermaßen eine Methylgruppe ist. Bevorzugtermaßen weist dieser Strukturtyp das Strukturelement Y-(A=B)_n-Y′ auf, worin Y und/oder Y′ OH oder eine Aminogruppe bedeuten, A und/oder B Kohlenstoff (C) oder Stickstoff (N) bedeuten und n = 1 oder 2 ist.
Ein Beispiel einer aliphatischen, ungesättigten Polyhydroxyverbindung mit n=1, A=B= Kohlenstoff (C) und Y=Y′=OH ist Ascorbinsäure. Unter die Benzolderivate mit dem oben beschriebenen Strukturelement fallen Dihydroxy-, Diamino- bzw. Monohydroxymonoamino- Verbindungen, bei denen zwei Substituenten in ortho- (n=1) bzw. para (n=2)-Stellung stehen (z. B. Brenzkatechin, Hydrochinon, 4-Aminophenol, 2,4-Diaminophenol oder N-Methyl-4-aminophenol bzw. N-Methyl-4-aminophenolsulfat). Zu den Trihydroxyverbindungen mit diesem Strukturelement zählen Pyrogallol (1,2,3-Trihydroxybenzol) bzw. Gallussäure und Gallussäurederivate;
- Phenidon (1-Phenyl-3-Pyrazolidon) und Phenidonderivate, bevorzugtermaßen in 4-Position mono- und disubstituierte Phenidone;
- Phenimine (3(4) Amino-1-Phenylpyrazoline) oder Pheniminderivate (z. B. 1-Phenylpyrazolon), z .B. 3-Alkyl-4-amino-1-phenyl-5-pyrazolon;
- Hydroxyphenylglycin.

Unter den anorganischen Reduktionsmitteln sind Natriumdithionit, Natriumsulfit oder Natriumphosphonat oder Kombinationen hiervon bevorzugt. Die organischen Reduktidnsmittel können auch in Kombination mit anorganischen Reduktionsmitteln eingesetzt werden.

Unter den zuvor genannten Reduktionsmitteln sind Pyrogallol, Hydrochinon, Brenzkatechin, Ascorbinsäure oder Mischungen dieser Verbindungen besonders bevorzugt.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert nicht notwendigerweise einen Säuren- oder Basenzusatz zur reduktionsmittelhaltigen Zusammensetzung.

Es kann jedoch von Vorteil sein, zur reduktionsmittelhaltigen Zusammensetzung eine Säure in einer Menge von 0.1-50 Gew.% (insbesondere 0,5-20 Gew.%) zu geben, um insbesondere bei Reduktionsmitteln, die im alkalischen Milieu stärker reduzierend wirken (z. B. die zuvor erwähnten Verbindungen mit dem Strukturelement Y-(A=B)_n-Y′) eine zu schnelle Reaktion aufstark alkalischen Baustoffen (z. B. frischer Beton mit pH < 12) zu verhindern. Im erfindungsgemäßen Verfahren können eine organische Säure, anorganische Säure bzw. Kombinationen aus organischer Säure und anorganischer Säure eingesetzt werden.

Andererseits kann es von Vorteil sein, bei Baustoffen, die sauer, neutral oder schwach alkalisch reagieren, eine Base in einer Menge von 0.1-50 Gew.-% (bevorzugtermaßen 0.5-20 Gew.-%) zuzusetzen, um die Reaktion eines Reduktionsmittels zu katalysieren, das im alkalischen Milieu stärker reduzierend wirkt. Beispiele für Baustoffe, die unter diese Kategorie fallen, sind Gipsputze mit einem pH von ca. 5-8 oder Ziegel mit einem pH von ca. 4-6. Im erfindungsgemäßen Verfahren können eine organische Base, anorganische Base bzw. Kombinationen aus organischer und anorganischer Base eingesetzt werden. In diesem Falle gibt man vorteilhafterweise die Base erst kurz vor dem Aufbringen auf den Baustoff zu der Zusammensetzung, da ansonsten die Stabilität der Zusammensetzung nicht gegeben sein kann.

Als organisches Lösungsmittel eignen sich insbesondere protische, wassermischbare Lösungsmittel (z .B. Ethanol, Isopropanol). Wassermischbare Lösungsmittel kann man auch in Kombination mit Wasser einsetzen.

Das Reduktionsmittel muß in der Zusammensetzung nicht notwendigerweise in gelöster Form in Wasser oder dem organischen Lösungsmittel vorliegen, sondern kann auch emulgiert oder dispergiert vorliegen. Möchte man die Reaktion zwischen Luftsauerstoff und Reduktionsmittel beschleunigen und eine möglichst vollständigen Umsatz des Reduktionsmittels bewirken, setzt man jedoch eine Zusammensetzung ein, in der das Reduktionsmittel im Wasser oder dem organischen Lösungsmittel gelöst ist. Bevorzugtermaßen enthält die Zusammensetzung Wasser, da der Einsatz von Wasser eine kontrollierte Verdampfung ermöglicht und bei vielen Anwendungen aus gesundheitlichen Gründen der Einsatz organischer Lösungsmittel nicht praxisgerecht ist.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann die reduktionsmittelhaltige Zusammensetzung z. B. eines oder mehrere der folgenden Additive enthalten:

- Verdicker, üblicherweise in einer Menge von 0.1-10 Gew. -%, insbesondere 0.1-5 Gew. -%, beispielsweise quellfähige Schichtsilikate (z. B. Bentonite, Alapulgite, Kaolinite), Celluloseetherderivate (z .B. Hydroxymethylcellulose, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose), Polyacrylate, Polyurethane oder Kombinationen dieser Verdicker;
- Farbstoffe, üblicherweise in einer Menge von 0.01-5 Gew. -%, insbesondere 0.05-1 Gew.-%, (z. B. Triarylmethanfarbstoff; Cu-Phthalocyanin- Komplexfarbstoff);
- Biozide, üblicherweise in einer Menge von 0.001-2 Gew.-%, insbesondere 0.05-0.5 Gew.-%; z. B. N,N′-Methylen bismorpholin, 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on; 2- Methyl-4-isothiazolin-3-on;
- Emulgatoren wie z. B. ethoxylierte Fettsäureamine, Polyglykolether, Polyacrylate, Hartseifen, üblicherweise in einer Menge von 0.1-5 Gew. -%, insbesondere 0.1-2 Gew. -%;
- Abbindebeschleuniger oder Filmbildehilfsmittel (z. B. Ethoxypropoxypropanol, Diethylenglykolmonobutylether), üblicherweise in einer Menge von 0.1-20 Gew. -%, insbesondere 0.1-5 Gew. -%;
- Weichmacher (z .B. Diisodecylphthalat, Polybuten), üblicherweise in einer Menge von 0.1-10 Gew. -%, insbesondere 0.5-5 Gew. -%;
- Entschäumer (z. B. nichtionogene Fettsäurederivate, aliphatische Kohlenwasserstoffe oder Polydimethylsiloxan), üblicherweise in einer Menge von 0.1-5 Gew.-%, inbesondere 0.1-2 Gew.-%.

Gegebenenfalls kann die Zusammensetzung 0,1-95 Gew.% Füllstoffe enthalten. Insbesondere, wenn die reduktionsmittelhaltige Zusammensetzung haftvermittelnde Bestandteile enthält, kann der Einsatz von Füllstoffen (z. B. Talk, Kaolin, Sand) bevorzugt sein. Ein stärker bevorzugter Mengenbereich ist in diesem Fall 1-50 Gew.%.

Zusammensetzungen ohne haftvermittelnde Bestandteile dringen leicht in die Poren des Baustoffs ein und entwickeln hier ihre erfindungsgemäße Wirkung. Durch Sauerstoffverbrauch in den Poren wird Unterdruck erzeugt. Das Entweichen von Luft aus dem Baustoffin die nachfolgend aufgebrachte Beschichtung wird unterdrückt. Das Entstehen von Blasen in der Beschichtung wird verhindert.

Enthält die reduktionsmittelhaltige Zusammensetzung haftvermittelnde Bestandteile, kann je nach Wahl des Haftvermittlers der Zusatz eines geeigneten Additivs bevorzugt sein, um z. B. die Viskosität der Zusammensetzung einzustellen oder die haftvermittelnden Eigenschaften selbst zu beeinflussen. Geeignete Additive werden im folgenden bei der Beschreibung der haftvermittelnden Bestandteile erläutert.

Die reduktionsmittelhaltige Zusammensetzung kann die folgenden haftvermittelnden Bestandteile in einer Menge von 0.1-90% Gew.% (insbesondere 2-50 Gew.-%) enthalten:

- organische Polymere, die man in selbstvernetzender oder in einer durch Wasserverdunstung verfilmenden Form einsetzen kann. Geeignet sind z. B. Polymere auf der Basis von Acrylsäureester, Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Urethan und Methacrylat; geeignete Copolymere bestehen vorzugsweise aus Styrol und Acrylsäureestern, Vinylacetat und Ethylen, Vinylchlorid und Ethylen, oder Styrol und Butadien. Diese Polymere liegen entweder in Form von Polymerdispersionen oder in getrockneter Form als Dispersionspulver vor. Neben den oben erwähnten synthetischen Polymeren kann man auch Naturharze (z. B. Naturkautschuk) verwenden, wobei sich die Dispersionsform besonders eignet. Geeignet sind auch Epoxyharze, die entweder durch Wasserverdunstung verfilmen oder durch Zugabe einer Aminokomponente (z. B. Polyamin oder Polyamidoamin) chemisch vernetzen (Beispiele: epoxidierte Fettsäuren, Bisphenol-A- Diglycidyether, Hexandioldiglycidylether) und Polyurethane;
- ein Silikon;
- Bitumen (üblicherweise in emulgierter Form vorliegend), das z. B. durch Neutralisation eines sauren oder alkalischen Emulgators beim Aufbringen auf den Baustoff abbindet oder durch Wasserverdunstung verfilmt.
- Wasserglas (bevorzugtermaßen mit einem Silikatgehalt von 5-50 Gew-%, alkalisch reagierend);
- Zement (z. B. Portlandzement oder Aluminatzement). Falls es sich bei dem haftvermittelnden Bestandteil der reduktionsmittelhaltigen Zusammensetzung um Zement handelt, enthält diese bevorzugtermaßen die folgenden Additive: 0.1-95 Gew.% Füllstoffe und gegebenenfalls 0.1-20% Gew.% Abbindebeschleuniger und 0.1-10 Gew.% Verdicker. Vor dem Auftragen auf den porenhaltigen Baustoff wird die reduktionshaltige Zusammensetzung auf Zementbasis mit Wasser angemischt. Es ist jedoch auch möglich, diese mit einer wäßrigen Polymerdispersion zu verschneiden, um die haftvermittelnden Eigenschaften der Zusammensetzung zu verstärken (Verhältnis Zement/Dispersion 1 : 10 bis 10 : 1)

Die Wahl eines geeigneten haftvermittelnden Bestandteils hängt insbesondere von der Zusammensetzung der nachfolgenden Beschichtung ab. Um die Haftung zwischen dem behandelten Baustoff und der nachfolgenden Beschichtung zu verbessern, ist es bevorzugt, einen Haftvermittler zu wählen, der dem Hauptbestandteil der nachfolgenden Beschichtung entspricht. Will man beispielsweise die Blasenbildung in einer Bitumendickbeschichtung unterdrücken, wählt man vorteilhafterweise Bitumen als haftvermittelnden Bestandteil der reduktionsmittelhaltigen Zusammensetzung.

Bevorzugtermaßen enthält im erfindungsgemäßen Verfahren auch die Beschichtung ein organisches Polymer, ein Silikon, Bitumen, Zement oder Wasserglas, unabhängig davon, ob die Beschichtung als nachfolgende Beschichtung auf den mit der reduktionsmittelhaltigen Zusammensetzung behandelten Baustoff aufgebracht wird oder ob die Beschichtung selbst das Reduktionsmittel enthält.

Insbesondere bei Baustoffen, die sauer, neutral oder schwach alkalisch reagieren (z. B. Gipsputze mit einem pH von ca. 5-8 oder Ziegel mit einem pH von ca. 4-6), erweist es sich als vorteilhaft, daß die das Reduktionsmittel enthaltende Zusammensetzung bzw. Beschichtung alkalisch ist.

In diesem Fall ist es besonders bevorzugt, eine haftvermittelnde Zusammensetzung zu wählen, die alkalisch reagiert (z. B. bei Zusatz von Zement, Wasserglas oder Epoxidharzen als haftvermittelnden Bestandteil). Man kann die Zusammensetzung jedoch auch durch Basenzusatz alkalisch einzustellen. Alkalische Bedingungen kann man auch erzeugen, indem man auf den mit der reduktionsmittelhaltigen Zusammensetzung behandelten Baustoff eine alkalische Beschichtung aufbringt.

Gleichzeitig wählt man für saure, neutrale oder schwach alkalische Baustoffe insbesondere Reduktionsmittel, deren reduzierende Wirkung im alkalischem Medium zunehmen. Man gibt diese bevorzugtermaßen kurz vor dem Aufbringen auf den Baustoff zur alkalischen Zusammensetzung oder zur alkalischen Beschichtung, um den Verbrauch des Reduktionsmittels infolge von Oxidation durch die Umgebungsluft zu minimieren. Diese Verfahrensvariante hat bei haftvermittelnden Zusammensetzungen bzw. bei Zugabe zur Beschichtung den Vorteil, daß in der haftvermittelnden Zusammensetzung bzw. in der Beschichtung gelöster Sauerstoff beim Mischen der Komponenten vom Reduktionsmittel gebunden wird, was die Tendenz zur Blasenbildung weiter verringert.

Den gleichen vorteilhaften Effekt erzielt man, wenn man die reduktionsmittelhaltige Zusammensetzung bzw. die reduktionsmittelhaltige Beschichtung auf einen alkalischen Baustoff, insbesondere einen zementhaltigen Baustoff (z. B. Beton) aufbringt.

Die geeignete Menge der auf den Baustoff aufgebrachten Zusammensetzung wird durch eine Vielzahl von Faktoren bestimmt, wie z. B. der Porendichte, der Porengröße oder der Saugfähigkeit des Baustoffes. Üblicherweise wird die reduktionshaltige Zusammensetzung jedoch in einer Menge von 50 bis 250 g (insbesondere 100 bis 150 g) Zusammensetzung pro m² Baustoff aufgebracht. Für Baustoffe mit größeren Poren wird man vorteilhafterweise zähflüssige, schnellhärtende Zusammensetzungen verwenden, die haftvermittelnde Bestandteile enthalten.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Reduktionsmittels, das mit dem Sauerstoff der Luft zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert, zur Verhinderung der Blasenbildung in Beschichtungen für porenhaltige Baustoffe.

Das Reduktionsmittel umfaßt bevorzugtermaßen die zuvor beschriebenen organischen und/oder anorganischen Substanzen.

In einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Grundierungszusammensetzung bereit, die die folgenden Bestandteile enthält:

a) 0.1-40 Gew.-% eines Reduktionsmittel, das mit dem Sauerstoff der Luft zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert,
b) gegebenenfalls 0.1-50 Gew.-% einer Säure oder Base,
c) gegebenenfalls 0.1-90 Gew.-% eines haftvermittelnden Bestandteils,
d) gegebenenfalls 0.001-20 Gew.% eines oder mehrerer Additive,
e) gegebenenfalls 0,1-95 Gew.-% Füllstoffe, und
f) Rest Wasser und/oder organisches Lösungsmittel; wobei sich die Gewichtsangaben auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen.

Bevorzugtermaßen enthält die Grundierungszusammensetzung 0.1-50 Gew.-%, insbesondere 0.5-20 Gew.-% einer Säure, wenn die Grundierungszusammensetzung keine haftvermittelnden Bestandteile enthält.

Als Reduktionsmittel eignen sich in der Grundierungszusammensetzung die zuvor beschriebenen organischen und/oder anorganischen Verbindungen.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform (A) der erfindungsgemäßen Grundierungszusammensetzung enthält diese:

a) 0.1-40 Gew.-% eines Reduktionsmittel, das mit dem Sauerstoff der Luft zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert,
b) gegebenenfalls 0.1-50 Gew.-% einer Base oder Säure,
c) 0.1-90 Gew.-% eines haftvermittelnden Bestandteils,
d) gegebenenfalls 0.001-20 Gew.-% eines oder mehrerer Additive,
e) gegebenenfalls 0,1-95 Gew.-% Füllstoffe, und
f) Rest Wasser.

Bevorzugtermaßen umfaßt der haftvermittelnde Bestandteil Bitumen, ein organisches Polymer, ein Silikon, Wasserglas oder Zement.

Beim Einsatz von Additiven wählt man diese unter den zuvor beim erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Additiven aus.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform (B) der erfindungsgemäßen Grundierungszusammensetzung enthält diese die folgenden Bestandteile:

a) 0.1-40 Gew.-% eines Reduktionsmittel, das mit dem Sauerstoff der Luft zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert,
b) 0.1-50 Gew. -% einer Säure,
d) gegebenenfalls 0.001-20 Gew.% eines oder mehrerer Additive, und
e) Rest Wasser.

Die Ausführungsform (B) einer erfindungsgemäßen Grundierungszusammensetzung hat sich beim Aufbringen auf alkalische porenhaltige Baustoffe als vorteilhaft erwiesen.

Beim Aufbringen auf stark alkalische Baustoffe (pH < 12, z. B. frisch hergestellter Beton) verhindert der Säurezusatz eine zu schnelle Reaktion zwischen dem Reduktionsmittel und dem Luftsauerstoff. Dieser Effekt tritt insbesondere bei Reduktionsmitteln auf, die eine stärker reduzierende Wirkung mit steigendem pH aufweisen (z. B. die zuvor erwähnten Reduktionsmittel mit dem Strukturelement Y-(A=B)_n-Y′). Beispielsweise erkennt man beim Auftragen einer Pyrogallollösung (n=1, A=B=(C)) auf einen Betonuntergrund mit pH < 12 an der sofort einsetzenden Rot- bis Braunfärbung der Grundierungszusammensetzung die schnelle Reaktion des Pyrogallols. Daher müßte die nachfolgende Beschichtung unmittelbar nach dem Aufbringen der Grundierungszusammensetzung aufgetragen werden, was unter praktischen Gesichtspunkten unerwünscht ist.

Beim Aufbringen der Grundierungszusammensetzung auf schwächer alkalische Baustoffe (z. B. gereifter Beton, dessen pH nach der Herstellung durch Karbonatisierung bis auf ca. 9 absinkt) entsteht durch die Neutralisation der Säure mit dem alkalischen Bestandteil des Baustoffs (z. B. freies Ca(OH)₂ im Beton) Reaktionswärme, die die Oberflächentemperatur des Baustoffs erhöht und dadurch die Reaktion des Reduktionsmittels beschleunigen kann.

Darüber hinaus erhöht der Säurezusatz auch die Oxidationsstabilität des Reduktionsmittels, insbesondere wenn dessen reduzierende Wirkung mit steigendem pH zunimmt. Läßt man beispielsweise eine 10%-ige Pyrogallollösung einen Tag stehen, so verfärbt sie sich bereits ins rötliche. Der Pyrogallolgehalt nimmt ab, und die in der Praxis erforderliche Lagerstabilität ist nicht gegeben. Durch den Säurezusatz bleibt die 10%-ige Pyrogallollösung auch noch nach mehreren Tagen durchsichtig klar. Bevorzugtermaßen verwendet man 0,5-20 Gew.% der Säure in Ausführungsform (B).

Bevorzugtermaßen ist in Ausführungsform (B) die Säure eine organische und/oder anorganischen Säure, insbesondere eine mehrbasige Säure mit puffernder Wirkung (z. B. Zitronensäure oder Weinsäure). Bevorzugtermaßen handelt es sich bei der Säure mit puffernder Wirkung um Zitronensäure.

Falls die Ausführungsform (B) der erfindungsgemäßen Grundierungszusammensetzung Additive enthält, handelt es sich bevorzugtermaßen um Verdicker, Farbstoffe oder Biozide, wie sie zuvor beschrieben wurden. Bei Zugaben von Additiven setzt man bevorzugtermaßen eine Menge von 0,001-10 Gew-% ein.

Beispiel

Auf einen ca. 2 Wochen alten Beton mit einem pH-Wert von 12, der an der Oberfläche zahlreiche Lunker mit einem Durchmesser bis zu 5 mm aufwies, wurden flächendeckend verschiedene Grundierungen der folgenden Zusammensetzung aufgebracht:

Zusammensetzung in Gewichtsprozent

A: 50% Acronal® 6208 (Styrol-Acrylat-Dispersion der Fa. BASF) 50% Wasser
B: 50% Sikalan® KT 2 (Wasserglas der Fa. Woellner) 50% Wasser
C: PCI-Epoxigrund® W (Grundierung auf Basis Epoxidharz der Fa. PCI)
D: PCI-Seccoral® (Elastische Dichtschlämme auf Basis Zement-Polymer der Fa. PCI)
E: 2% Pyrogallol
5% Zitronensäure
93% Wasser.

Die Zusammensetzungen wurden in einer Menge von ca. 150 g/m² auf den Betonuntergrund mit einem Pinsel aufgetragen. Danach ließ man den so behandelten Beton einmal 5 Minuten und in einem zweiten Versuch 30 Minuten ablüften und trug dann jeweils eine Bitumendickbeschichtung in einer Schichtdicke von 6 mm auf. Bei den Versuchen wurde die Blasenbildung in der Bitumendickbeschichtung wie folgt beurteilt.

Blasenbildung in der Bitumendickbeschichtung (Auftrag der Bitumendickbeschichtung erfolgte 5 Min. nach Aufbringen der Grundierung):

Grundierung A: (ohne Sonneneinstrahlung) 2 Stunden nach Auftragen der Beschichtung werden die ersten Blasen beobachtet. Nach 24 h haben sich zahlreiche (bis zu 50 Blasen/m² Baustoff) flache Blasen mit 10-20 mm Durchmesser gebildet.
Nach Sonneneinstrahlung wird starke Blasenbildung beobachtet.
Grundierung B: (ohne Sonneneinstrahlung) nach 20 Min. sind einige Blasen erkennbar, nach 24 h haben sich zahlreiche Blasen mit bis zu 20 mm Durchmesser gebildet.
Nach Sonneneinstrahlung wird starke Blasenbildung beobachtet.
Grundierung C: (ohne Sonneneinstrahlung) 2h nach Auftragen der Beschichtung werden erste Blasen beobachtet, nach 24 Stunden einzelne Blasen mit einem Durchmesser von 10-20 mm.
Nach Sonneneinstrahlung wird verstärkte Blasenbildung beobachtet.
Grundierung D: (ohne Sonneneinstrahlung) nach 20 Min werden erste Blasen beobachtet, nach 24 h zahlreiche Blasen mit bis zu 15 mm Durchmesser.
Nach Sonneneinstrahlung wird starke Blasenbildung beobachtet.
Grundierung E: (ohne Sonneneinstrahlung) nach 20 Min und nach 24 h ist keine Blasenbildung zu beobachten.
Nach Sonneneinstrahlung bilden sich ebenfalls keine Blasen.

Beim Auftragen der Bitumendickbeschichtung 30 Min. nach dem Aufbringen der Grundierung zeigte sich genau das gleiche Bild.

Man erkennt, daß im erfindungsgemäßen Verfahren (Aufbringen der Zusammensetzung E) die Blasenbildung in der auf den porenhaltigen Baustoff aufgebrachten Beschichtung vollständig unterdrückt wird.

Claims

1. Verfahren zur Verhinderung der Blasenbildung in Beschichtungen für porenhaltige Baustoffe, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftragen der Beschichtung eine Zusammensetzung auf den Baustoff aufgebracht wird, die ein Reduktionsmittel enthält, das mit dem Sauerstoff der in den Poren des Baustoffs enthaltenen Luft zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert, oder daß eine Beschichtung aufgetragen wird, die besagtes Reduktionsmittel enthält.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusammensetzung auf den Baustoff aufgebracht wird, die die folgenden Bestandteile enthält:

a) 0.1-40 Gew.-% des Reduktionsmittels,
b) gegebenenfalls 0.1-50 Gew. -% einer Säure oder Base,
c) gegebenenfalls 0.1-90 Gew.-% eines haftvermittelnden Bestandteils,
d) gegebenenfalls 0.001-20 Gew.% eines oder mehrerer Additive,
e) gegebenenfalls 0,1-95 Gew.-% Füllstoffe, und
f) Rest Wasser und/oder organisches Lösungsmittel, wobei sich die Gewichtsangaben auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel eine aromatische, heteroaromatische oder aliphatische ungesättigte Verbindung, die mindestens zwei Hydroxygruppen, mindestens zwei Aminogruppen, oder mindestens eine Hydroxy und eine Aminogruppe enthält, ein Phenidon oder Phenidonderivat, ein Phenimin oder Pheniminderivat, ein Hydroxyphenylglycin, Natriumdithionit, Natriumsulfit, Natriumphosphonat oder eine Mischung dieser Reduktionsmittel ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel Pyrogallol, Hydrochinon, Brenzkatechin, Ascorbinsäure oder eine Mischung dieser Verbindungen ist.

5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der haftvermittelnde Bestandteil der reduktionsmittelhaltigen Zusammensetzung oder die Beschichtung ein organisches Polymer, ein Silikon, Bitumen, Zement oder Wasserglas umfaßt.

6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Reduktionsmittel enthaltende Zusammensetzung bzw. Beschichtung alkalisch ist.

7. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Reduktionsmittel enthaltende Zusammensetzung bzw. Beschichtung auf einen alkalischen Baustoff aufgebracht wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der alkalische Baustoff ein zementhaltiger Baustoff ist.

9. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung in einer Menge von 50-250 g/m² Baustoff aufgebracht wird.

10. Verwendung eines Reduktionsmittels, das mit dem Sauerstoff der Luft zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert, zur Verhinderung der Blasenbildung in Beschichtungen für porenhaltige Baustoffe.

11. Verwendung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel eine aromatische, heteroaromatische oder aliphatische ungesättigte Verbindung ist, die mindestens zwei Hydroxygruppen oder Aminogruppen enthält oder mindestens eine Hydroxy- und eine Aminogruppe, ein Phenidon oder Phenidonderivat, ein Phenimin oder Pheniminderivat, ein Hydroxyphenylglycin, Natriumdithionit, Natriumsulfit, Natriumphosphonat oder eine Mischung dieser Reduktionsmittel ist.

12. Verwendung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel Pyrogallol, Hydrochinon, Brenzkatechin, Ascorbinsäure oder eine Mischung dieser Verbindungen ist.

13. Grundierungszusammensetzung, die folgenden Bestandteile enthaltend:

a) 0.1-40 Gew. -% eines Reduktionsmittel, das mit dem Sauerstoff der Luft zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert,
b) gegebenenfalls 0.1-50 Gew.-% einer Säure oder Base,
c) gegebenenfalls 0.1-90 Gew.-% eines haftvermittelnden Bestandteils,
d) gegebenenfalls 0.001-20 Gew.% eines oder mehrerer Additive,
e) gegebenenfalls 0,1-95 Gew.-% Füllstoffe, und
f) Rest Wasser und/oder organisches Lösungsmittel, wobei sich die Gewichtsangaben auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen.

14. Grundierungszusammensetzung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgenden Bestandteile enthält:

a) 0.1-40 Gew.-% eines Reduktionsmittel, das mit dem Sauerstoff der Luft zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert,
b) gegebenenfalls 0.1-50 Gew.% einer Base oder Säure,
c) 0.1-90 Gew.-% eines haftvermittelnden Bestandteils,
d) gegebenenfalls 0.001-20 Gew.% eines oder mehrerer Additive,
e) gegebenenfalls 0,1-95 Gew.-% Füllstoffe, und
f) Rest Wasser;

15. Grundierungszusammensetzung gemäß den Ansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der haftvermittelnde Bestandteil Bitumen, ein Silikon, ein organisches Polymer, Wasserglas oder Zement umfaßt.

16. Grundierungszusammensetzung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgenden Bestandteile enthält:

a) 0.1-40 Gew. -% eines Reduktionsmittel, das mit dem Sauerstoff der Luft zu flüssigen und/oder festen Bestandteilen reagiert;
b) 0.1-50 Gew.-% einer Säure,
d) gegebenenfalls 0.001-20 Gew.% eines oder mehrerer Additive, und
f) Rest Wasser.

17. Grundierungszusammensetzung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure eine mehrbasige Säure mit puffernder Wirkung ist.

18. Grundierungszusammensetzung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 13-17, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel eine aromatische, heteroaromatische oder aliphatische ungesättigte Verbindung ist, die mindestens zwei Hydroxygruppen, mindestens zwei Aminogruppen, oder mindestens eine Hydroxy- und eine Aminogruppe enthält, ein Phenidon oder Phenidonderivat, ein Phenimin oder Pheniminderivat, ein Hydroxyphenylglycin, Natriumdithionit, Natriumsulfit, Natriumphosphonat oder eine Mischung dieser Reduktionsmittel umfaßt.