DE19839292A1 - Beschichtungsmittel, insbesondere für textile, polymere oder lignocellulosehaltige Materialien - Google Patents
Beschichtungsmittel, insbesondere für textile, polymere oder lignocellulosehaltige MaterialienInfo
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Abstract
Ein Beschichtungsmittel für textile oder polymere Materialien enthält (A) ein schichtbildendes Organosol, gebildet durch Cohydrolyse von Tetraalkoxysilanen Si(OR·1·)¶4¶, Trialkoxyalkylsilanen R·2·Si(OR·1·)¶3¶ und/oder Dialkoxydialkylsilan R·3·¶2¶Si(OR·1·)¶2¶ in einem organischen Lösungsmittel, (B) ein komplexbildendes Metallsalz in einem wäßrig-organischen Lösungsmittel, und (C) eine oder mehrere Verbindungen, die eine oder mehrere Phosphor-Sauerstoff-Bindungen enthalten.
Description
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsmittel insbesondere
für textile, polymere oder lignocellulosehaltige Materialien,
das zur der Erhöhung des Brandwiderstandes, einer erhöhten
Schmutz- und Feuchtigkeitsresistenz sowie zur Verbesserung der
mechanischen und optischen Eigenschaften verwendet werden
kann.
Gegenwärtig werden große Anstrengungen unternommen, um texti
le, polymere und lignocellulosehaltige Materialien durch eine
Oberflächenbehandlung wirksam vor schädigenden chemischen, me
chanischen, thermischen, elektromagnetischen und biologischen
Einflüsssen zu schützen. Durch eine wirksame Oberflächenmodi
fizierung können für die genannten Materialien neue, attrakti
ve Einsatzmöglichkeiten erschlossen werden. Wirtschaftlichkeit
und ökologische Unbedenklichkeit sind, neben der Verbesserung
der Qualitätsparameter, entscheidende Anwendungskriterien.
Eines der gegenwärtig weitgehend ungelösten Probleme ist die
Verringerung bzw. Verhinderung der Brennbarkeit von textilen,
polymeren und lignocellulosehaltigen Materialien, wodurch die
Anwendbarkeit dieser Materialien (allein unter dem Gesichts
punkt der öffentlichen Sicherheitsbestimmungen) stark einge
schränkt ist. Die Lösung des Problems ist aus folgenden Grün
den so schwierig:
- 1. Für die Modifizierung der Oberflächeneigenschaften von tex tilen, polymeren und lignocellulosehaltige Materialien werden bislang fast ausschließlich organische Überzüge verwendet, die im allgemeinen selber brennbar und damit ungeeignet sind.
- 2. Die wichtigsten derzeit verwendeten Flammschutzmittel sind die Phosphor- and Phosphonsäure-Derivate, Borate, Antimon- und Wolframverbindungen. Diese sind jedoch keine Schichtbildner und zeigen auf polymeren Oberflächen keine Haftung, d. h. sie können nur in Kombination mit einem Bindemittel eingesetzt werden.
Daraus ergibt sich die Zielstellung, daß es zur Erreichung gu
ter brandhemmender Eigenschaften notwendig ist, brandschützen
de Verbindungen mit einem anorganischen (unbrennbaren) Binde
mittel zu kombinieren oder, im Idealfall, ein anorganisches
Bindemittel zu entwickeln, das selber brandhemmend wirkt. Die
se Zielvorstellungen scheiterten lange Zeit daran, daß es kei
ne Verfahren gab, stabile anorganische Beschichtungen auf Tex
tilien oder Polymere aufzubringen. Bis etwa 1990 war es
lediglich durch teure Aufdampf- oder CVD-Technik möglich, an
organische Schichten auf organischen Substraten abzuscheiden.
Erst durch die jüngste Entwicklung der Sol-Gel-Technik (vgl.
C.J. Brinker, G.W. Scherer, Sol-Gel-Science, Academic Press
1990) ist man in der Lage, ökonomisch und mit guter Qualität
anorganische Oxid-Schichten aus entsprechenden Metalloxid-
Solen auf organischen Materialoberflächen herzustellen. Jedoch
führen Beschichtungen aus reinen anorganischen Sol-Gel-
Schichten nicht automatisch zu einer hohen Brandschutzwirkung.
Obwohl die Oxid-Schichten unbrennbar sind, ist der Effekt der
reinen oxidischen Sol-Gel-Schichten auf das Brandverhalten
(wie beschrieben für Al2O3-haltige SiO2-Sole zur Plexiglas-
Beschichtung, DE 93-93 05 850) aufgrund ihrer geringen Schicht
dicke und der geringen Haftwirkung auf organischen Substraten
unbefriedigend.
Man hat daraufhin versucht, durch Zusatz von synthetischen or
ganischen Harzen zu SiO2- oder ZrO2-Solen (JP 92-143668 920511)
diesen Mangel zu beseitigen, wodurch natürlich die brandhem
mende Wirkung wieder verringert wird. Andere Varianten beste
hen darin, durch den Zusatz feingemahlener anorganischer Par
tikel Schichtdicke und Brandbeständigkeit zu erhöhen.
Beispiele hierfür sind der Zusatz von SiO2-Pulvern (JP 91-
260267 9111008) oder ZrO2-SiO2-Gemischen (JP 87-93771 870416)
zu modifizierten SiO2-Solen. Derartige heterogene Beschichtun
gen besitzen jedoch den Nachteil, daß Transparenz und Flexibi
lität verringert sind sowie die Oberflächenrauhigkeit stark
ansteigt, wodurch der Einsatz für flexible Polymer- und Tex
tilmaterialien stark eingeschränkt ist.
Zahlreiche vorgeschlagenen brandschutzhemmende Beschichtungen
auf Sol-Gel-Basis (z. B. JP 91-290034 911106, JP 91-45189
910311) erfordern zur Verbesserung der Haftung und Oberflä
cheneigenschaften eine nachträgliche Temperung auf 200°C und
höher, woraus eine Nichteignung für organische Substrate re
sultiert.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes brandhem
mendes Beschichtungsmittel, insbesondere für textile, polymere
oder lignocellulosehaltige Materialien zu entwickeln, daß die
genannten Nachteile herkömmlicher Materialien überwindet und
eine hohe brandhemmende Wirkung mit einer guten Haftung und
Flexibilität auf unterschiedlichen Substraten verbindet. Die
Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Her
stellung eines derartigen Beschichtungsmittels bzw. zur Be
schichtung von Materialien anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch eine Beschichtungsmittel mit den
Merkmalen gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen
gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und
Verwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An
sprüchen.
Überraschenderweise konnte diese Aufgabe erfindungsgemäß ins
besondere dadurch gelöst werden, daß in Weiterentwicklung zum
Gegenstand der bisher unveröffentlichten Patentanmeldung DE
197 56 906.4 ein Beschichtungsmittel bereitgestellt wird, das
aus 3 an sich langzeitstabilen Komponenten besteht (im folgen
den als Komponente A, B und C bezeichnet), die unmittelbar vor
dem Beschichtungsvorgang gemischt werden und gegenüber her
kömmlichen Zusammensetzungen durch folgende Neuheiten gekenn
zeichnet sind:
- 1. Durch die Anwendung komplexierender Metallsalz-Lösungen (Komponente B) wird eine gute Haftung des modifizierten SiO2- Sols (Komponente A) auf dem organischen Substrat erreicht (Prinzip der Beizenfärberei, wo die Imprägnierung von Textil fasern mit Metallsalzen eine dauerhafte Fixierung der Textil farbstoffe auf der Faser bewirkt).
- 2. Durch die Zumischung von Phosphor-Sauerstoff-Verbindungen (Komponente C), die bekanntermaßen über brandhemmende Wirkung verfügen, wird je nach Zusammensetzung auf physikalischem Weg (homogene Verkapselung) oder chemischem Weg (Bildung von Phos phorsilikaten während der Trocknung) ein homogener Einbau die ser brandhemmenden Strukturelemente in die modifizierte SiO2- Matrix bewirkt und so der brandhemmende Effekt der Metalloxid- Matrix drastisch erhöht.
Die Komponente A besteht dabei erfindungsgemäß aus einer Lö
sung, die durch saure oder alkalisch katalysierte Hydrolyse
eines Gemisches eines Tetraalkoxysilans Si(OR1)4 (I), eines
Trialkoxysilans R2Si(OR1)3 (II) und/oder eines Dialkoxysilans R3
R3Si(OR1)2 (III) in einem organischen Lösungsmittel gebildet
wird.
Die Alkoxysilane I-III haben folgende unterschiedliche Funk
tionen:
- - Das Tetraalkoxysilan (I, R1 = Alkylreste mit 1-4 C-Atomen) liefert bei der Hydrolyse ein Sol aus reinem unbrennbaren Si liciumdioxid und bildet den Hauptbestandteil der Komponente A. Durch Cokondensation mit (II) und (III) wird die Stabilität und das Standzeitverhalten der Komponente A erhöht und die Schichtqualität verbessert.
- - Die Hydrolyseprodukte des Trialkoxysilans R2Si(OR1)3 funktio nalisieren durch die Wahl des Restes R2 das Beschichtungsmit tel, z. B. R2 = Alkylreste mit 1-18 C-Atomen erhöhen die Hy drophobie der Schicht, R2 = Fluoralkylrest mit 1-18 C-Atomen verstärken die schmutz- und wasserabweisende Wirkung der Be schichtung, R2 = epoxyfunktionalisierte Alkyl- oder Cycloalkyl reste ermöglichen durch die Vernetzung mit der Substratober fläche eine zusätzliche Verbesserung der Haftung.
- - Die Hydrolyseprodukte des Dialkoxysilans R3Si(OR1)2 (III, R3 = Alkylrest mit 1-4 C-Atomen) erhöhen die Flexibilität und Elastizität der Beschichtung. Das ist für die Beschichtung flexibler textiler und polymerer Materialien von besonderer Bedeutung.
- - Zur Herstellung der Komponente A werden werden zur Cohydro lyse vorteilhaft Gemische aus 10 Gewichtsteilen eines Tetraal koxysilan (I), 0.1 bis 10 Gewichtsanteile Trialkoxysilan (II) und/oder 0.1 bis 5 Gewichtsteile Dialkoxysilan (III) verwen det. Die Hydrolyse kann sowohl durch verdünnte Säuren, z. B. verdünnte Salzsäure, oder verdünnte Alkalien, wie wäßriger Am moniak oder Natronlauge, katalysiert werden. Als Lösungsver mittler können wassermischbare Lösungsmittel wie niedermoleku lare Alkohole und Ketone, cyclische Ether, Alkylglykole oder Acetonitril verwendet werden.
Da eine Cokondensation auch während der Gelbildung abläuft,
ist es auch möglich, I-III separat zu hydrolysieren und die
gebildeten Sole anschließend im gewünschten Mengenverhältnis
zu mischen.
Die Komponente B besteht erfindungsgemäß aus einer komplexie
renden oder beizenden Metallsalz-Lösung, z. B. einer Lösung
aus einem Aluminium- oder Zirkoniumhalogenid, vorzugsweise
Aluminiumhydroxidchlorid oder Zirkoniumoxidchlorid, in einem
wäßrig-organischen Lösungsmittel. Beispielsweise kann man mit
Aluminiumhydroxidchlorid (handelsüblich z. B. als Locron S/-
Clariant) eine 10%ige Lösung in 80% Ethanol herstellen. Die
Komponente B hat 3 wichtige Funktionen:
- - Die basischen Metallsalze wirken als Beize (insbesonders für textile und lignocellulosehaltige Flächen) und verbessern die Hafteigenschaften der Beschichtung. Neben den vorteilhaften Al- und Zr-Salzen können auch andere Metallsalze mit Beizen wirkung wie z. B. Cr3+, Fe3+, Cu2+, Zn2+, Sn4+, Ti4+ eingesetzt werden.
- - Die Metallsalze vernetzen bzw. cokondensieren mit der Kompo nente A und führen dadurch zu einer effektiven Verfestigung der Beschichtungen während des Trocknungs- und Lagerungspro zesses bei Raumtemperatur.
- - Der relativ hohe Al- bzw. Zr-Anteil in den Beschichtungen verbessert die mechanischen Eigenschaften der Beschichtungen (z. B. Härte, Verschleißfestigkeit).
Die Komponente C besteht erfindungsgemäß aus einer wäßrig
organische Lösung von einer oder mehreren Verbindungen, die
ein oder mehrere Phosphor-Sauerstoff-Bindungen enthalten.
Durch die Zumischung werden die Brandschutzeigenschaften der
Beschichtungslösung bzw. daraus hergestellter Beschichtungen
drastisch verbessert. Zur Anwendung kommen wäßrig-organische
Lösungen, vorzugsweise von Salzen sowie Estern der Phosphor
säure PO(OR1)3, der phosphorigen Säure P(OR1)3 und der Phosphon
säure R2PO(OR1)2 (z. B. R1/R2 = Alkyl mit 1-8 C-Atomen, Chlo
ralkyl mit 1-8 C-Atomen, Ammonium, Kresyl, Aryl, Chloraryl).
Ebenfalls geeignet sind beispielsweise Lösungen aus 1 Moläqui
valent Diphos-phorpentoxid und 3 Mcläquivalenten eines alipha
tischen Alkohols ROH (R = 1-4 C-Atome), wodurch Gemische von
Alkyl- und Dialkylphoshaten gebildet werden. Die gelösten De
rivate der Phosphorsäure-, phoshorigen Säure bzw. Phosphonsäu
re werden während des Trocknungsprozesses in der Metalloxid-
Matrix eingekapselt oder, wie im Fall der Alkyl- und Dialkyl
phosphate, chemisch gebunden. Als verkohlungsfördernde,
feuererstickende, sperr- bzw. dämmschichtbildende Substanzen
steigern sie die flammhemmende Wirkung der Beschichtung dra
stisch.
Die Mengenverhältnisse der 3 Komponenten zueinander sowie das
verwendete Lösungsmittel können in weiten Grenzen variiert
werden. Vorzugsweise werden bezogen auf die jeweiligen Fest
stoffanteile 20 Gewichtsanteile A mit 1 bis 20 Gewichtsantei
len B und 1 bis 30 Gewichtsanteile C gemischt. Es ist zweckmä
ßig, die Mischung der stabilen Komponenten A, B und C erst
unmittelbar vor dem Beschichtungsprozeß vorzunehmen, um eine
möglichst hohe Standzeitstabilität der Sole zu erreichen.
Das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines der erfin
dungsgemäß hergestellten Beschichtungsmittel erfolgt vorteil
haft in Verfahrensschritten:
- 1. Herstellung der Komponente A durch Cohydrolyse von Si(OR1)4, R2Si(OR1)3 und/oder R3 2Si(OR1)2 in einem organischen Lösungsmittel,
- 2. Zugabe der gelösten Komponenten B und C,
- 3. Beschichtung eines Substrates, und
- 4. Trocknen und Aushärten der Schicht.
Während des Beschichtens der polymeren oder textilen Substrate
mit der Beschichtungslösung erfolgt die Verdampfung des Sol-
Lösungsmittels und dadurch eine Gelierung des Sols ("Sol-Gel-
Prozeß") unter Ausbildung eines stabilen anorganischen Kompo
sitfilms, allgemein:
Durch die Gelbildung werden die Bestandteile der Komponenten B
und C fest in die Gelmatrix A eingebettet.
Die Beschichtung textiler, polymerer und lignocellulosehalti
ger Materialien kann durch alle üblichen und bekannten Be
schichtungstechnologien wie Foulardieren, Tauchen, Sprühen
oder Begießen oder durch entsprechende Imprägniertechniken er
folgen. Zur Verbesserung der Haftung insbesondere zu Oberflä
chen von synthetischen Polymeren ist eine zusätzliche physika
lische Vorbehandlung (z. B. mit einem Gasplasma, Glimmen oder
Corona-Aufladung) oder chemische Vorbehandlung (z. B. durch
gasförmiges Fluor oder Primer auf Basis gelöster ω-Aminoalkyl
trialkoxysilanen) vorteilhaft. Für Polymerfolien mit struktu
rierter Oberfläche (z. B. Haftfolien für Klettenverschlüsse)
ist es zweckmäßig, die Folienbahn während des Beschichtungs
vorganges über ein oder mehrere Umlenkwalzen zu führen, um
durch das Aufspreizen der erhabenen Strukturelemente eine
gleichmäßige Beschichtung der gesamten Oberfläche zu errei
chen.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungen zeigen nach dem Entfernen
des Lösungsmittels durch einen Trocknungsprozeß (vorteilhaft
durch einen zirkulierenden Luftstrom) gute mechanische Eigen
schaften (Härte, Abriebfestigkeit). Falls die beschichteten
Substrate eine ausreichend hohe thermische Stabilität besit
zen, kann die aufgebrachte Schicht nach dem Trocknen thermisch
nachgehärtet werden. Das Nachhärten sollte bei Temperaturen
von 80 bis 120°C erfolgen.
Zur Erhöhung der Schichtdicken ist es vorteilhaft, die Visko
sität der Beschichtungslösung durch den Zusatz viskositäts
steigernder Substanzen zu erhöhen. Dazu werden vorzugsweise
lösliche Cellulosederivate zugesetzt. Bereits der Zusatz von
0.3% der alkohollöslichen Hydroxypropyl-cellulose steigert
die Viskosität der Beschichtungslösung von 3 auf 30 mPa.s.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können auch durch
andere Zusätze problemlos modifiziert und ihrem Verwendungs
zweck vorteilhaft angepasst werden. Zur Farbgebung können den
Beschichtungsmitteln Farbstoffe oder Farbpigmente direkt oder
in gelöster bzw. dispergierter Form zugemischt werden, z. B.
für gelbe Schichten kann Sudangelb, für rote Schichten Rhoda
min B und für blaue Schichten Astrablau zugesetzt werden.
Außerdem können speziell absorbierende Zusätze zugefügt wer
den, die den Schichten mikrowellenabsorbierenden oder -reflek
tierenden, IR- oder UV-absorbierenden oder reflektierende Ei
genschaften verleihen.
Der Zusatz magnetischer Pigmente z. B. Eisen, Kobalt oder deren
Legierungen, dotierte Oxide auf Basis γ-Fe2O3, CrO2 oder Ferri
te ermöglicht die Herstellung magnetischer und magnetisierba
rer Beschichtungen.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel weist gegenüber bis
her bekannten Beschichtungen folgende Vorteile auf:
- 1. Das Beschichtungsmittel ist stabil und einfach zu handha ben.
- 2. Die daraus hergestellten Beschichtungen besitzen eine hohe brandschützende Wirkung, sowie eine gute Haftwirkung und hohe Flexibilität auf polymeren und textilen Substraten.
- 3. Die brandhemmende Wirkung ist auch bei anderen organischen Oberflächen nachweisbar, insbesonders bei lignocellulosehalti gen Substraten wie Holz, Stroh, Schilf oder Papier.
- 4. Neben der brandhemmenden Wirkung zeigen die behandelten or ganischen Substrate eine Verbesserung der mechanischen Eigen schaften (Härte, Verschleißfestigkeit) und der schmutzabwei senden Wirkung.
- 5. Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel bietet die pro blemlose Möglichkeit der maßgeschneiderten Steuerung der Ge brauchswerteigenschaften der beschichteten Materialien durch Veränderung des Mischungsverhältnisses der Komponenten A : B : C : ("Baukasten-Prinzip") und durch den Einbau von Zusätzen, die die mechanischen, optischen und magnetischen Eigenschaften in gewünschter Weise verändern.
Daraus abgeleitet ergeben sich für die erfindungsgemäßen Be
schichtungsmittel bespielsweise die folgenden vorteilhaften
Anwendungsmöglichkeiten:
- - Brandhemmende Beschichtungen von Textilien, Polymermateria lien sowie Holz, Stroh, Schilf, Papier oder daraus hergestell te Gegenstände
- - Verbesserung der schmutzabweisenden Wirkung und Hydrophobie rung von Textilien, Polymermaterialien sowie von Holz, Stroh, Schilf, Papier oder daraus hergestellte Gegenstände
- - Ausstattung von Textilien, Folien und Polymermaterialien mit speziellen mikrowellenabsorbierenden oder -reflektierenden, IR- oder UV-absorbierenden oder -reflektierenden oder magneti schen Eigenschaften.
Die Beschichtungen mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmit
tel können auch dazu dienen, andere Werkstoffe wie Metall,
Glas oder Mineralien vor schädigenden chemischen oder physika
lischen Einflüssen zu schützen.
Zu einer Mischung aus 41 ml Tetraethoxysilan (TEOS), 10 ml 3-
Glycidyloxypropyl-trimethoxysilan (GLYMO), 40 ml 96%iges Et
hanol werden 9 ml 0.01 N HCl tropfenweise zugesetzt und bei
Raumtemperartur 20 Stunden gerührt. Es entsteht ein wasserkla
res stabiles Sol.
Komponente B: 10%ige Lösung von ZrOCl2 × 8 H2O in 50% Etha
nol
Komponente C: Triethylphosphat
Das Beschichtungsmittel I wird durch Mischen von 100 ml der
Komponente A mit 30 ml der Komponente B und 4 ml der Komponen
te C hergestellt. Es entsteht eine wasserklares Sol.
150 µm fluorierte Polypropylenfolie von 70 mm Breite wurde in
einer kontinuierlich arbeitenden Begießmaschine LBM 70/MABA
GmbH Wolfen, ausgestattet mit Kaskadengießer, beidseitig mit
dem Beschichtungsmittel I beschichtet (Begießgeschwindigkeit
1-5 m min-1). Nach dem Trocknen erhält man klare, kratzfeste
Schichten.
Die mit Beschichtungsmittel I behandelte fluorierte Polypropy
lenfolie und eine unbehandelte Probe gleichen Materials wurden
einer Flächenbeflammung nach DIN 4102 T1 (Brandverhalten von
Baustoffen und Bauteilen) unterzogen. Dabei zeigte die be
schichtete Polypropylenfolie ein deutlich verzögertes Abbren
nen in Bezug auf die Versuchsstrecke von 15 cm und die Verhin
derung des Abtropfens brennenden Materials im Vergleich zur
unbehandelten Probe.
| Zeit bis zur Meßmarke bei 15 cm [Sekunden] | |
| Beschichtete fluorierte Polypropylenfolie: | 42 |
| Unbeschichtete Referenzprobe: | 10 |
Das beschichtete Material ist gemäß seinem Brandverhalten so
mit in die Baustoffklasse B2, die unbeschichtete Probe in B3
einzuordnen.
Zu einer Mischung aus 27 ml TEOS, 27 ml Dimethyl-diethoxysilan
(DDS), 18 ml GLYMO, 60 ml 96%iges Ethanol werden 15 ml 0.01 N
HCl in 60 ml Ethanol zugetropft und bei Raumtemperatur 20
Stunden gerührt. Es entsteht ein wasserklares stabiles Sol.
Komponente B: 10% Al2(OH)5Cl × 2-3 H2O in 80% Ethanol
Komponente C: Triethylphosphat
Das Beschichtungsmittel II wird durch Mischen von 100 ml der
Komponente A mit 20 ml der Komponente B und 4 ml der Komponen
te C hergestellt. Es entsteht eine wasserklares Sol.
Ein Wollgewebe (270 g/m2) wird mit Beschichtungsmittel II
tauchbeschichtet (Zweiwalzenfoulard, 0.5 m/min Walzengeschwin
digkeit).
Das mit Beschichtungsmittel II behandelte Wollgewebe wurde ei
ner Kantenbeflammung nach ISO 6941 (Textilgewebe; Brandverhal
ten; Messung der Flammausbreitungseigenschaften bei vertikal
ausgerichteten Prüflingen) unterzogen.
| Nachbrennzeit nach 20 Sek. Beflammung [s] | |
| Beschichtetes Wollgewebe: | 3 |
| Unbeschichtete Referenzprobe: | 20 |
Komponente A: Zu einer Mischung aus 70 ml TEOS, 30 ml Methyl
triethoxysilan, 420 ml 96%iges Ethanol werden 20 ml 0.01 N
HCl tropfenweise zugesetzt und bei Raumtemperatur 20 Stunden
gerührt. Es entsteht ein wasserklares stabiles Sol.
Komponente B: 10% Al2(OH)5Cl × 2-3 H2O in 80% Ethanol
Komponente C: 20% P2O5 in absol. Ethanol
Das Beschichtungsmittel II wird durch Mischen von 100 ml der
Komponente A mit 5 ml der Komponente B und 30 ml der Komponen
te C hergestellt. Es entsteht eine wasserklares Sol.
Buchenholzprüflinge (Breite: 19 cm, Länge: 100 cm, Dicke: 2
cm) wurden mit Beschichtungsmittel III durch 24stündiges Tau
chen imprägniert. Anschließend wurden die Prüflinge gemäß DIN
50014-23/50-2 bei Normklima bis zur Gewichtskonstanz gelagert.
Die mit Beschichtungsmittel III imprägnierten Buchenholprüf
linge und unbehandelte Referenzproben wurden gemäß DIN 4102 T1
(Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen) einer Beflammung
zur Einordnung in die Baustoffklasse B1 unterzogen.
| Material-Restlänge nach 10 Minuten Beflammung [cm] | |
| Imprägniertes Buchenholz: | 24 |
| Unbehandelte Referenzprobe: | 0 |
Claims (14)
1. Beschichtungsmittel für textile oder polymere Materialien,
das enthält:
- A) ein schichtbildendes Organosol, gebildet durch Cohydrolyse von Tetraalkoxysilanen Si(OR1)4, Trialkoxyalkylsilanen R2Si(OR1)3 und/oder Dialkoxydialkylsilan R3 2Si(OR1)2 in einem or ganischen Lösungsmittel,
- B) ein komplexbildendes Metallsalz in einem wäßrig organischen Lösungsmittel, und
- C) eine oder mehrere Verbindungen, die ein oder mehrere Phosphor-Sauerstoff-Bindungen enthalten.
2. Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 1, wobei die Feststof
fanteile der Komponenten im Verhältnis 20 Gewichtsanteile A zu
1 bis 20 Gewichtsanteile B zu 1 bis 30 Gewichtsanteile C ste
hen.
3. Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die
Komponente A durch Cohydrolyse von 10 Gewichtsteilen eines
Tetraalkoxysilans Si(OR1)4, 0.1 bis 10 Gewichtsteilen eines
oder mehrerer Trialkoxyalkylsilane R2Si(OR1)3 und/oder 0.1 bis
5 Gewichtsteilen eines Dialkoxydialkylsilans R3 2Si(OR1)2 gebil
det ist.
4. Beschichtungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wo
bei R1 und R3 Alkylreste mit 1 bis 4 C-Atomen sind und R2 ein
Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen oder ein Fluoralkylrest mit 1
bis 18 C-Atomen oder ein epoxy-funktionalisierter Alkyl- oder
Cycloalkylrest ist.
5. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorangegangenen An
sprüche, wobei als organisches Lösungsmittel wassermischbare
Solvenzien wie niedermolekulare Alkohole und Ketone, cyclische
Ether, Alkylglykole oder Acetonitril verwendet werden.
6. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorangegangenen An
sprüche, wobei die Komponente B eine Lösung eines Aluminium-
oder Zirkoniumsalzes ist.
7. Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 6, wobei die Komponente
B Aluminiumhydroxychlorid, Aluminiumacetat, Zirkoniumoxychlo
rid oder Zirkoniumtetrachlorid umfaßt.
8. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorangegangenen An
sprüche, wobei die Komponente C Salze oder Ester der Phosphor
säure, der phoshorigen Säure und von Phosphonsäuren in einem
wäßrig-organischen Lösungsmittel umfaßt.
9. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorangegangenen An
sprüche, das zur Viskositätserhöhung lösliche Cellulose-
Derivate enthält.
10. Beschichtungsmittel gemäß einem der vorangegangenen An
sprüche, das organische Farbstoffe, Farbpigmente oder magne
tische Pigmente enthält.
11. Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Beschich
tungsmittels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 mit den Ver
fahrensschritten:
- 1. Herstellung der Komponente A durch Cohydrolyse von Si(OR1)4, R2Si(OR1)3 und/oder R3 2Si(OR1)2 in einem organischen Lösungsmittel,
- 2. Zugabe der gelösten Komponenten B und C,
- 3. Beschichtung eines Substrates, und
- 4. Trocknen und Aushärten der Schicht.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die Beschichtung
durch Foulardieren, Tauchen, Sprühen, Begießen oder Imprägnie
ren erfolgt.
13. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem das Substrat
textiles, polymeres oder lignocellulosehaltiges Material ist.
14. Verwendung des Beschichtungsmittels gemäß einem der An
sprüche 1 bis 10 für:
- 1. Brandhemmende Beschichtungen von Textilien, Polymermateria lien sowie Holz, Stroh, Schilf, Papier oder daraus herge stellte Gegenstände,
- 2. Verbesserung der schmutzabweisenden Wirkung und Hydrophobie rung von Textilien, Polymermaterialien sowie von Holz, Stroh, Schilf, Papier oder daraus hergestellte Gegenstände,
- 3. Ausstattung von Textilien, Folien und Polymermaterialien mit speziellen mikrowellenabsorbierenden oder -reflektierenden, IR- oder UV-absorbierenden oder -reflektierenden oder magneti schen Eigenschaften.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998139292 DE19839292A1 (de) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Beschichtungsmittel, insbesondere für textile, polymere oder lignocellulosehaltige Materialien |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998139292 DE19839292A1 (de) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Beschichtungsmittel, insbesondere für textile, polymere oder lignocellulosehaltige Materialien |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19839292A1 true DE19839292A1 (de) | 2000-03-02 |
Family
ID=7879086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1998139292 Ceased DE19839292A1 (de) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Beschichtungsmittel, insbesondere für textile, polymere oder lignocellulosehaltige Materialien |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE19839292A1 (de) |
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