DE2060155A1

DE2060155A1 - Anorganisches Beschichtungsmittel

Info

Publication number: DE2060155A1
Application number: DE19702060155
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Iwai; Nobuhiro Kurano; Iwao Momiyama; Ryuichi Sano
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1969-12-08
Filing date: 1970-12-07
Publication date: 1971-06-16
Also published as: GB1337122A; JPS4947249B1; FR2072981A5; DE2060155B2

Description

Anorganisches Beschichtungmittel

Priorität: 8. Dezember 1969 Japan No. 98498/69

Hitzebeständige und strahlungsfeste Farben, die in den technischen Berichten der NASA veröffentlicht werden, und anorganische, zinkreiche Farben sind häufig bekannte anorganische Beschichtungsmittel, bei denen Alkalisilikat als Hauptbindemittel des Überzuges dient.

Diese anorganischen Massen ergeben wegen ihres anorganischen Charakters theoretisch Überzugsfilme mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit, Feuerfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel. Es ist jedoch sehr schwierig, die ausgezeichneten anorganischen Eigenschaften bei diesen Beschichtungsmittel zur Geltung zu bringen, weil der gebildete Alkalisilikat-Film sehr spröde ist und schlecht auf den Unterlagen haftet. Außer einigen Überzügen, die Zinkpulver enthalten und als Korrosionsschutzfarben für Metalle verwendet werden, vertragen sich diese Massen kaum mit verschiedenen HoIzprodukten, z.B. Sperrholz, sowie Asbestzementplatten und Betonerzeugnissen.

Hiersschafft die Erfindung Abhilfe, indem sie für die anorganischen Beschichtungsmittel eine wässrige Lösung von polymerem Silikat als Bindemittel verwendet, welches ein besonderes

109825/2 104

2 -

_ 2 —

visko-elastisches Verhalten zeigt, so daß die Massen nach der Erfindung sich sehr gut auf verschiedene Materialien, wie Asbestzementplatten, Betonerzeugnisse und Holzprodukte, wie Sperrholz, aufbringen lassen und anorganische Überzüge bisher unerreichter Güte ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist demzufolge die Entwicklung von insbesondere gefärbten anorganischen Beschichtungsmitteln, die sich für die verschiedensten Materialien,wie Metalle, Asbestzementplatten, Betonerzeugnisse und Holzerzeugnisse eignen und Überzüge mit ausgezeichneter Haftung, hoher Rißfestigkeit, Feuerbeständigkeit, Wetterfestigkeit und hohem Glanz ergeben.

Es wurde gefunden, daß sich Silikat-Massen mit besonderen visko-elastischen Eigenschaften erhalten lassen, wenn eine Mischung aus einer wässrigen Alkalisilikat-Lösung und amorpher Kieselsäure erwärmt wird und daß derartige Silikat-Massen die Bereitung anorganischer Beschichtungsmittel gestatten, die sich außer auf Stahl auf zehlreiche Materialien auftragen lassen.

Hierzu ein Beispiel: Amorphe Kieselsäure wird zu einer wässrigen Alkalisilikat-Lösung zugesetzt und dann einige Stunden bei 50 - 100⁰C gerührt. Die Viskosität der Mischung steigt allmählich an, bis eine hochviskose Masse entstanden ist. Wenn dieses Produkt mit Wasser verdünnt und filtriert wird, so ergibt sich, daß die Menge der amorphen Kieselsäure in dem Rückstand kleiner ist als sie ursprünglich zu der Lösung hinzugefügt worden ist. Vermutlich wird der Anteil der Kieselsäure, die sich als Silikat in der wässrigen Alkalisilikat-Lösung auflöst, durch das Rühren und Erwärmen der Mischung erhöht. Es ergibt sich ferner, daß ein hochelastischer, intermediärer Film im Verlauf der Trocknung entsteht, wenn das Gemisch auf die Oberfläche von Glas, Stahl und Sperrholz

1 0 9 B 2 5 / 2 I 0 A

aufgetragen und dann bei Raumtemperatur getrocknet wird. Wenn man hingegen nicht erwärmt und rührt, so stellt man selbst nach langer Zeit keine Auflösung der amorphen Kieselsäure fest. Bei Verwendung anderer als amorpher Kieselsäure wird ebenfalls die Auflösung der Kieselsäure und der Viskositätsanstieg nicht beobachtet, selbst wenn das Gemisch erwärmt und gerührt wird. Es ist also klar, daß das in den Massen nach der Erfindung benutzte polymere Silikat unter bestimmten Bedingungen in einem beschränktem Bereich gebildet wird.

Es folgt nun ein praktisches Ausführungsbeispiel.

Zu einer wässrigen Lösung, die 1 Gewichtsteil (als Feststoff) verschiedener Alkalxsilikate enthält, wird 1,5 Gewichtsteil pulverförmige amorphe Kieselsäure zugesetzt. Diese Mischung wird etwa 6 Stunden bei 50 - 100 C gerührt. Die Ergebnisse der Viskositätsmessung und die Menge des gelösten Silikats in dem Gemisch waren wie folgt:

Bei Verwendung von Natriumsilxkat-Lösung ohne Erwärmen und Rühren

Viskosität 325 Centipoise gelöste Kieselsäure in Silikat-Form 20 %

mit Erwärmen und Rühren

Viskosität 9300 Centipoise gelöste Kieselsäure in Silikat-Form 30 %

Bei Verwendung von Kaliumsilikat-Lösung ohne Erwärmen und Rühren

Viskosität 280 Centipoise gelöste Kieselsäure in Silikat-Form 20 %

mit Erwärmen und Rühren

Viskosität 10000 Centipoise gelöste Kieselsäure in Silikat-Form 30 %

109825/2104 - 4 -

Bei Verwendung von Lithiumsilikat-Lösung

ohne Erwärmen und Rühren Viskosität 600 Centipoise gelöste Kieselsäure in Silikat-Form 20 %

mit Erwärmen und Rühren Viskosität 1200 Centipoise gelöste Kieselsäure in Silikat-Form 24 %

Wie man sieht, ist die Viskosität der Lösung nach Erwärmen und Rühren bei Lithiumsilikat etwa 2 mal, bei Natriumsilikat etwa 28 mal und bei Kaliumsilikat etwa 35 mal so hoch wie die der Lösung vor dem Rühren und Erwärmen. Es ergibt sich ferner eine beträchtliche Differenz der Menge an gelöstem Silikat in der durch Filtrieren der Mischung erhaltenen wässrigen Lösung.

Die Ursache für diese Unterschiede ist bisher nicht geklärt. Es wird jedoich angenommen, daß komplizierte chemische und physikalische Veränderungen in dem Lösungsgemisch beim Exⁿwärman und Rühren eintreten, wobei sich polymere Silikationenmicellen bilden. Beispielsweise zeigen die Meßergebnisse bei der Bestimmung des mittleren Molekulargewichtes durch Lichtbrechung nach R.V.Naumann, P.Debye und A.P.Brady sowie A.G. Brown, daß der Anteil der polymeren Silikationen-micellen in der wässrigen Alkalisilikat-Lösung mit zunehmender Silikat-Menge ansteigt.

Nach den Resultaten dieser allgemein bekannten Untersuchungen sind die Veränderungen, die bei der Reaktion eintreten, die gleichen, wie sie auch in der wässrigen Lösung von polymeren Silikat gemäß der Erfindung stattfinden. Die oben beschriebene Masse muß eine Mehrkomponentenmischung von monomeren Silikationen, polymeren Silikationen-micellen, teillöslicher amorpher Kieselsäure oder deren Hydrat und amorpher Kieselsäure mit adsorbierten Silikationen sein. Es ist deshalb verständlich,

109825/2104

m\ "■ ■■:■!■ IMi'! Ν ¹¹Hi «,!Ill·

"■■;■" '■' '' ■■¹¹'¹

daß die Massen wenigstens in Gegenwart von Wasser so viskos sind.

An dieser Stelle sei auf die scheinbar ähnlichen Methoden des Schmelz- und des Naßverfahrens hingewiesen. Nach dem. Schmelzverfahren wird Natriumsilikatglas, das durch Schmelzen einer Mischung von Kieselsäure und Natriumcarbonat erhalten wurde, in heißem Wasser gelöst, und dann wird der unlösliche Rückstand abfiltriert, so daß eine wässrige Lösung von Alkalisilikat erhalten wird. Nach dem Naßverfahren wird eine Mischung von Kieselsäurepulver und Natriumhydroxid durch Erwärmen unter Druck geschmolzen, und dann wird zur Gewinnung einer wässrigen Alkalisilikat-Lösung das Unlösliche abfiltriert. Diese Verfahren zur Erzeugung der wässrigen Alkalisilikat-Lösung sind jedoch in den folgenden Punkten von der Methode völlig verschieden, die zur Bereitung der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel angewandt werden.

Namentlich enthält das Silikat in den wässrigen Alkalisilikat-Lösungen, die nach dem oben beschriebenen Schmelz- bzw. Naßverfahren erhalten werden, keine Polymer-Ionen-Micellen, sondern liegt in Form von monomerem Silikat vor. Auch enthalten diese Lösungen keine derartigen strukturbildenden Materialien, wie vollständig lösliche amorphe Kieselsäure und amorphe Kieselsäure mit adsorbierten Silikationen. Beim Auftragen einer solchen Lösung auf Platten von Glas, Stahl, Asbestzement und Sperrholz und anschließendem Trocknen bilden die Filme während des Trocknungsprozesses Risse und zeigen eine ungenügende Haftung an der Unterlage. Die Anwendung bei porösen Materialien wie Asbestzement-Platten und Sperrholz ist besonders unbefriedigend. Bei den erfidnungsgemäßen Beschichtungsmitteln liegt das Silikat - wie gesagt - wahrscheinlich als Mehrkomponentenmischung aus monomeren Silikationen, polymeren Silikationen-micellen, teillöslicher amorpher Kieselsäure oder Hydraten

109825/2104

davon und amorpher Kieselsäure mit adsorbierten Silikationen vor. Auch der Silikat-Gehalt ist hoch. Durch die Wechselwirkung dieser gelösten und suspendierten Komponenten ergeben die Gemische nach der Erfindung eine hochviskose Lösung mit besonderem visko-elastischem Verhalten. Die Oberfläche der amorphen Kieselsäure, die eine Suspension bildet, befindet sich in einem teilweise gelöstem Zustand. Ferner sind Silikationen physikalisch und chemisch an die Oberfläche der amorphen Kieselsäure gebunden und verstärken die Wechselwirkung zwischen der amorphen Kieselsäure als Füllstoff und dem Silikat als Bindemittel, wobei sich ein sehr fester Film ausbildet.

Wenn diese Gemische auf die Oberfläche von Glas, Stahl, Asbestzement-Platten, Betonerzeugnissen und Sperrholz aufgetragen werden, entsteht ein hochelastischer und stark anhaftender intermediärer Film ohne Auftreten irgendwelcher Risse, weil die beim Beschichten entstehenden Spannungen durch die visko-elastischen Eigenschaften der Masse ausgeglichen werden. Der Film zeigt ein sehr gutes Verlaufen während der Trocknung, weil er wegen der besonderen viskoelastischen Eigenschaften des Gemisches eine geeignete Viskosität und Oberflächenspannung besitzt.

Wenn dieser Film gehärtet wird, indem er in eine wässrige Lösung eines Härters getaucht wird, findet die Härtung entsprechend dem Eindringen des Härters statt, Während des HärtungsVorganges tritt jedoch eine gleichförmige Relaxation der Spannungen in dem Überzugsfilm ein, und eine lokale Spannungshäufung ist nicht zu befürchten. Dies ist der Grund, warum die Haftung, die Rißfestigkeit und der Glanz verbessert werden.

Wenn derartige Härter und ein Mittel zur Herabsetzung der Oberflächenspannung, z.B. ein Fluorkohlenwasserstoff, zusammen

109825/2104

_ 7 —

verwendet werden, dringt der Härter leichter in die Masse ein, und die Aushärtung der Oberfläche und des Inneren wird gleichmäßig, so daß die Rißfestigkeit weiter ansteigt und die Haftung noch mehr erhöht wird.

Der Silikat-Gehalt des gehärteten Filmes ist sehr hoch. Die Härte des Überzugsfilms ist wegen der innigen Wechselwirkung der amorphen Kieselsäure und dem Bindemittel sehr groß. Es ist deshalb möglich, seine Eigenschaften voll zur Geltung zu bringen, z.B. die hohe Wetterbeständigkeit, chemische Widerstandsfähigkeit, Rißfestigkeit, Feuerbeständigkeit und den Glanz des durch die Beschichtung erhaltenen anorganischen Filmes.

Die so erhaltene wässrige Lösung des Gemisches hat trotz ihres hohen Kieselsäure-Gehaltes eine sehr große Lagerbeständigkeit. Die Masse ist durchscheinend und kann leicht durch Pigmente gefärbt werden.

Erfindungsgemäß ist das hauptsächliche filmbildende Material eine viskose wässrige Lösung, die erhalten wird, indem man eine 10 - 50 Gew.%ige Alkalisilikat-Lösung nach Zugabe von 5 - 300 Gew.% amorpher Kieselsäure (bezogen auf den Feststoffgehalt der wässrigen Lösung) auf eine Temperatur oberhalb 50⁰C erwärmt. Vorzugsweise beträgt die Menge der amorphen Kieselsäure 10 - 170 Gew.%. Liegt sie unter 5 Gew.%, so wird praktisch kein Vorteil festgestellt, weil der Einfluß der amorphen Kieselsäure zu gering ist. Überschreitet der Kieselsäure-Anteil jedoch 300 Gew.%, verliert das Gemisch seine Fließbarkeit und wird als Überzugsmaterial unbrauchbar.

Jedes Element der ersten Gruppe des Periodensystems kann als Hydroxid für die erfidnungsgemäßen Beschichtungmittel Verwendung finden. Gewöhnlich werden die Hydroxide von Natrium, Kalium oder Lithium benutzt. Das Molverhältnis von Silicium-

109825/2104

dioxid zum Metalloxid in dem Alkalisilikat beträgt erfindungsgemäß 0,5 -15. Vorzugsweise liegt es zwischen 1,0 und 5,0, wenn Natrium oder Kalium als Alkalimetall verwendet wird, und zwischen 2,0 und 10,0 bei Lithium. Die Viskosität der wässrigen Alkalisilikat-Lösung hängt Von dem Molverhältnis zwischen Alkalimetall und Siliciumdioxid und von der Konzentration des Alkalisilikats ab. Die wässrige Alkalisilikat-Lösung ist brauchbar, wenn die Konzentration zwischen 10 und 50 Gew.% liegt.

Das amorphe Kieselsäurepulver für die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel wird hergestellt, indem kristalline Kieselsäure bei einer Temperatur über 1700°C geschmolzen, die Schmelze abgekühlt und das Produkt vermählen wird. Kristalline Kieselsäure ist inaktiv. So löst sie sich in Alkalisilikat-Lösung selbst unter Erwärmen nicht. Dementsprechend ist kristalline Kieselsäure für die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel ungeeignet, da sie nicht die viskosen und hochkonzentrierten polymeren Silikat-Massen bildet.

Die so erhaltenen wässrigen Alkalisilikat-Massen sind als Beschichtungsmittel brauchbar. Sie können auch wie andere bekannte Beschichtungsmittel eingesetzt werden. Färbende Stoffe, wie Titandioxid, Zinkoxid, rotes Eisenoxid, Chromoxid, Ruß, Zinnober, Cobaltviolett, Cobaltblau, Cadmiumgelb, Ocker, usw. können beigegeben werden, ebenso anorganische Füllstoffe wie Glasfasern, Glaspulver, Glimmer, Talkum und Tonerde, wenn dies nötig erscheint.

Die so erhaltenen Beschichtungsmittel lassen sich auf verschiedene Materialien, wie Asbestzement-Platten, Gipstafeln, Preßplatten, Zementblöcke, Sperrholz, Stahlplatten, Aluminiumplatten, Beton- und Mörtelwände nach herkömmlichen Verfahren, beispielsweise durch Aufsprühen oder Auftragen mit der Streich-

109825/2104

rolle bis zu einer Dicke von etwa 30 - 200 μ aufbringen. Der Überzug wird dann, falls notwendig, auf 80 - 100⁰C erwärmt und anschließend mit einer Härterlösung behandelt, und zwar durch sofortiges Eintauchen oder - falls dies nicht möglich ist - indem die Behandlungslösung zur Härtung des Überzuges aufgesprüht wird, nachdem dieser grifftrocken ist. Der für die Durchführung der Erfindung benutzte Härter ist eine wässrige Lösung, die eine Säure, ein saures Salz, ein Säureamid (ein Salz, das durch Hydrolyse Säure erzeugt), ein Silicofluorid usw., oder mehrere dieser Verbindungen enthält.

Als Härter brauchbare Verbindungen sind Phosphorsäure und Phosphate, Salzsäure und Chloride, Schwefelsäure und Sulfate, Salpetersäure und Nitrate, Fluosilikate, Ammoniumpersulfat, Ameisensäure und Formamid, Oxalsäure und Oxalamid, Zitronensäure und Acrylamid. Beispiele für die Phosphate sind Ammoniumphosphat und primäre Metallphosphate der allgemeinen Formel

MeO.xP₂0₅.yH₂0

worin Me ein Metall der Gruppen I, II und III des Periodensystems ist und das Verhältnis von Me:P 0,25 bis 1,0 beträgt. Beispiele von Chloriden sind Ammoniumchlorid, und Chloride von Metallen der Gruppen II, III und IV sowie Nebengruppenmetallen von anderen Gruppen des Periodensystems j das gleiche gilt für die Nitrate. Beispiele von Fluosilikaten sind Blei-, Zink-, Calcium-, Natrium- und Kalium-hexafluosilikat.

Die Konzentration der wässrigen Härterlösung sollte über 2 Gew.% und vorzugsweise über 15 Gew.% liegen. Wenn diese Härterlösung aufgetragen wird, tritt die Härtung dann schnell ein. Sie ist gewöhnlich in 5 bis 60 Minuten abgeschlossen. Bei der Härtung tritt keine Rißbildung auf der Oberfläche des Überzugsfilms auf. Wenn 0,01 - 1,0 Gew.%, oder vorzugsweise 0,03 - 0,5 Gew.% eines Mittels zur Herabsetzung der

- 10 -

109825/2104

- ίο -

Oberflächenspannung, wie Fluorkohlenwasserstoff und Silikon, zu der Härterlösung hinzugefügt werden, dringt diese schnell in den Überzugsfilm ein, so daß die Härtung an der Oberfläche und im Inneren des Überzugsfilms gleichzeitig stattfinden. Demzufolge werden Spannungen, die gewöhnlich als Folge der unterschiedlichen Härtungsgeschwindigkeit an der Oberfläche und im Inneren des Überzugsfilms auftreten, auf ein Minimum herabgedrückt. Es entstehen somit keine Risse in dem gehärteten Film.

Als Mittel zur Herabsetzung der Oberflächenspannung eignet sich insbesondere Fluorkohlenwasserstoff-sulfonsäure der allgemeinen Formel

^Cn^F2n₊l^SO3^H

worin η eine Zahl von 1-16 ist. Andere Beispiele von geeigneten Mitteln zur Herabsetzung der Oberflächenspannung sind Silikon-Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel, bzw. ihre kolloidalen Suspensionen:

R I	f R ^ i	R I
R-Si-O-	-Si-O-	-Si-R
I R	! . R	η I R

Worin R Methyl oder Phenyl und η eine Zahl von 0 bis 2230 ist.

Wie oben im Einzelnen, beschrieben wurde, wird nach der Erfindung das polymere Silikat durch Erwärmen einer Mischung aus einer wässrigen Alkalisilikat-Lösung und amorpher pulverförmiger Kieselsäure gebildet. Das polymere Silikat ergibt ein viskoses, filmbildendes Material mit besonderen viskoelastischen Eigenschaften. Dementsprechend ist die Auftragung viel leichter durchzuführen als bei herkömmlichen anorganischen Beschichtungmitteln. Da wässrige Härterlösungen verwendet werden, ist es möglich, den Überzug bei Raumtemperatur auszuhärten, und auch die Härtungszeit wird weitgehend verringert.

109825/2104 " ⁿ "

■ I"¹'"· ■ ::·!ΐΐικ:;.ριι;»: »r -(

Der Zusatz von Tensiden zu der Härterlösung fördert deren Eindringen in den Überzugsfilm. Auf diese Weise wird der Unterschied in der Härtungszeit zwischen dem Inneren und der Oberfläche des Filmes auf ein Minimum verringert und die Rißbildung vollkommen ausgeschaltet.

Der mit den Beschxchtungsmxtteln nach der Erfindung erhaltene anorganische Überzugsfilm ist nicht nur beständig gegen Wasser, Chemikalien und Lösungsmittel, sondern hat auch guten Glanz, ist wetterfest und leicht zu bearbeiten. Besonders zu bemerken ist, daß der Überzug nicht brennbar und rauchfrei ist. Diese Eigenschaften sind besonders wichtig bei Überzügen für Baustoffe. Wenn die Beschichtungsmittel nach der Erfindung zum Überziehen und Färben verschiedener Baustoffe verwendet werden, lassen sich diese vor einer Beeinträchtigung durch Umwelteinflüsse schützen. Durch das ansprechende Äußere wird auch der Wert der Baustoffe erhöht. Ferner ist es möglich, dem beschichteten Material eine oberflächliche Texturierung zu geben, indem es unmittelbar nach dem Auftragen der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel mit Sand, Glasperlen oder Glasflocken bestreut wird. Nachdem der Überzugsfilm grifftrocken ist, wird er durch Behandlung mit einer Härterlösung ausgehärtet. Es ist auch möglich, mehrfarbige Überzüge zu erzeugen, indem Beschichtungsmittel verschiedener Farbe versprüht werden. Auch kann die Oberfläche mit verschiedenen Mustern versehen werden, indem sie nach der Bildung des Überzugsfilmes bedruckt wird. Die Beschichtungsmittel nach der Erfindung haben somit zahlreiche Vorzüge, die aufgrund der herkömmlichen anorganischen Überzugsmassen nicht zu erwarten waren.

Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel werden im nachstehenden anhand praktischer Beispiele im einzelnen erläutert. Diese Beispiele können innerhalb eines weiten Bereiches durch den Fachmann leicht modifiziert werden und sollen die Erfindung deshalb in keiner Weise beschränken. In den Beispielen*

- 12 -

109825/2104

verstehen sich Teile- und Prozentangaben auf Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozent, wenn nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Zu 60 Teilen einer 30 %igen wässrigen Kaliumsilikat-Lösung, in der das Molverhältnis von Siliciumdioxid und Kaliumoxid 2,4 betrug, und deren Dichte bei 20⁰C 1,27 3 betrug, wurden

15 Teile amorphe, pulverförmige Kieselsäure zugesetzt. Das Kieselsäurepulver war durch Aufschmelzen, Abkühlen und Vermählen hergestellt worden. Die Teilchengröße des Pulvers war kleiner als 325 Maschen. Die Mischung wurde in einen dicht verschließbaren Kessel aus -rostfreiem Stahl eingebracht und 20 Stunden unter Rühren auf 80 C erwärmt. Das amorphe Kieselsäurepulver in der Mischung löste sich allmählich in der Lösung auf, so daß eine viskose Masse entstand. Zur Bereitung des Beschichtungsmittels wurden 15 Teile Titanoxid und 10 Teile Glimmerpulver (kleiner als 200 Maschen) zu der Lösung zugesetzt, und das Ganze wurde 16 Stunden in einer Kugelmühle dispergiert. Ferner wurde eine Härterlösung (X) bereitet, indem 20 Teile Ammoniumsulfat in 80 Teilen Wasser aufgelöst wurden. Zu diesem Härter wurden 0,1 Teile Fluorat FC-170 (I) (Minnesota Mining & Manufacturing Co., USA) als oberflächenaktives Mittel·" zugesetzt, um ein Härtungsmittel (Y) zu erzeugen. Ein herkömmliches Härtungsmittel, nämlich eine 10 %ige Phosphorsäure-Lösung, wurde als Härter (Z) benutzt.

Vergleichsbeispiel

Ein übliches Alkalisilikat-Beschichtungsmittel wurde zum Vergleich mit Beispiel 1 bereite$,und zwar wurden 60 Teile Kaliumsilikat, 15 Teile Talkum, 15 Teile Titandioxid und 10 Teile Glimmerpulver in eine Kugelmühle eingebracht und

16 Stunden zur Herstellung einer Überzugsmasse vermischt.

- 13 -

109825/2104

Versuchsbeispiel

Die Beschichtungsmittel des Vergleichsbeispieles und des Beispieles 1 wurden auf Asbestzementplatten (300 χ 10 χ 5 mm> gemäß der-Spezifikation JIS (Japanese Industrial Standard) A 5410-67 mittels einer Spritzpistole mit einem Düsendurchmesser von 1,5 mm und bei atmosphärischem Druck zu einem Film mit einer Dicke von ungefähr 100 μ aufgebracht. Die beschichteten Platten wurden 30 Minuten bei 80°C getrocknet und dann jeweils 10 Minuten in die Härterlösungen X, Y und Z eingetaucht. Die Eigenschaften wurden geprüft, nachdem die Platten mit V/asser gewaschen und anschließend getrocknet worden waren. Die Ergebnisse sind wie folgt zusammengefasst:

-IH-

109825/2104

	Überzugs- Masse	Härter	Riß festigkeit	M ο h s - Härte des Überzugs	Wasserbe ständigkeit 20⁰C, Leitungswasser Tauchzeit 1 Woche	Beständig keit gegen 30 %ige wässerige NaOH Lösung	Beständig keit gegen Salzsäure, Tüftelprobe 24 Std.
109825/2104	Bei spiel 1	kein Härter.	—	2-3	teilweise löslich	vollständig löslich	Rißbildung
Vergleicht, beispiele	Härter X	gut	4	gut	gut	gut
Härter Y	ausgezeichnet	4	ausgezeichnet	gut	gut
Härter Z	überall Risse	2-3	abgelöst	abgelöst	abgelöst
kein Härter	-	1-2	vollständig aufgelöst	vollständig aufgelöst	Quellung Rißbildung
Härter X	wenig Rißbildung	2	erweicht	Vollständig aufgelöst	Quellung
Härter Y	gut	2	erweicht	vollständig aufgelöst	Quellung
Härter Z	überall Risse	1-2	abgelöst	vollständig aufgelöst	Quellung

CD CD O

Beispiele 2-10

Wie im Fall von Beispiel 1 wurden Beschichtungsmittel aus den folgenden Bestandteilen bereitet. In diesen Beispielen war das Prozentverhältnis des amorphen Kieselsäurepulvers zum Feststoffgehalt der wässrigen Alkalisilikat-Lösung bei Natirumsilikat (Beispiele 2, 3 und 4), bei Kaliumsilikat (Beispiele 5, 6 und ¹J) und bei Lithiumsilikat (Beispiele 8, 9 und 10) jeweils 0, 100 bzw. 300. Die Härterlösung wurde erhalten, indem zu 20 % Ammoniumpersulfat 0,1 % Fluorat FC 170 als Mittel zur Herabsetzung der Oberflächenspannung zugesetzt wurde. Die Behandlung war die gleiche wie bei den Versuchsbeispielen mit der Ausnahme, daß die Tauchzeit 5 Minuten betrug. Die Eigenschaften der in den Beispielen verwendeten Alkalisilikate sind im nachstehenden zum Vergleich aufgeführt. Das Kaliumsilikat war das gleiche wie es in Beispiel 1 verwendet worden ist. Das Molverhältnis von Siliciumdioxid und Natriumoxid in dem Natriumsilikat betrug 2,3. Die Konzentration der wässrigen Lösung war 54 %. Das MolVerhältnis von Siliciumdioxid und Lithiumoxid in dem Lithiumsilikat betrug 3,8, und die Konzentration der wässrigen Lösung 28 %.

- 16 -

1098 25/21OA

	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Natrium-. silicat	Natrium- silicat	Natrium- silicat	Kalium- silicat	Kalium- silicat	Kalium- silicat	Lithium- silicat	Lithium- silicat	Lithium- silicat
	0	100	300	0	100	300	0	100	300
	überall Risse	gut	gut	überall Risse	gut	gut	überall Risse	gut	gut
	2	5	5	IV)	4	4	CVl	4	4
	voll ständig aufge löst	gut	gut	voll ständig aufge löst	gut	gut	voll ständig aufge löst	gut	gut
Beispiel	voll ständig aufge löst	gut	gut	voll ständig aufge- köst	gut	gut	voll ständig aufge löst	gut	gut
Alkalxsilicat	überall Risse	gut	gut	überall Risse	gut	gut	voll ständig aufge löst	gut	gut 1
Volum % amorphe Kieselsäure
Rißfestigkeit nach Behandlung
Mohs - Härte des Films
Wa s serbe stand ig- keit(20 C Lei tungswasser) Tauchzeit 1 Wo che
Beständigkeit gegen 30 % ige wässerige Lö sung NaOH
Beständigkeit gegen konzen trierte Salz säure

CD CO CD

Beispiel 11

Es wurden ein Beschichtungsmittel, das in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bereitet wurde, und die Härterlösung Y verwendet. Der Überzug wurde auf einem Birken-Sperrholz (300 χ 10 χ 8 mm) mittels einer Spritzpistole, die mit einer Düse von 1,5 mm Durchmesser ausgerüstet war, unter einem Druck von 3 Atmosphären in einer Filmdicke von ungefähr 100 μ hergestellt. Unmittelbar nach der Beschichtung wurde Kieselsäurepulver über die gesamte überzogene Oberfläche gestreut. Nachdem die Beschichtung grifftrocken war, wurde der Überzug noch,30 Minuten .getrocknet und dann_10 Minuten zur Behandlung in die Härterlösung Y eingetaucht. Dann wurde die Platte mit Wasser gewaschen, getrocknet und fertiggestellt.

Die beschichtete Platte zeigte eine Oberfläche, die schwer entflammbar war und ein ansprechendes Aussehen ähnlich Sandstein hatte. Die Eigenschaften der Beschichtung waren ebenso gut wie die von Beispiel 1.

Beispiele 12-19

Tests ähnlich dem Versuchsbeispiel wurden unter Verwendung des Beschxchtungsmxttels nach Beispiel 6 mit verschiedenen Harterlösungen durchgeführt. Die beschichteten Platten wurden 5 Minuten in die Härterlösungen eingetaucht, die sämtlich wässrige Lösungen waren.

- 18 -

109825/2104

	Beispiel	12	,. 13	14	15	16	17	18	19
		50 %	gesättigte	20 %	20 %	20 %	20 %	20 %	20 %
	Härter	Phosphor	wässerige	Ammonium	Phosphor-	Blei-	Magnessium-	Acryl-»	Ammonium
			Citronen-			fluosili-			persulfat
860	Lösung	Säure	säure- Lösung	chlorid	Säure	cat	acrylat	amid	mn Silikon KM 72
ro cn	Riß
	festig
—*	keit nach								ausge-
O	Behandig.
	(Beschaf	gut	gut	gut	gut	gut	gur	gut	gut
	fenheit								zeichnet
	der
	Oberfläch

CD CD CD

Claims

Patentansprüche

Anorganisches Beschichtungsmittel aus einem Alkalisilikat, das durch einen Härter aushärtbar oder ausgehärtet ist, und gegebenenfalls weiteren Zusätzen, namentlich Pigmenten und/oder Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel eine wässrige viskose Lösung enthält oder aus einer solchen hergestellt ist,'die durch Erwärmen einer wässrigen 10 - 50 %igen Alkalisilikat-Lösung mit einem Zusatz von 5 - 300 Gew.% amorpher pulverförmiger Kieselsäure (bezogen auf den Feststoffgehalt dieser Lösung) erhalten wurde.

2. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalisilikat dieser Lösung Natriumsilikat, oder/ und Kaliumsilikat oder/und Lithiumsilikat ist.

3. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das berechnete Molverhältnis zwischen Siliciumdioxid und Metalloxid in der Alkalisilikat-Lösung im Bereich von 0,5 bis 15 liegt.

>+. Beschichtungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis im Bereich von 1,0 bis 5,0 liegt, wenn das Alkalimetall Natrium oder Kalium ist, und im Bereich von 2,0 bis 10,0 , wenn das Alkalimetall Lithium

... ,.ist.

5. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter eine wässrige Lösung einer oder mehrerer der Verbindungen Phosphorsäure und Phosphate, Salzsäure und Chloride, Kieselsäure und Sulfate, Salpetersäure und Nitrate, Fluosilikate, Ammoniumpersulfat, Ameisensäure und Formamid, Oxalsäure und Oxalamid, Zitronensäure und Acrylamid ist.

109825/2104 " ²⁰ "

6. Beschichtungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel zur Herabsetzung der Oberflächenspannung enthält.

7. Beschichtungsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Herabsetzung der Oberflächenspannung Fluorkohlenwasserstoff-Sulfonsäure oder eine Silikonverbindung bzw. eine kolloidale Suspension davon zugesetzt ist.

1 09825/21