DE2431812A1

DE2431812A1 - Filmmasse

Info

Publication number: DE2431812A1
Application number: DE19742431812
Authority: DE
Inventors: Shigeki Inoue; Tadanobu Maruyama; Reiko Nakamura; Koichiro Yanagida; Akitoshi Yoshida
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 1973-07-04
Filing date: 1974-07-02
Publication date: 1975-01-30
Also published as: JPS5420968B2; SE7408417L; SE411019B; GB1467717A; JPS5024329A

Description

Die Erfindung betrifft eine Filmmasse, die aus einer steifen Überzugsschicht mit hoher Härte besteht, und befasst sich insbesondere mit der Bildung einer steifen Überzugsschicht aus einem Überzugsmaterial, welches Kieselsol enthält.

Mit zunehmenden Fortschritten auf dem Gebiet der Hochpolymerchemie wurden verschiedene Arten von wertvollen organischen Anstrichen entwickelt. Andererseits werden auch anorganische Anstriche infolge ihrer ausgezeichneten Feuerfestigkeit sowie Wärmewiderstandsfähigkeit und guter Auftragbarkeit auf die anzustreichenden Gegenstände auf vielen Gebieten verwendet, welche einen anorganischen Anstrich erfordern. Als Materialien zur Erzeugung von anorganischen Überzugsfilmen oder -schichten wurden Zement, Kalk, Ton, Alkalisilikat, Alkaliphosphat, Kieselsol etc. verwendet. Von diesen verschiedenen

409885/1267

Materialien ist Kieselsol bezüglich seiner Hitze- und Wetterbeständigkeit besonders geeignet. Daher ist sein Einsatz weit bekannt. Jedoch liefern Anstriche, welche Kieselsol als filmbildendes Material enthalten, einen Überzugsfilm mit geringer Härte, so dass dieser Film nur begrenzt für solche Anwendungszwecke eingesetzt werden kann, bei denen der Überzugsfilm keine hohe Härte aufweisen muss. Zur Erhöhung der Härte des aus einem Anstrich herzustellenden Überzugfilms, der Kieselsol enthält, wurden verschiedene Methoden vorgeschlagen, beispielsweise ein Einmischen von kleinen Alkalisilikatmengen oder ein Brennen des öberzugfilms bei einer hohen Temperatur von 500⁰C oder darüber. Diese Methoden sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass beispielsweise bei der ersteren Methode der Überzugsfilm während der Zeit ausb&üht und verfärbt wird, während im Falle der letzteren Methode eine Vorrichtung erforderlich ist, um die zum Brennen nötige hohe Temperatur zu liefern, wodurch die Durchführung dieser Methode in der Praxis erschwert wird.

Unter Berücksichtigung der vorstehend geschilderten Nachteile der üblichen anorganischen Anstrichmassen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Filmmasse mit hoher Härte zu schaffen, die durch eine chemische Behandlung des Überzugs erhalten wird, der aus einem Überzugsmaterial gebildet wird, das Kieselsol enthält.

Durch die Erfindung soll eine Filmmasse mit ausgezeichneter Wasserfestigkeit, Wasserundurchlässigkeit, Wetterfestigkeit und Wärmefestigkeit geschaffen werden, wobei die Härte durch eine einfache chemische Behandlung ohne Einsatz eines Alkalisilikats erzielt wird.

Gemäss einem Merkmal der Erfindung wird eine Filmmasse ge-

443 9885/1267

schaffen, in welcher Kalziumsilikat-Monohydrat (2CaO₂₂ durch eine chemische Behandlung des Überzugs in Gegenwart einer Kalziumverbindung erzeugt wird, wobei der Überzug aus einem Überzugsmaterial hergestellt wird, das aus Kieselsol allein oder aus Kieselsol sowie einem oder mehreren Zuschlagsstoffen, die Viskosität erhöhenden Mittel, einem organischen Polymeren sowie einem Färbemittel, wie beispielsweise einem Pigment, besteht, und das Kieselsol in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiert ist, das 0,1 bis 70 Gewichts-% SiO₂ enthält, wobei ein Molverhältnis SiO₂/Me₂O (wobei Me für ein einwertiges Alkalimetallatom steht) von mehr als 10 eingehalten wird.

Die erwähnte chemische Behandlung wird wie folgt durchgeführt:

Der auf einem Gegenstand gebildete Überzug wird mit einer Lösung behandelt, die eine Kalziumverbindung enthält. Ferner kann der Überzug mit heissem Wasser behandelt oder der Einwirkung einer UV-Strahlung ausgesetzt werden, während in Abständen Wasser aufgesprüht wird, wobei die Kalziumverbindung entweder in dem Überzug oder in dem zu überziehenden Gegenstand enthalten ist.

Gemäss einem anderen Merkmal der Erfindung wird ein überzogenes Baumaterial in der Weise erzeugt, dass übliche Baumaterialien mit einer Filmmasse überzogen werden, welche Kalziumsilikat-Monohydrat enthält, das durch eine chemische Behandlung des Überzugs in Gegenwart einer Kalziumverbindung gebildet worden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf bevorzugte Beispiele näher erläutert.

Das erfindungsgemäss eingesetzte Überzugsmaterial besteht aus

409885/1267

Kieselsol als wesentlicher Komponente, wobei darunter das flüssige Sol zu verstehen ist, in welchem Silikate oder feinteilige Kieselsäure in Wasser, einem hydrophilen organischen Lösungsmittel oder einer Mischung davon dispergiert ist. Beispiele für organische Dispergiermittel für das Kieselsol sind Methanol, Äthanol, Isopropanol, tert.-Butanol, Glyzerin, Glykol, Dimethylformamid, Amine etc.

Das typische Kieselsol, das in diesem Uberzugsmaterial verwendet wird, welches durch Verwendung dieser Dispergiermittel hergestellt wird, "besteht aus einem wässrigen Kieselsol, einem Methanolk&eselsol, einem Isopropanol/Wasser-Kieselsol, einem hydrolysierten Äthylsilikat etc. Der Gehalt an Kieselsäure in diesen Kieselsolen schwankt gewöhnlich zwischen 0,1 und 70 Gewichts-% und vorzugsweise zwischen 5 und 50 Gewichts-% im Hinblick auf praktische Erwägungen. Die einwertigen Alkalimetalle liegen gewöhnlich in dem Kieselsol in einem Molverhä'ltnis SiO₂/Me₂O von 10 bis 3000 oder darüber vor, wobei Me für einwertige Alkalimetallatome von Na, K, Li oder Cs steht und Me₂O ein Oxyd eines derartigen Elements in dem Sol bedeutet. Ein Kieselsol mit einem Molverhältnis von weniger als 10 enthält so viele depolymerisierte Silikationen, dass keine zufriedenstellende erfindungsgemässe Filmmasee erhalten wird. Ein Kieselsol mit dem angegebenen Molverhältnis zwischen 10 und 3000 lässt sich in einfacher Weise nach üblichen Methoden herstellen, beispielsweise nach einer lonenaustauschmethode aus einer Alkalisilikatlösung, wobei jedoch ein Kieselsol mit einem Molverhältnis von mehr als 3000 nicht ohne weiteres nach der vorstehend geschilderten Methode herstellbar ist. Das durch partielle oder vollständige Hydrolyse von Alkalisilkat oder durch Auflösen von metallischem Silicium in einer Lösung aus einer stark alkalischen organischen Verbindung erzeugte Kieselsol enthält im wesentlichen kein einwertiges Alkalimetall,

409885/1267

so dass das Molverhältnis SiC^/l^O in diesem Falle als unendlich auszudrücken ist. Daher sollte das für die erfindungsgemässen Zwecke eingesetzte Kieselsol ein Molverhältnis von 10 bis 3000 oder darüber aufweisen, wobei jedoch im allgemeinen Kieselsole mit Molverhältnissen von 50 bis 2000 überwiegen. Ein Kieselsol mit einem Molverhältnis zwischen 25 und 2000 oder mit einem unendlichen Molverhältnis eignet sich besonders für die erfindungsgemässen Zwecke.

Das Überzugsmaterial, welches Kieselsol enthält, kann ferner einen Zuschlagsstoff, ein die Viskosität erhöhendes Mittel, ein organisches Polymeres, ein Pigment etc. enthalten. In einigen Fällen kann es ein die Sedimentation verhinderndes Mittel, ein wasserabstossendes Mittel, einen Härtungsbeschleuniger sowie andere Additive enthalten. Daher umfasst das erfindungsgemässe Überzugsmaterial, welches Kieselsol enthält, in einem sehr weiten Sinne nicht nur allgemein anorganische Anstriche, sondern auch eindickende Anstrichmaterialien, Oberflächenhärtungsmittel oder dergleichen.

Der Zuschlaggstoff, der in dem Kieselsol-enthaltenen Überzugsmaterial eingesetzt wird, kann in entsprechender Weise aus Kieselsand, Dünensand, Flußsand, Meeressand, Glas, Pigmenten, Ton, Mineralerzen, künstlichen Zuschlagsstoffen, Pulvern aus anorganischen festen Materialien, feuerfesten Materialien etc. ausgewählt werden. Die Form und Grosse dieser Zuschlagsstoffe kann in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck des herzustellenden Überzugs ausgewählt werden,· beispielsweise kommen Kugel-, Stab-, Faserformen etc. in Frage. Kieselerde, Schamottesand, Asbestfasern und -fibrillen, Glasfasern, Glaspulver, Vermikulit, Mikroglaskügelchen, weisser Marmor, Eisenoxyd, Pigmente der Titanreihe, Pigmente der Chromreihe etc. sind typische Beispiele für Zuschlagsstoffe.

409885/1267

Das einzusitzende Viskositätserhöhende Mittel kann aus einem Polyacrylat, einem Polyalkylenoxyd, wasserlöslicher Zellulose, Alginsäure oder deren Salzen, Naturkautschuk oder einem PoIysaccharid bestehen. Typische Beispiele für diese Mittel sind Polyäthylenoxyde mit hohem Molekulargewicht, Methylzellulose, Hydroxyäthylzellulose, Carboxymethylzellulose, Natriumpolyacrylat etc. Bentonit kann ebenfalls für diesen Zweck verwendet werden.

Das einzusetzende organische Polymere liegt im allgemeinen in Form von Emulsionen von Acrylpolymeren, Vinylpolymeren etc. vor. Typische Beispiele für derartige organische Polymere sind Polyacrylate oder Copolymere von Acrylaten sowie Polymere oder Copolymere von Vinylacetat.

Bezüglich der Art der zu überziehenden Gegenstände sind keine Beschränkungen gegeben. Im Hinblick auf die Tatsache, dass das Überzugsmaterial anorganischer Natur ist, eignen sich jedoch besonders solche anorganischen Materialien, wie Schieferoder Kalziumsilikatplatten, geschäumter öder üblicher nichtgeschäumter Beton, Mörtel, Sperrholzbretter, Gipsbretter, Pulpezementbretter sowie andere Baumaterialien, desgleichen metallische Baumaterialien sowie feuerfette Gegenstände.

Die Bildung des Überzugs unter Einsatz des Kieselsol-enthaltenden Überzugsmaterials kann in der gleichen Weise wie beim üblichen Aufbringen von Anstrichen erfolgen, beispielsweise durch Anstreichen, Aufsprühen, Imprägnieren oder Eintauchen sowie anschliessendes Trocknen. Das Trocknen kann allgemein bei Zimmertemperatur durchgeführt werden, ferner kommt ein Trocknen durch Infrarotstrahlen, ein Trocknen durch Heissluft, ein Trocknen durch Hochfrequenzerhitzen etc. in Frage.

Der erfindungsgemässe Überzug besteht nicht nur aus der Ober-

403885/1267

fläche, welche direkt der Aussenatmosphäre ausgesetzt und daher mit dem blossen Auge ermittelt werden kann, sondern auch aus der überzogenen Schicht sowie der Oberflächenschicht des überzogenen Gegenstandes, in welchen das aufgebrachte Überzugsmaterial eindringt, und in dem es ausgehärtet und modifiziert wird. Werden Schiefer- oder Kalziumsilikatplatten, geschäumter Beton etc. als zu überziehende Gegenstände verwendet, dann ist ein Imprägnieren des Überzugsmaterials besonders günstig.

Die erfindungsgemässe Filmmasse geht auf den Überzug zurück, der aus dem Überzugsmaterial gebildet wird, das Kieselsol enthält, wobei sich eine chemische Behandlung des Überzugs angeschlossen hat, und ist, wie bereits erwähnt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass es Kalziumsilikat-Monohydrat (2CaO-SiOjHpO) enthält. Das Vorliegen von Kalziumsilikat-Monohydrat (2CaO'SiO₂-H₂O), das nachfolgend aus Einfachheitsgründen einfach als Monohydrat bezeichnet wird, lässt sich durch Röntgenbeugung nachweisen. Die Identifizierung durch die Röntgenbeugungsmethode kann in der Weise durchgeführt werden, dass zuerst die Filmmasse mit einem mit einer Kante versehenen Werkzeug, wie beispielsweise einem Messer, abgekratzt wird, worauf der abgekratzte Film pulverisiert und dann die pulverisierte Probe in eine Halterung aus Glas oder Aluminium zur Durchfühmgg der Messung eingebracht wird. Die erhaltene Beugungsintensität gegenüber 2Θ des Monohydrats wird in der ASTM-Karte Nr. 3-0594 zur Identifizierung angegeben. Die folgende Tabelle zeigt die Röntgenbeugungsintensität des Monohydrats .

409885/1267

Tabelle I

Röntgenbeugungsintensität von Kalziumsilikat-Monohydrat (2CaO"SiO₂-H₂O) sowie relative Intensität gemäss ASTM 3-0594

2Θ (°) Relative Intensität

21,0 40

23.2 20

29.3 100 31,5 60

Wie bereits erwähnt wurde, besteht das charakteristische Merkmal der Filmmasse in der Erzeugung des Monohydrats nach der Überzugsbildung, so dass keine Verbesserung bezüglich der Härte erzielt wird, wenn das Monohydrat zuvor eingebracht und der Überzug nicht der chemischen Behandlung unterzogen wird.

Das zur Herstellung des Monohydrats in dem Überzug nach seiner Bildung eingesetzte Rohmaterial besteht im allgemeinen aus einer Kalzium-enthaltenden Verbindung, die vorzugsweise löslich ist. Kalziumverbindungen, die schwer löslich oder unlöslich sind, können natürlich auch verwendet werden, falls die Kalziumkomponente in den Verbindungen in Abhängigkeit von dem pH-Wert des tibersugsmaterials freigesetzt werden kann. Die erfindungsgemäss einzusetzende Kalzium-enthaltende Verbindung besteht gewöhnlich aus einer anorganischen Verbindung oder organischen Säuresalzen von Kalzium, Kalzium-enthaltenden Mineralien etc. Beispiele für derartige Verbindungen sind Kalziumhydroxyd, Kalziumhalogenid, Kalziumnitrat, Kalziumnitrit, Kalziumcarbonat, Kalziumoxyd, Kalziumsulfat, Kalziumsilikat, Kalziumphosphat, Kalziumaluminat, Kalziumacetat, Kalziumstearat, Gesteinspulver etc. Die Kalziumverbindung muss zuvor in das Überzugs-

A09885/1267

material eingebracht werden oder auf der Oberfläche des Gegenstandes, auf welcher der Überzug gebildet wird, vorliegen, ferner kann die Kalziumverbindung in den Überzug durch irgendeine geeignete chemische Nachbehandlung eingebracht werden.

Nachfolgend werden drei bevorzugte Methoden zur Herstellung des Monohydrats beschrieben, wobei die Methoden 1) und 2) die günstigsten Ergebnisee liefern. Die im Zusammenhang mit der folgenden Methode sowie der bevorzugten Beispiele gemäss vorliegender Erfindung erwähnte Härte des Überzugs und der Filmmasse wird unter Anwendung von "MITSUBISHI/uni"-Stiften mit Härtegraden von 5B bis 9H bestimmt. Die Härtebestimmungsmethode besteht darin, dass eine Linie oder eine andere Markierung auf der Oberfläche des Überzugs oder Films mit den Stiften mit verschiedenen Härten aufgebracht wird, und zwar beginnend mit dem weichesten (5B) bis zu dem härtesten (9H). Sobald Kratzer auf der Oberfläche des Überzugs oder Films aufzutreten beginnen, wird die Markierung beendet und die Härte des Films durch die Härte des Stiftes definiert, der unmittelbar vor dem Stift verwendet worden ist, welcher einen Kratzer auf der Filmoberfläche verursacht hatte, d.h. es. wird die Härte des Stiftes angegeben, der um einen Grad weicher ist. Das Vorliegen des erzeugten Monohydrats wird unter Einsatz einer Röntgenbeugungsvorrichtung der Rigaku Denki K.K., Japan, bestimmt, wobei das Vorliegen eines Peaks bei 2Θ = 29,3° bei einer Spannung von 30 kV, einem Strom von 10 mA sowie unter Einsatz eines Nickelfilters und eines Kupfertargets untersucht wird.

1) Methode der Behandlung des Überzugs während einer Zeitspanne von einigen 10 Minuten bis zu 1 Stunde unter Verwendung einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, Alkohol oder einer Mischung davon, welche die Kalziumverbindung, beispielsweise Ca(OH)₂, CaO, CaCl₂ etc., auflöst.

409885/1267

Das anorganische Überzugsmaterial, das Kieselsol sowie feuerfestes Pulver enthält, wird auf eine Schieferplatte in einer Menge von ungefähr 400 g/m aufgebracht, worauf der Überzug durch heisse Luft mit einer Temperatur von 120⁰C getrocknet wird. Der Überzug besitzt eine Härte zwischen H und 3H. Wird jedoch der Überzug während einer Zeitspanne von ungefähr 1 Stunde in einer gesättigten wässrigen Ca(OH)₂-Losung gekocht, dann wird der Überzug gehärtet und zeigt eine Härte von 9H oder wahrscheinlich noch mehr. Das Vorliegen des Monohydrats wird auch durch die Röntgenbeugung ermittelt.

2) Methode der Behandlung des auf dem zu überziehenden Gegenstand, der die Kalziumverbindung enthält, zu bildenden Überzugs oder des Überzugs, welcher die Kalziumverbindung enthält, durch Einwirkenlassen von UV-Strahlen unter in Abständen erfolgendem Besprühen mit Wasser.

Das anorganische Überzugsmaterial, welches Kieselsol und feuerfestes Pulver enthält, wird auf die Oberfläche eines leichten geschäumten Betons aufgebracht, der beispielsweise durch eine Autoklavenbehandlung von Kalk und Kieselsäure erzeugt worden ist, worauf der Überzug durch eine Infrarotstrahlung getrocknet wird. Der Überzug auf der Betonoberfläche besitzt anschliessend einen Härtegrad H. Dieser Überzug wird dann in Luft mit einer Temperatur von 60⁰C einer UV-Bestrahlung unterzogen, wobei Wasser auf die Filmoberfläche während einer Zeitspanne von 6 Minuten in 60-minütigen Intervallen aufgesprüht wird. Wird diese Maßnahme kontinuierlich während einer Zeitspanne von 1 Monat wiederholt, dann besitzt der Überzug eine verbesserte Härte von 9H, wobei die Härte wahrscheinlich noch höher liegt. Ferner ist die Struktur des Überzugs sehr fein und gegenüber V/asser undurchdringlich geworden. Das Monohydrat ist also erzeugt worden.

409B85/1267

3) Methode der Behandlung des auf dem zu überziehenden Gegenstand/ welcher die Kalziumverbindung enthält, gebildeten Überzugs oder des Überzugs, welcher die Kalziumverbindung enthält, mit Wasser, das bei normaler Temperatur oder auf einer höheren Temperatur gehalten wird, unter Normaldruck oder einem höheren Druck.

Das Überzugsmaterial, welches Kieselsol, die Kalziumverbindung, beispielsweise Gesteinspulver etc. enthält, wird auf eine Metallplatte aufgebracht und getrocknet. Die Härte des auf diese Weise gebildeten aufgebrachten Films wird zu B ermittelt. Wird dieser Überzug mit Wasser unter einem Druck in einem Autoklaven behandelt, dann stellt man fest, dass das Monohydrat erzeugt worden ist. Die Härte steigt auf den Grad 5H an.

Wie vorstehend beschrieben, wird in der erfindungsgemässen Filmmasse kein Alkalisilikat verwendet, so dass kein Ausblühen erfolgt. Ferner kann die Härte des Überzugs durch eine einfache chemische Behandlung mit dem Ergebnis verbessert werden, dass der Überzug eine ausgezeichnete Wasserbeständigkeit, Wasserundurchlässigkeit, Wetterfestigkeit sowie Wärmefestigkeit annimmt, wobei der Film in einigen Fällen eine sehr glänzende und fliesenähnliche Oberfläche aufweist. Da ferner der Überzug durch das erzeugte Monohydrat eine sehr feine Struktur annimmt, ist er gegenüber Wasser äuseerst undurchdringlich. Alle diese verbesserten Eigenschaften des Films tragen zu einer vielseitigen industriellen Verwendbarkeit bei.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Es sind nämlich beliebige Änderungen und Modifizierungen bezüglich der einzusetzenden Materialien sowie hinsichtlich ihrer Mengen im Rahmen der Erfindung möglich. Sofern nichts anderes angegeben ist, beziehen sich in den Beispielen

409885/1267

alle Prozentangaben auf Gewichts-%. Beispiel 1

1000 g eines wässrigen Kieselsols, das 30 % SiO₂ enthält und ein Molverhältnis SiOp/NapO von 150 aufweist und einen pH-Wert von 9j1 besitzt, werden in einen Becher aus rostfreiem Stahl mit einem Fassungsvermögen von 2 1, der mit einem Rührer versehen ist, eingebracht. Unter Rühren des wässrigen Kieselsols werden 700 g Kieselsäurepulver, wobei 90 % durch ein 325 mesh-Sieb hindurchgehen, 50 g pulverisiertes Titanoxyd, 30 g Bentonit sowie 10 g eines Acrylsäurepolymeren (Feststoffgehalt 50 %) als die Viskosität erhöhendes Mittel nacheinander zugesetzt, wobei während einer Zeitspanne von ungefähr 2 Stunden gerührt wird. Dabei wird ein weisses anorganisches Überzugsmaterial erhalten. Das Überzugsmaterial besitzt eine Viskosität von 430 Centipoise (bei 20⁰C) sowie einen pH-Wert von 8,5.

Dieses Überzugsmaterial wird mit einem Pinsel auf eine geschäumte Betonplatte mit einer Länge von 200 mm, einer Breite von 10 mm sowie einer Dicke von 50 mm aufgebracht. Diese Platte ist aus Kalk und Kieselsäurepulver als Rohmaterial hergestellt worden. Nach dem Aufbringen wird der Überzug während einer Zeitspanne von 15 Minuten durch Infrarotbestrahlung getrocknet. Es wird dabei eine Schicht gebildet.

Zu Vergleichszwecken wird das gleiche Überzugsmaterial auf eine geschäumte Betonplatte mit der gleichen Abmessung, wie sie vorstehend angegeben worden ist, aufgebracht, wobei jedoch diese Platte aus Zement und Kieselsäure als Rohmaterial hergestellt worden ist (d.h. der zu überziehende Gegenstand enthält keine Kalziumverbindung). Dann wird die gleiche Schicht auf der Betonplatte gebildet.

409885/1267

Die beiden auf diese Weise überzogenen Betonplatten werden einer UV-Bestrahlung ausgesetzt, wobei in Abständen Wasser auf die Schicht während einer Zeitspanne von 50 Tagen mittels eines Bewitterungsapparates (Modell WE-2 der Toyo Rika Kogyo K.K., Japan) aufgesprüht wird. Die UV-Bestrahlung erfolgt mittels eines Sonnenschein-Kohlebogens. Der Oberflächenzustand, die Härte, die Wasserundurchlässigkeit sowie das Vorliegen des Monohydrats in dem Film vor und nach der Behandlung beider Betonplatten gehen aus der folgenden Tabelle II hervor.

Wie aus der Tabelle II zu ersehen ist, lässt sich das Vorliegen des Monohydrats nur in dem erfindungsgemässen Film feststellen, dessen Härte erhöht worden ist. Im Gegensatz dazu wird festgestellt, dass in dem auf dem Gegenstand, der keine Kalziumverbindung enthält, ausgebildeten Vergleichsfilm kein Monohydrat durch die UV-Bestrahlung erzeugt worden ist. Vielmehr ist dieser Vergleichsfilm verschlechtert worden.

A09885/1267

Zu überziehender Gegenstand

Eigenschaften des aufgebrachten Films

UV-Bestrahlung

Tabelle II

Geschäumter Beton, hergestellt aus CaO und Kieselsäure

Geschäumter Beton, hergestellt
aus Zement und Kieselsäure

Mono- Härte Ober- Wasser- Mono- Härte Ober- Wasserunhydrat flächen- undurch- hydrat flächen- durchlässigzustand lässigkeit zustand keit

O CO OO

Vor der Behandlung

Nach der Behandlung

keines 2H

rauh, matt und etwas hart

Bemerkungen\

deut- 9H glänzend lieh oder und flieerkennhöher senähnbar lieh

keines	3H	rauh, matt und etwas hart	43	I
keines	5B	pulverig	65	_i •p- I

Die Wasserundurchlässigkeit wird in der Weise gemessen, dass die Filmoberfläche flach angeordnet wird, worauf ein Glaszylinder mit einem Innendurchmesser von 2 cm und einer Höhe von 35 cm aufrecht auf diese Oberfläche gestellt wird. Der Glaszylinder wird an seiner Kontaktoberfläche mit der Filmoberfläche mit dieser mittels eines Klebstoffes verbunden. Nach dem Trocknen des Klebstoffes wird Wasser in den Glaszylinder bis zu einer Höhe von 30 cm eingegossen, worauf die absorbierte Menge des Wassers nach 24 Stunden anhand der Verminderung der Wasserhöhe in dem Zylinder (mm/24 Stunden) gemessen wird.

IS) CO OO

Beispiel 2

1000 g eines wässrigen Kieselsols, das 20 % SiO₂ sowie 1,5 % Monomethyltriäthanolammoniumhydroxyd (Feststoffgehalt) enthält und ein Molverhältnis SiO₉/Na₉O von 900 sowie einen pH-Wert von 11,5 besitzt, wird in einen 2 1-Becher aus rostfreiem Stahl, der mit einem Rührer versehen ist, gegeben. Unter Rühren des wässrigen Kieselsols werden 2200 g Zirkonsilikatpulver, das durch ein 325 mesh-Sieb hindurchgeht, 6 g Chromoxyd als Pigment und 8 g Natriumpolyacrylatpulver nacheinander zugesetzt, worauf die ganze Charge während einer Zeitspanne von 30 Minuten weiter gerührt wird. Danach werden 800 g Kalziumcarbonat (Ungefähr 100 mesh) zugesetzt, worauf das Rühren während einer Zeitspanne von 10 Minuten fortgesetzt wird. Dabei wird ein hellgrünes Material mit einer Viskosität von 15000 Centipoise (bei 20⁰C) erhalten.

Zu Vergleichszwecken wird ein ähnliches hellgrünes Material mit einer Viskosität von 14 000 Centipoise (bei 20⁰C) genau nach der gleichen Methode hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine wässrige Lösung von Lithiumsilikat, das 20 % SiO₂ enthält und ein Molverhältnis SiO₂:Li₂O von 4,5 aufweist, anstelle von 1 kg des wässrigen Kieselsols verwendet wird.

Jedes der zwei Materialien wird mittels einer Valze auf drei Schieferplatten mit einer Länge von 200 mm, einer Breite von 100 mm sowie einer Dicke von 4 mm in einer Menge von 2,5 kg/m zur Erzeugung von dekorierten Platten aufgebracht. Nach dem Trocknen der auf diese Weise dekorierten Platten während einer Zeitspanne von 1 Tag und 1 Nacht wird jede Platte in 2 1 eines kochenden Gebrauchswassers eingetaucht, das 50 g Kalziumhydroxyd enthält, und während einer Zeitspanne von 30 Minuten, 1 Stunde bzw. 2 Stunden behandelt. Die Ergebnisse gehen aus der folgenden Tabelle III hervor.

409885/1267

Behandlung
in Ca(OH)₂-

enthaltendem Mono- Härsiedenden hydrat te
Wasser

Nicht behan- keines HB
delt

Tabelle III

Kieselsöl-enthaltender Anstrich

Minuten

Stunde

Stunden

liegt in 3H
sehr geringer
Menge vor

Obefflächenzust and

etwas harter, gleichmässig aufgebrachter Film

harter und gleichmässig aufgebrachter Film

liegt in 9H sehr harter geringer und und gleich» Menge hö- massig aufvor her gebrachter Film

liegt 9H sehr harter vor und und gleichhömassig aufher gebrachter Film

Lithiumsilikat-enthaltender Anstrich

Mono- Härhydrat te

keines 2H

keines B

liegt in ί
sehr geringer
Menge vor

Oberflächenzustand

etwas harter gleichmässig aufgebrachter Film

Pulverbildung

an verschiedenen Stellen Blasenbildung

liegt in 5B merkliche sehr ge- und Abshhälung ringer tie-Menge fer
vor

Wie aus der vorstehenden Tabelle III hervorgeht, zeigt der Film, der unter Einsatz des Kieselsol-enthaltenden Anstrichs hergestellt worden ist, eine merkliche Erhöhung des Monohydratgehaltes infolge einer Behandlung mit Kalziumhydroxyd, so dass eine . wesentliche Verbesserung bezüglich der Härte festzustellen ist, während in dem Lithiumsilikat-enthaltenden Anstrich praktisch keine Erzeugung von Monohydrat festzustellen ist und eine Verschlechterung des Oberflächenzustandes des Films zu erkennen ist.

Die vorstehend erwähnten Teststücke werden einer Behandlung in siedendem reinen Wasser unterzogen, um ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber siedendem Wasser festzustellen. Die Ergebnisse gehen aus der Tabelle IV hervor. Daraus ist zu ersehen, dass der

409885/1267

erfindungsgemässe Film in perfekter Weise gegenüber siedendem Wasser beständig ist.

Behandlung
in Ca(OH)₂-

enthaltendem

siedenden

Wasser

nicht behandelt

30 Minuten

1 Stunde

2 Stunden

Tabelle IV
Ergebnisse des Antisiedewassertests

Kieselsäl-enthaltender Anstrich

Der Film schält sich nach 30-minütigem Sieden ab

(*)Gleichmässig aufgebrachter Film mit einer Härte von 4H ,

Lithiumsilikat-enthaltender Anstrich

Der Film schält sich nach 5-minütigem Sieden ab

Der Film schält sich nach 2-minütigem Sieden ab

(*) Sehr harter und gleich-Der Film schält sich massig aufgebrachter Film sofort ab mit einer Härte von 9H und darüber

Bemerkung: (*) Erfindungsgemässer Fimm. Beispiel 3

Zu 900 g eines Methanolkieselsols, das 35 % SiO₂, 20 % H₂O sowie 45 % CH₃OH enthält und ein Molverhältnis Si0₂/Na₂0 von 900 aufweist, werden 100 g eines Äthanolbieselsols gegeben, das bei der Hydrolyse von Äthylsilikat mit Schwefelsäure anfällt und 30 % SiO₂, jedoch kein Alkalimetall enthält. Dabei wird 1 kg eines gemischten Bindemittels erhalten. Dieses gemischte Bindemittel wird dann in einen Becher aus rostfreiem Stahl mit einem Fassungsvermögen von 2 1 gegeben, der mit einem Rührer versehen ist, wobei es sich um den gleichen Becher wie den zur Durchführung des Beispiels 1 eingesetzten Becher handelt. Das Binde-

409885/1267

mittel wird gerührt. Unter Rühren werden 800 g Kieselsäurepulver, von dem 97 % durch ein 325 mesh-Sieb hindurchgehen, 20 g eines pulverisierten Titanoxyds sowie 30 g einer Methanolischen Lösung eines Vinylacetatharzes (Feststoffgehalt 50 %) dem gemischten Bindemittel nacheinander zugesetzt, worauf während einer Zeitspanne von 30 Minuten zur Herstellung eines weissen anorganischen Anstrichs gerührt wird. 200 g eines pulverisierten Ealziumcarbonats, das durch ein 325 mesh-Sieb hindurchgeht, werden ferner diesem anorganischen Anstrich zugesetzt, wobei weiter gerührt wird. Anschliessend wird das Überzugsmaterial durch Sprühen auf drei Stahlplatten aufgebracht, von denen jede eine Länge von 200 mm und eine Breite von 100 mm besitzt. Der Auftrag auf die sandgeblasenen Oberflächen erfolgt in einer Menge von 300 g/m . Der Überzug wird während eines Tages sowie einer Nacht bei Zimmertemperatur getrocknet. Die Härte des auf diese Weise gebildeten Films beträgt 2B. Es kann kein Monohydrat durch eine Röntgenbeugung festgestellt werden.

Jedes Teststück mit dem aufgebrachten Film wird in einen wasserenthaltenden Autoklaven eingebracht, worauf die Temperatur von Zimmertemperatur auf 150⁰C mit einer Geschwindigkeit von 2°C/ Minute gebracht wird. Das Wasser in dem Autoklaven wird auf der erhöhten Temperatur während einer Zeitspanne von 1 Stunde gehalten, worauf die Temperatur auf Zimmertemperatur mit einer Geschwindigkeit von 4°C/Minute abgesenkt wird. Dann werden die Teststücke aus dem Autoklaven entnommen und getrocknet. Die Härte des Films wird zu 8H ermittelt. Der Film besitzt eine sehr feine Struktur. Das Vorliegen des Monohydrats in dem Film kann durch Röntgenbeugung festgestellt werden.

Beispiel 4

150 g einer wässrigen Methylpolyacrylat-Emulsion (Feststoffgehalt

409885/1267

50 %) werden zu 900 g eines in einer Mischung aus Wasser und Isopropanol dispergierten Kieselsols gegeben, das 40 % SiOp, 50 % Wasser sowie 10 % Isopropanol enthält und ein Molverhältnis SiO^fcpO von 210 sowie einen pH-Wert von 8,0 aufweist. Dabei wird eine Überzugsflüssigkeit erhalten.

Diese Flüssigkeit wird auf einen aus Kalk und Kieselsäure als Rohmaterialien erzeugten geschäumten Beton in einer Menge von 2 kg/m aufgebracht, worauf bei Zimmertemperatur getrocknet und anschliessend 3 Stunden lang bei 150⁰C getrocknet wird. Die erhaltene Oberfläche des geschäumten Betons besitzt eine Härte von 3B. Es kann kein Monohydrat in der imprägnierten Schicht aufgrund einer Rontgenbeugungsuntersuchung festgestellt werden.

Stahlplatten, die mit der Überzugsflüssigkeit überzogen worden sind, werden in siedendem Wasser bei einer Temperatur von 100⁰C während einer Zeitspanne von 5 Stunden behandelt und anschliessend getrocknet. Die Oberfläche der imprägnierten Schicht besitzt eine Härte von 2H. Durch eine Rontgenbeugungsuntersuchung dieser imprägnierten Schicht kann festgestellt werden, dass das Monohydrat offensichtlich vorliegt.

409885/1267

Claims

- 20 Patentansprüche

1 Γ) Filmmasse, dadurch gekennzeichnet, dass in ihr Kalziumsilikat-Monohydrat (2CaO-SiO₂*H₂O) durch eine chemische Behandlung eines Überzugs in Gegenwart einer Kalziumverbindung erzeugt worden ist, wobei der Überzug aus einem Überzugsmaterial gebildet worden ist, das aus Kieselsol allein oder aus Kieselsol sowie einem oder mehreren Zuschlagsstoffen, die Viskosität erhöhenden Mitteln, organischen Polymeren sowie Färbemitteln, beispielsweise Pigmenten, besteht, und wobei das Kieselsol in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiert ist und 0,1 bis 70 Gewichts-% SiO₂ enthält und ein Molverhältnis SiO₂/Me₂O (wobei Me für ein einwertiges Alkalimetallatom steht) von mehr als 10 aufweist.
2. Filmmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

das Kieselsol in Wasser dispergiert ist und 5 bis 50 Gewichts-% SiO₂ enthält sowie ein Molverhältnis Si0₂/Me₂0 von mehr als aufweist.
3. Filmmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalziumverbindung aus wenigstens einer Verbindung der Gruppe ausgewählt wird, die aus Kalziumhydroxyd, Kalziumhalogeniden, Kalziumnitrat, Kalziumnitrit, Kaliumcarbonat, Kalziumoxyd, Kalziumsulfat, Kalziumsilikat, Kalziumphosphat sowie Kalziumsalzen von organischen Säuren besteht.
4. Filmmasse nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug chemisch mit einer Lösung behandelt worden ist, welche die Kalziumverbindung enthält.
5. Filmmasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug chemisch mit einer wässrigen Lösung der Kalziumverbindung, die auf einer Temperatur von 50⁰C oder darüber gehalten wird, als Kalzium-enthaltende Lösung behandelt worden

409885/1267
6. Filnraiasse nach Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet, dass der durch Aufbringen des Überzugsmaterials, das in notwendiger Weise die Kalziumverbindung enthält, auf einen zu überziehenden Gegenstand, der nicht die Kalziumverbindung enthält, gebildete Überzug, oder der in der Weise gebildete Überzug,- dass das Überzugsmaterial, welches entweder die Kalziumverbindung enthält oder nicht, auf einen zu überziehenden Gegenstand, der die Kalziumverbindung enthält, aufgebracht wird, mit UV-Strahlen bestrahlt wird, während Wasser in Abständen aufgesprüht wird.
7. Filmmasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug, der durch Aufbringen eines Überzugsmaterials, das in notwendiger Weise die Kalziumverbindung enthält, auf einen zu überziehenden Gegenstand, der nicht die Kalziumverbindung enthält, gebildet wird, oder der Überzug, der in der Weise gebildet worden ist, dass das Überzugsmaterial, das entweder die Kalziumverbindung enthält oder nicht, auf einen zu überziehenden Gegenstand, welcher die Kalziumverbindung enthält, aufgebracht wird, mit Wasser behandelt wird, das bei einer Temperatur von 50⁰C oder darüber gehalten wird.
8. Baumaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Filmmasse überzogen ist, welche Kalziumsilikat-Monohydrat (2CaO*SiOp*HpO) enthält, das durch eine chemische Behandlung eines Überzugs in Gegenwart einer Kalziumverbindung erzeugt worden ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, welche aus Kalziumhydroxyd, Kalziumhalogeniden, Kalziumnitrat, Kalziumnitrit, Kalziumcarbonat, Kalziumoxyd, Kalziumsulfat, Kalziumsilikat, Kalziumphosphat sowie Kalziumsalzen von organischen Säuren besteht, wobei der Überzug aus einem Überzugsmaterial gebildet wird, das aus wässrigem Kieselsol allein oder aus wässrigem Kieselsol sowie einem oder mehreren Zuschlagsstoffen, die Viskosität erhöhenden Mitteln, organischen Polymeren sowie Färbemitteln, wie beispielsweise Pigmenten, besteht, wobei das

409885/1267

Kieselsol in Wasser dispergiert ist und 5 bis 50 Gewichts-% SiO₂ enthält und ein Molverhältnis Si0₂/Me₂0 (wobei Me für e einwertiges Alkalimetallatom steht) von mehr als 25 besitzt.
9. Baumaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Schieferplatte, einer Kalziumsilikatplatte, einem geschäumten oder nicht-geschäumten Beton, aus Mörtel, einem Sperrholzbrett, einem Gipsbrett oder einem Pumpezementbrett

besteht.
10. Baumaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Filmmasse überzogen ist, die Kalziumsilikat-Monohydrat (2CaO^SiOp'HpO) enthält, das durch eine chemische Behandlung des Überzugs mit einer wässrigen Lösung wenigstens einer Kalzium verbindung erhalten worden ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, welche aus Kalziumhydroxyd, Kalziumhalogeniden, Kalziumnitrat, Kalziumnitrit, Kaliumcarbonat, Kalziumoxyd, Kalziumsulfat, Kalziumsilikat, Kalziumphosphat sowie Kalziumsalzen von organischen Säuren besteht und auf einer Temperatur von 50⁰C oder darüber gehalten wird, wobei der Überzug unter Verwendung eines Überzugsmaterials erzeugt worden ist, der aus wässrigem Kieselsol allein oder aus wässrigem Kieselsol sowie einem oder mehreren Zuschlagsstoffen, die Viskosität erhöhenden Mitteln, organischen Polymeren sowie Färbemitteln, wie beispielsweise Pigmenten, besteht, und wobei das Kieselsol in Wasser dispergiert ist und 5 bis 50 Gewichts-% SiO₂ enthält sowie ein Molverhältnis Si0₂/Me₂0 (wobei Me für ein einwertiges Alkalimetallatom steht) von mehr als 25 besitzt.
11. Baumaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Filmmasse überzogen ist, die Kalziumsilikat-Monohydrat (2CaO*SiO₂'H₂ enthält, das durch eine chemische Behandlung eines Überzugs erzeugt worden ist, der durch Aufbringen eines Überzugsmaterials, das in notwendiger Weise die Kalziumverbindung enthält, auf den

409885/1267

zu überziehenden Gegenstand, der nicht die Kalziumverbindung enthält, oder durch Aufbringen des Uberzugsmaterials, welches entweder die Kalziumverbindung enthält oder nicht, auf den zu überziehenden Gegenstand, welcher die Kalziumverbindung enthält, erzeugt worden ist, und zwar durch eine UV-Bestrahlung, während Wasser in Abständen aufgesprüht wird, wobei die Kalziumverbindung wenigstens eine Verbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, welche aus Kalziumhydroxyd,- Kalziumhalogeniden, Kalziumnitrat, Kalziumnitrit, Kaliumcarbonat, Kalziumoxyd, Kalziumsulfat, Kalziumsilikat, Kalziumphosphat sowie Kalziumsalzen von organischen Säuren besteht, und wobei der Überzug unter Verwendung eines Überzugsmaterials erhalten wird, das aus wässrigem Kieselsol allein oder wässrigem Kieselsol sowie einem oder mehreren Arten von Zuschlagsstoffen, die Viskosität erhöhenden Mitteln, organischen Polymeren sowie Färbemitteln, wie beispielsweise Pigmenten, besteht, und das Kieselsol in Wasser dispeggiert ist,und 5 bis 50 Gewichts-% SiO₂ enthält und ein Molverhältnis SiO₂/Me₂O (wobei Me für ein einwertiges Alkalimetallatom steht) von mehr als 25 besitzt.
12. Baumaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Filmmasse überzogen ist, die Kalziumsilikat-Monohydrat .(2CaO*Si0g*H₂0) enthält, das durch eine chemische Behandlung eines Überzugs erhalten worden ist, welcher durch Aufbringen eines Überzugsmaterials, das in notwendiger Weise die Kalziumverbindung enthält, auf den zu überziehenden Gegenstand, der nicht die Kalziumverbindung enthält, oder durch Aufbringen des Überzugsmaterials, das entweder die Kalziumverbindung enthält oder nicht, auf den zu überziehenden Gegenstand, welcher die Kalziumverbindung enthält, gebildet worden ist, und zwar unter Verwendung von Wasser, das auf einer Temperatur von mehr als 50⁰C gehalten wird, wobei die Kalziumverbindung wenigstens eine Verbindung, die aus der Gruppe ausgewählt wird,

409885/1267

welche aus Kalziuahydroxyd, Kalziumhalogeniden, Kalziumnitrat, Kalziumnitrit, Kaliumcarbonat, Kalziumoxyd, Kalziumsulfat, Kalziumsilikat, Kalziumphosphat sowie Kalziumsalzen von organischen Säuren besteht, und wobei der Überzug unter Verwendung eines Überzugsmaterials erhalten worden ist, der aus wässrigem Kieselsol allein oder aus wässrigem Kieselsol sowie einem oder mehreren Zuschlagestoffen, die Viskosität erhöhenden Mitteln, organischen Polymeren und Färbemitteln, wie beispielsweise Pigmenten, besteht, und wobei das Kieselsol in Wasser dispergiert ist und 5 bis 50 Gewichts-96 SiO₂ enthält und ein Molverhältnis SiO₂ZMe₂O (wobei Me für ein einwertiges Alkalimetallatom steht) von mehr als 25 besitzt.

409885/1267