DE3323271A1 - Deckanstrichmasse fuer ein material auf zementbasis - Google Patents

Deckanstrichmasse fuer ein material auf zementbasis

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Deckanstrichmasse für ein Material auf Zementbasis sowie ein Verfahren zur Ausbildung eines Deckanstrichs bei einem Material auf Zementbasis unter Verwendung der Masse. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine Deckanstrichmasse mit einem Gehalt eines speziellen, fluorierten Polymeren, wodurch bei einem Material auf Zementbasis ein Deckanstrich mit verbesserter Dauerhaftigkeit erhalten wird.
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Materialien auf Zementbasis, wie Betonmaterialien, Asbesttafeln, Calciumsilikatmaterialien oder Verputzmaterialien, werden auf dem Gebiet der Baustoffe in weitem Umfang verwendet. Es ist ein Verfahren zur Ausbildung eines Deckanstrichs bekannt, bei dem ein gehärteter Anstrichmittelfilm aus einem Deckanstrichmaterial auf einem derartigen Material auf Zementbasis gebildet wird, wobei zwischen dem Basismaterial und dem Anstrichmittelfilm eine Zwischenschicht angeordnet ist. Dabei wird in erster Linie der Zweck verfolgt, ein prächtiges Aussehen zu verleihen.
Als derartige Deckanstrichmaterialien hat man herkömmlicherweise einen Aerylurethanlack,einen Acrylmelaminlack, einen Polyesterlack, einen thermoplastischen Acrylharzlack oder dergl. verwendet. Bei Verwendung dieser Deckanstrichmaterialien treten jedoch verschiedene Probleme auf. So bilden sich beispielsweise leicht Risse oder Blasen in dem Anstrichfilm aus den Deckanstrichmaterialien, oder es kommt in extremen Fällen zu einer Ablösung oder zu einem Abblättern des Anstrichs, und zwar durch Ausschwitzung eines Alkalis aus dem Basismaterial oder durch die Wirkung von Sonnenlicht, Wind und Regen, was zu einer Beeinträchtigung des Aussehens führt. Es besteht somit ein Nachteil dahingehend, daß das Aufbringen des Deckanstrichmaterials häufig wiederholt werden muß.
Von den Erfindern wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die obigen Probleme zu vermeiden. Dabei wurde festgestellt, daß die Dauerhaftigkeit des Schlußanstrichs in bemerkenswerter Weise verbessert werden kann durch Verwendung eines Deckanstrichmaterials, welches zusammengesetzt ist aus einer Masse mit
einem Gehalt eines bestimmten, spezifischen, fluorierten Polymeren. Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Beobachtungen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Deckanstrichmasse für ein Material auf Zementbasis zur Verfügung gestellt, welche, aufgelöst oder dispergiert in einem Lösungsmittel, 100 Gew.Teile eines lösungsmittellöslichen, fluorierten Polymeren mit Härtungsstellen und mit einer Intrinsikviskosität von 0,05 bis 2,0 dl/g, bestimmt bei 300C in Tetrahydrofuran, 0,2 bis 100 Gew.-Teile eines Härtungsmittels und 5 bis 500 Gew.Teile eines Farbstoffs umfaßt.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Ausbildung eines Deckanstrichs bei einem Material auf Zementbasis geschaffen, welches die Bildung eines gehärteten Anstrichmittelfilms aus einem Deckanstrichmaterial auf dem Zementbasismaterial umfaßt, wobei zwischen dem Basismaterial und dem Anstrichmittelfilm eine Zwischenschicht angeordnet ist und wobei die oben erwähnte Deckanstrichmasse als Deckanstrichmaterial verwendet wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
Es ist bei der vorliegenden Erfindung wichtig, als Deckanstrichmaterial eine Masse zu verwenden, die ein spezielles, fluoriertes Polymeres umfaßt. Das fluorierte Polymerisat weist Härtungsstellen auf und hat eine Intrinsikviskosität von 0,05 bis 2,0 dl/g, vorzugsweise von 0,07 bis 0,8 dl/g, bestimmt bei 30°C in Tetrahydro-
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furan, und ist vom lösungsmittellöslichen Typ. Falls das Polymerisat keine Härtungsstellen aufweist, ist der damit erhaltene Anstrichfilm hinsichtlich seiner Dauerhaftigkeit schlecht. Falls die Intrinsikviskosität zu gering ist, leidet die mechanische Festigkeit des Anstrichfilms, und falls die Intrinsikviskosität zu hoch ist, muß die Konzentration der Lösung verringert werden, um die Viskosität der Masse zweckentsprechend einzustellen, wodurch die Verarbeitbarkeit beeinträchtigt ist. Ferner ist ein in Lösungsmitteln unlösliches Polymerisat für die Verwendung ungeeignet, da es schwierig ist, mit einem derartigen Polymerisat einen einheitlichen Anstrichfilm auszubilden.
Als fluoriertes Polymerisat kann bei der vorliegenden Erfindung nicht allein ein Polymerisat eingesetzt werden, welches durch Additionspolymerisation erhalten wurde, sondern auch ein durch Kondensationspolymerisation erhaltenes Polymerisat. Als Polymerisat, welches durch Additionspolymerisation erhalten wird, sei erwähnt ein Polymerisat oder Copolymerisat, das durch Additionspolymerisation einer fluorhaltigen, ungesättigten Verbindung erhalten wird und das Härtungsstellen, wie Hydroxylgruppen, Epoxygruppen, Carboxylgruppen, Säureamidgruppen, Estergruppen, ungesättigte Bindungen, aktive Wasserstoffatome oder Halogenatome, enthält. Als Polymerisat, welches durch Kondensationspolymerisation erhalten wird, sei erwähnt ein Epoxyharz mit fluorhaltigen, bifunktionellen Gruppen oder ein Kondensationsprodukt eines fluorhaltigen Diols, einer dibasischen Säure, eines dibasischen Säureanhydrids oder eines Diisocyanats, welches Esterbindungen, Urethanbindungen oder Harnstoffbindungen enthält.
—5-
Als ein derartiges fluoriertes Polymerisat kann ein Polymerisat vom Additionspolymerisations-Typ, wie ein Copolymerisat eines Fluorolefine, mit einem Kohlenwasserstoff -Typ-Vinylather bevorzugt verwendet werden, und zwar unter dem Gewichtspunkt der Wetterfestigkeit und der mechanischen Eigenschaften des gehärteten Anstrichfilms sowie seiner Verfügbarkeit.
Als Fluorolefin-Vinyläther-Copolymerisat, das bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendet wird, sei erwähnt ein Copolymerisat, welches 30 bis 70 Mol-% Fluorolefineinheiten und 70 bis 30 Mol-# Vinyläthereinheiten umfaßt. Tetrafluoräthylen und Chlortrifluoräthylen seien als bevorzugte Fluoräthylenkomponente erwähnt, und ein Alkylvinylather mit einem Gehalt einer geradkettigen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen sei als bevorzugte Vinylether komponente erwähnt.
Als Comonomeres, welches die Härtungsstellen in ein derartiges Copolymerisat einführt, wird vorzugsweise ein Vinyläther mit einem Gehalt einer funktionellen Gruppe, wie Hydroxyalkylvinylather,oder ein Glycidylvinyläthei verwendet. Ein derartiges Copolymerisat enthält vorzugsweise nicht mehr als 30 Mol-% der Hydroxyalkylvinyläther- oder Glycidylvinyläther-Einheiten.
Das oben erwähnte Copolymerisat kann hergestellt werden, indem man eine Copolymerisation einer Mischung von Monomeren in einem vorbestimmten Verhältnis in Gegenwart oder Abwesenheit eines Polymerisationsmediums unter Verwendung eines Polymerisationsstarters oder unter Anwendung einer Polymerisationsstarterquelle, wie mit ionisierender Strahlung, durchführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Härtungsmittel, wie eine polyfunktionelle Verbindung, welche gegenüber den Härtungssteilen des fluorierten Polymerisats reaktiv ist, der das fluorierte Polymerisat enthaltenden Masse in einem Mengenverhältnis von 0,1 bis 100 Gew.Teilen, vorzugsweise 0,5 bis 50 Gew.Teilen, bezogen auf 100 Gew.Teile des Polymerisats, einverleibt. Ferner kann gegebenenfalls ein Härtungshilfsmittel oder ein Härtungskatalysator einverleibt werden.
Im Falle eines fluorierten Polymerisats mit Hydroxylgruppen als HärtungssteIlen wird beispielsweise ein Diisocyanat oder ein Titanalkoxid bevorzugt als Härtungsmittel verwendet, um eine Masse zu erhalten, welche bei Normaltemperatur härtbar ist. Falls es erwünscht ist, eine hitzehärtbare Masse zu erhalten, kann ein Melamin-Härtungsmittel, ein Urethanharz-Härtungsmittel oder ein mehrbasige Säure-Härtungsmittel, welches herkömmlicherweise bei einem hitzehärtbaren Acryllack eingesetzt wird, in effektiver Weise verwendet werden. Als Melamin-Härtungsmittel seien erwähnt butyliertes Melamin, methyliertes Melamin oder ein epoxymodifiziertes Melamin. Der Grad der Modifikation kann ausgewählt werden innerhalb eines Bereichs von 0 bis 6, abhängig von dem speziellen Anwendungszweck. In gleicher Weise kann der Selbstkondensationsgrad je nach Wunsch ausgewählt werden. Als Harnstoffharz seien erwähnt methylierter Harnstoff oder butylierter Harnstoff. Als mehrbasige Säure-Härtungsmittel ist eine langkettige, aliphatische Dicarbonsäure, eine aromatische, mehrbasige Carbonsäure oder deren Anhydrid oder ein Biockpolyisocyanat brauchbar. Falls ein Melamin-Härtungsmittel oder Harnstoff-Härtungsmittel verwendet wird, ist es möglich, die Härtung durch einen Zusatz eines sauren Katalysators zu
erleichtern. Im Falle eines fluorierten Polymerisats mit Epoxygruppen als Härtungsstellen sind beispielsweise ein Amin, eine Carbonsäure, ein Phenol oder ein Alkohol als Härtungsmittel brauchbar. In diesem Fall ist als Härtungshilfsmittel eine Polyhydroxyverbindung, insbesondere ein nichtaromatisches Diol, brauchbar.
Es ist erwünscht, daß ein derartiges Härtungssystem in Abhängigkeit von der Natur des Basismaterial in zweckentsprechender Weise ausgewählt wird. Beispielsweise wird ein Normaltemperaturhärtungssystem bevorzugt eingesetzt für die Applikation an Ort und Stelle, wie im Falle des Deckanstrichs einer Betonstruktur. Ein hitzehärtendes System kann ohne Schwierigkeiten dann angewendet werden, wenn die Applikation in einer Fabrik durchgeführt wird, wie im Falle des Deckanstrichs von Asbestschiefertafeln.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, daß ein Farbstoff der Masse in einer Menge von 5 bis 500 Gew.-Teilen, vorzugsweise von 10 bis 2OC Gew.Teilen, bezogen auf 100 Gew.Teile des fluorierten Polymerisats, einverleibt wird. Der Farbstoff dient nicht nur dazu, ein prächtiges Aussehen zu verleihen, sondern auch dazu, das Eindringen von ultravioletter Strahlung des Sonnenlichts durch dessen Abschirmeffekt zu verhindern, wodurch die Beeinträchtigung der Zwischenschicht verhindert wird und die Dauerhaftigkeit des Deckanstrichs verbessert wird.
Falls die Menge des Farbstoffs zu gering ist, wird keine ausreichende Wirksamkeit erreicht. Andererseits führt eine zu große Menge zu einer Beeinträchtigung des Anstrichfilms und zu einer Verringerung der Dauerhaftigkeit.
3 3 2 3 2
-ß - - JO -
Als Farbstoff ist ein anorganisches Pigment, insbesondere ein calciniertes Pigment, unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung der Entfärbung bevorzugt. Es kann Jedoch auch ein Pigment vom organischen Typ, wie Phthalocyaninblau, verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung dient die Zwischenechicht als Medium zur Vermittlung der Haftung des Anstrichfilms aus dem Deckanstrichmaterial mit dem Zementbasismaterial. Die Zwischenschicht dient darüber hinaus dazu, Hohlräume der Oberfläche des Basismaterials zu bedecken und die Ausschwitzung eines Alkalis aus dem Basismaterial zu verhindern. Für eine derartige Zwischenschicht können ein Epoxyharzlack, ein Pheno!alkydharzlack, ein synthetischer Kautschuklack, welche herkömmlicherweise für einen derartigen Zweck eingesetzt werden, verwendet werden. Bevorzugt verwendet werden können ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisatlack, ein Vinylchloridcopolymerisatsollack sowie ein urethanmodifizierter Epoxyharzlack.
Eine derartige Zwischenschicht muß nicht notwendigerweise als einzelne Schicht ausgebildet sein, welche das Basismaterial bedeckt, sondern kann eine vielschichtige Struktur aufweisen, wobei eine Basisschicht aus dem oben erwähnten Material in direktem Kontakt mit dem Basismaterial ausgebildet ist und eine zusätzliche Schicht aus einem Epoxyharzlack oder einem thermoplastischen Acrylharzlack, enthaltend Zement, darauf ausgebildet ist oder es kann eine musterbildende Schicht aus einem Epoxyharzlack oder einem thermoplastischen Acryllack mit einem Gehalt eines feinen, teilchenförmigen Materials, wie Kalksteinsand oder Silikasand, oder eines Füllstoffs, wie Ton oder Talkum, auf einer ähnlichen Basisschicht ausgebildet sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Deckanstrich mit überlegener Dauerhaftigkeit erhältlich. Demgemäß ist die vorliegende Erfindung äußerst brauchbar, insbesondere auf dem Gebiet der keramischen Baumaterialien.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert, ohne daß damit eine Beschränkung der Erfindung beabsichtigt ist.
Beispiel 1
Eine weiße Anstrichmasse der folgenden Zusammensetzung wird hergestellt unter Verwendung eines fluorierten Polymerisats, welches Chlortrifluoräthylen, Cyclohexylvinyläther und Hydroxybutylvinyläther in Molverhältnissen von ?0, 40 bzw. 10% umfaßt und welches einen Hydroxylgruppenwert von 50 mgKOH/g aufweist und eine Intrinsikviskosität von 0,23 dl/g, bestimmt bei 300C in Tetrahydrofuran, besitzt.
Gew.Teile
das obige fluorierte Polymerisat 100 Titanoxid 42
Xylol/Methylisobutylketon(50/50)
gemischtes Lösungsmittel 200
Zu der weißen Anstrichmasse werden 18 Gew.Teile eines Isocyanat-Härtungsmittels (Colonate EH, hergestellt von Nippon Polyurethane Co.) gegeben und einheitlich vermischt. Mittels einer Spritzvorrichtung wird das auf diese Weise erhaltene Gemisch auf eine Schieferplatte mit einer Dicke von 6 mm aufgebracht, welche zuvor präpariert wurde durch Applizierung der folgenden Lacke unter Bildung einer Zwischenschicht mit einer Doppelschichtstruktur. Die beschichtete Schieferplatte wird eine Woche bei Zimmertemperatur stehengelassen und an-
schließend verschiedenen Tests im Hinblick auf die Eigenschaften des Anstrichfilms unterworfen. Bei keinem Test wurde eine Abnormalität des Anstrichfilms beobachtet, und es wird festgestellt, daß der Deckanstrich eine überlegene Dauerhaftigkeit aufweist.
Bildung der Zwischenschicht
Erste Schicht: ein Anstrichfilm aus einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisatlack.
Zwe^e Schicht: ein Epoxyharz-Emulsionslack mit einem Gehalt an 60 Gew.% Zement.
Test der Eigenschaften des Anstrichfilms
(1) Beschleunigter Bewitterungstest (gemäß JIS A-1415) Sonnenschein-Bewetterungsmeter
Schwarzplattentemperatur 630C Feuchtigkeit 50% rel.Feuchtigkeit
Wasser wird kontinuierlich versprüht, und zwar während 12 min in jeder Stunde
(2) Aufwärm-Abkühl-Wiederholungstest (gemäß JIS A-6910) Zyklus: Eintauchen in Wasser 18 h
Tieftemperaturlagerung
(-200C) 3 h
Hochtemperatürlagerung
(500C) 3 Ii
(3) Alkalifestigkeitstest
Eintauchen in eine gesättigte, wäßrige Löschkalklösung.
(4) Glanz
60°-60° Spiegelglanz.
Beispiele 2 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 und 2
Es werden Anstrichfilme mit den in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Zusammensetzungen hergestellt und den verschiedenen Eigenschaftstests unterworfen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Aus den Ergebnissen geht hervor, daß die Deckanstriche für Zementbasismaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung dem Deckanstrich, der gemäß herkömmlichen Verfahren erhalten wird, Überlegen sind.
Tabelle 1
Basis ZwIs chenschicht Dicke Deckanstrichmaterial Filmdicke
material Materia /um Zusammen /um
lien 10/1000 setzung 40
Bsp. 1 A F/G 10/1000 J 40
2 B F/G 10/1000 J 40
3 C F/G 15 J 40
4 D H 15 J 40
5 E F 15 J 20
6 A H 15 K 20
7 A H 15 L 20
8 A H 15 M 60
VgIB.1 A H 10/1000 N 60
2 B F/G N
Bemerkungen:
A Schieferplatte
B Betonplatte
C glasfaserverstärkte Betonplatte
D Verputzschlackenplatte
E Leichtbetonplatte
F Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat
G Epoxyharz, enthaltend 60 Gew.% Zement
H Epoxyharz
J-N siehe Tabelle 2
'6'62'6Tl
Tabelle 2 Polymerisate Härtungsmittel
Zusammensetzung Intrinsik- Art Menge
viskosität (Gew. 96)
J gleich wie Bsp. 1 wie Bsp.1 wie Bsp.1 wie Bsp.1
K Copolymerisat von 0,19 Dimethylcyc- 1 Chlortrifluo räthylen, lohexylamin-Cyclohexylvinyläther hydrochlorid und Glycidylvinyläther in Molverhältn.
von 52, 38 bzw. 10%
L Kondensationspro- 0,11 Isocyanat- 14 dukt von HOCH9- Härtungsmittel
M wie Beisp. 1 wie Bsp.1 Melamin-Här- 6
tungsmittel Cymel 303, von Mitsui Toatsu)
N Acrylurethanharz — wie Bsp.1 20 Hydroxylgruppenzahl:
50 mgKOH/g
Das jeweilige Färbemittel bei J bis N war gleich wie das in Beispiel 1 verwendete.
Tabelle 3
Beschleunigter Wetterbeständigkeitstest Aufwärm-Abkühl-Zyklus Einwirk- Glanzre- Verfärbung Äußeres Anz.d. Ergebnis zeit(h) latlon(96) (Gelb-Index) Aussehen Zyklen
Alkalibeständigkeit Anz.d. Ergebnis Tage
Bsp. 1 1000
2000
4000
2 4000
3 4000
4 4000
5 4000
6 2000
4000
7 2000
4000
8 4000
VgIB.1 1000
2000
2 1000
2000
102 105 93 91 90 93 89 98 91 94 86 86
65 14 59 17
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 10 28
normal 2 normal
π 4 ti
η ίο "
it ίο "
it ίο »
ti 10 η
it ίο »
ti 4 ti
ti ίο »
η 4 it
» 10 "
η ίο η
" 2 feine Blasen
feine Risse 4 beträchtliche
normal 2 noruiajL ^^
feine Risse 4 Blasenbildung
7 10 15 15 15 15 15
7 15
7 15 15
7 10
7 10
normal
Il Il Il Il Il Il Il Il
η ti
Rißbildung Blasenbildung
η η
co co ro co
332327
Beispiel 9
Die Tests werden auf gleiche Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß 25 Gew.# Titanoxid und 25 Gew.% calciniertes Gelbpigment anstelle von 42 Gew.% Titanoxid verwendet werden. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind im wesentlichen die gleichen wie die des Beispiels 6. In diesem Fall ist die Farbdifferenz ΔΕ nach 4000 h des beschleunigten Bewetterungstests so gering wie 2.

Claims (7)

Patentansprüche
1. Deckanstrichmasse für ein Zement-Basismaterial, dadurch gekennzeichnet, daß sie, aufgelöst oder dispergiert in einem Lösungsmittel, 100 Gew.Teile eines lösungsmittellöslichen, fluorierten Polymerisats mit Härtungsstellen und mit einer Intrinsikviskosität von 0,05 bis 2,0 dl/g, bestimmt bei 300C in Tetrahydrofuran, 0,1 bis 100 Gew.Teile eines Härtungsmittels und 5 bis 500 Gew.Teile eines Farbstoffs umfaßt.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Härtungsstellen um wenigstens eine Art von Härtungsstellen handelt, ausgewählt unter
Hydroxyl-, Epoxy-, Carboxyl-, Säureamid- und Estergruppen, ungesättigte Bindung, aktives Wasserstoffatom und Halogenatom.
3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem fluorierten Polymerisat um ein Copolymerisat eines Fluorolefins mit einem Kohlenwasserstoff -Typ-Vinylather handelt, welches 30 bis 70 Mol-% Fluorolefineinheiten, 70 bis 30 Mo1-% Vinyläthereinheiten und nicht mehr als 30 Mol-% Hydroxyalkyl-vinyläthereinheiten oder Glycidylvinyläthereinhelten umfaßt.
4. . Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Normaltemperatur härtbar ist.
5. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Härtungsmittel ein Diisocyanat oder ein
Titanalkoxid ist.
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6. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff ein anorganisches Pigment ist.
7. Verfahren zur Ausbildung eines Deckanstrichs auf einem Zement-Basismaterial, umfassend die Ausbildung eines gehärteten Anstrichfilms aus einem Deckanstrichmaterial auf dem Zement-Basismaterial, wobei zwischen dem Zement-Basismaterial und dem gehärteten Anstrichfilm eine Zwischenschicht vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Deckanstrichmaterial um eine Masse handelt, welche, in einem Lösungsmittel aufgelöst oder dispergiert, 100 Gew.Teile eines lösungsmittellöslichen, fluorierten Polymerisats mit Härtungsstellen und mit einer Intrinsikviskosität von 0,05 bis 2,0 dl/g, bestimmt bei 30°C in Tetrahydrofuran, 0,1 bis 100 Gew.Teile eines Härtungsmittels
und 5 bis 500 Gew.Teile eines Farbstoffs umfaßt.
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