DE3713495A1 - Primer for paints based on sodium silicate - Google Patents

Primer for paints based on sodium silicate

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Abstract

The primer according to the invention for sodium silicate-based paints is characterised in that it contains from 5 to 20% by weight of sodium silicate (solids), from 15 to 40% by weight of polyacrylate (solids), from 5 to 20% by weight of amorphous synthetic filler, and conventional additives.

Description

Die Erfindung betrifft eine Grundierung für Anstrich­ farben auf Wasserglasbasis, ein sie enthaltendes An­ strichsystem sowie ihre Verwendung.The invention relates to a primer for painting Water-glass-based paints, a type containing them coating system and its use.

Sowohl zum Schutz als auch als Schmuck werden außenlie­ gende Gebäudeflächen häufig mit einem Anstrich verse­ hen. Ein derartiges Anstrichsystem besteht in der Regel aus einer Grundierung und einem oder mehreren Deckan­ strichen. Dabei vermittelt die Grundierung die Verbin­ dung zwischen dem Untergrund und den späteren Anstrich­ schichten. Der Deckanstrich schützt die darunterliegen­ den Schichten und liefert die Oberflächeneigenschaften. Das Anstrichsystem soll gut auf dem Untergrund haften und den Untergrund gegen chemische oder Wettereinflüsse schützen.Both for protection and as jewelry are used externally building surfaces are often painted hen. Such a painting system usually exists from a primer and one or more deckans deleted. The primer conveys the connection between the surface and the subsequent painting layers. The top coat protects the underlying the layers and provides the surface properties. The paint system should adhere well to the surface and the underground against chemical or weather influences protect.

Schon sehr lange sind Anstrichsysteme auf mineralischer Basis bekannt. Hier sind Farben auf Silikatbasis, ins­ besondere Wasserglasbasis zu nennen. Diese Farbanstriche erfordern ein sorgfältiges Auftragen, haften dann jedoch sehr gut und sind beständig. Sie sind durchläs­ sig für Wasserdampf und Kohlendioxid.Coating systems have been mineral based for a very long time Base known. Here are silicate-based colors, ins special water glass base. These paint coats require careful application, then stick however very good and are persistent. You are leaky sig for water vapor and carbon dioxide.

Sehr viele Gebäude werden aus Stahlbeton errichtet. Stahlbeton ist ein Verbundwerkstoff aus Beton und Betonstahl, wobei sich der Betonstahl in Form von gitterähnlichen Geflechten im Beton befindet. Dieser Betonstahl ist an sich den äußeren Einflüssen nicht ausgesetzt, da er durch den Beton geschützt wird. Sehr guter Beton ist so dicht, daß schädliche Umwelteinflüs­ se nicht bis zu dem Betonstahl vordringen können. Manche Betone genügen jedoch diesen Anforderungen nicht. Durch die ungeschützte Betonoberfläche kann daher das Kohlendioxid der Luft in den porösen Beton der Betondeckung eindringen, dessen Calciumhydroxid carbonatisieren, dadurch den pH-Wert des Betons von ursprünglich über 12 auf unter 9 herabsetzen und dadurch die Passivierung der Stahloberfläche aufheben. Bei Hinzutreten von Feuchtigkeit und Sauerstoff rostet der Stahl im Beton. Da der Rost ein größeres Volumen hat als Stahl kann es durch die Volumenausdehnung zur Sprengung des Betons kommen. Um nun diese zerstörenden Einflüsse auszuschließen, werden Betonoberflächen mit Anstrichsystemen überzogen, die dafür sorgen, daß kein Kohlendioxid bis zu dem Stahl vordringen kann. Hierzu werden Kunststoff-Dispersionen in Form eines Farban­ strichs auf die Betonoberfläche aufgetragen. Nachteil dieser bekannten Anstrichsysteme ist es jedoch, daß sie nicht nur sehr gut gegen Kohlendioxid abdichten, sondern auch die Wasserdampfdurchlässigkeit stark behindern, so daß einmal in den Beton eingedrungene Feuchtigkeit nicht mehr entweichen kann. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die Kunststoffschicht durch den Einfluß von Luftsauerstoff und UV-Strahlung altert und somit ihre Schutzfunktion langsam verliert. Deshalb muß bei den bisher bekannten Anstrichen die schützende Substanz in viel größerer Schichtdicke aufgetragen werden, als eigentlich zum Schutz des Betons notwendig wäre, um die Alterungsverluste auszugleichen.Many buildings are built from reinforced concrete. Reinforced concrete is a composite material made of concrete and Reinforcing steel, the reinforcing steel being in the form of lattice-like braids located in the concrete. This Reinforcing steel is not in itself the external influences exposed because it is protected by the concrete. Very  good concrete is so dense that it is harmful to the environment they cannot reach the reinforcing steel. However, some concretes meet these requirements Not. Due to the unprotected concrete surface hence the carbon dioxide in the air in the porous concrete penetrate the concrete cover, its calcium hydroxide carbonate, thereby the pH of the concrete of originally reduce to below 9 above 12 and this removes the passivation of the steel surface. If moisture and oxygen are added, it will rust the steel in the concrete. Because the grate has a larger volume As steel, it can be expanded by volume Explosion of the concrete are coming. To destroy this now To exclude influences, concrete surfaces are included Coated paint systems that ensure that no Carbon dioxide up to which steel can penetrate. For this are plastic dispersions in the form of a paint applied to the concrete surface. disadvantage of these known paint systems, however, it is that not only seal very well against carbon dioxide, but also strongly hinder the water vapor permeability, so that moisture once penetrated into the concrete can no longer escape. Another disadvantage is in that the plastic layer by the influence of Atmospheric oxygen and UV radiation age and therefore theirs Protective function slowly loses. Therefore with the previously known paints the protective substance in a much greater layer thickness can be applied than actually to protect the concrete would be necessary to the Compensate for aging losses.

Das ergibt zunächst äquivalente Luftschichtdicken in der Größenordnung von 500 bis 1000 m, obwohl effektiv nur eine äquivalente Luftschichtdicke s d (CO₂) von 50 m erforderlich wären (H. Klopfer, Zementtaschenbuch, Kapitel VI/2, S. 438 ff, Bauverlag Wiesbaden 1984).This initially gives equivalent air layer thicknesses of the order of 500 to 1000 m, although effectively only an equivalent air layer thickness s d (CO₂) of 50 m would be required (H. Klopfer, Zementtaschenbuch, Chapter VI / 2, p. 438 ff, Bauverlag Wiesbaden 1984 ).

Aufgabe der Erfindung war es nun, ein Anstrichsystem zu schaffen, das einerseits eine wirksame Schutzschicht gegen Kohlendioxid bildet und andererseits wasserdampf­ durchlässig ist. Weiterhin war es Aufgabe der Erfindung, ein Anstrichsystem zu schaffen, das beständig gegen Witterungseinflüsse ist und lange haltbar ist.The object of the invention was to provide a paint system create an effective protective layer against carbon dioxide and on the other hand water vapor is permeable. Furthermore, it was an object of the invention to create a painting system that is resistant to Weather influences and is long lasting.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Grundierung für Anstrichfarben auf Wasserglasbasis, die dadurch gekenn­ zeichnet ist daß sie 5 bis 20 Gew.-% Wasserglas (Fest­ körper), 15 bis 40 Gew.-% Polyacrylat (Festkörper), 5 bis 20 Gew.-% amorphen synthetischen Füllstoff und weitere übliche Additive enthält.This task is solved by a primer for Water-based paints, which are characterized is that it is 5 to 20 wt .-% water glass (solid body), 15 to 40% by weight polyacrylate (solid), 5 up to 20% by weight of amorphous synthetic filler and contains other common additives.

Diese Grundierung schirmt den darunterliegenden Unter­ grund selektiv gegen Kohlendioxid ab, läßt Wasserdampf jedoch hindurch. Durch das anschließende Auftragen der silikatischen Farbanstriche ist die Grundierung darüber hinaus vor Alterung geschützt und daher beständig, so daß der Schutz des Betons für lange Zeit erhalten bleibt.This primer shields the underlying sub selectively against carbon dioxide, leaves water vapor however through. By subsequently applying the silicate paint is the primer over it protected from aging and therefore resistant, so that the protection of the concrete is preserved for a long time remains.

Diese Wirkung wird in der Grundierung erreicht durch die Kombination von drei wesentlichen Komponenten, und zwar die Verwendung von Wasserglas, Polyacrylat und einem amorphen synthetischen Füllstoff.This effect is achieved in the primer the combination of three essential components, and the use of water glass, polyacrylate and an amorphous synthetic filler.

Als Wasserglas können die üblicherweise im Handel be­ findlichen Wasserglaslösungen verwendet werden. Ge­ eignet sind Kaliwassergläser. Der Anteil des Wasser­ glases an der Grundierung beträgt 5 bis 20 Gew.-% (Festkörper). Bevorzugt werden 5 bis 10 Gew.-% Wasser­ glas (Festkörper) verwendet. Bevorzugt wird das Wasser­ glas in Form einer 15- bis 30%igen wäßrigen Lösung verwendet. As a water glass can usually be in the trade sensitive water glass solutions can be used. Ge Potash water glasses are suitable. The proportion of water glass on the primer is 5 to 20% by weight (Solid). 5 to 10% by weight of water are preferred glass (solid) used. Water is preferred glass in the form of a 15 to 30% aqueous solution used.  

Als organischer Bestandteil der Grundierung werden 15 bis 40 Gew.-% Polyacrylat (Festkörper) zugesetzt. Als Polyacrylat kommen die Polymeren und Copolymeren von Estern oder Acrylsäure und der niederen Alkylacrylsäuren, wie z. B. der Methacrylsäure in Betracht. Bevorzugt werden Polymere und Copolymere der Niedrigalkylester verwendet. Das Polyacrylat wird bevorzugt in Form einer Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 50 Gew.-% verwendet. Bevorzugt wird das Polyacrylat in einer Menge von 20 bis 30 Gew.-% (Festkörper) eingesetzt.As an organic component of the primer, 15 up to 40 wt .-% polyacrylate (solids) added. As The polymers and copolymers come from polyacrylate Esters or acrylic acid and the lower alkyl acrylic acids, such as B. the methacrylic acid into consideration. Prefers become polymers and copolymers of lower alkyl esters used. The polyacrylate is preferably in the form of a Dispersion with a solids content of 50% by weight used. The polyacrylate is preferred in one Amount of 20 to 30 wt .-% (solids) used.

Der weitere wesentliche Bestandteil in der Grundierung ist ein amorpher synthetischer Füllstoff. Füllstoffe für Grundierungen sind dem Fachmann an sich bekannt. Es handelt sich dabei um Substanzen, die mit Wasserglas und Polyacrylat nicht reagieren und auch inert sind gegenüber den chemischen und mechanischen Einflüssen, denen die Grundierung ausgesetzt ist. Geeignet sind hier z. B. Sulfate oder Silikate. Der Füllstoff wird in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-% verwendet. Bevorzugt wird der Füllstoff in einer Menge von 5 bis 10 Gew.-% eingesetzt.The other essential component in the primer is an amorphous synthetic filler. Fillers primers are known per se to the person skilled in the art. It are substances with water glass and polyacrylate do not react and are also inert against the chemical and mechanical influences, to which the primer is exposed. Are suitable here z. B. sulfates or silicates. The filler is in an amount of 5 to 20 wt .-% used. Prefers the filler is used in an amount of 5 to 10% by weight used.

Die Grundierung kann zusätzlich noch übliche Additive enthalten. Hier können beispielsweise genannt werden Verdickungsmittel, Hydrophobierungsmittel, Dispersions­ mittel, Entschäumer und Stabilisierungsmittel. All diese Zusätze sind dem Fachmann bekannt und werden je nach der Art des Untergrundes und der Art der Deckan­ striche für den jeweiligen Zweck ausgesucht.The primer can also be conventional additives contain. Can be mentioned here, for example Thickeners, water repellents, dispersants agents, defoamers and stabilizers. Alles these additives are known to the person skilled in the art and are used according to the type of surface and the type of deckan strokes selected for the respective purpose.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Anstrich­ system, das aus der erfindungsgemäßen Grundierung und mindestens einem Deckanstrich besteht. Another object of the invention is a paint system that from the primer according to the invention and there is at least one top coat.  

Ein derartiges Anstrichsystem ist sehr vorteilhaft, da die Grundierung den optimalen Schutz gegenüber Kohlen­ dioxid bietet und der Deckanstrich als Schutzschicht für das in der Grundierung enthaltene organische Mate­ rial dient. Eine chemische Verbindung zwischen Deckan­ strich und Untergrund bleibt erhalten. Durch diese Kombination wird das Anstrichsystem sehr beständig und wird durch die Witterungseinflüsse nicht beeinträchtigt.Such a paint system is very advantageous because the primer provides optimal protection against coal offers dioxide and the top coat as a protective layer for the organic mate contained in the primer rial serves. A chemical connection between deckan line and underground remains. Through this The painting system becomes very stable and combination is not affected by the weather.

Als Deckanstrich für die erfindungsgemäße Grundierung sind Farben auf Silikatbasis besonders geeignet. Be­ sonders bevorzugt werden Dispersionssilikatfarben für mindestens einen Deckanstrich verwendet.As a top coat for the primer according to the invention silicate-based paints are particularly suitable. Be Dispersion silicate paints are particularly preferred for used at least one top coat.

Die erfindungsgemäße Grundierung und das sie enthalten­ de Anstrichsystem können für viele Verwendungszwecke dienen. Besonders geeignet ist der erfindungsgemäße Anstrich jedoch für Betone, insbesondere Stahlbetone, da hier seine guten Eigenschaften besonders zum Tragen kommen.The primer according to the invention and that they contain en Painting system can be used for many purposes serve. The one according to the invention is particularly suitable However, painting for concretes, especially reinforced concrete, because its good properties are particularly useful here come.

Erfindungsgemäß wird eine Grundierung zur Verfügung ge­ stellt, die insbesondere für Betonuntergründe sehr gut geeignet ist und das Eindringen von Kohlendioxid in den Beton selektiv verhindert.According to the invention, a primer is available provides very good, especially for concrete substrates is suitable and the penetration of carbon dioxide in the Selectively prevents concrete.

Die Erfindung wird noch durch das folgende Beispiel erläutert: The invention is further illustrated by the following example explains:  

Beispielexample

Eine Stahlbetonoberfläche wurde mit einer Grundierung der folgenden Zusammensetzung behandelt:A reinforced concrete surface was covered with a primer of the following composition:

Wasser59,20 Gew.-% Hydrophobierungsmittel (fest) 0,68 Gew.-% Entschäumer 0,18 Gew.-% quartäre Ammoniumbase (fest) 0,07 Gew.-% Dispergiermittel (fest) 0,15 Gew.-% Ammoniumpolymethacrylat (fest) 0,16 Gew.-% amorpher synthetischer Füllstoff
auf Silikatbasis 9,10 Gew.-% Kalium-Wasserglas 5,46 Gew.-% Acrylatcopolymer (fest)25,00 Gew.-%Water59.20% by weight hydrophobicizing agent (solid) 0.68% by weight defoamer 0.18% by weight quaternary ammonium base (solid) 0.07% by weight dispersing agent (solid) 0.15% by weight ammonium polymethacrylate (solid) 0.16% by weight of amorphous synthetic filler
based on silicate 9.10% by weight potassium water glass 5.46% by weight acrylate copolymer (solid) 25.00% by weight

Auf diese Grundierung wurden dann zwei Anstriche einer Dispersionssilikatfarbe gemäß DIN 18 363, 2.4.6 aufge­ tragen.Two coats of paint were then applied to this primer Dispersion silicate paint according to DIN 18 363, 2.4.6 wear.

Dieses Anstrichsystem wurde getestet auf seine Kohlen­ dioxid- und Wasserdampfdurchlässigkeit. Dabei wurden bei einer erzielten Schichtdicke von 270 µm die folgen­ den Ergebnisse erhalten:This paint system has been tested on its coals permeability to dioxide and water vapor. In doing so with a layer thickness of 270 µm that follow get the results:

Äquivalente Luftschichtdicke
S d (CO₂) = 110 m
S d (H₂O) = 0,18 mEquivalent air layer thickness
S d (CO₂) = 110 m
S d (H₂O) = 0.18 m

Claims (9)

1. Grundierung für Anstrichfarben auf Wasserglasbasis, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 20 Gew.-% Wasserglas (Festkörper), 15 bis 40 Gew.-% Polyacrylat (Festkörper), 5 bis 20 Gew.-% amorphen synthetischen Füllstoff sowie übliche Additive enthält.1. Primer for water-based paints, characterized in that they contain 5 to 20 wt .-% water glass (solids), 15 to 40 wt .-% polyacrylate (solids), 5 to 20 wt .-% amorphous synthetic filler and conventional additives contains. 2. Grundierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 10 Gew.-% Wasserglas (Festkörper) enthält.2. Primer according to claim 1, characterized characterized that they are 5 to Contains 10% by weight of water glass (solid). 3. Grundierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 20 bis 30 Gew.-% Polyacrylat (Festkörper) enthält.3. primer according to claim 1 or 2, characterized, that they contain 20 to 30 wt .-% polyacrylate (solid) contains. 4. Grundierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 10 Gew.-% Füllstoff enthält.4. primer according to one of the preceding claims, characterized, that it contains 5 to 10 wt .-% filler. 5. Grundierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Additive Verdickungsmittel, Hydropho­ bierungsmittel, Dispersionsmittel, Entschäumer und Stabilisierungsmittel enthält.5. primer according to one of the preceding claims, characterized, that they are additives thickeners, Hydropho agents, dispersants, defoamers and Contains stabilizing agents. 6. Anstrichsystem für Beton, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Grundierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und mindestens einem Deckanstrich besteht. 6. Painting system for concrete, thereby characterized it from a primer according to any one of claims 1 to 5 and at least one top coat.   7. Anstrichsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Deckanstrich ein Farbanstrich auf Silikatbasis ist.7. Painting system according to claim 6, characterized characterized that at least a top coat a silicate-based paint coat is. 8. Anstrichsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Deckanstrich eine Dispersionssilikatfarbe ist.8. Painting system according to claim 7, characterized characterized that at least a top coat is a dispersion silicate paint. 9. Verwendung der Grundierung oder des Anstrichsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Betone, insbesondere Stahlbetone.9. Use of the primer or paint system according to one of the preceding claims for concretes, especially reinforced concrete.
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