DE4313820C2

DE4313820C2 - Beschichtungsmasse und deren Verwendung

Info

Publication number: DE4313820C2
Application number: DE19934313820
Authority: DE
Inventors: Guenther Gettwert
Original assignee: WOELLNER SILIKAT GmbH
Current assignee: WOELLNER-SILIKAT GMBH, 67065 LUDWIGSHAFEN, DE
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: DE4313820A1

Description

Die Erfindung betrifft eine thermisch aushärtbare Einkomponenten- Beschichtungsmasse für eine wasserfest beschichtete Bau- und Dämmplatte, insbesondere Mineralwolldämmplatte, auf Basis von Wasserglas und mineralischen Zuschlägen sowie deren Verwendung.

Bau- und Dämmplatte auf Mineralwollebasis, die für die Dämmung von, Fassaden und Dächern verwandt werden sollen, müssen vielfach mit einer Beschichtung versehen werden, die zum Einen wasserfest ist und zum Anderen geeignet ist, weitere Beschichtungsmaterialien aufzunehmen, ohne dass diese in die Platte selbst eindringen und dadurch, abgesehen von dem erhöhten Materialverbrauch, zu einer Qualitätsminderung der Platte führen. Zugleich müssen derartigen Dämmplatten eine ausreichende Festigkeit auf weisen, dass sie in bestimmten Fällen auch während der Montage, Bearbeitung und Versiegelung dem Gewicht eines darauf arbeitenden Handwerkers standhalten. Schließlich muss die Beschichtung solcher Dämmplatten über Jahre Tem peratur- und Wettereinwirkungen standhalten, ohne dass die Eigenschaften der Platte sich nennenswert verändern und sich die darauf aufgebrachte Schichten lösen.

Aus der DE-A-957 465 ist ein Verfahren zum Feuerfestaus rüsten von Dämmungen aus Mineralwolle mittels wasserlös licher Silikate, also unter Verwendung eines anorgani schen Bindemittels beschrieben, wobei als Silikat ein solches von geringer Alkalinität Verwendung findet, das auf die Außenfläche der Dämmung aufgebracht wird. Es han delt sich damit um eine beschichtete Dämmplatte. Als Silikat wird ein solches mit einem Gewichtsverhältnis von SiO₂ zu Na₂O von 3,2 bis 3,65 verwandt, wobei die geringe Alkalinität dafür Sorge tragen soll, dass die Silikate nicht aufgrund zu hoher Alkalinität die Mineralwolle an greifen.

Die DE 455 691 C2 beschreibt eine beschichtete Dämm platte, die 60 bis 85% Wasserglas, 4 bis 16% tonminera lische Stoffe, 1 bis 5% Erdalkali- oder Zinkoxide oder - carbonate, Aluminiumoxide oder -hydroxide und/oder Bari umsulfat, 1 bis 5% Pigmente und Restwasser enthält. Diese Dämmplatte hat sich durchaus bewährt, jedoch sind der recht hohe Wassergehalt der Beschichtungsmasse, die zu einem hohen Energieaufwand beim Aushärten führt, die nicht genau steuerbare Alkalinität der Beschichtung im Produkt, die immer noch zu einem Angriff auf das Faserma terial führen kann, und die langsame Aushärtung der Beschichtungsmasse auf dem beschichteten Produkt verbes serungswürdig. Das gleiche gilt auch hinsichtlich der Lagerfähigkeit dieser Beschichtungsmassen.

Die DE 248 663 C3 beschreibt schließlich beschichtete Fassaden- oder Dachdämmplatten aus kunstharzgebundener Mineralwolle, deren Beschichtung auf der Basis eines anorganischen silikatischen Bindemittels sowie teilchen förmiger anorganischer Zuschlagstoffe gebildet ist, wobei das anorganische Bindemittel der Beschichtung kolloidale Kieselsäure ist. Die Verwendung kolloidaler Kieselsäure soll die thermische Nachhärtung des beschichteten Pro dukts vermeiden und gleichzeitig eine hinreichende Was serfestigkeit gewährleisten.

Die DE 27 55 304 C2 betrifft eine selbsthärtende organische Zusammensetzung, die zur Bildung eines Überzugs, also einer Beschichtungsmasse, dient. Die Zusammensetzung enthält Alkalisilikat als Bindemittel, einen Härter, der Aluminiumhydroxid enthält, Zu satzstoffe, Füllstoffe und Zuschlagstoffe. Diese Zusammensetzung hat den Nachteil, dass sie selbsthärtend ist. Dies schränkt die Vermarktung und Anwendung im indus triellen Prozess ein.

Die DE 38 24 598 offenbart eine Einlage für Feuerschutztüren mit Kieselsol. Die hierin beschriebene, zum Verkleben zweier Dämmlagen verwendete Masse ist bei Raumtem peratur in einem Zeitraum von zwei bis acht Stunden selbsthärtend und somit nicht la gerstabil.

Die DE PS 9 57 465 offenbart ein Verfahren zum Feuersichermachen von Isolierungen aus Glas- oder Mineralfasern. Nachteil dieser Erfindung ist, dass die hierin beschriebe nen Isolierkörper eine unbefriedigende Wasserfestigkeit aufweisen, so dass eine nach trägliche Schutzbehandlung mit Farblack empfohlen wird.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine wasserfest beschichtete Dämmplatte, insbesondere Mineralwolledämmplatte, durch Beschichten mit einer ein komponentigen, lagerstabilen Beschichtungsmasse, zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, d. h. deren Beschichtung einen geringen Wassergehalt besitzt, nur unter erhöhter Temperatur schnell aushärtet und keine oder eine verbesserte Restalkalinität aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen erfolgen gemäß den Unteransprüchen.

Hauptkomponenten der für die erfindungsgemäßen Dämmplat ten einsetzbaren Beschichtungsmasse sind Wasserglas und Aluminiumhydroxid. Als Wasserglas wird vorzugsweise ein neutrales oder kieselsaures Natriumwasserglas und ein geeignetes Aluminiumhydroxid, beispielsweise bekannt unter dem Handelsnamen "Martinal" eingesetzt. Das Wasser glas reagiert mit dem Aluminiumhydroxid vorteilhaft nur bei höheren Temperaturen unter Ausbildung eines Zeoliths, der über keine Restalkalinität mehr verfügt und dement sprechend in der Dämmplatte vorhandene Mineralwolle wegen fehlender freier Alkalinität nicht mehr angreifen kann. Die Füllstoffe, insbesondere Calzite und Kaoline, dienen im Wesentlichen als inerte Füllstoffe, die zugleich posi tive Auswirkungen auf die Oberflächenqualität der Beschichtung haben, etwa einer Rissbildung entgegenwirken. Die erfindungsgemäße Beschichtungsmasse garantiert eine Lagerbeständigkeit und Verarbeitbarkeit über einen länge ren Zeitraum von wenigstens 3 Wochen. Bevorzugter Füll stoff ist Calciumcarbonat, es können aber auch oxidische Füllstoffe, wie Quarzmehl und/oder silikatische Füll stoffe, wie Kaoline verwandt werden.

Anstelle von Natriumwasserglas kann auch ein anderes Alkalisilikat verwandt werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß beschichteten Dämmplatten ist darin zu sehen, dass die Beschichtungsmasse in Form einer konzentrierten Dispersion aufgebracht wird, so dass das frisch beschichtete Produkt vergleichs weise wenig Wasser enthält. Dieses Restwasser muss in einem anschließenden Trocknungsvorgang entfernt werden. Hier tritt durch die relativ geringe Restwassermenge bei der erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung und eine Produktionsstei gerung vorteilhaft ein.

Aufgrund der besonderen Zusammensetzung der Beschich tungsmasse und der Reaktivität der verwandten Materialien tritt eine Aushärtung zu dem erwünschten Natriumalumini umsilikat nicht sofort, sondern erst im Trocknungsprozess bei einer erhöhten Temperatur ≧ 150°C ein.

Besonders zweckmäßig hat sich für die Beschichtungsmasse ein Verhältnis SiO₂/Me₂O ≧ 3,5, vorzugsweise im Bereich von 3,7 bis 4,0, erwiesen. Der hohe SiO₂-Anteil sorgt für eine geringe Alkalinität auch der Beschichtungsmasse und damit für eine sichere Handhabung.

Zweckmäßigerweise liegt in der Beschichtungsmasse das Gewichtsverhältnis Wasserglas/Aluminiumhydroxid im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 2, insbesondere bei etwa 3 : 4, wenn Natriumwasserglas des genannten Molverhältnisses ≧ 3,5 verwandt wird.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungs gemäßen Beschichtungsmasse auf Dämmplatten, insbesondere aus Mineralwolle.

Die erfindungsgemäßen Hau- und Dämmplatten werden auf übliche Weise mit der Beschichtungsmasse versehen. Bei spielsweise kann dies durch Aufspritzen oder Aufwalzen geschehen, jedoch sind auch alle anderen Beschichtungs verfahren ohne Weiteres anwendbar. Dazu liegt die Beschichtungsmasse zweckmäßigerweise als stabile wässrige Dispersion vor, die einen Feststoffgehalt von mehr als 50%, auf Trockengewichtsbasis, insbesondere von etwa 60 bis 65%, haben kann. Es hat sich überraschend gezeigt, dass selbst 65 gew.-%ige wäßrige Dispersionen ohne Weiteres auftragbar sind.

Die Auftragung erfolgt vorzugsweise in einer Menge von 200 bis 400 g/m², insbesondere etwa 300 g/m², der trockenen Masse.

Die Aushärtung der auf die Dämmplatte aufgetragenen Beschichtungsmasse erfolgt bei Temperaturen von mehr als 150°C, insbesondere bei 230 bis 250°C. Zweckmäßigerweise wird die Aushärtung mit der Trocknung der beschichteten Platten verbunden, jedoch kann dies auch getrennt werden, um zuerst bei geringeren Temperaturen das Wasser auszu treiben und dann bei höherer Temperatur nachzuhärten. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund der Reaktion des Wasser glases mit dem Aluminiumhydroxid das Restwasser sehr schnell und vollständig ausgetrieben wird, so dass Pro dukte mit ausgesprochen niedrigen Restfeuchtegehalten erhalten werden. Eine weitere Nachtrocknung ist nicht erforderlich, da eine Kondensatbildung in folienver packten Verpackungseinheiten nicht zu befürchten ist.

Die Beschichtungsmassen werden insbesondere für Dämmplat ten auf Mineralwollebasis verwendet, die beispielsweise zur Abdichtung von Dächern und Verkleidung von Fassaden eingesetzt werden.

Im Test hat sich gezeigt, daß die Beschichtungsmasse eine größere Affinität zur Mineralwolle aufweist. Die Anfangs alkalinität ist aufgrund der Aushärtung zum Natrium aluminiumsilikat nicht mehr vorhanden, so dass nie gehär tete Beschichtung neutral ist. Es hat sich ferner gezeigt, dass die sonst bei Beschichtungsmassen auf Natri umwasserglasbasis gefürchteten Ausblühungen durch Reak tion mit Kohlendioxid zu Natriumcarbonat wegen der Bildung von Natriumaluminiumsilikat vollständig unter bleiben.

Bei den der Beschichtungsmasse zugesetzten Hilfsstoffen handelt es sich um anorganische Pigmente, Netz- und Dispergiermittel, etc.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiele

Beschichtungsmassen mit der folgenden Zusammensetzung wurden als 60 bis 65-%ige Dispersionen in Wasser mit den folgenden Trockengewichtsanteilen hergestellt:
18% Wasserglas, Molverhältnis 1 : 3,7 (Na₂O : SiO₂)
24,6% Aluminiumhydroxid "Martinal"
49,2% Calciumcarbonat-Füllstoff,
8,2% Hilfsstoffe (Pigmente, Netzmittel, Disper giermittel, Entschäumer, Borat-Stabilisator).

Diese Beschichtungsmasse wurde in einer Menge von 300 bis 330 g/m², trocken, auf herkömmliche Mineralwolledämmplat ten einer Dicke von 20 mm aufgetragen. Nach dem Auftrag wurden die Platten durch einen strahlerbeheizten Tunnel ofen mit einer Temperatur von ca. 260°C in Zone 1 und ca. 290°C in Zone 2 geschickt. Die fertig beschichteten und ausgehärteten Platten zeigten eine ausgezeichnete Ober flächenstruktur und Qualität sowie geringe Restfeuchte. Die Restfeuchte ist im Vergleich zu herkömmlich beschich teten Platten der Referenz außerordentlich gering, wie sich aus Tabelle 1 ergibt.

Tabelle 1

a) Referenz

b) Erfindungsgemäße Beschichtungsmasse

c) Erfindungsgemäße Beschichtungsmasse mit Netzmittel

Die erfindungsgemäßen Mineralwolledämmplatten sind in ihrer Wasserfestigkeit gegenüber der Referenz deutlich verbessert, und zwar betragen die wasserlöslichen Anteile:

Produkt
Abdampfrückstand %
Erfindungsgemäße Platte	4,6
Referenz	14,3

Claims

1. Wenigstens drei Wochen als Mischung lagerbeständige und verar beitbare, ab Temperaturen ≧ 150°C aushärtbare Einkomponenten Beschichtungsmasse, enthaltend auf Trockengewichtsbasis
10 bis 30% Wasserglas mit einem Molverhältnis SiO₂/Me₂O ≧ 3,5, wobei Me für ein Alkalimetall steht,
10 bis 40% Aluminiumhydroxid,
10 bis 60% inerte Füllstoffe,
3 bis 15% Hilfsstoffe,
sowie Wasser.

2. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis SiO₂/Me₂O 3,7 bis 4,0 ist.

3. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserglas ein Natriumwasserglas ist.

4. Beschichtungsmasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichts verhältnis Wasserglas/Aluminiumhydroxid im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 2 liegt.

5. Beschichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass als Füllstoff Calciumcarbonat mit einem hohen Reinheitsgrad vorhan den ist.

6. Beschichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass sie als stabile wässrige Dispersion vorliegt.

7. Beschichtungsmasse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Dispersion einen Feststoffgehalt von mehr als 50%, vorzugsweise 60 bis 65%, auf weist.

8. Beschichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass sie bei Temperaturen von 230 bis 300°C aushärtbar ist.

9. Beschichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass sie durch Aufspritzen oder Aufwalzen aufbringbar ist.

10. Verwendung der Beschichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Herstellung von wasserfest beschichteten Bauplatten, insbesondere Mineralwolle dämmplatten.

11. Verwendung nach Anspruch 10 in einer Beschichtungsmenge von 200 bis 400 g/m², insbesondere etwa 300 g/m², trocken.