DE4341260A1

DE4341260A1 - Verfahren zur Verhinderung von Ausblüherscheinungen auf mineralischen Substraten

Info

Publication number: DE4341260A1
Application number: DE4341260A
Authority: DE
Inventors: Bertold Bechert; Manfred Dr Schwartz; Bernhard Dr Dotzauer; Martin Gloeckner
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1993-12-03
Filing date: 1993-12-03
Publication date: 1994-05-11

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Ausblüherscheinungen auf mineralischen Substraten, bei dem die mineralischen Substrate mit wäßrigen Polymerisat-Dispersionen be schichtet werden.

Mineralische Substrate, wie insbesondere Betondachsteine, aber auch herkömmliche Ziegel, neigen unter dem Einfluß der Witterung zu Ausblüherscheinungen, die meist in Form weißer, pustelartiger Gebilde auftreten und nach und nach zu einer Schädigung der mi neralischen Substrate führen. Man hat daher in der Praxis schon seit langem versucht, derartige Ausblüherscheinungen durch das Aufbringen wasserfester Überzüge zurückzudrängen. Von besonderem Interesse sind dabei Beschichtungen, die aus Polymerisat-Dis persionen, insbesondere aus Polyacrylat-Dispersionen, erhalten werden (z. B. DE-A 39 01 073 u. DE-A 40 21 502). Nachteilig an den bekannten Beschichtungen ist jedoch, daß ihre Witterungsbestän digkeit nicht voll zu befriedigen vermag, was insbesondere auf eine mangelnde Wasserfestigkeit zurückzuführen ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, durch verbesserte Beschich tungen auf der Grundlage wäßriger Polymerisat-Dispersionen Ausblüherscheinungen auf mineralischen Substraten, insbesondere Betondachsteinen, für einen verlängerten Zeitraum zu verhindern. Zur Lösung dieser Aufgabe konnte auf den nachfolgenden Stand der Technik zurückgegriffen werden.

Das US-A 3 814 716 empfiehlt wäßrige Polymerisat-Dispersionen, deren dispergiertes Polymerisat 0,5 bis 5 Gew.-% einer Silicium organischen Verbindung einpolymerisiert enthält, aus der durch Hydrolyse ein Silanol entsteht, als Basis für Schutzüberzüge auf Substraten verschiedenster Art. Unter anderem wird auch Zement als mögliches Substratmaterial genannt. Ferner werden die resul tierenden Schutzüberzüge als eine erhöhte Wasserfestigkeit auf weisend beschrieben. Das Einpolymerisieren der Silicium-organi schen Verbindung erfolgt in der US-A 3 814 716 über eine ethylenisch ungesättigte C=C Doppelbindung, die ein an das Si ge bundener organischer Rest aufweist. Als copolymerisierbare Sili cium-organische Verbindung wird beispielhaft 8-Methacryloxypro pyl-trimethoxysilan genannt.

Die DE-21 48 457 C3 empfiehlt entsprechende (wie in der US-A 3 814 716) Silicium-organische Verbindungen einpolymerisiert enthaltende wäßrige Polymerisat-Dispersionen als Bindemittel für Beschichtungen von Baumaterialien wie z. B. Beton. Gemäß der DE-21 48 457 C3 weisen die resultierenden Beschichtungen eine er höhte Naßhaftung auf und quellen in Anwesenheit von Wasser kaum.

Die EP-B 327 006 schließt sich in ihrer Empfehlung der DE-21 48 457 C3 an. Die JP-A 61/9463 empfiehlt gleichfalls hydrolysierbare monoethylenisch ungesättigte Silicium-organische Verbindungen einpolymerisiert enthaltende wäßrige Polymerisat- Dispersionen als Grundmaterialien für Schutzüberzüge auf anorga nischen Baumaterialien. Beispielhaft wird als solches Baumaterial auch Beton genannt. Als zu beschichtende Gegenstände werden u. a. Dachziegel genannt. Die mit solchen wäßrigen Polymerisat-Disper sionen erhältlichen Überzüge werden seitens der JP-A 61/9463 als ausgezeichnet auf dem Substrat haftend und wasserfest beschrie ben. Ferner weisen sie gemäß der JP-A 61/9463 eine erhöhte Lauf zeitwitterungsbeständigkeit auf und eignen sich zur Verhinderung von Ausblüherscheinungen.

Die DE-A 41 05 601 empfiehlt Mercaptosilane einpolymerisiert ent haltende wäßrige Polymerisat-Dispersionen als Bindemittel für Anstrichfarben mit erhöhter Naßscheuerfestigkeit und die DE-A 38 35 041 empfiehlt Mercaptosilane eingebaut enthaltende wäßrige Polymerisat-Dispersionen als Bindemittel für Dichtungs massen oder Klebstoffe mit verbesserter Wasserbeständigkeit.

Ausgehend von diesem Stand der Technik wurde gefunden, daß man Ausblüherscheinungen auf mineralischen Substraten wie Betondach steinen dadurch wirkungsvoll verhindern kann, daß man die Ober fläche des mineralischen Substrats mit einer wäßrigen Zubereitung beschichtet und/oder imprägniert, die als Hauptbestandteil eine wäßrige Polymerisat-Dispersion enthält, wobei das dispergierte Polymerisat, bezogen auf sein Gewicht, 0,1 bis 5 Gew.-% einer Si licium-organischen Verbindung chemisch gebunden aufweist, aus der durch Hydrolyse ein Silanol entsteht. Im Prinzip kann es sich bei dem Polymerisat sowohl um ein Polykondensat (z. B. Polyester) als auch um eine Polyadditionsverbindung (z. B. Polyurethan) handeln. Vorzugsweise ist das dispergierte Polymerisat ein solches, das durch radikalische Polymerisation von wenigstens eine ethylenisch ungesättigte C=C Bindung aufweisenden Monomeren erhältlich ist. Gegebenenfalls schließen sich an die radikalische Polymerisation polymeranaloge Umsetzungen an. Zweckmäßigerweise wird man zur Herstellung des dispergierten Polymerisats die Methode der radikalischen wäßrigen Emulsionspolymerisation anwenden.

Sieht man von der Silicum-organischen Verbindung als Wirkbaustein einmal ab, eignen sich als Grundbausteine zum Aufbau des disper gierten Polymerisats somit insbesondere monoethylenisch ungesät tigte Monomere wie Ester der Acrylsäure mit C₁- bis C₈-Alkanolen oder mit C₉- bis C₁₈-n-Alkanolen, Ester der Methacrylsäure mit C₁- bis C₈-Alkanolen oder C₉- bis C₁₈-n-Alkanolen, vinylaromatische Monomere wie Styrol, am aromatischen Ring mit C₁- bis C₄-Alkyl und/oder Halogen ein- oder mehrfach substituiertes Styrol wie ortho-Methylstyrol, para-Methylstyrol, para-Chlorstyrol, p-Brom styrol oder tert.-Butylstyrol, Ester aus C₂- bis C₁₂-Alkancarbon säuren und Vinylalkohol wie Vinylacetat, Vinylbutyrat, Vinyldeca noat, Vinyldodecanat oder Vinylpropionat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, niedere Olefine wie Ethylen, Propylen oder iso- Butylen.

Aus der Reihe der Acrylate sind insbesondere Methyl-, Ethyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, n-Hexyl-, 2-Ethylhexyl- Decyl- und Dodecylacrylat zu nennen, wobei n-Butyl, iso-Butyl, n- Hexyl- und 2-Ethylhexylacrylat von besonderem Interesse sind. Als Methacrylsäureester seien vor allem Methyl-, iso-Butyl-, n-Bu tyl-, tert.-Butyl-, 2-Ethylhexyl-, Dodecyl- und Octadecylmeth acrylat genannt.

Die vorgenannten Monomeren bilden üblicherweise die Hauptmono meren; d. h. sie vereinen in der Regel 65 bis 100 Gew.-% der Grundbausteine auf sich.

Neben diesen Hauptmonomeren kann das dispergierte Polymerisat bis zu 35 Gew.-% weitere radikalisch copolymerisierbare Monomere als Grundbausteine einpolymerisiert enthalten. Als solche Nebenmono mere kommen Monomere wie 3 bis 6 C-Atome aufweisende α,β-mono ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren, deren Anhydride, Nitrile und Amide in Betracht. Beispiele hierfür sind Acrylnitril, Meth acrylnitril, Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Croton säure, Maleinsäure, Fumarsäure, Acrylamid, Methacrylamid, Malein säuremonoamid und -diamid, Fumarsäuremono- und diamid, Croton säureamid, N-Methylacrylamid, N-Methylmethacrylamid, N-Butylacry lamid, N-Butylmethacrylamid, N-Ethylacrylamid und N-Ethylmetha crylamid. Weitere geeignete Nebenmonomere sind Vinylsulfonsäure, Alkoxyalkylacrylate wie 3-Methoxy-n-butylacrylat und -methacrylat oder 2-n-Butoxymethyl-n-butylacrylat und -methacrylat, aber auch Tetrahydrofufurylacrylat.

Geeignete Nebenmonomere sind auch die Ester der Acryl- oder Meth acrylsäure mit diprimären C₂- bis C₈-n-Alkandiolen wie 2-Hydroxy ethylacrylat und -methacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat und -methylacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat und -methacrylat, 6-Hydroxyhexylacrylat und -methacrylat sowie 8-Hydroxyoctylacry lat und -methacrylat. Des weiteren sind als mögliche Nebenmono mere N-Alkylacryl- und -methacrylamide zu nennen, wie z. B. N-Me thylol-acryl und -methacrylamid, aber auch N-Methylol-crotonsäu reamid kommt in Betracht.

Vorzugsweise werden die Gewichtsanteile der als Grundbausteine zum Aufbau des dispergierten Polymerisats radikalisch polymeri sierbaren Monomere so gewählt, daß ein nur aus diesen Grundbau steinen aufgebautes Polymerisat nach Fox eine Glasübergangstemperatur von -55 bis +70, bevorzugt von -25 bis +30 und ganz beson ders bevorzugt von -15 bis +10°C aufweist. Nach Fox (T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. (Ser. II) 1, 123 [1956]) gilt für die Glas übergangstemperatur von Copolymerisaten in guter Näherung:

wobei X¹, . . . X², Xⁿ die Massenbrüche der Monomeren 1, 2, . . . , n und T_g ¹, T_g ², . . . , T_g ⁿ die Glasübergangstemperaturen der entsprechenden Homopolymerisate in Grad Kelvin bedeuten. Die Glasübergangstemperaturen der Homopolymerisate der vorstehend aufgeführten Monomeren sind bekannt und z. B. in J. Brandrup, E.H. Immergut, Polymer Handbook 1st Ed. J. Wiley, New York (1966) and 2nd Ed. J. Wiley, New York (1975) aufgeführt.

Mit Vorteil setzen sich die Grundbausteine zum Aufbau des disper gierten Polymerisats wie folgt zusammen:

a) 65 bis 100 Gew.-% wenigstens zweier Monomere, ausgewählt aus der Gruppe umfassen Acrylester von C₁- bis C₈-Alkanolen, Meth acrylester von C₁- bis C₈-Alkanolen und vinylaromatische Monomere und
b) 0 bis 35 Gew.-% sonstige copolymerisierbare Monomere.

Ganz besonders bevorzugt lautet die Zusammensetzung der Grundbau steine:

a) 95 bis 99,5 Gew.-% wenigstens zweier Monomere, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Acrylester von C₁- bis C₈-Alkanolen, Methacrylester von C₁- bis C₈-Alkanolen und vinylaromatische Monomere und
b) 0,5 bis 5 Gew.-% an Monomeren ausgewählt aus der Gruppe um fassend Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid und Vinylsulfonsäure.

Von besonderer Bedeutung sind dabei als Monomere a) n-Butylacry lat, 2-Ethylhexylacrylat, Ethylmethacrylat und Methylmethacrylat sowie Styrol.

Als radikalisch copolymerisierbare Wirkbausteine (Silicium-orga nische Verbindungen) kommen alle diejenigen in Betracht, die in der US-A 3 814 716, DE-A 21 48 457 C3, der EP-B 327 006 und der JP-A 61/9463 genannt werden. Sie sind dadurch charakterisiert, daß sie einen an das Si gebundenen organischen Rest aufweisen, der eine copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte C=C Doppel bindung trägt.

Besonders geeignete, eine copolymerisierbare ethylenisch ungesät tigte C=C Doppelbindung aufweisende, copolymerisierbare Wirkbau steine sind solche der allgemeinen Formel I

in der R¹ ein in ω-Stellung ethylenisch ungesättigter organischer Rest, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander primäre oder sekundäre, gegebenenfalls mit Alkoxygruppen substituierte Alkylreste oder Acylreste bedeuten. Außerdem können maximal zwei der Reste R², R³ und R⁴ Wasserstoff bedeuten.

R¹ ist mit Vorteil eine in ω-Stellung ungesättigte Alkenylgruppe mit 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 4 C-Atomen oder ein in ω-Stellung ungesättigter Carbonsäureesterrest von Carbonsäuren mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen und Alkoholen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen. Die Substituenten R², R³ und R⁴ weisen in der Regel bis zu 10, vorzugsweise bis zu 6 Kohlenstoffatome auf. Beispiele von beson ders geeigneten copolymerisierbaren Wirkbausteinen I sind Vinyl trimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyldiethoxysilanol, Viny lethoxysilandiol, Allyltriethoxysilan, Vinyltripropoxysilan, Vi nyltrisopropoxysilan, Vinyltributoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Trimethylglykol-vinylsilan, γ-Methacryloxypropyl-trimethylglykol silan, γ-Acryloxypropyl-triethoxysilan, γ-Methacryloxypropyl-tri methoxysilan und γ-Methacryloxypropyl-tris-(beta-methoxye thoxy)-silan.

Ganz besonders günstige copolymerisierbare Wirkbausteine sind aber auch Mercaptosilane, die wie das Molekulargewicht regelnde Substanzen im Rahmen radikalischer Polymerisationen einpolymeri sierbar sind. Im Unterschied zu den ethylenisch ungesättigten Wirkbausteinen werden die Mercaptosilane ausschließlich am Ende der Polymerisatkette eingebaut. Ganz besonders eignen sich Mercaptosilane der allgemeinen Formel II

in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
n 1 bis 8,
R⁵, R⁶ Wasserstoff und/oder C₁- bis C₄-Alkylgruppe,
R⁷, R⁸, R⁹ C₁- bis C₆-Alkylgruppe und/oder C₁- bis C₄-Alkoxygruppe, mit der Maßgabe, daß mindestens einer der Reste R⁷ bis R⁹ eine Alkoxygruppe ist.

Mit Vorteil werden als Mercaptosilane II solche mit n=2 bis 4 einpolymerisiert. Bevorzugte Rest R⁵, R⁶ sind Wasserstoff und Methyl, während als Reste R⁷ bis R⁹ mit Vorzug Methyl, Ethyl, Methoxy und Ethoxy in Betracht kommen, wobei mindestens einer der Reste R⁷ bis R⁹ Methoxy oder Ethoxy sein muß. Besonders günstige einpolymerisierte Mercaptosilane II sind 3-Mercaptopropyl-trime thoxysilan, 3-Mercaptopropyl-triethoxysilan sowie 3-Mercaptopro pyl-methyl-dimethoxysilan. Die Mercaptosilane II sind ebenso wie die Wirkbausteine I bekannt und im Handel erhältlich.

Silicium-organische Verbindungen lassen sich als Wirkbausteine aber auch über polymeranaloge Umsetzungen in die erfindungs gemäßen Dispersionspolymerisate einbauen. Beispiele für derartige Wirkbausteine sind z. B. Verbindungen der allgemeinen Formel III

mit R¹⁰ eine Kohlenwasserstoffkette mit bis zu 10 Kohlenstoff atomen, die durch Stickstoff oder Sauerstoff unterbrochen sein kann,
und R¹¹ C₁- bis C₄-Alkyl, Wasserstoff oder Aryl.

Ein besonders geeignetes Wirkmonomeres III ist γ-Glycidyloxypro pyl-trimethoxysilan. Die Verwendung von Wirkbausteinen III setzt voraus, daß die verwendeten Grundbausteine solche umfassen, die nucleophile Gruppierungen aufweisen. Solche Gruppierungen sind beispielsweise Carboxylgruppen, Carbonamidgruppen oder Hydroxyl gruppen. Sie sollten in wenigstens äquivalenter Menge zur Menge der verwendeten Wirkmonomere III vorhanden sein.

Mit Vorteil können erfindungsgemäß auch Gemische von Wirkbaustei nen I, II und III angewendet werden, vorzugsweise im molaren Verhältnis 1 : 1 : 1.

Wie bereits erwähnt, stellt man die erfindungsgemäß zu verwenden den wäßrigen Polymerisat-Dispersionen in an sich bekannter Weise nach der Methode der radikalischen wäßrigen Emulsionspolymerisa tion in Gegenwart von wasserlöslichen radikalbildenden Initiato ren und grenzflächenaktiven Substanzen sowie gegebenenfalls das Molekulargewicht regelnden Substanzen sowie weiteren Hilfsmitteln her. Als geeignete grenzflächenaktive Substanzen kommen sowohl Emulgatoren wie Schutzkolloide in Betracht. Als Emulgatoren haben sich hierfür ethoxylierte Mono-, Di- und Tri-Alkylphenole (EO- Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C₄- bis C₉), ethoxylierte Fettalkohole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C₈- bis C₃₆) sowie Alkali- und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: C₈ bis C₁₂) von ethoxylierten Alkanolen (EO-Grad: 4 bis 30, Alkylrest: C₁₂- bis C₁₈), von ethoxylierten Alkylphenolen (EO-Grad: 3 bis 50, Alkyl rest: C₄- bis C₉), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C₁₂- bis C₁₈) und von Alkylarylsulfonsäuren (Alkylrest: C₈- bis C₁₈) bewährt. Bis zu 30 mol.-% der Ethylenoxid-Einheiten können auch durch an dere Alkylenoxideinheiten, insbesondere Propylenoxid-Einheiten, ersetzt sein. Als Schutzkolloide kommen Polyvinylalkohole, Cellulosederivate oder Vinylpyrrolidon in Betracht. Selbstver ständlich können die genannten grenzflächenaktiven Substanzen auch im Gemisch angewendet werden.

Als weitere geeignete Emulgatoren sind die Alkalimetall- und Ammoniumsalze der Schwefelsäurehalbester der vorgenannten Hydro xylgruppen aufweisenden Emulgatoren zu nennen. Genannt seien auch sulfatierte Alkoxylierungsprodukte von C₁₂- bis C₂₀-, gegebenen falls monoethylenisch ungesättigten, Alkanolen (z. B. Lauryl alkohol, Stearylalkohol, Oleylalkohol oder Spermölalkohol), von C₁₂- bis C₂₀-, gegebenenfalls monoethylenisch ungesättigten, C₁₂- bis C₂₀-Alkylaminen sowie von C₈- bis C₁₂-Alkylphenolen wie n-Oc tylphenol, n-Nonylphenol, iso-Nonylphenol oder n-Dodecylphenol. Für die Alkoxylierung wird in der Regel Ethylenoxid und/oder Propylenoxid verwendet. Der Alkoxylierungsgrad beträgt im allge meinen 5 bis 80, vorzugsweise 10 bis 30. Derartige Alkoxylie rungsprodukte werden ebenfalls meist in Form ihrer wasserlös lichen Alkali- oder Ammoniumsalze eingesetzt.

Als wasserlösliche Polymerisationsinitiatoren kommen vor allem Peroxide wie die Alkalimetallproxodisulfate, Ammoniumperoxodisul fate, Wasserstoffperoxid oder kombinierte Systeme, die ein orga nisches Reduktionsmittel, z. B. das Natriumsalz der Hydroxymethan sulfinsäure, ein Peroxid, z. B. tert.-Butylhydroperoxid, und wahl weise eine geringe Menge einer im Polymerisationsmedium löslichen Metallverbindung, deren metallische Komponente in mehreren Wer tigkeitsstufen auftreten kann, enthalten, z. B. Ascorbinsäure/Ei sen (II) Sulfat/Natriumperoxodisulfat, in Betracht. Als weitere ge eignete Reduktionsmittel seien in diesem Zusammenhang Natrium sulfit und Natriumhydrogensulfit genannt. Die Emulsionspolymeri sationstemperatur und die verwendete Menge an Polymerisationsini tiatoren wird in der Regel so bemessen, daß ein zahlenmittleres relatives Molekulargewicht _n des dispergierten Polymerisats von 5·10³ bis 5·10⁷, bevorzugt 10⁵ bis 2·10⁷ erhalten wird.

Die Emulsionspolymerisationstemperatur beträgt in der Regel 30 bis 95°C, vorzugsweise 60 bis 90°C. Art und Menge der eingesetzten grenzflächenaktiven Substanzen bestimmen im wesentlichen den mittleren Teilchendurchmesser der resultierenden dispergierten Polymerisatteilchen. In der Regel werden sie in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-% bezogen auf die Menge der zu polymerisierenden Bausteine eingesetzt. Die Emulsionspolymerisation zur Herstellung des Poly merisats kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich ausgeführt werden. Bevorzugt ist das Zulaufverfahren, bei dem man einen Teil des Polymerisationsansatzes vorlegt, auf die Polyme risationstemperatur erhitzt und anschließend den Rest in getrenn ten Zuläufen, von denen wenigstens einer die Monomeren in reiner oder in emulgierter Form enthält, kontinuierlich zuführt. Die Wirkbausteine (Siliciumverbindungen) können dabei teilweise oder vollständig in die Vorlage oder als Bestandteil des Zulaufs zuge geben werden. Vorzugsweise werden sie im Gemisch mit den Grund bausteinen über den Zulauf kontinuierlich zudosiert.

Zweckmäßigerweise werden die erfindungsgemäßen wäßrigen Polymerisatdispersionen mit einem Feststoffgehalt von 20 bis 65, bevorzugt 30 bis 55 Gew.-% hergestellt.

Die erfindungsgemäßen wäßrigen Polymerisatdispersionen können so wohl für sich als auch im Gemisch mit feinteiligen anorganischen Zuschlagstoffen wie Füllstoffen (Kreide, Schwerspat, Quarzmehl etc.) und/oder Pigmenten (z. B. Eisenoxidpigmenten) zur Verhinde rung von Ausblüherscheinungen auf das mineralische Substrat auf getragen werden. Weiterhin können die aufzutragenden erfindungs gemäßen wäßrigen Zubereitungen übliche Additive wie z. B. Film bildehilfsmittel umfassen. Die Regelzusammensetzungen der erfindungsgemäß aufzutragenden wäßrigen Zubereitungen lautet:

1 bis 40 Gew.-% Dispersionspolymerisat,
0 bis 50 Gew.-% feinteilige anorganische Füllstoffe und/oder Pigmente,
0 bis 15 Gew.-% übliche Hilfsmittel,
wirksame Mengen grenzflächenaktiver Substanzen und Wasser als Restmenge.

Als mineralische Substrate kommen insbesondere geformte Gebilde aus Asbestzement, Beton und Gasbeton wie Rohre, Platten und vor allem Betondachsteine in Betracht, wobei die Aufträge auch auf nichtausgehärtete Produkte dieser Art ("grüne Steine") aufge bracht werden können. Der Betonstein wird in üblicher Weise aus fertiggemischtem Beton durch ein Strangpreßverfahren hergestellt. Er erhält dabei bereits seine endgültige Form. Der Auftrag der Beschichtungsmasse kann in an sich üblicher Weise durch Spritzen, Spachteln, Rakeln oder Gießen erfolgen, wobei meist Auftragsmen gen von 50 bis 400, insbesondere 100 bis 250 g/m², gemessen in ge trocknetem Zustand, angewandt werden. Von besonderem Interesse ist das Aufbringen derartiger Beschichtungen auf nichtabgebun dene, sogenannte "grüne" Betondachsteine. Das Trocknen des oder ggf. der Aufträge kann in an sich üblicher Weise, ggf. bei Raum temperatur oder wenig erhöhter Temperatur, durchgeführt werden. Dazu wird im allgemeinen der beschichtete "grüne" Betondachstein in eine sogenannte Kammer eingebracht. Dort wird in einem 6 bis 12 Stunden dauernden Abbindeprozeß bei Temperaturen von 40 bis 65°C der Beton abgebunden und das Polymerisat der Beschichtungs masse verfilmt. Nach diesem Prozeß wird der Stein vorzugsweise ein zweites Mal mit der Beschichtungsmasse besprüht. Die nachfol gende Trocknung erfolgt in einem Tunnelofen bei um 100°C liegenden Umlufttemperaturen. Tunnelofen und nachfolgende Abkühlstrecke sind so ausgelegt, daß eine vollständige Verfilmung stattfindet. Das Temperieren kann auch mittels Heizstrahlern erfolgen. Die re sultierenden beschichteten Betondachsteine sind gegen Kalkausblü hungen ausgezeichnet geschützt. Die Beschichtungen weisen eine erhöhte Witterungsbeständigkeit auf.

Weiterhin wird die Oberfläche der Beschichtungen auch bei erhöh ten Temperaturen nicht klebrig (Sonneneinwirkung), so daß die Steine kaum Schmutz annehmen.

Beispiele Beispiel 1

Herstellung von erfindungsgemäßen wäßrigen Polymerisat-Dispersio nen ED1 bis ED4 und einer Vergleichsdispersion VD

VD: Eine wäßrige Emulsion aus 45 g Styrol, 55 g 2-Ethylhexyl acrylat, 2,5 g Acrylsäure, 105 g Wasser, 1,5 g des Natriumsalzes des Schwefelsäurehalbesters von ethoxylier tem iso-Nonylphenol (EO-Grad: 25) und 0,5 g ethoxyliertes iso-Nonylphenol (EO-Grad: 25) wurde mittels 0,5 g Natriumperoxodisulfat nach der Emulsionszulauffahrweise bei 90°C nach der Methode der radikalischen wäßrigen Emulsionspolymerisation polymerisiert.
ED1: Wie VD, die wäßrige Emulsion umfaßte jedoch als Wirk- und Grundbausteine 45 g Styrol, 54,5 g 2-Ethylhexylacrylat, 2,5 g Acrylsäure und 0,5 g γ-Methacryloxypropyl-trimetho xysilan.
ED2: Wie ED1, als Wirkbaustein wurde jedoch γ-Glycidyloxypro pyl-trimethoxysilan verwendet.
ED3: Wie ED2, als Wirkbaustein wurde jedoch 3-Mercaptopropyl trimethoxysilan eingesetzt.
ED4: Wie ED3, die verwendete Menge an 3-Mercaptopropyl-trime thoxysilan wurde jedoch auf 2,5 g erhöht und gleichzeitig die verwendete Menge 2-Ethylhexylacrylat auf 52,5 g redu ziert.

Beispiel 2

Untersuchung der Wasseraufnahme verschiedener pigmentierter Polymerfilme.

Den in Beispiel 1 erhaltenen wäßrigen Polymerisat-Dispersionen wurden, jeweils bezogen auf 100 g Dispersion, 15 g feinteiliges handelsübliches Eisenoxid rot und 95 g eines handelsüblichen feinteiligen Quarzmehls eingerührt und das Gemisch mit soviel Wasser verdünnt, daß die Auslaufzeit in einem Ford-Becher 4 zwi schen 20 und 22 Sekunden lag. Nach Zugabe einer geringen Menge Entschäumer und eines handelsüblichen Biozids wurden aus den Zu bereitungen jeweils Filme mit einer Naßdicke von 400 µm gegossen. Nach 10 Tagen Trocknung bei Raumtemperatur wurde die Wasserauf nahme der resultierenden Filme bestimmt. Die Ergebnisse zeigt die Tabelle 1 (24 h bzw. 96 h Lagerung der Filme in Wasser bei 25°C; die Angaben der Wasseraufnahme beziehen sich als Gew.-% auf das Gewicht der eingesetzten Ausgangsverfilmung.

Tabelle 1

Beispiel 3 Beschichtungsversuch auf Betondachsteinen

Durch Extrusion einer mit 3 Gew.-% feinteiligem Eisenoxid schwarz eingefärbtem Mörtel aus Sand (Korngröße bis zu 0,3 mm Durch messer) und Zement (Gewichtsverhältnis 1 : 3), bei einem Wasser/Ze ment-Gewichtsverhältnis von 0,4, wurden Flachsteine der Abmessun gen 30 × 20 × 1,8 cm hergestellt. Die Oberfläche solcher "grüner" Betondachsteine wurde mit den Beschichtungszubereitungen aus Bei spiel 2 jeweils mit einem Trockenauftrag von 120 g/m² besprüht. Zur Härtung wurden die beschichteten Betondachsteine im Klima schrank zunächst während 3 h bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit und anschließend weitere 3 h bei 95% relativer Luftfeuchtigkeit jeweils bei Raumtemperatur sich selbst überlassen. Danach wurden die Steine 24 h unter Normalbedingungen gelagert und visuell be urteilt. Dann wurde die beschichtete Seite des Steins 24 h lang bei 60°C Wasserdampf ausgesetzt. Nach darauffolgender 7-tägiger Trocknung bei Raumtemperatur wurde die Beschichtung nochmals vi suell beurteilt. Die Ergebnisse zeigt nachfolgende Tabelle 2.

Claims

Verfahren zur Verhinderung von Ausblüherscheinungen auf minerali schen Substraten durch Behandeln der Oberfläche des mineralischen Substrats mit einer wäßrigen Zubereitung die als Hauptbestandteil eine wäßrige Polymerisat-Dispersion enthält, dadurch gekennzeich net, daß das dispergierte Polymerisat 0,1 bis 5 Gew.-% einer Silicium-organischen Verbindung chemisch gebunden enthält, aus der durch Hydrolyse ein Silanol entsteht.