DE852881C

DE852881C - Water- and weatherproof coating material

Info

Publication number: DE852881C
Application number: DER3980D
Authority: DE
Inventors: Otto E Hintze
Original assignee: Roehm and Haas GmbH
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1944-08-01
Filing date: 1944-08-01
Publication date: 1952-10-20

Description

Wasser- und wetterfeste Schichten bildendes Anstrichmittel Die Verwendung von Portlandzement in Anstrichmitteln hat trotz der hohen Wasser- und Wetterfestigkeit zementlialtiger Schichten keine große praktische Bedeutung erlangt, weil die Verarbeitung der wäßrigen Zementschlämmen aus zwei Gründen Schwierigkeiten bereitet. Einmal kann wegen der kurzen Abbindezeit jeweils nicht mehr Zement mit Wasser angerührt werden, als sich in den nächsten 2 bis 3 Stunden verarbeiten läßt. Es ist also nicht möglich, einen größeren Vorrat an gebrauchsfertiger Zementschlämme bereitzuhalten oder nicht verarbeitete Reste vom Vortage zu verwerten. Noch störender macht sich der schlechte Verlauf zernenthaltiger Anstrichmittel bemerkbar, selbst auf gut vorgenäßtem Untergrund oder wenn die Massen stark mit Wasser verdünnt werden und bereits vom Pinsel ablaufen. Es entstehen nur unschöne Flächen, auf denen die Pinselstriche und -ansätze sichtbar bleiben.Paints forming water- and weather-resistant layers The use of Portland cement in paints has not achieved great practical importance in spite of the high water- and weather-resistance of cement-based layers, because the processing of the aqueous cement slurry causes difficulties for two reasons. Once, because of the short setting time, no more cement can be mixed with water than can be processed in the next 2 to 3 hours. It is therefore not possible to keep a larger stock of ready-to-use cement slurry ready or to use unprocessed leftovers from the previous day. Even more disturbing is the poor flow of paint containing zinc, even on a well pre-moistened surface or when the masses are heavily diluted with water and run off the brush. There are only unsightly surfaces on which the brushstrokes and approaches remain visible.

Es wurde nun gefunden, daß diese Mängel nicht auftreten, wenn die zernenthaltigen überzugsinaterialien wasserlösliche Salze carboxylgruppenhalt i g' er Polymerisate in Mengen zwischen o,1 und io Gewichtsprozent, berechnet auf die anwesende Zeinentnienge, enthalten. Während bei der Herstel-Iting von Schlämmanstrichen oder Schlämmputzen aus Portlandzement bisher nur soviel Zementmilch angerührt werden durfte, wie sich innerhalb 2 bis 3 Stunden verarbeiten läßt, bleibt sie schon bei ganz geringen Gehalten eines carboxylgruppenhaltigen Polymerisats in Form eines wasserlöslichen Salzes, z. B. o,5 bis i II/o der anwesenden Zementmenge, über längere Zeit völlig stabil. je nach dem Polymerisationsgrad des anwesenden polymeren Salzes ergibt bereits ein Zusatz von o,i bis 2% auf porösem Untergrund einen völlig strichfreien, lackartigen Verlauf der aufgetragenen Schichten selbst dann, wenn der Untergrund vor dem Auftragen der Masse nicht angefeuchtet wurde. Infolge der hohen Konsistenz des Bindemittels kann das Wasser nicht in den saugfähig-en Untergrund wegschlagen, so daß der Zement vollständig und haftfest abbinden kann.It has now been found that these defects do not occur when the Group-thal term überzugsinaterialien water-soluble salts carboxylgruppenhalt i g 'he polymers in quantities of o, 1 and io percent by weight, calculated to the present Zeinentnienge. While in the manufacture of slurry paints or slurry plasters made of Portland cement so far only as much cement milk could be mixed as can be processed within 2 to 3 hours. B. 0.5 to i II / o of the amount of cement present, completely stable over a long period of time. Depending on the degree of polymerization of the polymeric salt present, an addition of 0.1 to 2% on a porous substrate results in a completely streak-free, varnish-like course of the applied layers, even if the substrate was not moistened before the compound was applied. Due to the high consistency of the binding agent, the water cannot sink into the absorbent substrate, so that the cement can set completely and firmly.

Es ist überraschend, daß auch verhältnismäßig große Zusätze der wasserlöslichen polymeren Salze die Wetterfestigkeit der Schlämmanstriche nicht wesentlich beeinträchtigen. Erst bei Gehalten über i0%macht sich dieWasserlöslichkeit der polymeren Salze in den Zementschichten störend bemerkbar. Außerdem können die Salze von Polycarbonsäuren, die spröde und brüchige Filme liefern, wie Polymethacrylsäure oderMischpolymerisate ausMethacrylsäure und niederen Estern der Methacrylsäure bzw. Methacrylsäureamid, Rißbildung oder ein Ab- platzen der Zementschichten von der Unterlage verursachen, wenn sie in übermäßig großen Mengen anwesend sind.It is surprising that even relatively large additions of the water-soluble polymeric salts do not significantly impair the weather resistance of the slurry paints. Only at contents above 10% does the water solubility of the polymeric salts in the cement layers become noticeable. In addition, the salts of polycarboxylic acids, which give brittle and fragile films, such as polymethacrylic acid or copolymers of methacrylic acid and lower esters of methacrylic acid or methacrylic acid amide, can cause the cement layers to crack or flake off the substrate if they are present in excessively large amounts.

Wasserlösliche Salze carboxylgruppenhaltiger Polymerisate, welche sich im Sinne der Erfindung als brauchbar erwiesen haben, sind in erster Linie die Alkalisalze der Polyacrylsäure und Polymethacrylsätire sowie die diese Säuren enthaltend-en Mischpolymerisate aus anderen polymerisierbaren Äthylenverbindungen mit dtr Gruppe CH2 = C<, wie beispielsweise Vinylester, Vinyläther, Vinylketone, Styrol, Acrylsäurederivate und ihre Homologen, insbesondere deren Ester. Auch Mischpolymerisate aus Vinylacetat und Crotonsäure sowie Äthylendi- und - -polycarbonsäuren enthaltende Mischpolymerisate können gleichfalls in Form ihrer Alkalisalze Verwendung finden. Wasserlösliche Erdalkalisalze bildende, Mischpolymerisate, wie solche aus Acrylsäure mit etwa 35 bis 8o Gewichtsprozent niederen Estern der Acrylsäure oder aus Methacrylsäure mit etwa 2o bis 6o Gewichtsprozent niederen Estern der Metbacrylsäure, können dem Portlandzetnent direkt zugegeben werden, weil sie sich in den Aufschlämmungen zu wasserlöslichen Calciumsalzen umsetzen.Water-soluble salts of carboxyl group-containing polymers, which have proven to be useful in the context of the invention, are primarily the alkali salts of polyacrylic acid and polymethacrylic acid and the copolymers containing these acids from other polymerizable ethylene compounds with the group CH2 = C <, such as vinyl esters, Vinyl ethers, vinyl ketones, styrene, acrylic acid derivatives and their homologues, especially their esters. Also copolymers of vinyl acetate and crotonic acid and Äthylendi- and - polycarboxylic acids containing copolymers can also be found in the form of their alkali metal salts using. Copolymers which form water-soluble alkaline earth metal salts, such as those made from acrylic acid with about 35 to 80 percent by weight of lower esters of acrylic acid or from methacrylic acid with about 20 to 60 percent by weight of lower esters of methacrylic acid, can be added directly to the Portland cement because they are converted into water-soluble calcium salts in the slurries realize.

Es ist nicht notwendig, die carboxylgruppenha1,-tigen Polymerisate, welche wasserunlösliche Calciumsalze bilden, in Form ihrer wasserlöslichen Salze zu verwenden; vielmehr können sie auch zusammen mit Alkalihydroxyden oder Alkalisalzen in wasserunlöslichen, Calciumsalze überführbaren Säuren, wie die Natrium- oder Kaliumsalze der Schwefelsäure, Phosphorsäure und Oxalsäure, zur Anwendung gelangen. In diesem Falle erfolgt der Übergang in wasserlösliche Salze erst beim Einrühren der pulverförmigen Gemische aus Zement, Polymerisat und Alkaliverbindung in Wasser oder bei Zugabe der Polymerisatpulver und Alkaliverbindungen zur Zementschlämme. Die Alkaliverbindungen können sowohl in solchen Mengen anwesend sein, die zur vollständigen Überführung der Polymerisate in ihre Alkalisalze ausreichen, als auch in überschüssigen Mengen zur Anwendung gelangen. Die Zusätze müssen jedoch wenigstens in solchen Anteilen vorhanden sein, daß sich wasserlösliche Doppelsalze der Polymerisate bilden können.It is not necessary to use the polymers containing carboxyl groups, which form water-insoluble calcium salts, in the form of their water-soluble salts to use; rather, they can also be used together with alkali hydroxides or alkali salts Acids that can be converted into water-insoluble calcium salts, such as the sodium or potassium salts sulfuric acid, phosphoric acid and oxalic acid, are used. In this In the case of the transition to water-soluble salts only occurs when the powdery salts are stirred in Mixtures of cement, polymer and alkali compound in water or when added the polymer powder and alkali compounds for cement slurry. The alkali compounds can both be present in quantities sufficient for complete transfer of the polymers in their alkali salts are sufficient, as well as in excess amounts come into use. The additives must, however, at least in such proportions be present that water-soluble double salts of the polymers can form.

Die erfindungsgemäßen Überzugsmaterialien können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Am zweckmäßigsten werden sie in Form pulverförmiger Gemische aus Portlandzement und Polymerisat, die gegebenenfalls noch die erforderliche Menge einer Alkaliverbindung enthalten, in den Handel gebracht und an Ort und Stelle in etwa gleiche bis i1/2fache Raumteile Wasser eingerührt. Man kann aber auch in die 7ernentschlämme entweder geeignete Mengen eines wasserlösliche Erdalkalisalze bildenden Polymerisats oder eines Polymerisats, das bereits in Form eines wasserlöslichen Salzes bzw. in Mischung mit einer zur Bildung Beines wasserlöslichen Salzes ausreichenden Menge von Alkaliverbindungen'vorliegt, in Pulverform oder als wäßrige Lösung einrühren. Sobald das Polymerisat in Lösung gegangen bzw. die Polymerisatlösung gleichmäßig verteilt ist, d. h. die Viskosität der Masse sich nicht mehr verändert, ist das Anstrichmittel gebrauchsfertig.The coating materials according to the invention can be produced in various ways. Most expediently, they are marketed in the form of powdered mixtures of Portland cement and polymer, which may also contain the required amount of an alkali compound, and water is stirred in on the spot in approximately equal to 1/2 times the volume of water. However, either suitable amounts of a water-soluble alkaline earth metal salt-forming polymer or a polymer which is already in the form of a water-soluble salt or mixed with an amount of alkali metal compounds sufficient to form the water-soluble salt, in powder form or as an aqueous solution, can also be added to the 7ernentschlämme stir in. As soon as the polymer has dissolved or the polymer solution is evenly distributed, d. H. the viscosity of the mass no longer changes, the paint is ready for use.

Die beschriebenen Überzugsmassen können die üblichen Zusatzstoffe, wie Farbkörper, faserige Materialien u. dgl. sowie Mörteldichtungs- und -härtungsmittel enthalten. Fern-er können neben den carboxylgruppenhaltigen Polymerisaten noch andere Leimstoffe, beispielsweise Methylcellulost, Polyvinylalkohol sowie pflanzliche und tierische Leime, zur Erzielung besonderer Effekte in solchen Mengen anwesend sein, daß die Schichten rißfrei auftrocknen und ihre Wasser- und Wetterfestigkeit nicht einbüßen.The coating compositions described can contain the usual additives, such as paints, fibrous materials, and the like, and mortar sealants and hardeners contain. In addition to the polymers containing carboxyl groups, other polymers can also be used Glues, for example methyl cellulose, polyvinyl alcohol and vegetable and animal glue, be present in such quantities to achieve special effects, that the layers dry up without cracks and that their water and weather resistance does not forfeit.

Die auf diese Weise erhaltenen Überzugsmassen lassen sich auf beliebige Untergründe, wie Holz, Metall und insbesondere Mauerwerk, auftragen. Die Verarbeitung kann je nach Konsistenz der Überzugsmassen mit Hilfe aller gebräuchlichen Arbeitsgeräte, wie Pinseln, Spachteln, Kellen, Kartätschen, Aufiiehbrettern, Reibebrettern u. dgl., erfolgen. Bei Anwendung von carboxylgruppenhaltigen Polymerisaten mit niedrigen Polymerisationsgraden können die wäßrigen überzugsmassen auch bei gewöhnlicher Temperatur oder im vorgewärmten Zustand nach den bekannten Verfahren auf die Unterlage gespritzt werden, wobei ebenfalls ausgezeichnet verlaufende Zementschichten erhalten werden.The coating compounds obtained in this way can be applied to any substrate, such as wood, metal and, in particular, masonry. Depending on the consistency of the coating material, processing can be carried out with the help of all common tools, such as brushes, spatulas, trowels, grape picks, pull-out boards, float boards and the like. When using carboxyl group-containing polymers with low degrees of polymerization, the aqueous coating compositions can also be sprayed onto the substrate at normal temperature or in the preheated state by the known methods, with cement layers that also flow well are obtained.

Außer den bereits erwähnten Vorzügen der verbesserten Lagerbeständigkeit und des fehlerfreien Verlaufs weisen die erfindungsgemäßen Überzugsmaterialien noch den großen Vorteil auf, daß die daraus erhaltenen Überzüge sich im Vergleich -zu vielen anderen unlöslichen Anstrichschichten später mit anderen Anstrichstoffen überstreichen lassen, ohne daß es zu dem häufig beobachteten Abplatzen des Anstrichsysterns vom Untergrund kommt. B e i s p i e 1 e i. Ein Gemisch aus 3 Gewichtsteilen eines pulverförmigen Mischpolymerisats aus 75 Gewichtsprozent Vinylacetat und 25 Gewichtsprozent. Crotonsäure, 16 Gewichtsteilen Umbraun grünlich, i Ge-#,vichtsteil Heliogengrün B und 8o Gewichtsteilen grauem Portlandzement ergibt '/2 bis i Stunde nach dem Einrühren in ' 8o bis go Gewichtsteile Wasser eine gut verlaufende Tarnfarbe, die etwa eine Woche lagerfähig bleibt und deren Anstriche auch von ausgetrockneten Betonflächen nicht abpulvern.In addition to the above-mentioned advantages of improved storage stability and fault-free flow, the coating materials according to the invention also have the great advantage that the coatings obtained from them can later be painted over with other paints compared to many other insoluble paint layers, without this being the case often observed The paint system is flaking off the substrate. A t s p e 1 e i. A mixture of 3 parts by weight of a powdered copolymer of 75 percent by weight of vinyl acetate and 25 percent by weight. Crotonic acid, 16 parts by weight Umbraun greenish, i Ge - #, Vicht part Heliogen B and 8o parts by weight results in gray Portland cement '/ 2 to I hour after stirring into' 8o to go parts by weight of water a well extending camouflage, which remains stored for about a week and their Do not powder paint off, even from dried-out concrete surfaces.

An Stelle des Vinylacetat-Crotonsäure-Polyrrierisats können auch in feinverteilter Form befindliche Mischpolymerisate aus 6o bis 70 Gewichtsprozent Metliacrylsäure und 4o bis 3o Gewichtsprozent Methacryls,quremetliylester Verwendung finden.Instead of the vinyl acetate-crotonic acid polymer, it is also possible to use finely divided copolymers of 60 to 70 percent by weight of methacrylic acid and 40 to 30 percent by weight of methacrylic, methyl ester.

2. Ein pulverförmiges Anstrichrnittel aus 2 Gewichtsteilen des Natriumsalzes vom Mischpolymerisat aus 5o Gewichtsprozent Acrylsäure und 5o Gewichtsprozent Styrol, 3 Gewichtsteilen Natriumcelluloseglykolat, 15 Gewichtsteilen Lithopone mit 4o11/o Zinksulfidgehalt und 8o Gewichtsteilen weißem Portlandzement wird in 6o Gewichtsteile Wasser eingerührt. Nach etwa i bis 2 Stunden ist das Polymerisat in Lösung gegangen. Die anfangs dünnflüssige Masse hat dann eine sahnige, zähe Konsistenz angenommen. Sie eignet sich in dieser Form als Spachtelkitt, Dichtungsmasse sowie zur Herstellung von plastischen Wandanstrichen.2. A powdery paint made from 2 parts by weight of the sodium salt of the copolymer of 50 weight percent acrylic acid and 50 weight percent styrene, 3 weight parts sodium cellulose glycolate, 15 weight parts Lithopone with 4011 / o zinc sulfide content and 80 weight parts white portland cement is stirred into 60 weight parts water. After about 1 to 2 hours, the polymer has dissolved. The initially thin mass has then taken on a creamy, viscous consistency. In this form it is suitable as a filler, sealing compound and for the production of plastic wall paints.

3. In eine Aufschlämmung von 75 Raumteilen weißem Portlandzement und 25 Raumteilen gelöschten Weißkalkpulver in 85 Raumteilen Wasser werden 2o Raumteile Zinkweiß sowie 8 Gewichtsteile eines zu gleichen Gewichtsteilen aus wasserfreiem Natriumsulfat und einem Mischpolymerisat aus 3 Mol Methacrylsäure und i Mol MethacrylsäurebutylesterbestehendenFarbbinders eingerührt. Nach i bis 2 Stunden hat die anfangs dünnflüssige Masse eine lackfarbenartige Konsistenz angenommen und kann als Straßenmarkierungsfarbe sowie zum Anstrich von Außenflächen aus Holz, Metall oder Putz dienen. 3. In a slurry of 75 parts by volume of white Portland cement and 25 parts by volume of slaked white lime powder in 85 parts by volume of water, 2o parts by volume of zinc white and 8 parts by weight of an equal parts by weight of anhydrous sodium sulfate and a copolymer of 3 moles of methacrylic acid and 1 mole of butyl methacrylate are stirred in. After 1 to 2 hours, the initially thin-bodied mass has taken on a paint-like consistency and can be used as road marking paint and for painting external surfaces made of wood, metal or plaster.

4. 5 Raumteile weißer Portlandzement, i Raumteil gelöschter Kalk und 3 Raumteile feiner Flußsand werden mit 6 bis 7 Raumteilen Wasser, das i5% eines der bekannten Mörteldichtungsmittel enthält, zu einer dicken Brühe angemacht und mit 2 Raumteilen einer i5%igen Paste von zu 50/0 verseiftern Polymethacrylsäureamid in i%iger Kalilauge versetzt.4. 5 parts by volume of white Portland cement, 1 part by volume of slaked lime and 3 parts by volume of fine river sand are mixed with 6 to 7 parts by volume of water containing 15% of one of the known mortar sealants to form a thick broth and 2 parts by volume of a 15% paste of 50% / 0 saponified polymethacrylic acid amide added to i% potassium hydroxide solution.

Die gut verstreichbare Mischung kann zur Herstellung eines Schlämmputzes auf Mauerwerk dienen und einen regelrechten Außenputz ersetzen.The easily spreadable mixture can be used to produce a slurry plaster serve on masonry and replace a regular external plaster.

Die carboxylgruppenhaltigen Polymerisate können auch in Mischung mit dem Mörteldichtungsmittel dem Wasser zugesetzt werden, bevor der Zement und die übrigen Bestandteile eingerührt werden. An Stelle des Alkalis kann auch ein basisch reagierendes Dichtungsmittel zur Überführung des Polymerisats in eine wasserlösliche Form dienen.The polymers containing carboxyl groups can also be mixed with the mortar sealant added to the water before the cement and the remaining ingredients are stirred in. Instead of the alkali, a basic one can also be used reactive sealant for converting the polymer into a water-soluble one Serve form.

Claims

PATE N TA NS P RUC H: Water- and weather-resistant paints, consisting of aqueous slurries of Portland cement and oj to 10% water-soluble salts of carboxyl group-containing polymers or copolymers of ethylene derivatives, based on the amount of cement present.