EP0189890A2 - Durch einen Überzug gegen Korrosion geschützte Bewehrungselemente für oder in Porenbeton - Google Patents

Durch einen Überzug gegen Korrosion geschützte Bewehrungselemente für oder in Porenbeton Download PDF

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EP0189890A2
EP0189890A2 EP19860101072 EP86101072A EP0189890A2 EP 0189890 A2 EP0189890 A2 EP 0189890A2 EP 19860101072 EP19860101072 EP 19860101072 EP 86101072 A EP86101072 A EP 86101072A EP 0189890 A2 EP0189890 A2 EP 0189890A2
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diorganopolysiloxane
coating
against corrosion
meth
acrylic acid
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Dieter Gerhardinger
Karl-Heinrich Dr. Dipl.-Chem. Wegehaupt
Hans-Rudolf Pfeffer
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Wacker Chemie AG
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Wacker Chemie AG
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    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31652—Of asbestos
    • Y10T428/31663—As siloxane, silicone or silane

Definitions

  • the task is to protect reinforcement elements for or in aerated concrete against corrosion by aggressive media, such as aqueous solutions of sodium chloride, by means of a coating which can be applied to the reinforcement elements once, requires little or no energy to dry the coating, is resistant to the relatively high temperatures used in some processes for the production of aerated concrete and guarantees particularly high protection against corrosion even with a relatively small layer thickness.
  • This object is achieved by the invention.
  • the invention relates to reinforcement elements protected against corrosion for or in aerated concrete, characterized in that the coating consists of organopolysiloxane elastomer.
  • the reinforcement elements are preferably made of iron or iron alloys, in particular rebar.
  • the aerated concrete can be gas concrete, foam concrete or light lime concrete.
  • organopolysiloxane elastomer such is from Condensation or addition of Si-bonded hydrogen onto an aliphatic carbon-carbon double bond of crosslinkable composition based on diorganopolysiloxane, which contains copolymer, which was produced by copolymerizing styrene and (meth) acrylic acid ester by means of free radicals in the presence of the diorganopolysiloxane, is preferred.
  • Such masses can be one-component systems, that is to say masses which are marketed in a completely mixed form. However, these can also be two-component systems, that is to say masses which are more or less prepared by mixing at least two components immediately before application to the reinforcement elements to be protected.
  • compositions which can be crosslinked by condensation or addition of Si-bonded hydrogen onto an aliphatic carbon-carbon double bond based on diorganopolysiloxane which contains copolymer which has been produced by copolymerizing styrene and (meth) acrylic acid ester by means of free radicals in the presence of the diorganopolysiloxane , the amount of diorganopolysiloxane 20 to 80 percent by weight, based on the total weight of diorganopolysiloxane and copolymer of styrene and (meth) acrylic acid ester.
  • copolymers of styrene and (meth) acrylic acid esters which were produced in the presence of diorganopolysiloxane, consist of 35 to 70 percent by weight of units derived from styrene and the rest of units derived from (meth) acrylic acid esters.
  • Particularly preferred as copolymers which were produced in the presence of the diorganopolysiloxane are those of styrene and n-butyl acrylate.
  • the n-butyl acrylate can also at least partially by z. B. methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, sec-butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate or sec-butyl methacrylate or a mixture of at least two of these (meth) acrylic acid esters.
  • At least 80% of the number of SiC-bonded organic residues of the diorganopolysiloxanes, in the presence of which the copolymers of styrene and (meth) acrylic acid esters are generated, are methyl residues.
  • a copolymer of styrene and (meth) acrylic acid ester and crosslinking agents such as methyltris (methylethylketoxime) silane and, if appropriate Crosslinking catalyst, such as di-n-butyltin dilaurate, may optionally contain further substances for the masses preferred for the production of the coatings according to the invention for or in aerated concrete.
  • additional diorganopolysiloxane in particular dimethylpolysiloxane, each of which has a Si-bonded hydroxyl group in the terminal units and has a viscosity of 50 to 100,000 mPa.s at 25 ° C., preferably in amounts of 10 to 80 percent by weight on the total weight of the respective mass
  • inorganic fillers such as pyrogenic silicon dioxide, and organic solvents.
  • the application of the masses used for the production of the coatings according to the invention on the reinforcement elements for aerated concrete can be suitable in any suitable manner for the application of liquid or pasty substances to reinforcement elements, e.g. B. by dipping, spraying, painting, pouring or rolling.
  • the masses crosslink to form organopolysiloxane elastomers. This crosslinking takes place at room temperature. You can by heating z. B. to 50 to 150 ° C, especially 70 ° C, z. B. accelerated by induction heat.
  • the coatings according to the invention preferably have a Thickness of 30 to 200 microns, especially 60 to 80 microns.

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Abstract

Durch einen Überzug gegen Korrosion geschützte Bewehrungselemente für oder in Porenbeton, wobei der Überzug aus Organopolysiloxanelastomer, insbesondere solchem aus durch Kondensation oder Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung vernetzbarer Masse auf Grundlage von Diorganopolysiloxan besteht, das Mischpolymerisat enthält, welches durch Mischpolymerisation von Styrol und (Meth)acrylsäureester mittels freier Radikale in Gegenwart des Diorganopolysiloxans erzeugt wurde.

Description

  • Es besteht die Aufgabe, Bewehrungselemente für oder in Porenbeton gegenüber Korrosion durch agressive Medien, wie wäßrige Lösungen von Natriumchlorid, durch einen Überzug zu schützen, der durch einmaliges Auftragen auf die Bewehrungselemente aufgetragen werden kann, keine oder wenig Energie für das Trocknen des Überzugs erfordert, gegenüber den bei manchen Verfahren zur Herstellung von Porenbeton angewendeten, verhältnismäßig hohen Temperaturen beständig ist und auch bei verhältnismäßig geringer Schichtdicke einen besonders hohen Schutz gegenüber Korrosion gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Gegenstand der Erfindung sind durch einen Überzug gegen Korrosion geschützte Bewehrungselemente für oder in Porenbeton, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus Organopolysiloxanelastomer besteht.
  • Die Bewehrungselemente bestehen vorzugsweise aus Eisen bzw. Eisenlegierungen, insbesondere Betonstahl.
  • Bei dem Porenbeton kann es sich um Gasbeton, Schaumbeton oder Leichtkalkbeton handeln.
  • Als Organopolysiloxanelastomer ist solches aus durch Kondensation oder Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung vernetzbarer Masse auf Grundlage von Diorganopolysiloxan bevorzugt, das Mischpolymerisat enthält, welches durch Mischpolymerisation von Styrol und (Meth)acrylsäureester mittels freier Radikale in Gegenwart des Diorganopolysiloxans erzeugt wurde. Bei derartigen Massen kann es sich um Einkomponentensysteme, also um Massen, die in fertig gemischter Form in den Handel gebracht werden, handeln. Es kann sich dabei aber auch um Zweikomponentensysteme handeln, also um Massen, die durch Vermischen von mindestens zwei Komponenten mehr oder weniger unmittelbar vor dem Auftragen auf die zu schützenden Bewehrungselemente bereitet werden.
  • Die Herstellung von zu Elastomeren durch Kondensation oder Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung vernetzbaren Massen auf Grundlage von Diorganopolysiloxan, das Mischpolymerisate enthält, welches durch Mischpolymerisation von Styrol und (Meth)acrylsäureester mittels freier Radikale in Gegenwart des Diorganopolysiloxans erzeugt wurde, ist bereits vielfach beschrieben worden und muß daher hier nicht näher erläutert werden. Diese Herstellung ist z. B. in US 3 555 109 (veröffentlicht 12. Januar 1971, I. C. Getson, Stauffer-Wacker-Silicone Corporation), US 3 776 875 (veröffentlicht 4. Dezember 1973, I. C. Getson, Stauffer Chemical Company), US 4 032 499 (veröffentlicht 28. Juni 1977, F.-H. Kreuzer et al., Consortium für elektrochemische Industrie GmbH) und in DE-OS 24 59 806 (veröffentlicht 3. Juli 1975, B. A. Bluestein, General Electric Co.) eingehend beschrieben. Derartige Massen sind im Handel erhältlich.
  • Vorzugsweise beträgt in den durch Kondensation oder Anlagerung von Si-gebundenen Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung vernetzbaren Massen auf Grundlage von Diorganopolysiloxan, das Mischpolymerisat enthält, welches durch Mischpolymerisation von Styrol und (Meth)acrysäureester mittels freier Radikale in Gegenwart des Diorganopolysiloxans erzeugt wurde, die Menge von Diorganopolysiloxan 20 bis 80 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht von Diorganopolysiloxan und Mischpolymerisat aus Styrol und (Meth)acrylsäurester.
  • Weiterhin ist bevorzugt, daß die Mischpolymerisate aus Styrol und (Meth)acrylsäureester, die in Gegenwart von Diorganopolysiloxan erzeugt wurden, zu 35 bis 70 Gewichtsprozent aus sich von Styrol ableitenden Einheiten und zum Rest aus sich von (Meth)acrylsäureester) ableitenden Einheiten bestehen.
  • Besonders bevorzugt als Mischpolymerisate, die in Gegenwart des Diorganopolysiloxans erzeugt wurden, sind solche aus Styrol und n-Butylacrylat. Das n-Butylacrylat kann aber auch mindestens teilweise durch z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat, Isopropylacrylat, sec.-Butylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, n-Butylmethacrylat oder sec.-Butylmethacrylat oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser (Meth)acrylsäureester ersetzt sein.
  • Insbesondere wegen der leichteren Zugänglichkeit sind vorzugsweise mindestens 80 % der Anzahl der SiC-gebundenen organischen Reste der Diorganopolysiloxane, in deren Gegenwart die Mischpolymerisate aus Styrol und (Meth)acrylsäureester erzeugt werden, Methylreste.
  • Zusätzlich zu durch Kondensation oder Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff-an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung vernetzbarem Diorganopolysiloxan und in Gegenwart von diesem Diorganopolysiloxan erzeugtem Mischpolymerisat aus Styrol und (Meth)acrylsäureester sowie Vernetzungsmittel, wie Methyltris-(Methylethylketoxim)-silan, und gegenenfalls Vernetzungskatalysator, wie Di-n-butylzinndilaurat, können die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Überzüge der Bewehrungselemente für oder in Porenbeton bevorzugten Massen gegebenenfalls weitere Stoffe enthalten. Beispiele für solche weiteren Stoffe sind zusätzliches Diorganopolysiloxan insbesondere Dimethylpolysiloxan, das in den endständigen Einheiten je eine Si-gebundene Hydroxylgruppe aufweist, mit einer Viskosität von 50 bis 100 000 mPa.s bei 25°C, vorzugsweise in Mengen von 10 bis 80 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Masse, anorganische Füllstoffe, wie pyrogen erzeugtes Siliciumdioxyd, und organische Lösungsmittel.
  • Das Auftragen der für die Herstellung der erfindungsgemäßen Überzüge verwendeten Massen auf die Bewehrungselemente für Porenbeton kann in beliebiger für das Auftragen von flüssigen oder pastösen Stoffen auf Bewehrungselemente geeigneter Weise, z. B. durch Tauchen, Sprühen, Streichen, Gießen oder Walzen erfolgen. Nach dem Auftragen der Massen auf die Bewehrungselemente vernetzen die Massen zu Organopolysiloxanelastomeren. Diese Vernetzung erfolgt bei Raumtemperatur. Sie kann durch Erwärmen z. B. auf 50 bis 150°C, insbesondere 70°C, z. B. durch Induktionswärme beschleunigt werden.
  • Vorzugsweise haben die erfindungsgemäßen Überzüge eine Dicke von 30 bis 200 mikrometer, insbesondere 60 bis 80 mikrometer.
    • Beispiel
    • a) Innerhalb von 2,5 Stunden wird zu einem Gemisch aus 380 g (4,36 Mol) Methylethylketoxim, 140 g (2,33 Mol) Ethylendiamin und 1,5 1 Toluol in einem mit Rührer, Rückflußkühler, Thermometer und Tropftrichter ausgestatte- tem 4-1 Kolben ein Gemisch aus 56,7 g (0,33 Mol) Siliciumtetrachlorid und 150 g (1 Mol) Methyltrichlorsilan in 375 g Toluol gegeben. Dabei erwärmt sich der Kolbeninhalt auf 60°C. Nach Beendigung der Zugabe dieses Silangemisches wird noch 2 Stunden gerührt. Dann wird vom Amin-Hydrochlorid abfiltriert. Das Filtrat wird im Rotationsverdampfer vom Toluol und anderen flüchtigen Stoffen bei etwa 16 hPa (abs.) befreit. Es werden 385 g eines bei Raumtemperatur flüssigen, klaren Gemisches aus Methyl- tris-(methylethylketoxim)-silan und Tetra-(methylethylketoxim)-silan erhalten.
    • b) In einem Polymerisationsgefäß mit einem Innendurchmesser von 312 mm, das mit einem mit 50 Umdrehungen je Minute betriebenen Ankerrührer mit einer Längsausdehnung von 295 mm an der breitesten Stelle, Gaseinleitungsrohr, Rückflußkühler und Temperaturaufzeichnungsvorrichtung ausgestattet ist, wird unter Stickstoff ein Gemisch aus 5,2 kg (50 Mol) Styrol, 4,2 kg (33 Mol) n-Butylacrylat, 4,04 kg in den endständigen Einheiten je eine Si-gebundene Hydroxylgruppe aufweisendes Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 430 mPa.s bei 25°C, 0,8 kg Wasser und 0,141 kg 1,1-Di-tert.-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexan mittels eines bei 100°C gehaltenen Wasserdampf-Mantels 7 Stunden erwärmt. Die Temperatur des Polymerisationsgefäß-Inhalts steigt nicht über 97°C.
      Zur Entfernung von nicht-umgesetzten Monomeren und von Wasser wird zunächst bei 100° bis 130°C Stickstoff durch das Reaktionsgemisch geblasen und dann das Reaktionsgemisch 3 Stunden bei 16 hPa. (abs.) auf 130°C erwärmt. Die Viskosität des so erhaltenen Gemisches beträgt 22 000 mPa.s bei 25°C.
    • c) 125 Gewichtsteile des Gemisches, dessen Herstellung vorstehend unter b) beschrieben wurde, werden in der angegebenen Reihenfolge mit 11 Gewichtsteilen eines in den endständigen Einheiten je eine Si-gebundene Hydroxylgruppe aufweisenden Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 500 mPa.s bei 25°C, 4 Gewichtsteilen eines in den endständigen Einheiten je eine Si-gebundene Hydroxylgruppe aufweisenden Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 20 000 mPa.s bei 25°C, 13 Gewichtsteilen Gemisch aus 1 Gewichtsteil Silangemisch, dessen Herstellung oben unter a) beschrieben wurde, 1 Gewichtsteil Methyltris-(methylethylketoxim)-silan und 4 Gewichtsteilen pyrogen in der Gasphase erzeugtem Siliciumdioxyd mit einer BET-Oberfläche von 200 m2/g vermischt. In die so erhaltene, dann durch Evakuieren von Lufteinschlüssen befreite Masse werden 41 Gewichtsteile Alkangemisch mit einem Siedebereich von 100 bis 140°C bei1020 hPa (abs.) eingemischt. Die so erhaltene Dispersion hat eine Viskosität von etwa 25 000 mPa.s bei 25°C.
    • d) Bewehrungsstäbe für Gasbeton werden mit der Masse, deren Herstellung vorstehend unter c) beschrieben wurde, bestrichen und dann 7 Tage an der Luft aufbewahrt. Mit den so überzogenen Bewehrungswlementen werden bewehrte Gasbetonplatten hergestellt. Diese Platten werden insgesamt zehnmal in Abständen von je drei Tagen jeweils zwei Stunden in eine 3 gewichtsprozentige wässrige Lösung von Natriumchlorid getaucht und anschließend an der Luft getrocknet. Daraufhin wird bei derartigen Gasbetonplatten und bei in gleicher Weise dem Salzwasser ausgesetzten, bewehrten Gasbetonplatten, deren Bewehrung jedoch unbehandelt blieb, der Beton von der Bewehrung entfernt und der Rostbefall der Stäbe verglichen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle angegeben:
      Figure imgb0001

Claims (2)

1. Durch einen Überzug gegen Korrosion geschützte Bewehrungselemente für oder in Porenbeton, d a d u.r c h gekennzeichnet , daß der Überzug aus Organopolysiloxanelastomer besteht.
2. Bewehrungselemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Organopolysiloxanelastomer solches aus durch Kondensation oder Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung vernetzbarer Masse auf Grundlage von Diorganopolysiloxan ist, das Mischpolymerisat enthält, welches durch Mischpolymerisation von Styrol und (Meth)-acrylsäureester mittels freier Radikale in Gegenwart des Diorganopolysiloxans erzeugt wurde.
EP19860101072 1985-01-31 1986-01-28 Durch einen Überzug gegen Korrosion geschützte Bewehrungselemente für oder in Porenbeton Withdrawn EP0189890A3 (de)

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Withdrawal date: 19890727

R18W Application withdrawn (corrected)

Effective date: 19890727

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: WEGEHAUPT, KARL-HEINRICH, DR. DIPL.-CHEM.

Inventor name: GERHARDINGER, DIETER

Inventor name: PFEFFER, HANS-RUDOLF