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Flexible beschichtungsverbünde mit überwiegend mineralischer zusammensetzung

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EP2473290A1
EP2473290A1 EP20100734069 EP10734069A EP2473290A1 EP 2473290 A1 EP2473290 A1 EP 2473290A1 EP 20100734069 EP20100734069 EP 20100734069 EP 10734069 A EP10734069 A EP 10734069A EP 2473290 A1 EP2473290 A1 EP 2473290A1
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EP
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Patent type
Prior art keywords
mineral
flexible
building
material
method
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20100734069
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Weinelt
Ulrich Diester
Doris Pasing
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Evonik Degussa GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
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Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen mineralischen Baustoffes sowie der gemäß dieses Verfahrens erhaltene Baustoff.

Description

Flexible Beschichtungsverbünde mit überwiegend mineralischer Zusammensetzung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen überwiegend mineralischen Beschichtungsverbundes für die Herstellung bzw. die Beschichtung von Baustoffen sowie den dazu notwendigen Herstellverfahren.

Es besteht im Stand der Technik der Bedarf, die Oberflächeneigenschaften von Substraten durch Beschichtung zu verändern bzw. zu verbessern. Insbesondere können durch Beschichtungen die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einflüsse oder die Resistenz gegenüber aggressiven Substanzen verbessert werden. Die Substrate, die beschichtet werden, können sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Im Bereich der Baumaterialien kommen als Substrate harte, also nicht flexible Substrate in Betracht, wie z.B. Beton, Stein, Keramik oder Holz. Es gibt allerdings auch einen sehr großen Anwendungsbereich von flexiblen Baumaterialien, wie z.B. Oberflächenbeläge für Wände, Böden und Decken. Hier sind insbesondere Materialverbünde wie flexible Fliesen, Textilen, Tapeten oder Fußbodenbeläge wie Linoleum zu nennen.

Allen Substraten ist gemein, dass sie eine Oberfläche aufweisen müssen, die einer mehr oder weniger starken Beanspruchung während der Nutzung stand hält. Eine Anforderung besteht darin, dass sie widerstandsfähig gegenüber stofflichen Einflüssen, wie z.B. aggressiven Chemikalien oder Umwelteinflüssen, wie z.B. UV-Strahlung und Wasser sein müssen. Andererseits ist es in anderen Bereichen vorteilhaft, wenn die Baumaterialien eine geringe Verschmutzungsneigung aufweisen, leicht zu reinigen sind und einer mechanischen Beanspruchung widerstehen.

Auf anderen Gebieten, wie z.B. der Gewebe und Gewirke gibt es die Notwendigkeit, Oberflächeneigenschaften durch Beschichtungen zu verbessern. Hierbei wird die Grundstabilität eines Verbundes durch das Substrat gewährleistet, während die Resistenz gegenüber aggressiven Substanzen, mechanischer Beanspruchung oder aber die Reduzierung der Verschmutzungsneigung durch aufgebrachte Beschichtungen gewährleistet wird.

Bei flexiblen Substraten ist es insbesondere notwendig, dass aufgebrachte Beschichtungen so flexibel sind, dass sie ohne Beeinträchtigung ihrer Struktur Verfornnungen des flexiblen Substrates folgen. Wenn nun ein flexibles Substrat gebogen wird, treten an der Oberfläche des Substrates Spannungen auf. Diese Spannungen dürfen allerdings nicht dazu führen, dass die Beschichtung eines Substrates beeinträchtigt wird, wie z.B. durch Rissbildung. Weiterhin dürfen Alterungserscheinungen in den Materialverbünden in einem angemessenen Zeitraum nicht zu Versprödungen führen, die die genannten Vorteile wieder zunichte machen.

Es sind im Stand der Technik Verfahren bekannt, Beschichtungen auf flexiblen Substraten aufzubringen, ohne dass die Beschichtung bei einer Verformung des Substrates nachteilig beeinflusst wird.

Aus der WO 99/15262 ist ein stoffdurchlässiger Verbundwerkstoff bekannt. Hierbei wird auf einem stoffdurchlässigen Träger eine Beschichtung aufgebracht, die nachfolgend ausgehärtet wird. Die Beschichtung enthält wenigstens eine anorganische Komponente, wobei eine anorganische Komponente zumindest eine Verbindung aus einem Metall, Halbmetall oder Mischmetall mit zumindest einem Element der dritten bis siebten Hauptgruppe des Periodensystems aufweist. Die Beschichtungszusammensetzung kann durch Hydrolyse einer Vorstufe erhalten werden. Hierbei kann sich ein Sol bilden, welches nachfolgend auf das stoffdurchlässige Substrat aufgebracht wird.

Die in der WO 99/15262 offenbarten stoffdurchlässigen Verbundwerkstoffe zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen robusten Materialverbund darstellen, die das Substrat bzw. den Untergrund schützen, auf den sie aufgebracht werden, und auch bei geringen Krümmungsradien des Verbundwerkstoffes keine Beeinträchtigung der aufgebrachten Beschichtung auftritt. Nachteile dieser Verbundwerkstoffe sind ihre hohe und beabsichtigte Stoffdurchlässigkeit, die hohe Saugfähigkeit für Flüssigkeiten und damit verbunden die geringe Fleck- und Scheuerbeständigkeit, die für die gesuchten Anwendungen keinen ausreichenden Schutz von Substraten und/oder Untergründen gewährleisten. Das Bestreben, die Dichtheit solcher Materialverbünde zu verbessern, und diese Nachteile zu überwinden, führte jedoch bislang zu sprödem Material oder zu einem Werkstoff mit deutlich verminderter Flexibilität.

Die Schrift DE 10 2004 006612 A1 lehrt ein Trägermaterial mit einer keramischen Be- schichtung gegen Kratzbeanspruchung zu schützen und das Material abwaschbar zu machen. Darüber hinaus kann eine Zwischenschicht aufgebracht werden, die Partikel aus AI2O3, ZrO2, ΤΊΟ2 und / oder S1O2 enthält, die von einem Silikatnetzwerk umgeben sind. Ein großer Nachteil derartiger Materialverbünde ist die leichte Anschmutzbarkeit und die hohe Spröde, letzteres dadurch, dass die an sich wünschenswerte Kratzfestigkeit durch den Einsatz der dort beschriebenen Haftvermittler erzeugt wird.

Die Schrift WO 2007/051680 beschreibt eine technische Lösung, um dickere Sol-Gel- Beschichtungen aufzutragen als bis zum damaligen Stand der Technik möglich gewesen ist. Durch diese dickeren Schichten soll das Substrat wirksam gegenüber Umwelteinflüssen geschützt werden. Unterstützt wird dieser Ansatz durch den Einsatz von Si- lanen, die Fluorcarbongruppen aufweisen.

Ein Nachteil dieser Verfahrensweise sind die relativ hohen Materialkosten, die einer kommerziellen Verbreitung dieses Materials entgegenstehen. Sie resultieren aus den dickeren Schichten und ggf. aus der Verwendung der Fluorsilane. Bei einem Verzicht auf den Einsatz von Fluorsilanen zeigen diese Materialen keine Fleckbeständigkeit. Ein weiterer Nachteil ist, dass die resultierenden Materialien einer Alterung unterliegen, die sich in der Zunahme der Spröde über die Zeit bemerkbar macht. Das ist nachteilig für eine Verarbeitung älteren Materials.

Es besteht also ein weiterer Bedarf, die Oberflächeneigenschaften flexibler Substrate zu beeinflussen. Wünschenswert ist es, einerseits die Vorteile einer mineralischen Be- schichtung, wie sie durch die Sol-Gel-Verfahren erzielt werden, herauszuarbeiten, als auch die durch solche Beschichtungssysteme auftretenden Nachteile zu überwinden. Die technische Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist das Zurver- fügungstellen von kostengünstigen, beschichteten Substraten, die eine Beschichtung aufweisen, die das Substrat bzw. den Untergrund vor Umwelteinflüssen und einer Strapazierung während einer Nutzung schützt, wobei das Substrat auch flexibel sein kann und die Beschichtung durch eine Verformung eines derartigen Materialverbundes auch nach Alterung nicht nachteilig beeinflusst wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zur Herstellung solcher verbesserter Materialverbünde.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen mineralischen Baustoffes gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:

1) Bereitstellung eines Substrates,

2) Aufbringung einer Zusammensetzung auf mindestens einer Seite des Substrates, wobei

die Zusammensetzung mindestens eine anorganische Verbindung enthält

und jede anorganische Verbindung

mindestens ein Metall und/oder Halbmetall

ausgewählt aus der Gruppe Sc, Y, Ti, Zr, Nb, V, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, B, AI, In, TI, Si, Ge, Sn, Zn, Pb, Sb, Bi oder Mischungen derselben

und mindestens ein Element

ausgewählt aus der Gruppe Te, Se, S, O, Sb, As, P, N, C, Ga oder Mischungen derselben

enthält,

und Trocknen dieser Zusammensetzung, und anschließend

3) Aufbringung zumindest einer organischen Polymerdispersion auf mindestens einer Seite des in Schritt 2) erhaltenen Substrates,

und Trocknen dieser Beschichtung oder Beschichtungen,

oder 4) Aufbringung mindestens einer Beschichtung auf mindestens einer Seite des Substrates,

wobei die Beschichtung eine Mischung

aus Silanen der allgemeinen Formel (Z1)Si(OR)3, wobei

Z1 = R, Gly (Gly=3-Glycidyloxypropyl),

AP (3-Aminopropyl), und/oder

AEAP (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyl) ist, und

R ein Alkyl- oder alicyclischer Rest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und alle R gleich oder unterschiedlich sein können,

Oxidpartikel, ausgewählt

aus den Oxiden von Ti, Si, Zr, AI, Y, Sn, Zn, Ce oder Mischungen derselben,

zumindest ein Polymer und einen Initiator

enthält,

und Trocknen dieser Beschichtung oder Beschichtungen,

und anschließend

5) Aufbringen zumindest einer organischen Polymerdispersion auf zumindest eine Seite des Substrates, und Trocknen dieser Beschichtung oder Beschichtungen.

Der Vorteil der nach Schritt 2) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Beschichtung besteht in der Erhöhung der mechanischen Widerstandsfähigkeit und liefert einen widerstandsfähigen Körper, der einen Grundschutz des Substrates und ggf. des Untergrundes, gleichbedeutend mit einer räumlichen Barriere realisiert. Zu Brüchen oder Rissbildung neigende Substrate werden außerdem durch diesen erfindungsgemäßen Verfahrensschritt mechanisch stabilisiert.

Der Nutzen der nach Schritt 3) bzw. nach Schritt 4) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Beschichtung liegt in einer Verfestigung der Beschichtung des Schrittes 2) und der Vorbereitung der Oberfläche zur Ausbildung der gewünschten Oberflächeneigenschaften bei der Durchführung des Schrittes 5). Der Vorteil der nach Schritt 5) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten Beschich- tung ist die Ausbildung der Oberflächeneigenschaften des erfindungsgemäßen Materialverbundes.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist auf keine spezifischen Substrate limitiert. Die Substrate können sowohl offenporig als auch geschlossenporig sein. Insbesondere kann das Substrat in Schritt 1 ) ein flexibles und/oder starres Substrat sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat des Schrittes 1 ) ein Gewirke, ein Gewebe, ein Geflecht, eine Folie und / oder ein Flächengebilde.

Vorzugsweise ist das Substrat in Schritt 1 ) unter den Trocknungsbedingungen der Schritte 2), 3) oder 4) und 5) im Wesentlichen temperaturstabil.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die anorganische Verbindung des Schrittes 2) ausgewählt aus TiO2, AI2O3, SiO2, ZrO2, Y2O3, BC, SiC, Fe2O3, SiN, SiP, Alumosilica- ten, Aluminiumphosphaten, Zeolithen, partiell ausgetauschten Zeolithen oder Mischungen derselben. Bevorzugte Zeolithe sind z.B. Wessalith®-Typen oder ZSM-Typen oder amorphe mikroporöse Mischoxide.

Vorzugsweise weist die anorganische Verbindung des Schrittes 2) eine Korngröße von 1 nm bis 10.000 nm auf. Es kann vorteilhaft sein, wenn der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff zumindest zwei Korngrößenfraktionen der zumindest einen anorganischen Verbindung aufweist. Das Korngrößenverhältnis kann von 1 :1 bis 1 :10.000, vorzugsweise von 1 :1 bis 1 :100 betragen. Das Mengenverhältnis der Korngrößenfraktionen in der Zusammensetzung des Schrittes 2) kann vorzugsweise von 0,01 :1 bis 1 :0,01 betragen. Die Zusammensetzung des Schrittes 2) ist vorzugsweise eine Suspension, die vorzugsweise eine wässrige Suspension ist. Die Suspension kann vorzugsweise eine Flüssigkeit, ausgewählt aus Wasser, Alkohol, Säure oder eine Mischung derselben aufweisen. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform kann die anorganische Verbindung des Schrittes 2) durch Hydrolysieren einer Vorstufe der anorganischen Verbindung, enthaltend das Metall und/oder Halbmetall, erhalten werden. Das Hydrolysieren kann z.B. durch Wasser und/oder Alkohol erfolgen. Bei der Hydrolyse kann ein Initiator vorhanden sein, der vorzugsweise eine Säure oder Base ist, welche vorzugsweise eine wässrige Säure oder Base ist.

Die Vorstufe der anorganischen Verbindung ist vorzugsweise ausgewählt aus Metallnitrat, Metallhalogenid, Metallcarbonat, Metallalkoholat, Halbmetallhalogenid, Halbmetal- lalkoholat oder Mischung derselben. Bevorzugte Vorstufen sind z.B. Titanalkoholate, wie z.B. Titanisopropylat, Siliciumalkoholate, wie z.B. Tetraethoxysilan, Zirkoniumalko- holate. Bevorzugte Metallnitrate sind z.B. Zirkoniumnitrat. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist in der Zusammensetzung in Bezug auf die hydrolysierbare Vorstufe, bezogen auf die hydrolysierbare Gruppe der Vorstufe, zumindest das halbe Molverhältnis Wasser, Wasserdampf oder Eis, enthalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zusammensetzung des Schrittes 2) ein Sol. In einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich handelsübliche Sole, wie z.B. Titannitratsol, Zirkonnitratsol oder Silicasol, zuzusetzen. In einer bevorzugten Ausführungsform können Silane der Formel (Z2)Si(OR)3, wobei Z2 gleich R, OR, Gly (Gly=3- Glycidyloxypropyl), AP (Aminopropyl) und / oder AEAP (N-2-Aminoethyl-3-aminopropyl) und R ein Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und alle R gleich oder unterschiedlich sein können sowie Oxidpartikel, ausgewählt aus den Oxiden von Ti, Si, Zr, AI, Y, Sn, Zn, Ce oder Mischungen derselben zugesetzt werden. Die Oxidpartikel können eine Partikelgröße von 10 nm bis Ι ΟΌμιτι aufweisen.

Vorzugsweise wird das Trocknen der Zusammensetzung in Schritt 2) durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 50 °C und 1 .000 °C durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird für 10 Sekunden bis 5 Stunden bei einer Temperatur von 50 °C bis 500 °C getrocknet und ganz bevorzugt bei einer Temperatur von 120°C bis 250°C für 20 Sekunden bis 30 Minuten getrocknet. Das Trocknen im Schritt 2) kann mittels erwärmter Luft, Heißluft oder elektrisch erzeugter Wärme erfolgen. Auch kann eine Strahlenhärtung folgen, zum Beispiel mittels Infrarot- oder Mikrowellenbestrahlung.

Je nach dem zu erfüllenden Anforderungsprofil der Endanwendung kann eine weitere Beschichtung entsprechend den Schritten 3) oder 4) erfolgen. Die Funktion dieser Be- schichtung liegt im Wesentlichen in der Ausbildung eines widerstandsfähigen Materialverbunds.

Die Wiederholung der Schritte 3) bzw. 4) kann in jeder beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden. Diese Vorgehensweise erhöht vorteilhaft die Widerstandsfähigkeit des Baustoffes, da nach der Wiederholung von 3) und/oder 4) mehrere innig und dennoch nicht starr miteinander verbundene dünne Schichten erhalten werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Beschichtung des Schrittes 3) eine Polymerdispersion, eine Mischung von verschiedenen Polymerdispersionen oder einer Formulierung aus mindestens einer Polymerdispersion. Die Polymerdispersionen können aus polymeren Stoffen von Polyacrylaten, Polymethacrylate, Polyurethanen, Polyo- lefinen, Polycarbonaten, Polyestern, Polyamiden, Polyimiden, Polyetherimiden, Silikonharzen und Kombinationen oder Copolymerisate / Cokondensate ggf. unter Einsatz weitere Vinylmonomere dieser bestehen, die gegebenenfalls zusätzliche Funktionen zur Vernetzung enthalten, wie z.B. Epoxid, Isocyanat, blockierte Isocyanate und / oder strahlenhärtbare Doppelbindungen.

Das durchschnittliche Molekulargewicht der Polymere beträgt vorzugsweise größer 10.000 g/mol, besonders bevorzugt größer 20.000 g/mol.

Die Polymerdispersionen können wässrig sein oder organische Lösungsmittel enthalten. Die Nassauftragsmenge an Polymerdispersion beträgt 10 bis 200 g/qm bei Fest- stoffeinsatzkonzentrationen von 0,1 bis 150 g/L bevorzugt 3 bis 100 g/L in der Flotte. Es ist besonders bevorzugt, in Schritt 3), wässrige Polymerdispersionen einzusetzen. Diese Dispersionen können selbstemulgierend sein, oder mit Emulgatoren stabilisiert werden.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn Polymerdispersionen eingesetzt werden, die über eine hohe Waschpermanenz verfügen. Außerdem können den Polymerdispersionen in bekannter weise Hilfsmittel wie z.B. Emulgatoren, Entschäumer, Fixierungsharze, Fungizide, Antistatika oder Katalysatoren für einen effizienten Einsatz zugesetzt werden.

Der Auftrag der Polymerdispersionen kann über Rakeln, Aufsprühen, Rollcoaten, Tauchen, Foulardieren, Fluten, Schaumauftrag oder durch Aufpinseln in an sich bekannter Weise erfolgen.

Vorzugsweise wird das Trocknen der Zusammensetzung in Schritt 3) durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 80 °C und 250 °C durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird für 10 Sekunden bis 6 Stunden bei einer Temperatur von 1 10 °C bis 210 °C getrocknet und ganz besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 130 °C bis 190 °C für 20 Sekunden bis 60 Minuten getrocknet.

Das Trocknen während Schritt 3) kann mittels erwärmter Luft, Heißluft, IR-Strahlung, Mikrowellenstrahlung oder elektrisch erzeugter Wärme erfolgen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Beschichtung des Schritte 4) ist R und/oder Z1 in den allgemeinen Formel (Z1)Si(OR)3 neben den anderen Bedeutungen von Z1 Methyl, Ethyl oder ein gradkettiger, verzweigter oder alicyclischer Alkylrest mit 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17 und/oder 18 Kohlenstoffatomen.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform enthält die Beschichtung des Schrittes 4) 3-Glycidyloxypropyltriethoxysilan und/oder 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan als Silan, und 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, N-2-Aminoethyl-3- aminopropyltrimethoxysilan, und/oder N-2-Aminoethyl-3-aminopropyltriethoxysilan als zweites Silan. Vorzugsweise enthält die Beschichtung des Schrittes 4) als weiteres Si- lan ein Silan der Formel RzSi(OR)4-z, wobei z 1 oder 2 ist und alle R gleich oder unterschiedlich sein können und 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten. Bei 3 bis 18 Kohlenstoffatomen kann die Kohlenstoffkette verzweigt oder linear sein.

Weiter bevorzugt enthält die Beschichtung des Schrittes 4) eine Mischung aus zumindest 2 Polymeren.

Weiter bevorzugt sind in der Beschichtung des Schrittes 4) Butyltriethoxysilan, Isobu- tyltriethoxysilan, Octyltriethoxysilan, Dodecyltriethoxysilan und / oder Hexadecyltrietho- xysilan. Es wurde insbesondere gefunden, dass bei einem Einsatz von Alkylsilanen im Schritt 4 eine synergistische Wirkung auf die Entfaltung der fleckabweisenden Eigenschaften auf die Endbeschichtung im beschriebenen Materialverbund erzielt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Beschichtung des Schrittes 4) als Initiator eine Säure oder Base enthalten, welche vorzugsweise eine wässrige Säure oder Base ist.

Vorzugsweise ist die Oberfläche der Oxidpartikel, enthalten in der Beschichtung des Schrittes 4) hydrophob. An der Oberfläche der Oxidpartikel der Beschichtung des Schrittes 4) sind vorzugsweise an Siliciumatome gebundene organische Reste Xi+2nCn vorhanden, wobei n 1 bis 20 ist und X Wasserstoff und/oder Fluor ist. Die organischen Reste können gleich oder unterschiedlich sein. Vorzugsweise ist n 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 und/oder 20. Vorzugsweise sind die an Siliziumatome gebundenen Gruppen Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl- und/oder Pentylgruppen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind Trimethylsilylgruppen an die O- berfläche der Oxidpartikel gebunden. Die organischen Reste können vorzugsweise abgespalten werden und weiter bevorzugt hydrolysiert werden.

Die Oxidpartikel der Beschichtung des Schrittes 4) können ausgewählt sein aus den Oxiden von Ti, Si, Zr, AI, Y, Sn, Zn, Ce oder Mischungen derselben enthalten. Vor- zugsweise werden die Oxidpartikel der Beschichtung dieses Schrittes unter dessen Reaktionsbedingungen an der Oberfläche der Oxidpartikel teilweise hydrolysiert. Hierbei bilden sich vorzugsweise reaktive Zentren, die mit den organischen Siliciumverbindun- gen der Beschichtung des Schrittes 4) reagieren. Diese organischen Siliciumverbindun- gen können während der Trocknung kovalent an die Oxidpartikel durch z.B. -O- Bindungen gebunden werden. Es werden hierdurch die Oxidpartikel mit der aushärtenden Beschichtung kovalent vernetzt.

Die Oxidpartikel können eine mittlere Partikelgröße von 10 nm bis 10 μιτι, vorzugsweise von 20 bis 1000 nm, weiter bevorzugt von 30 bis 500 nm aufweisen. Falls die Beschichtung transparent und/oder farblos sein soll, so werden vorzugsweise nur Oxidpartikel verwendet, die eine mittlere Partikelgröße von 10 bis 250 nm aufweisen. Die mittlere Partikelgröße bezieht sich auf die Partikelgröße der Primärpartikel oder, falls die Oxide als Agglomerate vorliegen, auf die Größe der Agglomerate. Die Partikelgröße wird durch lichtstreuende Methoden bestimmt, beispielsweise durch ein Gerät des Typs HORIBA LB 550® (der Firma Retsch Technology).

In der Beschichtung des Schrittes 4) hat das Polymer vorzugsweise ein mittleres massenmittleres Molekulargewicht von mindestens 3000 g/mol. Vorzugsweise ist das mittlere massenmittlere Molekulargewicht mindestens 5000 g/mol, weiter bevorzugt mindestens 6000 g/mol und am meisten bevorzugt mindestens 10.000 g/mol.

Vorzugsweise hat das Polymer der Beschichtung des Schrittes 4) einen mittleren Polymerisationsgrad von mindestens 50. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der mittlere Polymerisationsgrad mindestens 80 , weiter bevorzugt mindestens 95 und am meisten bevorzugt mindestens 150. Vorzugsweise wird das Polymer der Beschichtung des Schrittes 4) ausgewählt aus Polyamid, Polyester, Epoxidharzen, Melamin- Formaldehyd-Kondensat, Urethan-Polyol-Harz oder Mischungen derselben.

Vorzugsweise wird in Schritt 4) soviel der Beschichtung aufgebracht, dass nach Trocknung eine Schicht der getrockneten Beschichtung mit einer Schichtdicke von 0,05 bis 30 μηη vorhanden ist. Vorzugsweise ist auf dem getrockneten Material eine Beschichtung des Schrittes 4) mit einer Schichtdicke von 0,1 μιτι bis 20 μιτι und am meisten bevorzugt von 0,2 μιτι bis 10 μιτι vorhanden.

Der Auftrag der Beschichtung 4) kann über Rakeln, Aufsprühen, Rollcoaten, Tauchen, Fluten, oder durch Aufpinseln in an sich bekannter Weise erfolgen.

Das Trocknen der Beschichtung in Schritt 4) kann durch jedes Verfahren durchgeführt werden, das dem Fachmann bekannt ist. Insbesondere kann die Trocknung in einem Ofen durchgeführt werden. Weiter bevorzugt ist die Trocknung mit einem Heißluftofen, Umluftofen, Mikrowellenofen oder durch Infrarotbestrahlung. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Beschichtung 4) durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 50 °C und 300 °C während 1 Sekunde bis 30 Minuten getrocknet, und ganz besonders bevorzugt bei 1 10 bis 200 °C in einer Zeitspanne von 5 Sekunden bis 10 Minuten getrocknet. Falls technisch sinnvoll und notwendig, kann eine Strahlenhärtung mittels UV- oder Elektronenstrahlung angeschlossen werden.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt 4) für 1 Sekunde bis 10 Minuten bei einer Temperatur von 100 °C bis 800 °C getrocknet.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Beschichtung des Schrittes 5) eine Polymerdispersion, eine Mischung von verschiedenen Polymerdispersionen oder einer Formulierung aus mindestens einer Polymerdispersion. Die Polymerdispersionen können aus polymeren Stoffen von Polyacrylaten, Polymethacrylate, Polyurethanen, Polyo- lefinen, Polycarbonaten, Polyestern, Polyamiden, Polyimiden, Polyetherimiden, Silikonharzen und Kombinationen oder Copolymerisate / Cokondensate ggf. unter Einsatz weitere Vinylmonomere dieser bestehen, die gegebenenfalls zusätzliche Funktionen zur Vernetzung enthalten, wie z.B. Epoxid, Isocyanat, blockierte Isocyanate und / oder strahlenhärtbare Doppelbindungen.

Das durchschnittliche Molekulargewicht der Polymere beträgt vorzugsweise größer 10.000 g/mol, besonders bevorzugt größer 20.000 g/mol. Die Dispersionen können wässrig sein oder organische Lösungsmittel enthalten. Die Nassauftragsmenge an Polymerdispersion beträgt 10 bis 200 g/qm, bei Feststoffeinsatzkonzentrationen von 0,1 bis 120 g/L, bevorzugt von 3 bis 70 g/L in der Flotte.

Es ist besonders bevorzugt, in Schritt 5) wässrige Polymerdispersionen einzusetzen. Diese Dispersionen können selbstemulgierend sein, oder mit Emulgatoren stabilisiert werden.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn Polymerdispersionen eingesetzt werden, die über eine hohe Waschpermanenz verfügen. Außerdem können den Polymerdispersionen in bekannter weise Hilfsmitteln wie z.B. Emulgatoren, Entschäumer, Fixierungsharzen, Fungiziden, Antistatika oder Katalysatoren für einen effizienten Einsatz zugesetzt werden.

Der Auftrag der Polymerdispersionen kann über Rakeln, Aufsprühen, Rollcoaten, Tauchen, Foulardieren, Fluten, Schaumauftrag oder durch Aufpinseln in an sich bekannter Weise erfolgen.

Es kann vorteilhaft sein, nach Schritt 3) oder 4) den Schritt 5) wiederholt durchzuführen, besonders bevorzugt derart wiederholt durchzuführen, dass zwischen zwei aufeinander folgenden Durchführungen des Schrittes 5) kein anderer Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird. Weiter kann es vorteilhaft sein, bei zumindest einer Durchführung des Schrittes 5), besonders bevorzugt bei der letztmaligen Durchführung dieses Schrittes Fluorcarbone einzusetzen. Falls der Schritt 5) nur einmal durchgeführt wird, ist es ganz besonders bevorzugt, Fluorcarbone bei dieser Durchführung einzusetzen.

Die Fluorcarbone enthalten vorzugsweise Fluoralkylgruppen CF3CnF2n mit n=1 bis 17, besonders bevorzugt n=3 bis 1 1 , oder Etherketten der Strukturen CF3CFR"[-O- CF2CFR"]P mit p=0 bis 10 und R"=F, Cl, CF3. Besonders bevorzugt können Polymere mit fluorierten Seitenketten eingesetzt werden, ganz besonders bevorzugt solche, die zusätzlich mit nichtfluorierten Kohlenwasserstoffseitenketten kombiniert werden.

Falls der Schritt 5) wiederholt durchgeführt wird und bei mehr als einer Durchführung Fluorcarbone eingesetzt werden, kann es auch vorteilhaft sein, bei jeder Durchführung Fluorcarbone mit gleichen Fluoralkylgruppen, gleichen Etherketten, und/oder gleichen Seitenketten der fluorierten Ketten einzusetzen.

Die Polymerdispersionen können Crosslinker (z.B. blockierte Isocyanate) enthalten. Die Polymerdispersionen können vorzugsweise kationisch modifiziert sein und Booster und Extender enthalten. Die Crosslinker können auch als Booster wirken.

Im Falle der Verwendung von Fluorcarbon-Dispersionen beträgt der Auftrag an organisch gebundenem Fluor von 0,01 bis 12 g/qm, bevorzugt von 0,1 bis 6 g/qm.

Vorzugsweise wird das Trocknen der Zusammensetzung in Schritt 5) durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 80 °C und 250 °C durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird für 10 Sekunden bis 6 Stunden bei einer Temperatur von 1 10 °C bis 210 °C getrocknet und ganz bevorzugt bei einer Temperatur von 130°C bis 190°C für 20 Sekunden bis 60 Minuten getrocknet.

Das Trocknen des Schrittes 5) kann mittels erwärmter Luft, Heißluft, IR-Strahlung, Mikrowellenstrahlung oder elektrisch erzeugter Wärme erfolgen.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform kann vor dem Aufbringen der Beschich- tung in Schritt 3) oder 4) und 5) mindestens eine weitere Beschichtung aufgebracht werden. Diese weitere Beschichtung kann z.B. ein Druck sein. Ein solcher Druck kann mit jedem Druckverfahren aufgebracht werden, das dem Fachmann geläufig ist, insbesondere dem Offset-Druckverfahren, Flexo-Druckverfahren, Tampondruck oder Inkjet- Druckverfahren. Soll das beschichtete Substrat in seiner fertigen Ausführungsform auf einem Untergrund aufgebracht werden, kann in einer weiteren Ausführungsform nach dem Aufbringen der Beschichtung in Schritt 2), 3) oder 4) und 5) eine weitere Beschichtung als Rückseiten- beschichtung aufgebracht werden. Diese Barriereschicht bildet dann die Rückseite und falls weitere Beschichtungen folgen, werden diese nur noch auf der gegenüberliegenden Seite aufgebracht. Diese weitere Beschichtung ist nicht begrenzt und kann jede Beschichtung sein, die dem Fachmann bekannt ist. Diese Beschichtung kann auch ein Druck sein.

Beschichtete Substrate der vorliegenden Erfindung zeigen, falls das Substrat flexibel ist, überraschenderweise eine sehr hohe Flexibilität. So kann das Substrat gebogen werden, ohne dass die aufgebrachten Beschichtungen zerstört werden oder einreißen. Insbesondere können somit Materialverbünde erzeugt werden, die zum Beispiel als flexible Fliesen Einsatz finden und sich der Oberflächenkontur eines Untergrundes anpassen, ohne dass die Beschichtung nachteilig beeinflusst wird. Als Beschichtung können, wie bereits geschildert, die unterschiedlichsten Schutzschichten aufgebracht werden, insbesondere Schutzschichten gegenüber aggressiven Chemikalien oder schmutzabweisende Beschichtungen.

Überraschend wurde gefunden, dass in den beschriebenen Materialverbünden bei Einsatz von organischen Polymerdispersionen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Folgebeschichtungen die resultierenden Trockenauftragsmengen unter Beibehalt der Materialeigenschaften nicht nur gegenüber dem Stand der Technik aus DE 10 2004 006612 A1 bzw. WO 2007/051680 signifikant reduziert werden, was eine deutlich höhere Wirtschaftlichkeit zur Folge hat, sondern in Summe die Wasch- und Scheuerbeständigkeit als auch die Fleckbeständigkeit gegenüber diesem Stand der Technik deutlich verbessert und die Versprödung bei einer Alterung deutlich reduziert werden.

Dass gerade bei Verringerung der Materialeinsatzmengen eine Erhöhung der mechanischen Beanspruchbarkeit des fertigen Materialverbundes durch Scheuern erzielt wurde, widerspricht allen Erwartungen, da z.B. in WO 2007/051680 gelehrt wird, dass für eine Verbesserung der Scheuerbeständigkeit dickere Schichten notwendig sind.

Weiterhin überrascht es, dass die beschriebenen Materialverbünde trotz der erhöhten Wasch- und Scheuerstabilität, als auch der besseren Fleckbeständigkeit, einen außerordentlich geringen Diffusionswiderstand für Wasserdampf (zusammengezogen zu dem Begriff Wasserdampfdiffusionswiderstand) besitzen.

Der Wasserdampfdiffusionswiderstand, auch wasserdampfäquivalente Luftschichtdicke SD genannt, drückt aus, in welchem Ausmaß ein Baustoff die Diffusion von Wasserdampf im Sinne dessen thermisch getriebener Ausbreitung behindert. Wasserdampfdif- fusionswiderstände verschiedener Materialien werden mittels der Wasserdampfdiffusi- onswiderstandszahl auf den Wasserdampfdiffusionswiderstand von Luft bezogen.

Die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (Symbol μ) eines Baustoffes ist ein dimensionsloser Materialkennwert. Dieser gibt an, um welchen Faktor das betreffende Material gegenüber Wasserdampf dichter ist als eine gleich dicke, ruhende Luftschicht. Je größer dieser Materialkennwert ist, desto dichter ist ein Baustoff gegen Wasserdampf. Für Luft wird definiert

μ = 1 .

Die Werte für μ für die gebräuchlichsten Baustoffe sind in DIN EN 12524 angegeben.

Wichtig ist die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl zur Berechnung des Dampfdiffusionsstroms durch Bauteile. Die Dampfdiffusion ist abhängig von den Diffusionswiderständen der einzelnen Schichten.

Die Bestimmung der wasserdampfäquivalenten Luftschichtdicke SD , Einheit Meter, ist in der Norm DIN 53122-1 angegeben. Der Wasserdampfdiffusionswiderstand wird demnach berechnet aus:

μ x Dicke (in Metern). Die Dicke ist die Dicke der ruhenden Luftschicht in m, die den gleichen Wasserdampf- diffusionswiderstand aufweist. Beispielsweise weist eine 20 cm dicke Ziegelmauer einen Diffusionswiderstand von

5 x 0,2 m = 1 m auf, gleichbedeutend damit, dass durch eine 20 cm dicke Ziegelmauer soviel Wasserdampf hindurchströmt, wie durch eine 1 m dicke, ruhende Luftschicht.

Zum Beispiel ist Polystyrol entgegen verbreiteter Meinung durchaus dampfdurchlässig - etwa vergleichbar mit Holz: Bei einer 4 cm dicken Styroporplatte liegt der Wert von SD bei etwa 50 x 0,04 m = 2 m.

Bei Dampfbremsfolien beispielsweise liegt der Wert von SD zwischen etwa 0,25 m und 10 m. Es gibt Ausführungen von Dampfbremsfolien, die bei feuchter Luft offenporiger sind, als bei trockener Luft.

Das erfindungsgemäße Verfahren erzielt mineralische Baustoffe, deren wasserdampf- äquivalente Luftschichtdicke SD derjenigen der Beschichtungen aus dem zitierten Stand der Technik DE 10 2004 006612 A1 bzw. WO 2007/051680 weit überlegen ist. Ein niedriger Wert von SD ist wichtig für die Ausbildung eines guten Raumklimas in geschlossenen Räumen, die zeitweise einer hohen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb auch der flexible mineralische Baustoff, welcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird.

Obwohl die Literatur für die Erzeugung einer guten Wasser- und Ölabweisung auf verschiedenen organischen Oberflächen und Beton den Einsatz von fluorcarbonhaltigen Polymeren beschreibt und eine Waschpermanenz auf Textilien aus Naturfasern und Synthesefasern bestimmter Systeme auslobt, war die Gesamtheit der erzielten Vorteile bzw. Effekte überraschend. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ebenfalls ein flexibler mineralischer Baustoff, der eine Fleckbeständigkeit von höchstens 10, eine Bruchdehnung von mindestens 13%, eine Bruchdehnung nach 7d Lagerung bei 60 °C von mindestens 10%, einen minimalen Biegeradius von höchstens 3 mm, und eine wasserdampfäquivalente Luftschichtdicke SD von höchstens 0,2 m aufweist.

Beispiele

Vergleichsbeispiel 1

Herstellung der ersten Beschichtung

31 ,3 g Wasser, 4,3 g 65%ige Salpetersäure und 12,6 g Ethanol wurden vorgelegt und 48,1 g Aluminiumoxidpulver (d5o=2,7 μιτι; BET=1 ,3 m2/g) sowie 0,56 g Dispergierhilfs- mittel zugesetzt und gerührt. In diese Dispersion wurde eine Mischung aus 0,0146 mol Silanen (Dynasylan® MTES, TEOS und GLYMO im Verhältnis 1 ,00 : 0,86 : 1 ,52) zugegeben. Die Mischung wurde bei RT 24h gerührt.

Ein gelegtes PET Vlies (Flächengewicht: 45 g/qm; Dicke 0,39 mm) wurde mit dieser Dispersion durchtränkt und im Ofen 10 sec bei 220°C getrocknet und ausgehärtet. Es wurde soviel von der Dispersion aufgetragen, dass das Trockengewicht des beschichteten Vlieses 220 g/qm betrug.

Herstellung der zweiten Beschichtung

2,9 g Aerosil® R812S wurden in 67,7 g GLYMO dispergiert und anschließend 26,0 g Bisphenol A sowie 3,4 g 1 %ige HCl unter Rühren zugesetzt. Nach 24 h Rühren bei 6°C wurden 2,3 g Methylimidazolin und 10,2 g Bakelite EPR 760 zugesetzt und weitere 20 h gerührt.

Von dieser Masse wurden 20 g/qm nass auf die zuvor hergestellte Beschichtung aufgetragen und 30 min bei 120°C ausgehärtet.

Die Ausprüfung dieses Materials ergab folgendes Eigenschaftsprofil: Fleckbeständigkeit 15

Scheuerbeständigkeit 13

Bruchdehnung [%] 2,5

Die Fleckbeständigkeit wird durch Aufsetzen von 1 - 3 ml Kaffee, Tee, Tomatenketchup, Senf, 1 %ige NaOH, 10%ige Zitronsäurelösung, Duschgel„Hair &Body" von Stoko Skincare, Traubensaft, Planzenöl für eine Stunde und dem Abspülen mit Wasser ohne weitere mechanische Reinigung beurteilt. Die Beurteilung erfolgt durch Vergabe von Punkten, jeweils für jedes Prüfmittel:

Keine sichtbaren Veränderungen: 0;

Eben erkennbare Veränderungen in Glanz und Farbe: 1 ;

Leichte Veränderungen in Glanz und Farbe: 2;

Starke Markierungen der Oberfläche,

die Struktur der Prüffläche ist weitgehend unbeschädigt: 3;

Starke Markierungen sichtbar,

die Struktur der Prüffläche ist verändert: 4;

Prüffläche stark verändert: 5.

Die Fleckbeständigkeit ist die Summe der bei jedem Prüfmittel vergebenen Punkte.

Die Ermittlung der Scheuerbeständigkeit erfolgt entsprechend der DIN EN 12956 und DIN EN 259-1 für hoch scheuerbeständige Oberflächen. Sie wird konkretisiert durch die Betrachtung unter drei optischen Blickwinkeln: Draufsicht mit Lupe (8x), im spitzen Winkel auf die Oberfläche, und quer über die beleuchtete Oberfläche gegen einen Schwarzen Hintergrund.

Auswertung: 0 Punkte bei keiner Veränderung, 10 Punkte bei sichtbarer Veränderung nach Norm, 1 Punkt bei Sichtbarkeit von abstehenden Fasern, 2 Punkte bei vielen abstehenden Fasern und 3 Punkte bei Glanzveränderung im spitzen Winkel. Es wird die Summe aus den Bewertungskriterien gebildet. Die Bruchdehnung wird gemessen mit einem Gerät der Fa. Zwick, Typ Z2.5/PN1 S.

Vergleichsbeispiel 2

Herstellung der ersten Beschichtung

15,0 g Wasser, 0,6 g 65%ige Salpetersäure und 7,9 g Ethanol wurden vorgelegt und 71 ,0 g Aluminiumoxidpulver (CT3000 SG (AICoA)) sowie 0,1 g Dispergierhilfsmittel zugesetzt und gerührt. In diese Dispersion wurde eine Mischung aus 0,0249 mol Silanen (Dynasylan® MTES, TEOS und GLYMO im Verhältnis 1 ,00 : 0,86 : 1 ,50) zugegeben. Die Mischung wurde bei RT 24 h gerührt.

Ein PET Vlies (PET FFKH 7210) wurde mit dieser Dispersion in einer Stärke von 50 μιτι aufgetragen und im Ofen 30 min bei 130°C getrocknet.

Herstellung der zweiten Beschichtung

29,5 g GLYEO wurden vorgelegt und unter Rühren 2,6% 1 %ige Salzsäure zugesetzt. Nachdem die Mischung aufklarte, wurden 42,9 g einer 15%igen Dispersion von Aero- sil® R812S in Ethanol zugesetzt. In dieses Gemisch wurden über einen Zeitraum von 20 min 25 g Dynasylan® AMEO zugetropft.

Von dieser Masse wurden 50 g/qm nass auf die zuvor hergestellte Beschichtung aufgetragen und 30 min bei 140 °C ausgehärtet.

Die Ausprüfung dieses Materials ergab folgendes Eigenschaftsprofil:

Vergleichsbeispiel 3

Herstellung der ersten Beschichtung

36,5 g Wasser, 0,5 g 65%ige Salpetersäure und 3,4 g Ethanol wurden vorgelegt und 56,1 g Aluminiumoxidpulver (d5o = 2,7 μιτι; BET = 1 ,3m2/g) sowie 0,07 g Dispergierhilfsmittel zugesetzt und gerührt. In diese Dispersion wurde eine Mischung aus 0,0162 mol Silanen (Dynasylan® MTES, TEOS und GLYMO im Verhältnis 1 ,00 : 0,86 : 1 ,36) zugegeben. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur während 24 h gerührt.

Ein PET Vlies (PET FFKH 7210) wurde mit dieser Dispersion getränkt und im

Ofen 3 min bei 220°C getrocknet.

Herstellung der zweiten Beschichtung

24 g GLYEO wurden vorgelegt und unter Rühren 2,5 g 1 %ige Salzsäure zugesetzt. Nachdem die Mischung aufklarte, wurden 34,5 g einer 15%igen Dispersion von Aero- sil® R812S in Ethanol zugesetzt. In dieses Gemisch wurden über einen Zeitraum von 20 min 20 g Dynasylan® AMEO und anschließend 6,5 g Dynasylan F8261 zugetropft. Nach der Zugabe von 12,5 g Bakelite EPR 760 wurde dieses Material für eine Beschichtung verwendet.

Von dieser Masse wurden 100 g/qm nass auf die zuvor hergestellte Beschichtung aufgetragen und 3 min bei 150 °C ausgehärtet. Dieser Vorgang wurde noch einmal wiederholt, so dass das Substrat in Summe drei Beschichtungen aufweist.

Die Ausprüfung dieses Materials ergab folgendes Eigenschaftsprofil:

Erfindungsgemäße Beispiele

Beispiel I

36 g Wasser, 0,5 g 65%ige Salpetersäure und 3,5 g Ethanol wurden vorgelegt und 56 g Aluminiumoxidpulver (d5o = 2,7 μιτι; BET =1 ,3 m2/g) sowie 0,07 g Dispergierhilfsmittel zugesetzt und gerührt. In diese Dispersion wurde eine Mischung aus 0,017 mol Sila- nen, zusammengesetzt aus Dynasylan® MTES, TEOS und GLYMO im Verhältnis 1 ,00 : 0,86 : 1 ,51 , zugegeben. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur 24 h gerührt. Ein PET Vlies (Flächengewicht: 45 g/qm; Dicke 0,39 mm) wurde mit dieser Dispersion durchtränkt und im Ofen bei 230°C getrocknet.

Herstellung der zweiten Beschichtung

In 21 g Dynasylan GLYEO wurden 1 ,8 g Wasser und 0,03 g HNO3 65%ig eingetragen und bis zur Klärung gerührt. In diese Lösung wurden 8,6 g Aerosil R812S und 48,9 g Ethanol eingetragen. Dieser Suspension setzte man 18 g Dynasylan AMEO und 2,5 g Dynasylan IBTEO zu und rührte während weiterer 24 h bei Raumtemperatur.

Das zuvor beschichtete Substrat wurde mit dieser Mischung beschichtet und bei 150°C im Ofen getrocknet.

Herstellung der dritten Beschichtung

In 900 g Wasser wurden 3 g Fluowet UD, 3 g Genagen LAB und 50 g

Nuva® N21 14 der Fa. Clariant eingetragen und homogen verrührt. Mit dieser Dispersion wurde das beschichtete Substrat foulardiert. Der Nassauftrag betrug etwa 100 g. Anschließend wurde die beschichtete Probe bei 100 °C getrocknet und 90 sec bei 170 °C ausgehärtet.

Die Ausprüfung dieses Materials ergab folgendes Eigenschaftsprofil:

Beispiel II

Herstellung der ersten Beschichtung

36 g Wasser, 0,6 g 53%ige Salpetersäure und 3,4 g Ethanol wurden vorgelegt und 56 g Aluminiumoxidpulver (d5o = 2,7 μιτι; BET = 1 ,3 m2/g) sowie 0,07 g Dispergierhilfsmittel zugesetzt und gerührt. In diese Dispersion wurde eine Mischung aus 0,025 mol Silanen (Dynasylan® MTES, TEOS und GLYMO im Verhältnis 1 ,04 : 1 ,0 : 0,86) zugegeben. Die Mischung wurde bei 40 °C während 24 h gerührt.

Ein PET Vlies (Flächengewicht: 45 g/qm; Dicke 0,39 mm) wurde mit dieser Dispersion durchtränkt und im Ofen bei 230 °C getrocknet und ausgehärtet.

Herstellung der zweiten Beschichtung

In 21 g Dynasylan GLYEO wurden 1 ,8 g Wasser und 0,03 g HNO3 65%ig eingetragen und bis zur Klärung bei Raumtemperatur gerührt. In diese Lösung wurden 8,6 g Aerosil R812S und 48,9 g Ethanol eingetragen. Dieser Suspension setzte man 18 g Dynasylan AMEO und 2,5 g Dynasylan IBTEO zu und rührte während weiterer 24 h.

Das zuvor beschichtete PET-Vlies wurde mit dieser Mischung beschichtet und bei 150 °C im Ofen getrocknet.

Herstellung der dritten Beschichtung

In 900 g Wasser wurden 3 g Genagen LAB und 3 g Fluowet UD gelöst sowie 100 g Nuva® TTC der Fa. Clariant eingetragen und homogen verrührt. Mit dieser Dispersion wurde das zuvor beschichtete Substrat foulardiert. Der Nassauftrag betrug etwa 100 g. Anschließend wurde die beschichtete Probe bei 100 °C getrocknet und 30 sec bei 180 °C ausgehärtet.

Die Ausprüfung dieses Materials ergab folgendes Eigenschaftsprofil:

Fleckbeständigkeit 2

Scheuerbeständigkeit 3

Bruchdehnung [%] 18,8

Bruchdehnung [%] nach 7d Lagerung bei 60°C 17,2

Biegeradius 2 mm

wasserdampfäquivalente Luftschichtdicke SD 0,05 m Beispiel III

Herstellung der ersten Beschichtung

35 g Wasser, 0,6 g 53%ige Salpetersäure und 3,3 g Ethanol wurden vorgelegt und 54 g Aluminiumoxidpulver (d5o = 2,7 μηη; BET = 1 ,3 m2/g) sowie 0,06 g Dispergierhilfsmittel zugesetzt und gerührt. In diese Dispersion wurde eine Mischung aus 0,0334 mol Sila- nen (Dynasylan® MTES, TEOS und GLYMO im Verhältnis 1 ,00 : 1 ,00 : 0,57) zugegeben. Die Mischung wurde bei 40 °C während 24 h gerührt.

Ein PET Vlies (Flächengewicht: 45 g/qm; Dicke 0,39 mm) wurde mit dieser Dispersion durchtränkt und im Ofen bei 230 °C getrocknet und ausgehärtet.

Herstellung der zweiten Beschichtung

In 700 g Wasser wurden 3 g Fluowet UD und 3 g Genagen LAB gelöst sowie 300 g RUCO-COAT PU 8510 der Fa. Rudolf GmbH eingetragen und homogen verrührt. Mit dieser Dispersion wurde das zuvor beschichtete Substrat foulardiert. Der Nassauftrag betrug ca. 180 g/qm. Anschließend wurde die beschichtete Probe bei 100 °C getrocknet und 2 min bei 160 °C ausgehärtet.

Herstellung der dritten Beschichtung

In 900 g Wasser wurden 3 g Genagen LAB und 3 g Fluowet UD gelöst sowie 100 g Nuva® TTC der Fa. Clariant eingetragen und homogen verrührt. Mit dieser Dispersion wurde das Substrat geflutet und mit einer Rakel abgezogen. Der Nassauftrag betrug ca. 120 g. Anschließend wurde die beschichtete Probe bei 100 °C getrocknet und 30 sec bei 180 °C ausgehärtet.

Die Ausprüfung dieses Materials ergab folgendes Eigenschaftsprofil:

Fleckbeständigkeit 5

Scheuerbeständigkeit 5

Bruchdehnung [%] 20,4

Bruchdehnung [%] nach 7d Lagerung bei 60°C 20,5

wasserdampfäquivalente Luftschichtdicke SD 0,05 m Beispiel IV

Herstellung der ersten Beschichtung

36 g Wasser, 0,5 g 65%ige Salpetersäure und 3,5 g Ethanol wurden vorgelegt und 56 g Aluminiumoxidpulver (d5o = 2,7 μηη; BET = 1 ,3 m2/g) sowie 0,07 g Dispergierhilfsmittel zugesetzt und gerührt. In diese Dispersion wurde eine Mischung aus 0,017 mol Silanen (Dynasylan® MTES, TEOS und GLYMO im Verhältnis 1 ,00 : 0,86 : 1 ,51 ) zugegeben. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur während 24 h gerührt.

Ein PET Vlies (Flächengewicht: 45 g/qm; Dicke 0,39 mm) wurde mit dieser Dispersion durchtränkt und im Ofen bei 220 °C getrocknet.

Herstellung der zweiten Beschichtung

In 18,8 g Dynasylan GLYEO wurden 1 ,6 g Wasser und 0,03 g HNO3 65%ig eingetragen und bis zur Klärung gerührt. In diese Lösung wurden 7,8 g Aerosil R812S und 44,4 g Ethanol eingetragen. Dieser Suspension setzte man 16 g Dynasylan AMEO und 2,3 g Dynasylan IBTEO zu und rührte während weiterer 24 h bei Raumtemperatur.

Das zuvor beschichtete Substrat wurde mit dieser Mischung beschichtet und bei 150 °C im Ofen getrocknet.

Herstellung der dritten Beschichtung

In 900 g Wasser wurden 3 g Genagen LAB und 3 g Fluowet UD gelöst, sowie 100 g Nuva® TTC der Fa. Clariant eingetragen und homogen verrührt. Diese Dispersion wurde geschäumt zu einem Schaum mit einem Gewicht von 50 g/L. Von diesem Schaum wurden etwa 100 g/qm auf das Substrat aufgetragen. Anschließend wurde die beschichtete Probe bei 100 °C getrocknet und 30 sec bei 180 °C ausgehärtet.

Die Ausprüfung dieses Materials ergab folgendes Eigenschaftsprofil:

Fleckbeständigkeit 5

Scheuerbeständigkeit 2

Bruchdehnung [%] 17,5

Bruchdehnung [%] nach 7d Lagerung bei 60°C 16,8

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines flexiblen mineralischen Baustoffes, umfassend die Schritte:
1 ) Bereitstellung eines Substrates,
2) Aufbringung einer Zusammensetzung auf mindestens einer Seite des Substrates, wobei die Zusammensetzung mindestens eine anorganische Verbindung enthält,
und jede anorganische Verbindung
mindestens ein Metall und/oder Halbmetall
ausgewählt aus der Gruppe Sc, Y, Ti, Zr, Nb, V, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, B, AI, In, TI, Si, Ge, Sn, Zn, Pb, Sb, Bi oder Mischungen derselben
und mindestens ein Element
ausgewählt aus der Gruppe Te, Se, S, O, Sb, As, P, N, C, Ga oder Mischungen derselben
enthält,
und Trocknen dieser Zusammensetzung, und anschließend
3) Aufbringung zumindest einer organischen Polymerdispersion auf mindestens einer Seite des in Schritt 2) erhaltenen Substrates,
und Trocknen dieser Beschichtung oder Beschichtungen,
oder
4) Aufbringung mindestens einer Beschichtung auf mindestens einer Seite des Substrates, wobei die Beschichtung
eine Mischung aus Silanen der allgemeinen Formel (Z1)Si(OR)3, wobei
Z1 = R, Gly (Gly=3-Glycidyloxypropyl),
AP (3-Aminopropyl), und/oder
AEAP (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyl) ist, und R ein Alkyl- oder alicyclischer Rest mit 1 bis 18 Koh- lenstoffatomen ist und alle R gleich oder unterschiedlich sein können,
Oxidpartikel, ausgewählt
aus den Oxiden von Ti, Si, Zr, AI, Y, Sn, Zn, Ce oder Mischungen derselben,
zumindest ein Polymer und einen Initiator
enthält,
und Trocknen dieser Beschichtung oder Beschichtungen,
und anschließend
5) Aufbringen zumindest einer organischen Polymerdispersion auf zumindest eine Seite des Substrates, und Trocknen dieser Beschichtung oder Beschichtungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass, falls in Schritt 3) und/oder in Schritt 5) mehr als eine organische Polymerdispersion aufgebracht wird, die Polymerdispersionen gleich oder unterschiedlich sind, ausgewählt aus Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyurethane, Polyester, Copolymerisate und/oder Cokondensate mit Vinylmonomeren, oder eine Kombination dieser Polymere.
3. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Schritt 3) die zuletzt aufgebrachte Polymerdispersion Fluorcarbone aufweist.
4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 - 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Schritt 5) die zuletzt aufgebrachte Polymerdispersion Fluorcarbone aufweist.
5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 - 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Schritt 2) die Zusammensetzung eine wässrige Dispersion zumindest eines Metalloxids enthält oder ist.
6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 - 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass, falls in Schritt 4) Z1 = R, R ausgewählt ist aus Methyl, Ethyl, Propyl, i-Propyl, Butyl, i-Butyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Hexadecyl, OR', oder Kombinationen dieser Reste, wobei R' ein Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und alle R' gleich oder unterschiedlich sein können.
7. Flexibler mineralischer Baustoff, erhalten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Flexibler mineralischer Baustoff,
der eine Fleckbeständigkeit von höchstens 10,
eine Bruchdehnung von mindestens 13%,
eine Bruchdehnung nach 7d Lagerung bei 60 °C von mindestens 10%,
einen minimalen Biegeradius von höchstens 3 mm,
und eine wasserdampfäquivalente Luftschichtdicke SD von höchstens 0,2 m aufweist.
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