EP3245173A1 - Epoxidharz-vergütete zementgebundene zusammensetzung für elektrisch ableitfähige beschichtungen oder versiegelungen - Google Patents

Epoxidharz-vergütete zementgebundene zusammensetzung für elektrisch ableitfähige beschichtungen oder versiegelungen

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Publication number
EP3245173A1
EP3245173A1 EP16700427.4A EP16700427A EP3245173A1 EP 3245173 A1 EP3245173 A1 EP 3245173A1 EP 16700427 A EP16700427 A EP 16700427A EP 3245173 A1 EP3245173 A1 EP 3245173A1
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EP
European Patent Office
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component
coating
composition
dissipative
binder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16700427.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
David Teichert
Lars Conrad
Jochen Grötzinger
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Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
Publication of EP3245173A1 publication Critical patent/EP3245173A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/28—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/281—Polyepoxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/007—After-treatment
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    • C04B2111/60—Flooring materials
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    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/90—Electrical properties
    • C04B2111/905—Anti-static materials

Definitions

  • the invention relates to a multi-component composition, a method for producing a dissipative coating with the
  • Coating system and the use of the multicomponent composition to form dissipative layers.
  • Electrostatic charging and discharging is the result of contact, friction or separation of two substances. One is charged positively and the other negatively. For floor coatings, this load is obtained by walking or driving, e.g. with rubber soles or rubber wheels. Also by stroking air can on insulating surfaces, e.g. Paints or
  • DIN EN 61340-4-1 describes test methods for
  • ESD electrostatic discharge
  • Floors made of synthetic resins are usually non-conductive or dissipative. There are two ways to achieve ESD properties.
  • conductive solid particles e.g. of carbon black or metal added to the resin composition to achieve conductivity. These conductive particles are generally very expensive and have a
  • VOC Volatile Organic Compounds
  • AgBB Construction Products Evaluation Association
  • M1 Multicomponent compositions for a dissipative coating system which may contain reaction resins with proportions of cement.
  • Properties can be used additives, such. Salts or ionic liquids.
  • EP 2821424 A1 relates to a multicomponent composition
  • a multicomponent composition comprising an epoxy component comprising an epoxy resin, a hardener component comprising a hardener and optionally water, and a cement component comprising cement and a filler, and from 0.1 to 10% by weight of a solid polymeric binder.
  • the hardener can be a polyamine.
  • DE 102006015775 A1 relates to a floor thick coating with antistatic properties which contains as antistatic component solutions of metal salts in ionic liquids, for which purpose e.g. Ammonium salts or
  • Imidazoliumsalze be used in the coating composition.
  • EP 2826761 A1 relates to a multicomponent composition
  • Hardener component B comprising an amine compound and a solid
  • Component C) comprising a hydraulic binder, wherein the organic binder content is at least 8 wt .-%.
  • Possible additives include tertiary amines and their salts and quaternary ammonium salts.
  • the object of the invention was therefore to provide a composition for the production of dissipative floor coatings which no longer have the disadvantages of the systems according to the prior art described above.
  • the composition should also be for
  • the composition is to be able to provide a floor coating with high mechanical and chemical stability, which at the same time allows a large variety of colors and an attractive appearance.
  • this object has been achieved by an epoxy resin-based cementitious composition containing an organic salt with which the electrical conductivity of the coating can be adjusted.
  • the invention therefore relates to a multicomponent composition comprising
  • a binder component (A) comprising at least one epoxy resin
  • the addition of the organic salt increases the conductivity of the coating or sealant obtainable by the composition so that electrical current flows from the surface through the coating.
  • the composition preferably has a relatively high organic binder content.
  • the multicomponent composition at least one pigment as
  • the multicomponent composition is excellently suited for the production of floor coatings or sealants.
  • the layers obtained are mechanically high-strength and abrasion-resistant and yellowing; they are also more resistant to chemicals than conventional reaction resin systems, temperature resistant and liquid tight.
  • Composition can be formulated poorly or free of VOC (volatile organic compounds). Compatibility with commercially available inkjet systems allows a wide variety of color shades. The composition is inexpensive, has excellent
  • Fig. 1 Schematic diagram of an ESD coating system
  • FIG. 2 Schematic diagram of another ESD coating system
  • a polymer refers to substances that formally contain two or more of the functional groups per molecule that occur in their names.
  • the compound may be monomeric, oligomeric or polymeric.
  • a polyamine is, for example, a compound having two or more amino groups.
  • a polyepoxide is a compound having two or more epoxy groups.
  • Epoxy resins are polyepoxides, ie compounds with two or more epoxide groups. Epoxy resins are preferably oligomeric or polymeric compounds. Epoxy resins are also used in conjunction with so-called reactive diluents. Reactive diluents are mono- or polyepoxides.
  • Reactive thinners have a lower viscosity than the epoxy resin used and serve to reduce the viscosity of the epoxy resin used.
  • the optional reactive diluent is also incorporated in the organic binder matrix and is therefore attributed to the epoxy resins here for the determination of the organic binder content.
  • the epoxy equivalent weight (EEW) can be determined according to DIN 53188 and is in g / Eq. specified.
  • the NH equivalent weight can be determined according to DIN 16945 and is in g / Eq. specified.
  • the stoichiometric ratio of epoxide functionality to amine functionality is the ratio of epoxide equivalent weight to NH equivalent weight and is often expressed in%.
  • the NH equivalent weight refers to the active NH hydrogens.
  • a primary amine has e.g. two active NH- hydrogens on.
  • the composition of the invention is a multi-component composition, i. the composition comprises several, in particular three or more individual components, which are mixed together only in use.
  • the components are stored separately before use to avoid spontaneous reaction.
  • the components are mixed together. After mixing, inorganic hydration and organic crosslinking reactions begin, eventually leading to curing of the mixture.
  • the difference between coating and sealing is the
  • a layer is referred to, for which a relatively small amount of material is applied to layer thicknesses up to about 500 ⁇ to obtain. Even greater layer thicknesses are generally referred to as coatings, with the transition from seal to seal
  • the composition of the invention comprises a binder component (A), a hardener component (B) and a solid component (C). It can be a three-component composition consisting only of these three components. However, the composition may also include one or more other additional components as needed. If e.g. the multi-component composition according to the invention in the preferred embodiment contains pigments as a coloring agent, they may be contained in at least one of the three components (A), (B) or (C) and / or in an additional pigment component (D).
  • proportion of a particular ingredient in the mixture of components will depend on the proportion of that ingredient in the particular component and the mixing ratio of the components. Unless otherwise specified, proportions of certain ingredients referred to herein refer to the appropriate or suitable weight proportions or weight ratios of the ingredients in the blend of the components of the multicomponent composition. This is e.g. by mixing the components in suitable
  • the multicomponent composition is an organic-inorganic hybrid composition in which both the organic binder and the inorganic binder have binder functionality, i. Both binders can form a matrix for the embedding of solid particles and the connection to a substrate.
  • the multicomponent composition comprises at least one organic salt with which the electrical conductivity of the coating can be adjusted.
  • organic salts known for providing conductivity of pure synthetic resin coatings can be used.
  • Organic salts are here understood to mean salts which have an organic cation and / or an organic anion.
  • One or more organic salts can be used.
  • compositions can be used are organic ammonium salts and organic phosphonium salts, in particular quaternary ammonium salts and quaternary phosphonium salts.
  • Particularly preferred organic salts are tetraalkylammonium salts
  • Tetraalkylphosphonium salts imidazolium salts, pyrrolidinium salts,
  • Dicyanamide or pyridinium salts Dicyanamide or pyridinium salts.
  • Preferred organic salts are organic ammonium salts, especially quaternary ammonium salts, e.g.
  • Alkyl also includes aralkyls such as benzyl.
  • suitable anions for the said salts are e.g. Halides, such as chloride, bromide and iodide, dicyanamide, sulfate, alkyl sulfate or acetate.
  • the organic salts may e.g. in the form of powders, in liquid form, or as a solution or dispersion in a solvent.
  • the at least one organic salt may e.g. in the binder component (A), in the aqueous hardener component (B) or the solid component (C) of the multi-component composition.
  • the at least one organic salt is preferably contained in the component (B).
  • the organic salt can be added as a separate component in the mixture of the three components, but this is in the
  • the proportion of organic salt in the multicomponent composition depends, for example, on the type of salt and the desired electrical properties and can therefore vary within wide ranges.
  • Total weight e.g. 0.5 to 15 wt .-%, preferably 1 to 10 wt .-%, of the at least one organic salt.
  • the binder component (A) comprises at least one epoxy resin and optionally a reactive diluent.
  • the binder component (A) is preferably a liquid component. It can be viscous, but is generally pourable.
  • the binder component (A) contains at least one epoxy resin.
  • An epoxy resin or a mixture of two or more epoxy resins may be used.
  • epoxy resin all epoxies commonly used in epoxy chemistry can be used.
  • Epoxy resins can e.g. in a known manner from the oxidation of the corresponding olefins or from the reaction of epichlorohydrin with the corresponding polyols or polyphenols.
  • Epoxy resins can be divided into epoxy liquid resins and solid epoxy resins.
  • the epoxy resin may e.g. an epoxy equivalent weight of 156 to 500 g / Eq. exhibit.
  • the epoxy resin is preferably a diepoxide.
  • the epoxy resin may be an aromatic epoxy resin. Suitable for this purpose are, for example, liquid epoxy resins of the formula (I),
  • the epoxy resins of the formula (I) are diglycidyl ethers of bisphenol A, bisphenol F and bisphenol A / F, where A is acetone and F is formaldehyde, which serve as starting materials for the preparation of these bisphenols.
  • Such liquid epoxy resins are commercially available, for example under the designations Araldite ® from Huntsman, DER ® from Dow, Epikote ® from Momentive, Epalloy ® from CVC, Chem Res ® from BASF or Beckopox ® from Allnex.
  • Dihydroxybenzene derivatives such as resorcinol, hydroquinone and pyrocatechol; other bisphenols or polyphenols such as bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -propane (bisphenol-C), bis (3,5-dimethyl 4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -propane, 2,2-bis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane, 2, 2-bis- (4-hydroxy-3-tert-butylphenyl) -propane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -butane (bisphenol-B), 3,3-bis (4-hydroxyphenyl) - pentane, 3,4-bis (4-hydroxyphenyl) hexane, 4,4-bis (4-hydroxyphenyl) heptane, 2,4-bis (4-hydroxyphenyl) -2-methylbutan
  • aromatic amines such as aniline, toluidine, 4-aminophenol, 4,4'-methylenediphenyldiamine (MDA), 4,4'-methylenediphenyl-di (N-methyl) -amine, 4,4 '- [1,4-phenylene bis (1-methyl-ethylidene) -bisaniline (bisaniline-P), 4,4 '- [1,3-phenylenebis (1-methyl-ethylidene)] - bisaniline (bisaniline-M).
  • MDA 4,4'-methylenediphenyldiamine
  • N-methyl N-methyl
  • aromatic amines such as aniline, toluidine, 4-aminophenol, 4,4'-methylenediphenyldiamine (MDA), 4,4'-methylenediphenyl-di (N-methyl) -amine, 4,4 '- [1,4-phenylene bis (1-methyl-ethylidene) -bisaniline (bisaniline-P),
  • the epoxy resin may be an aliphatic or cycloaliphatic epoxy resin, e.g.
  • a glycidyl ether of a saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain C 2 to C 30 diol such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexanediol, octanediol, a polypropylene glycol, dimethylolcyclohexane, neopentyl glycol;
  • a glycidyl ether of a tri- or tetrafunctional, saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain polyol such as castor oil, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythrol, sorbitol or glycerol, as well as alkoxylated glycerol or alkoxylated trimethylolpropane;
  • a hydrogenated bisphenol A, F or A / F liquid resin or the glycidylation products of hydrogenated bisphenol A, F or -A F; an N-glycidyl derivative of amides or heterocyclic nitrogen bases, such as triglycidyl cyanurate and triglycidyl isocyanurate, as well as reaction products of epichlorohydrin and hydantoin.
  • epoxy resins which can be used are epoxy resins which have been prepared from the oxidation of olefins, for example from the oxidation of vinylcyclohexene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclododecadiene, cyclododecatriene, isoprene, 1,5-hexadiene, butadiene, polybutadiene or divinylbenzene.
  • Further examples of epoxy resins which can be used are a bisphenol A, F or A / F solid resin, which are constructed like the abovementioned epoxy liquid resins of the formula (I), except that the index s has a value of 2 to 12 has.
  • Further examples are all the above-mentioned epoxy resins, which are hydrophilically modified by the reaction with at least one polyoxyalkylene polyol.
  • the epoxy resin are bisphenol A, F or A / F solid or liquid resins such as are commercially available from Dow, Huntsman and Momentive. Diepoxides of a bisphenol A, bisphenol F and bisphenol A / F diglycidyl ether are particularly preferred as epoxy resins used, especially those having an epoxide equivalent weight 156-250 g / Eq, for example the commercial products Araldite ® GY 250, Araldite ® PY 304, Araldite ® GY 282 (from Huntsman); DER® 331, DER® 330 (from Dow); Epikote ® 828, Epikote ® 862 (from Momentive), and ⁇ , ⁇ -diglycidylaniline and a polyglycol diglycidyl ether, preferably having an epoxy equivalent weight from 170 to 340 g / eq., For example the commercial products of the ® 732 and DER ® (736 from Dow).
  • the binder component (A) may optionally contain a so-called reactive thinner. This is, as I said, attributed to the organic binder content of the epoxy resin.
  • a reactive thinner This is, as I said, attributed to the organic binder content of the epoxy resin.
  • One or more reactive diluents can be used. Suitable reactive diluents are mono- and polyepoxides. The addition of a reactive diluent to the epoxy resin brings about a reduction in the viscosity and, in the cured state of the epoxy resin composition, a reduction in the glass transition temperature and the mechanical values.
  • reactive diluents are glycidyl ethers of monohydric or polyhydric phenols and aliphatic or cycloaliphatic alcohols, such as, in particular, the polyglycidyl ethers of diols or polyols already mentioned as aliphatic or cycloaliphatic epoxy resins, and furthermore, in particular, phenylglycidyl ether, cresyl glycidyl ether, p-n-butylphenyl glycidyl ether , p-tert-butylphenyl glycidyl ether, nonylphenyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, hexyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, and glycidyl ethers of natural alcohols, such as, for example,
  • the binder component (A) may be non-aqueous.
  • the binder component (A) is an aqueous binder component (A), i. it contains water.
  • the binder component (A) preferably contains an aqueous epoxy resin dispersion, which may be an epoxy resin emulsion, a so-called “emulsifiable epoxy resin", or an epoxy resin suspension.
  • An epoxy resin dispersion preferably contains, in addition to water, at least one epoxy resin, as mentioned above, and furthermore at least one emulsifier, in particular a nonionic emulsifier, for example an alkyl or alkylaryl polyglycol ether, such as a polyalkoxylated alkylphenol, such as alkylphenoxypoly (ethyleneoxy) ethanol, for example Polyadduct of nonylphenol and ethylene oxide, containing per mole of nonylphenol up to 30 moles of ethylene oxide, or preferably an alkoxylated fatty alcohol, eg an ethoxylated fatty alcohol.
  • Epoxy resin dispersions may e.g. have a solids content in the range of 40-65 wt.% Have.
  • epoxy resin dispersions are, for example Sika ® Repair / Sikafloor ® EpoCem ® module A (Sika Switzerland AG), Araldite ® PT 323, Araldite ® PZ 756/67, Araldite ® PT 3961 (from Huntsman), XZ 92598.00, XZ 92546.00, XZ 92533.00 (Dow) ® Waterpoxy 1422, Waterpoxy ® 1455 (BASF), Beckopox EP 384w ®, ® Beckopox EP 385W, Beckopox EP 386w ®, ® Beckopox EP 2340w, Beckopox VEP 2381 ® w (of Allnex).
  • An emulsifiable epoxy resin preferably contains at least one emulsifier, as has already been mentioned above as part of an epoxy resin dispersion.
  • Commercial emulsifiable epoxy resins are, for example, Araldite ® PY Araldite ® PY 340 and 340-2 (from Huntsman), Beckopox ® 122w and Beckopox EP 147W ® (of Allnex).
  • the binder component (A) may optionally contain one or more further additives. Suitable additives are explained below.
  • the hardener component (B) comprises at least one amine compound as amine hardener and water.
  • the aqueous hardener component (B) is preferably a liquid component. It can be viscous, but is generally pourable.
  • the amine compound may be any amine compound commonly used in the art as a curing agent for epoxy resins. Such amine hardeners are commercially available.
  • An amine compound or two or more amine compounds can be used. In principle suitable as amine compounds are monoamines, if it is a primary amine, but compounds having at least two amino groups are more preferred.
  • the amino groups may be primary and / or secondary amino groups. If appropriate, blocked amine compounds can also be used.
  • Suitable amine compounds as amine hardeners are a polyamine, a polyaminoamide, a polyamine-polyepoxide adduct or a polyaminoamide-polyepoxide adduct and mixtures thereof, each in particular
  • amino groups contain at least two amino groups, wherein the amino groups can be present if appropriate in blocked form, which is generally not preferred.
  • They may be, for example, aliphatic polyamines, such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, dipropylenetriamine, tetraethylenepentamine, 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine, m-xylylenediamine or polyoxypropylenediamine, cycloaliphatic or heterocyclic polyamines, such as 4,4'-diamino 3,3'-dimethyldicyclohexylamine, cyclohexylaminopropylamine or N-aminoethylpiperazine, polyaminoamides, for example, from a dinner fatty acid and a Polyamine, such as ethylenediamine, or Polyaminoimidazoline act.
  • aliphatic polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, dipropylenetriamine, tetraethylenepentamine, 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine, m
  • blocked amine compounds are, for example, polyketimines which are obtained by reacting polyamines with ketones, or cyanoethylated polyamines from the reaction of polyamines with acrylonitrile, such as dicyandiamide in unmodified or modified form.
  • polyamine-polyepoxide adducts or polyaminoamide-polyepoxide adducts are also used as amine hardeners. These are derived from the reaction of polyamines or polyaminoamides, e.g. the above, obtained with polyepoxides, wherein the polyamine or polyaminoamide is used in excess.
  • the hardener component (B) may optionally contain one or more further additives. Suitable additives are explained below.
  • the solid component (C) comprises a hydraulic inorganic or mineral binder, which is preferably a cement. Two or more hydraulic inorganic binders can also be used.
  • Component (C) is a solid component and preferably powdery.
  • Hydraulic inorganic binders are inorganic or mineral binders that can be hardened with water even under water. Hydraulic inorganic binders also include so-called latent hydraulic binders which cure with the action of additives, such as water. Blast furnace slag, with one.
  • hydraulic inorganic binders examples include hydraulic lime, cement, fly ash, rice husk ash, calcined
  • cement Recycled products of the paper industry, blast furnace slag and blast furnace slag and mixtures thereof, cement being particularly preferred. It can be used all the usual types of cement, in particular a cement according to Euronorm EN 197. Of course, cements according to another Cement standard can be used. It can be used a cement or a mixture of different types of cement.
  • Cements can lead to particularly good properties.
  • Examples are mixtures of at least one Portland cement with either at least one sulfoaluminate cement or with at least one high-alumina cement. Particularly advantageous is the use of white cement.
  • the solid component (C) may further contain one or more additional additives.
  • additional additives examples are calcium sulfate in the form of anhydrite, hemihydrate or dihydrate gypsum; and / or calcium hydroxide, various types of sand or quartz flours, silica fume, pozzolans and auxiliary agents and additives customary in the cement industry, for example liquefiers, setting accelerators, water reducers or deaerators / defoamers.
  • the multicomponent composition contains one or more pigments as a coloring agent.
  • a colored composition is obtained, from which colored coatings can be obtained, which is particularly preferred. This way can be colored
  • compositions or colored coatings are obtained, which differ from the usual gray compositions or coatings. Mixtures of two or more pigments are advantageous to produce a desired hue.
  • the multi-component composition is particularly compatible with pigments in the usual commercial forms, so that a large variety of colors is possible.
  • the pigment or pigments may be present in at least one of components A), B) or C) and / or in at least one additional pigment component D).
  • the pigments may be inorganic or organic pigments.
  • inorganic pigments are titanium dioxide, carbon black, bismuth pigments, iron oxide pigments, chromium oxides, mixed phase oxide pigments, iron cyan blue, ultramarine, cobalt pigments and chromate pigments.
  • organic pigments are azo pigments and polycyclic pigments such as copper phthalocyanine, quinacridone, diketopyrrolopyrrole, perylene,
  • Isoindoline, dioxazine and indanthrone pigments are Isoindoline, dioxazine and indanthrone pigments.
  • the pigment or mixtures of pigments may be in solid form, e.g. as a powder or callous pigment, or as a conventional pigment preparation, e.g. in the form of a pigment paste. Suitable pigments are all commercially available pigments or pigment preparations.
  • the pigments e.g. directly triturated or as a pigment preparation, e.g. as pigment paste, are introduced.
  • the pigment (s) in solid form e.g. as Kollerpigment, be mixed. It is also possible to use the pigment (s) as a powder or callous pigment or pigment preparation, e.g. in the form of a pigment paste, as an additional pigment component (D) separately and to mix only with use with the other components.
  • the multicomponent composition according to the invention is advantageous in that commercially available pigments or pigment preparations can easily be mixed homogeneously into the composition, so that shades which differ from gray are also possible for the compositions or coatings in great variety.
  • the multicomponent composition contains sand, wherein the sand may be contained in the solid component (C) and / or in an additional component.
  • the multicomponent composition may comprise other additional components as needed in addition to the three components mentioned.
  • additional components are the aforementioned pigment component (D).
  • a part of the water may be present as a separate component, which is added only when mixing the components before use to adjust the desired amount of water. If appropriate, sand can also be used in the form of an additional component of its own.
  • the organic salt may also be present as a separate component.
  • additives which may in particular be present in the binder component (A) and / or in the hardener component (B), but optionally also in one or more other components, are additives customarily used in this field, such as e.g. non-reactive diluents, solvents or film-forming aids; Reactive diluents and extenders, e.g.
  • Epoxide group-containing reactive diluents as already mentioned; Polymers, thermoplastic polymers; inorganic and organic fillers, such as e.g. Ground or precipitated calcium carbonate, barite, talc, quartz powder, quartz sand, dolomite, wollastonite, kaolin, mica,
  • Adhesion promoters e.g. organoalkoxysilanes
  • Stabilizers against heat, light or UV radiation e.g. flame-retardant substances
  • surfactants such as e.g. Wetting agent, leveling agent,
  • Deaerator or defoamer and biocides.
  • the multicomponent composition according to the invention is a hybrid system comprising an organic binder of the at least one epoxy resin and optionally reactive diluent of the binder component (A) and the amine hardener of the hardener component (B) and an inorganic binder of the hydraulic inorganic binder, preferably Cement, in the solid component comprises (C).
  • the organic binder is the total amount of epoxy resin and amine hardener, where, if reactive diluent is used, this is attributed to the epoxy resin with respect to the total amount.
  • the multicomponent composition contains, based on the total weight, at least 8% by weight, preferably at least 10% by weight and more preferably at least 1% by weight of organic binder. In general, in the multi-component composition, based on the total weight, not more than 40 wt .-% and preferably not more than 30 wt .-% organic binder.
  • the multicomponent composition further preferably contains 0.5% by weight to 20% by weight, preferably 1.5% by weight to 10% by weight, of pigment as colorant, based on the total weight.
  • the multicomponent composition further preferably contains from 8% by weight to 50% by weight, preferably from 15% by weight to 40% by weight, of hydraulic
  • inorganic binder preferably cement or cement in combination with another hydraulic inorganic binder.
  • the mixing ratio between the binder component (A) and the hardener component (B) may vary widely. It is preferably chosen such that in the multicomponent composition the stoichiometric ratio of epoxy functionality to amine functionality is in the range of 0.75 to 1.25 (or 75 to 125%).
  • the amount of water in the multicomponent composition may also vary widely, with the amount of water in the multicomponent composition preferably being chosen such that the weight ratio of water to hydraulic inorganic binder, preferably cement, is in the range of 0.3 to 0.8.
  • Water is contained in the hardener component (B).
  • Water may also be included in binder component (A), which is also preferred.
  • a part of the water can also be added separately as a separate component.
  • the invention also relates to a method for producing a dissipative coating system, preferably a floor coating system comprising a dissipative coating or a conductive sealant of the multicomponent composition according to the invention, the method comprising the following steps: a) mixing the
  • the application of the coating composition and the curing are advantageously carried out e.g. at temperatures in the range of 5 to 40 ° C.
  • the multicomponent composition may also comprise one or more additional components.
  • the type and sequence of addition of the additional components for mixing the composition is arbitrary, but one or more additional liquid components, if used, are preferably mixed in step a).
  • One or more additional solid components, if used, are preferably mixed in step b).
  • the substrate may be any material. It is preferably a floor covering, e.g. made of concrete, mortar or
  • Screed which may optionally have a coating, such as a scratch coat or a primer and / or another coating.
  • a coating such as a scratch coat or a primer and / or another coating.
  • Composition may be applied, it may be
  • the curing reaction begins when the multicomponent composition is mixed.
  • the epoxy groups of the epoxy resin and optionally the reactive diluent react with the reactive NH hydrogens to form the organic binder matrix, while the hydraulic inorganic binder forms the inorganic binder matrix with the water under hydration reactions, whereby the composition eventually cures. In this way, conductive coatings or seals are obtained.
  • the invention also relates to a dissipative coating system or floor coating system, in particular for protection against electrostatic discharge, comprising a dissipative coating or a conductive seal, wherein the dissipative coating or seal is formed from the multicomponent composition according to the invention as described above.
  • the dissipative coating system can be obtained by the method according to the invention described above.
  • Ableitsolide layers can also be referred to as electrostatically dissipative layers. They make it possible to dissipate electrostatic charge which forms over non-conductive or insulating layers. Conductive layers have a certain electrical conductivity for this purpose. Ableitsente and non-conductive layers are known in the art.
  • the Abieiten a layer can be determined, for example on the Erdableitwiderstand the layer.
  • the earth leakage resistance of a layer can be determined according to the standard IEC 61340-4-1.
  • a layer is considered to be dissipative or electrostatic dissipative if it has an earth leakage resistance of less than 10 9 ohms. Layers with a larger earth leakage resistance are not conductive. The earth leakage resistance is determined for the layers, which are in misplaced form, as described in IEC 61340-4-1.
  • the earth leakage resistance as well as the system resistance according to the standard series IEC 61340 can vary in wide ranges, as far as the Abieitrus is given.
  • the dissipative coating or seal has e.g.
  • the Erdableitwiderstand may, for example, preferably in the range of 10 4 ohms to 5 x 10 8 ohms.
  • Conditions as described in IEC 61340-4-5 may be limited to less than 100 volts according to IEC 61340-5-1
  • the layer thickness of the dissipative coating or seal can also vary widely and
  • the dissipative coating has, for example, a layer thickness of less than 7 mm, suitably in the range of 5 to 0.5 mm, preferably of 3 to 1 mm.
  • a grounding device for grounding the coating system may be arranged.
  • the coating system may optionally comprise a conductive ink layer.
  • the dissipative coating system may comprise one, two or more dissipative layers. For two or more conductive layers in the
  • dissipative coating system can only one or both or all dissipative layers of the inventive multi-component Composition be formed. However, it is also possible for only one dissipative layer to be formed from the multicomponent composition according to the invention, while for the other a conventional dissipative layer according to the prior art can be used.
  • the coating system comprises on a substrate 1 for protection against electrostatic discharge in this order a primer 2 and optionally a leveling on the substrate 1, an optional non-conductive coating 3 and a conductive coating or sealant 4.
  • FIG. 2 Another example of a structure of a dissipative coating system is shown in Fig. 2 for illustrative purposes. It consists of the following single layers:
  • Substrate 1 e.g. concrete
  • the dissipative layers shown in FIGS. 1 and 2 can be formed from the multicomponent composition according to the invention.
  • one of the dissipative layers of the multicomponent composition according to the invention and the other of a conventional dissipative layer according to the prior art may be formed or both dissipative layers may be made of the inventive
  • the invention also relates to the use of the invention
  • floor coating systems are, for example, floors for clean rooms, production facilities, assembly facilities, laboratories, warehouses, in particular
  • a three-component composition was formulated with the ingredients shown in Table 1 below. Furthermore, the table indicates in which of the components (binder component A,
  • Hardener component B or solid component C is the constituent.
  • Table 2 shows characteristics of the composition.
  • the aqueous amine compound is placed in a suitable vessel and the other raw materials are added with stirring with a dissolver in the order given.
  • components A, B and C were mixed in a mixing ratio of 50/60/250.
  • the components A and B were mixed in the specified mixing ratio with a paddle stirrer and after thorough mixing (about 1 -2 minutes), the component C was added continuously and mixed for a further about 3 minutes.
  • Material consumption in this example is about 4kg / m 2 , so that an approximately 2mm thick coating is obtained.
  • the processing corresponds to a classic solvent-free EP system.
  • the surface obtained after hardening has a semi-matt appearance.
  • Table 3 achieved Abieiten the structure of FIG. 1 (without layer 3):
  • a primer such as Sikafloor-161, a self-adhesive copper tape and a conductive film such as Sikafloor-220W conductive are applied to a fiber cement board. Then the formulation is poured according to Example and evenly distributed with a dental blade. The formulation is then deaerated by spines. The material consumption in this example is about 4kg / m 2 , so that an approximately 2mm thick coating is obtained.
  • Processing corresponds to a classic solvent-free EP system.
  • the surface obtained after hardening has a semi-matt appearance.
  • Table 4 achieved Abieiten the structure of FIG. 2 (without layer 6):

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Abstract

Beschrieben wird eine mehrkomponentige Zusammensetzung, umfassend A) eine Binderkomponente (A) umfassend mindestens ein Epoxidharz, B) eine wässrige Härterkomponente (B) umfassend mindestens eine Aminverbindung als Aminhärter und Wasser und C) eine feste Komponente (C) umfassend mindestens ein hydraulisches anorganisches Bindemittel, vorzugsweise Zement, wobei die mehrkomponentige Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht, mindestens 8 Gew.-% organisches Bindemittel, wobei die Gesamtmenge an Epoxidharz und Aminhärter das organische Bindemittel darstellt, und mindestens ein organisches Salz enthält. Die mehrkomponentige Zusammensetzung enthält bevorzugt mindestens ein Pigment als farbgebendes Mittel. Mit der mehrkomponentigen Zusammensetzung können ableitfähige Bodenbeschichtungen oder –versiegelungen hergestellt werden, die für ESD- Bodenbeschichtungen geeignet sind. Die Beschichtungen oder Versiegelungen können in einer großen Vielfalt von Farbtönen hergestellt werden.

Description

Epoxidharz-vergütete zementgebundene Zusammensetzung für elektrisch ableitfähige Beschichtungen oder Versiegelungen
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine mehrkomponentige Zusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung einer ableitfähigen Beschichtung mit der
mehrkomponentigen Zusammensetzung, ein ableitfähiges
Beschichtungssystem und die Verwendung der mehrkomponentigen Zusammensetzung zur Bildung ableitfähiger Schichten.
Stand der Technik
In vielen Industriebereichen werden heute hohe Ansprüche an optimale Umgebungsbedingungen gestellt. Dabei ist besonders die Vermeidung unkontrollierter elektrostatischer Auf- und Entladung von größter Bedeutung. Elektrostatische Auf- und Entladung entsteht durch Berührung, Reibung oder Trennung zweier Stoffe. Dabei lädt sich der eine positiv und der andere negativ auf. Bei Bodenbeschichtungen wird diese Ladung durch Begehen oder Befahren, z.B. mit Gummisohlen oder Gummirädern, erzeugt. Auch durch streichende Luft kann an isolierenden Oberflächen, z.B. Lacken oder
Beschichtungen, eine Aufladung entstehen.
Daher werden in sensiblen Räumen Böden und Wände mit niedrigen Erdableitwiderständen gefordert, die eine elektrostatische Aufladung sofort und kontrolliert ableiten. Für solche elektrostatisch ableitfähigen Beschichtungen existieren zahlreiche Normen, in denen Prüfverfahren zur Beurteilung von Beschichtungen auf die Eignung in Bezug auf das elektrostatische bzw.
elektrische Verhalten enthalten sind. Beispielsweise beschreibt die DIN EN 61340-4-1 Prüfverfahren zur
Bestimmung des elektrischen Widerstandes von Bodenbelägen und verlegten Fußböden. In der DIN EN 61340-4-5 wird die elektrostatische Sicherheit hinsichtlich des elektrischen Widerstandes und der Aufladbarkeit von
Personen, Schuhwerk und Bodenbelägen in Kombination bewertet.
Beschichtungssysteme mit ESD-Schutz (ESD = "electrostatic discharge"), d.h. mit Schutz vor elektrostatischer Entladung, sind bekannt. Es werden
normalerweise ableitfähige Systeme auf Basis von Epoxidharz oder
Polyurethan eingesetzt. Außerdem ist bekannt, dass feuchter Beton
ausreichend gut leitfähig ist, um die Normen der DIN EN 61340 Reihe zu erfüllen.
Fußböden, die aus Kunstharzen hergestellt sind, sind gewöhnlich nicht leitfähig bzw. ableitfähig. Es gibt zwei Möglichkeiten dennoch ESD-Eigenschaften zu erreichen.
Zum einen können leitfähige feste Teilchen, z.B. aus Ruß oder Metall, der Kunstharzzusammensetzung zugesetzt werden, um Leitfähigkeit zu erreichen. Diese leitfähigen Teilchen sind im Allgemeinen sehr teuer und haben eine
Eigenfarbe, so dass die Farbtonauswahl und damit der dekorative Anspruch an das Produkt gesenkt werden muss.
Eine andere Möglichkeit ist der Einsatz ionischer Flüssigkeiten oder in der Kunstharz-Matrix löslicher organischer Salze, die ausreichende elektrische Leitfähigkeit bereitstellen. Diese reduzieren aber die mechanische und chemische Widerstandsfähigkeit des Beschichtungssystems. Auch ist mit dieser Technik kein emissionsreduziertes System möglich, so dass die
Anforderungen hinsichtlich VOC (flüchtige organische Bestandteile) in Normen wie AgBB (Arbeitsgemeinschaft zur Bewertung von Bauprodukten) oder M1 häufig nicht erreicht werden können. WO 2014/108310 A1 beschreibt mehrkomponentige Zusammensetzungen für ein ableitfähiges Beschichtungssystem, die Reaktionsharze mit Anteile von Zement enthalten können. Als Additive zur Einstellung der elektrischen
Eigenschaften können Additive eingesetzt werden, wie z.B. Salze oder ionische Flüssigkeiten.
EP 2821424 A1 betrifft eine Multikomponenten-Zusammensetzung umfassend eine Epoxy-Komponente umfassend ein Epoxidharz, eine Härter-Komponente umfassend einen Härter und gegebenenfalls Wasser und eine Zement- Komponente umfassend Zement und einen Füllstoff, sowie 0,1 bis 10 Gew.-% eines festen polymeren Bindemittels. Der Härter kann ein Polyamin sein.
DE 102006015775 A1 betrifft eine Bodendickbeschichtung mit antistatischen Eigenschaften, die als antistatische Komponente Lösungen von Metallsalzen in ionischen Flüssigkeiten enthält, wofür z.B. Ammoniumsalze oder
Imidazoliumsalze in der Beschichtungszusammensetzung einsetzt werden.
EP 2826761 A1 betrifft eine mehrkomponentige Zusammensetzung umfassend eine Binderkomponente A) umfassend ein Epoxidharz, eine wässrige
Härterkomponente B) umfassend eine Aminverbindung und eine feste
Komponente C) umfassend ein hydraulisches Bindemittel, wobei der organische Bindemittelgehalt mindestens 8 Gew.-% beträgt. Als mögliche Additive werden unter anderem tertiäre Amine und deren Salze und quaternäre Ammoniumsalze genannt.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung bestand daher in der Bereitstellung einer Zusammensetzung zur Herstellung von ableitfähigen Bodenbeschichtungen, die die vorstehend beschriebenen Nachteile der Systeme nach dem Stand der Technik nicht mehr aufweisen. Die Zusammensetzung soll auch für
Beschichtungssysteme mit ESD-Anforderungen geeignet sein. Darüber hinaus soll die Zusannnnensetzung eine Bodenbeschichtung mit hoher mechanischer und chemischer Stabilität bereitstellen können, die gleichzeitig eine große Farbtonvielfalt und eine ansprechende Optik ermöglicht. Die Aufgabe konnte überraschenderweise durch eine Epoxidharz-vergütete zementgebundene Zusammensetzung gelöst werden, die ein organisches Salz enthält, mit dem die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung eingestellt werden kann. Die Erfindung betrifft daher eine mehrkomponentige Zusammensetzung, umfassend
A) eine Binderkomponente (A) umfassend mindestens ein Epoxidharz,
B) eine wässrige Härterkomponente (B) umfassend mindestens eine
Aminverbindung als Aminhärter und Wasser und
C) eine feste Komponente (C) umfassend mindestens ein hydraulisches anorganisches Bindemittel, vorzugsweise Zement,
wobei die mehrkomponentige Zusammensetzung, bezogen auf das
Gesamtgewicht, mindestens 8 Gew.-% organisches Bindemittel enthält, wobei die Gesamtmenge an Epoxidharz und Aminhärter das organische Bindemittel darstellt, und wobei die mehrkomponentige Zusammensetzung ein
organisches Salz enthält.
Durch die Zugabe des organischen Salzes wird die Leitfähigkeit der durch die Zusammensetzung erhältlichen Beschichtung oder Versiegelung erhöht, so dass elektrischer Strom von der Oberfläche durch die Beschichtung/
Versiegelung auf einen Leitlack und/oder der Strom durch die Beschichtung ohne Leitlack bis zu Erdungspunkten transportiert werden kann. Es werden ableitfähige Beschichtungen bzw. Versiegelungen erhalten. Die Anforderungen nach z.B. DIN EN 61340-4-1 oder DIN EN 61340-4-5 können mit solchen Beschichtungen bzw. Versiegelungen erfüllt werden.
Die Zusammensetzung weist vorzugsweise einen relativ hohen organischen Bindemittelanteil auf. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die mehrkomponentige Zusammensetzung mindestens ein Pigment als
farbgebendes Mittel, um eine farbige Beschichtung oder Versiegelung zu erhalten. Die mehrkomponentige Zusammensetzung eignet sich hervorragend zur Herstellung von Bodenbeschichtungen oder -Versiegelungen.
Die erhaltenen Schichten sind mechanisch hochfest und abriebfest sowie vergilbungsarm; sie sind ferner chemikalienbeständiger als konventionelle Reaktionsharzsysteme, temperaturbeständig und flüssigkeitsdicht. Die
Zusammensetzung kann arm an oder frei von VOC (flüchtigen organischen Komponenten) formuliert werden. Durch Kompatibilität zu kommerziell erhältlichen Farbpastensystemen ist eine große Vielfalt an Farbtönen möglich. Die Zusammensetzung ist kostengünstig, weist hervorragende
Verarbeitungseigenschaften auf und ist sowohl kniend als auch stehend zu verarbeiten.
Bevorzugte Ausführungsformen der Zusammensetzung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben. Im Folgenden wird die Erfindung ausführ- lieh erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 : Prinzipskizze eines ESD-Beschichtungssystems
Fig. 2 Prinzipskizze eines weiteren ESD-Beschichtungssystems
Weg zur Ausführung der Erfindung
Verbindungsnamen, die mit "Poly" beginnen, bezeichnen Substanzen, die pro Molekül formal zwei oder mehr der funktionellen Gruppen enthalten, die in ihren Namen auftreten. Die Verbindung kann monomer, oligomer oder polymer sein. Ein Polyamin ist z.B. eine Verbindung mit zwei oder mehr Aminogruppen. Ein Polyepoxid ist eine Verbindung mit zwei oder mehr Epoxygruppen. Epoxidharze sind Polyepoxide, d.h. Verbindungen mit zwei oder mehr Epoxid- gruppen. Epoxidharze sind bevorzugt oligomere oder polymere Verbindungen. Epoxidharze werden auch in Verbindung mit sogenannten Reaktivverdünnern eingesetzt. Reaktivverdünner sind Mono- oder Polyepoxide. Die
Reaktivverdünner besitzen eine geringere Viskosität als das eingesetzte Epoxidharz und dienen dazu, die Viskosität des eingesetzten Epoxidharzes zu verringern. Der optionale Reaktivverdünner wird ebenfalls in die organische Bindemittelmatrix eingebaut und wird daher hier für die Bestimmung des organischen Bindemittelgehalts den Epoxidharzen zugerechnet.
Das Epoxid-Equivalentgewicht (EEW) kann gemäß DIN 53188 bestimmt werden und wird in g/Eq. angegeben. Das NH-Equivalentgewicht kann gemäß DIN 16945 bestimmt werden und wird in g/Eq. angegeben. Das
stöchiometrische Verhältnis von Epoxidfunktionalität zu Aminfunktionalität ist der Quotient von Epoxid-Equivalentgewicht zu NH-Equivalentgewicht und wird häufig in % angegeben. Das NH-Equivalentgewicht bezieht sich dabei auf die aktiven NH-Wasserstoffe. Ein primäres Amin weist z.B. zwei aktive NH- Wasserstoffe auf.
Bei der Zusammensetzung der Erfindung handelt es sich um eine mehrkom- ponentige Zusammensetzung, d.h. die Zusammensetzung umfasst mehrere, insbesondere drei oder mehr individuelle Komponenten, die erst bei Gebrauch miteinander gemischt werden. Die Komponenten werden vor Gebrauch gesondert gelagert, um spontane Reaktion zu vermeiden. Für den Gebrauch werden die Komponenten miteinander gemischt. Nach der Vermischung beginnen anorganische Hydratations- und organische Vernetzungsreaktionen, die schließlich zur Härtung der Mischung führen. Der Unterschied zwischen Beschichtung und Versiegelung besteht im
Wesentlichen in der aufgebrachten Menge der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung. Als Versiegelung wird eine Schicht bezeichnet, für die eine relativ geringe Menge Material aufgebracht wird, um Schichtdicken bis ca. 500 μηη zu erhalten. Noch größere Schichtdicken werden im Allgemeinen als Beschichtungen bezeichnet, wobei der Übergang von Versiegelung zu
Beschichtung nicht scharf abgegrenzt ist. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst eine Binderkomponente (A), eine Härterkomponente (B) und eine feste Komponente (C). Es kann sich um eine dreikomponentige Zusammensetzung handeln, die nur aus diesen drei Komponenten besteht. Die Zusammensetzung kann aber nach Bedarf auch eine oder mehrere weitere zusätzliche Komponenten umfassen. Wenn z.B. die erfindungsgemäße mehrkomponentige Zusammensetzung in der bevorzugten Ausführungsform Pigmente als farbgebendes Mittel enthält, können diese in mindestens einer der drei genannten Komponenten (A), (B) oder (C) und/oder in einer zusätzlichen Pigmentkomponente (D) enthalten sein.
Es ist klar, dass der Anteil eines bestimmten Inhaltsstoffs in der Mischung der Komponenten von dem Anteil dieses Inhaltsstoffs in der betreffenden Komponente und dem Mischungsverhältnis der Komponenten abhängt. Anteile bzw. Verhältnisse von bestimmten Inhaltsstoffen, die hier angegeben werden, beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf die zweckmäßigen bzw. geeigneten Gewichtsanteile bzw. Gewichtsverhältnisse der Inhaltsstoffe in der Mischung der Komponenten der mehrkomponentigen Zusammensetzung. Diese wird z.B. durch Mischen der Komponenten in geeigneten
Mischungsverhältnissen gemäß Gebrauchsanweisung erhalten.
Bei der mehrkomponentigen Zusammensetzung handelt es sich um eine organisch-anorganische Hybridzusammensetzung, in der sowohl das organische Bindemittel als auch das anorganische Bindemittel Bindemittelfunktion aufweisen, d.h. beide Bindemittel können eine Matrix für die Einbettung fester Partikel und die Anbindung an eine Unterlage bilden.
Zur Herstellung ableitfähiger Beschichtungen sind in der Regel elektrisch leitfähige Böden mit definiertem Widerstand erforderlich. Die mehrkomponentige Zusammensetzung umfasst mindestens ein organisches Salz, mit dem die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung eingestellt werden kann. Hierfür können die organischen Salze verwendet werden, die zur Bereitstellung von Leitfähigkeit von reinen Kunstharzbeschichtungen bekannt sind. Unter organischen Salzen werden hier Salze verstanden, die ein organisches Kation und/oder ein organisches Anion aufweisen. Es können ein oder mehrere organische Salze eingesetzt werden.
Beispiele für organische Salze, die zur Einstellung der elektrischen
Eigenschaften der mehrkomponentigen Zusammensetzung eingesetzt werden können, sind organische Ammoniumsalze und organische Phosphoniumsalze, insbesondere quartäre Ammoniumsalze und quartäre Phosphoniumsalze.
Besonders bevorzugte organische Salze sind Tetraalkylammoniumsalze,
Tetraalkylphosphoniumsalze, Imidazoliumsalze, Pyrrolidiniumsalze,
Dicyanamide oder Pyridiniumsalze. Bevorzugte organische Salze sind organische Ammoniumsalze, insbesondere quartäre Ammoniumsalze, wie z.B.
Benzyltriethylammoniumchlorid oder
Dodecylethyldimethylammoniumethylsulfat. Alkyl umfasst auch Aralkyle wie Benzyl. Beispiele für geeignete Anionen für die genannten Salze sind z.B. Halogenide, wie Chlorid, Bromid und lodid, Dicyanamid, Sulfat, Alkylsulfat oder Acetat.
Die organischen Salze können z.B. in Form von Pulvern, in flüssiger Form, oder als Lösung oder Dispersion in einem Lösungsmittel eingesetzt werden.
Das mindestens eine organische Salz kann z.B. in der Binderkomponente (A), in der wässrigen Härterkomponente (B) oder der festen Komponente (C) der mehrkomponentigen Zusammensetzung enthalten sein. Das mindestens eine organische Salz ist bevorzugt in der Komponente (B) enthalten.
Gegebenenfalls kann das organische Salz als gesonderte Komponente bei der Mischung der drei Komponenten zugesetzt werden, dies ist aber im
Allgemeinen nicht bevorzugt. Der Anteil an organischem Salz in der mehrkomponentigen Zusammensetzung hängt z.B. von der Art des Salzes und von den gewünschten elektrischen Eigenschaften ab und kann daher in breiten Bereichen variieren. Die
mehrkomponentige Zusammensetzung kann, bezogen auf das
Gesamtgewicht, z.B. 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, des mindestens einen organischen Salzes enthalten.
Die Binderkomponente (A) umfasst mindestens ein Epoxidharz und gegebenenfalls einen Reaktivverdünner. Die Binderkomponente (A) ist vorzugsweise eine flüssige Komponente. Sie kann viskos sein, ist aber im Allgemeinen gießfähig.
Die Binderkomponente (A) enthält mindestens ein Epoxidharz. Es kann ein Epoxidharz oder eine Mischung von zwei oder mehr Epoxidharzen eingesetzt werden. Als Epoxidharz können alle in der Epoxychemie üblichen Epoxidharze eingesetzt werden. Epoxidharze können z.B. auf bekannte Art und Weise aus der Oxidation von den entsprechenden Olefinen oder aus der Reaktion von Epichlorhydrin mit den entsprechenden Polyolen oder Polyphenolen hergestellt werden.
Epoxidharze können in Epoxid-Flüssigharze und Epoxid-Festharze unterteilt werden. Das Epoxidharz kann z.B. ein Epoxy-Equivalentgewicht von 156 bis 500 g/Eq. aufweisen. Das Epoxidharz ist vorzugsweise ein Diepoxid. In einer Ausführungsform kann das Epoxidharz ein aromatisches Epoxidharz sein. Dafür geeignet sind beispielsweise Epoxid-Flüssigharze der Formel (I),
(I) wobei R' und R" unabhängig voneinander jeweils für ein Wasserstoffatom oder für eine Methylgruppe stehen, und s im Mittel für einen Wert von 0 bis kleiner 2 und bevorzugt 0 bis 1 steht. Bevorzugt sind solche Flüssigharze der Formel (I), bei denen der Index s im Mittel für einen Wert von kleiner als 0,2 steht.
Bei den Epoxidharzen der Formel (I) handelt es sich um Diglycidylether von Bisphenol-A, Bisphenol-F und Bisphenol-A/F, wobei A für Aceton und F für Formaldehyd steht, welche als Edukte zur Herstellung dieser Bisphenole dienen. Solche Epoxid-Flüssigharze sind kommerziell erhältlich, z.B. unter den Bezeichnungen Araldite® von Huntsman, D.E.R.® von Dow, Epikote®von Momentive, Epalloy®von CVC, Chem Res® von BASF oder Beckopox® von Allnex.
Weitere geeignete aromatische Epoxidharze sind die Glycidylisierungsprodukte von:
Dihydroxybenzol-Derivaten wie Resorcin, Hydrochinon und Brenzkatechin; weiteren Bisphenolen oder Polyphenolen wie Bis-(4-hydroxy-3- methylphenyl)-methan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-methylyphenyl)-propan (Bisphenol-C), Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis-(3,5- dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl)- propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-tert.-butylphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4- hydroxyphenyl)-butan (Bisphenol-B), 3,3-Bis-(4-hydroxyphenyl)-pentan, 3,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-hexan, 4,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-heptan, 2,4- Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4- hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan (Bisphenol-Z), 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan
(Bisphenol-TMC), 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-1 -phenylethan, 1 ,4-Bis[2-(4- hydroxyphenyl)-2-propyl]-benzol) (Bisphenol-P), 1 ,3-Bis-[2-(4- hydroxyphenyl)-2-propyl]-benzol) (Bisphenol-M), 4,4'-Dihydroxydiphenyl (DOD), 4,4'-Dihydroxybenzophenon, Bis-(2-hydroxynapht-1 -yl)-methan, Bis-(4-hydroxynapht-1 -yl)-methan 1 ,5-Dihydroxy-naphthalin, Tris-(4- hydroxyphenyl)-methan, 1 ,1 ,2,2-Tetrakis-(4-hydroxyphenyl)-ethan Bis-(4- hydroxyphenyl)-ether, Bis-(4-hydroxyphenyl)sulfon; Kondensationsprodukten von Phenolen mit Formaldehyd, die unter sauren Bedingungen erhalten werden, wie Phenol-Novolaken oder Kresol- Novolaken;
aromatischen Aminen, wie Anilin, Toluidin, 4-Aminophenol, 4,4'-Methylen- diphenyldiamin (MDA), 4,4'-Methylendiphenyldi-(N-methyl)-amin, 4,4'-[1 ,4- Phenylen-bis-(1 -methyl-ethyliden)]-bisanilin (Bisanilin-P), 4,4'-[1 ,3- Phenylenbis-(1 -methyl-ethyliden)]-bisanilin (Bisanilin-M).
In einer weiteren Ausführungsform kann es sich beim Epoxidharz um ein aliphatisches oder cycloaliphatisches Epoxidharz handeln, wie z.B.
Diglycidylether;
ein Glycidylether eines gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offen kettigen C2- bis C30-Diols, wie z.B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Hexandiol, Octandiol, ein Polypropylenglykol, Dimethylolcyclohexan, Neopentylglykol;
ein Glycidylether eines tri- oder tetrafunktionellen, gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen Polyols wie Rizinusöl, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Pentaerythrol, Sorbit oder Glycerin, sowie alkoxyliertes Glycerin oder alkoxyliertes Trimethylolpropan;
ein hydriertes Bisphenol-A-, -F- oder -A/F-Flüssigharz, beziehungsweise die Glycidylisierungsprodukte von hydriertem Bisphenol-A, -F oder -A F; ein N-Glycidylderivat von Amiden oder heterocyclischen Stickstoffbasen, wie Triglycidylcyanurat und Triglycidylisocyanurat, sowie Umsetzungsprodukte von Epichlorhydrin und Hydantoin.
Weitere Beispiele für einsetzbare Epoxidharze sind Epoxidharze, die aus der Oxidation von Olefinen hergestellt wurden, beispielsweise aus der Oxidation von Vinylcylohexen, Dicyclopentadien, Cyclohexadien, Cyclododecadien, Cyclododecatrien, Isopren, 1 ,5-Hexadien, Butadien, Polybutadien oder Divinylbenzol. Weitere Beispiele für einsetzbare Epoxidharze sind ein Bisphenol-A-, -F- oder - A/F-Festharz, die aufgebaut sind, wie die vorstehend genannten Epoxid- Flüssigharze der Formel (I), außer dass der Index s einen Wert von 2 bis 12 aufweist. Weitere Beispiele sind alle vorstehend genannten Epoxidharze, die durch die Umsetzung mit mindestens einem Polyoxyalkylenpolyol hydrophil modifiziert sind.
Bevorzugt als Epoxidharz sind Bisphenol-A-, -F- oder -A/F-Fest- oder Flüssigharze, wie sie z.B. kommerziell von Dow, Huntsman und Momentive erhältlich sind. Besonders bevorzugt werden als Epoxidharze Diepoxide aus einem Bisphenol-A-, Bisphenol-F- und Bisphenol-A/F-Diglycidylether eingesetzt, insbesondere solche mit einem Epoxid-Equivalentgewicht von 156 bis 250 g/Eq, z.B. die Handelsprodukte Araldite® GY 250, Araldite® PY 304, Araldite® GY 282 (von Huntsman); D.E.R. ® 331 , D.E.R. ® 330 (von Dow); Epikote® 828, Epikote® 862 (von Momentive), und Ν,Ν-Diglycidylanilin und einem Polyglykol- Diglycidylether, bevorzugt mit einem Epoxy-Equivalentgewicht von 170 bis 340 g/Eq., z.B. die Handelsprodukte D.E.R.® 732 und D.E.R.® 736 (von Dow).
Die Binderkomponente (A) kann gegebenenfalls einen sogenannten Reaktiv- Verdünner enthalten. Dieser wird, wie gesagt, für den organischen Bindemittelanteil dem Epoxidharz zugerechnet. Es können ein oder mehrere Reaktivverdünner eingesetzt werden. Als Reaktivverdünner geeignet sind Mono- und Polyepoxide. Die Zugabe eines Reaktivverdünners zum Epoxidharz bewirkt eine Reduktion der Viskosität, sowie im ausgehärteten Zustand der Epoxid- harz-Zusammensetzung eine Reduktion der Glasübergangstemperatur und der mechanischen Werte.
Beispiele für Reaktivverdünner sind Glycidylether von ein- oder mehrwertigen Phenolen und aliphatischen oder cycloaliphatischen Alkoholen, wie insbeson- dere die bereits als aliphatische oder cycloaliphatische Epoxidharze genannten Polyglycidylether von Di- oder Polyolen, sowie weiterhin insbesondere Phenyl- glycidylether, Kresylglycidylether, p-n-Butyl-phenylglycidylether, p-tert.Butyl- phenylglycidylether, Nonylphenylglycidylether, Allylglycidylether, Butylglycidyl- ether, Hexylglycidylether, 2-Ethylhexylglycidylether, sowie Glycidylether von natürlichen Alkoholen, wie zum Beispiel Cs- bis C10-AI kylglycidylether, C12- bis Ci4-Alkylglycidylether oder C13- bis C15-Alkylglycidylether, kommerziell erhältlich als Erisys® GE-7, Erisys® GE-8 (von CVC) oder als Epilox® P 13 - 19 (von Leuna).
Die Binderkomponente (A) kann nicht-wässrig sein. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Binderkomponente (A) um eine wässrige Binderkomponente (A), d.h. sie enthält Wasser. Die Binderkomponente (A) enthält bevorzugt eine wässrige Epoxidharz-Dispersion, wobei es sich um eine Epoxidharz-Emulsion, ein sogenanntes "emulgierbares Epoxidharz", oder eine Epoxidharz-Suspension handeln kann.
Eine Epoxidharz-Dispersion enthält bevorzugt neben Wasser mindestens ein Epoxidharz, wie es vorgängig genannt wurde, und weiterhin mindestens einen Emulgator, insbesondere einen nichtionischen Emulgator, beispielsweise einen Alkyl- oder Alkylarylpolyglykolether, wie ein polyalkoxyliertes Alkylphenol wie Alkylphenoxypoly-(ethylenoxy)ethanol, beispielsweise ein Polyaddukt aus Nonylphenol und Ethylenoxid, enthaltend pro Mol Nonylphenol bis zu 30 Mol Ethylenoxid, oder bevorzugt einen alkoxylierten Fettalkohol, z.B. einen ethoxylierten Fettalkohol. Epoxidharz-Dispersionen können z.B. einen Festkörpergehalt im Bereich von 40 - 65 Gew.% aufweisen.
Handelsübliche Epoxidharz-Dispersionen sind beispielsweise Sika® Repair / Sikafloor® EpoCem® Modul A (von Sika Schweiz AG), Araldite® PZ 323, Araldite® PZ 756/67, Araldite® PZ 3961 (von Huntsman), XZ 92598.00, XZ 92546.00, XZ 92533.00 (von Dow), Waterpoxy® 1422, Waterpoxy® 1455 (von BASF), Beckopox® EP 384w, Beckopox® EP 385w, Beckopox® EP 386w, Beckopox® EP 2340w, Beckopox® VEP 2381 w (von Allnex).
Ein emulgierbares Epoxidharz enthält bevorzugt mindestens einen Emulgator, wie er bereits oben als Bestandteil einer Epoxidharz-Dispersion erwähnt wurde. Handelsübliche emulgierbare Epoxidharze sind beispielsweise Araldite® PY 340 und Araldite® PY 340-2 (von Huntsman), Beckopox® 122w und Beckopox® EP 147w (von Allnex).
Die Binderkomponente (A) kann gegebenenfalls ein oder mehrere weitere Additive enthalten. Geeignete Additive werden weiter unten erläutert.
Die Härterkomponente (B) umfasst mindestens eine Aminverbindung als Amin- härter und Wasser. Die wässrige Härterkomponente (B) ist vorzugsweise eine flüssige Komponente. Sie kann viskos sein, ist aber im Allgemeinen gießfähig.
Bei der Aminverbindung kann es sich um jede Aminverbindung handeln, die üblicherweise in der Technik als Härter für Epoxidharze eingesetzt werden. Solche Aminhärter sind im Handel erhältlich. Es können eine Aminverbindung oder zwei oder mehr Aminverbindungen eingesetzt werden. Prinzipiell geeignet als Aminverbindungen sind Monoamine, sofern es sich um ein primäres Amin handelt, Verbindungen mit mindestens zwei Aminogruppen sind aber bevorzugter. Bei den Aminogruppen kann es sich um primäre und/oder sekundäre Aminogruppen handeln. Es können gegebenenfalls auch blockierte Aminverbindungen eingesetzt werden.
Beispiele für geeignete Aminverbindungen als Aminhärter sind ein Polyamin, ein Polyaminoamid, ein Polyamin-Polyepoxid-Addukt oder ein Polyaminoamid- Polyepoxid-Addukt und Mischungen davon, die jeweils insbesondere
mindestens zwei Aminogruppen enthalten, wobei die Aminogruppen gegeben- enfalls in blockierter Form vorliegen können, was in der Regel aber nicht bevorzugt ist.
Es kann sich z.B. um aliphatische Polyamine, wie Diethylentriamin, Triethylen- tetramin, Dipropylentriamin, Tetraethylenpentamin, 3-Aminomethyl-3,5,5- trimethylcyclohexylamin, m-Xylylendiamin oder Polyoxypropylendiamin, cycloaliphatische bzw. heterocyclische Polyamine, wie 4,4'-Diamino-3,3'-di- methyldicyclohexylamin, Cyclohexylaminopropylamin oder N-Amino- ethylpiperazin, Polyaminoamide, die z.B. aus einer Dinnerfettsäure und einem Polyamin, wie z.B. Ethylendiamin, erhältlich sind, oder Polyaminoimidazoline handeln. Beispiele für blockierte Aminverbindungen sind z.B. Polyketimine, die durch Umsetzung von Polyaminen mit Ketonen erhalten werden, oder cyanethylierte Polyamine aus der Umsetzung von Polyaminen mit Acrylnitril, wie Dicyandiamid in unmodifizierter oder modifizierter Form.
Häufig werden auch Polyamin-Polyepoxid-Addukte oder Polyaminoamid-Poly- epoxid-Addukte als Aminhärter eingesetzt. Diese werden aus der Umsetzung von Polyaminen oder Polyaminoamiden, z.B. die vorstehend genannten, mit Polyepoxiden erhalten, wobei das Polyamin bzw. Polyaminoamid im Über- schuss eingesetzt wird.
Die Härterkomponente (B) kann gegebenenfalls ein oder mehrere weitere Additive enthalten. Geeignete Additive werden weiter unten erläutert.
Die feste Komponente (C) umfasst ein hydraulisches anorganisches bzw. mineralisches Bindemittel, wobei es sich bevorzugt um einen Zement handelt. Es können auch zwei oder mehr hydraulische anorganische Bindemittel eingesetzt werden. Die Komponente (C) ist eine feste Komponente und vor- zugsweise pulverförmig.
Hydraulische anorganische Bindemittel sind anorganische bzw. mineralische Bindemittel, die mit Wasser auch unter Wasser erhärtbar sind. Hydraulische anorganische Bindemittel schließen hier auch sogenannte latenthydraulische Bindemittel, die unter dem Einwirken von Zusätzen mit Wasser abbinden, wie z.B. Hochofenschlacke, mit ein.
Beispiele für geeignete hydraulische anorganische Bindemittel sind hydraulischer Kalk, Zement, Flugasche, Reisschalenasche, calcinierte
Recyclingprodukte der Papierindustrie, Hüttensand und Hochofenschlacke und Mischungen davon, wobei Zement besonders bevorzugt ist. Es können alle üblichen Zementsorten eingesetzt werden, insbesondere ein Zement gemäß Euronorm EN 197. Natürlich können auch Zementsorten gemäß einer anderen Zementnorm eingesetzt werden. Es kann ein Zement oder eine Mischung verschiedener Zementsorten eingesetzt werden.
Bevorzugt als Zement sind Portlandzemente, Sulfoaluminatzemente und Ton- erdeschmelzzemente, insbesondere Portlandzement. Mischungen von
Zementen können zu besonders guten Eigenschaften führen. Beispiele sind Mischungen von mindestens einem Portlandzement mit entweder mindestens einem Sulfoaluminatzement oder mit mindestens einem Tonerdeschmelzzement. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz von Weißzement.
Die feste Komponente (C) kann ferner ein oder mehrere zusätzliche Additive enthalten. Beispiele sind Calciumsulfat in Form von Anhydrit, Halbhydrat- oder Dihydratgips; und/oder Calciumhydroxid, verschiedene Sand-Typen oder Quarzmehle, Silicastaub, Puzzolane und in der Zementindustrie übliche Hilfs- und Zusatzmittel wie zum Beispiel Verflüssiger, Abbindebeschleuniger, Wasserreduzierer oder Entlüfter/Entschäumer.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die mehrkomponentige Zusammensetzung ein oder mehrere Pigmente als farbgebendes Mittel. Auf diese Weise wird eine gefärbte Zusammensetzung erhalten, aus denen gefärbte Beschichtungen erhalten werden können, was besonders bevorzugt ist. Auf diese Weise können gefärbte
Zusammensetzungen bzw. gefärbte Beschichtungen erhalten werden, die sich von den sonst üblichen grauen Zusammensetzungen bzw. Beschichtungen unterscheiden. Mischungen von zwei oder mehr Pigmenten sind vorteilhaft, um einen gewünschten Farbton zu erzeugen.
Die mehrkomponentige Zusammensetzung ist besonders gut mit Pigmenten in den üblichen Handelsformen kompatibel, so dass eine große Farbtonvielfalt möglich ist. Das oder die Pigmente können in mindestens einer der Komponenten A), B) oder C) und/oder in mindestens einer zusätzlichen Pigmentkomponente D) enthalten sein. Bei den Pigmenten kann es sich um anorganische oder organische Pigmente handeln. Beispiele für anorganische Pigmente sind Titandioxid, Ruß, Bismutpigmente, Eisenoxidpigmente, Chromoxide, Mischphasenoxid-Pigmente, Eisencyanblau, Ultramarin, Kobaltpigmente und Chromatpigmente. Beispiele für organische Pigmente sind Azopigmente und polycyclische Pigmente wie Kupferphthalocyanin-, Chinacridone-, Diketopyrrolopyrrol-, Perylen-,
Isoindolin-, Dioxazin- und Indanthron-Pigmente.
Das Pigment oder Mischungen von Pigmenten können als solche in fester Form, z.B. als Pulver oder Kollerpigment, oder als übliche Pigmentpräparation, z.B. in Form einer Pigmentpaste, eingesetzt werden. Als Pigmente eignen sich alle im Handel erhältlichen Pigmente oder Pigmentpräparationen. In die flüssigen Komponenten (A) und (B) können die Pigmente z.B. direkt verrieben oder als Pigmentpräparation, z.B. als Pigmentpaste, eingebracht werden. In die feste Komponente (C) können das oder die Pigmente in fester Form, z.B. als Kollerpigment, eingemischt werden. Es ist ebenfalls möglich, das oder die Pigmente als Pulver oder Kollerpigment oder Pigmentpräparation, z.B. in Form einer Pigmentpaste, als zusätzliche Pigmentkomponente (D) gesondert aufzubewahren und erst bei Gebrauch mit den anderen Komponenten zu ver- mischen.
Die erfindungsgemäße mehrkomponentige Zusammensetzung ist dahingehend vorteilhaft, dass handelsübliche Pigmente bzw. Pigmentpräparationen leicht homogen in die Zusammensetzung eingemischt werden können, so dass auch von grau verschiedene Farbtöne für die Zusammensetzungen bzw. Beschich- tungen in großer Vielfalt möglich sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die mehrkomponentige Zusammensetzung Sand, wobei der Sand in der festen Komponente (C) und/oder in einer zusätzlichen Komponente enthalten sein kann.
Die mehrkomponentige Zusammensetzung kann neben den drei genannten Komponenten nach Bedarf weitere zusätzliche Komponenten umfassen. Bei- spiele für solche optionalen zusätzlichen Komponenten sind die vorstehend erwähnte Pigmentkomponente (D). Ferner kann z.B. ein Teil des Wassers als eigene Komponente vorliegen, die erst bei Mischung der Komponenten vor Gebrauch zugegeben wird, um die gewünschte Wassermenge einzustellen. Sand kann gegebenenfalls auch in Form einer zusätzlichen eigenen Komponente eingesetzt werden. Auch das organische Salz kann als gesonderte Komponente vorliegen.
Weitere optionale Additive, die insbesondere in der Binderkomponente (A) und/ oder in der Härterkomponente (B), gegebenenfalls aber auch in einer oder mehreren anderen Komponenten enthalten sein können, sind auf diesem Gebiet üblicherweise eingesetzte Additive, wie z.B. nicht-reaktive Verdünner, Lösemittel oder Filmbildehilfsmittel; Reaktivverdünner und Extender, z.B.
Epoxidgruppen-haltige Reaktivverdünner, wie sie bereits erwähnt wurden; Polymere, thermoplastische Polymere; anorganische und organische Füllstoffe, wie z.B. gemahlene oder gefällte Calciumcarbonate, Baryt, Talke, Quarzmehle, Quarzsand, Dolomite, Wollastonite, Kaoline, Glimmer,
Aluminiumoxide, Aluminiumhydroxide, Kieselsäuren, PVC-Pulver oder
Hohlkugeln; Fasern; Beschleuniger, welche die Reaktion zwischen Amino- gruppen und Epoxidgruppen beschleunigen, z.B. Säuren oder zu Säuren hydrolysierbare Verbindungen; Rheologiemodifizierer, wie z.B.
Verdickungsmittel; Haftvermittler, wie z.B. Organoalkoxysilane; Stabilisatoren gegen Wärme, Licht oder UV-Strahlung; flammhemmende Substanzen;
oberflächenaktive Substanzen, wie z.B. Netzmittel, Verlaufsmittel,
Entlüftungsmittel oder Entschäumer; und Biozide.
Bei der erfindungsgemäßen mehrkomponentigen Zusammensetzung handelt es sich um ein Hybridsystem, das ein organisches Bindemittel aus dem mindestens einen Epoxidharz und gegebenenfalls Reaktivverdünner der Binder- komponente (A) und dem Aminhärter der Härterkomponente (B) und ein anorganisches Bindemittel aus dem hydraulischen anorganischen Bindemittel, vorzugsweise Zement, in der festen Komponente (C) umfasst. Das organische Bindemittel ist dabei die Gesamtmenge an Epoxidharz und Aminhärter, wobei, sofern auch Reaktivverdünner eingesetzt wird, dieser bezüglich der Gesamtmenge dem Epoxidharz zugerechnet wird. Die mehrkomponentige Zusammensetzung enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht, mindestens 8 Gew.-%, bevorzugt mindestens 10 Gew.-% und bevorzugter mindestens 1 1 Gew.-% organisches Bindemittel. Im Allgemeinen sind in der mehrkomponentigen Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht, nicht mehr als 40 Gew.-% und bevorzugt nicht mehr als 30 Gew.-% organisches Bindemittel enthalten.
Die mehrkomponentige Zusammensetzung enthält ferner bevorzugt 0,5 Gew.- % bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 ,5 Gew.-% bis 10 Gew.-% an Pigment als farbgebendem Mittel, bezogen auf das Gesamtgewicht. Die mehrkomponentige Zusammensetzung enthält ferner bevorzugt 8 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bevorzugt 15 Gew.-% bis 40 Gew.-%, hydraulisches
anorganisches Bindemittel, vorzugsweise Zement oder Zement in Kombination mit einem anderen hydraulischen anorganischen Bindemittel. Das Mischungsverhältnis zwischen der Binderkomponente (A) und der Härterkomponente (B) kann in breiten Bereichen variieren. Es wird bevorzugt so gewählt, dass in der mehrkomponentigen Zusammensetzung das stöchio- metrische Verhältnis von Epoxidfunktionalität zu Aminfunktionalität im Bereich von 0,75 bis 1 ,25 (bzw. 75 bis 125%) liegt.
Die Menge an Wasser in der mehrkomponentigen Zusammensetzung kann ebenfalls in breiten Bereichen variieren, wobei die Menge an Wasser in der mehrkomponentigen Zusammensetzung vorzugsweise so gewählt wird, dass das Gewichtsverhältnis von Wasser zu hydraulischem anorganischem Binde- mittel, bevorzugt Zement, im Bereich von 0,3 bis 0,8 liegt. Wasser ist in der Härterkomponente (B) enthalten. Wasser kann auch in der Binderkomponente (A) enthalten sein, was auch bevorzugt ist. Ferner kann ein Teil des Wassers auch als eigene Komponente gesondert zugegeben werden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines ableitfähigen Beschichtungssystems, vorzugsweise eines Bodenbesch ichtungssystems, umfassend eine ableitfähige Beschichtung oder eine ableitfähige Versiegelung aus der erfindungsgemäßen mehrkomponentigen Zusammensetzung, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: a) Mischen der
Binderkomponente (A) und der wässrigen Härterkomponente (B), b) Zugabe der festen Komponente (C) zu der in Schritt a) erhaltenen Mischung unter Rühren, um eine Beschichtungszusammensetzung zu erhalten, c) Aufbringen der erhaltenen Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat, d) gegebenenfalls Glätten oder Entlüften der aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung und e) Aushärten der aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung, um die ableitfähige Beschichtung oder Versiegelung zu erhalten, wobei, sofern keine der Komponenten (A), (B) und (C) organisches Salz enthält, eine Komponente (D) umfassend das mindestens eine organische Salz, in Schritt a) und/oder Schritt b) zugemischt wird.
Das Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung und die Aushärtung erfolgen vorteilhaft z.B. bei Temperaturen im Bereich von 5 bis 40°C.
Wie erläutert, kann die mehrkomponentige Zusammensetzung auch ein oder mehrere zusätzliche Komponenten umfassen. Die Art und Reihenfolge der Zugabe der zusätzlichen Komponenten zur Mischung der Zusammensetzung ist beliebig, vorzugsweise werden aber eine oder mehrere zusätzliche flüssige Komponenten, sofern eingesetzt, in Schritt a) zugemischt. Eine oder mehrere zusätzliche feste Komponenten, sofern eingesetzt, werden bevorzugt in Schritt b) zugemischt.
Bei dem Substrat kann es sich um jedes beliebiges Material handeln. Vorzugs- weise handelt es sich um einen Bodenbelag, z.B. aus Beton, Mörtel oder
Estrich, der gegebenenfalls eine Beschichtung, wie eine Kratzspachtelung oder eine Grundierung und/oder eine andere Beschichtung, aufweisen kann. Bei der anderen Beschichtung des Substrats, auf die die Beschichtungs- Zusammensetzung aus der erfindungsgemäßen mehrkomponentigen
Zusammensetzung gegebenenfalls aufgebracht wird, kann es sich
insbesondere um Schichten handeln, wie sie für den Aufbau eines
ableitfähigen Beschichtungssystems üblich sind. Diese werden später diskutiert.
Mit dem Mischen der mehrkomponentigen Zusammensetzung beginnt die Aushärtungsreaktion. Die Epoxygruppen des Epoxidharzes und gegebenenfalls des Reaktivverdünners reagieren mit den reaktiven NH-Wasserstoffen unter Bildung der organischen Bindemittelmatrix, während das hydraulische anorganische Bindemittel mit dem Wasser unter Hydratationsreaktionen die anorganische Bindemittelmatrix bildet, wodurch die Zusammensetzung schließlich aushärtet. Auf diese Weise werden ableitfähige Beschichtungen oder Versiegelungen erhalten.
Die Erfindung betrifft auch ein ableitfähiges Beschichtungssystem oder Bodenbeschichtungssystem, insbesondere zum Schutz vor elektrostatischer Entladung, umfassend eine ableitfähige Beschichtung oder eine ableitfähige Versiegelung, wobei die ableitfähige Beschichtung oder Versiegelung aus der erfindungsgemäßen mehrkomponentigen Zusammensetzung wie vorstehend beschrieben gebildet ist. Das ableitfähige Beschichtungssystem kann nach dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden. Ableitfähige Schichten können auch als elektrostatisch ableitfähige Schichten bezeichnet werden. Sie ermöglichen gegenüber nicht ableitfähigen oder isolierenden Schichten eine Ableitung von sich bildender elektrostatischer Ladung. Ableitfähige Schichten besitzen hierfür eine gewisse elektrische Leitfähigkeit. Ableitfähige und nicht ableitfähige Schichten sind dem Fachmann bekannt.
Die Abieitfähigkeit einer Schicht kann z.B. über den Erdableitwiderstand der Schicht bestimmt werden. Wie hier verwendet und sofern nicht anders angegeben, kann der Erdableitwiderstand einer Schicht gemäß der Norm IEC 61340-4-1 bestimmt werden. Hier und gemäß der Normen IEC 61340-4-1 und IEC 61340-5-1 gilt eine Schicht als ableitfähig oder elektrostatisch ableitfähig, wenn sie einen Erdableitwiderstand von kleiner als 109 Ohm aufweist. Schichten mit einem größeren Erdableitwiderstand sind nicht ableitfähig. Der Erdableitwiderstand wird dabei bei den Schichten, die sich in verlegter Form befinden, bestimmt wie in IEC 61340-4-1-beschrieben.
Der Erdableitwiderstand sowie der Systemwiderstand gemäß der Normenserie IEC 61340 kann in breiten Bereichen variieren, soweit die Abieitfähigkeit gegeben ist. Die ableitfähige Beschichtung oder Versiegelung weist z.B.
geeigneterweise eine Erdableitwiderstand bzw. einen Systemwiderstand von kleiner als 109 Ohm und bevorzugt nicht mehr als 5 x 108 Ohm auf, der Erdableitwiderstand kann z.B. bevorzugt im Bereich von 104 Ohm bis 5 x 108 Ohm liegen. Die Spannung, mit der sich ein Körper unter definierten
Bedingungen wie in IEC 61340-4-5 beschrieben (sogenannte„Body Voltage") aufladen darf, ist dabei gemäß IEC 61340-5-1 bevorzugt auf kleiner 100 Volt beschränkt. Die Schichtdicke der ableitfähigen Beschichtung oder Versiegelung kann ebenfalls in breiten Bereichen variieren und je nach Einsatzzweck ausgewählt werden. Die ableitfähige Beschichtung weist z.B. eine Schichtdicke von weniger als 7 mm, geeigneterweise im Bereich von 5 bis 0,5 mm bevorzugt von 3 bis 1 mm auf.
In dem ableitfähigen Beschichtungssystem kann eine Erdungseinrichtung zur Erdung des Beschichtungssystems angeordnet sein. Das Beschichtungssystem kann gegebenenfalls eine Leitlackschicht umfassen. Das ableitfähige Beschichtungssystem kann ein, zwei oder mehr ableitfähige Schichten umfassen. Bei zwei oder mehr ableitfähigen Schichten im
ableitfähigen Beschichtungssystem kann nur eine oder beide oder alle ableitfähigen Schichten aus der erfindungsgemäßen mehrkomponentigen Zusammensetzung gebildet sein. Es kann aber auch nur eine ableitfähige Schicht aus der erfindungsgemäßen mehrkomponentigen Zusammensetzung gebildet sein, während für die andere eine übliche ableitfähige Schicht nach dem Stand der Technik verwendet werden kann.
Ein Beispiel für einen Aufbau eines ableitfähigen Beschichtungssystems ist in Fig. 1 zur Veranschaulichung dargestellt. Das Beschichtungssystem umfasst auf einem Untergrund 1 zum Schutz vor elektrostatischer Entladung in dieser Reihenfolge eine Grundierung 2 und gegebenenfalls eine Egalisierung auf dem Untergrund 1 , eine optionale nicht ableitfähige Beschichtung 3 und eine ableitfähige Beschichtung oder Versiegelung 4.
Ein weiteres Beispiel für einen Aufbau eines ableitfähigen Beschichtungssystems ist in Fig. 2 zur Veranschaulichung dargestellt. Er besteht aus folgenden Einzelschichten:
1 . Ableitfähige Dünnbeschichtung bzw. Versiegelung 4.
2. Ableitfähige dickschichtige Beschichtung 6 (z.B. 104 - 108 Ohm)
3. Leitlack 5 und Leitset beispielsweise aus Kupferbändern zur Erdung des Systems
4. Grundierung 2 und optionale Kratzspachtelung
5. Untergrund 1 , z.B. Beton
Die in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen ableitfähigen Schichten können aus der erfindungsgemäßen mehrkomponentigen Zusammensetzung gebildet sein. In Fig. 2 kann eine der ableitfähigen Schichten aus der erfindungsgemäßen mehrkomponentigen Zusammensetzung und die andere aus einer üblichen ableitfähigen Schicht nach dem Stand der Technik gebildet sein oder beide ableitfähigen Schichten können aus der erfindungsgemäßen
mehrkomponentigen Zusammensetzung gebildet sein.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen
mehrkomponentigen Zusammensetzung zur Bildung von ableitfähigen Beschichtungen oder Versiegelungen in Bodenbeschichtungssystennen, insbesondere ESD-Bodenbeschichtungssystemen. Bei den Bodenbeschichtungssystennen handelt es sich z.B. um Böden für Reinräume, Produktionsstätten, Montagestätten, Labore, Lager, insbesondere
Lösungsmittellager, oder medizinisch genutzte Räume.
Es folgen Beispiele zur Erläuterung der Erfindung, die aber in keiner Weise den Umfang der Erfindung beschränken sollen. Beispiele
Folgende Handelsprodukte werden verwendet:
D.E.H. 804 wässriger Aminhärter, Polyamin-Polyepoxid-Addukt,
Feststoffgehalt 70 Gew.%, Dow Chemical Company
Byk-019® siliconhaltiger Entschäumer, Byk
EFKA®-2550 Entschäumer, modifiziertes Polydimethylsiloxan,
BASF
Hostatint®Weiss R 30 bindemittelfreie wässrige Pigmentpräparation,
Pigmentgehalt 70 Gew.-%, Clariant
Colanyl®Blau B2G 131 bindemittelfreie wässrige Pigmentpräparation,
Pigmentgehalt 47 Gew.-%, Clariant
Hostatint®Rosa E 30 bindemittelfreie wässrige Pigmentpräparation,
Pigmentgehalt 42 Gew.-%, Clariant
ColanyrSchwarz N 131 bindemittelfreie wässrige Pigmentpräparation,
Pigmentgehalt 40 Gew.-%, Clariant
Sika® Repair / Sikafloor wässrige Epoxidharz-Dispersion,
EpoCem® Modul A Festkörpergehalt ca. 64%, EEW 295
Sika Schweiz AG
Sikafloor®-81 pulverförmige zementhaltige Komponente,
EpoCem® (C) Zementgehalt ca. 37%, Sika Schweiz AG
Weißzement Zement CEM I 52,5R, Valderrivas Beispiel
Es wurde eine dreikomponentige Zusammensetzung mit den Bestandteilen gemäß nachstehender Tabelle 1 formuliert. Ferner wird in der Tabelle angegeben, in welcher der Komponenten (Binderkomponente A,
Härterkomponente B bzw. feste Komponente C) sich der Bestandteil befindet. In Tabelle 2 sind Eigenschaften der Zusammensetzung wiedergegeben.
Tabelle 1 Zusammensetzung
Tabelle 2 Eigenschaften
Wert
organ. Bindemittelgehalt [Gew.-%] 14,0
Pigmentgehalt [Gew.-%] 1 ,3
Zementgehalt (Z) [Gew.-%] 25,7
Wassergehalt (W) [Gew.-%] 12,1
W/Z Verhältnis 0,47
stöchiometrisches Verhältnis [in %] 92,4
Dichte der noch flüssigen Mischung [g/ml] 1 ,9
Haftzugwert nach 7d bei 23°C 50%r.F.
(>50% Betonbruch bei C20/25) [N/mm2] >2
Aminzahl [mg KOH/g] 154 Viskosität Amin Komponente:
(D50 1/s bei 23°C) [mPas] 200
Viskosität Epoxy Komponente:
(D50 1/s bei 23°C) [mPas] 400
Shore D (7d 23°C 50%r.F.) 78
Herstellung der Komponente B:
Die wässrige Aminverbindung wird in einem geeigneten Gefäß vorgelegt und die weiteren Rohstoffe unter Rühren mit einem Dissolver in der angegebenen Reihenfolge zugegeben.
Herstellung der Beschichtungszusammensetzung:
Zur Herstellung der Mischung wurden die Komponenten A, B und C in einem Mischungsverhältnis von 50/60/250 gemischt. Die Komponenten A und B wurden im angegebenen Mischungsverhältnis mit einem Flügelrührer gemischt und nach guter Durchmischung (ca. 1 -2 Minuten) wurde die Komponente C kontinuierlich zugegeben und für weitere ca. 3 Minuten gemischt.
Beschichtungsbeispiel gemäß Fig.1 (ohne Schicht 3):
Die Formulierung gemäß Beispiel wurde auf eine mit einem EP-Harz
grundierte und mit einem selbstklebenden Kupferband versehene
Faserzementplatte gegossen und mit einer Zahnrakel gleichmäßig verteilt.
Anschließend wird die Formulierung noch durch Stacheln entlüftet. Der
Materialverbrauch bei diesem Beispiel beträgt ca. 4kg/m2, so dass eine ca. 2mm dicke Beschichtung erhalten wird. Die Verarbeitung entspricht dabei einem klassischen lösungsmittelfreien EP-System. Die nach Erhärten erhaltene Oberfläche weist eine seidenmatte Optik auf.
Tabelle 3 erreichte Abieitfähigkeit des Aufbaus nach Fig. 1 (ohne Schicht 3):
Anforderung gemäß
Alter der Beschichtung Temperatur Luftfeuchte Maximum
IEC 61340-4-1
[d] [°C] [%] [kQ]
[kQ]
1 23 40 14
7 21 39 37
< 1000.000
28 22 32 53
66 21 ,6 33 1.750 Beschichtungsbeispiel gemäß Fig. 2 (ohne Schicht 6):
Auf eine Faserzementplatte wird eine Grundierung wie z.B. Sikafloor-161 , ein selbstklebendes Kupferband und ein Leitfilm wie Sikafloor-220W conductive aufgebracht. Darauf wird die Formulierung gemäß Beispiel gegossen und mit einer Zahnrakel gleichmäßig verteilt. Anschließend wird die Formulierung noch durch Stacheln entlüftet. Der Materialverbrauch bei diesem Beispiel beträgt ca. 4kg/m2, so dass eine ca. 2mm dicke Beschichtung erhalten wird. Die
Verarbeitung entspricht dabei einem klassischen lösungsmittelfreien EP- System. Die nach Erhärten erhaltene Oberfläche weist eine seidenmatte Optik auf.
Tabelle 4 erreichte Abieitfähigkeit des Aufbaus nach Fig. 2 (ohne Schicht 6):
Bezugszeichenliste
1 Unterlage
2 Grundierung
3 nicht ableitfähige (isolierende) Schicht
4 ableitfähige Beschichtung oder Versiegelung
5 Leitlack
6 ableitfähige Beschichtung oder Versiegelung

Claims

Patentansprüche
Mehrkomponentige Zusammensetzung, umfassend
A) eine Binderkomponente (A) umfassend mindestens ein
Epoxidharz,
B) eine wässrige Härterkomponente (B) umfassend mindestens eine Aminverbindung als Aminhärter und Wasser und
C) eine feste Komponente (C) umfassend mindestens ein hydraulisches anorganisches Bindemittel, vorzugsweise Zement, wobei die mehrkomponentige Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht, mindestens 8 Gew.-% organisches Bindemittel enthält, wobei die Gesamtmenge an Epoxidharz und Aminhärter das organische Bindemittel darstellt, und
wobei die mehrkomponentige Zusammensetzung mindestens ein organisches Salz enthält.
Mehrkomponentige Zusammensetzung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das organische Salz ausgewählt ist aus einem Tetraalkylammoniumsalz, Tetraalkylphosphoniumsalz, Imidazoliumsalz, Pyrrolidiniumsalz, Dicyanamid oder Pyridiniumsalz.
Mehrkomponentige Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine organische Salz in der Komponente A, B, C oder einer zusätzlichen Komponente D enthalten ist, wobei es bevorzugt in Komponente B enthalten ist
Mehrkomponentige Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrkomponentige Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht, 0,5 bis 15 Gew.- % des mindestens einen organischen Salzes enthält.
5. Mehrkomponentige Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrkomponentige Zusammensetzung ferner mindestens ein Pigment als farbgebendes Mittel in mindestens einer der Komponenten A), B) oder C) und/oder in mindestens einer zusätzlichen Pigmentkomponente D) umfasst, wobei das Pigment bevorzugt in Form einer Pigmentpräparation eingesetzt wird, und/oder wobei die mehrkomponentige Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht, vorzugsweise 0,5 Gew.-% bis
20 Gew.-% an dem mindestens einen Pigment als farbgebendes Mittel enthält.
Mehrkomponentige Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrkomponentige Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht, 8 Gew.-% bis 50 Gew.-% an hydraulischem anorganischem Bindemittel enthält.
Mehrkomponentige Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrkomponentige Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht, nicht mehr als 40 Gew.-% organisches Bindemittel enthält.
Verfahren zur Herstellung eines ableitfähigen Beschichtungssystems, vorzugsweise eines Bodenbeschichtungssystems, umfassend eine ableitfähige Beschichtung oder eine ableitfähige Versiegelung aus einer mehrkomponentigen Zusammensetzung nach irgendeinem der
Ansprüche 1 bis 7, umfassend
a) Mischen der Binderkomponente (A) und der wässrigen Härterkomponente (B),
b) Zugabe der festen Komponente (C) zu der in Schritt a) erhaltenen Mischung unter Rühren, um eine Beschichtungszusammen- setzung zu erhalten,
c) Aufbringen der erhaltenen Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat,
d) gegebenenfalls Glätten oder Entlüften der aufgebrachten
Beschichtungszusammensetzung und e) Aushärten der aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung, um die ableitfähige Beschichtung oder Versiegelung zu erhalten, wobei, sofern keine der Komponenten (A), (B) und (C) organisches Salz enthält, eine Komponente (D) umfassend das mindestens eine organische Salz, in Schritt a) und/oder Schritt b) zugemischt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) eine oder mehrere zusätzliche flüssige Komponenten zugemischt werden und/oder in Schritt b) eine oder mehrere zusätzliche feste Komponenten zugemischt werden.
10. Ableitfähiges Beschichtungssystem, insbesondere
Bodenbeschichtungssystem, umfassend eine ableitfähige Beschichtung oder eine ableitfähige Versiegelung, wobei die ableitfähige
Beschichtung oder Versiegelung aus der mehrkomponentigen
Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 gebildet ist.
1 1 . Ableitfähiges Beschichtungssystem nach Anspruch 10, erhältlich nach einem Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9.
12. Ableitfähiges Beschichtungssystem nach Anspruch 10 oder Anspruch 1 1 , wobei die ableitfähige Beschichtung oder Versiegelung einen
Erdableitwiderstand von kleiner als 109 Ohm, bestimmt gemäß
IEC 61340-4-1 , aufweist.
13. Ableitfähiges Beschichtungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 12, wobei in dem Beschichtungssystem eine Erdungseinrichtung zur Erdung des Beschichtungssystems angeordnet ist und/oder das
Beschichtungssystem gegebenenfalls eine Leitlackschicht umfasst.
14. Verwendung einer mehrkomponentigen Zusammensetzung nach
irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 zur Bildung von ableitfähigen
Beschichtungen oder ableitfähigen Versiegelungen in Beschichtungssystemen oder Bodenbeschichtungssystemen, insbesondere zum Schutz vor elektrostatischer Entladung.
15. Verwendung nach Anspruch 14 für Bodenbeschichtungssysteme in
Reinräumen, Produktionsstätten, Montagestätten, Laboren, Lagern, insbesondere Lösungsmittellagern, und medizinisch genutzten Räumen.
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