EP4208514A1 - Transparente elektrisch leitende epoxidharz-beschichtung und elektrostatisch ableitfähiger boden - Google Patents

Transparente elektrisch leitende epoxidharz-beschichtung und elektrostatisch ableitfähiger boden

Info

Publication number
EP4208514A1
EP4208514A1 EP21769984.2A EP21769984A EP4208514A1 EP 4208514 A1 EP4208514 A1 EP 4208514A1 EP 21769984 A EP21769984 A EP 21769984A EP 4208514 A1 EP4208514 A1 EP 4208514A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
epoxy resin
resin coating
zinc oxide
weight
electrically conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21769984.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oguz SARIOGLU
Jochen Grötzinger
Thomas Pusel
Uwe Von Der Brüggen
Michael Byrne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
Publication of EP4208514A1 publication Critical patent/EP4208514A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00—Flooring
    • E04F15/12—Flooring or floor layers made of masses in situ, e.g. seamless magnesite floors, terrazzo gypsum floors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes

Definitions

  • the invention relates to electrically conductive epoxy resin coatings and their use in electrostatically conductive floors.
  • Electrostatically dissipative floors also called ESD floors (for “electrostatic dissipative")
  • ESD floors for “electrostatic dissipative”
  • They are used to divert electrostatic charges that arise in a room, for example when walking or driving, to earth via shoes and the floor. This avoids spontaneous electrostatic discharges, which can lead to defects or malfunctions in the production or handling of sensitive products or instruments.
  • An electrostatically dissipative floor must have such a low electrical resistance to the earth that charges can be reliably discharged, but only be sufficiently dissipative that people's health is not endangered when they come into contact with electricity.
  • DIN EN 61340-4-1 describes a test method for determining the electrical resistance of floor coverings and laid floors
  • DIN EN 61340-4-5 describes electrostatic safety with regard to electrical resistance and the chargeability of people, shoes and floor coverings rated in combination.
  • Floors based on epoxy resin are particularly robust in terms of mechanical stress and resistance to many substances. They are therefore particularly suitable for heavily used industrial production areas.
  • An electrostatically dissipative floor system based on epoxy resin must meet a number of properties. It should build up reliable adhesion on different substrates and be installable with as little effort as possible. The electrostatic charges picked up by the floor should be reliably discharged downwards. For this purpose, a so-called control system with copper strips or wires that are connected to earth is laid under the coating.
  • the epoxy resin coating should be easy to install and compatible with the underlying control system and, after curing, should have an aesthetically pleasing, even surface with high hardness and low brittleness.
  • the epoxy resin coating should have a low viscosity at ambient temperatures with good leveling and good deaeration and have a long open time, but should still cure as quickly as possible and not develop any curing problems such as residual tack, spots or cloudiness.
  • sand can be sprinkled on the surface, which is covered with a seal.
  • the coated floor should have an electrical resistance in the range of about 10 5 to 10 8 ohms and be robust and resilient.
  • Floors made from synthetic resins such as epoxy resins are insulators.
  • electrical conductivity There are various ways of achieving electrical conductivity.
  • the use of ionic liquids or organic salts soluble in the synthetic resin matrix, which provide electrical conductivity, is known. However, this slows down hardening and massively reduces the mechanical and chemical resistance of the floor, and the electrical resistance is heavily dependent on the prevailing humidity.
  • conductive solid particles can be added. Metals, for example, are suitable for this, with these having a strong inherent color and due to their high specific weight settling so heavily on the bottom of the container during storage of the still liquid composition that homogeneous stirring and distribution in the coating is difficult. This leads to inconsistent electrical resistance and zones of under-conductivity.
  • nanotubes made of carbon the wall of which consists of individual layers of graphite, so-called graphene.
  • carbon nanotubes enable good conductivity with a uniform resistance over a large area, largely independent of humidity. Because of their high surface area, however, they have a strong thickening effect, and they darken a composition despite the very small amount used in terms of weight. This dark coloring can be compensated for with the use of light pigments, such as titanium dioxide in particular, so that floors in light shades are also accessible.
  • the use of pigments prevents the formulation of transparent coatings.
  • a transparent, electrically conductive epoxy resin coating which is suitable for the transparent sealing of electrostatically dissipative floors, in particular sanded surfaces with a flawless appearance and reliable conductivity largely independent of the humidity, is not known from the prior art.
  • Electrostatically dissipative floors based on epoxy resin are described, for example, in EP 1,437,182, where carbon fibers are used as conductive fillers.
  • the object of the present invention is therefore to provide a transparent, electrically conductive epoxy resin coating with an electrical resistance that is largely independent of atmospheric humidity and a flawless, aesthetically pleasing surface, which is suitable as part of a electrostatically dissipative floor system, especially as a transparent seal for sanded surfaces.
  • this object is achieved with the use of a combination of carbon nanotubes and at least one zinc oxide as described in claim 1.
  • the use according to the invention enables transparently sealed, electrostatically dissipative floor systems with a flawless surface and an electrical resistance that is largely independent of the humidity in the air. Reliable electrical conductivity is achieved with carbon nanotubes alone, but an undesirable dark tint is created, which is too dark for a transparent coating.
  • an aluminum-doped zinc oxide also enables electrical conductivity, it has to be used in such a large amount that an undesirable whitish, non-transparent aspect arises.
  • the use of a combination of carbon nanotubes and at least one zinc oxide, in particular an aluminum-doped zinc oxide enables good electrical conductivity with high transparency, with the slightly brightening effect of the zinc oxide surprisingly well compensating for the darkening caused by the carbon nanotubes, especially in the preferred ones Amounts.
  • the use according to the invention thus enables transparent, electrically conductive epoxy resin coatings with good storage stability and good processability, in particular as self-leveling and/or rolled-up liquids with good flow and good ventilation and reliable, rapid curing with a sufficiently long pot life.
  • the coating After curing, the coating has a uniform electrical resistance, largely independent of the humidity, a highly aesthetic, mechanically and chemically highly resilient surface without inhomogeneities such as streaks, spots, cloudiness or craters, good adhesion to many substrates, especially sand particles , and such a high transparency that the color and structure of the sand and the underlying coating remain clearly visible after overcoating.
  • a coating is particularly suitable as a transparent sealing of electrostatically dissipative floors sprinkled with electrically conductive quartz sand.
  • the use according to the invention also makes possible, in particular, transparent coatings with particularly low organic emissions Substances after curing, which are suitable for use in hospitals or clean rooms.
  • Electrostatically dissipative floor systems which have a transparently sealed surface sprinkled with sand, are aesthetically pleasing, durable, easy to clean and enable particularly good slip resistance.
  • the sealing protects the surface from excessive dirt and sand particles breaking out under mechanical stress.
  • the invention relates to the use of a combination of carbon nanotubes and at least one zinc oxide to produce a transparent, electrically conductive epoxy resin coating.
  • Carbon nanotubes are carbon tubes with a diameter in the nanometer range, in particular in the range from 1 to 50 nm, and a wall made of one or more layers of graphene, i.e. carbon with carbon atoms arranged in a ring.
  • a zinc oxide is referred to as "doped" into which small amounts of foreign ions have been introduced, which are not naturally present and change the electrical properties of the zinc oxide.
  • a composition is referred to as “storable” if it can be stored at room temperature in a suitable container for a longer period of time, typically for at least 3 months up to 6 months or more, without its application or usage properties deteriorating due to storage modified to an extent relevant to their use.
  • a “thinner” is a substance that is soluble in an epoxy resin and reduces its viscosity, which is not chemically bound into the epoxy resin polymer during curing.
  • a technical polyepoxide with a glass transition temperature below 25°C is referred to as "epoxy liquid resin”.
  • Molecular weight is the molar mass (in grams per mole) of a molecule.
  • the number average Mn of a polydisperse mixture of oligomeric or polymeric molecules is referred to as the "average molecular weight”. It is determined using gel permeation chromatography (GPC) against polystyrene as a standard.
  • the “pot life” is the period of time from the mixing of the components of an epoxy resin composition, within which the composition can be processed without losses.
  • the “gel time” refers to the period of time from mixing the components of an epoxy resin composition until they gel.
  • a “primary amino group” means an amino group attached to a single organic residue and bearing two hydrogen atoms; a “secondary amino group” denotes an amino group which is bonded to two organic radicals, which can also jointly be part of a ring, and which carries a hydrogen atom; and a “tertiary amino group” denotes an amino group which is bonded to three organic radicals, which can also be two or three parts of one or more rings, and does not carry a hydrogen atom.
  • amine hydrogen The hydrogen atoms of primary and secondary amino groups are referred to as “amine hydrogen”.
  • amine hydrogen equivalent weight refers to the mass of an amine or an amine-containing composition that contains one molar equivalent of amine hydrogen.
  • a temperature of 23 °C is referred to as "room temperature”.
  • Weight percent (weight %) abbreviated wt .-%, denote mass fractions of a component of a composition or a molecule, based on the entire composition or molecule unless otherwise indicated.
  • the terms “mass” and “weight” are used synonymously in this document.
  • Carbon nanotubes are industrially manufactured and commercially available in various qualities. They have interesting properties for different areas of application. In particular, they are electrically conductive.
  • Single-wall carbon nanotubes so-called “single-wall carbon nanotubes”, are particularly suitable as carbon nanotubes.
  • a liquid carrier material in particular in a liquid which is highly compatible with epoxy resin compositions, in particular an alkyl glycidyl ether, a fatty acid ester or an ethoxylated alcohol.
  • a dispersion with 10% by weight of carbon nanotubes is preferred, in particular in an alkyl glycidyl ether, in particular a C12 to C14 alkyl glycidyl ether, such as is also used as a reactive diluent for epoxy resins.
  • an alkyl glycidyl ether in particular a C12 to C14 alkyl glycidyl ether, such as is also used as a reactive diluent for epoxy resins.
  • Such a dispersion is commercially available, for example as Tuball® Matrix 207 (from OCSiAl).
  • a very small amount of carbon nanotubes is preferably used.
  • a dispersion with 10% by weight of carbon nanotubes is preferably used in an amount in the range from 0.01 to 0.1% by weight, particularly preferably 0.01 to 0.05% by weight, in particular 0.01 to 0.03% by weight, based on the entire epoxy resin coating .
  • the zinc oxide is preferably a fine powder.
  • the powder preferably has a particle size in the range from 0.1 to 100 ⁇ m, particularly preferably from 0.1 to 50 ⁇ m, in particular from 0.1 to 10 ⁇ m.
  • Such a powder is also referred to as a filler.
  • As a powder it is white in colour, in finely divided form it is highly transparent and has a whitening effect.
  • the zinc oxide is preferably doped with at least one further metal.
  • Zinc oxide naturally only has a low electrical conductivity, which is increased by the doping.
  • Aluminum, antimony, tellurium, tungsten or indium are particularly suitable for doping. Aluminum is preferred. This doping is particularly advantageous for reasons of cost and toxicity.
  • An aluminum-doped zinc oxide is therefore particularly preferred. This is easily accessible, low-toxic and, in combination with the carbon nanotubes, enables epoxy resin coatings with high transparency and good electrical conductivity.
  • the aluminum-doped zinc oxide preferably contains at most 5% by weight aluminum oxide and at least 95% by weight zinc oxide.
  • a suitable aluminium-doped zinc oxide is commercially available, for example as ZnO-23K (from Itochu).
  • the zinc oxide, in particular aluminum-doped zinc oxide is preferably used in an amount in the range from 0.5 to 5% by weight, based on the total epoxy resin coating.
  • An amount in the range from 1 to 3% by weight is particularly preferred.
  • the carbon nanotubes are particularly preferred in an amount in the range from 0.001 to 0.005% by weight, in particular 0.001 to 0.003% by weight, and the zinc oxide in an amount in the range from 0.5 to 5% by weight, in particular 1 to 3% by weight. , used.
  • At least one electrically conductive quartz sand is preferably used in addition to the carbon nanotubes and the zinc oxide.
  • a particularly suitable electrically conductive quartz sand is a quartz sand coated with an electrically conductive synthetic resin, which in particular has a grain size in the range from 0.1 to 1.3 mm.
  • Such quartz sands are commercially available, for example as Granucol® Conduct 2.0 (from Dorfner).
  • a hardened surface with protruding sand particles sprinkled with the electrically conductive quartz sand is coated or sealed with the transparent epoxy resin coating according to the invention, with the structure and color of the sand being clearly visible through the transparent sealing and a highly aesthetic aspect with good electrical conductivity is achieved.
  • a further object of the invention is an electrically conductive epoxy resin coating from the use described, comprising
  • liquid epoxy resin Particularly suitable as liquid epoxy resin are aromatic epoxy resins, in particular the glycidyl ethers of:
  • bisphenol A bisphenol F or bisphenol A/F, where A stands for acetone and F for formaldehyde, which serve as starting materials for the production of these bisphenols.
  • A stands for acetone and F for formaldehyde, which serve as starting materials for the production of these bisphenols.
  • positional isomers may also be present, in particular derived from 2,4'- or 2,2'-hydroxyphenylmethane.
  • Dihydroxybenzene derivatives such as resorcinol, hydroquinone or catechol;
  • 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-methylbutane, 2,4-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)- 2-methylbutane, 1,1-bisbisphenol
  • 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane bisphenol TMC
  • 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane 1,4-bis[2-(4-hydroxyphenyl )-2-propyl]benzene
  • bisphenol P 1,3-bis[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzene
  • bisphenol M 1,4'-dihydroxydiphenyl (DOD), 4,4 '-Dihydroxybenzophenone, bis(2-hydroxy-naphth-1-yl)methane, bis(4-hydroxynaphth-1-yl)methane, 1,5-dihydroxynaphthalene, tris(4-hydroxyphenyl)methane, 1,1, 2,2-tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethane, bis(4-hydroxyphenyl)ether or bis(4-hydroxyphenyl)sulfone;
  • Aromatic amines such as aniline, toluidine, 4-aminophenol, 4,4'-methylenediphenyldiamine, 4,4'-methylenediphenyldi-(N-methyl)amine, 4,4'-[1,4-phenylenebis( 1-methylethylidene)]bisaniline (bisaniline P) or 4,4'-[1,3-phenylenebis(1-methylethylidene)]bisaniline (bisaniline M).
  • Other suitable epoxy resins are aliphatic or cycloaliphatic polyepoxides, in particular
  • Glycidyl ethers of saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain di-, tri- or tetrafunctional C2 to C50 alcohols in particular ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexanediol, octanediol, polypropylene glycols, dimethylolcyclohexane, neopentyl glycol, dibromooneopentyl glycol, castor oil , trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythrol, sorbitol or glycerol, or alkoxylated glycerol or alkoxylated trimethylolpropane;
  • N-glycidyl derivative of amides or heterocyclic nitrogen bases such as triglycidyl cyanurate or triglycidyl isocyanurate, or reaction products of epichlorohydrin with hydantoin.
  • aromatic diepoxides which are liquid at room temperature and have an epoxide equivalent weight in the range from 110 to 200 g/mol, preferably 150 to 200 g/mol, in particular bisphenol A diglycidyl ether and/or bisphenol F diglycidyl ether, such as those commercially available, for example from Olin, Huntsman or Momentive are available.
  • bisphenol A diglycidyl ether and/or bisphenol F diglycidyl ether such as those commercially available, for example from Olin, Huntsman or Momentive are available.
  • the coating can contain proportions of bisphenol A solid resin or novolak glycidyl ethers or reactive diluents.
  • Suitable reactive diluents are in particular butanediol diglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane di- or triglycidyl ether, phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, guaiacol glycidyl ether, 4-methoxyphenyl glycidyl ether, pn-butylphenyl glycidyl ether, p-tert.
  • butylphenyl glycidyl ether 4-nonylphenyl glycidyl ether, 4-dodecylphenyl glycidyl ether, cardanol glycidyl ether, benzyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, hexyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, or glycidyl ethers of natural alcohols such as, in particular, Cs to C10 or C12 to C14 or C13 to C15-alkyl glycidyl ethers.
  • Amines with at least two amine hydrogens are particularly suitable as hardeners for epoxy resins.
  • Amines with aliphatic amino groups ie amino groups which are attached to an aliphatic carbon atom, are preferred.
  • Suitable amines with aliphatic amino groups are, in particular, N-benzyl-1,2-ethanediamine, N-benzyl-1,2-propanediamine, N-benzyl-bis(aminomethyl)-1,3-benzene, N-(2-ethylhexyl)- bis(aminomethyl)-1,3-benzene, N-(2-phenylethyl)-bis-(aminomethyl)-1,3-benzene, 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, 1,3-pentanediamine (DAMP ), 1,5-pentanediamine, 1,5-diamino-2-methylpentane (MPMD), 2-butyl-2-ethyl-1,5-pentanediamine (C11-neodiamine), 1,6-hexanediamine, 2,5- dimethyl-1,6-hexanediamine, 2,2(4),4-trimethyl-1,6-hexanediamine (TMD), 1,7-heptanedia
  • the curing agent for epoxy resins is preferably selected from the group consisting of N-benzyl-1,2-ethanediamine, TMD, IPDA, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,3- Bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, bis(4-aminocyclohexyl)methane, 2(4)-methyl-1,3-diaminocyclohexane, MXDA, polyoxypropylenediamines with an average molecular weight Mn in the range from 200 to 500 g/mol, polyoxypropylene triamines with an average molecular weight Mn in the range from 300 to 500 g/mol, DMAPAPA, BHMT, DETA, TETA, TEPA, PEHA, DPTA, N3-amine, N4-amine, adduct
  • MXDA polyoxypropylene diamines with a medium Molecular weight Mn in the range from 200 to 500 g/mol, adducts of these amines with epoxy resins or mixtures of two or more of these amines.
  • N-Benzyl-1,2-ethanediamine and/or adducts thereof with bisphenol A diglycidyl ether are particularly preferred.
  • This amine enables particularly good flow, particularly good ventilation, trouble-free curing at cold ambient temperatures, particularly beautiful surfaces, particularly high transparency and low brittleness after curing, which promotes high mechanical robustness.
  • IPDA and/or adducts thereof with bisphenol A diglycidyl ether are also particularly preferred. These amines enable reliable curing and a particularly high glass transition temperature, which makes the coating more robust at warm ambient temperatures.
  • 1,3-Bis(aminomethyl)cyclohexane is also particularly preferred.
  • This amine enables particularly fast curing.
  • MXDA and/or adducts thereof with bisphenol A diglycidyl ether are also particularly preferred. These amines enable particularly fast curing.
  • polyoxypropylene diamines with an average molecular weight Mn in the range from 200 to 500 g/mol. These amines enable low brittleness after curing, which favors high mechanical robustness.
  • the hardener most preferably comprises a combination of two or more amines selected from IPDA, TMD, N-benzyl-1,2-ethanediamine and polyoxypropylenediamines with an average molecular weight Mn in the range from 200 to 500 g/mol.
  • the hardener for epoxy resins can be additional reactive with epoxy groups
  • ingredients in particular - Monoamines or diamines with two secondary amino groups, in particular N,N'-dibenzyl-1,2-ethanediamine,
  • phenalkamines i.e. reaction products of phenols, especially cardanol, with aldehydes, especially formaldehyde, and polyamines,
  • Aromatic polyamines such as in particular 4,4'-, 2,4' and/or 2,2'-diaminodiphenylmethane, 2,4- and/or 2,6-toluylenediamine, 3,5-dimethylthio-2,4- and/or -2,6-tolylenediamine, 3,5-diethyl-2,4- and/or -2,6-tolylenediamine, or
  • the epoxy resin coating can contain other components, in particular selected from the group consisting of thinners, accelerators, surface-active additives and stabilizers.
  • Suitable diluents are, in particular, xylene, 2-methoxyethanol, dimethoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-propoxyethanol, 2-isopropoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-phenoxyethanol, 2-benzyloxyethanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, Ethylene glycol diphenyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-butylyl ether, propylene glycol butyl ether, propylene glycol phenyl ether, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol di
  • Diluents with a boiling point of more than 200° C. are preferred. Benzyl alcohol is particularly preferred.
  • the epoxy resin coating preferably contains a particularly low content of diluents with a boiling point of less than 200° C., in particular less than 1% by weight.
  • the epoxy resin coating preferably contains a low content of diluents with a boiling point of more than 200° C., in particular less than 20% by weight, preferably less than 15% by weight.
  • Suitable accelerators are, in particular, acids or compounds hydrolyzable to acids, in particular organic carboxylic acids such as acetic acid, benzoic acid, salicylic acid, 2-nitrobenzoic acid, lactic acid, organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid or 4-dodecylbenzenesulfonic acid, sulfonic acid esters, other organic or inorganic acids such as in particular phosphoric acid, or mixtures of the aforementioned acids and acid esters; nitrates such as in particular calcium nitrate; tertiary amines such as in particular 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane, benzyldimethylamine, ⁇ -methylbenzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminopropylamine, imidazoles such as in particular N-methylimidazole, N-vinylimidazole or 1,2-dimethylimi
  • Acids, nitrates, tertiary amines or Mannich bases, in particular salicylic acid, calcium nitrate or 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, or a combination of these accelerators are preferred.
  • Suitable surface-active additives are, in particular, defoamers, deaerators, wetting agents, dispersants, leveling agents or dispersed paraffin wax.
  • the epoxy resin coating preferably contains a combination of such additives.
  • Suitable stabilizers are, in particular, stabilizers against UV radiation or heat.
  • the epoxy resin coating contains other auxiliaries and additives, in particular
  • Polymers in particular polyamides, polysulfides, polyvinyl formal (PVF), polyvinyl butyral (PVB), polyurethanes (PUR), polymers with carboxyl groups, polyamides, butadiene-acrylonitrile copolymers, styrene-acrylonitrile copolymers, butadiene-styrene copolymers , homo- or copolymers of unsaturated monomers such as in particular ethylene, propylene, butylene, isobutylene, isoprene, vinyl acetate or alkyl (meth)acrylates, or chlorosulfonated polyethylenes, fluorine-containing polymers or sulfonamide-modified melamines,
  • Flame retardant substances in particular polybrominated diphenyl oxides or diphenyl ethers, phosphates such as in particular diphenyl cresyl phosphate, resor- cinol bis(diphenyl phosphate), resorcinol diphosphate oligomer, tetraphenylresorcinol diphosphite, ethylene diamine diphosphate, bisphenol A bis(diphenyl phosphate), tris(chloroethyl) phosphate, tris(chloropropyl) phosphate, tris(dichloroisopropyl) phosphate, tris[3-bromo- 2,2-bis(bromomethyl)propyl] phosphate, tetrabromo-bisphenol-A, bis(2,3-dibromopropyl ether) of bisphenol A, brominated epoxy resins, ethylene-bis(tetrabromophthalimide), ethylene-bis(dibrobro
  • the epoxy resin coating preferably comprises at least two components, which are stored in separate containers and are only mixed together shortly before application.
  • the resin component contains at least the liquid epoxy resin and optionally other compounds containing epoxy groups.
  • the hardener component contains at least one hardener for epoxy resins and optionally other compounds reactive with epoxy groups.
  • the other ingredients in particular the carbon nanotubes and the zinc oxide, can be present as part of the resin and/or the hardener component, or as a separate component.
  • Carbon nanotubes, which are dispersed in a liquid containing epoxy groups, are preferably part of the resin component.
  • a hardener component comprising at least one amine with at least three amine hydrogens, optionally at least one further amine with at least four amine hydrogens, optionally at least one diluent, in particular benzyl alcohol, and optionally at least one accelerator.
  • the epoxy resin coating preferably contains the carbon nanotubes already mentioned in the amounts already mentioned, and the zinc oxides already mentioned, in particular aluminum-doped zinc oxide, in the amounts already mentioned.
  • the epoxy resin coating is preferably largely free of non-transparent fillers such as calcium carbonate, barite, talc, quartz powder, kaolin, cement or soot, and pigments such as titanium dioxide, iron oxide or chromium oxide. In particular, it contains less than 0.1% by weight of such fillers or pigments.
  • the epoxy resin coating preferably contains less than 0.1% by weight of fillers or pigments other than carbon nanotubes and zinc oxide, in particular it is free of fillers or pigments other than carbon nanotubes and zinc oxide.
  • the epoxy resin coating is preferably not water-based and contains only a small amount of water, preferably less than 5% by weight, in particular less than 1% by weight, of water. Such a coating is particularly robust against moisture.
  • the epoxy resin coating contains a higher water content.
  • the resin component or the hardener component or both can be water-based.
  • a particularly preferred epoxy resin coating contains
  • zinc oxide in particular aluminum-doped zinc oxide, based on the entire coating.
  • it contains less than 0.1% by weight of fillers or pigments other than carbon nanotubes and zinc oxide, based on the entire coating.
  • Such a coating enables high transparency with good electrical conductivity.
  • the ratio of the number of groups reactive towards epoxy groups to the number of epoxy groups is preferably in the range from 0.5 to 1.5, in particular from 0.7 to 1.2.
  • the resin and hardener components of the epoxy resin composition are stored in separate containers.
  • a suitable container for storing the resin or hardener component is in particular a bucket, hobbock, barrel, bag or can.
  • the components can be stored, which means that they can be stored for several months up to a year or longer before they are used without their respective properties changing to an extent relevant to their use.
  • To apply the epoxy resin coating the components are mixed together shortly before or during application.
  • the mixing ratio between the resin component and the hardener component is preferably chosen such that the groups of the hardener component which are reactive towards epoxy groups are in a suitable ratio to the epoxy groups of the resin component, as described above. In parts by weight, the mixing ratio between the resin component and the hardener component is usually in the range from 1:10 to 20:1, preferably 1:1 to 10:1.
  • the components are mixed using a suitable method; it can be carried out continuously or in batches. If the mixing does not take place immediately before application, care must be taken to ensure that the time between mixing the components and the application is not too long and that the application takes place within the pot life. Mixing takes place in particular at ambient temperature, which is typically in the range from about 5 to 40°C, preferably from about 10 to 35°C.
  • hardening begins through a chemical reaction.
  • the primary and secondary amino groups and any other groups present which are reactive toward epoxide groups react with the epoxide groups with their ring opening (addition reaction). As a result mainly of this reaction, the epoxy resin coating polymerizes and thereby hardens.
  • Curing preferably takes place at ambient temperature and typically lasts for a few hours to days. The duration depends, among other things, on the temperature, the reactivity of the components, their stoichiometry and the presence of accelerators.
  • the epoxy resin coating When freshly mixed, the epoxy resin coating has a low viscosity.
  • the viscosity 5 minutes after the components have been mixed at 23° C. is preferably in the range from 100 to 3000 mPas, preferably from 200 to 2000 mPas, in particular from 200 to 1000 mPas, measured by means of a cone Plate viscometer at a shear rate of 100 s -1 .
  • the epoxy resin coating is applied to at least one substrate, with the following being particularly suitable:
  • PCC polymer-modified cement mortar
  • ECC epoxy resin-modified cement mortar
  • Metals or alloys such as aluminium, iron, steel, copper, other non-ferrous metals, including surface-treated metals or alloys such as galvanized or chrome-plated metals;
  • Plastics such as hard and soft PVC, polycarbonate, polystyrene, polyester, polyamide, PMMA, ABS, SAN, epoxy resins, phenolic resins, PUR, POM, TPO, PE, PP, EPM or EPDM, each untreated or surface-treated, for example using plasma , corona or flames;
  • Fibre-reinforced plastics such as carbon fiber reinforced plastics (CFRP), glass fiber reinforced plastics (GFRP) and sheet molding compounds (SMC);
  • the substrates can be pretreated before application, in particular by physical and/or chemical cleaning processes or the application of an activator or a primer.
  • the freshly mixed epoxy resin coating is applied to a substrate within the pot life over a large area in a layer thickness of about 0.1 to 1 mm, preferably 0.3 to 0.7 mm, typically at ambient temperature.
  • the application takes place in particular by pouring onto the substrate to be coated and subsequent uniform distribution with the aid of, for example, a squeegee or rubber squeegee.
  • the application can also be done with a brush, a roller or a spiked roller.
  • typically homogeneous, glossy, non-tacky, transparent films of high hardness are formed, which have good adhesion to a wide variety of substrates, including quartz sand in particular.
  • Another object of the invention is the cured, electrically conductive epoxy coating obtained from the mixed epoxy coating.
  • the cured epoxy resin coating preferably has an electrical resistance to grounding, determined according to DIN EN 61340-4-1, in the range of >5 ⁇ 10 4 ohms and ⁇ 10 9 ohms.
  • the cured epoxy resin coating is transparent.
  • it preferably has an absorption determined at 665 nm by means of UV-Vis spectroscopy, of at most 0.7, preferably at most 0.6, in particular at most 0.5.
  • it preferably has an absorption at 430 nm, determined by means of UV-Vis spectroscopy, of at most 1.0, preferably at most 0.9, in particular at most 0.8.
  • Such a coating is particularly suitable as a transparent seal for electrostatically dissipative floors, in particular also for floors sprinkled with electrically conductive quartz sand, the color and structure of the sand remaining clearly visible and a highly aesthetic surface being achieved.
  • the epoxy resin coating according to the invention is therefore preferably in contact with electrically conductive quartz sand after curing.
  • a particularly suitable electrically conductive quartz sand is a quartz sand coated with a conductive synthetic resin, which in particular has a grain size in the range from 0.1 to 1.3 mm.
  • Such quartz sands are commercially available, for example as Granucol® Conduct 2.0 (from Dorfner).
  • the epoxy resin coating according to the invention is preferably used as part of an electrostatically dissipative floor system.
  • a floor system is laid in particular in production halls or rooms where uncontrolled electrostatic discharges are problematic. These are in particular rooms where electronic components are manufactured, stored or used, or where highly sensitive measurement systems are used, or where flammable liquids or explosives are handled or stored, and in particular air-conditioned rooms with particularly low humidity and particularly few particles in the atmosphere, such as so-called clean rooms, radiological facilities or operating theatres.
  • a further object of the invention is therefore an electrostatically dissipative floor system, encompassing from bottom to top
  • At least one transparent seal characterized in that the seal is an electrically conductive epoxy resin coating containing carbon nanotubes and at least one zinc oxide, as described above.
  • the electrostatically dissipative floor system preferably has an overall electrical resistance to grounding determined according to DIN EN 61340-4-1 in the range of >5 ⁇ 10 4 ohms and ⁇ 10 9 ohms.
  • substrate (i) is concrete, optionally pretreated by grinding, sandblasting or shot blasting, or mortar, cement screed, fiber cement, brick, tile, gypsum, natural stone such as granite or marble, asphalt or repair or leveling compounds based on PCC (polymer-modified cement mortar ) or ECC (Epoxy Resin Modified Cement Mortar). Concrete, mortar or cement screed is preferred.
  • the substrate is preferably coated with at least one epoxy resin primer (ii).
  • This is preferably of low viscosity and largely free of fillers. It serves in particular to strengthen the substrate, to close any pores and to ensure good adhesion between the substrate and the other layers.
  • the primer is typically spread over the substrate with a brush, roller or squeegee. It is applied in one or more layers, typically in an amount ranging from 0.2 to 0.5 kg/m 2 .
  • Commercially available products suitable for this are, for example, Sikafloor®-150, Sikafloor®-151, Sikafloor®-160 or Sikafloor®-161 (all from Sika).
  • a grounded control system (iii) is laid on the optionally primed and optionally leveled substrate.
  • holes are preferably drilled in the floor and metal protruding screws are fastened in them.
  • a network of copper wires or copper strips is preferably laid on the screws, these being in contact with the screws, for example via attached metal washers.
  • the equipment for this and a precise description for the installation is provided, for example, in the commercially available Sikafloor® Leitset (from Sika).
  • a so-called conductive film is also applied to this installation, which ensures electrical conduction between the copper wires or strips.
  • Highly conductive epoxy resin coatings such as Sikafloor®-220 W Conductive (from Sika) are particularly suitable as a conductive film.
  • the electrical control system preferably comprises at least one grounded copper wire or a grounded copper strip and optionally at least one electrical conductive film in contact with it, having an electrical resistance of ⁇ 10 4 ohms.
  • At least one epoxy resin coating (iv) is then applied to the electrical control system.
  • This epoxy resin coating preferably has an electrical resistance to grounding in the range of >5 10 4 ohms and ⁇ 10 9 ohms.
  • All types of dissipative epoxy resin coatings are suitable as the epoxy resin coating (iv).
  • Coatings, pigmented where appropriate, containing conductive substances selected from the list consisting of carbon nanotubes, aluminum-doped zinc oxide, metal powder, carbon fibers, carbon black, graphite and ionic liquids are particularly suitable.
  • the epoxy resin coating (iv) is applied to the control system in one or more layers, in particular in a layer thickness in the range from 0.1 to 5 mm, preferably 0.2 to 3 mm. Preference is given to the epoxy resin coating (iv) in only applied in a layer in an amount ranging from 0.2 to 3 kg/m 2 , preferably 0.3 to 2.5 kg/m 2 .
  • the epoxy resin coating can be filled with a filler (v) sprinkled in during the pot life, quartz powder and/or quartz sand being particularly suitable as filler.
  • This filler can be dimensioned in such a way that most of it sinks into the coating and solidifies the epoxy resin coating.
  • At least one electrically conductive quartz sand is preferably used as a filler, as described above, and the epoxy resin coating (iv) is sprinkled with this in excess within the pot life. After curing, the excess sand is removed leaving a rough surface with protruding grains of sand embedded in the coating. Such a surface is particularly non-slip.
  • the sealing (vi) which corresponds to the above-described epoxy resin coating according to the invention containing carbon nanotubes and at least one zinc oxide, is then applied to the epoxy resin coating, optionally sprinkled with filler.
  • the sealing is applied in particular in an amount in the range from 0.1 to 1 kg/m 2 , in particular 0.2 to 0.7 kg/m 2 .
  • the epoxy resin coating (iv) is pigmented and therefore not transparent.
  • a suitable epoxy resin coating for this is commercially available, for example as Sikafloor®-235 ESD (from Sika). It is preferably sprinkled with excess electrically conductive quartz sand.
  • the epoxy resin coating (iv) is transparent and covered in excess with electrically conductive quartz sand.
  • the transparent, electrically conductive epoxy resin coating containing carbon nanotubes and at least one zinc oxide, as is also used as a seal (vi) is available.
  • Such a floor system is particularly easy and quick to apply and meets the highest aesthetic standards.
  • the floor system according to the invention is preferably part of a building or a room in a building.
  • the floor system is present wherever uncontrolled discharges can cause damage.
  • These are, in particular, rooms where electronic components are manufactured, stored or used, or where highly sensitive measuring systems are used, or where flammable liquids or explosives are handled or stored, and in particular air-conditioned rooms with particularly low humidity and particularly few particles in the atmosphere, such as so-called clean rooms, radiological facilities or operating theatres.
  • AHEVV stands for amine hydrogen equivalent weight
  • NK standard climate
  • CNT dispersion 10% dispersion of 10% by weight single wall carbon nanotubes in alkyl glycidyl ether, EEW 266 g/mol (Tuball® Matrix Beta 207, from OCSiAl)
  • Araldite® GY 250 Bisphenol A diglycidyl ether, EEW 187 g/mol (from Huntsman)
  • Sikafloor®-150 2-component epoxy resin primer (from Sika)
  • Sikafloor®-151 2-component epoxy resin primer (from Sika)
  • Sikafloor®-235 ESD 2-component, electrostatically dissipative, pigmented, self-levelling epoxy resin coating
  • Conductive quartz sand Synthetic resin-coated, electrically conductive quartz sand 0.3 to 0.8 mm (Granucol® Conduct 2.0, from Dorfner)
  • the ingredients of the resin component given in Table 1 were mixed in the given amounts (in parts by weight) using a centrifugal mixer (SpeedMixerTM DAC 150, FlackTek Inc.) and stored with exclusion of moisture.
  • a centrifugal mixer SpeedMixerTM DAC 150, FlackTek Inc.
  • the following hardener component was prepared for these examples by mixing the following ingredients using the centrifugal mixer and storing them away from moisture:
  • the viscosity was measured 5 minutes after the resin and hardener components had been mixed, using a cone-plate viscometer at a shear rate of 100 s -1 and a temperature of 23.degree.
  • the Shore D hardness was determined according to DIN 53505 on two cylindrical test specimens (diameter 20 mm, thickness 5 mm), one being stored under standard conditions and one at 8° C. and 80% relative humidity. The hardness was measured after 1 day, 2 days, 7 days and 14 days.
  • a chipboard coated with blue paint was covered with 0.5 kg/m 2 of the respective example and the aspect of the transparently sealed board was assessed after 7 days in standard climate.
  • “Nice” was defined as a glossy, non-tacky surface with no stains, haze, or patterns.
  • the sealing is described as “transparent” if the underlying blue color is clearly visible and shows no color change.
  • the aspect is referred to as “dark” or “very dark” when the blue color appears darker due to the coating.
  • the aspect is described as “whitish” or “very whitish” when the blue color appears cloudy and whitish due to the sealing.
  • the absorption by means of UV-Vis spectroscopy was determined as a measure of the transparency.
  • a film was applied in a layer thickness of 500 ⁇ m to a glass plate and stored under standard conditions for 7 days.
  • the absorption at 665 nm (red) and at 430 nm (blue) was then determined on the coated glass plate in a UV-Vis device (Cary 60 from Agilent Technologies).
  • a chipboard was primed with 0.3 kg/m 2 Sikafloor®-150, stored for 24 h in a standard climate, then 0.1 kg/m 2 Sikafloor®-220 W Conductive was applied and the board was stored in a standard climate for a further 24 h.
  • 0.5 kg/m 2 of the respective epoxy resin coating was applied to the panel coated in this way and, after a curing time of 48 h in standard climate, the electrical resistance to ground of the coating was measured at 8 points in accordance with DIN EN 61340-4-1.
  • Viscosity, pot life and Shore D hardness were determined for Example 2 only.
  • the values for the other examples 1 and 3 to 6 are in a similar range.
  • An area of 120 m 2 of ground concrete floor in the interior was provided with an electrostatically dissipative floor system.
  • the substrate temperature was 18 to 20 °C
  • the air temperature was 20 to 21 °C
  • the humidity was 42 to 50%.
  • a layer of Sikafloor®-150 was rolled on as a primer in an amount of 0.4 kg/m 2 and allowed to cure for 24 hours.
  • the sanded rough surface was then transparently sealed with the electrically conductive epoxy resin coating from Example 2 by spreading it in an amount of 0.4 kg/m 2 using a rubber squeegee and then rolling it on using a textured roller.
  • the sealing could be distributed well on the sanded surface and after re-rolling showed an even surface without stripes, bubbles, craters or other inhomogeneities.
  • the floor system presented a highly aesthetic, hard, tack-free, transparent surface through which the color of the sand and the underlying light gray coating were clearly visible.
  • the electrical resistance of the finished floor system to grounding was measured at 50 points in accordance with DIN EN 61340-4-1. The mean, minimum and maximum values are given in Table 2.
  • An area of 55 m 2 of ground concrete floor in the interior was provided with an electrostatically dissipative floor system.
  • the substrate temperature was 14 to 17 °C
  • the air temperature was 13 to 19 °C
  • the humidity was 49 to 66%.
  • a layer of Sikafloor®-151 was rolled on as a primer in an amount of 0.4 kg/m 2 and allowed to cure for 24 hours.
  • the guidance system consisting of the Sikafloor® Leitset and the Sikafloor®-220 W Conductive coating was then laid, as described for example 7.
  • Example 2 After a curing time of 24 hours, 0.5 kg/m 2 of the transparent, electrically conductive epoxy resin coating from Example 2 was applied. For this purpose, the material was poured on, distributed with a rubber squeegee and rolled over with a roller. This layer was sprinkled with excess 3.0 kg/m 2 of conductive quartz sand within 30 minutes after application. After a curing time of 24 hours, the excess sand was removed using a broom and vacuum cleaner.
  • the sanded surface was then transparently sealed with the electrically conductive epoxy resin coating from Example 2 by spreading it in an amount of 0.4 kg/m 2 using a rubber squeegee and then rolling it on using a textured roller.
  • the seal could be easily distributed on the sanded surface and after re-rolling showed an even surface without stripes, bubbles, craters or other inhomogeneities. After curing, the floor system had a highly aesthetic, shimmering gray, hard, tack-free, transparent surface through which the color of the sand was clearly visible.
  • the electrical resistance of the finished floor system to grounding was measured at 30 points in accordance with DIN EN 61340-4-1.
  • the mean, minimum and maximum values are given in Table 2.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Floor Finish (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Kombination von Carbon Nanotubes und mindestens einem Zinkoxid, insbesondere einem Aluminium-dotiertem Zinkoxid, zur Herstellung einer transparenten, elektrisch leitenden Epoxidharz-Beschichtung, sowie ein elektrostatisch ableitfähiges Bodensystem, welches mit der transparenten, elektrisch leitenden Epoxidharz-Beschichtung versiegelt ist. Die Erfindung ermöglicht ästhetisch schöne, transparent versiegelte, elektrostatisch ableitfähige Epoxidharz-Bodensysteme, welche insbesondere mit leitendem Quarzsand abgestreut und somit besonders rutschhemmend sind, wobei die Struktur und Farbe des Sandes durch die transparente Versiegelung gut sichtbar ist.

Description

TRANSPARENTE ELEKTRISCH LEITENDE EPOXIDHARZ-BESCHICHTUNG UND ELEKTROSTATISCH ABLEITFÄHIGER BODEN
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft elektrisch leitende Epoxidharz-Beschichtungen und ihre Verwendung in elektrostatisch ableitfähigen Fussböden.
Stand der Technik
Elektrostatisch ableitfähige Böden, auch ESD-Böden (für "electrostatic dissipative") genannt, sind bekannt. Sie dienen dazu, elektrostatische Ladungen, die in einem Raum beispielsweise durch Begehen oder Befahren entstehen, über das Schuhwerk und den Boden an eine Erdung abzuleiten. Dadurch werden spontane elektrostatische Entladungen vermieden, die in der Produktion oder Handhabung von empfindlichen Produkten oder Instrumenten zu Defekten oder Störungen führen können.
Ein elektrostatisch ableitfähiger Boden muss gegen die Erde einen so geringen elektrischen Widerstand aufweisen, dass Ladungen zuverlässig abgeleitet werden, aber dabei nur so stark ableitend sein, dass Personen bei Kontakt mit elektrischem Strom in ihrer Gesundheit nicht gefährdet sind. Für solche Böden gibt es Normen, in denen Prüfverfahren für das elektrostatische bzw. elektrische Verhalten beschrieben sind. Die DIN EN 61340-4-1 beispielsweise beschreibt ein Prüfverfahren zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes von Bodenbelägen und verlegten Fussböden, und 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.
Böden auf Epoxidharz-Basis sind besonders robust in Bezug auf mechanische Beanspruchung und Beständigkeit gegenüber vielen Substanzen. Sie sind deshalb besonders geeignet für stark beanspruchte industrielle Produktionsräume. Ein elektrostatisch ableitfähiges Bodensystem auf Epoxidharz-Basis muss eine Reihe von Eigenschaften erfüllen. Es soll auf unterschiedlichen Substraten eine zuverlässige Haftung aufbauen und mit möglichst wenig Aufwand einbaubar sein. Die durch den Boden aufgenommenen elektrostatischen Ladungen sollen zuverlässig nach unten abgeleitet werden. Dazu wird unter der Beschichtung ein sogenanntes Leitsystem mit Kupferbändern oder -drahten verlegt, die an eine Erdung angeschlossen sind. Die Epoxidharz-Beschichtung soll gut einbaubar und kompatibel mit dem darunterliegenden Leitsystem sein und und nach der Aushärtung über eine ästhetisch schöne, ebenmässige Oberfläche mit hoher Härte bei geringer Sprödigkeit verfügen. Dazu soll die Epoxidharz-Beschichtung bei Umgebungstemperaturen über eine niedrige Viskosität mit gutem Verlauf und guter Entlüftung verfügen und eine lange Offenzeit aufweisen, aber dennoch möglichst rasch aushärten und keine Aushärtungsstörungen wie Restklebrigkeit, Flecken oder Trübungen ausbilden. Für eine hohe Rutschfestigkeit kann an der Oberfläche ein Sand eingestreut sein, der mit einer Versiegelung überschichtet ist. Nach der Aushärtung soll der beschichtete Boden einen elektrischen Widerstand im Bereich von etwa 105 bis 108 Ohm aufweisen und robust und belastbar sein.
Böden, die aus Kunstharzen wie Epoxidharzen hergestellt sind, sind Isolatoren. Um elektrische Leitfähigkeit zu erreichen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Bekannt ist der Einsatz ionischer Flüssigkeiten oder in der Kunstharz-Matrix löslicher organischer Salze, die eine elektrische Leitfähigkeit bereitstellen. Dabei wird aber die Aushärtung verlangsamt und die mechanische und chemische Widerstandsfähigkeit des Bodens massiv reduziert, und der elektrische Widerstand ist stark abhängig von der herrschenden Luftfeuchtigkeit. Weiter können leitfähige feste Teilchen zugegeben werden. Dafür eigenen sich zum Beispiel Metalle, wobei diese eine starke Eigenfarbe haben und aufgrund ihres hohen spezifischen Gewichts während der Lagerung der noch flüssigen Zusammensetzung so stark am Boden des Gebindes absetzen, dass ein homogenes Aufrühren und Verteilen in der Beschichtung schwierig ist. Dies führt zu einem uneinheitlichen elektrischen Widerstand und Zonen mit zu geringer Leitfähigkeit. Weiter bekannt ist die Zugabe von leitendem Russ oder Graphit, wodurch zwar eine zuverlässige Leitfähigkeit erreicht wird, aber aufgrund der starken Schwarzfärbung dieser Stoffe nur sehr dunkle bis schwarze Beschichtungen erhalten werden, was für einen Industrieboden meist nicht erwünscht ist. Weiter bekannt sind feine Fasern aus Kohlenstoff, sogenannte Carbonfasern. Diese bereiten aber ebenfalls Schwierigkeiten beim homogenen Einmischen und neigen zum Akkumulieren, was nach der Aushärtung sichtbar bleibt und zu unschönen Oberflächen mit uneinheitlichem Widerstand führt. Ebenfalls bekannt sind dotierte mineralische Füllstoffe wie beispielsweise Aluminium-dotiertes Zinkoxid. Sie sinken weniger stark ab als Metallpulver. Ihre elektrische Leitfähigkeit ist aber relativ gering, sie sind teuer und es braucht davon hohe Mengen, um eine gute elektrische Leitfähigkeit zu erhalten. Seit neuerem bekannt sind sogenannte Carbon Nanotubes (CNT), welche auch als leitende Füllstoffe einsetzbar sind. Dabei handelt es sich um Nanoröhren aus Kohlenstoff, deren Wand aus einzelnen Graphit-Schichten, sogenannten Graphenen, besteht. Carbon Nanotubes ermöglichen bereits bei einer sehr geringen Einsatzmenge eine gute Leitfähigkeit mit einem einheitlichen Widerstand über eine grosse Fläche, weitgehend unabhängig von der Luftfeuchtigkeit. Aufgrund ihrer hohen Oberfläche haben sie aber eine stark verdickende Wirkung, und sie färben eine Zusammensetzung trotz gewichtsmässig sehr kleiner Einsatzmenge dunkel. Diese Dunkelfärbung kann mit dem Einsatz von hellen Pigmenten wie insbesondere Titandioxid so kompensiert werden, dass auch Böden in hellen Farbtönen zugänglich sind. Der Einsatz von Pigmenten verhindert aber das Formulieren von transparenten Beschichtungen. Eine transparente, elektrisch leitende Epoxidharz-Beschichtung, welche geeignet ist zum transparenten Versiegeln von elektrostatisch ableitfähigen Böden, insbesondere von mit Sand abgestreuten Oberflächen mit fehlerfreier Optik und zuverlässiger Leitfähigkeit weitgehend unabhängig von der Luftfeuchtigkeit ist aus dem Stand der Technik bisher nicht bekannt.
Elektrostatisch ableitfähige Böden auf Epoxidharz-Basis sind beispielsweise beschrieben in EP 1 ,437,182, wo Carbonfasern als leitende Füllstoffe eingesetzt werden.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine transparente, elektrisch leitende Epoxidharz-Beschichtung mit einem von der Luftfeuchtigkeit weitgehend unabhängigen elektrischen Widerstand und einer fehlerfreien, ästhetisch schönen Oberfläche zur Verfügung zu stellen, welche geeignet ist als Bestandteil eines elektrostatisch ableitfähigen Bodensystems, insbesondere als transparente Versiegelung von mit Sand abgestreuten Oberflächen.
Überraschenderweise wird diese Aufgabe mit der Verwendung einer Kombination von Carbon Nanotubes und mindestens einem Zinkoxid wie in Anspruch 1 beschrieben gelöst. Die erfindungsgemässe Verwendung ermöglicht transparent versiegelte, elektrostatisch ableitfähige Bodensysteme mit fehlerfreier Oberfläche und einem weitgehend von der Luftfeuchtigkeit unabhängigen elektrischen Widerstand. Mit Carbon Nanotubes allein wird zwar eine zuverlässige elektrische Leitfähigkeit erreicht, aber es entsteht dabei eine unerwünscht dunkle Tönung, welche zu dunkel ist für eine transparente Beschichtung. Ein Aluminium-dotiertes Zinkoxid ermöglicht zwar ebenfalls eine elektrische Leitfähigkeit, muss dafür aber in so hoher Menge eingesetzt werden, dass ein unerwünscht weisslicher, nichttransparenter Aspekt entsteht. Überraschenderweise ermöglicht die Verwendung einer Kombination von Carbon Nanotubes und mindestens einem Zinkoxid, insbesondere einem Aluminium-dotierten Zinkoxid, eine gute elektrische Leitfähigkeit bei hoher Transparenz, wobei der leicht aufhellende Effekt des Zinkoxids die Verdunkelung durch die Carbon Nanotubes überraschend gut kompensiert, insbesondere in den bevorzugten Mengen. Die erfindungsgemässe Verwendung ermöglicht somit transparente, elektrisch leitende Epoxidharz-Beschichtungen mit guter Lagerstabilität und einer guten Verarbeitbarkeit, insbesondere als selbstverlaufende und/oder aufgerollte Flüssigkeiten mit gutem Verlauf und guter Entlüftung und einer zuverlässigen, schnellen Aushärtung bei genügend langer Topfzeit. Nach der Aushärtung verfügt die Beschichtung über einen einheitlichen elektrischen Widerstand, weitgehend unabhängig von der Luftfeuchtigkeit, eine hoch ästhetische, mechanisch und chemisch hoch belastbare Oberfläche ohne Inhomogenitäten wie Schlieren, Flecken, Trübungen oder Krater, eine gute Haftung auf vielen Substraten, insbesondere auch auf Sandpartikeln, und eine so hohe Transparenz, dass die Farbe und Struktur des Sandes und der darunterliegenden Beschichtung nach dem Überschichten gut sichtbar bleiben. Eine solche Beschichtung ist besonders geeignet als transparente Versiegelung von mit elektrisch leitendem Quarzsand abgestreuten elektrostatisch ableitfähigen Böden. Die erfindungsgemässe Verwendung ermöglicht insbesondere auch transparente Beschichtungen mit besonders niedriger Emission von organischen Substanzen nach der Aushärtung, welche geeignet sind für den Einsatz in Spitälern oder Reinräumen.
Elektrostatisch ableitfähige Bodensysteme, welche über eine mit Sand abgestreute, transparent versiegelte Oberfläche verfügen, sind ästhetisch schön, dauerhaft, leicht zu reinigen und ermöglichen eine besonders gute Rutschhemmung. Durch die Versiegelung ist die Oberfläche vor übermässiger Verschmutzung und dem Ausbrechen von Sandpartikeln bei mechanischer Beanspruchung geschützt.
Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängiger Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Kombination von Carbon Nanotubes und mindestens einem Zinkoxid zur Herstellung einer transparenten, elektrisch leitenden Epoxidharz-Beschichtung.
Als „Carbon Nanotubes“ werden Kohlenstoff-Röhren mit einem Durchmesser im Nanometer-Bereich, insbesondere im Bereich von 1 bis 50 nm, und einer Wand aus einer oder mehreren Lagen Graphen, also Kohlenstoff mit ringförmig angeordneten Kohlenstoffatomen, bezeichnet.
Als „dotiert“ wird ein Zinkoxid bezeichnet, in welches kleine Mengen an Fremd- ionen eingebracht wurden, welche natürlicherweise nicht vorhanden sind und die elektrischen Eigenschaften des Zinkoxids verändern.
Als „lagerstabil“ wird eine Zusammensetzung bezeichnet, wenn sie bei Raumtemperatur in einem geeigneten Gebinde während längerer Zeit, typischerweise während mindestens 3 Monaten bis zu 6 Monaten und mehr, aufbewahrt werden kann, ohne dass sie sich in ihren Anwendungs- oder Gebrauchseigenschaften durch die Lagerung in einem für ihren Gebrauch relevanten Ausmass verändert.
Als „Verdünner“ wird eine in einem Epoxidharz lösliche und dessen Viskosität senkende Substanz bezeichnet, welche bei der Aushärtung chemisch nicht in das Epoxidharz-Polymer eingebunden wird. Als „Epoxid-Flüssigharz“ wird ein technisches Polyepoxid mit einer Glasübergangstemperatur unterhalb von 25°C bezeichnet.
Als „Molekulargewicht“ wird die molare Masse (in Gramm pro Mol) eines Moleküls bezeichnet. Als „mittleres Molekulargewicht“ wird das Zahlenmittel Mn einer polydispersen Mischung von oligomeren oder polymeren Molekülen bezeichnet. Es wird mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) gegen Polystyrol als Standard bestimmt.
Als „Topfzeit” wird die Zeitspanne ab dem Mischen der Komponenten einer Epoxidharz-Zusammensetzung bezeichnet, innerhalb welcher die Zusammensetzung ohne Einbussen verarbeitet werden kann.
Als „Gelierzeit” wird die Zeitspanne ab dem Mischen der Komponenten einer Epoxidharz-Zusammensetzung bis zu deren Gelieren bezeichnet.
Als „primäre Aminogruppe“ wird eine Aminogruppe bezeichnet, die an einen einzigen organischen Rest gebunden ist und zwei Wasserstoffatome trägt; als „sekundäre Aminogruppe“ wird eine Aminogruppe bezeichnet, die an zwei organische Reste, welche auch gemeinsam Teil eines Rings sein können, gebunden ist und ein Wasserstoffatom trägt; und als „tertiäre Aminogruppe“ wird eine Aminogruppe bezeichnet, die an drei organische Reste, welche auch zu zweit oder zu dritt Teil eines oder mehrerer Ringe sein können, gebunden ist und kein Wasserstoffatom trägt.
Als „Aminwasserstoff“ werden die Wasserstoffatome von primären und sekundären Aminogruppen bezeichnet.
Als „Aminwasserstoff-Equivalentgewicht“ wird die Masse eines Amins oder einer Amin-haltigen Zusammensetzung, die ein Mol-Equivalent Aminwasserstoff enthält, bezeichnet.
Mit „Poly“ beginnende Substanznamen wie Polyamin oder Polyepoxid bezeichnen Substanzen, die formal zwei oder mehr der in ihrem Namen vorkommenden funktionellen Gruppen pro Molekül enthalten.
Als „Raumtemperatur“ wird eine Temperatur von 23 °C bezeichnet. Gewichtsprozente (Gewichts-%), abgekürzt Gew.-%, bezeichnen Massenanteile eines Bestandteils einer Zusammensetzung oder eines Moleküls, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung oder das gesamte Molekül, falls nichts anderes angeben. Die Begriffe „Masse“ und „Gewicht“ werden im vorliegenden Dokument synonym benutzt.
Alle im Dokument erwähnten Industriestandards und Normen beziehen sich auf die zum Zeitpunkt der Einreichung der Erstanmeldung gültigen Fassungen.
Carbon Nanotubes werden industriell hergestellt und in verschiedenen Qualitäten kommerziell angeboten. Sie weisen interessante Eigenschaften für unterschiedliche Einsatzbereiche auf. Insbesondere sind sie elektrisch leitfähig.
Als Carbon Nanotubes geeignet sind insbesondere einwandige Carbon Nanotubes, sogenannte "single wall carbon nanotubes".
Bevorzugt werden sie verwendet als Dispersion in einem flüssigen Trägermaterial, insbesondere in einer Flüssigkeit, welche gut kompatibel mit Epoxidharz- Zusammensetzungen ist, insbesondere einem Alkylglycidylether, einem Fettsäureester oder einem ethoxylierten Alkohol.
Bevorzugt ist eine Dispersion mit 10 Gewichts-% Carbon Nanotubes, insbesondere in einem Alkylglycidylether, insbesondere einem C12 bis C14 Alkylglycidylether, wie er auch als Reaktivverdünner für Epoxidharze verwendet wird. Eine solche Dispersion ist kommerziell erhältlich, beispielsweise als Tuball® Matrix 207 (von OCSiAl).
Bereits eine gewichtsmässig sehr kleine Menge an Carbon Nanotubes ermöglicht eine gute elektrische Leitfähigkeit, bewirkt aber auch ein deutliche Dunkelfärbung der Beschichtung und eine starke Erhöhung der Viskosität.
Bevorzugt wird eine sehr geringe Menge an Carbon Nanotubes verwendet. Bevorzugt ist eine Menge an Carbon Nanotubes im Bereich von 0.001 bis 0.01 Gewichts-% bezogen auf die gesamte Epoxidharz-Beschichtung. Besonders bevorzugt ist eine Menge im Bereich von 0.001 bis 0.005 Gewichts-%, insbesondere 0.001 bis 0.003 Gewichts-%, bezogen auf die gesamte Epoxidharz- Beschichtung.
Somit wird eine Dispersion mit 10 Gewichts-% Carbon Nanotubes bevorzugt in einer Menge im Bereich von 0.01 bis 0.1 Gewichts-%, besonders bevorzugt 0.01 bis 0.05 Gewichts-%, insbesondere 0.01 bis 0.03 Gewichts-%, bezogen auf die gesamte Epoxidharz-Beschichtung eingesetzt.
In diesem Bereich wird in Kombination mit dem Zinkoxid eine gute Transparenz und die gewünschte elektrische Leitfähigkeit erreicht.
Das Zinkoxid ist bevorzugt ein feines Pulver. Bevorzugt hat das Pulver eine Partikelgrösse im Bereich von 0.1 bis 100 pm, besonders bevorzugt 0.1 bis 50 pm, insbesondere 0.1 bis 10 pm. Ein solches Pulver wird auch als Füllstoff bezeichnet. Als Pulver ist es von weisser Farbe, in feiner Verteilung hat es eine hohe Transparenz und eine aufhellende Wirkung.
Bevorzugt ist das Zinkoxid mit mindestens einem weiteren Metall dotiert. Zinkoxid besitzt natürlicherweise nur eine geringe elektrische Leitfähigkeit, welche durch die Dotierung erhöht wird.
Zum Dotieren geeignet ist insbesondere Aluminium, Antimon, Tellur, Wolfram oder Indium. Bevorzugt ist Aluminium. Diese Dotierung ist aus Kosten- und Toxizitätsgründen besonders vorteilhaft.
Besonders bevorzugt ist somit ein Aluminium-dotiertes Zinkoxid. Dieses ist einfach zugänglich, wenig toxisch und ermöglicht in Kombination mit den Carbon Nanotubes Epoxidharz-Beschichtungen mit hoher Transparenz und einer guten elektrischen Leitfähigkeit.
Bevorzugt enthält das Aluminium-dotierte Zinkoxid höchstens 5 Gewichts-% Aluminiumoxid und mindestens 95 Gewichts-% Zinkoxid.
Ein geeignetes Aluminium-dotiertes Zinkoxid ist kommerziell erhältlich, beispielsweise als ZnO-23K (von Itochu). Bevorzugt wird das Zinkoxid, insbesondere Aluminium-dotiertes Zinkoxid, in einer Menge im Bereich von 0.5 bis 5 Gewichts-% bezogen auf die gesamte Epoxidharz-Beschichtung eingesetzt.
Besonders bevorzugt ist eine Menge im Bereich von 1 bis 3 Gewichts-%.
In diesem Bereich wird zusammen mit den Carbon Nanotubes eine gute Transparenz und Leitfähigkeit ermöglicht.
Besonders bevorzugt werden die Carbon Nanotubes in einer Menge im Bereich von 0.001 bis 0.005 Gewichts-%, insbesondere 0.001 bis 0.003 Gewichts-%, und das Zinkoxid in einer Menge im Bereich von 0.5 bis 5 Gewichts-%, insbesondere 1 bis 3 Gewichts-%, verwendet.
Bevorzugt ist ein Gewichts-Verhältnis zwischen den Carbon Nanotubes und dem Zinkoxid im Bereich von 1/500 bis 1/1'500, insbesondere 1/700 bis 1/1'300.
Bevorzugt wird zusätzlich zu den Carbon Nanotubes und dem Zinkoxid mindestens ein elektrisch leitender Quarzsand mitverwendet. Als elektrisch leitender Quarzsand geeignet ist insbesondere ein mit einem elektrisch leitenden Kunstharz beschichter Quarzsand, welcher insbesondere eine Korngrösse im Bereich von 0.1 bis 1.3 mm aufweist. Solche Quarzsande sind kommerziell erhältlich, beispielsweise als Granucol® Conduct 2.0 (von Dorfner).
Dabei wird insbesondere eine mit dem elektrisch leitenden Quarzsand abgestreute, ausgehärtete Fläche mit überstehenden Sandpartikeln mit der erfindungsgemässen transparenten Epoxidharz-Beschichtung überschichtet bzw. versiegelt, wobei die Struktur und Farbe des Sandes durch die transparente Versiegelung hindurch gut sichtbar ist und ein hoch ästhetischer Aspekt bei guter elektrischer Leitfähigkeit erzielt wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine elektrisch leitende Epoxidharz- Beschichtung aus der beschriebenen Verwendung, umfassend
- mindestens ein Epoxid-Flüssigharz, - mindestens einen Härter für Epoxidharze,
- Carbon Nanotubes, und
- mindestens Zinkoxid.
Als Epoxid-Flüssigharz geeignet sind insbesondere aromatische Epoxidharze, insbesondere die Glycidylether von:
- Bisphenol A, Bisphenol F oder Bisphenol A/F, wobei A für Aceton und F für Formaldehyd steht, welche als Edukte zur Herstellung dieser Bisphenole dienen. Im Fall von Bisphenol F können auch Stellungsisomere vorhanden sein, insbesondere abgeleitet von 2,4'- oder 2,2'-Hydroxyphenylmethan.
- Dihydroxybenzol-Derivaten wie Resorcin, Hydrochinon oder Brenzcatechin;
- weiteren Bisphenolen oder Polyphenolen wie Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)- methan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propan (Bisphenol C), Bis(3,5-di- methyl-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.butyl- phenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan (Bisphenol B), 3,3-Bis(4-hydro- xyphenyl)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-hydro- xyphenyl)-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-hydroxy- naphth-1 -yl)methan, Bis(4-hydroxynaphth-1 -yl)methan, 1 ,5-Dihydroxynaph- thalin, Tris(4-hydroxyphenyl)methan, 1 ,1 ,2,2-Tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethan, Bis(4-hydroxyphenyl)ether oder Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon;
- Novolaken, welche insbesondere Kondensationsprodukte von Phenol oder Kresolen mit Formaldehyd sind;
- aromatischen Aminen, wie Anilin, Toluidin, 4-Aminophenol, 4,4'-Methylendi- phenyldiamin, 4,4'-Methylendiphenyldi-(N-methyl)amin, 4,4'-[1 ,4-Phenylen- bis(1 -methylethyliden)]bisanilin (Bisanilin P) oder 4,4'-[1 ,3-Phenylen-bis(1 - methylethyliden)]bisanilin (Bisanilin M). Weitere geeignete Epoxidharze sind aliphatische oder cycloaliphatische Poly- epoxide, insbesondere
- Glycidylether von gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen di-, tri- oder tetrafunktionellen C2- bis Cso-Alkoholen, insbesondere Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Hexandiol, Octandiol, Polypropylenglykolen, Dimethylolcyclohexan, Neopen- tylglykol, Dibromoneopentylglykol, Rizinusöl, Trimethylolpropan, Trimethylol- ethan, Pentaerythrol, Sorbit oder Glycerin, oder 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 oder Triglycidylisocyanurat, oder Umsetzungsprodukte von Epichlorhydrin mit Hydantoin.
Besonders bevorzugt sind bei Raumtemperatur flüssige, aromatische Diepoxide mit einem Epoxid-Equivalentgewicht im Bereich von 110 bis 200 g/mol, bevorzugt 150 bis 200 g/mol, insbesondere Bisphenol A-Diglycidylether und/oder Bisphenol F-Diglycidylether, wie sie kommerziell beispielsweise von Olin, Huntsman oder Momentive erhältlich sind. Diese Flüssigharze ermöglichen eine schnelle Aushärtung und hohe Härten.
Zusammen mit dem Epoxid-Flüssigharz kann die Beschichtung Anteile von Bisphenol A-Festharz oder Novolak-Glycidylethern oder Reaktivverdünnern enthalten.
Geeignete Reaktivverdünner sind insbesondere Butandioldiglycidylether, Hexan- dioldiglycidylether, Trimethylolpropandi- oder triglycidylether, Phenylglycidylether, Kresylglycidylether, Guaiacolglycidylether, 4-Methoxyphenylglycidylether, p-n- Butylphenylglycidylether, p-tert. Butylphenylglycidylether, 4-Nonylphenylglycidyl- ether, 4-Dodecylphenylglycidylether, Cardanolglycidylether, Benzylglycidylether, Allylglycidylether, Butylglycidylether, Hexylglycidylether, 2-Ethylhexylglycidylether, oder Glycidylether von natürlichen Alkoholen wie insbesondere Cs- bis C10- oder Ci2- bis Ci4- oder C13- bis C-is-Alkylglycidylether.
Als Härter für Epoxidharze geeignet sind insbesondere Amine mit mindestens zwei Aminwasserstoffen.
Bevorzugt sind Amine mit mindestens drei Aminwasserstoffe oder Mischungen von Aminen, welche mindestens ein Amin mit mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, Aminwasserstoffen enthält.
Bevorzugt sind Amine mit aliphatischen Aminogruppen, also Aminogruppen, die an ein aliphatisches Kohlenstoffatom gebunden sind.
Geeignete Amine mit aliphatischen Aminogruppen sind insbesondere N-Benzyl- 1 ,2-ethandiamin, N-Benzyl-1 ,2-propandiamin, N-Benzyl-bis(aminomethyl)-1 ,3- benzol, N-(2-Ethylhexyl)-bis(aminomethyl)-1 ,3-benzol, N-(2-Phenylethyl)-bis- (aminomethyl)-l ,3-benzol, 2,2-Dimethyl-1 ,3-propandiamin, 1 ,3-Pentandiamin (DAMP), 1 ,5-Pentandiamin, 1 ,5-Diamino-2-methylpentan (MPMD), 2-Butyl-2- ethyl-1 ,5-pentandiamin (C11 -Neodiamin), 1 ,6-Hexandiamin, 2,5-Dimethyl-1 ,6- hexandiamin, 2,2(4),4-Trimethyl-1 ,6-hexandiamin (TMD), 1 ,7-Heptandiamin, 1 ,8- Octandiamin, 1 ,9-Nonandiamin, 1 ,10-Decandiamin, 1 ,11 -Undecandiamin, 1 ,12- Dodecandiamin, 1-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan (IPDA), 1 ,2- Diaminocyclohexan, 1 ,3-Diaminocyclohexan, 1 ,4-Diaminocyclohexan, 1 ,3-Bis- (aminomethyl)cyclohexan, 1 ,4-Bis(aminomethyl)cyclohexan, Bis(4-aminocyclo- hexyl)methan, Bis(4-amino-3-methylcyclohexyl)methan, Bis(4-amino-3-ethyl- cyclohexyl)methan, Bis(4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl)methan, Bis(4-amino-3- ethyl-5-methylcyclohexyl)methan, 2(4)-Methyl-1 ,3-diaminocyclohexan, 2, 5(2,6)- Bis(aminomethyl)bicyclo[2.2.1]heptan (NBDA), 3(4),8(9)-Bis(aminomethyl)tricyclo- [5.2.1 .02’6]decan, 1 ,4-Diamino-2,2,6-trimethylcyclohexan (TMCDA), 1 ,8-Menthan- diamin, 3,9-Bis(3-aminopropyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan, 1 ,3-Bis- (aminomethyl)benzol (MXDA), 1 ,4-Bis(aminomethyl)benzol, Bis(2-aminoethyl)- ether, 3,6-Dioxaoctan-1 ,8-diamin, 4,7-Dioxadecan-1 ,10-diamin, 4,7-Dioxadecan- 2,9-diamin, 4,9-Dioxadodecan-1 ,12-diamin, 5,8-Dioxadodecan-3,10-diamin, 4,7,10-Trioxatridecan-l ,13-diamin oder höhere Oligomere dieser Diamine, Bis(3- aminopropyl)polytetrahydrofurane oder andere Polytetrahydrofurandiamine, Polyoxyalkylendi- oder -triamine, insbesondere Polyoxypropylendiamine oder Polyoxypropylentriamine wie Jeffamine® D-230, Jeffamine® D-400 oder Jeffamine® T-403 (alle von Huntsman), Diethylentriamin (DETA), Triethylentetramin (TETA), Tetraethylenpentamin (TEPA), Pentaethylenhexamin (PEHA), Dipropylentriamin (DPTA), N-(2-Aminoethyl)-1 ,3-propandiamin (N3-Amin), N,N'-Bis(3- aminopropyl)ethylendiamin (N4-Amin), N,N'-Bis(3-aminopropyl)-1 ,4-diaminobutan, N5-(3-Aminopropyl)-2-methyl-1 ,5-pentandiamin, N3-(3-Aminopentyl)-1 ,3-pentan- diamin, N5-(3-Amino-1-ethylpropyl)-2-methyl-1 ,5-pentandiamin, N,N'-Bis(3-amino- 1-ethylpropyl)-2-methyl-1 ,5-pentandiamin, 3-(2-Aminoethyl)aminopropylamin, Bis- (hexamethylen)triamin (BHMT), N-Aminoethylpiperazin, 3-Dimethylaminopropyl- amin (DMAPA) oder 3-(3-(Dimethylamino)propylamino)propylamin (DMAPAPA), sowie weiterhin Addukte dieser Polyamine mit Epoxidharzen oder Monoepoxiden, oder Addukte von 1 ,2-Ethandiamin oder 1 ,2-Propandiamin mit Epoxidharzen und nachfolgender Entfernung von überschüssigem 1 ,2-Ethandiamin oder 1 ,2-Propan- diamin mittels Destillation.
Bevorzugt ist der Härter für Epoxidharze ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N-Benzyl-1 ,2-ethandiamin, TMD, IPDA, 1 ,2-Diaminocyclohexan, 1 ,3-Diamino- cyclohexan, 1 ,4-Diaminocyclohexan, 1 ,3-Bis(aminomethyl)cyclohexan, 1 ,4-Bis- (aminomethyl)cyclohexan, Bis(4-aminocyclohexyl)methan, 2(4)-Methyl-1 ,3-diami- nocyclohexan, MXDA, Polyoxypropylendiaminen mit einem mittlerem Molekulargewicht Mn im Bereich von 200 bis 500 g/mol, Polyoxypropylentriaminen mit einem mittlerem Molekulargewicht Mn im Bereich von 300 bis 500 g/mol, DMAPAPA, BHMT, DETA, TETA, TEPA, PEHA, DPTA, N3-Amin, N4-Amin, Addukten von N-Benzyl-1 ,2-ethandiamin, IPDA, MXDA, DETA, TETA oder TEPA mit Epoxidharzen, Addukten von MPMD, 1 ,2-Ethandiamin oder 1 ,2-Propandiamin mit Kresylglycidylether, bei welchen nicht umgesetztes MPMD 1 ,2-Ethandiamin oder 1 ,2-Propandiamin nach der Umsetzung destillativ entfernt wurde, und Mischungen aus zwei oder mehr der genannten Amine.
Davon bevorzugt sind N-Benzyl-1 ,2-ethandiamin, IPDA, 1 ,2-Diaminocyclohexan,
1.3-Bis(aminomethyl)cyclohexan, 1 ,4-Bis(aminomethyl)cyclohexan, 2(4)-Methyl-
1.3-diaminocyclohexan, MXDA, Polyoxypropylendiamine mit einem mittlerem Molekulargewicht Mn im Bereich von 200 bis 500 g/mol, Addukte dieser Amine mit Epoxidharzen oder Mischungen von zwei oder mehr dieser Amine.
Besonders bevorzugt ist N-Benzyl-1 ,2-ethandiamin und/oder Addukte davon mit Bisphenol A-Diglycidylether. Dieses Amin ermöglicht einen besonders guten Verlauf, eine besonders gute Entlüftung, eine störungsfreie Aushärtung bei kalten Umgebungstemperaturen, besonders schöne Oberflächen, eine besonders hohe Transparenz und eine geringe Sprödigkeit nach der Aushärtung, was eine hohe mechanische Robustheit begünstigt.
Besonders bevorzugt ist weiterhin IPDA und/oder Addukte davon mit Bisphenol A- Diglycidylether. Diese Amine ermöglichen eine zuverlässige Aushärtung und eine besonders hohe Glasumwandlungstemperatur, was eine hohe Robustheit der Beschichtung bei warmen Umgebungstemperaturen begünstigt.
Besonders bevorzugt ist weiterhin 1 ,3-Bis(aminomethyl)cyclohexan. Dieses Amin ermöglicht eine besonders schnelle Aushärtung.
Besonders bevorzugt ist weiterhin MXDA und/oder Addukte davon mit Bisphenol A-Diglycidylether. Diese Amine ermöglichen eine besonders schnelle Aushärtung.
Besonders bevorzugt sind weiterhin Polyoxypropylendiamine mit einem mittlerem Molekulargewicht Mn im Bereich von 200 bis 500 g/mol. Diese Amine ermöglichen eine geringe Sprödigkeit nach der Aushärtung, was eine hohe mechanische Robustheit begünstigt.
Am meisten bevorzugt umfasst der Härter eine Kombination aus zwei oder mehr Aminen ausgewählt aus IPDA, TMD, N-Benzyl-1 ,2-ethandiamin und Polyoxypropylendiaminen mit einem mittlerem Molekulargewicht Mn im Bereich von 200 bis 500 g/mol.
Der Härter für Epoxidharze kann zusätzliche mit Epoxidgruppen reaktive
Bestandteile enthalten, insbesondere - Monoamine oder Diamine mit zwei sekundären Aminogruppen, insbesondere N,N'-Dibenzyl-1 ,2-ethandiamin,
- Polyamidoamine, insbesondere Umsetzungsprodukte aus einer ein- oder mehrwertigen Carbonsäure oder deren Ester oder Anhydrid, insbesondere einer Dimerfettsäure, mit einem im stöchiometrischen Überschuss eingesetzten Polyamin, insbesondere DETA oder TETA,
- Mannich-Basen, insbesondere Phenalkamine, also Umsetzungsprodukte von Phenolen, insbesondere Cardanol, mit Aldehyden, insbesondere Formaldehyd, und Polyaminen,
- aromatische Polyamine wie insbesondere 4,4'-, 2,4' und/oder 2,2'-Diamino- diphenylmethan, 2,4- und/oder 2, 6-Toluylendiamin, 3,5-Dimethylthio-2,4- und/oder -2,6-toluylendiamin, 3, 5-D iethyl-2,4- und/oder -2,6-toluylendiamin, oder
- Mercaptogruppen aufweisende Verbindungen, insbesondere flüssige Mercap- tan-terminierte Polysulfidpolymere, Mercaptan-terminierte Polyoxyalkylenether, Mercaptan-terminierte Polyoxyalkylen-Derivate, Polyester von Thiocarbonsäuren, 2,4,6-Trimercapto-1 ,3,5-triazin, Triethylenglykoldimercaptan oder Ethandithiol.
Die Epoxidharz-Beschichtung kann weitere Bestandteile enthalten, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verdünnern, Beschleunigern, oberflächenaktiven Additiven und Stabilisatoren.
Geeignete Verdünner sind insbesondere Xylol, 2-Methoxyethanol, Dimethoxy- ethanol, 2-Ethoxyethanol, 2-Propoxyethanol, 2-lsopropoxyethanol, 2-Butoxy- ethanol, 2-Phenoxyethanol, 2-Benzyloxyethanol, Benzylalkohol, Ethylenglykol, Ethylenglykoldimethylether, Ethylenglykoldiethylether, Ethylenglykoldibutylether, Ethylenglykoldiphenylether, Diethylenglykol, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykolmono-n-butylether, Diethylenglykoldimethylether, Diethylenglykoldiethylether, Diethylenglykoldi-n-butylylether, Propylenglykolbutylether, Propylenglykolphenylether, Dipropylenglykol, Dipropylenglykolmonomethylether, Dipropylenglykoldimethylether, Dipropylenglykoldi-n- butylether, 2,2,4-Trimethyl-1 ,3-pentandiolmonoisobutyrat, Diphenylmethan, Diisopropylnaphthalin, Erdölfraktionen wie zum Beispiel Solvesso®-Typen (von Exxon), Alkylphenole wie tert. Butylphenol, Nonylphenol, Dodecylphenol, Cardanol (aus Cashewschalen-Öl, enthaltend 3-(8,11 -Pentadecadienyl)phenol), styroli- siertes Phenol, Bisphenole, aromatische Kohlenwasserstoffharze, insbesondere Phenolgruppen-haltige Typen, alkoxyliertes Phenol, insbesondere ethoxyliertes oder propoxy liertes Phenol, insbesondere 2-Phenoxyethanol, Adipate, Sebacate, Phthalate, Benzoate, organische Phosphor- oder Sulfonsäureester oder Sulfonamide.
Bevorzugt sind Verdünner mit einem Siedepunkt von mehr als 200 °C. Besonders bevorzugt ist Benzylalkohol.
Bevorzugt enthält die Epoxidharz-Beschichtung einen besonders geringen Gehalt an Verdünnern mit einem Siedepunkt von weniger als 200 °C, insbesondere weniger als 1 Gewichts-%.
Bevorzugt enthält die Epoxidharz-Beschichtung einen geringen Gehalt an Verdünnern mit einem Siedepunkt von mehr als 200 °C, insbesondere weniger als 20 Gewichts-%, bevorzugt weniger als 15 Gewichts-%.
Geeignete Beschleuniger sind insbesondere Säuren oder zu Säuren hydrolysierbare Verbindungen, insbesondere organische Carbonsäuren wie Essigsäure, Benzoesäure, Salicylsäure, 2-Nitrobenzoesäure, Milchsäure, organische Sulfonsäuren wie Methansulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure oder 4-Dodecylbenzolsulfon- säure, Sulfonsäureester, andere organische oder anorganische Säuren wie insbesondere Phosphorsäure, oder Mischungen der vorgenannten Säuren und Säureester; Nitrate wie insbesondere Calciumnitrat; tertiäre Amine wie insbesondere 1 ,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan, Benzyldimethylamin, a-Methylbenzyldi- methylamin, Triethanolamin, Dimethylaminopropylamin, Imidazole wie insbesondere N-Methylimidazol, N-Vinylimidazol oder 1 ,2-Dimethylimidazol, Salze solcher tertiärer Amine, quaternäre Ammoniumsalze, wie insbesondere Benzyltrimethylammoniumchlorid, Amidine wie insbesondere 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]- undec-7-en, Guanidine wie insbesondere 1 ,1 ,3,3-Tetramethylguanidin, Phenole, insbesondere Bisphenole, Phenol-Harze oder Mannich-Basen wie insbesondere 2-(Dimethylaminomethyl)phenol, 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol oder Polymere aus Phenol, Formaldehyd und N,N-Dimethyl-1 ,3-propandiamin, Phosphite wie insbesondere Di- oder Triphenylphosphite, oder Mercaptogruppen aufweisende Verbindungen.
Bevorzugt sind Säuren, Nitrate, tertiäre Amine oder Mannich-Basen, insbesondere Salicylsäure, Calciumnitrat oder 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol, oder eine Kombination dieser Beschleuniger.
Geeignete oberflächenaktive Additive sind insbesondere Entschäumer, Entlüfter, Netzmittel, Dispergiermittel, Verlaufsmittel oder dispergiertes Paraffinwachs. Bevorzugt enthält die Epoxidharz-Beschichtung eine Kombination solcher Additive.
Geeignete Stabilisatoren sind insbesondere Stabilisatoren gegen UV-Strahlung oder Wärme.
Gegebenenfalls enthält die Epoxidharz-Beschichtung weitere Hilfs- und Zusatzstoffe, insbesondere
- weitere Reaktivverdünner, insbesondere epoxidiertes Sojaöl oder Leinöl, Acetoacetatgruppen aufweisende Verbindungen, insbesondere acetoacetylierte Polyole, Butyrolakton, Carbonate, Aldehyde, Isocyanate oder Reaktivgruppen aufweisende Silikone,
- Polymere, insbesondere Polyamide, Polysulfide, Polyvinylformal (PVF), Poly- vinylbutyral (PVB), Polyurethane (PUR), Polymere mit Carboxylgruppen, Polyamide, Butadien-Acrylnitril-Copolymere, Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Buta- dien-Styrol-Copolymere, Homo- oder Copolymere von ungesättigten Monomeren wie insbesondere Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen, Isopren, Vinylacetat oder Alkyl(meth)acrylate, oder chlorsulfonierte Polyethylene, Fluorhaltige Polymere oder Sulfonamid-modifizierte Melamine,
- Rheologie-Modifizierer, insbesondere Antiabsetzmittel,
- Haftverbesserer, insbesondere Organoalkoxysilane,
- flammhemmende Substanzen, insbesondere polybromierte Diphenyloxide oder Diphenylether, Phosphate wie insbesondere Diphenylkresylphosphat, Resor- cinol-bis(diphenylphosphat), Resorcinoldiphosphat-Oligomer, Tetraphenylresor- cinoldiphosphit, Ethylendiamindiphosphat, Bisphenol A-bis(diphenylphosphat), Tris(chloroethyl)phosphat, Tris(chloropropyl)phosphat, Tris(dichloroisopropyl)- phosphat, Tris[3-bromo-2,2-bis(bromomethyl)propyl]phosphat, Tetrabromo- Bisphenol-A, Bis(2,3-dibromopropylether) von Bisphenol A, bromierte Epoxidharze, Ethylen-bis(tetrabromophthalimid), Ethylen-bis(dibromonorbornan- dicarboximid), 1 ,2-Bis(tribromophenoxy)ethan, Tris(2,3-dibromopropyl)isocyan- urat, Tribromophenol, Hexabromocyclododecan, Bis(hexachlorocyclopenta- dieno)cyclooctan oder Chlorparaffine, oder
- weitere Additive, insbesondere Filmbildehilfsmittel oder Biozide.
Die Epoxidharz-Beschichtung umfasst bevorzugt mindestens zwei Komponenten, welche in voneinander getrennten Gebinden gelagert und erst kurz vor der Applikation miteinander vermischt werden.
Die Harz-Komponente enthält mindestens das Epoxid-Flüssigharz und gegebenenfalls weitere Epoxidgruppen-haltige Verbindungen.
Die Härter-Komponente enthält mindestens einen Härter für Epoxidharze und gegebenenfalls weitere mit Epoxidgruppen reaktive Verbindungen.
Die weiteren Inhaltsstoffe, insbesondere die Carbon Nanotubes und das Zinkoxid, können als Bestandteil der Harz- und/oder der Härter-Komponente vorhanden sein, oder als separate Komponente. Carbon Nanotubes, welche in einer Epoxid- gruppen-haltigen Flüssigkeit dispergiert vorliegen, sind bevorzugt ein Bestandteil der Harz-Komponente.
Bevorzugt ist eine Epoxidharz-Beschichtung umfassend
- eine Harz-Komponente enthaltend mindestens ein Epoxid-Flüssigharz, Carbon Nanotubes, ein Zinkoxid, mindestens einen Entschäumer und gegebenenfalls mindestens einen Verdünner, insbesondere Benzylalkohol, und
- eine Härter-Komponente umfassend mindestens ein Amin mit mindestens drei Aminwasserstoffen, gegebenenfalls mindestens ein weiteres Amin mit mindestens vier Aminwasserstoffen, gegebenenfalls mindestens einen Verdünner, insbesondere Benzylalkohol, und gegebenenfalls mindestens einen Beschleuniger.
Bevorzugt enthält die Epoxidharz-Beschichtung die bereits genannten Carbon Nanotubes in der bereits genannten Menge, und die bereits genannten Zinkoxide, insbesondere Aluminium-dotiertes Zinkoxid, in den bereits genannten Mengen.
Bevorzugt ist die Epoxidharz-Beschichtung weitgehend frei von nicht-transparenten Füllstoffen wie Calciumcarbonat, Baryt, Talk, Quarzmehl, Kaolin, Zement oder Russ, und Pigmenten wie Titandioxid, Eisenoxid oder Chromoxid. Insbesondere enthält sie weniger als 0.1 Gewichts-% solcher Füllstoffe oder Pigmente.
Bevorzugt enthält die Epoxidharz-Beschichtung weniger als 0.1 Gewichts-% Füllstoffe oder Pigmente verschieden von Carbon Nanotubes und Zinkoxid, insbesondere ist sie frei von Füllstoffen oder Pigmenten verschieden von Carbon Nanotubes und Zinkoxid.
Bevorzugt ist die Epoxidharz-Beschichtung nicht wasserbasiert und enthält nur einen geringen Gehalt an Wasser, bevorzugt weniger als 5 Gewichts-%, insbesondere weniger als 1 Gewichts-%, Wasser. Eine solche Beschichtung ist besonders robust gegenüber Feuchtigkeit.
Es ist aber auch möglich, dass die Epoxidharz-Beschichtung einen höheren Gehalt an Wasser enthält. Insbesondere können die Harz-Komponente oder die Härter-Komponente oder beide wasserbasiert sein.
Eine besonders bevorzugte Epoxidharz-Beschichtung enthält
- mindestens ein Epoxid-Flüssigharz,
- mindestens einen Härter für Epoxidharze,
- 0.001 bis 0.01 Gewichts-% Carbon Nanotubes und
- 1 bis 3 Gewichts-% Zinkoxid, insbesondere Aluminium-dotiertes Zinkoxid bezogen auf die gesamte Beschichtung. Insbesondere enthält sie dabei weniger als 0.1 Gewichts-% Füllstoffe oder Pigmente verschieden von Carbon Nanotubes und Zinkoxid bezogen auf die gesamte Beschichtung.
Eine solche Beschichtung ermöglicht eine hohe Transparenz bei guter elektrischer Leitfähigkeit.
In der Epoxidharz-Beschichtung liegt das Verhältnis der Anzahl von gegenüber Epoxidgruppen reaktiven Gruppen gegenüber der Anzahl Epoxidgruppen bevorzugt im Bereich von 0.5 bis 1.5, insbesondere 0.7 bis 1.2.
Die Harz- und die Härter-Komponente der Epoxidharz-Zusammensetzung werden in voneinander getrennten Gebinden gelagert. Ein geeignetes Gebinde zum Lagern der Harz- oder der Härter-Komponente ist insbesondere ein Eimer, ein Hobbock, ein Fass, ein Beutel oder eine Büchse. Die Komponenten sind lagerfähig, das heisst, dass sie vor ihrer Anwendung während mehreren Monaten bis zu einem Jahr und länger aufbewahrt werden können, ohne dass sie sich in ihren jeweiligen Eigenschaften in einem für ihren Gebrauch relevanten Ausmass verändern. Zur Anwendung der Epoxidharz-Beschichtung werden die Komponenten kurz vor oder während der Applikation miteinander vermischt. Das Mischungsverhältnis zwischen der Harz- und der Härter-Komponente wird bevorzugt so gewählt, dass die gegenüber Epoxidgruppen reaktiven Gruppen der Härter-Komponente in einem geeigneten Verhältnis zu den Epoxidgruppen der Harz-Komponente stehen, wie vorgängig beschrieben. In Gewichtsteilen liegt das Mischungsverhältnis zwischen der Harz-Komponente und der Härter-Komponente üblicherweise im Bereich von 1 : 10 bis 20: 1 , bevorzugt 1 :1 bis 10: 1 .
Die Vermischung der Komponenten erfolgt mittels eines geeigneten Verfahrens; sie kann kontinuierlich oder batchweise erfolgen. Falls das Vermischen nicht unmittelbar vor der Applikation erfolgt, muss darauf geachtet werden, dass zwischen dem Vermischen der Komponenten und der Applikation nicht zu viel Zeit vergeht und die Applikation innerhalb der Topfzeit erfolgt. Die Vermischung erfolgt insbesondere bei Umgebungstemperatur, welche typischerweise im Bereich von etwa 5 bis 40°C, bevorzugt bei etwa 10 bis 35°C, liegt. Mit dem Vermischen der beiden Komponenten beginnt die Aushärtung durch chemische Reaktion. Die primären und sekundären Aminogruppen und gegebenenfalls vorhandene weitere gegenüber Epoxidgruppen reaktive Gruppen reagieren mit den Epoxidgruppen unter deren Ringöffnung (Additionsreaktion). Als Ergebnis hauptsächlich dieser Reaktion polymerisiert die Epoxidharz-Beschichtung und härtet dadurch aus.
Die Aushärtung erfolgt bevorzugt bei Umgebungstemperatur und erstreckt sich typischerweise über einige Stunden bis Tage. Die Dauer hängt unter anderem von der Temperatur, der Reaktivität der Bestandteile, deren Stöchiometrie und der Gegenwart von Beschleunigern ab.
Im frisch vermischten Zustand hat die Epoxidharz-Beschichtung eine niedrige Viskosität. Bevorzugt liegt die Viskosität 5 Minuten nach dem Vermischen der Komponenten bei 23 °C im Bereich von 100 bis 3'000 mPa s, bevorzugt 200 bis bis 2'000 mPa s, insbesondere 200 bis bis 1 '000 mPa s, gemessen mittels Kegel- Platten-Viskosimeter bei einer Schergeschwindigkeit von 100 s-1.
Die Applikation der Epoxidharz-Beschichtung erfolgt auf mindestens ein Substrat, wobei die Folgenden besonders geeignet sind:
- Beton, Mörtel, Zementestrich, Faserzement, Backstein, Ziegel, Gips, Natursteine wie Granit oder Marmor, oder Sand, insbesondere elektrisch leitender Quarzsand;
- Reparatur- oder Nivelliermassen auf Basis PCC (Polymer-modifizierter Zementmörtel) oder ECC (Epoxidharz-modifizierter Zementmörtel);
- Metalle oder Legierungen wie Aluminium, Eisen, Stahl, Kupfer, weitere Buntmetalle, inklusive oberflächenveredelte Metalle oder Legierungen wie verzinkte oder verchromte Metalle;
- Asphalt oder Bitumen;
- Kunststoffe wie Hart- und Weich-PVC, Polycarbonat, Polystyrol, Polyester, Polyamid, PMMA, ABS, SAN, Epoxidharze, Phenolharze, PUR, POM, TPO, PE, PP, EPM oder EPDM, jeweils unbehandelt oder oberflächenbehandelt, beispielsweise mittels Plasma, Corona oder Flammen; - Faserverstärkte Kunststoffe, wie Kohlefaser-verstärkte Kunststoffe (CFK), Glasfaser-verstärkte Kunststoffe (GFK) und Sheet Moulding Compounds (SMC);
- beschichtete oder lackierte Substrate, insbesondere lackierte Fliesen, gestrichener Beton, pulverbeschichtete Metalle oder Legierungen;
- Beschichtungen, Farben oder Lacke, insbesondere beschichtete Böden, welche mit einer weiteren Bodenbelagsschicht überschichtet werden.
Die Substrate können bei Bedarf vor dem Applizieren vorbehandelt werden, insbesondere durch physikalische und/oder chemische Reinigungsverfahren oder das Aufbringen eines Aktivators oder eines Primers.
Die frisch vermischte Epoxidharz-Beschichtung wird innerhalb der Topfzeit flächig in einer Schichtdicke von etwa 0.1 bis 1 mm, bevorzugt 0.3 bis 0.7 mm, auf ein Substrat appliziert, typischerweise bei Umgebungstemperatur. Die Applikation erfolgt insbesondere durch Aufgiessen auf das zu beschichtende Substrat und anschliessendem gleichmässigem Verteilen mit Hilfe beispielsweise eines Rakels oder Gummischiebers. Die Applikation kann auch mit einem Pinsel, einem Roller oder einer Stachelwalze erfolgen. Bei der Aushärtung entstehen typischerweise homogene, glänzende, nichtklebrige, transparente Filme von hoher Härte, welche eine gute Haftung zu verschiedensten Substraten, insbesondere auch Quarzsand, aufweisen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die aus der vermischten Epoxidharz- Beschichtung erhaltende ausgehärtete, elektrisch leitende Epoxidharz-Beschichtung.
Bevorzugt weist die ausgehärtete Epoxidharz-Beschichtung bei einer Schichtdicke im Bereich von 0.3 bis 1 mm einen elektrischen Widerstand gegen eine Erdung bestimmt gemäss DIN EN 61340-4-1 im Bereich von > 5 104 Ohm und < 109 Ohm auf.
Die ausgehärtete Epoxidharz-Beschichtung ist transparent. Bevorzugt weist sie in einer Schichtdicke von 0.5 mm auf Glas eine Absorption bei 665 nm, bestimmt mittels UV-Vis Spektroskopie, von höchstens 0.7, bevorzugt höchstens 0.6, insbesondere höchstens 0.5, auf. Weiterhin bevorzugt weist sie in einer Schichtdicke von 0.5 mm auf Glas eine Absorption bei 430 nm, bestimmt mittels UV-Vis Spektroskopie, von höchstens 1.0, bevorzugt höchstens 0.9, insbesondere höchstens 0.8, auf. Eine solche Beschichtung ist besonders geeignet als transparente Versiegelung für elektrostatisch ableitfähige Böden, insbesondere auch für mit elektrisch leitendem Quarzsand abgestreute Böden, wobei die Farbe und Struktur des Sandes gut sichtbar bleibt und eine hoch ästhetische Oberfläche erzielt wird.
Bevorzugt ist die erfindungsgemässe Epoxidharz-Beschichtung somit nach der Aushärtung in Kontakt ist mit elektrisch leitendem Quarzsand.
Als elektrisch leitender Quarzsand geeignet ist insbesondere ein mit einem leitenden Kunstharz beschichter Quarzsand, welcher insbesondere eine Korngrösse im Bereich von 0.1 bis 1.3 mm aufweist. Solche Quarzsande sind kommerziell erhältlich, beispielsweise als Granucol® Conduct 2.0 (von Dorfner).
Die erfindungsgemässe Epoxidharz-Beschichtung wird bevorzugt verwendet als Bestandteil eines elektrostatisch ableitfähigen Bodensystems. Ein solches Bodensystem wird insbesondere verlegt in Produktionshallen oder Räumen, wo unkontrollierte elektrostatische Entladungen problematisch sind. Dies sind insbesondere Räume, wo elektronische Bauteile hergestellt, gelagert oder verwendet werden, oder wo mit hochsensiblen Messsystemen gearbeitet wird, oder wo brennbare Flüssigkeiten oder Sprengstoffe gehandhabt oder gelagert wird, sowie insbesondere klimatisierte Räume mit besonders geringer Luftfeuchtigkeit und besonders wenigen Partikel in der Atmosphäre, wie sogenannte Reinräume, radiologische Einrichtungen oder Operationssäle.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrostatisch ableitfähiges Bodensystem, umfassend von unten nach oben
(i) mindestens ein Substrat,
(ii) gegebenenfalls mindestens eine Epoxidharz-Grundierung,
(iii) mindestens ein an eine Erdung angeschlossenes elektrisches Leitsystem,
(iv) mindestens eine Epoxidharz-Beschichtung, (v) gegebenenfalls mindestens einen eingestreuten Füllstoff, und
(vi) mindestens eine transparente Versiegelung, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelung eine elektrisch leitende Epoxidharz-Beschichtung enthaltend Carbon Nanotubes und mindestens ein Zinkoxid, wie vorgängig beschrieben, ist.
Das elektrostatisch ableitfähige Bodensystem weist bevorzugt insgesamt einen elektrischen Widerstand gegen die Erdung bestimmt nach DIN EN 61340-4-1 im Bereich von > 5 104 Ohm und < 109 Ohm auf.
Als Substrat (i) geeignet ist insbesondere Beton, gegebenenfalls vorbehandelt mittels Schleifen, Sandstrahlen oder Kugelstrahlen, oder Mörtel, Zementestrich, Faserzement, Backstein, Ziegel, Gips, Naturstein wie Granit oder Marmor, Asphalt oder Reparatur- oder Nivelliermassen auf Basis PCC (Polymermodifizierter Zementmörtel) oder ECC (Epoxidharz-modifizierter Zementmörtel). Bevorzugt ist Beton, Mörtel oder Zementestrich.
Das Substrat wird bevorzugt mit mindestens einer Epoxidharz-Grundierung (ii) beschichtet. Diese ist bevorzugt niedrigviskos und weitgehend frei von Füllstoffen. Sie dient insbesondere dazu, das Substrat zu verfestigen, allfällige Poren zu verschliessen und eine gute Haftung zwischen dem Substrat und den weiteren Schichten sicherzustellen. Die Grundierung wird typischerweise mit einer Bürste, einer Rolle oder einem Gummischieber auf dem Substrat verteilt. Der Auftrag erfolgt in einer oder mehreren Schichten, typischerweise in einer Menge im Bereich von 0.2 bis 0.5 kg/m2. Dafür geeignete, kommerziell erhältliche Produkte sind beispielsweise Sikafloor®-150, Sikafloor®-151 , Sikafloor®-160 oder Sikafloor®- 161 (alle von Sika).
Falls das Substrat uneben ist, kann nach der Grundierung zum Egalisieren der Oberfläche eine mit Sand verfüllte Epoxidharz-Zusammensetzung aufgespachtelt werden. Auf das gegebenenfalls grundierte und gegebenenfalls egalisierte Substrat wird ein geerdetes Leitsystem (iii) verlegt. Für die Erdung werden bevorzugt Löcher in den Boden gebohrt und darin metallene, überstehende Schrauben befestigt. An den Schrauben wird bevorzugt ein Netz von Kupferdrähten oder Kupferbändern verlegt, wobei diese mit den Schrauben, beispielsweise über aufgesetzte metallene Unterlagsscheiben, in Kontakt stehen. Das Equipment dafür und eine genaue Beschreibung für das Installieren wird beispielsweise im kommerziell erhältlichen Sikafloor® Leitset (von Sika) zur Verfügung gestellt. Je nach Abstand der Kupferdrähte oder -bänder und der Erdungsschrauben und der Art der Beschichtung (iv) wird zusätzlich ein sogenannter Leitfilm auf diese Installation aufgebracht, welcher die elektrische Leitung zwischen den Kupferdrähten oder - bändern sicherstellt. Als Leitfilm geeignet sind insbesondere hoch leitfähige Epoxidharz-Beschichtungen, wie beispielsweise Sikafloor®-220 W Conductive (von Sika).
Bevorzugt umfasst das elektrische Leitsystem mindestens einen geerdeten Kupferdraht oder ein geerdetes Kupferband und gegebenenfalls mindestens einen damit in Kontakt stehenden elektrischen Leitfilm mit einem elektrischen Widerstand von < 104 Ohm.
Auf das elektrische Leitsystem wird anschliessend mindestens eine Epoxidharz- Beschichtung (iv) aufgebracht. Diese Epoxidharz-Beschichtung weist bevorzugt einen elektrischen Widerstand gegen die Erdung im Bereich von > 5 104 Ohm und < 109 Ohm auf. Als Epoxidharz-Beschichtung (iv) geeignet sind alle Arten von ableitfähigen Epoxidharz-Beschichtungen. Insbesondere geeignet sind gegebenenfalls pigmentierte Beschichtungen enthaltend leitfähige Substanzen ausgewählt aus der Liste bestehend aus Carbon Nanotubes, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Metallpulver, Carbonfasern, Russ, Graphit und ionischen Flüssigkeiten. Weiterhin geeignet sind transparente Epoxidharz-Beschichtung enthaltend Carbon Nanotubes und mindestens ein Zinkoxid, wie vorgängig beschrieben. Die Epoxidharz- Beschichtung (iv) wird in einer oder mehreren Schichten auf das Leitsystem aufgebracht, insbesondere in einer Schichtdicke im Bereich von 0.1 bis 5 mm, bevorzugt 0.2 bis 3 mm. Bevorzugt wird die Epoxidharz-Beschichtung (iv) in nur einer Schicht in einer Menge im Bereich von 0.2 bis 3 kg/m2, bevorzugt 0.3 bis 2.5 kg/m2, appliziert.
Die Epoxidharz-Beschichtung kann mit einem während der Topfzeit eingestreuten Füllstoff (v) verfüllt werden, wobei als Füllstoff insbesondere Quarzmehl und/oder Quarzsand geeignet sind. Dieser Füllstoff kann so bemessen sein, dass er mehrheitlich in die Beschichtung einsinkt und die Epoxidharz-Beschichtung verfestigt. Bevorzugt wird als Füllstoff mindestens ein elektrisch leitender Quarzsand verwendet, wie vorgängig beschrieben, und die Epoxidharz-Beschichtung (iv) wird innerhalb der Topfzeit im Überschuss mit diesem abgestreut. Nach der Aushärtung wird der überschüssige Sand entfernt, wobei eine raue Obefläche mit in die Beschichtung eingebetten, überstehenden Sandkörnern erhalten wird. Eine solche Oberfläche ist besonders rutschfest.
Auf die gegebenenfalls mit Füllstoff abgestreute Epoxidharz-Beschichtung wird anschliessend die Versiegelung (vi) appliziert, welche der vorgängig beschriebenen erfindungsgemässen Epoxidharz-Beschichtung enthaltend Carbon Nanotubes und mindestens ein Zinkoxid entspricht.
Die Versiegelung ist insbesondere in einer Menge im Bereich von 0.1 bis 1 kg/m2, insbesondere 0.2 bis 0.7 kg/m2, aufgetragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Bodensystems ist die Epoxidharz- Beschichtung (iv) pigmentiert und somit nicht transparent. Eine dafür geeignete Epoxidharz-Beschichtung ist kommerziell erhältlich, beispielsweise als Sikafloor®- 235 ESD (von Sika). Bevorzugt ist sie im Überschuss mit elektrisch leitendem Quarzsand abgestreut.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Bodensystems ist die Epoxidharz-Beschichtung (iv) transparent und im Überschuss mit elektrisch leitendem Quarzsand abgestreut. Dafür geeignet ist insbesondere die transparente, elektrisch leitende Epoxidharz-Beschichtung enthaltend Carbon Nanotubes und mindestens ein Zinkoxid, wie sie auch als Versiegelung (vi) vorhanden ist. Ein solches Bodensystem ist besonders einfach und schnell appliziert und erfüllt höchste ästhetische Ansprüche.
Das erfindungsgemässe Bodensystem ist bevorzugt Bestandteil eines Gebäudes oder eines Raums in einem Gebäude. Insbesondere ist das Bodensystem überall dort vorhanden, wo unkontrollierte Entladungen Schäden verursachen können. Dies sind insbesondere Räume, wo elektronische Bauteile hergestellt, gelagert oder verwendet werden, oder wo mit hochsensiblen Messsystemen gearbeitet wird, oder wo brennbare Flüssigkeiten oder Sprengstoffe gehandhabt oder gelagert werden, sowie insbesondere klimatisierte Räume mit besonders geringer Luftfeuchtigkeit und besonders wenigen Partikel in der Atmosphäre, wie sogenannte Reinräume, radiologische Einrichtungen oder Operationssäle.
Beispiele
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele aufgeführt, welche die beschriebene Erfindung näher erläutern sollen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
„AHEVV“ steht für das Aminwasserstoff-Equivalentgewicht.
„EEW‘ steht für das Epoxid-Equivalentgewicht.
Als „Normklima“ („NK“) wird eine Temperatur von 23+1 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 50+5% bezeichnet.
Die verwendeten Chemikalien waren, sofern nicht anders bezeichnet, von Sigma- Aldrich Chemie GmbH.
Verwendete Substanzen und Abkürzungen:
CNT Dispersion 10%: Dispersion von 10 Gewichts-% single wall carbon nano- tubes in Alkylglycidylether, EEW 266 g/mol (Tuball® Matrix Beta 207, von OCSiAl)
Al-dotiertes ZnO Aluminium-dotiertes Zinkoxid (ZnO-23K, von Itochu)
Araldite® GY 250: Bisphenol A-Diglycidylether, EEW 187 g/mol (von Huntsman)
Sikafloor®-150: 2-komponentige Epoxidharz-Grundierung (von Sika) Sikafloor®-151 : 2-komponentige Epoxidharz-Grundierung (von Sika)
Sikafloor®-220 W 2-komponentige, wasserbasierte, elektrisch hoch leitende,
Conductive: schwarze Epoxidharz-Beschichtung
Sikafloor®-235 ESD: 2-komponentige, elektrostatisch ableitende, pigmentierte, selbstverlaufende Epoxidharz-Beschichtung leitender Quarzsand: mit Kunstharz beschichteter, elektrisch leitender Quarzsand 0.3 bis 0.8 mm (Granucol® Conduct 2.0, von Dorfner)
Herstellung von elektrisch leitenden Epoxidharz-Beschichtungen:
Beispiele 1 bis 6:
Für jedes Beispiel wurden die in der Tabelle 1 angegebenen Inhaltsstoffe der Harz-Komponente in den angegebenen Mengen (in Gewichtsteilen) mittels eines Zentrifugalmischers (SpeedMixer™ DAC 150, FlackTek Inc.) vermischt und unter Ausschluss von Feuchtigkeit aufbewahrt.
Weiter wurde für diese Beispiele die folgende Härter-Komponente hergestellt, indem die folgenden Inhaltsstoffe mittels des Zentrifugalmischers vermischt und unter Ausschluss von Feuchtigkeit aufbewahrt wurden:
7.8 Gewichtsteile 1 -Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan (Vestamin® IPD, von Evonik),
2.7 Gewichtsteile 2,2(4), 4-Trimethyl-1 ,6-hexandiamin (Vestamin® TMD, von Evonik),
1.5 Gewichtsteile N-Benzyl-1 ,2-ethandiamin,
1.0 Gewichtsteile des Addukts aus 55 Gewichtsteilen N-Benzyl-1 ,2-ethandiamin und 45 Gewichtsteilen Bisphenol A-Diglycidylether,
3.6 Gewichtsteile Polyoxypropylendiamin mit mittlerem Molekulargewicht 230 g/mol (Jeffamine® D-230, von Huntsman), und
8.4 Gewichtsteile Benzylalkohol.
Anschliessend wurden die beiden Komponenten mittels des Zentrifugalmischers zu einer homogenen Flüssigkeit verarbeitet und diese unverzüglich folgendermassen geprüft:
Die Viskosität wurde 5 min nach dem Vermischen der Harz- und der Härter-Komponente gemessen mittels Kegel-Platten Viskosimeter bei einer Schergeschwindigkeit von 100 s’1 und einer Temperatur von 23 °C. Die Härte nach Shore D wurde bestimmt nach DIN 53505 an zwei zylindrischen Prüfkörpern (Durchmesser 20 mm, Dicke 5 mm), wobei einer im Normklima und einer bei 8°C und 80% relativer Feuchtigkeit gelagert wurde. Dabei wurde die Härte jeweils nach 1 Tag, 2 Tagen, 7 Tagen und 14 Tagen gemessen.
Zur Bestimmung der Transparenz wurde eine mit blauer Farbe gestrichene Spanplatte mit 0.5 kg/m2 des jeweiligen Beispiels überschichtet und nach 7 Tagen im Normklima der Aspekt der transparent versiegelten Platte beurteilt. Als „schön“ wurde eine glänzende, nichtklebrige Oberfläche ohne Flecken, Trübungen oder Muster bezeichnet. Als „transparent“ wird die Versiegelung bezeichnet, wenn die darunterliegende blaue Farbe gut sichtbar ist und keine Farbveränderung aufweist. Als „dunkel“ oder „sehr dunkel“ wird der Aspekt bezeichnet, wenn die blaue Farbe durch die Beschichtung dunkler erscheint. Als „weisslich“ oder „sehr weisslich“ wird der Aspekt bezeichnet, wenn die blaue Farbe durch die Versiegelung trüb und weisslich erscheint.
Als Mass für die Transparenz wurde die Absorption mittels UV-Vis Spektroskopie bestimmt. Dazu wurde ein Film in einer Schichtdicke von 500 pm auf eine Glasplatte aufgezogen und während 7 Tagen im Normklima gelagert. Anschliessend wurde an der beschichteten Glasplatte in einem UV-Vis Gerät (Cary 60 von Agilent Technologies) die Absorption bei 665 nm (rot) und bei 430 nm (blau) bestimmt.
Zur Bestimmung des elektrischen Widerstands wurde eine Spanplatte mit 0.3 kg/m2 Sikafloor®-150 grundiert, 24 h im Normklima aufbewahrt, anschliessend 0.1 kg/m2 Sikafloor®-220 W Conductive appliziert und die Platte weitere 24 h im Normklima aufbewahrt. Auf die so beschichtete Platte wurden 0.5 kg/m2 der jeweiligen Epoxidharz-Beschichtung aufgetragen und nach einer Aushärtezeit von 48 h im Normklima der elektrische Widerstand gegen die Erde gemäss DIN EN 61340-4-1 der Beschichtung an 8 Punkten gemessen.
Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.
Die Viskosität, die Topfzeit und die Shore D-Härte wurden nur für das Beispiel 2 bestimmt. Die Werte für die weiteren Beispiele 1 und 3 bis 6 liegen in einem ähnlichen Bereich.
Die mit „(Ref.)“ bezeichneten Beispiele sind Vergleichsbeispiele.
Tabelle 1 : Zusammensetzung und Eigenschaften der Beispiele 1 bis 6 "n.b." steht für "nicht bestimmt"
Beispiel 7:
Eine Fläche von 120 m2 geschliffenem Betonboden im Innenbereich wurde mit einem elektrostatisch ableitfähigen Bodensystem versehen. Während dem Einbau herrschte eine Untergrundtemperatur von 18 bis 20 °C, eine Lufttemperatur von 20 bis 21 °C und eine Luftfeuchtigkeit von 42 bis 50 %.
Zuerst wurde eine Schicht Sikafloor®-150 als Grundierung in einer Menge von 0.4 kg/m2 aufgerollt und während 24 h aushärten gelassen.
Anschliessend wurden Unebenheiten durch Aufträgen von Sikafloor®-151 , gefüllt mit zusätzlich 43 Gewichts-% Quarzsand, mittels Spachtel egalisiert und während 24 h aushärten gelassen.
Anschliessend wurden auf dem so vorbereiteten Boden Erdungspunkte und Kupferbänder aus einem Sikafloor® Leitset gemäss Anleitung eingebaut, gefolgt von der Beschichtung Sikafloor®-220 W Conductive, welche in einer Menge von 0.1 kg/m2 als Leitfilm aufgerollt wurde (hohe elektrische Leitfähigkeit, leitet elektrostatische Ladungen zu den Kupferbändern und Erdungen).
Nach 24 h Aushärtezeit wurden 1 .3 kg/m2 Sikafloor®-235 ESD in der Farbe RAL 7035 (lichtgrau) appliziert und im Überschuss mit 3.3 kg/m2 leitendem Quarzsand abgestreut. Nach einer Aushärtezeit von 24 h wurde der überschüssige Sand mittels Besen und Staubsauger entfernt.
Die abgesandete raue Fläche wurde anschliessend mit der elektrisch leitenden Epoxidharz-Beschichtung aus Beispiel 2 transparent versiegelt, indem diese in einer Menge von 0.4 kg/m2 mittels Gummischieber verteilt und anschliessend mittels einer Strukturwalze nachgerollt wurde.
Die Versiegelung liess sich auf der abgesandeten Fläche gut verteilen und zeigte nach dem Nachrollen eine ebenmässige Oberfläche ohne Streifen, Blasen, Krater oder sonstige Inhomogenitäten. Nach der Aushärtung wies das Bodensystem eine hoch ästhetische, harte, klebfreie, transparente Oberfläche auf, durch welche die Farbe des Sandes und der darunterliegenden hellgrauen Beschichtung gut sichtbar waren. Der elektrische Widerstand des fertigen Bodensystems gegen die Erdung wurde an 50 Punkten gemäss DIN EN 61340-4-1 gemessen. Der Mittelwert, der Minimalwert und der Maximalwert sind in Tabelle 2 angegeben.
Beispiel 8:
Eine Fläche von 55 m2 geschliffenem Betonboden im Innenbereich wurde mit einem elektrostatisch ableitfähigen Bodensystem versehen. Während dem Einbau herrschte eine Untergrundtemperatur von 14 bis 17 °C, eine Lufttemperatur von 13 bis 19 °C und eine Luftfeuchtigkeit von 49 bis 66 %.
Zuerst wurde eine Schicht Sikafloor®-151 als Grundierung in einer Menge von 0.4 kg/m2 aufgerollt und während 24 h aushärten gelassen.
Anschliessend wurde das Leitsystem bestehend aus dem Sikafloor® Leitset der Beschichtung Sikafloor®-220 W Conductive verlegt, wie für das Beispiel 7 beschrieben.
Nach 24 h Aushärtezeit wurden 0.5 kg/m2 der transparenten, elektrisch leitenden Epoxidharz-Beschichtung aus Beispiel 2 appliziert. Dazu wurde das Material aufgegossen, mit einem Gummischieber verteilt und mit einer Rolle nachgerollt. Diese Schicht wurde innerhalb von 30 min nach der Applikation im Überschuss mit 3.0 kg/m2 leitendem Quarzsand abgestreut. Nach einer Aushärtezeit von 24 h wurde der überschüssige Sand mittels Besen und Staubsauger entfernt.
Die abgesandete Fläche wurde anschliessend mit der elektrisch leitenden Epoxidharz-Beschichtung aus Beispiel 2 transparent versiegelt, indem diese in einer Menge von 0.4 kg/m2 mittels Gummischieber verteilt und anschliessend mittels einer Strukturwalze nachgerollt wurde.
Die Versiegelung liess sich auf der abgesandeten Fläche gut verteilen und zeigte nach dem Nachrollen eine ebenmässige Oberfläche ohne Streifen, Blasen, Krater oder sonstigen Inhomogenitäten. Nach der Aushärtung wies das Bodensystem eine hoch ästhetische, grau schimmernde, harte, klebfreie, transparente Oberfläche auf, durch welche die Farbe des Sandes gut sichtbar war.
Der elektrische Widerstand des fertigen Bodensystems gegen die Erdung wurde an 30 Punkten gemäss DIN EN 61340-4-1 gemessen. Der Mittelwert, der Minimalwert und der Maximalwert sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2: Aufbau und elektrischer Widerstand der Beispiele 7 und 8

Claims

34 Patentansprüche:
1. Verwendung einer Kombination von Carbon Nanotubes und mindestens einem Zinkoxid zur Herstellung einer transparenten, elektrisch leitenden Epoxidharz-Beschichtung.
2. Verwendung gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Carbon Nanotubes in einer Menge im Bereich von 0.001 bis 0.01 Gewichts- % bezogen auf die gesamte Epoxidharz-Beschichtung vorhanden sind.
3. Verwendung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zinkoxid ein Aluminium-dotiertes Zinkoxid ist.
4. Verwendung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zinkoxid in einer Menge im Bereich von 0.5 bis 5 Ge- wichts-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 3 Gewichts-%, bezogen auf die gesamte Epoxidharz-Beschichtung vorhanden ist.
5. Elektrisch leitende Epoxidharz-Beschichtung aus der Verwendung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend
- mindestens ein Epoxid-Flüssigharz,
- mindestens einen Härter für Epoxidharze,
- Carbon Nanotubes, und
- mindestens ein Zinkoxid.
6. Beschichtung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie
- 0.001 bis 0.01 Gewichts-% Carbon Nanotubes und
- 1 bis 3 Gewichts-% Zinkoxid, insbesondere Aluminium-dotiertes Zinkoxid, bezogen auf die gesamte Beschichtung enthält.
7. Beschichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie bezogen auf die gesamte Beschichtung weniger als 0.1 Gewichts-% Füllstoffe oder Pigmente verschieden von Carbon Nanotubes und Zinkoxid enthält. 35
8. Ausgehärtete, elektrisch leitende Epoxidharz-Beschichtung erhalten aus der vermischten Epoxidharz-Beschichtung gemäss einem der Ansprüche 5 bis 7.
9. Epoxidharz-Beschichtung gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Schichtdicke im Bereich von 0.3 bis 1 mm einen elektrischen Widerstand gegen eine Erdung bestimmt gemäss DIN EN 61340-4-1 im Bereich von > 5 104 Ohm und < 109 Ohm aufweist.
10. Epoxidharz-Beschichtung gemäss einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schichtdicke von 0.5 mm auf Glas eine Absorption bei 665 nm von höchstens 0.7 aufweist, bestimmt mittels UV-Vis Spektroskopie.
11 . Epoxidharz-Beschichtung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Kontakt ist mit elektrisch leitendem Quarzsand.
12. Elektrostatisch ableitfähiges Bodensystem umfassend von unten nach oben
(i) mindestens ein Substrat,
(ii) gegebenenfalls mindestens eine Epoxidharz-Grundierung,
(iii) mindestens ein an eine Erdung angeschlossenes elektrisches Leitsystem,
(iv) mindestens eine Epoxidharz-Beschichtung,
(v) gegebenenfalls mindestens einen eingestreuten Füllstoff, und
(vi) mindestens eine transparente Versiegelung, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelung eine elektrisch leitende Epoxidharz-Beschichtung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 11 ist.
13. Bodensystem gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand gegen die Erdung bestimmt nach DIN EN 61340-4-1 im Bereich von > 5 104 Ohm und < 109 Ohm liegt.
14. Bodensystem einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelung in einer Menge im Bereich von 0.1 bis 1 kg/m2, insbesondere 0.2 bis 0.7 kg/m2, aufgetragen ist.
15. Bodensystem gemäss einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Epoxidharz-Beschichtung (iv) transparent und im Überschuss mit leitendem Quarzsand abgestreut ist.
EP21769984.2A 2020-09-01 2021-08-31 Transparente elektrisch leitende epoxidharz-beschichtung und elektrostatisch ableitfähiger boden Pending EP4208514A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20193950 2020-09-01
PCT/EP2021/074015 WO2022049071A1 (de) 2020-09-01 2021-08-31 Transparente elektrisch leitende epoxidharz-beschichtung und elektrostatisch ableitfähiger boden

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4208514A1 true EP4208514A1 (de) 2023-07-12

Family

ID=72613765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21769984.2A Pending EP4208514A1 (de) 2020-09-01 2021-08-31 Transparente elektrisch leitende epoxidharz-beschichtung und elektrostatisch ableitfähiger boden

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230348690A1 (de)
EP (1) EP4208514A1 (de)
JP (1) JP2023539557A (de)
CN (1) CN116249747A (de)
WO (1) WO2022049071A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024094900A1 (en) 2022-11-04 2024-05-10 Sika Technology Ag Anti-static coating system

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09241543A (ja) * 1996-03-12 1997-09-16 Asahi Chem Ind Co Ltd 導電性床用塗材組成物およびそれを用いた導電性床材
WO2002076724A1 (en) * 2001-03-26 2002-10-03 Eikos, Inc. Coatings containing carbon nanotubes
DE10300459A1 (de) 2003-01-07 2004-07-22 Sgl Acotec Gmbh Elektrisch leitfähige Bodenbeschichtungen
US20090169870A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Carbon Nanotube-Based Curable Coating Composition Providing Antistatic Abrasion-Resistant Coated Articles
KR101295214B1 (ko) * 2011-07-11 2013-08-09 (주)제이에스테크 도전페인트 및 이를 이용한 도전바닥의 형성방법
JP2014129435A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Fuji Heavy Ind Ltd 静電気拡散性プライマー
JP2014196460A (ja) * 2013-03-08 2014-10-16 住友ゴム工業株式会社 導電性塗り床塗料、導電性塗り床、および建物
CN106010126B (zh) * 2016-07-19 2018-05-04 河北晨阳工贸集团有限公司 一种石墨烯基抗静电耐磨双组份环氧树脂涂料
CN109181471B (zh) * 2018-08-03 2021-08-20 中山大学 一种高性能反射隔热降温涂料
CN109321098A (zh) * 2018-10-29 2019-02-12 合肥晓拂新能源有限公司 环氧树脂纳米导电涂料

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022049071A1 (de) 2022-03-10
CN116249747A (zh) 2023-06-09
JP2023539557A (ja) 2023-09-15
US20230348690A1 (en) 2023-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3180383B1 (de) Amin für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
WO2017037069A1 (de) Emissionsarme epoxidharz-zusammensetzung
EP3861047B1 (de) Härter für epoxidharze
EP3102561B1 (de) Amin für emissionsarme epoxidharz-produkte
EP3735433B1 (de) Epoxidharz-zusammensetzung für beschichtungszwecke
EP3180382B1 (de) Amin für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
EP3350244B1 (de) Härter für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
WO2022049070A1 (de) Elektrisch leitende epoxidharz-beschichtung und elektro-statisch ableitfähiger boden
EP3331935A1 (de) Amin für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
EP4208514A1 (de) Transparente elektrisch leitende epoxidharz-beschichtung und elektrostatisch ableitfähiger boden
EP3861049A1 (de) Härter für epoxidharze
EP4110846B1 (de) Amin-epoxidharz-addukt
EP3344678B1 (de) Amin für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
EP3861046B1 (de) Beschleuniger für die aushärtung von epoxidharzen mit alkylierten aminen
WO2022128839A1 (de) Intumeszenz-beschichtung
EP4110847A1 (de) Härter für epoxidharz-beschichtungen
EP3974461A1 (de) Tetrahydrofuran-diamin
EP4284853A1 (de) Addukt von alkyliertem diamin und novolak-epoxidharz
WO2024027960A1 (de) Epoxidharz-zusammensetzung mit biobasiertem granulat
WO2023094361A1 (de) Epoxidharz-zusammensetzung mit einstellbarer aushärtungsgeschwindigkeit bei unterschiedlichen temperaturen
EP4110845A1 (de) Amin-epoxidharz-addukt

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230403

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)