SANDMEYER FRANK (DE)
| US6403163B1 | 2002-06-11 | |||
| DE19517346A1 | 1996-11-14 | |||
| EP0791566A1 | 1997-08-27 |
Patentansprüche
1. Wässriges Anstrichmittel für mineralisch Baustoffe oder
Holz, dadurch gekennzeichnet, dass es eine härtbare Siliconharzdispersion enthält, die als integralen
Bestandteil 0,5 bis 6 Gew.-% eines Ci-C 2 o-Alkyl-C 2 -C 3 - Alkoxysilan-Imprägniermittels (F) bezogen auf die Siliconharzdispersion enthält.
2. Wässriges Anstrichmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Anstrichfarbe ist.
3. Herstellung von wässrigen Anstrichmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass eine härtbare Siliconharzdispersion zugemischt wird, die als integralen Bestandteil 0,5 bis 6
Gew.-% eines Ci-C 2 o-Alkyl-C 2 -C 3 -Alkoxysilan-Imprägniermittels (F) enthält.
4. Verfahren zur Beschichtung und wasserabweisenden Imprägnierung von mineralischen Baustoffen oder Holz, bei dem das wässrige Anstrichmittel gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 auf mineralische Baustoffe oder Holz aufgetragen wird. |
Wässrige Anstrichmittel
Die Erfindung betrifft wässrige Anstrichmittel für mineralische Baustoffe oder Holz, enthaltend härtbare, selbstgrundierende, wässrige Siliconharzdispersionen.
Holz und mineralische Baustoffe werden gegen Witterungseinflüsse üblicherweise am besten durch eine wasserabweisende Imprägnierung und eine darauf aufgetragene Beschichtung geschützt. Aus einer wasserabweisenden
Imprägnierung wird eine wasserabweisende Grundierung, sobald erstere beschichtet wird.
Die Grundierung wird direkt auf das Holz oder den mineralischen Untergrund aufgebracht. Sie macht den Untergrund bis in eine gewisse Tiefe durch Ausbildung einer hydrophoben Zone wasserabweisend und sorgt für dauerhaft verbesserte Verbindung zwischen dem gleichmäßig hydrophobierten Untergrund und der Baustoffbeschichtung . Organosilane, oligomere Organosiloxane oder Siliconharze sind die besten Wirkstoffe für wasserabweisende Grundierungen.
Es werden lösemittelhaltige und wässrige Grundiermittel eingesetzt. Lösemittelhaltige Grundiermittel enthalten meist neben Organosilanen, oligomeren Organosiloxanen oder
Siliconharzen Kunstharze, wie Styrolacrylate und Reinacrylate, die zur Verfestigung des Untergrunds dienen.
Der Vorteil der wässrigen Grundiermittel liegt darin, dass sie keine oder keine nennenswerten Anteile an organischen
Lösemitteln enthalten. Sie können überall dort eingesetzt werden, wo der Untergrund noch einigermaßen intakt ist. Zum Einsatz kommen dann die hochalkalischen wässrigen Kaliumsiliconatlösungen, Microemulsionen oder Emulsionen von Organosilanen, oligomere Organosiloxanen oder Siliconharzen. In
jedem Fall führt die hydrophobierende Grundierung zu einem egalisierenden Saugverhalten des Untergrundes und somit zu einer verbesserten Haftung der Baustoffbeschichtung, sowie zu einer in die Tiefe des Untergrunds gehenden wasserabweisenden Wirkung. Beispielsweise ist in der EP 0 234 024 Al die wasserabweisende Imprägnierung von Baustoffen mit einer Emulsion von Alkylalkoxysilanen beschrieben. US 4,757,106 beschreibt die Hydrophobierung von Baustoffen mit Microemulsionen aus Alkoxygruppen aufweisenden Organopolysiloxanen und Salzen von Aminosiliconölen .
In US 4,648,904 sind Emulsionen von Alkylalkoxysilanen beschrieben, welche keine Pigmente oder Füllstoffe enthalten. Die Emulsionen dringen in das Mauerwerk ein und imprägnieren es.
In US 5,316,799 wird eine Mischung aus Farbe und Silan/Siloxan als Imprägnierungsmittel hergestellt.
In EP 0 606 671 Al sind Organopolysiloxanharz-, Füllstoff- und Alkoxysilan enthaltende Emulsionen beschrieben, die auf mineralische Baustoffe aufgetragen werden. Die Füllstoffe weisen eine spezifische Oberfläche von mindestens 40m 2 /g auf und werden in geringen Mengen zugesetzt.
In der EP 0 761 675 A2 sind Cohydrolyseprodukte verschiedener Silane und deren Anwendung als Imprägnierungsmittel und Grundierung beschrieben.
In der EP 0 776 873 A2 sind Emulsionen von Silanen und deren
Anwendung als wasserabweisendes Imprägnierungsmittel für poröse anorganische Baustoffe beschreiben.
Auf die wasserabweisende Grundierung werden die deckenden Baustoffbeschichtungen in einer oder mehreren Schichten
aufgetragen. Beispiele für solche Baustoffbeschichtungen sind Anstrichfarben und Putze. Besonders wichtig ist die Vorbehandlung des Untergrunds mit wasserabweisender Grundierung sobald die Baustoffbeschichtung Emulgatoren oder sonstige Netzmittel enthält.
EP 0 791 566 Bl lehrt selbstimpregnierende ggf. organopolysiloxanhaltige Anstrichstoffe für mineralische Baustoffe mit 1 - 30% Alkylalkoxysilan . Das Alkylalkoxysilan wirkt als Imprägnierungsmittel und führt, bei Zugabe zum Anstrichstoff, zu einer grundierenden Imprägnierung des Untergrundes, ohne dass hierfür ein eigener Imprägnierschritt erforderlich ist. Die Zugabe des Imprägniermittels erfolgt dabei als eigener Schritt während der Formulierung des Anstrichstoffes. Diese sind sehr effektive Imprägniermittel für mineralische Baustoffe. Sie sind nicht schwerflüchtig und verbleiben daher auch bei warmer Witterung auf dem Baustoff. Sie sind wasserunlöslich, weswegen sie von Regenwasser nicht einfach ausgewaschen werden können. Sie härten mit einer gewissen Verzögerung aus, so dass sichergestellt ist, dass sie vor ihrer Aushärtung erst eine gewisse Eindringtiefe in den Baustoff erreichen, was für die Anwendung vorteilhaft ist. Problematisch ist allerdings, dass es sich dabei um Flüssigkeiten handelt, die in einer zu hohen Konzentration den Anstrichfilm bis zu ihrer endgültigen Aushärtung weich machen, wodurch er anfälliger für Verschmutzung und mechanische Beschädigung ist, als es der Fall wäre ohne entsprechendes Imprägniermittel .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es selbstimprägnierende Anstrichmittel bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile, bei besseren oder gleich guten anwendungstechnischen Eigenschaften, nicht zeigen.
Gegenstand dieser Anmeldung ist ein wässriges Anstrichmittel für mineralisch Baustoffe oder Holz, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine härtbare Siliconharzdispersion enthält, die als integralen Bestandteil 0,5 bis 6 Gew.-% eines Ci-C 2 o-Alkyl- C2-C3-Alkoxysilan-Imprägniermittels (F) bezogen auf die Siliconharzdispersion enthält.
Bevorzugt ist (F) als integraler Bestandteil von 2 bis 6 Gew.-% in der härtbaren Siliconharzdispersion enthalten.
Das erfindungsgemäße wässrige Anstrichmittel enthält 0,05 bis 0,95 Gew.-% Ci-C 2 o-Alkyl-C 2 -C 3 -Alkoxysilan-Imprägniermittels (F), bezogen auf das wässrige Anstrichmittel, und ist dadurch gekennzeichnet, dass (F) als integraler Bestandteil einer härtbaren Siliconharzdispersion in das Anstrichmittel eingebracht wird.
Die härtbaren Siliconharzdispersionen, die als Bestandteil in den erfindungsgemäßen wässrigen Anstrichmitteln verwendet werden, enthalten
(A) 10 - 60 Gew.-% mindestens eines Siliconharzes,
(B) 0 - 2 Gew.-% mindestens eines Organopolysiloxans, enthaltend SiC-gebundene Reste mit basischem Stickstoff, mit der Maßgabe, dass die Aminzahl des Organopolysiloxans mindestens 0,01 beträgt.
(C) 1 - 30 Gew.-% mindestens eines Dispergierhilfsmittels
(D) 10 - 70 Gew.-% Wasser
(E) 0,01 - 10 Gew.-% Hilfsstoffe, und sind dadurch gekennzeichnet, dass sie (F) 0,5 bis 6 Gew.-% eines Ci-C 2 o-Alkyl-C 2 -C 3 -Alkoxysilans als grundierendes Imprägniermittel als integralen Bestandteil enthalten .
Bevorzugt ist (F) als integraler Bestandteil von 2 bis 6 Gew.-% in der härtbaren Siliconharzdispersion enthalten.
Vorzugsweise besitzt die Siliconharzdispersion eine Viskosität zwischen 10 und 50 000 mPa*s insbesondere 20 - 10 000 mPa*s bei 23°C.
Die Herstellung der härtbaren Siliconharzdispersion erfolgt nach den bekannten Verfahren aus dem Stand der Technik, und ist dadurch gekennzeichnet, dass ihr als integraler Bestandteil 0,5 bis 6 Gew.-% des Ci-C2o~Alkyl-C2-C3-Alkoxysilan-Imprägniermittels (F) zugemischt werden.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen wässrigen Anstrichmittels, erfolgt nach dem Stand der Technik und ist dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Siliconharzdispersion zugemischt wird, die als integralen Bestandteil 0,5 bis 6 Gew.- % eines Ci-C2o-Alkyl-C2-C3-Alkoxysilan-Imprägniermittels (F) , bezogen auf die härtbare Siliconharzdispersion, enthält.
In einem Verfahren zur Beschichtung und wasserabweisenden Imprägnierung von mineralischen Baustoffen oder Holz, wird das wässrige Anstrichmittel auf mineralischen Baustoffen oder Holz aufgetragen .
Wie sich zeigte ist es sehr vorteilhaft, dass man das Imprägniermittel (F) nicht in einem separaten
Formulierungsschritt zusetzt, sondern dass man es als integralen Bestandteil einer Siliconharzdispersion dem Anstrichstoff zudosiert. Dabei wurde überraschenderweise gefunden, dass die notwendige Menge an Imprägniermittel sehr gering sein kann, wesentlich niedriger als die in EP 0 791 566 Bl beansprucht Untergrenze von 1 Gew.-%. Auf diese Weise werden nicht nur anwendungstechnische Vorteile erhalten, sondern auch die Formulierungsarbeit und der Rohstoffeinsatz werden wesentlich wirtschaftlicher gestaltet.
Beim Auftrag des erfindungsgemäßen wässrigen Anstrichmittels kann auf den vorherigen Grundierungsarbeitsgang verzichtet werden, sofern durch die Grundierung Wasserabweisung bis in eine bestimmte Tiefe des Untergrunds bewirkt werden sollte. Das enthaltene Imprägnierungsmittel (F) dringt bei Applikation des wässrigen Anstrichmittels gut in dichte wie auch poröse Baustoffe ein und verleiht dem Baustoff bis in eine bestimmte Tiefe wasserabweisende Eigenschaften.
üblicherweise wird ein Beschichtungssystem bestehend aus wasserabweisender Grundierung und Deckbeschichtung in zwei oder drei Arbeitsgängen appliziert:
1. Arbeitsgang: Auftrag der wasserabweisenden Grundierung gegebenenfalls
2. Arbeitsgang: Auftrag der mit Wasser etwas verdünnten Deckbeschichtung (VorbeSchichtung)
3. Arbeitsgang: Auftrag der unverdünnten Deckbeschichtung ( SchlussbeSchichtung)
Die wichtigsten erfindungsgemäßen Anstrichmittel sind Anstrichfarben und Putze und werden auf mineralische Baustoffe oder Holz aufgetragen und führen zu einer Beschichtung und wasserabweisenden Imprägnierung. Das wässrige Anstrichmittel ist bevorzugt eine Anstrichfarbe.
Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten Anstrichmittel werden entweder trocken geliefert, aber in Form einer wasserhaltigen Zubereitung aufgetragen, wie Pulverfarben und pulverförmige Trockenputze oder sind nass, wie pastöse, wasserhaltige Anstrichfarben, beispielsweise Siliconharzfarben, Silikatfarben und Dispersionsfarben oder wie pastöse, wasserhaltige Putze, beispielsweise Kunstharzputze und Siliconharzputze .
Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten imprägnierenden Anstrichmittel können eingeteilt werden nach Applikationsstärke und werden dick aufgetragen, wie Putze im Millimeter- bis Zentimeterbereich, oder werden dünn aufgetragen, wie deckende Anstrichfarben im 100 μm bis 1 Millimeterbereich.
Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten imprägnierenden Anstrichmittel können sowohl an Gebäuden innen als auch außen, vorzugsweise außen eingesetzt werden. Beispiele sind Silikatputze, Trockenputze, Streichfüller, Armierungsmassen,
Spachtelmassen, Kunstharzputze, Mineralputze, Siliconharzputze und kunstharzgebundene Beschichtungen . Bevorzugte Beispiele sind Innenfarben, Fassadenfarben, Mineralfarben, Dispersionsfarben, Siliconharzfarben, Siliconfassadenfarben, Dispersionssilikatfarben, Silikatfarben, Kalkfarben und Dispersionskalkfarben .
Das Siliconharz (A) ist bevorzugt ein Organopolysiloxan aus Einheiten der allgemeinen Formel (1)
R x Si (OR 1 Jy (OH) z O ( 4-x-y-z)/2 (D
in der
R gleiche oder verschiedene einwertige, gegebenenfalls halogensubstituierte über SiC-gebundene C1-C20 KohlenwasserStoffreste
R 1 gleiche oder verschiedene einwertige Ci-Cε-Alkylreste x, y und z die Werte 0, 1, 2 oder 3 haben können, mit der Maßgabe, dass i) es mindestens D- und T-Einheiten und ggf. M- und / oder Q-Einheiten besteht, wobei die T-Einheiten in einem Molverhältnis von T/ [M+D+T+Q] = 0,75 - 1,0 vorliegen, vorzugsweise zwischen 0,8 und 0,95 und, ii) es kondensierbare Hydroxylgruppen, in einer Menge von mindestens 0,05% und,
iii) hydrolysierbaren Alkoxygruppen, vorzugsweise
Ethoxygruppen, in einer Menge von mindestens 0,05% enthält .
Beispiele für die Ci-C2o~Kohlenwasserstoffreste R sind die bei den Alkylalkoxysilanen (F) aufgeführten Ci-C 2 o~Alkylreste und halogensubstituierten Cl-C20-Alkylreste, die Alkenylreste, wie der Vinyl-, Allyl, n-5-Hexenyl-, 4-Vinylcyclohexyl- und der 3- Norbornenylrest ; Arylreste, wie der Phenyl-, Biphenylyl-, Naphthyl- und Anthryl- und Phenanthrylrest ; Alkarylreste, wie o-, m-, p-Tolylreste, Xylylreste und Ethylphenylreste; Aralkylreste, wie der Benzylrest, der alpha- und der beta - Phenylethylrest . Besonders bevorzugt sind die nicht substituierten Ci-Ci2-Alkylreste und der Phenylrest.
Obwohl in der vorstehend aufgeführten Formel nicht aufgeführt, kann ein Teil der Reste R durch direkt an Siliciumatome gebundene Wasserstoffatome ersetzt sein. Dies ist jedoch nicht bevorzugt .
Beispiele für die Reste R 1 sind der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, sec.-Butyl-, und tert . -Butylrest ; Pentylreste, wie der n-Pentylrest und Hexylreste, wie der n- Hexylrest, wobei die Ethylreste besonders bevorzugt sind.
Bevorzugt ist (A) von 10 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt von 25 bis 55 Gew.-%, in der Siliconharzdispersion enthalten.
Das Organopolysiloxan (B) enthält zusätzlich zu anderen Organosiloxaneinheiten solche Siloxaneinheiten, die SiC- gebundene Reste mit basischem Stickstoff aufweisen, mit der Maßgabe, dass die Aminzahl des Organopolysiloxans mindestens 0, 01 beträgt.
Die Organopolysiloxane (B) sind vorzugsweise solche aus Einheiten der allgemeinen Formel (2)
R 2 a R 3 b (OR 4 ) c SiO ( 4-a-b-c)/2 (2)
in der
R 2 gleiche oder verschiedene einwertige, von basischem
Stickstoff freie, gegebenenfalls halogensubstituierte, SiC-gebundene Ci-C20-KohlenwasserStoffreste, R gleiche oder verschiedene einwertige, gegebenenfalls halogensubstituierte, SiC-gebundene basischen Stickstoff aufweisende Ci-C30-KohlenwasserStoffreste, R 4 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom oder
Ci -Ce-Al kyl re s te , a 0 , 1 , 2 oder 3 , b 0, 1, 2 oder 3, durchschnittlich mindestens 0,05 und c 0, 1, 2 oder 3, bedeuten, mit der Maßgabe, dass die Summe aus a, b und c kleiner oder gleich 3 ist und dass die Aminzahl des Organopolysiloxans (B) mindestens 0,01 beträgt.
Die Aminzahl bezeichnet die Anzahl der ml 1-n-HCl, die zum Neutralisieren von 1 g Organopolysiloxan (B) erforderlich sind. Die Aminzahl des Organopolysiloxans (B) beträgt vorzugsweise mindestens 0,1, insbesondere mindestens 0,2, und vorzugsweise höchstens 8, insbesondere höchstens 4.
Beispiele und bevorzugte Beispiele für den Rest R 2 sind vorstehend bei Rest R aufgeführt. Insbesondere sind für den Rest R 2 der Methyl- und der Isooctylrest bevorzugt.
Vorzugsweise ist an jedes Siliciumatom, an das ein Wasserstoffatom gebunden ist, auch ein Kohlenwasserstoffrest, insbesondere ein Methylrest, gebunden.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R 3 um einen Rest der allgemeinen Formel (3)
R 5 2 NR 6 (3)
wobei
R 5 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoff oder ein einwertiger, substituierter oder nicht substituierter Ci- Cio-Kohlenwasserstoffrest oder Ci-Cio-
Aminokohlenwasserstoffrest und
R 6 einen zweiwertigen Ci-Ci 5 -Kohlenwasserstoffrest bedeuten .
Beispiele für Rest R 5 sind die für Rest R gegebenen Beispiele für Kohlenwasserstoffreste sowie mit Aminogruppen substituierte Kohlenwasserstoffreste, wie Aminoalkylreste, wobei der Aminoethylrest besonders bevorzugt ist.
Vorzugsweise ist an jedes Stickstoffatom in den Resten der allgemeinen Formel (3) mindestens ein Wasserstoffatom gebunden.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R um zweiwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere um den n-Propylenrest .
Beispiele für Rest R sind der Methylen-, Ethylen-, Propylen-, Butylen-, Cyclohexylen-, Octadecylen-, Phenylen- und Butenylenrest .
Bevorzugte Beispiele für Reste R 3 sind
H 2 N(CH 2 ) 3 -, H 2 N (CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 2 -,
H 2 N (CH 2 ) 2NH(CH 2 ) 3-, H 2 N (CH 2 ) 2 -, H 3 CNH (CH 2 ) 3 -, C 2 H 5 NH(CH 2 ) 3 -, H 3 CNH (CH 2 ) 2 -, C 2 H 5 NH (CH 2 ) 2 -, H 2 N (CH 2 ) 4 -, H 2 N(CH 2 ) 5 -,
H(NHCH 2 CH 2 ) 3 -, C 4 H 9 NH (CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 2 -,
CyClO-C 6 H 11 NH (CH 2 ) 3 -, CyClO-C 6 H 11 NH (CH 2 ) 2 -,
(CHs) 2 N(CH 2 )S- , (CH 3 ) 2 N(CH 2)2 - , (C 2 H 5 ) 2 N(CH 2 ) 3 - und (C 2 Hs) 2 N (CH 2 ) 2 - .
Die Beispiele für Alkylreste R 1 gelten im vollen Umfang auch für den Rest R 6 .
Beispiele und bevorzugte Beispiele für den Rest R 4 sind vorstehend bei Rest R 1 aufgeführt. Insbesondere sind der Methyl- und der Ethylrest bevorzugt.
Der bevorzugte durchschnittliche Wert für a ist 0 bis 2, insbesondere 0 bis 1,8.
Der bevorzugte durchschnittliche Wert für b ist 0,1 bis 0,6, insbesondere 0,15 bis 0,30.
Der bevorzugte durchschnittliche Wert für c ist 0 bis 0,8, insbesondere 0,01 bis 0,6.
Vorzugsweise haben die Organopolysiloxane (B) eine Viskosität von 5 bis 5000, insbesondere von 100 bis 3000 mm 2 /s bei 25°C.
Organopolysiloxane (B) können in bekannter Weise, beispielsweise durch äquilibrieren bzw. Kondensieren von aminofunktionellen Silanen mit Organopolysiloxanen, die Alkoxygruppen und/oder Hydroxylgruppen enthalten und die frei von basischem Stickstoff sind, hergestellt werden.
Bevorzugt ist (B) von 0,05 - 2 Gew.-% besonders bevorzugt von 0,1 - 1,5 Gew.-%, in der Siliconharzdispersion enthalten.
Die wässrige Dispersion der Siliconharzzubereitung enthält Dispergierhilfsmittel (C) wie sie beispielsweise in 2006 McCutcheon's Emulsifiers & Detergents, North American Edition, MC Publishing Co., Glen Rock, N.J. benannt sind. Besonders geeignet sind dabei
als anionische Emulgatoren (Cl):
1. Alkylsulfate, besonders solche mit einer Kettenlänge von 8 bis 18 C-Atomen, Alkyl- und Alkarylethersulfate mit 8 bis 18 C-Atomen im hydrophoben Rest und 1 bis 40 Ethylenoxid (EO)- bzw. Propylenoxid (PO) einheiten .
2. Sulfonate, besonders Alkylsulfonate mit 8 bis 18 C- Atomen, Alkylarylsulfonate mit 8 bis 18 C-Atomen, Tauride, Ester und Halbester der SuIfobernsteinsäure mit einwertigen Alkoholen oder Alkylphenolen mit 4 bis 15 C- Atomen; gegebenenfalls können diese Alkohole oder Alkylphenole auch mit 1 bis 40 EO-Einheiten ethoxyliert sein .
3. Alkali- und Ammoniumsalze von Carbonsäuren mit 8 bis 20 C-Atomen im Alkyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Aralkylrest.
4. Phosphorsäureteilester und deren Alkali- und Ammoniumsalze, besonders Alkyl- und Alkarylphosphate mit 8
bis 20 C-Atomen im organischen Rest, Alkylether- bzw. Alkaryletherphosphate mit 8 bis 20 C-Atomen im Alkyl- bzw. Alkarylrest und 1 bis 40 EO-Einheiten .
als nichtionische Emulgatoren (C2):
5. Polyvinylalkohol, der noch 5 bis 50 %, vorzugsweise 8 bis 20 %, Vinylacetateinheiten aufweist, mit einem Polymerisationsgrad von 500 bis 3000.
6. Alkylpolyglycolether, vorzugsweise solche mit 8 bis 40 EO-Einheiten und Alkylresten von 8 bis 20 C-Atomen.
7. Alkylarylpolyglycolether, vorzugsweise solche mit 8 bis 40 EO-Einheiten und 8 bis 20 C-Atomen in den Alkyl- und
Arylresten .
8. Ethylenoxid/Propylenoxid (EO/PO) -Blockcopolymere, vorzugsweise solche mit 8 bis 40 EO- bzw. PO-Einheiten .
9. Additionsprodukte von Alkylaminen mit Alkylresten von 8 bis 22 C-Atomen mit Ethylenoxid oder Propylenoxid.
10. Fettsäuren mit 6 bis 24 C-Atomen.
11. Alkylpolyglykoside der allgemeinen Formel R*-0-Z o , worin R* einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit im Mittel 8 - 24 C-Atomen und Z 0 einen Oligoglykosidrest mit im Mittel o = 1 - 10 Hexose- oder Pentoseeinheiten oder Gemischen davon bedeuten.
12. Naturstoffe und deren Derivate, wie Lecithin, Lanolin, Saponine, Cellulose; Cellulosealkylether und Carboxyalkylcellulosen, deren Alkylgruppen jeweils bis zu
4 Kohlenstoffatome besitzen.
13. Polare Gruppen enthaltende lineare Organo (poly) siloxane, insbesondere solche mit Alkoxygruppen mit bis zu 24 C-Atomen und/oder bis zu 40 EO- und/oder PO-Gruppen.
als kationische Emulgatoren (C3) :
14. Salze von primären, sekundären und tertiären Fettaminen mit 8 bis 24 C-Atomen mit Essigsäure,
Schwefelsäure, Salzsäure und Phosphorsäuren.
15. Quarternäre Alkyl- und Alkylbenzolammoniumsalze, insbesondere solche, deren Alkylgruppe 6 bis 24 C-Atome besitzen, insbesondere die Halogenide, Sulfate, Phosphate und Acetate.
16. Alkylpyridinium-, Alkylimidazolinium- und Alkyloxazoliniumsalze, insbesondere solche, deren Alkylkette bis zu 18 C-Atome besitzt, speziell die Halogenide, Sulfate, Phosphate und Acetate.
als ampholytische Emulgatoren (C4) :
17. Langkettig substituierte Aminosäuren, wie N-Alkyl-di- (aminoethyl-) glycin oder N-Alkyl-2-aminopropionsäuresalze .
18. Betaine, wie N- (3-Acylamidopropyl) -N, N- dimethylammoniumsalze mit einem C8-C18-Acylrest und Alkyl- imidazolium-Betaine .
Bevorzugt als Dispergierhilfsmittel sind nichtionische Emulgatoren (C2), insbesondere die vorstehend unter 9. aufgeführten Additionsprodukte von Alkylaminen mit Ethylenoxid oder Propylenoxid, die vorstehend unter 11. aufgeführten Alkylpolyglykoside und der vorstehend unter 5. aufgeführte
Polyvinylalkohol . Besonders bevorzugte Polyvinylalkohole enthalten noch 5 bis 20 %, insbesondere 10 bis 15 %, Vinylacetateinheiten und weisen vorzugsweise einen Polymerisationsgrad von 500 bis 3000, insbesondere von 1200 bis 2000, auf.
Der Anteil des Dispergierhilfsmittels (C) beträgt vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge Siliconharzdispersion .
Des Weiteren enthalten die erfindungsgemäßen wässrigen Siliconharzdispersionen Wasser (D) , von vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere 15 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge Siliconharzdispersion .
Als Hilfsstoffe (E) könne alle im Stand der Technik bisher verwendeten Hilfsstoffe eingesetzt werden, wie beispielsweise Emulgatoren für die homogene, stabile Dispergierung der Siliconharzzubereitung in Wasser. Weitere Hilfsstoffe sind beispielsweise weitere nicht erfindungsgemäße Siliconharze oder Polyorganosiloxane, Silane, organische Lösemittel, Netz- und Dispergiermittel, Filmbildehilfsmittel, Antischaummittel, Haftvermittler, Verlaufsmittel, Vernetzungskatalysatoren, pH- Einstellmittel, Konservierungsmittel, Löslichkeitsvermittler .
Der Anteil der Hilfsstoffe (E) beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Siliconharzdispersion.
Vorzugsweise besitzen die Ci-C2o-Alkyl-Ci-C6-Alkoxysilane (F) 1 oder 2 gleiche oder verschiedene, gegebenenfalls halogensubstituierte, über SiC-gebundene einwertige C1-C20- Alkylreste und die übrigen Reste sind gleiche oder verschiedene Cl-C6-Alkoxyreste, insbesondere C2- oder C3-Alkoxyreste . Besonders bevorzugt sind die Alkyltrialkoxysilane, wie
Octyltriethoxysilan und Butyltriethoxysilan .
Beispiele für C2-C3-Alkoxyreste sind der Ethoxy-, n-Propoxy-, Isopropoxyrest . Die Ethoxyreste sind besonders bevorzugt.
Methoxysilane hydrolysieren für viele Anwendungen zu schnell und weisen eine geringere Lagerbeständigkeit als längere Alkoxyreste auf. C 4 -C6-Alkoxyreste sind für viele Anwendungen zu reaktionsträge .
Beispiele für die Ci-C2o~Alkylreste, sind der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert . -Butyl-, n- Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl-, tert . -Pentylrest ; Hexylreste, wie der n-Hexylrest ; Heptylreste, wie der n- Heptylrest; Octylreste, wie der n-Octylrest und iso-Octylreste, wie der 2, 2, 4-Trimethylpentylrest ; Nonylreste, wie der n- Nonylrest; Decylreste, wie der n-Decylrest und Dodecylreste, wie der n-Dodecylrest ; Cycloalkylreste, wie Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, 4-Ethylcyclohexyl-, Cycloheptylreste, Norbornylreste und Methylcyclohexylreste .
Beispiele für halogensubstituierte Ci-C2o~Alkylreste sind mit Fluor-, Chlor-, Brom- und Jodatomen substituierte Alkylreste, wie der 3, 3, 3-Trifluor-n-propylrest, der 2, 2, 2, 2 ' , 2 ' , 2 ' - Hexafluorisopropylrest und der Heptafluorisopropylrest .
Besonders bevorzugt sind die nicht substituierten C4-C12- Alkylreste .
Das Ci -C 2 o -Al kyl -C 2 -C 3 -Al koxys i l an ( F ) , das al s grundierende s
Imprägniermittel wirkt, ist vorzugsweise nur in Mengen von 0,05 bis 0,95% bezogen auf die gesamte wässrige Zubereitung des Anstrichmittels enthalten. Bevorzugt ist (F) zwischen 0,1 bis 0,8 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-% in dem wässrige Anstrichmittel enthalten.
Beispiele
In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen, soweit nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht. Sofern nicht anders angegeben, werden die nachstehenden Beispiele bei einem Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa bei 0,10 MPa, und bei Raumtemperatur, also bei etwa 20 0 C, bzw. bei einer Temperatur, die sich beim Zusammengeben der Reaktanden bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Heizung oder Kühlung einstellt, durchgeführt. Alle in den Beispielen angeführten Viskositätsangaben beziehen sich auf eine Temperatur von 25°C. Der Festgehalt der Emulsionen bezeichnet die Summe aller Komponenten, mit Ausnahme von Wasser .
Beispiel 1 : Erfindungsgemäße Bautenschutzbeschichtung mit überkritischer Pigmentvolumenkonzentration (PVK)
Folgende Komponenten wurden durch Vermischen mit einem schnell drehenden handelsüblichen Rotor Stator Mischgerät zu einer erfindungsgemäßen Bautenschutzbeschichtung vermengt. Die eingesetzten Mengen sind in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
Die Rezeptur ergibt eine poröse Beschichtung, da ihre Pigmentvolumenkonzentration (PVK) über der kritischen PVK liegt. In der Beschichtungszubereitung sind 0,5 Gew.% bezogen auf die Gesamtzubereitung an selbstimprägnierendem Isooctyltriethoxysilan enthalten.
Beispiel 2 : Vergleichsbeispiele für Baubeschichtungen gemäß EP 0 791 566 Bl.
In die ansonsten unveränderte Rezeptur gemäß Beispiel 1 wurden in Beispiel 2a 10,19 g Isooctyltriethoxysilan
In Beispiel 2b 20,38 g Isooctyltriethoxysilan und
In Beispiel 2c 30,57 g Isooctyltriethoxysilan gegeben.
Dadurch enthalten die Zubereitungen nach Beispiel 2a 1,5 Gew.-% an Imprägniermittel Isooctyltriethoxysilan, nach Beispiel 2b
2,5 Gew.-% an Imprägniermittel Isooctyltriethoxysilan, und nach Beispiel 2c 3,5 Gew.-% an Imprägniermittel Isooctyltriethoxysilan .
Beispiel 3 : Verschmutzbarkeit
Anwendungstechnische Prüfung der Beschichtungsmittel nach Beispielen 1, 2a, 2b und 2c
Die wässrigen Lösungen gemäß der Beispiele 1, 2a, 2b und 2c wurden jeweils auf einer handelsüblichen Faserzementplatte mit einem Pinsel in einer Auftragsmenge von 200 g/m 2 ausgestrichen. Nach 14 Tagen Trocknungszeit bei Raumtemperatur wird auf die beschichteten Faserzementplatten bei ebener Lagerung 1 g Aktivkohle gleichmäßig, lose verteilt. Die Platten werden danach schräg gestellt mit einer Neigung von 45°, wobei die beschichtete Seite nach oben zeigt. Dabei rieselt überschüssiges Aktivkohlepulver ab. Dieser Vorgang wird mit einem weiteren Gramm Aktivkohlepulver wiederholt. Danach wird die Oberfläche mit 1 1 Wasser gleichmäßig abgespült. Das Substrat trocknet anschließend 16 h. Die Farbtonabweichung δL (Grautonabweichung) vor und nach der
Verschmutzung durch Aktivkohle und Reinigung wird bestimmt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:
Beispiel 1: 26,09 Beispiel 2a: 29,82
Beispiel 2b: 37,26
Beispiel 2c: 40,37
Es zeigt sich, dass die höchste Verschmutzungsrate mit den nicht erfindungsgemäßen Beispielen erhalten wird, die den höchsten Anteil an Isooctyltriethoxysilan enthalten. Mit abnehmendem Gehalt an dem Imprägniermittel sinkt die Verschmutzungsneigung .
Beispiel 4 : Weitere anwendungstechnische Prüfungen
Prüfung der Baubeschichtungen aus den Beispielen 1 und 2 auf ihre Gebrauchseigenschaften, gemäß den in Tabelle 2 bis 5 angegebenen Normen.
Tabelle 2
Tabelle 4
Die Ergebnisse in den Tabellen 1 bis 5 zeigen, dass die anwendungstechnischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtung gleich gut sind, wie die aus dem Stand der Technik. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen zeigen jedoch eine geringere Verschmutzungsneigung und sind zudem einfacher in der Rezeptierung.
Beispiel 5: Herstellung einer erfindungsgemäßen wässrigen Siliconharzzubereitung
Zu einer 50%-igen toluolischen Siliconharzlösung, die ein Siliconharz 1 enthält, das aus 90 mol-% R 7 Si0 3/2 -Einheiten (= T- Einheiten) und 10 mol-% (CH 3 ) 2 Siθ2 / 2-Einheiten besteht, wobei auf 100% T-Einheiten 8 mol-% C 2 H 5 OSiθ3 / 2-Einheiten und 2 mol-% (HO) Siθ3 / 2-Einheiten sind und die verbleibenden 90 mol-%
CH 3 Siθ 3/2 -Einheiten sind, wird ein Siliconharz 2 gegeben, das zu 100% aus ebensolchen T-Einheiten besteht, wie für das in Toluol gelöste Harz angegeben, wobei in diesem Fall 80 mol-% der T- Einheiten vom Typ CH3Siθ3 / 2 und 20 mol-% vom Typ C2H 5 OSiθ3 / 2 sind. Berechnet auf 100% Siliconharz 1 werden von Siliconharz 2 20 Gewichtsprozent zugegeben. Zu dieser Mischung gibt man berechnet auf die Masse Siliconharz 1 10 Gewichts-% Triethoxyisooctlysilan, das die Funktion des Imprägniermittels
hat. Das Toluol wird über Dünnschichtverdampfung entfernt. Aus dem Rückstand wird eine Emulsion nach Stand der Technik gefertigt, beispielsweise nach der Methode gemäß EP 1 583 790 Bl oder nach EP 0 824 510 Bl.