Verfahren zur Herstellung von dämmenden Beschichtungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dämmenden Beschichtungen, die damit erhältlichen Verfahrenspro- dukte sowie deren Verwendung insbesondere zur Wärme- oder Schalldämmung.

Dämmende Beschichtungen bestehen üblicherweise aus Bindemitteln, Füllstoffen sowie gegebenenfalls weiteren Additiven (Be- Schichtungszusammensetzung) und weisen üblicherweise eine

Schichtdicke von mindestens 0,3 mm auf. Als Bindemittel werden häufig Polymerisate eingesetzt. Zur Herstellung der dämmenden Beschichtungen sind im Wesentlichen zwei Verfahren gebräuchlich. Zum einen können aushärtbare, flüssige Beschichtungszu- sammensetzungen eingesetzt werden, die nach Auftragen auf ein Substrat ausgehärtet und dadurch in eine feste, dämmende Be- schichtung überführt werden. Die Auflösung, Emulgierung oder Suspendierung der Komponenten der Beschichtungszusammensetzun- gen wird meist durch Einsatz flüssiger, aushärtbarer Bindemit- tel erreicht. Dieses Verfahren ist allerdings wenig flexibel, da die Auswahl der einzelnen Komponenten und deren Anteil an der Beschichtungszusammensetzung daran ausgerichtet werden muss, dass die Beschichtungszusammensetzung in einer flüssigen Form vorliegt. Die Optimierung der Eigenschaften der dämmenden Beschichtungen durch änderung der Beschichtungszusammensetzung ist auf diese Weise nur sehr eingeschränkt möglich.

In einem anderen Verfahren werden dämmende Beschichtungen hergestellt, indem in Lösungsmitteln gelöste, emulgierte oder dispergierte Beschichtungszusammensetzungen auf die Substrate aufgetragen und die Lösungsmittel anschließend entfernt werden. Als Lösungsmittel werden sowohl organische Lösungsmittel wie auch Wasser eingesetzt. Der Einsatz von Wasser ist aus ö- kologischen, ökonomischen sowie auch aus sicherheitstechni- sehen Gründen mit erheblichen Vorteilen verbunden.

Allerdings bereitet das Trocknen wässriger Beschichtungszusammensetzungen große Probleme, insbesondere wenn dämmende Be-

Schichtungen mit hohen Schichtdicken hergestellt werden. Wird das Trocknen bei Temperaturen deutlich unterhalb des Siedepunkts von Wasser durchgeführt, so dauert der Trocknungsvorgang inakzeptabel lange. So ist beispielsweise in JP63-43976 die Trocknung einer Beschichtungszusammensetzung bei Raumtemperatur beschrieben, wofür 14 Tage erforderlich waren. Wird die wässrige Beschichtungszusammensetzung im Siedebereich von Wasser getrocknet, so neigt die Oberfläche der wässrigen Be- schichtungszusammensetzungen zu rascher Verfilmung, so dass weiter entstehender Wasserdampf eingeschlossen wird und die verfilmte Oberfläche angehoben wird. Auf diese Weise entstehen schließlich dämmende Beschichtungen, die große Luftporen enthalten und stark aufgebläht sind. Die Oberfläche derartiger dämmender Beschichtungen ist also stark modelliert und weist Berge und Täler auf. So erhältliche dämmende Beschichtungen sind für Anwendungszwecke unbrauchbar, da derartige Inhomogenitäten negative Auswirkungen auf die Eigenschaften der dämmenden Beschichtungen haben und beim Auftragen weiterer Beschichtungen oder Bauelemente stören.

Bisher wurde das o.g. Problem bei der Trocknung wässriger Be- schichtungszusammensetzungen dadurch umgangen, dass die wässrigen Beschichtungszusammensetzungen im Hinblick auf die Optimierung ihres Trocknungsverhaltens abgemischt wurden. Diese Vorgehensweise ist allerdings mit dem Nachteil verbunden, dass die einzelnen Komponenten der Beschichtungszusammensetzungen nicht entsprechend der anwendungstechnischen Anforderungen ausgewählt und abgemischt werden können.

Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe, ein breit anwendbares Verfahren zur Herstellung von dämmenden Beschichtungen bereit zu stellen, bei dem die oben geschilderten Probleme bei der Trocknung von wässrigen Beschichtungszusammensetzungen im Siedebereich von Wasser nicht auftreten.

Die Aufgabe wurde überraschenderweise dadurch gelöst, dass den wässrigen Beschichtungszusammensetzungen hydrophobierte Kieselsäuren zugesetzt wurden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von dämmenden Beschichtungen durch Trocknen von wässrigen Be- schichtungszusammensetzungen enthaltend Bindemittel, Füllstof- fe und gegebenenfalls weitere Additive bei einer Temperatur zwischen 80 und 250 ⁰ C, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrigen Beschichtungszusammensetzungen eine oder mehrere hy- drophobierte Kieselsäuren enthalten.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich die aus dem

Stand der Technik bekannten hydrophobierten Kieselsäuren, wie sie beispielsweise auch aus EP0686676 Al bekannt sind. Die hydrophobierten Kieselsäuren sind beispielsweise durch SiIy- lierung von Kieselsäuren mit einem oder mehreren Silylierungs- mittein, vorzugsweise flüchtigen Silylierungsmitteln oder als feinverteiltes Aerosol verdüsbaren Silylierungsmitteln, erhältlich. Die Kieselsäuren können durch nasschemische Fällung oder pyrogen durch Flammenhydrolyse, z.B. von Tetrachlorsilan, hergestellt werden. Bevorzugt sind pyrogen hergestellte, hoch- disperse Kieselsäuren, die wie beispielsweise in DE 26 20 737 oder DE 42 21 716 beschrieben, aus Siliziumhalogenverbindungen pyrogen erzeugt werden.

Als Silylierungsmittel eignen sich beispielsweise eine oder mehrere Organosiliziumverbindungen . Organosiliziumverbindungen sind vorzugsweise Organosilane der allgemeinen Formel R ¹ HSiX ₄ -H (I) , worin

R ¹ gleich oder verschieden sein kann und ein einwertiger, gegebenenfalls halogenierter, Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 C-Atomen bedeutet,

X gleich oder verschieden sein kann und Halogen, bevorzugt Chlor, ein Stickstoffrest oder OH, OR ² , OCOR ² , O(CH ₂ ) _X OR ² , R ² gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 C-Atomen bedeutet, n gleich 1, 2 oder 3, bevorzugt 2 und x gleich 1, 2 oder 3 ist, bevorzugt 1,

und/oder Organosiloxane enthaltend ein oder mehrere Einheiten ausgewählt aus der Gruppe umfassend (R3SiO]_/2), ( ^R 2SiC>2/2)' (RSiθ3/2), (X3SiO]_/2), (RX2SiOi/2) und (R2XSiO]_/2) , wobei X die oben dafür angegebene Bedeutung hat und R die oben für R ¹ oder R ² angegebenen Bedeutungen hat oder für ein Wasserstoffatom steht.

Bevorzugt sind Organosiloxane der allgemeinen Formel x (R ³ R ¹ SiO ₂₇₂ ) _y (SiX _b R ¹ _a ) _z (II), worin R ¹ die oben dafür angegebene Bedeutung hat,

R ² die oben dafür angegebene Bedeutung hat,

R ³ gleich oder verschieden sein kann, ein Wasserstoff und ein von R ¹ verschiedener, einwertiger, gegebenenfalls halogenier- ter, Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 C-Atomen bedeutet, X die oben dafür angegebene Bedeutung hat, bevorzugt OH, a gleich 0, 1, 2 oder 3, bevorzugt 2, b gleich 0, 1, 2 oder 3, bevorzugt 1, wobei die Summe a + b gleich 3 ist, x gleich 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 200, bevorzugt 10 bis 50, y gleich 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 200, bevorzugt x zu y mindestens gleich 5 zu 1 und die Summe x + y gleich 0 oder eine ganze Zahl zwischen 1 und 200 ist, bevorzugt 10 bis 50, z gleich 0 oder 1 ist, mit der Maßgabe, dass z größer 0 ist, wenn die Summe x + y gleich 0 ist, bevorzugt z gleich 1.

Die Herstellung der Organosilane und Organosiloxane ist vielfach beschrieben und erfolgt nach allgemein bekannten Herstel- lungsverfahren .

Beispiele für R ¹ sind Alkylreste wie der Methylrest, der E- thylrest, Propylreste wie der iso- oder der n-Propylrest, Bu- tylreste wie der t- oder n-Butylrest, Pentylreste wie der neo- , der iso- oder der n-Pentylrest, Hexylreste wie der n-

Hexylrest, Heptylreste wie der n-Heptylrest, Octylreste wie der 2-Ethyl-hexyl- oder der n-Octylrest, Decylreste wie der n- Decylrest, Dodecylreste wie der n-Dodecylrest, Hexadecylreste

wie der n-Hexadecylrest, Octadecylreste wie der n- Octadecylrest, Alkenylreste wie der Vinyl-, der 2-Allyl- oder der 5-Hexenylrest, Arylreste wie der Phenyl-, der Biphenyl o- der Naphthylrest, Alkylarylreste wie Benzyl-, Ethylphenyl-, Toluyl- oder die Xylylreste, halogenierte Alkylreste wie der 3-Chlorpropyl-, der 3, 3, 3-Trifluorpropyl oder der Perfluorhe- xylethylrest, halogenierte Arylreste wie der Chlorphenyl oder Chlorbenzylrest . Bevorzugt für R ¹ sind der Methylrest, der E- thylrest, Propylreste wie der iso- oder der n-Propylrest, Bu- tylreste wie der t- oder n-Butylrest. Besonders bevorzugt ist der Methylrest.

Beispiele für R ² sind Alkylreste wie der Methylrest, der E- thylrest, Propylreste wie der iso- oder der n-Propylrest, Bu- tylreste wie der t- oder n-Butylrest, Pentylreste wie der neo- , der iso- oder der n-Pentylrest, Hexylreste wie der n- Hexylrest, Heptylreste wie der n-Heptylrest, Octylreste wie der 2-Ethyl-hexyl- oder der n-Octylrest. Bevorzugt für R ² sind der Methyl-, Ethyl- und Propylrest. Besonders bevorzugt ist der Methylrest.

Beispiele für R ³ sind Alkylreste wie der Methylrest, der E- thylrest, Propylreste wie der iso- oder der n-Propylrest, Bu- tylreste wie der t- oder n-Butylrest, Pentylreste wie der neo- , der iso- oder der n-Pentylrest, Hexylreste wie der n-

Hexylrest, Heptylreste wie der n-Heptylrest, Octylreste wie der 2-Ethyl-hexyl- oder der n-Octylrest, Decylreste wie der n- Decylrest, Dodecylreste wie der n-Dodecylrest, Hexadecylreste wie der n-Hexadecylrest, Octadecylreste wie der n-Octa- decylrest, Alkenylreste wie der Vinyl-, der 2-Allyl- oder der 5-Hexenylrest, Arylreste wie der Phenyl-, der Biphenyl oder Naphthylrest, Alkylarylreste wie Benzyl-, Ethylphenyl-, Toluyl- oder die Xylylreste, halogenierte Alkylreste wie der 3- Chlorpropyl-, der 3, 3, 3-Trifluorpropyl oder der Perfluorhexy- lethylrest, halogenierte Arylreste wie der Chlorphenyl oder

Chlorbenzylrest. Bevorzugt sind der n-Octyl-, der n-Octadecyl, der Vinyl- und der 3, 3, 3-Trifluorpropylrest . Besonders bevorzugt ist der n-Octylrest.

Beispiele für Organosilane gemäß Formel I sind Methyltrichlor- silan, Dimethyldichlorsilan, Trimethylchlorsilan, Methyl- trimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Trimethylmethoxysi- lan, Methyltriethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Trimethy- lethoxysilan, Methyltriacethoxysilan, Dimethyldiacethoxysilan, Trimethylacethoxysilan, Octylmethyldichlorsilan, Octyltrich- lorsilan, Octadecylmethyldichlorsilan, Octadecyltrichlorsilan, Vinyltrichlorsilan, Vinlymethyldichlorsilan, Vinyldimethylch- lorsilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinlymethyldimethoxysilan, Vi- nyldimethylmethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinlymethyl- diethoxysilan, Vinyldimethylethoxysilan, Hexamethyldisilazan, Divinyltetramethyldisilazan, Bis (3, 3-trifluorpropyl) tetra- methyldisilazan, Octamethylcyclotetrasilazan, Trimethylsila- nol. Bevorzugt sind Dialkylsilane, besonders bevorzugt sind Dialkyldichlorsilane, wie Dimethyldichlorsilan, Octylmethyldichlorsilan und Octadecylmethyldichlorsilan sowie Dimethyldimethoxysilan und Dimethyldiethoxysilan. Am meisten bevorzugt ist Dimethyldichlorsilan.

Zur Herstellung der hydrophobierten Kieselsäuren können auch beliebige Gemische aus Organosilanen in beliebigen Mischungverhältnissen eingesetzt werden. Hierbei sind solche Mischungen bevorzugt, in denen gemäß Formel I Verbindungen mit n = 2 mit ≥ 80 Mol%, bevorzugt ≥ 90 Mol%, vorliegen. Hierbei sind insbesondere Mischungen bevorzugt, in denen mindestens eine Verbindung gemäß Formel I, bei der R verschieden ist, z.B. eine Methylgruppe und eine Alkylgruppe mit mindestens 6 C-Atomen, vorliegt. Bevorzugt sind hier Mischungen aus Di- methyldichlorsilan und Octylmethyldichlorsilan im Verhältnis von 5 zu 1 bis 50 zu 1.

Beispiele für Organosiloxane sind lineare oder cyclische Dial- kylsiloxane mit einer mittleren Anzahl an Dialkylsiloxyeinhei- ten von größer als 3, besonders bevorzugt von 5 bis 100. Die

Dialkylsiloxane sind bevorzugt Dimethylsiloxane . Besonders bevorzugt sind lineare Polydimethylsiloxane mit folgenden Endgruppen: Trimethylsiloxy, Dimethylhydroxysiloxy, Dimethylch-

lorsiloxy, Methyldichlorsiloxy, Dimethylmethoxysiloxy, Methyl- dimethoxysiloxy, Dimethylethoxysiloxy, Methyldiethoxysiloxy, Dimethylacethoxysiloxy, Methyldiacethoxysiloxy, Dimethylhydro- xysiloxy, wobei die Endgruppen gleich oder unterschiedlich sein können. Besonders bevorzugt sind unter den genannten Po- lydimethylsiloxanen solche mit einer Viskosität bei 25 ⁰ C von 2 bis 100 mPas und mit den Endgruppen Trimethylsiloxy oder Di- methylhydroxysiloxy . Geeignet sind auch beliebige Gemische in beliebigen Mischungsverhältnissen aus den genannten Organosi- loxanen.

Besonders bevorzugt sind Silylierungsmittel oder Silylierungs- mittelgemische nach den Formeln I und II, die auf der hy- drophobierten Kieselsäure zu einer Belegung mit Kohlenwas- serstoffsiloxygruppen führen, die zu mindestens 80 Mol%, bevorzugt zu mindestens 90 Mol% und besonders bevorzugt zu mindestens 98 Mo1% Siloxygruppen aufweisen, die mit zwei Kohlenwasserstoffresten substituiert sind, bevorzugt Dialkylsilo- xygruppen, besonders bevorzugt Dimethylsiloxygruppen .

In einer bevorzugten Ausführung handelt es sich bei den als Silylierungsmitteln eingesetzten Organosiliziumverbindungen gemäß Formel (I) und gemäß Formel (II) jeweils um eine einzige Art eines Organosilans der Formel (I) und um eine einzige Art eines Organopolysiloxans der Formel (II), wie auch um ein Gemisch aus mindestens zwei verschiedenen Arten des Organosilans gemäß der Formel (I) und eines Gemisches aus mindestens zwei verschiedenen Arten des Organosiloxans gemäß der Formel (II) oder um eine Art des Organosilans der Formel (I) und ein Ge- misch des Organosiloxans der Formel (II) oder um ein Gemisch des Organosilans der Formel (I) und eine Art des Organosiloxans der Formel (II) .

Bei der Silylierung der Kieselsäuren werden vorzugsweise 0,5 bis 100 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 1 bis 50 Gewichtsteile und am meisten bevorzugt 2 bis 20 Gewichtsteile Silylierungsmittel eingesetzt, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Kieselsäure.

Die hydrophobierte Kieselsäure hat vorzugsweise eine mittlere Primärteilchen-Partikelgrösse von ≤ 1000 nm, besonders bevorzugt eine mittlere Primärteilchen-Partikelgrösse von 2 bis 100 nm, am meisten bevorzugt eine mittlere Primärteilchen- Partikelgrösse von 5 bis 50 nm, wobei diese Primärteilchen nicht isoliert vorliegen, sondern Bestandteile größerer Aggregate (Definition nach DIN 53206) sind, die einen Durchmessern von 80 bis 800 nm aufweisen und Agglomerate (Definition nach DIN 53206) aufbauen, die in Abhängigkeit von der äußeren

Scherbelastung Größen von 1 bis 500 μm haben. Vorzugsweise weist die hydrophobierte Kieselsäure eine spezifische Oberfläche von ≥ 25 m ² /g, besonders bevorzugt von 30 bis 500 m ² /g, am meisten bevorzugt von 50 bis 400 m ² /g (gemessen nach der BET Methode nach DIN 66131 und 66132) auf. Die hydrophobierte Kieselsäure hat einen Kohlenstoffgehalt von ≥ 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,25 Gew.-% bis 15 Gew.-%, am meisten bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis 10,0 Gew.-% auf. Die hydrophobierte Kieselsäure zeigt vorzugsweise eine Methanolzahl von ≥ 20, be- sonders bevorzugt von ≥ 25, am meisten bevorzugt von ≥ 30 auf. Das Silylierungsmittel auf der hydrophobierten Kieselsäure ist vorzugsweise vollständig chemisch fest fixiert und weist vorzugsweise keinen von der hydrophobierten Kieselsäure extrahierbaren oder löslichen Anteil auf.

Bevorzugt ist eine hydrophobierte Kieselsäure, bei der von dem gebundenen Silylierungsmittel mindestens 80 Mol-% des Silylie- rungsmittels aus Siloxygruppen besteht, die mit zwei Kohlenwasserstoffresten substituiert sind.

Bei den Kohlenwasserstoffresten handelt es sich vorzugsweise um die Reste R ¹ und R ³ , die die oben dafür angegebene Bedeutung haben .

Bevorzugte Bindemittel sind Polymerisate auf Basis von einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren ausgewählt aus der Gruppe umfassend Vinylester von Carbonsäuren mit 1 bis 15 C-Atomen, Methacrylsäureester oder Acrylsäureester von Car-

bonsäuren mit unverzweigten oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen, Olefine oder Diene, Vinylaromaten oder Vinyl- halogenide .

Bevorzugte Vinylester sind Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyl- butyrat, Vinyl-2-ethylhexanoat, Vinyllaurat, 1-Methylvinylace- tat, Vinylpivalat und Vinylester von alpha-verzweigten Mono- carbonsäuren mit 5 bis 13 C-Atomen, beispielsweise VeoVa9R o- der VeoValOR (Handelsnamen der Firma Shell) . Besonders bevor- zugt ist Vinylacetat.

Bevorzugte Methacrylsäureester oder Acrylsäureester sind Ester von unverzweigten oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 15 C- Atomen wie Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, E- thylmethacrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylac- rylat, n-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Norbornylacry- lat. Besonders bevorzugt sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat .

Bevorzugte Olefine oder Diene sind Ethylen, Propylen und 1,3- Butadien. Bevorzugte Vinylaromaten sind Styrol und Vinylto- luol. Ein bevorzugtes Vinylhalogenid ist Vinylchlorid.

Gegebenenfalls können noch 0.05 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerisats, Hilfsmonomere copolymerisiert werden. Beispiele für Hilfsmonomere sind ethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren, vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure und Maleinsäure; ethylenisch ungesättigte Carbonsäureamide und - nitrile, vorzugsweise Acrylamid und Acrylnitril; Mono- und Diester der Fumarsäure und Maleinsäure wie die Diethyl- und Diisopropylester, sowie Maleinsäureanhydrid, ethylenisch ungesättigte Sulfonsäuren bzw. deren Salze, vorzugsweise Vinylsul- fonsäure, 2-Acrylamido-2-methyl-propansulfonsäure . Weitere Beispiele sind vorvernetzende Comonomere wie mehrfach ethylenisch ungesättigte Comonomere, beispielsweise Divinyladipat, Diallylmaleat, Allylmethacrylat oder Triallylcyanurat, oder nachvernetzende Comonomere, beispielsweise Acrylamidoglykol-

säure (AGA) , Methylacrylamidoglykolsäuremethylester (MAGME) , N-Methylolacrylamid (NMA) , N-Methylolmethacrylamid (NMMA) , N- Methylolallylcarbamat, Alkylether wie der Isobutoxyether oder Ester des N-Methylolacrylamids, des N-Methylolmethacrylamids und des N-Methylolallylcarbamats . Geeignet sind auch epoxid- funktionelle Comonomere wie Glycidylmethacrylat und Glycidyl- acrylat. Weitere Beispiele sind siliciumfunktionelle Comonomere, wie Acryloxypropyltri (alkoxy) - und Methacryloxypro- pyltri (alkoxy) -Silane, Vinyltrialkoxysilane und Vinylmethyldi- alkoxysilane, wobei als Alkoxygruppen beispielsweise Methoxy-, Ethoxy- und Ethoxypropylenglykolether-Reste enthalten sein können. Genannt seien auch Monomere mit Hydroxy- oder CO-Grup- pen, beispielsweise Methacrylsäure- und Acrylsäurehydroxyal- kylester wie Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl- oder Hydroxybutyl- acrylat oder -methacrylat sowie Verbindungen wie Diaceton- acrylamid und Acetylacetoxyethylacrylat oder -methacrylat. Weitere Beispiele sind auch Vinylether, wie Methyl-, Ethyl- oder iso-Butylvinylether .

Beispiele für geeignete Homo- und Mischpolymerisate sind Vi- nylacetat-Homopolymerisate, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und einem oder mehreren weiteren Vinylestern, Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und Acrylsäureester, Mischpo- lymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und Vinylchlorid, Sty- rol-Acrylsäureester-Copolymerisate, Styrol-1, 3-Butadien-Co- polymerisate .

Bevorzugt werden Vinylacetat-Homopolymerisate; Mischpolymeri- säte von Vinylacetat mit 1 bis 40 Gew.-% Ethylen; Mischpolymerisate von Vinylacetat mit 1 bis 40 Gew.-% Ethylen und 1 bis 50 Gew.-% von einem oder mehreren weiteren Comonomeren aus der Gruppe der Vinylester mit 1 bis 12 C-Atomen im Carbonsäurerest wie Vinylpropionat, Vinyllaurat, Vinylester von alpha- verzweigten Carbonsäuren mit 5 bis 13 C-Atomen wie VeoVa9R, VeoValOR, VeoVallR; Mischpolymerisate von Vinylacetat, 1 bis 40 Gew.-% Ethylen und vorzugsweise 1 bis 60 Gew.-% Acrylsäureester von unverzweigten oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis

15 C-Atomen, insbesondere n-Butylacrylat oder 2- Ethylhexylacrylat ; und Mischpolymerisate mit 30 bis 75 Gew.-% Vinylacetat, 1 bis 30 Gew.-% Vinyllaurat oder Vinylester einer alpha-verzweigten Carbonsäure mit 5 bis 13 C-Atomen, sowie 1 bis 30 Gew.-% Acrylsäureester von unverzweigten oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen, insbesondere n- Butylacrylat oder 2-Ethyl-ihexyl-iacrylat, welche noch 1 bis 40 Gew.-% Ethylen enthalten können; Mischpolymerisate mit Vinylacetat, 1 bis 40 Gew.-% Ethylen und 1 bis 60 Gew.-% Vinylchlo- rid; wobei die Polymerisate jeweils noch die genannten Hilfsmonomere in den genannten Mengen enthalten können, und sich die Angaben in Gew.-% auf jeweils 100 Gew.-% aufaddieren.

Bevorzugt werden auch (Meth) acrylsäureester-Polymerisate, wie Mischpolymerisate von n-Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat oder Copolymerisate von Methylmethacrylat mit n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexyl-iacrylat und gegebenenfalls Ethylen; Sty- rol-Acrylsäureester-Copolymerisate mit einem oder mehreren Monomeren aus der Gruppe Methylacrylat, Ethylacrylat, Propyl- acrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat ; Vinylacetat-

Acrylsäureester-Copolymerisate mit einem oder mehreren Monomeren aus der Gruppe Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und gegebenenfalls Ethylen; Styrol-1, 3-Butadien-Copolymerisate; wobei die Polymeri- säte noch die genannten Hilfsmonomere in den genannten Mengen enthalten können, und sich die Angaben in Gew.-% auf jeweils 100 Gew.-% aufaddieren.

Die Monomerauswahl bzw. die Auswahl der Gewichtsanteile der Comonomere erfolgt dabei so, dass im allgemeinen eine Glasübergangstemperatur Tg von -50 ⁰ C bis +50 ⁰ C, vorzugsweise -30 ⁰ C bis +40 ⁰ C resultiert. Die Glasübergangstemperatur Tg der Polymerisate kann in bekannter Weise mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) ermittelt werden. Die Tg kann auch mittels der Fox-Gleichung näherungsweise vorausberechnet werden. Nach Fox T. G., Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, page 123 (1956) gilt: l/Tg = xl/Tgl + x2/Tg2 + ... + xn/Tgn, wobei xn für den Massebruch (Gew.-%/100) des Monomeren n steht, und Tgn die Glas-

übergangstemperatur in Kelvin des Homopolymeren des Monomeren n ist. Tg-Werte für Homopolymerisate sind in Polymer Handbook 2nd Edition, J. Wiley & Sons, New York (1975) aufgeführt.

Die Herstellung der Polymerisate erfolgt nach den dem Fachmann bekannten Emulsions-, Suspensions-, Lösungsmittel- oder Massepolymerisationsverfahren wie beispielsweise in DE-A 102006050336 beschrieben. Die Polymerisate fallen dabei in Form von wässrigen Dispersionen an und können nach gängigen Trocknungsverfahren zu entsprechenden in Wasser redispergier- baren Pulver überführt werden.

Geeignete Füllstoffe sind beispielsweise Calcit, Ton, Schwerspat, Dolomit, Silikate, Vermikulit, Talk, Glimmer, Schiefer- mehl, Montmorillonit-, Glas- oder Metallschuppen, Kohle, Koks, Graphit, Talkum, Tonminerale, Magnesiumhydroxid, Magnesiumsul- fatheptahydrat, Alaune, Hydrargillit oder Metalloxide, wie z.B. Aluminiumoxid, Calciumoxid, Zinkoxid, Titandioxid oder Siliziumdioxid, wobei Schwerspat, Calcit oder Glimmer bevor- zugt ist.

Typische Rezepturen für die wässrigen Beschichtungszusammen- setzungen enthalten 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 3 Gew.-% hydrophobierte Kieselsäure, 0,5 bis 50 Gew.-%, insbe- sondere 5 bis 40 Gew.-% Polymerisat als Bindemittel, 40 bis

99,4 Gew.-%, insbesondere 60 bis 95 Gew.-% Füllstoffe, bis zu 10 Gew.-% Additive wie beispielsweise Dispergierhilfsmittels, z.B. auf Basis von Polyacrylaten oder Polyphosphaten, Haftvermittler, Thixotropiermittel, Beschleuniger, Stabilisatoren, Pigmente, Hydrophobierungsmittel, Biozide oder Korrosionsschutzmittel. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich auf 100 Gew.-% der Komponenten einer Rezeptur. Die wässrigen Beschichtungszusam- mensetzungen enthalten 10 bis 400 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 100 Gew.-% Wasser bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten der Rezeptur.

Zur Herstellung der wässrigen Beschichtungszusammensetzungen werden beispielsweise die hydrophobierte Kieselsäure, die

Füllstoffe und gegebenenfalls die Additive den wässrigen Dispersionen der Polymerisate vor oder während ihrer Trocknung zugegeben, so dass die wässrigen Beschichtungszusammensetzun- gen in Form von in Wasser redispergierbaren Pulvern erhalten werden, die zu einem späteren Zeitpunkt mit Wasser redisper- giert werden.

Alternativ werden zur Herstellung der wässrigen Beschichtungs- zusammensetzungen die einzelnen Komponenten der Rezeptur gleichzeitig oder nacheinander oder eine Mischung sämtlicher Komponenten der Rezeptur in Wasser eingerührt. Vorzugsweise werden zunächst die einzelnen Komponenten der Rezeptur gemischt und zu einem späteren Zeitpunkt mit der in der Rezeptur angegebenen Menge an Wasser dispergiert.

Ebenso bevorzugt werden zunächst die festen Komponenten der Rezeptur gemischt und anschließend die flüssigen Komponenten der Rezeptur und Wasser zugegeben werden.

Besonders bevorzugt wird das Bindemittel in Form einer wässrigen Dispersion vorgelegt und unter Rühren mit den weiteren Komponenten der Rezeptur gemischt.

Zum Mischen der einzelnen Komponenten der Beschichtungszusam- mensetzung sind die dem Fachmann geläufigen Rührer und Mischer geeignet, wie beispielsweise Kneter oder Rührmischer.

Vorzugsweise weist die wässrige Beschichtungszusammensetzung eine Viskosität von ≥ 10000 mPas, vorzugsweise von 30000 mPas bis 100000 mPas auf (Brookfield, 23 ⁰ C, Scherung 20 U/min) . Durch Erhöhung der Viskosität der wässrigen Beschichtungszusammensetzung kann ein etwaiges Entmischen der wässrigen Beschichtungszusammensetzung, insbesondere eine etwaige Separation der hydrophobierten Kieselsäure, unterbunden werden.

Die wässrigen Beschichtungszusammensetzungen können beispielsweise durch Sprühen, Spritzen, wie beispielsweise mit Hochdruckspritzgeräten, Verspachteln, Streichen oder Rakeln auf

die Substrate aufgebracht werden. Bevorzugte Substrate sind Kunststoffkörper oder Metallbleche, wie beispielsweise Stahl, Aluminium.

Des wässrigen Beschichtungszusammensetzungen weisen vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften auf. So haben die wässrigen Beschichtungszusammensetzungen scherverdünnende rhe- ologische Eigenschaften, wie sie in den meisten Anwendungen gefordert sind. Scherverdünnende rheologische Zusammensetzun- gen sind unter Scherung, d.h. unter Anwendung von Druck, gut transportierbar und verarbeitbar. Ohne Scherung sind scherverdünnende rheologische Zusammensetzungen jedoch hochviskos und nicht mehr fließfähig, so dass sie auf ihrem Substrat eine hohe Standfestigkeit aufweisen.

Das Trocknen der wässrigen Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen von 90 bis 250 ⁰ C, besonders bevorzugt von 100 bis 250 ⁰ C und am meisten bevorzugt von 140 bis 200 ⁰ C. Durch das Trocknen wird das Was- ser der wässrigen Beschichtungszusammensetzung verdampft, wodurch die dämmende Beschichtung entsteht. Das Trocknen erfolgt in gängigen öfen oder durch Bestrahlen mit Infrarotstrahlung oder Mikrowellen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind dämmende Beschich- tungen erhältlich durch Trocknen von wässrigen Beschichtungszusammensetzungen enthaltend Bindemittel, Füllstoffe und gegebenenfalls weitere Additive bei einer Temperatur zwischen 80 und 250 °C, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrigen Be- Schichtungszusammensetzungen eine oder mehrere hydrophobierte Kieselsäuren enthalten.

Die so erhältlichen dämmenden Beschichtungen haben eine Schichtdicke von vorzugsweise mindestens 0,3 mm, besonders be- vorzugt von 0,3 bis 30 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 bis 5 mm, am meisten bevorzugt von 1 bis 5 mm.

Die dämmenden Beschichtungen haben ebene, plane Oberflächen. Die Oberflächen der dämmenden Beschichtungen sind also nicht durch große, in den dämmenden Beschichtungen befindliche Luftblasen modelliert. Die dämmenden Beschichtungen sind durch ei- ne homogenen Zusammensetzung gekennzeichnet.

Des Weiteren weisen die dämmenden Beschichtungen vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften auf. So ist die Haftung der dämmenden Beschichtungen auf dem Substrat sowie die Zwischen- haftung zwischen den Komponenten der dämmenden Beschichtungen sehr gleichmäßig und weist keine Störungen auf. Zudem sind die dämmenden Beschichtungen gleichmäßig überlackierbar .

Die dämmenden Beschichtungen eignen sich insbesondere zur Wär- medämmung oder Schalldämmung. Die dämmenden Beschichtungen können auch zum Korrosionsschutz eingesetzt werden.

Die folgenden Beispiele dienen der detaillierten Erläuterung der Erfindung und sind in keiner Weise als Einschränkung zu verstehen.

Herstellung der dämmenden Beschichtungen:

Beispiel 1 (Bsp. 1) : In einem 500 ml Kunststoffbecher wurden 77,94 g Schwerspat C14 (Handelsname der Firma Sachtleben Bergbau), 38,46 g einer wässrigen Dispersion eines Styrol-Ethylhexylacrylat-Copoly- merisats (FG = 52 %; Tg = 0 ⁰ C) und 2,00 g HDK H15 (Oberflächenmodifizierung mit -OSi(CHs) 2~, Kohlenstoffgehalt 0,9 Gew.-%; Handelsname der Firma Wacker Chemie) vorgelegt und mit einem breiten Metallspatel während 3 min unter Normalbedingungen nach DIN50014 gleichmäßig vermischt. Anschließend wurde unter Rühren eine Lösung von 0,06 g Polyacrylsäuresalz in 25 g Wasser in 5 gleich großen Portionen zugegeben, und nach weite- rem 3 minütigem Rühren wurde die wässrige Beschichtungzusammensetzung erhalten.

Es wurde je ein Stahlrahmen (Länge/Breite/Höhe = 5Omm/5Omm/ 3mm) auf eine Aluminiumfolie bzw. in einer zweiten Versuchsreihe auf das Trennpapier GP I 65 SOO. XX (Handelsname der Firma Mondi Packaging Release Liner Austria) gelegt und bis zur Oberkante des Rahmens mit der wässrigen Beschichtungzusammensetzung vollständig gefüllt. Anschließend wurden die Rahmen entfernt. Durch Trocknung während 30 min bei 160 ⁰ C in einem Umluft-Trockenschrank (Hersteller: Firma Binder) wurden dämmende Beschichtungen mit planaren Oberflächen und Schichtdi- cken von 3,0 mm erhalten.

Beispiel 2 (Bsp. 2)

In einem 500 ml Kunststoffbecher wurden 77,94 g des o.g.

Schwerspat, 37,11 g einer wässrigen Dispersion von Polyvinyl- acetat (FG = 53,9 %, Tg = 44 ⁰ C) und 2,00 g HDK H15 vorgelegt und mit einem breiten Metallspatel während 3 min unter Normalbedingungen nach DIN50014 gleichmäßig vermischt. Anschließend wurde unter Rühren eine Lösung von 0,06 g Polyacrylsäuresalz in 21 g Wasser in 5 gleich großen Portionen zugegeben, und nach weiterem 3-minütigem Rühren wurde die wässrige Beschichtungzusammensetzung erhalten. Die Herstellung der dämmenden Beschichtung erfolgte analog zu der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise. Es wurden dämmende Beschichtungen mit planaren Oberflächen und Schichtdicken von 3,2 mm erhalten.

Beispiel 3 (Bsp. 3)

In einem 500 ml Kunststoffbecher wurden 77,94 g des o.g. Schwerspat, 20,00 g eines Vinylacetat-Ethylen-Copolymerisats in Form eines in Wasser redispergierbaren Pulvers (Tg = -7°C) und 2,00 g HDK H15 vorgelegt und mit einem breiten Metallspatel während 3 min unter Normalbedingungen nach DIN50014 gleichmäßig vermischt. Anschließend wurde unter Rühren eine Mischung von 0,06 g Polyacrylsäuresalz in 43 g Wasser in 5 gleich großen Portionen zugegeben, und nach weiterem 3 minüti- gern Rühren wurde die wässrige Beschichtungzusammensetzung erhalten. Die Herstellung der dämmenden Beschichtung erfolgte analog zu der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise. Es

wurden dämmende Beschichtungen mit planaren Oberflächen und Schichtdicken von 3,1 mm erhalten.

Beispiel 4 (Bsp. 4) Es wurde analog zu Beispiel 3 vorgegangen, aber anstatt 2,00 g HDK H15 wurden 2,00 g HDK H20 (Oberflächenmodifizierung mit - OSi(CH3)2~, Kohlenstoffgehalt 1,4 Gew.-%; Handelsname der Firma Wacker Chemie) und anstatt 43 g Wasser wurden 50 g Wasser eingesetzt. Es wurden dämmende Beschichtungen mit planaren Ober- flächen und Schichtdicken von 3,0 mm erhalten.

Beispiel 5 (Bsp. 5)

Es wurde analog zu Beispiel 3 vorgegangen, aber anstatt 2,00 g HDK H15 wurden 2,00 g HDK H30 (Oberflächenmodifizierung mit - OSi (CH ₃ ) ₂ -, Kohlenstoffgehalt 1,8 Gew.-%; Handelsname der Firma Wacker Chemie) und anstatt 43 g Wasser wurden 50 g Wasser eingesetzt. Es wurden dämmende Beschichtungen mit planaren Oberflächen und Schichtdicken von 3,2 mm erhalten.

Beispiel 6 (Bsp. 6)

Es wurde analog zu Beispiel 3 vorgegangen, aber anstatt 77,94 g Schwerspat wurden 77,94 g Calcit MS 80 (Schön & Hippelein) und anstatt 43 g Wasser wurden 57 g Wasser eingesetzt. Es wurden dämmende Beschichtungen mit geringfügig gewölbten Oberflä- chen erhalten.

Beispiel 7 (Bsp. 7)

Es wurde analog zu Beispiel 3 vorgegangen, aber anstatt 77,94 g Schwerspat wurden 77,94 g Muskovitglimmer und anstatt 43 g Wasser wurden 90 g Wasser eingesetzt. Es wurden dämmende Beschichtungen mit planaren Oberflächen und Schichtdicken von 3, 1 mm erhalten .

Vergleichsbeispiel 1 (VBsp. 1) Zu 77,94 g Schwerspat in einem 500 ml Kunststoffbecher wurde unter Rühren mit einem breiten Metallspatel unter Normalbedingungen nach DIN50014 in 5 gleich großen Portionen eine Mischung von 38,46 g einer wässrigen Dispersion eines Styrol-

Ethylhexylacrylat-Copolymerisats (FG = 52 %; Tg = 0 ⁰ C) und 0,06 g Polyacrylsäuresalz gegeben. Nach weiterem 3-minütigem Rühren wurde die wässrige Beschichtungzusammensetzung erhalten. Die Herstellung der dämmenden Beschichtung erfolgte ana- log zu der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise. Es wurden dämmende Beschichtungen mit stark gewölbten Oberflächen erhalten .

Vergleichsbeispiel 2 (VBsp. 2) Zu 77,94 g Schwerspat in einem 500 ml Kunststoffbecher wurde unter Rühren mit einem breiten Metallspatel bei Normalbedingungen nach DIN50014 in 5 gleich großen Portionen eine Mischung von 37,11 g einer wässrigen Dispersion von Polyvinyl- acetat (FG = 53,9 %, Tg = 44 ⁰ C) und 0,06 g Polyacrylsäuresalz gegeben. Nach weiterem 3-minütigem Rühren wurde die wässrige

Beschichtungzusammensetzung erhalten. Die Herstellung der dämmenden Beschichtung erfolgte analog zu der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise. Es wurden dämmende Beschichtungen mit stark gewölbten Oberflächen erhalten.

Vergleichsbeispiel 3 (VBsp. 3)

Es wurde analog zu Beispiel 3 vorgegangen, aber anstatt 43 g Wasser wurden 17 g Wasser eingesetzt, und es wurde kein HDK H 15 zugegeben. Es wurden dämmende Beschichtungen mit stark ge- wölbten Oberflächen erhalten.

Vergleichsbeispiel 4 (VBsp. 4)

Es wurde analog zu Beispiel 6 vorgegangen, aber anstatt 57 g Wasser wurden 25 g Wasser eingesetzt, und es wurde kein HDK H 15 zugegeben. Es wurden dämmende Beschichtungen mit stark gewölbten Oberflächen erhalten.

Vergleichsbeispiel 5 (VBsp. 5)

Es wurde analog zu Beispiel 7 vorgegangen, aber anstatt 90 g Wasser wurden 60 g Wasser eingesetzt, und es wurde kein HDK H 15 zugegeben. Es wurden dämmende Beschichtungen mit stark gewölbten Oberflächen erhalten.

Vergleichsbeispiel 6 (VBsp. 6)

Es wurde analog zu Beispiel 3 vorgegangen, aber anstatt 2,00 g HDK H 15 wurden 2,00 g HDK N 20 (nicht hydrophobiert, 200 m ² /g spezifische Oberfläche nach BET; Handelsname der Firma Wacker Chemie) und anstatt 43 g Wasser wurden 30 g Wasser eingesetzt. Es wurden dämmende Beschichtungen mit stark gewölbten Oberflächen erhalten.

Vergleichsbeispiel 7 (VBsp. 7) Es wurde analog zu Beispiel 3 vorgegangen, aber anstatt 2,00 g HDK H 15 wurden 2,00 g HDK V 15 (nicht hydrophobiert, 150 m ² /g spezifische Oberfläche nach BET; Handelsname der Firma Wacker Chemie) und anstatt 43 g Wasser wurden 25 g Wasser eingesetzt. Es wurden dämmende Beschichtungen mit stark gewölbten Oberflä- chen erhalten.

Austestung

Bestimmung der Planarität der Oberfläche der dämmenden Beschichtungen :

Die Planarität der Oberfläche der dämmenden Beschichtungen wurde mit folgenden Parametern visuell bestimmt: A = planare Oberfläche B = wenig gewölbte Oberfläche C = stark gewölbte Oberfläche Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 zusammengefasst .

Bestimmung der Kompaktheit der dämmenden Beschichtungen: Es wurde ein Quotient Q aus der maximalen Höhe der dämmenden

Beschichtung und der Höhe des Stahlrahmens zur Herstellung der dämmenden Beschichtung gebildet. Die entsprechenden Quotienten Q sind in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt.

Bestimmung der Dichte der dämmenden Beschichtung:

Das Trennpapier GP I 65 S00. XX wurde von der jeweiligen dämmenden Beschichtung vorsichtig vollständig entfernt, so dass das dämmende Beschichtungsmaterial nicht beschädigt wurde. Das

Beschichtungsmaterial wurde mit dem Dupli-Color Special Zweischicht-Klarlack DC A2-03 (Lack auf Basis von Acrylat- Mischpolymeren; Handelsname der Firma Motip Dupli GmbH) mit einer Schichtdicke von ca. 150 μm überzogen. Von dem so präpa- rierten dämmenden Beschichtungsmaterial wurde nach DIN EN ISO 1183-1 mit Hilfe von Wasser die Dichte bestimmt. Durch die Versiegelung des Beschichtungsmaterials mit dem Zweischicht- Klarlack wurde ein Verdrängen der im Beschichtungsmaterial enthaltenen Luft durch Wasser verhindert. Der Wert der so er- mittelten Dichte ist also direkt von der in der dämmenden Be- schichtung enthaltenen Luftmenge abhängig und damit ein direktes Maß für die in der Beschichtung eingeschlossenen Luftblasen. Die entsprechenden Werte für die Dichten, die mit den dämmenden Beschichtungen der Beispiele 1 bis 7 bzw. Ver- gleichsbeispiele 1 bis 7 erhalten wurden, sind in Tabelle 1 bzw. 2 aufgeführt.

Tabelle 1: Austestung der Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele :

Tabelle 2: Austestung der Beschichtungszusammensetzungen der Vergleichsbeispiele :

Die dämmenden Beschichtungen der Beispiele 1 bis 3 (Tabelle 1), welche alle als Füllstoff Schwerspat und hydrophobierte Kieselsäure HDK H15 sowie jeweils unterschiedliche Bindemittel enthalten, haben Dichten von 1,21 g/ml bis 1,98 g/ml und zudem sehr kompakte und plane Oberflächen (1,00 < Q < 1,07; Planari- tat: A) . Die entsprechenden dämmenden Beschichtungen der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 (Tabelle 2), denen keine hydrophobierte Kieselsäure zugesetzt wurde, haben dagegen erheblich geringere Dichten und ihre Oberflächen sind stark aufgebläht und dementsprechend sehr uneben, was durch die entsprechenden Angaben für die Quotienten Q und für die Planarität zum Ausdruck kommt.

Aus den Austestungen der dämmenden Beschichtungen der Beispiele 1, 7 und 8 geht hervor (Tabelle 1), dass das erfindungsge- mäße Verfahren für eine breite Palette an unterschiedlichen

Füllstoffen erfolgreich anwendbar ist. Demgegenüber weisen die entsprechenden dämmenden Beschichtungen der Vergleichsbeispie-

len 1, 4 und 5 sehr geringe Dichten und sehr stark gewölbte Oberflächen auf (Tabelle 2) .

Die Ergebnisse aus den Vergleichsbeispielen 6 und 7 belegen (Tabelle 2), dass mit nicht hydrophobierten Kieselsäuren nur dämmende Beschichtungen mit sehr stark gewölbten Oberflächen erhältlich sind. Bei den entsprechenden erfindungsgemäßen Versuchsreihen der Beispiele 3, 4 und 6 mit hydrophobierten Kieselsäuren wurden dagegen sehr homogene und plane dämmende Be- Schichtungen erhalten (Tabelle 1).

Die in der Tabelle 1 festgehaltenen Ergebnisse belegen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch bei Einsatz unterschiedlichster Füllstoffe, Bindemittel und hydrophobierter Kieselsäuren sehr homogene, plane und luftporenarme dämmende Beschichtungen erhalten werden.