DE19740757A1 - Verfahren zur Herstellung und Anwendung eines lösungsmittelfreien und/oder wässrigen Beschichtungssystems unter Verwendung von Polymerpartikeln - Google Patents

Verfahren zur Herstellung und Anwendung eines lösungsmittelfreien und/oder wässrigen Beschichtungssystems unter Verwendung von Polymerpartikeln

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Verwendung eines lösungsmittelfreien und/oder wäßrigen Beschichtungssystems unter Verwendung von Polymerpartikeln zur Beschichtung von metallischen und mineralischen Gegenständen. Stand der Technik ist, daß das Lösen in der Lack- und Polymerchemie von höhermolekularen Bindemittelkomponenten in Beschichtungssystemen unter Mitverwendung von unterschiedlich lösenden, echten, -latenten und Verschnitt­ lösungsmittel zu einer klaren Lösung erfolgt. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Molekulargewichte und ihrer flüchtigen Bestandteile sind sie während ihrer Herstellung und Verarbeitung nicht ungefährlich. Lösungsmittelhaltige Beschichtungssysteme, kuaqulieren in Wasser, so daß die Spritznebelmengen, welche sich als Lackschlamm niederschlagen, anschließend entsorgt werden müssen.
Herkömmliche Beschichtungssysteme auf Wasserlackbasis koagulieren nicht.
Sie müssen über eine Kläranlage aus dem Spritzkabinenwasser aufwendig entfernt werden.
Zusammenfassend läßt sich zum derzeitigen Stand der Technik sagen, daß bisher eingesetzte Beschichtungssysteme den Nachteil haben, daß Lösungsmitteldämpfe, flüchtige Monomere und deren Spaltprodukte während der Herstellung und Verarbeitung in die Atmosphäre gelangen und auch das Abwasser verunreinigen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Bei diesem erfindungsgemäßen Beschichtungssystem verteilen sich bei Raumtemperatur unlösliche Polymerpartikel im Wasser und nach Applikation wird nach einer kurzen Schmelzzeit eine porenfreie und chemikalienbeständige Beschichtung erzielt. Die erfindungsgemäße Beschichtung ist gegen chemische und mechanische Einwirkungen beständig. Nach diesem Verfahren können Oberflächen beschichtet werden wie z. B. von Tankbehältern, Rohrleitungssystemen, Konstruktionsteilen für die Automobil, Bauindustrie sowie für Autodecklacksysteme und auch metallische und/oder mineralische unter-und oberirdischen Oberflächen, um sie so vor korrodierenden Einflüssen zu schützten. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man schmelzbare, aber in Wasser unlösliche chemikalienbeständige Polymerpartikel verteilt, so daß daraus ein fließ- bzw. spritzfähiges Beschichtungssystem entsteht.
Das Beschichtungssystem kann als Komponenten ein fließfähiges Bindemittel, eine Dispersionsharzlösung, Thixotropiemittel, Pigmente, Füllstoffe, Effektmittel, Additive, Wasser und/oder einen Härter, enthalten. Das erfindungsgemäß hergestellte Beschichtungssystem wird appliziert, und die noch vorhandene Restfeuchte läßt man anschließend verdunsten.
Der anschließende Schmelzprozeß erfolgt entweder in einem konventiellen Umluftofen und/oder unter Einwirkung von Infrarotbestrahlung und/oder in einer geschlossenen Raumbeschichtung wie bei Tank und/oder Rohrinnenbeschichtungen unter Druck/Vakuum oder bei normaler Atmosphäre bei ansteigender Temperatur, wobei sich die Polymerpartikel bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes verschweißen.
Durch das Verschweißen der Polymerpartikel und/oder die Reaktion der Polymerpartikel-Modifizierungen und/oder die Zugabe eines Härters, der bei Vernetzungstemperatur reagiert, wird eine porenfreie, chemikalienbeständige Beschichtung erzielt. In nur einem Arbeitsgang werden Trockenfilmstärken von bis zu 1000 µm und mehr erreicht. Für hohe physikalische/chemische Belastungen können durch mehrere Applikationen Schichtstärken von bis zu 7000 µm erzielt werden.
Die einzelnen Komponenten werden wie folgt eingesetzt:
(a)
mindestens 10,0 Gew.-% Leitungswasser
5,0-35,0 Gew.-% 20 - 50%ige Kaliwasserglaslösung
0,5-4,0 Gew.-% Thixotropiemittel Bentone
15,0-65,0 Gew.-% Epoxydharz fest Epikote 1004/60 µm
0,2-1,0 Gew.-% Entschäumer Polysiloxan
0,3-0,8 Gew.-% Verlaufsmittel modifiziertes Polyacrylat
0,3-1,0 Gew.-% Netzmittel höhermolekulare Polycarbonsäure
0,1-0,5 Gew.-% UV-Absorber Pentaerythrityltetrakis
2,0-12,0 Gew.-% Magnesiumsilicat Talkum 15 µm
5,0-25,0 Gew.-% Pigment Titandioxyd 25 µm
10,0-130,0 Gew.-% Härter wäßriges Polyamin-addukt
(b)
mindestens 10,0 Gew.-% modifizierte Styrol-Acrylat-Dispersion
5,0-40,0 Gew.-% Leitungswasser
0,4-3,0 Gew.-% Thixotropierungsmittel Aerosil
10,0-60,0 Gew.-% Polyethylene (LD-PE) 15-70 µm
5,0-30,0 Gew.-% Quarzmehl WL12 Siliciumdioxyd
0,3-1,1 Gew.-% Entschäumer organische Metallverbindung
0,2-0,7 Gew.-% Verlaufsmittel modifiziertes Polyacrylat
0,2-1,2 Gew.-% Netzmittel Lösg. eines Alkylammoniumsalzes
0,2-0,6 Gew.-% UV-Absorber Pentaerythrityltetrakis
0,5-5,0 Gew.-% Aluminium-Glitter silber/farbig 200 µm
(c)
mindestens 10,0 Gew.-% Leitungswasser
5,0-45,0 Gew.-% 30- 60%ige Natriumwasserglaslösung
0,3-3,5 Gew.-% Thixotropiemittel Bentone
10,0-65,0 Gew.-% Polyamid 11 Feinpulver 30 µm
0,3-1,3 Gew.-% Entschäumer Polysiloxan
0,2-1,0 Gew.-% Verlaufsmittel modifiziertes Polyacrylat
0,2-0,8 Gew.-% Netzmittel höhermolekulare Polycarbonsäure
5,0-30,0 Gew.-% Füllstoffe Bariumsulfat 25 µm
2,0-15,0 Gew.-% Effektmittel Glimmer 70 µm
0,2-0,6 Gew.-% UV-Absorber Pentaerythrityltetrakis.
Bei dieser erfindungsgemäßen Beschichtung können für die physikalische Antrocknung als Filmbildner Wasserglaslösungen mit dem Silicat von Natrium, Kalium, und/oder Lithium mit einem SiO2/Me2O -Verhältnis von mindestens 1,5 oder mit einem SiO2/Me- Verhältnis von höchstens 1,5 vorzugsweise einem Verhältnis SiO2 : Na2O- bzw. K2O von 2,0 bis 4,0 eingesetzt werden.
Dem erfindungsgemäßen Beschichtungssystem kann alternativ zur physikalischen Antrocknung vor dem Schmelzprozeß bei Raumtemperatur statt der Wasserglaslösung eine Dispersion mit dem Bindemittel von einem aliphatischen Polyurethan, Acrylat Copolymer und/oder modifiziertes Styrol-Acrylat eingesetzt werden.
Darüber hinaus kann dem erfindungsgemäße Beschichtungssystem zur physikalischen Antrocknung vor dem Schmelzprozeß bei Raumtemperatur statt der Wasserglaslösung und/oder Dispersion mit einer wäßrige Aufschlämmung mit einem Thixotropiemittel von einem Montmorillonit vom Typ Bentone und/oder eine hochdisperse Kieselsäure vom Typ Aerosil zugegeben werden.
Die einzusetzenden Polymerpartikel besitzen unterschiedliche chemische Strukturen, Molekülgrößen, Eigenschaften und Beständigkeiten, wie man sie bei Polyamiden, Polyaethylenen, Epoxydharzen, Phenolharzen, Harnstoffharzen, Melaminharzen, Polymethacrylharzen, verkappten Isocyanaten oder als modifizierte Styrolharze mit einer Teilchengrößenverteilung von vorzugsweise ca. 0,030 bis 0,200 mm kennt.
Es kann dem erfindungsgemäßen Beschichtungssystem unmittelbar vor der Applikation ein Härter als Vernetzer zur Molekülvergrößerung während der Schmelzzeit zur Verbesserung der physikalische/chemischen Beständigkeiten der Beschichtung zugegeben werden.
Als Härter kann ein Monomer, aliphatisches Disocyanat, aliphatisches Polyisocyanat- Prepolymer, aromatisches Polyamin oder ein Polyamin-addukt in Wasser oder ein modifiziertes Isocyanat in wäßriger Lösung zur Vernetzung bis zu 150% eingesetzt werden.
Bei den eingesetzten Füllstoffen handelt es sich um Stoffe, die die chemischen- physikalischen Beständigkeiten wie Härte, Elastizität, Haftung, Nichtquellbarkeit und möglichst dichte und porenfreie Beschichtungsfilmstabilität gewährleisten.
Diese Füllstoffe sind Magnesiumsilicat, Siliciumdioxyd, Siliciumcarbid, Wollastonit, Bariumsulfat und Calciumcarbonat mit einer Teilchengrößenverteilung von ca. 0,010 mm bis 0,100 mm.
Das Pigment und/oder die Pigmente sind nach DIN 55945 in Lösungsmittel unlösliche organische oder anorganische bunte oder unbunte Farbmittel in Lieferform mit einer Teilchengrößenverteilung von ca. 0,001 mm bis 0,050 mm.
Die oder das zu verarbeitende Effektmittel wird in Lieferform mit einer Teilchen­ größenverteilung von ca. 0,030 mm bis 0,200 mm eingesetzt. Diese Effektmittel haben dekorative und charakteristische Eigenschaften, die sich von anorganischen und organischen Pigmenten unterscheiden. Die spezifische Blättchenstruktur der lamellaren Aluminium,- Gold,- Zink,- Kupfer- und Bronzeteilchen bewirkt aufgrund ihrer Lichtdurchlässigkeit eine besonders effektvolle Oberfläche.
Die gegebenenfalls zugesetzten Lösungsmittel dienen als Co-Löser in der wäßrigen Bindemittel-Dispersion zur Verbesserung der physikalischen Antrocknung vor dem Schmelzprozeß überwiegend bei niedrigeren Tagestemperaturen.
Additive dienen zur Optimierung der Filmeigenschaften in dem erfindungsgemäßen Beschichtungssystem und sind aufgabenspezifisch zu unterscheiden nach Entschäumern: Lösung eines schaumzerstörenden Polysiloxan Zugabemenge ca. 0,2 bis 1,0 Gew.-% bezogen auf Gesamtmasse der 100er Rezeptur.
Das Verlaufsmittel kann sein ein Fluorkohlenwasserstoff Zugabemenge ca. 0,3 bis 0,8 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der 100er Rezeptur.
Netzmittel sind höhermolekulare Polycarbonsäuren. Zugabemenge ca. 0,2 bis 1,5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der 100er Rezeptur.
Das Lichtschutzmittel, auch UV-Absorber genannt, ist ein Pentaerythrityl-tetrakis 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxylphenyl)-propionate von einem Molekulargewicht 1178. Zugabemenge ca. 0,1 bis 0,5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der 100er Rezeptur.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems erfolgt durch Mischen und/oder Dispergieren der vorgenannten Einzelkomponenten zu einer anwendungsspezifischen Beschichtungsmasse mittels Rührern, Dissolvern, Knetern und/oder Perlmühlen.
Das so hergestellte Beschichtungssystem kann je nach Bedarf in Eimern, Hobbocks, Fässern oder Containern zur Applikation angeliefert werden.
Die gegebenenfalls in Lieferviskosität angelieferten Mengen werden auf die zu beschichtenden Oberflächen appliziert.
Im unmittelbaren Anschluß werden diese in konventionellen Umluftöfen und/oder durch Infrarot-Bestrahlung und/oder in Tanks oder Rohren unter Vakuum/Druck oder bei normaler Atmosphäre thermisch nachbehandelt, so daß durch Verschweißen und/oder Vernetzung der Polymerpartikel eine porendichte Beschichtung mit hoher physikalischer/chemischer Beständigkeit erzielt wird.
Anwendungsbereich für das erfindungsgemäße Beschichtungssystem ist der Korrosionsschutz unterschiedlichster Art z. B. im Bereich der Maschinenbauindustrie, Automobilindustrie, der erdverlegten Beton- oder Stahlrohre, an Tankinnenflächen oder Abwassersammlern, aber auch dekorative Beschichtungen zur Gestaltungen.
Die Antrocknung erfolgt mittels Heizluft und/oder Infrarot-Bestrahlung gegebenenfalls unter Druck oder Vakuum bei ansteigender Temperatur bis unterhalb des Schmelzpunktes der Polymerpartikel. Bei Temperaturbelastung oberhalb des Schmelzbereiches erfolgt das Verschweißen und/oder die Vernetzung der Polymerpartikel.
Das Applizieren des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems kann durch Spritzen, Rollen, Streichen oder Spachteln erfolgen, wobei stärkere Schichten durch mehrmaliges Auftragen erreicht werden.
Als Energiequelle für den Schmelzprozeß verwendet man je nach apperativen Bedarf elektrischen Strom und/oder ein Brenngas und/oder Heizöl.
Vor der Applikation des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems auf zu beschichtenden Flächen ist eine Reinigungsarbeit der Untergründe gegebenenfalls erforderlich.
Bei Stahlflächen sollten die zu beschichtenden Oberflächen frei von Rost, Walzhaut und organischen Verschmutzungen sein. Die Betonflächen sollten vor ihrer Beschichtung ebenfalls sauber und frei von losen Ausbruchstellen sein. Die Entfernung der Rückstände von Öl, Fett, Betonschlämpe, Gummiabrieb und Algenbewuchs kann mit dem Flammstrahlverfahren, dem Dampfstrahlverfahren oder dem Sandstrahlverfahren erfolgen.
Das erfindungsgemäße Beschichtungssystem bietet folgende Vorteile:
Das zu applizierende Beschichtungssystem wird unter Verwendung von Polymerpartikeln in einer wäßrigen Lösung hergestellt.
Während der Herstellung, Lagerung und Verarbeitung treten keine Lösungs­ mitteldämpfe auf.
Durch das thermische Verschweißen der Polymerpartikel und gegebenenfalls unter Mitverwendung eines Härters entstehen besonders hochchemikalienbeständige Beschichtungen.
Auf den bisher notwendigen hohen Anteil von organischen Lösungsmittel für das zu lösende Bindemittelharz kann verzichtet werden.
Die chemische Aushärtung der erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse ist nach ca. 30-60 Minuten abgeschlossen.
Die so erzielte Beschichtung ist undurchlässig für Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe. Sie ist hygienisch und hat aufgrund ihrer hochmolekularen Bindmittelstruktur eine besonders lange und beständige Lebensdauer. Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 Auftragstechnik Spachteln
Das Spachteln mit der Kelle, dem Glätter oder der Ziehspachtel durch manuelle Auftragstechnik ermöglicht es, Schichtstärken bis 20 mm in nur einem Arbeitsgang zu applizieren.
Zur Behebung von Lunkern, Rissen, Ausbrüchen bei mineralischen sowie metallischen Untergründen sowie zur Behebung von Schäden und/oder als Verschleißschutz an Kanalisationsrohren, Tankbehältern und Abwassersammlern kann die Rezeptur Nr. 1 eingesetzt werden.
Rezeptur Nr. 1
10,0 Gew.-% Leitungswasser
mindestens 10,0 Gew.-% 30%ige Kaliwasserglaslösung
2,0 Gew.-% Bentone
mindestens 40,0 Gew.-% Epikote 1004 fest 60 µm
0,5 Gew.-% Entschäumer Polysiloxan
0,4 Gew.-% Verlaufsmittel modifiziertes Polyacrylat
0,5 Gew.-% Netzmittel höhermolekulare Polycarbonsäure
13,5 Gew.-% Talkum 15 µm
22,8 Gew.-% Titandioxyd 25 µm
0,3 Gew.-% UV-Absorber Pentaerythrityltetrakis
mindestens 20.0 Gew.-% Härter wäßriges Polyamin-addukt
Durch die physikalische Trocknung verdunsten die losen Restwassermengen, wodurch die physikalische Anhärtung der Beschichtungsmasse bewirkt wird. Anschließend erfolgt die thermische Nachbehandlung. Die hierbei verwendeten Epoxydharzpartikel schmelzen bei einer Temperaturbelastung von 120 bis 150°. Während der Schmelzphase reagieren sie mit dem wäßrigen Polyamin-addukt-Härter zu einer vernetzten ausgehärteten Beschichtung. Die Spachtelbeschichtung ist nach der Abkühlung beständig gegen physikalische Einwirkungen und gegen chemische Beeinträchtigungen wie z. B. durch 10-15%ige Schwefelsäure.
Beispiel Nr. 2 Auftragstechnik Streichen oder Rollen
Das Applizieren mit dem Pinsel, Quast, Flächenstreicher oder der Farbrolle kann auf vielfältige Weise erfolgen. Auf mineralischen und metallischen Oberflächen von Rohrleitungen insbesondere Rohrkrümmern, Tankbehältern und Konstruktionsteilen der chemischen Industrie und des Apparatebaus kann die Rezeptur Nr. 2 eingesetzt werden.
Rezeptur Nr. 2
20,0 Gew.-% Leitungswasser
mindestens 20,0 Gew.-% modifizierte Styrol-Acrylat-Dispersion
1,0 Gew.-% Aerosil
mindestens 35,0 Gew.-% Polyethylene (LD-PE) 15-70 µm
19,8 Gew.-% Quarzmehl WL12
0,6 Gew.-% Entschäumer organische Metallverbindung
0,5 Gew.-% Verlaufsmittel modifiziertes Polyisocyanat
0,5 Gew.-% Netzmittel Lösung eines Alkylammoniumsalzes
0,3 Gew.-% UV-Absorber (Pentaerythrityltetrakis)
2,3 Gew.-% Aluminium-Glitter silber/farbig 200 µm.
In der vorgenannten Rezeptur kann statt des Quarzmehls WL12, das als Füllstoffmenge dient, ein Pigment eingesetzt werden, mit dem der Farbton beliebig modifiziert werden kann. Die erzielten Trockenfilmstärken betragen je nach Applikation 80- 400 µm.
Nach dem Anhärten und dem Verdunsten der losen Restwassermengen aus der applizierten Beschichtung erfolgt anschließend der thermische Schmelzprozeß in einem Umluftofen oder unter Einwirkung von Infrarot-Bestrahlung bei Objekttemperaturen von 120-150°C. Dabei kommt es zur Verschweißung der Polyethylenpartikel, wodurch eine sehr beständige Beschichtung erzielt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungssystem der Rezeptur Nr. 2 können in der Automobilindustrie im PKW und LKW-Bau durch Spritzen, Airless und/oder Druckluft, zähelastische, langlebige Beschichtungen mit hoher Steinschlagschutzbeständigkeit, erzielt werden. Diese sind besonders als Unterbodenschutz wirkungsvoll einsetzbar.
Beispiel 3 Auftragstechnik Spritzen mit Druckluft oder dem Airless-Verfahren
Das Spritzen durch Druckluft erfolgt über einen Druckbehälter und eine Druckluft- Spritzpistole mit einer 1,3 bis 2,5 mm Düse bei 1,0 bis 4 bar Druck. Das Airless- Spritzen erfolgt mit einer Förderleistung und Druckübersetzung der Doppelaktionspumpe bei ca. 20 : 0,8, Förderleistung ca. 4 bis 7 Ltr./Min. Lufteingangsdruck bis 5 bar Förderleistung je Doppelhub ca. 40 cm/3 größte Düsenbohrung 0,6 mm.
Das Beschichten von großflächigen Objekten an Tankbehältern und für Innenrohr- Beschichtungen kann zeitlich stark verkürzt werden durch die Verwendung von Rezeptur Nr. 3.
Rezeptur Nr. 3
25,0 Gew.-% Leitungswasser
mindestens 20,0 Gew.-% 40%ige Natriumwasserglaslösung
1,1 Gew.-% Bentone
mindestens 30,0 Gew.-% Polyamid 11 Feinpulver 30 µm
0,5 Gew.-% Entschäumer Polysiloxan
0,4 Gew.-% Verlaufsmittel modifiziertes Polyacrylat
0,4 Gew.-% Netzmittel höhermolekulare Polycarbonsäure
17,3 Gew.-% Bariumsulfat 25 µm
5,0 Gew.-% Effektmittel Glimmer 70 µm
0,3 Gew.-% UV-Absorber Pentaerythrityltetrakis.
Aus der abriebbeständigen Beschichtung, die vor allem gegen Schwefelsäure beständig ist, kann der lose Restwasseranteil verdunsten. Aufgrund des Silicatbindemittels kommt es zu einer physikalischen Antrocknung.
Im Anschluß erfolgt bei ansteigender Temperatur der Schmelzprozeß der Polyamidpartikel bei 160 bis 200°. Die thermische Behandlung der applizierten Beschichtung kann im Umluftofen oder auch bei Rohrinnenbeschichtungen unter Heizluftbelastung oder Infrarot-Bestrahlung erfolgen. Zur Beschleunigung der Verdunstung der Restfeuchte aus der Beschichtungsmasse und/oder z. B. aus der beschichteten Fläche eines erdverlegten Kanalisationsrohrleitungssystems kann zusätzlich eine entsprechende Druck oder Vakuumvorrichtung eingesetzt werden.

Claims (22)

1. Verfahren zur Herstellung eines lösungsmittelfreien und/oder wäßrigen Beschichtungssystems unter Verwendung von Polymerpartikeln ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu verarbeitende Beschichtungsmasse ein oder mehrere Polymerpartikel enthält. Diese Polymerpartikeln werden mit einem und/oder mehreren fließfähigen Bindemitteln und/oder in Wasser und gegebenenfalls mit Füllstoffen, Pigmenten, Effektpartikeln und Additiven eingesetzt. Dann wird dieses so hergestellte erfindungsgemäße Beschichtungssystem appliziert; den losen Wasseranteil läßt man verdunsten. Durch den anschließenden Schmelzprozeß wird die Verschweißung der Polymerartikel bewirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß man in der Beschichtungsmasse einen Härter einsetzt. Dieser bewirkt die Vernetzung der reaktiven Polymerpartikeln während des Schmelzprozesses.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß man in die zu applizierenden Beschichtungsmasse als Ein-Komponenten-System zur Verschweißung der höhermolekularen Polymerpartikel und/oder als Zwei- Komponenten-System zur Vernetzung der reaktiven Polymerpartikel gegebenenfalls einen Härter einsetzt. Nach der Applikation erfolgt das Trocknen der Beschichtungsmasse durch Aufheizen bis zu einer Temperatur, die unterhalb des Schmelzpunktes der Polymerpartikel liegt, so daß das Restwasser aus der Beschichtungsfläche sowie aus der Beschichtungsmasse rückstandslos verdunsten kann. Im Anschluß erfolgt unter ansteigender Temperatur bis über den Schmelzpunkt der Polymerpartikel das Verschweißen und/oder die Reaktion der unterschiedlichen Polymerpartikel-Modifizierungen und/oder die Vernetzung unter Mitverwendung eines Härters, so daß die Haftung auf dem Untergrund und die Beständigkeit der applizierten Beschichtungsmasse gegenüber chemischen Einwirkungen gewährleistet ist.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Beschichtungssystem bestehend aus Polymerpartikeln mit einem fließfähigen Bindemittel und/oder in Wasser sowie mit Füllstoffen, gegebenenfalls mit Pigmenten, Effektmittel und Additive herstellt und/oder gegebenenfalls einen Härter zugibt.
Das so erhaltene Beschichtungssystem wird auf eine Oberfläche appliziert, die Restfeuchte läßt man verdunsten, und anschließend erfolgt die Verschweißung oder Vernetzung der Polymerartikel in der Beschichtungsmasse.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Beschichtungssystem bei Raumtemperatur auf die Beschichtungsfläche durch Spritzen, Rollen, Streichen und/oder Spachteln appliziert.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Beschichtungssystem in einem oder mehreren Arbeitsgängen herstellt, bis das Beschichtungssystem nach dem Verdunsten der losen Restfeuchte eine Schichtstärke von 0,200 mm bis 3,0 mm und mehr aufweist, wobei für unterschiedliche Anwendungsbereiche unterschiedliche Schichtstärken verwendet werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6 ist dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der Polymerpartikeln die noch vorhandene Restfeuchte in dem Beschichtungssystem mit einer heizbaren Druck- und/oder Vakuum-Vorrichtung herauszieht. Anschließend kommt es bei ansteigender Temperatur gegebenenfalls unter Vakuum und/oder Druck zur Schmelze. Bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes erfolgt das Verschweißen der Polymerpartikel und/oder ihre Vernetzung, die durch den Härter bewirkt wird, der der Beschichtung vor der Verarbeitung zugeführt wurde.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7 ist dadurch gekennzeichnet, daß man bei ansteigender Temperatur gegebenenfalls unter Druck und/oder Vakuum für den Trocken- und/oder Schmelzprozeß ein spezielles Gebläse und/oder Entlüfter und als Energieversorger elektrischen Strom, Brenngas oder Heizöl einsetzt.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8 ist dadurch gekennzeichnet, daß man zur Verdunstung der Restfeuchte als Energieversorger kurzwellige Infrarotstrahler, schnelle mittelwellige Infrarotstrahler, mittelwellige Infrarotstrahler und/oder langwellige Infrarotstrahler verwendet. Bei ansteigender Temperatur kommt es zum Schmelzpunkt, bei dem es zum Verschweißen und/oder der Vernetzung der Polymerartikel kommt, die durch den zuvor beigemischten Härter bewirkt wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9 ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Beschichtungssystem bezogen auf die Gesamtmasse:
mindestens 10,0 Gew.-% Leitungswasser
5,0-35,0 Gew.-% 20-50-%ige Kaliwasserglaslösung
0,5-4,0 Gew.-% Thixotropiemittel Bentone
20,0-60,0 Gew.-% Epoxydharz fest Epikote 1004
0,2-1,0 Gew.-% Entschäumer Polysiloxan
0,3-0,8 Gew.-% Verlaufsmittel modifiziertes Polyacrylat
0,3-1,0 Gew.-% Netzmittel höherem. Polycarbonsäure
0,1-0,7 Gew.-% UV-Absorber Pentaerythrityltetrakis
2,0-12,0 Gew.-% Magnesiumsilikat Talkum 15 µm
5,0-20,0 Gew.-% Pigment Titandioxyd
10,0-160 Gew.-% Härter wäßriges Polyamin-addukt
einsetzt.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9 ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Beschichtungssystem mit bezogen auf die Gesamtmasse:
mindestens 10,0 Gew.-% modifizierte Styrol-Acrylat-Dispersion
5,0-40,0 Gew.-% Leitungswasser
0,4-3,0 Gew.-% Thixotropiemittel Aerosil
10,0-60,0 Gew.-% Polyaethylene ( LD-PE) 15-70 µm
5,0-30,0 Gew.-% Quarzmehl WL 12 Siliciumdioxyd
0,3-1,1 Gew.-% Entschäumer einer org. Metallverbindung
0,2-1,0 Gew.-% Verlaufsmittel modifiziertes Polyisocyanat
0,2-1,2 Gew.-% Netzmittel Lösg. eines Alkylaminoniumsalzes
0.2-0,6 Gew.-% UV-Absorber Pentaerythrityltetrakis
0,5-5,0 Gew.-% Aluminium-Glitter silber/farbig 200 µm
einsetzt.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9 ist dadurch gekennzeichnet, daß man einem Beschichtungssystem bezogen auf die Gesamtmasse:
mindestens 10,0 Gew.-% Leitungswasser
5,0-45,0 Gew.-% 30,0-60,0%ige Natriumwasserglaslösung
0,3-3,5 Gew.-% Thixotropiemittel Bentone
1,0-60,0 Gew.-% Polyamid 11 Feinpulver 30 µm
0,3-1,3 Gew.-% Entschäumer Polysiloxan
0,2-1,0 Gew.-% Verlaufsmittel modifiziertes Polyacrylat
0,2-1,0 Gew.-% Netzmittel höhermolekulare Polycarbonsäure
5,0-35,0 Gew.-% Füllstoff Bariumsulfat 25 µm
2,0-10,0 Gew.-% Effektmittel Glimmer 70 µm
0,2-0,7 Gew.-% UV-Absorber Pentaerythrityltetrakis
einsetzt.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12 ist dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Beschichtungssystem zur physikalischen Antrocknung der Beschichtungsmasse eine Wasserglaslösung mit dem Silicat von Natrium, Kalium, und/oder Lithium mit einem SiO2/Me2O-Verhältnis von mindestens 1,5 oder mit einem SiO2/Me- Verhältnis von höchstens 1,5, vorzugsweise in einem Verhältnis SiO2 : Na2O- bzw. K2O von 2,0 bis 4,0 einsetzt.
Diese wäßrige Beschichtungsmasse besteht aus Polymerpartikeln, die bei Raumtemperatur unlöslich sind und sich bei Temperaturen oberhalb von 70° verschweißen.
Die Polymerpartikel besitzen unterschiedliche chemische Strukturen, Molekulargewichte, Eigenschaften und Beständigkeiten.
Diese Polymerpartikel werden als Polyamide, Polyaethylene, Epoxydharze, Phenolharze, Harnstoffharze, Melaminharze und Polymethacrylate eingesetzt.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, ist dadurch gekennzeichnet, daß man dem Beschichtungssystem zur physikalischen Antrocknung schon vor dem Schmelzprozeß der Polymerpartikel eine Dispersion mit dem Bindemittel von einem aliphatischen Polyurethan, Acrylat Copolymer, modifiziertes Styrol-Acrylat zugibt.
In dieser wäßrigen Dispersion sind unlösliche Polymerpartikel enthalten, die bei Raumtemperatur unlöslich sind und die bei Temperaturen oberhalb von 70° verschweißen. Die Polymerpartikel besitzen unterschiedliche chemische Strukturen, Molekülgrößen, Eigenschaften und Beständigkeiten, wie man sie auch von Polyamiden, Polyaethylenen, Epoxydharzen, Phenolharzen, Harnstoffharzen, Melaminharzen, Polymethacrylaten und verkappten Isocyanaten kennt.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14 ist dadurch gekennzeichnet, daß man in das Beschichtungssystem zur physikalischen Antrocknung eine wäßrige Aufschlämmung mit einem Thixotropiemittel, einem Montmorillonit vom Typ Bentone und/oder eine hochdisperse Kieselsäure vom Typ Aerosil einsetzt.
Diese wäßrige Aufschlämmung enthält Polymerpartikel, die bei Raumtemperatur unlöslich sind und bei Temperaturen oberhalb von 70° veschweißen.
Die Polymerpartikel besitzen unterschiedliche chemische Strukturen, Molekülgrößen, Eigenschaften und Beständigkeiten, wie man sie bei Polyamiden, Polyäthylenen, Epoxydharzen, Phenolharzen, Harnstoffharzen, Melaminharzen, Polymethacrylaten, und verkappten Isocyanaten einsetzt.
16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15 ist dadurch gekennzeichnet, daß man unmittelbar vor Applikation der Beschichtungsmasse einen Härter zugibt. Der Härter dient als Vernetzer zur Molekülvergrößerung während der Schmelzphase und zur Verbesserung der chemischen/physikalischen Beständigkeiten in der applizierten Beschichtung. Als Härter kann verwendet werden ein monomeres aliphatisches Diisocyanat, ein aliphatisches Polyisocyanat-Prepolymer, ein aromatisches Polyamin oder ein Polyamin-addukt in Wasser oder ein modifiziertes Isocyanat in wäßriger Lösung.
17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16 ist dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoffe ein oder mehrere Füllstoffe mit einer Teilchengrößenverteilung von ca. 0,010 mm bis 0,100 mm eingesetzt werden. Die Füllstoffe dienen zur Optimierung der Beschichtungsfilmdichte ohne Beeinträchtigung der chemischen/physikalischen Beständigkeiten, der Elastizität, Härte und Nichtquellbarkeit.
Die einzusetzenden Füllstoffe sind Magnesiumsilicat, Siliciumoxyd, Siliciumcarbid, Wollastonit, Bariumsulfat und/oder Calciumcarbonat.
18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17 ist dadurch gekennzeichnet, daß als Pigment ein oder mehrere Pigmente eingesetzt werden. Das einzusetzende Pigment ist nach DIN 55945, BS 2015, ASTM D16 ein in Lösungsmittel unlösliches, organisches, anorganisches, buntes oder unbuntes Farbmittel in Lieferform mit einer Teilchengrößenverteilung von ca. 0,001 mm bis 0,050 mm.
Das zu verwendende Pigment kann Titandioxyd, Pigmentruß, Disazo, Bleichcromat, Monoazo, Bleichcromat/Molybdat, Mn-Toner der 2B-Säure, Ca-Toner der 4B-Säure, Heterocyclischer Ni. Komplex, Dioxazin, stab. Phthalocyamin, β-Phthalocyamin, β- Phthalocyamin, CL/Gu-Phthalocyamin, Eisenoxydgelb, Eisenoxydrot und Eisenoxydschwarz sein.
19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 18 ist dadurch gekennzeichnet, daß als Effektmittel ein oder mehrere Effektmittel eingesetzt werden. Die oder das zu verwendende Effektmittel wird in Lieferform mit einer Teilchengrößenverteilung von ca. 0,030 mm bis 0,300 mm eingesetzt. Effektmittel haben charakteristische Eigenschaften, die sich von anorganischen und organischen Pigmenten unterscheiden. Die spezifische Blättchenstruktur der lamellaren Aluminium,-Gold,-Zink,-Kupfer und -Bronzeteilchen bewirkt aufgrund ihrer Lichtdurchlässigkeit eine besonders effektvolle Oberfläche.
Die zu verwendenden Effektmittel können Aluminium,- Gold,- Zink, Kupfer- und Bronze als Paste oder Schliff in Lieferqualität und/oder Glanz wie Perlglanzpigmente, Glimmer und/oder Eisenglimmer sein.
20. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 19 ist dadurch gekennzeichnet, daß ein und/oder mehrere Lösungsmittel eingesetzt werden können. Das erfindungsgemäße Beschichtungssystem ist eine auf wäßriger Basis hergestellte Materialkomponente. Bei niedrigen Temperaturen kann auf der Baustelle die Zugabe eines Lösungsmittels als Co-Löser für die Bindemitteldispersion zur physikalischen Antrocknung vor dem Schmelzprozeß notwendig sein. Gemäß der DIN Norm 55945 S5 können als Lösungsmittel Ketone, Ester, Glykolether, einwertige Alkohole, mehrwertige Alkohole, mehrwertige aromatische Kohlenwasserstoffe und aliphatische Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden.
21. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 20 ist dadurch gekennzeichnet, daß es als Additive eines oder mehrere Additive enthält. Die Additive dienen zur Verbesserung der Eigenschaften im erfindungsgemäßen Beschichtungssystem. Diese können Entschäumer, Verlaufsmittel, Netzmittel und Lichtschutzmittel sein. Die einzusetzenden Entschäumer sind aus einer Emulsion organischer Polymere und organischer Metallverbindungen und/oder Lösungen eines schaumzerstörenden Polysiloxans. Bei dem verwendeten Verlaufsadditiv handelt es sich um ein Fluorkohlenwasserstoff, ein modifiziertes Polyacrylat und/oder ein reaktives polysiloxanmodifiziertes Polyisocyanat. Als Netz-und Dispergiermittel setzt man ein Alkyloaminosalz einer höhermolekularen Polycarbonsäure und/oder eine Lösung eines Partiallamid- und Alkylam­ moniumsalzes einer höhermolekularen, ungesättigten Polycarbonsäure und/oder eines Polysiloxan-Copolymers ein. Das erfindungsgemäß einzusetzende Lichtschutzmittel ist ein UV-Absorber. Es handelt sich hierbei um ein Pentaerythrityltetrakis 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxylphenyl)-propionate mit einem Molekulargewicht von 1178 und/oder ein βis(1,2,2,6,6,-p-pentamethyl-4-piperidyl)- sebacate mit einem Molekulargewicht von 5088.
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