DE2225013A1 - Verfahren zum wasserabweisendmachen der oberflaechen von gegenstaenden aus anorganischen stoffen - Google Patents
Verfahren zum wasserabweisendmachen der oberflaechen von gegenstaenden aus anorganischen stoffenInfo
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Description
Verfahren zum Wasserabweisendmachen der Oberflächen von Gegenständen aus anorganischen
Stoffen ,
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Verfahren ' · zum Wasserabweisendmachen der Oberflächen von Gegenständen
aus anorganischen Stoffen durch Imprägnieren der Ober- flächen
mittels wäßriger Lösungen von Alkaliorganosilikonaten,
wonach auf die wasserabweisend zu machenden Oberflächen gleichzeitig mit oder nach dem Auftragen der Alkaliorganosilikonate
bestimmte Salze aufgebracht werden.
Unter dem Verfahren zum Wasserabweisendmachen von anorganischen Stoffen ist zu unterscheiden zwischen solchen, bei
denen das Hydrophobiermittel den anorganischen Stoffen vor deren Formgebung zugesetzt wird, und solchen, bei denen
das Hydrophobiermittel auf die Oberfläche von Gegenständen, wie Formkörper oder Überzügen, aus anorganischen
Stoffen, also nach deren Formgebung und zumindest weitgehend fortschrittener Erhärtung, aufgetragen wird. Die
Erfindung betrifft Verfahren der letzteren Art.
Es ist bereits seit Jahrzehnten bekannt, Oberflächen von
Gegenständen aus anorganischen Stoffen durch Imprägnieren der Oberflächen mittels wäßriger Lösungen von Alkaliorganosilikonaten
wasserabweisend zu machen (vgl. z. B. US-PS
— 2 —
9849/0655
2 507 200). Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei wasserabweisend zu machenden Oberflächen mit freiem Kalk oder
Oberflächen, die nicht bereits kurz nach der Imprägnierung genügend der Luft ausgesetzt sind, mit den genannten
Hydrophobiermitteln keine befriedigende Wirkung erzielt
wird. Es ist ebenfalls schon lange bekannt, daß der erstere dieser Nachteile vermieden werden kann, wenn
der freie Kalk vor der Silikonisierung zum mindesten teilweise in gebundene Form übergeführt wird. Bei diesem
bekannten Verfahren werden zur Bindung des freien Kalks Salze, wie Ammoniumbicarbonat, in Form einer
Lösung verwendet, lachteiligerweise muß jedoch die Vorbehandlung
mit den Salzlösungen intensiv erfolgen. Einfaches Bestreichen bei gewöhnlicher Temperatur reicht
im allgemeinen nicht aus und die vorbehandelten Oberflächen .können erst nach dem Trocknen erfolgreich mit
Alkaliorganosilikonat imprägniert werden (vgl. DT-AS 1 003 116 und die unten folgenden Vergleichsversuche).
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die seit
langem bestehende Aufgabe gelöst, auch bei Oberflächen mit freiem Kalk, also bei Oberflächen von noch
nicht völlig ausgetrockneten Gegenständen aus anorganischen Stoffen mit Kalkgehalt, oder Oberflächen von Gegenständen
aus anorganischen Stoffen, zu denen nicht . bereits kurz nach der Imprägnierung die Luft ungehinderten
Zutritt hat, wie bei gestapelten Kalksandsteinen oder gestapelten Ziegelsteinen, mittels Alkaliorganosilikonaten
eine rasch eintretende und ausgezeichnete Wasserabweisung zu erzielen, ohne daß eine intensive und damit
aufwendige Vorbehandlung und ohne daß eine Trocknungsstufe zusätzlich zu derjenigen für das Alkaliorganosilikonat
erforderlich ist.
- 3 -309849/0655
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Wasserabweisendmachen der Oberflächen von Gegenständen aus anorganischen
Stoffen durch Imprägnieren der Oberflächen mittels wäßriger lösungen von Alkaliorganosilikonaten,
dadurch gekennzeichnet, daß auf die wasserabweisend zu machenden Oberflächen frühestens gleichzeitig mit
dem Auftragen und spätestens vor dem völligen Trocknen der Silikoriatlösung eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt
von ld bis 500 Gewichtsprozent, bezogen auf den
Gehalt der Silkonatlösung an'Alkaliorganosilikonat,, an
wasserlöslichen Carbonaten und/oder Bicarbonaten aufgebracht wird.
Bei den Gegenständen aus anorganischen Stoffen, bei deren Oberflächen das erfindungsgemäße Verfahren angewandt
werden kann, handelt es sich insbesondere um geformte Baustoffe auf Grundlage von Kalk und/oder .
Siliciumdioxid bzw. Silikaten, die bereits am endgültigen
Verwendungsort befindliche Baustoffe, wie
diejenigen von Mauern oder Fassaden, oder um geformte, aber noch nicht endgültig verwendete Baustoffe,
wie Ziegelsteine vor dem Vermauern, sein können. Beispiele für geformte Baustoffe auf Grundlage von .
Kalk und/oder Siliciumdioxyd bzw. Silikaten sind
Putz, d.h. Mauerüberzüge auf Grundlage von Sand und hydraulisch und/oder nich hydraulisch anorganischen
abbindenden Stoffen, wie Kalk, Zement und/oder Gips., ferner Wände und Gebilde aus Beton, Ziegelsteine,
Natursteine, Dachziegel, Schlackensteine, Kalksandsteine und Asbestzement.
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Das Alkali in den im Rahmen der Erfindung verwendeten
Alkaliorganosilikonaten kann Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium oder Cäsium sein. Wegen der leichteren Zugänglichkeit
sind Natrium und Kalium bevorzugt. Da mit besonders geringer Neigung zu Ausblühungen verbunden, ist
Kalium besonders bevorzugt. Bei den Alkaliorganosilikonaten handelt es sich um bekannte Verbindungen, insbesondere
um monomere Verbindungen der allgemeinen Formel
und/oder polymere Verbindungen aus Einheiten der allge meinen Formel
RSiO(OMe).
In diesen Formeln bedeutet R jeweils einen einwertigen organischen Si-C-gebundenen Rest, vorzugsweise einen
einwertigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und/oder Phenylrest
und Me das Alkalimetall. Besonders bevorzugt als Alkaliorganosilikonate sind Alkalimethylsilikonate.
Weitere Beispiele für einwertige aliphatische Kohlenwasserstoffreste
R sind Alkylreste, wie der Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl- und sec.-Butylrest
sowie Alkenylreste, wie der Vinyl- und Allylrest. Alkaliorganosilikonate werden manchmal aus dem
Destillationsrückstand des Reaktionsproduktes von Kohlenwasserstoffhalogeniden, insbesondere von
Methylchiorid, mit Silicium gewonnen. Dieser Destillationsrückstand
enthält Silcarbane. Somit kann ein Teil der Reste R bzw. der Siloxan-Sauerstoffatome
durch mit einem weiteren Si-Atom ver-
3098A9/0655
. 22250T3
bundene, zweiwertige organische Reste, insbesondere Alkylenreste, wie Methylen-, Äthylen- oder Propylenreste,
ersetzt sein. Die Reste R an den jeweiligen Si-Atomen können gleich oder verschieden" sein. Zweckmäßig
enthalten sie in alpha-Stellung zum Si-Atom
kein tertiäres Kohlenstoffatom., d.h., sie sollen in dieser Stellung nicht doppelt verzweigt sein.
In den wäßrigen Lösungen von Alkaliorganosilikonat
können "bis zu 50 Gewichtsprozent des Wassers durch
\ · mit Wasser mischbare, inerte organische Lösungsmittel,
z.B. Alkohole, wie Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol
und/oder Äthylenglyko1, und/oder Ketone, wie Aceton und/oder Methyläthylketon, ersetzt sein. Dies
kann zur Stabilität der Lösungen beitragen, ist jedoch
im allgemeinen nicht erforderlich.
Der Gehalt der wäßrigen Lösungen von Alkaliorganosilikonaten
an Alkaliorganosilikonat beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10 Gewichtsprozent Alkaliorganosilikonat, bezogen
auf das Gesamtgewicht von Wasser, gegebenenfalls
mitverwendetem organischen Lösungsmittel und Alkaliorganosilikonat.
Wasserlösliche Carbonate oder Bicarbonate sind ebenfalls allgemein bekannt. Besonders bevorzugt sind
Ammoniumcarbonat und/oder Ammoniumbicarbonat, weil sie nicht zu Ausblühungen führen können. Insbesondere
bei hellfarbigen Oberflächen können aber auch z.B. Alkalicarbonate und/oder Alkalibicarbonate, wie Natriumcarbonat,
verwendet werden.
309849/065?
~δ~ , 22250Τ3
Wäßrige Lösungen mit einem Gehalt von 50 bis 350 Gewichtsprozent
,bezogen auf den Gehalt der Silikonatlösung an Alkaliorganosilikonat an wasserlöslichen.
Carbonaten und/oder Bicarbonaten, sind bevorzugt.
Zusätzlich zu den Alkaliorganosilikonaten, wasserlöslichen Carbonaten oder Bicarbonaten, üblichen
Verunreinigungen, ^wie Natriumhydroxyd und Kochsalz,
und gegebenenfalls Lesungsmitteln können die im Rahmen der Erfindung verwendeten Lösungen gegebenenfalls
Stoffe enthalten, die als Zusätze für Alkaliorganosilikonat-Lösungen
herkömmlich sind. Beispiele für solche Zusätze sind Alkalimetallsilikate, Netzmittel,
wie Hatriumtetradecylsulfat, Pigmente und
Verdickungsmittel.
Das Auftragen der im Rahmen der Erfindung verwendeten Lösungen auf die wasserabweisend zu machenden
Oberflächen kann in beliebter für das Auftragen von
Lösungen auf Oberflächen bekannter Weise, z.B. durch Aufstreichen, Sprühen oder Tauchen, erfolgen.
Erfolgt das Auftragen der Carbonat- und/oder Bicarbonatlösung
auf die wasserabweisend zu machende Oberfläche gleichzeitig mit dem Auftragen der Alkaliorganosilikonätlösung,
so können die Lösungen getrennt oder nach vorhergehender Vermischung miteinander aufgetragen
werden. Wenn die Gemische aus den beiden Lösungen nicht lange haltbar sind, wie im Falle der Verwendung
von Ammoniumbicarbonat, so dürfen sie erst längstens
eine Stunde vor dem Auftragen bereitet werden. Noch zweckmäßiger ist das Auftragen durch Sprühen mittels
einer Mischdüse.
— 7 — 309849/0655
— 1 —
22250T3
Bevorzugt ist es, die Lösungen nach vorhergehender Ver- '
mischung miteinander aufzutragen, weil dies die wenigsten Arbeitsgänge erfordert und die "beste Wasserabweisungs-Wirkung
ergibt. Diese Lösungen sollten 10 bis 350 Gewichtsprozent, vorzugsweise 30 bis I50 Gewichtsprozent
jeweils bezogen auf das Gewicht des Alkaliorganosilikonats,
an Carbonat und/oder Bicarbonat enthalten.
Erfolgt das Auftragen, der Carbonat- und/oder Bicarbonatlösung
auf die wasserabweisend zu machende Oberfläche erst nach dem Auftragen der Älkaliorganosilikonatlösung,
so muß die Oberfläche durch nichtverdampftes Wasser der Älkaliorganosilikonatlösung und/oder durch Wasser, das
für hydraulische oder nicht-hydraulische Härtung des
anorganischen Stoffes eingesetzt wurde, noch feucht sein.
Die in den folgenden Beispielen angegebenen Prozentsatz«
beziehen sich auf das Gewicht soweit nichts anderes angegeben. -
■ N
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Proben von frisch hergestelltem Gasbeton, der noch freien
Kalk und 29 % Wasser, bezogen auf sein Gewicht, enthält, werden Jeweils 30 Sekunden in wäßrige Lösungen getaucht,
die außer 4^37 % Kaiiummethylsilikonat die in Tabelle I
angegebenen Mengen Ammoniumbicarbonat bzw. zum Vergleich
nur 4,37 % Kaliummethylsilikonat enthalten, und anschließend
sofort in'Polyäthylen-Folien verpackt. Nach
5 Tagen Lagerung bei Baumtemperatur werden die Proben
den Folien entnommen, gewogen und auf mit Wasser vollgesogenen Schaumstoff gelegt. Durch erneutes Wägen der
Proben nach 3 und 5 bzw. 8 Stunden wird bei einer in Tabelle I so bezeichneten "1. Messung" die Wasseraufnahme
bestimmt. Die beschriebene Bestimmung der Wasseraufnahme wird nach 8 Tagen Lagerung der Proben in einem
trockenen Raum wiederholt, was in Tabelle I als"2. Messung" bezeichnet wird.
Tabelle | 1 Std. |
I | 0 | 03 ' | ρ kg/m 2. 3 Std. |
Messung | a stc | |
Ammoniumbi carbonat gehalt der Lösung % |
3 | 2. | 26 | 0,27 | 0,37 | 0,50 | ||
4 | 0 | ,91 | 4, | 37 | 2,69 | 3,78 | 5,15' | |
2 | 0 | ,70 | 6, | 92 | 6,01 | 8,00 | 10,27 | |
1 | Λ | ,55 ■ | > Was s eraufnähme . Messung 5 Std. 8 Std. |
8. | 7,35 | 8,85 | io*95 | |
0 | 3 | .94 | 0 | 8^22 | 10.20 | 12.58 | ||
unb ehandeIt e Probe |
5 | 1. | ||||||
2. | ||||||||
4. | ||||||||
7. | ||||||||
,49 | ||||||||
,75 | ||||||||
,91 | ||||||||
.35 |
309849/0655
22250T3
a) Proben von Gasbeton der in Beispiel 1 beschriebenen Art werden zunächst 30 Sekunden in eine 3,5 %ige
-wäßrige Lösung von Natriummethylsilikonat und unmittelbar
darauf 30 Sekunden in eine 10 %ige wäßrige Lösung von Ammoniumbicarbonat getaucht. Unmittelbar
anschließend werden zwei Proben aufeinander gelegt und die Kontaktfuge wird mit Kitt abgedichtet
(Proben A).
b) Die unter a) beschriebene Arbeitsweise wird zum Vergleich wiederholt mit der Abänderung, daß keine Behandlung
mit Ammoniumbicarbonat -Lösung erfolgt (Proben V^). - ^ .
c) Die unter a) beschriebene Arbeitsweise wird zum weiteren Vergleich wiederholt mit den Abänderungen,
daß keine Behandlung mit Ammoniumbicarbonat-Lösung
erfolgt und keine Proben aufeinander gelegt werden
(Proben V2).
309349/0655
d) Die unter a) beschriebene Arbeitsweise wird zum weiteren Vergleich wiederholt mit der Abänderung, daß
an Stelle der dort erwähnten zweifachen Tauchbehand-
lung nur 30 Sekunden in reines Wasser getaucht wird
(Proben
Alle Proben werden 5 Tage in einem trOckenen Raum gelagert.'
Dann werden die aufeinander gelagerten Proben (A, V^ und V,) von einander getrennt, alle Proben gewogen
und auf einen mit Wasser vollgesogenen Schaumstoff gelegt. Dabei liegt jeweils die Seite,an der
vorher die Seite einer anderen Probe gelegen hatte, auf dem Schaumstoff. Durch erneutes Wägen der Proben
nach den in Tabelle II angegebenen Zeiten wird die Wasseraufnahme bestimmt.
3 | Tabelle | II | . 5 Std. | , 8 Std. | 24 Stunden | |
0 | Wasseraufnahme kg/m | 0,04 | 0,06 | 0,40 | ||
Proben | 4 | Std. | 5,29 | 6,33 | 10,20 ■ | |
A | 0 | 0,30 | 0,37 | 0,60 | ||
V1 | 6 | ,14 | 8,22 | 9,30 | 13,88 | |
V2 | ,23 | |||||
V3 | ,80 | |||||
-11 -
309849/0655
a) Die im Beispiel 2 untrer a) beschriebene Arbeitsweise
wird wiederholt mit der Abänderung, daß an Stelle der
3,5 %igen Lösung von Natriunmethylsilikonat eine 3 °f<*-
ige wäßrige Lösung von Kaliummethyl silikonat verwendet wird (Proben B). '
b) Proben von Gasbeton der in Beispiel 1 beschriebenen
Art werden 30 Sekunden in eine Lösung, bereitet durch
Vermischen von 400 g einer 3i? %igen wäßrigen KaliuiiP-ethyl
silikonatlösung m±t 3440 g Wasser und 160; g Ammohiumcarbonat,
Setaucht. Unmittelbar anschließend werden je zwei Proben aufeinander gelegt und die Kontaktfuge
wird mit Kitt abgedichtet (Proben Bo)."
c) Die in diesem Beispiel unter a) beschriebene Arbeitsweise wird zum Vergleich wiederholt mit der Abänderung,
daß zuerst in die Ammoniumbicarbonat-Lösung und unmittelbar darauf-in die Silikonatlösung getaucht wird (Proben
VB). '
Alle Proben werden 5 Tage in einem trockenen Raum ge- *
lagert. Dann werden die aufeinander gelegten Proben von einander getrennt, gewogen und auf einen mit Wasser
vollgesogenen Schaumstoff gelegt. Dabei liegt jeweils die Seite, an der vorher die Seite einer anderen
Probe gelegen hatte, auf dem Schaumstoff. Durch erneutes Wägen der Proben nach den in Tabelle III
angegebenen Zeiten wird die Wasseraufnähme bestimmt.
- 12 -
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. 22250T3
Wasser auf nähme kg/ia
Proben 8 Stunden 24 Stunden
A 2,06 3,89
B 1, 69 3,46
VB 14,17 27,56
309849/0655
Claims (4)
15' 22250T3
Patentansprüche
fl.j Verfahren zum Wasserabweisendmachen der Oberflächen
von Gegenständen aus anorganischen Stoffen durch Imprägnieren der Oberflächen mittels wäßriger Lösungen
von Alkaliorganosilikonaten, dadurch gekennzeichnet
, daß auf die wasserabweisend zu Drehenden Oberflächen frühestens gleichzeitig
mit dem Auftragen und spätestens vor dem völligen Trocknen:der Silikonatlösung eine wäßrige Lösung
mit einem Gehalt von 10 bis 500 Gewichtsprozent, bezogen auf den Gehalt der Silikonatlösung an
Alkaliorganosilikonat, an wasserlöslichen Carbonaten
-und/oder Bicarbonaten aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 50 bis 350 Gewichtsprozent,
bezogen auf den Gehalt der Silikonatlösung an Alkaliorganosilikonat,
an wasserlöslichen Carbonaten und/oder Bicarbonaten aufgebracht wird.
3« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß auf die wasserabweisend zu machenden Oberflächen eine wäßrige SiIikonat-
und Carbonat- und/oder Bicarbonatlösung aufgetragen
wird, die 30 bis 150 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Alkaliorganosilikonats,
an Carbonat und/oder Bicarbonat, enthält. ,
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1t
22250T3
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet , daß als Carbonat und/oder Bicarbonat Ammoniumcarbonat und/oder Ammoniumbicarbonat verwendet wird.
3098Λ9/0655
Priority Applications (7)
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DE19722225013 DE2225013C3 (de) | 1972-05-23 | Verfahren zum Wasserabweisendmachen der Oberflächen von Gegenständen aus anorganischen Baustoffen | |
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US362714A US3914476A (en) | 1972-05-23 | 1973-05-22 | Method for imparting water repellency to inorganic surfaces |
AT444673A AT331177B (de) | 1972-05-23 | 1973-05-22 | Verfahren zum wasserabweisendmachen der oberflachen von gegenstanden aus anorganischen stoffen |
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Applications Claiming Priority (1)
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DE2225013C3 DE2225013C3 (de) | 1977-11-24 |
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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