CZ20002830A3 - Způsob hydrofobizace keramických povrchů a keramické těleso - Google Patents

Description

Způsob hydrofobizace keramických povrchů a keramické těleso

Oblast techniky'

Vynález se týká způsobu hydrofobizace keramických povrchů, zejména střešních tašek nebo cihel, a keramického tělesa, zejména střešní tašky nebo cihly, s hydrofobizovaným povrchem, který má kapilární strukturu.

Dosavadní stav techniky

Na hrubých keramických předmětech, používaných ve stavebnictví, například na střešních taškách nebo cihlách z jílu, se vyžaduje mimo jiné takzvaná schopnost dýchání. Tato schopnost dýchání je zaručena kapilární strukturou, která vznikne při vypalování a vede k tomu, že vlhkost vniklá do keramického tělesa se v dobách sucha na základě kapilárního působení rychle dopravuje na povrch a sušením odstraňuje. Současně je však žádoucí co nejvíce omezit schopnost keramických povrchů tohoto druhu jímat vodu, aby množství vody vniklé do keramického tělesa bylo již předem omezeno na malou míru. Za tím účelem je například u střešních tašek již dlouho známé hydrofobizovat jejich povrchy, neboli provádět jejich hydrofobní úpravu, aby se na základě vlastnosti povrchů odpuzovat vodu dosáhlo rychlého odtékání dešťové vody nebo vody vzniklé z tání. Obvykle se hydrofobizace, neboli impregnace, provádí prostřednictvím polysiloxanů, které se na povrchy většinou nanášejí máčením, neboli ponořením. Je rovněž známé zvýšit hydrofobní vlastnost tím, že na povrchy se nanese jemný prášek, například z jílových částic, a to prostřednictvím organického roztoku

9

• 4 9

9 9 silikonové pryskyřice, a následným vytvrzením silikonové pryskyřice se tento jemný prášek upevní (CH-A 268 258, DE 197 46 053 Al).

Aby se hydrofobizováním keramických povrchů jejich schopnost dýchání nezhoršila, musí být volba polysiloxanů použitých k hydrofobizaci, jakož i průběh hydrofobizace, provedena pečlivě, neboť příliš hustá vrstva na povrchu, a zejména na volných plochách kapilární struktury, může způsobit zmenšení průřezu pro dýchání, který je k dispozici. Proto pro hydrofobizaci povrchů keramických předmětů stále platí nutnost kompromisu mezi schopností dýchání a omezením propustnosti pro vodu.

Schopnost keramických povrchů pohlcovat vodu, spojená se sklonem k zadržování pohlcené vody v důsledku nedostatečné schopnosti dýchání, dále určuje odolnost povrchů hrubých keramických předmětů, zejména střešních tašek, proti mrazu. Aby se odolnost hrubých keramických předmětů proti mrazu zlepšila, to znamená, aby poklesla propustnost pro vodu, provádí se výše popsaným způsobem hydrofobizace keramických povrchů tohoto druhu a rovněž často i glazování, spojené se zvláštními požadavky na zbarvení. Glazura způsobí zpravidla prakticky těsné uzavření povrchu proti vnikající vodě. Nepatrné trhlinky nebo mechanická poškození glazury však přesto mohou umožnit vnikání vody, která se však potom v glazuře drží velmi dlouho.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit jednoduchý způsob hydrofobizace keramických povrchů, kterým se dosáhne dobré hydrofobní vlastnosti povrchů, zmenší se propustnost pro vodu, avšak schopnost dýchání povrchů se přitom podstatně nesníží.

Podstata vynálezu ·« ····

0 0 ·

000 • 0 0

000¼ 000 0 ·0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 ·

Uvedený úkol splňuje způsob hydrofobizace keramických povrchů, zejména střešních tašek nebo cihel, při němž se keramický povrch zpracuje kapalinou obsahující fluorsilan a následně se vysuší.

Jako fluořsilany přicházejí v úvahu silany s fluoralkylovými funkčními skupinami, které reagují s vodou při hydrolýze a štěpení ethanolu na reaktivní silanol, přičemž silanol se může chemicky vázat na anorganický substrát. Chemickou reakcí se zpracovávaným povrchem se vytvoří vazba Si-0 k povrchu. Potom následuje příčné zesíťování při vytvoření siloxanové zesíťované stavby. Fluorsilany vytvářejí mimořádně tenké vrstvy v mikroskopickém rozsahu nanometrů, které se vytvářejí v pórovitých otvorech kapilární struktury keramického povrchu a na volných plochách kapilární struktury blízko povrchu uvnitř keramického tělesa. Proto je možno prostřednictvím fluorsilanů dosáhnout hydrofobizace zejména povrchů hrubých keramických těles, kterou se nesníží schopnost dýchání. Protože vrstvy fluorsilanu současně vytvoří výraznou hydrofobní a lipofobní vlastnost keramického povrchu, zabrání se tím hromadění nečistot na tomto povrchu, protože je neustále oplachován deštěm nebo skrápěním vodou. Z toho opět vyplývá, že se prakticky odstraní trvalé zvlhčení zadrženou vodou způsobené hromaděním nečistot, čímž se obvykle zvlášť podporuje vnikání vody do vnitřku keramického tělesa s výše popsanými nevýhodnými důsledky. Tím se i přes zachování požadované schopnosti dýchání sníží schopnost keramického povrchu pohlcovat vodu.

Fluorsilany popsaného druhu jsou na trhu dostupné pod obchodním označením DYNASYLAN F 8261 (v pozměněném provedení pod označením F 8262 a F 8263) firmy Sivento Chemie GmbH, Důsseldorf.

4444

4 9 444 • 4 ·

4 9*4 9 94

44 44 94

4 4 4 9 9 9

4 9 4 4 4 9

4 4 9 4 4 4 4

4 4 9 4 4 4

444 44 44 44

Fluorsilany se mohou smísit s vodou a rozpouštědly, například ethanolem, takže nanášení na práškové částice a/nebo na keramický povrch je možno provádět obvyklými technikami, jako je máčení, stříkání, roztírání nebo leštění. Na nanášení navazuje sušení nebo zesíťování, kteřé se provádí tepelným zpracováním nebo pomocí ultrafialového nebo tepelného záření. Tepelné zpracování se může provádět v rozsahu od 80 °C do 150 °C. Výhodnější však je provádět vypalování při teplotách až do 600 °C, protože se ukázalo, že se tím bez snížení vzniklé hydrofobní vlastnosti dosáhne značného vzrůstu mechanické zatížitelnosti, jako je odolnost proti otěru,

Fluorsilany mají další vlastnosti, které je činí vhodnými rovněž pro použití k hydrofobizaci keramických povrchů. Neexistuje žádné nebezpečí, že by se tím změnilo nebo zhoršilo zbarvení povrchů, protože na základě takto malých tlouštěk vrstev se nezhorší schopnost odrazu keramických povrchů. Dále se uvedenou hydrofobní a lipofobní vlastností dosáhne podstatné samočisticí vlastnosti takto zpracovaných keramických povrchů. Proto je možné počítat s tím, že střešní konstrukční materiály, zejména střešní tašky a kabřincové a fasádní stěny, které mají keramické povrchy zpracované způsobem podle vynálezu, se udržují bez nečistot pouze deštěm (nebo cíleným skrápěním vodou). Keramické povrchy, jejichž samočisticí schopnosti se dosáhne již vytvořením záměrných vyvýšenin, neboli drsných struktur (viz DE 197 46 053 Al), mohou zvýšit svoji samočisticí schopnost hydrofobizováním prostřednictvím fluorsilanů. Když se tyto struktury vytvoří výpalem keramického povrchu, například kvazikeramickou vazbou práškových částic k povrchu, může být hydrofobizování potřebné pro dosažení samočisticí vlastnosti těchto struktur provedeno fluorsilanem.

« · 0 « 0 0

0 0 • ·

• · · · • 0 00

Navíc jsou fluorsilany velmi odolné proti ultrafialovému záření a proti povětrnostním vlivům, takže silně hydrofobní vlastnost keramického povrchu zůstane zachována velmi dlouho. Tato vlastnost může být zkombinována se silikonizací (například silikonem S405 firmy Wacker, který je k dostání na trhu), přičemž se nejprve běžným silikonizováním potáhne keramický povrch polysiloxanem a potom se provede potažení fluorsilanem. Fluorsilan působí v tomto případě kromě své hydrofobní vlastnosti jako ochranná vrstva proti ultrafialovému záření vrstvy polysiloxanů, který sám je málo odolný proti ultrafialovému záření.

Fluorsilany mají samy o sobě antivegetativní účinek, který brání zarůstání povrchů, a dokonce se používají jako antivegetativní prostředky v barvách. Tento účinek může být podle dalšího provedení vynálezu ještě podpořen tím, že kromě zpracování keramického povrchu fluorsilanem se provede rovněž zpracování zvláštním antivegetativním prostředkem. V zásadě by mohl být antivegetativní prostředek obsažen spolu s fluorsilanem již v nosné kapalině, kterou se keramický povrch zpracovává. Jako antivegetativní prostředky přicházejí v úvahu ty prostředky, které se používají ve známých antivegetativních barvách, například měděné, zinkové nebo cínové preparáty. V úvahu však rovněž připadá vestavět antivegetativní skupiny nebo radikály uvedených sloučenin přímo do zesíťované stavby fluorsilanů.

Fluorsilany použité podle vynálezu mají kromě své hydrofobní vlastnosti i vysokou odolnost proti mechanickému nebo chemickému namáhání, jakož i vysokou přilnavost. Proto není nutno obávat se po vysušení, popřípadě vytvrzení, žádného zhoršení dosažené hydrofobní vlastnosti mechanickým úběrem. Proto je možno například střešní tašky zpracované způsobem podle vynálezu obvyklým způsobem přepravovat a po jejich položení i po nich chodit.

fefe fefe·· • fe • fefe fefe fefe • fe · · fefefefe • fefefe fefefe fefefefe fe fefe fefe······ ·< · fefefe fefefefe • ••Μ ··· ··· fe· «fe fe·

Silná hydrofobní vlastnost a s ní spojená schopnost k samočištění hrubých keramických povrchů, především střešních tašek, zpracovaných způsobem podle vynálezu způsobuje neustálé uchovávání čistého povrchu zejména od mastných nečistot a sazí, to znamená od nečistot, které vznikají především v průmyslových oblastech. Nečistoty tohoto druhu často snižují požadovanou schopnost dýchání, takže podporují sklon dlouhodobého zadržování pohlcené vody, aniž by se ve stejné míře snížila schopnost pohlcování vody. Tím se zhorší odolnost keramických povrchů proti mrazu. Uvedeným uchováváním povrchů čistých od nečistot tohoto druhu se projevuje zpracování způsobem podle vynálezu již u glazovaných hrubých keramických povrchů, protože tím se zabrání zadržování vody a jejího vnikání do eventuálně přítomných míst mechanického poškození nebo trhlin v glazuře.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob hydrofobizace keramických povrchů, zejména střešních tašek nebo cihel, při němž se keramický povrch zpracuje kapalinou obsahující fluorsilan a následně se vysuší.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že povrch se zpracuje v průběhu doby, která umožňuje vniknutí kapaliny do kapilární struktury nacházející se u povrchu keramického tělesa, které má tento povrch.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že keramický povrch se nejprve známým způsobem hydrofobizuje polysiloxanem, načež se provede zpracování fluorsilanem.
4. 4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že kapalina rovněž obsahuje sloučeninu účinnou jako antivegetativní prostředek.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že sloučenina účinná jako antivegetativní prostředek je vázána na fluorsilan.
6. 6. Keramické těleso, zejména střešní taška nebo cihla, s hydrofobizovaným povrchem, který má kapilární strukturu, vyznačující se tím, že povrch je zpracován fluorsilanem.
7. 7. Keramické těleso podle nároku 6, vyznačující se tím, že vrstva vzniklá zpracováním fluorsilanem pokrývá rovněž volné plochy kapilární struktury nacházející se u povrchu uvnitř keramického tělesa.

   • tt tttttttt ► · · tt tttt* tt ·

   4 :

   • · · · · tt · « 4» tttt ♦* tt·· · · · · · • · · · · · · • tt ··· tttt tt • · · · · · · *·· tt· ·· ··
8. 8. Keramické těleso podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že vrstva vzniklá zpracováním fluorsilanem obsahuje antivegetativní sloučeninu.
9. 9. Keramické těleso podle jednoho z nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že povrch keramického tělesa je hydrofobizován o sobě známým způsobem polysiloxanem a na vrstvě polysiloxanu je upravena vrstva s fluorsilanem.