DE19928043A1 - Farbstoff zur Schwarzfärbung von zementgebundenen Baustoffen - Google Patents

Abstract

Bei einem Farbstoff zur Schwärzfärbung von zementgebundenen Baustoffen enthält der Farbstoff als Farbpigment einen Thermalruß.

Description

Die Erfindung betrifft einen Farbstoff zur Schwarzfärbung von zementgebunde­ nen Baustoffen.

Zementgebundene Baustoffe wie Putze, Kalksandsteine, Betonwerksteine, insbe­ sondere Dachziegel, Pflastersteine, Gehwegplatten werden seit langem, sofern eine farbige Gestaltung gewünscht ist, mit Pigmenten gefärbt, da eih Anstrich nur für kurze Zeit haften bleibt.

Seit längerer Zeit verwendete Pigmente sind Eisenoxide, die als Rot-, Braun-, Gelb- und Schwarzpigmente eingesetzt werden können. Bei der Verwendung als Schwarzpigmente läßt sich jedoch lediglich eine Anthrazit-Färbung, nicht dage­ gen eine tiefschwarze Färbung erreichen.

Da gelegentlich eine schwarze Färbung verlangt wird, sind verschiedene Arten von Industrierußen als Farbpigmente verwendet worden. Industrieruße sind zu­ vor überwiegend zur Herstellung von Druckfarben eingesetzt worden.

Ruße werden nach unterschiedlichen Verfahren hergestellt und haben dement­ sprechend unterschiedliche Eigenschaften. Zu den gängigen Verfahren gehören das Furnace-Verfahren, mit dem Ruß vor allem aus Erdöl hergestellt wird, das Gasruß-Verfahren, das auf Steinkohlenteer-Destillaten basiert, und das Flamm­ ruß-Verfahren auf der Basis von aromatischen Ölen aus Kohle oder Öl. Diesen Verfahren zur Herstellung von Industrierußen ist gemeinsam, daß Ruße mit ei­ ner Partikelgröße von 0,05 bis 0,07 µm entstehen.

Da andererseits zementgebundene Baustoffe, insbesondere Beton, Kapillarporen bilden, die einen Durchmesser von 0,05 bis 10 µm aufweisen, werden die Ruß- Pigmente relativ rasch aus den Betonteilen ausgewaschen, so daß die Farbe verblaßt. Die ursprünglich gute Schwarzfärbung ist daher nur mit begrenzter Dauer wirksam.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Farbstoff zur Schwarzfär­ bung von zementgebundenen Baustoffen, insbesondere Betonfertigteilen, mit möglichst tiefer, dauerhaft wirksamer Schwarzfärbung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Farbstoff der obigen Art, der als Farbpigment einen Thermalruß enthält.

Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung eines Thermalruß als Pigmentruß zur Herstellung von Farbstoffen für zementgebundene Baustoffe.

Thermalruße, auch Spaltruße genannt, entstehen durch thermische Zersetzung niedriger Kohlenwasserstoffe, insbesondere Erdgas, Methan oder Acetylen, bei hohen Temperaturen in Abwesenheit von Sauerstoff. Sie sind bisher vor allem in der Gummi-Industrie, insbesondere für Reifen, verwendet worden. Nach dem üblicherweise angewendeten Verfahren wird das zu spaltende Gas durch ein etwa auf 1400°C aufgeheiztes Gitter aus feuerfesten Steinen geleitet und dabei in Kohlenstoff und Wasserstoff gespalten.

Der dadurch entstehende Thermalruß ist relativ hell, hat also keine intensive Schwarzfärbung, wie die üblichen Industrieruße. Wegen dieser geringen Farbstärke wird er in der Fachliteratur zumeist als Pigmentruß abgelehnt (vgl. z. B. das Buch "Pigmentruße" von Horst Ferch, Herausgeber Ulrich Zorll, Vin­ zentz-Verlag, ISBN Nr. 3-87870-426-2).

Im Rahmen der Überlegungen und Untersuchungen, die zu der vorliegenden Er­ findung geführt haben, hat sich jedoch gezeigt, daß Thermalruß als Pigmentruß für zementgebundene Baustoffe deutliche Vorteile haben kann. Thermalruß hat eine Partikelgröße um 0,5 µm, so daß er zumindest durch die kleineren Kapillar­ poren der Betonstruktur nicht austreten kann. Im übrigen hat sich erwiesen, daß Thermalruß zumindest tiefer schwarz färbt als die Eisenoxide, und daß die Schwarzfärbung dauerhaft ist. Das wird darauf zurückgeführt, daß Thermalruß die erwähnte größere Partikelgröße von etwa 0,5 µm besitzt.

Thermalruß stellt daher einen durchaus geeigneten Kompromiß auf der Suche nach einem schwarzen Farbpigment für zementgebundene Baustoffe dar.

Als besonders vorteilhaft hat sich dabei ein Thermalruß auf der Basis von Erd­ gas erwiesen.

Im Übrigen hat es gezeigt, daß eine bessere Schwarzfärbung erreicht wird, wenn das Pigment bei der Herstellung eines zementgebundenen Baustoffes nicht als Pulver oder Granulat, sondern als flüssige Suspension (Slurry) verwendet wird. Das wird darauf zurückgeführt, daß es im Pulver zu Verklumpungen kommt, die sich auch im Betonmischer nicht vollständig auflösen, so daß der als farbgebend wahrzunehmende Oberflächenanteil vergleichsweise gering bleibt.

Bei der Herstellung einer Suspension können Verklumpungen durch längeres Rühren vollständig aufgelöst werden. Durch die feine und gleichmäßige Vertei­ lung der Farbpigmente in der Suspension wird die Farbwirkung in zunächst nicht erwarteter Weise wesentlich verstärkt, so daß ein Farbstoff entsteht, der in seiner Farbwirkung den übrigen Industrierußen durchaus nahesteht, jedoch über lange Zeit fest in dem Baustoff verankert bleibt.

Claims (6)

1. Farbstoff zur Schwarzfärbung von zementgebundenen Baustoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff als Farbpigment einen Thermalruß enthält.

2. Farbstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermalruß ein aus Erdgas gewonnener Thermalruß ist.

3. Farbstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Farb­ stoff zu einer Suspension unter Zugabe von Wasser sowie Dispersionsmitteln, Netzmitteln, Stabilisierungsmitteln und dergleichen aufgearbeitet ist.

4. Verwendung eines Thermalruß als Pigmentruß zur Herstellung von Farb­ stoffen für zementgebundene Baustoffe.

5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermal­ ruß aus Erdgas gewonnen ist.

6. Verwendung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermalruß verwendet wird zur Herstellung einer Farbsuspension.