WO2007104659A1 - Verfahren zur behandlung von mineralischen oberflächen - Google Patents

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WO2007104659A1
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Andrea Eisenhardt
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BASF SE
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    • C04B2111/72—Repairing or restoring existing buildings or building materials

Definitions

  • the invention relates to a method for the treatment of mineral surfaces, in particular of buildings.
  • the surfaces can be sealed after irradiation.
  • a number of methods are known.
  • DE 199 42 243 describes an aqueous polyurethane resin dispersion with a bonding agent for sealing masonry.
  • the adhesion promoter is intended to improve the adhesion to smooth surfaces; the coating from the described dispersions is breathable but water-repellent.
  • EP 689 908 describes an aqueous dispersion of fluorinated polyurethanes with which stones and concrete are to be protected from environmental influences.
  • EP 1 170 271 describes a method for solidifying blocks of natural stone.
  • the block is impregnated under vacuum with a plastic. This should be the Strength of the block can be increased.
  • this method is expensive and completely unsuitable for the renovation of buildings.
  • No. 4,810,533 describes the treatment of porous surfaces which are damaged by environmental influences.
  • the surface is first treated with a solvent to remove organic contaminants.
  • the surface is then sand-blasted and then treated with water to remove the loose particles. Then the water is removed with an organic solvent and the surface is cleaned with a cloth.
  • a moisture-curing polyurethane is applied to the surface thus cleaned.
  • the application of the polyurethane can be done with a brush, a nozzle or special scooters. This process is cumbersome and time consuming.
  • the object of the invention was to find a simple method for the treatment of mineral see surfaces, in which the elimination of damage and contamination and permanent protection of the surface from environmental influences can be effected, wherein the polyurethane using conventional and readily available raw materials should be produced.
  • the object could be achieved by first removing the surface from impurities, preferably by water or in particular sand blasting, and then applying an aliphatic, hydrophobic polyurethane to the surface.
  • the invention accordingly provides a process for the treatment of mineral surfaces, comprising the steps
  • a transparent, compact hydrophobic polyurethane based on an aliphatic polyisocyanate is used as the plastic in step b).
  • step a) the mineral surface is freed of impurities. This can be done by well-known methods. Water jets and sandblasting have proven to be particularly effective.
  • Water jets use the kinetic energy of high-tension water for cleaning.
  • the high pressures (up to 300 MPa) of thin nozzles tende water jet leads to the removal of the impurities from the surface.
  • sandblasting refers to the cleaning of surfaces by the action of various types of granules, ie blasting agents, which are accelerated by compressed air or centrifugal force and then blasted onto the object to be cleaned. This is done either by centrifugal jets od. Compressed air jets in various embodiments. In centrifugal blasting, the blasting agent is thrown off rotating spinning wheels in stationary installations. The compressed air blasting can be operated stationary or ambulatory. In this case blasting agent is accelerated with compressed air and thus encounters the blasting material at a relatively high speed.
  • quartz sand of 0.5-1.5 mm diameter is thrown onto the surfaces to be cleaned by means of compressed air blowers (0.7 MPa).
  • a hydrophobic aliphatic polyurethane is applied to the surface in step b).
  • the order can be carried out in a customary and known manner, preferably by spraying.
  • the thickness of the polyurethane layer is preferably 0.5 mm to 1 cm, in particular 0.5 mm 3 mm.
  • the surface can be cleaned.
  • loose particles adhering to the surface can be removed mechanically, for example by brushing, by means of duck air or by means of water.
  • the polyurethane is preferably compact and transparent in order to avoid visual impairment of the surfaces, especially in the case of facades of buildings.
  • aliphatic polyurethanes that is to say those based on an aliphatic polyisocyanate, are used, since, in contrast to polyisocyanates based on aromatic polyisocyanates, they do not yellow over time.
  • hydrophobic polyurethanes used according to the invention are as follows:
  • hydrophobic polyurethanes compounds with free isocyanate groups and compounds with groups which are reactive with isocyanate groups are understood in general terms.
  • Groups which are reactive with isocyanate groups are usually hydroxyl groups or amino groups. Preference is given to hydroxyl groups, since the amino groups are very reactive and the reaction mixture can therefore be rapidly recycled. must be processed.
  • the products formed by the reaction of these structural components are generally referred to below as polyurethanes.
  • the structural components for the hydrophobic polyurethanes When applying the structural components for the hydrophobic polyurethanes, it is not necessary for the top layer of the unpaved road or the stones of the track bed to be dry. Surprisingly, even in the presence of wet stones, it is possible to obtain good adhesion between the polyurethane and the bricks.
  • the curing of the hydrophobic polyurethane can be done even under water, as well as puddles on the unpaved roads do not significantly affect the deployment of the polyurethane.
  • polyisocyanates as described, aliphatic polyisocyanates are used. Preferred representatives are hexamethylene diisocyanate (HDI) and isophorone diisocyanate (IPDI). Due to the high volatility of the aliphatic polyisocyanates, these are mostly used in the form of their reaction products, in particular as biurets, allophanates or isocyanurates.
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyanate Due to the high volatility of the aliphatic polyisocyanates, these are mostly used in the form of their reaction products, in particular as biurets, allophanates or isocyanurates.
  • polyfunctional alcohols so-called polyols, or, less preferably, polyfunctional amines, are generally used.
  • the hydrophobicity of the polyurethanes used can be effected in particular by addition of hydroxyl-functional oleochemical components to at least one of the starting components of the polyurethane system, preferably to the polyol component.
  • hydroxyl functional oleochemical components are known which can be used.
  • examples are castor oil, hydroxyl group-modified oils such as grapeseed oil, black cumin oil, pumpkin seed oil, borage seed oil, soybean oil, wheat germ oil, rapeseed oil, sunflower oil, peanut oil, apricot kernel oil, pistachio kernel oil, almond oil, olive oil, macadamia nut oil, avocado oil, sea buckthorn oil, sesame oil, hazelnut oil, evening primrose oil, wild rose oil , Hemp oil, thistle oil, walnut oil, hydroxyl-modified fatty acid esters based on myristoleic, palmitoleic, oleic, vaccenic, petroselinic, gadoleic, erucic, nervonic, linoleic, linolenic, stearidonic, arachidonic, timnonic, clondanoic, cervonic
  • oleochemical polyols can be obtained by ring opening of epoxidized fatty acid esters with simultaneous reaction with alcohols and optionally following further transesterification reactions are obtained.
  • the incorporation of hydroxyl groups in oils and fats is carried out mainly by epoxidation of the olefinic double bond contained in these products followed by the reaction of the epoxide groups formed with a monohydric or polyhydric alcohol.
  • the epoxide ring becomes a hydroxyl group or, in the case of polyfunctional alcohols, a structure with a higher number of OH groups.
  • oils and fats are usually glycerol esters, parallel transesterification reactions take place in the reactions mentioned above.
  • the compounds thus obtained preferably have a molecular weight in the range between 500 and 1500 g / mol. Such products are offered, for example, by Henkel.
  • the oleochemical polyols are preferably used in an amount of> 0 to 100% by weight, in particular in an amount of 75 to 100% by weight, in each case based on the total weight of all compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms.
  • a compact polyurethane which can be prepared by reacting polyisocyanates with compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms, characterized in that the compounds having at least two reactive hydrogen atoms at least one oleochemical polyol and at least one phenol modified aromatic hydrocarbon resin, especially an indene coumarone resin.
  • These polyurethanes and their structural components have such a high hydrophobicity that they can in principle be cured even under water.
  • Phenol-modified aromatic hydrocarbon resins having a terminal phenol group are preferably phenol-modified indene-coumarone resins, particularly preferably technical mixtures of aromatic hydrocarbon resins, in particular those which contain as essential constituent compounds of the general formula (I)
  • n 2 to 28 included.
  • Such products are commercially available and are offered for example by Rutgers VFT AG under the trade name NOVARES ®.
  • the phenol-modified aromatic hydrocarbon resins in particular the phenol-modified indene-coumarone resins, usually have an OH content between 0.5 and 5.0 wt .-% on.
  • the fat chemical polyol and the phenol-modified aromatic hydrocarbon resin, especially the indene-coumarone resin are used in a weight ratio of 100: 1 to 100: 50.
  • polyether alcohols are preferred. These are prepared by customary and known processes, usually by addition of alkylene oxides to H-functional starter substances.
  • the co-used polyether alcohols preferably have a functionality of at least 3 and a hydroxyl value of at least 400 mgKOH / g, preferably at least 600 mgKOH / g, in particular in the range of 400 to 1000 mgKOH / g. They are prepared in the usual way by reaction of at least trifunctional starting substances with alkylene oxides.
  • alcohols having at least three hydroxyl groups in the molecule for example glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sucrose.
  • the alkylene oxide used is preferably propylene oxide.
  • the reaction mixture can be added to other conventional ingredients, such as catalysts and conventional auxiliaries and additives.
  • desiccants for example zeolites
  • the addition of these substances is preferably carried out to the compounds having at least two hydrogen atoms reactive with isocyanate groups.
  • This blend is often referred to in the art as a polyol component.
  • UV stabilizers it is advantageous to add to add to add to add UV stabilizers.
  • the polyurethanes used can in principle be prepared without the presence of catalysts.
  • catalysts can be used.
  • catalysts should preferably be selected those which cause the longest possible reaction time. This makes it possible for the reaction mixture to remain liquid for a long time. In principle, as described, it is possible to work without a catalyst.
  • the polyurethanes used according to the invention preferably contain no silicon-containing organic compounds. However, it is possible to achieve advantageous rheological properties, such as thixotropy, or to achieve greater layer thicknesses of the cured polyurethane on curved surfaces inorganic silicon compounds, in particular in the form of fumed silica. Preferably, the amount used is> 0 to 5 parts by weight.
  • the combination of the polyisocyanates with the compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms should take place in such a ratio that a stoichiometric excess of isocyanate groups, preferably of at least 5%, in particular in the range between 5 and 60% is present.
  • the preferably used hydrophobic polyurethanes are characterized by a particularly good processability. Thus, these polyurethanes show good adhesion on the mineral surface. The curing of the polyurethanes is practically compact despite the presence of water. The compact polyurethanes used show a completely compact curing even with thin layers.
  • the polyurethanes preferably used are outstandingly suitable for the protection of mineral surfaces.
  • the bond between the mineral surface and the polyurethane is very strong.
  • the polyisocyanates are preferably mixed with the compounds having at least two active hydrogen atoms and this mixture is applied to the surface where they cure to give the finished polyurethane.
  • the application can be done, for example, by brushing, rolling or spraying, in particular by spraying.
  • the method can be used in particular for the renovation of exterior walls, in particular facades, of buildings. Due to the hydrophobic finish of the polyurethanes, they permanently protect the surface against weather influences. Therefore, frost hardly leads to a deterioration of the coating.
  • the coating has a longer life than conventional systems, so that the cleaning of the facades, which is expensive and, in particular in the case of sandblasting, attack the facades, can be carried out at a greater time interval.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von mineralischen Oberflächen, umfassend die Schritte a) Behandlung der mineralischen Oberflächen zur Entfernung von Verunreinigungen b) Beschichtung der Oberfläche mit einem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff in Schritt b) ein transparentes, kompaktes hydrophobes Polyurethan, herstellbar durch Umsetzung von i) Polyisocyanaten mit ii) Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen, eingesetzt wird.

Description

Verfahren zur Behandlung von mineralischen Oberflächen
Beschreibung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von mineralischen Oberflächen, insbesondere von Bauwerken.
Die Außenwände von Bauwerken unterliegen mit der Zeit der Alterung. Durch Umwelteinflüsse, aber auch durch Beschädigung, wie Graffiti, werden die Gebäude mit der Zeit unansehnlich. So müssen im Bereich von Fassadenreinigung, Denkmalpflege und Natursteinrestaurierung häufig Verunreinigungen auf sensiblen Untergründen entfernt werden. Dies geschieht bei großen Flächen üblicherweise durch Wasser-, vorzugsweise jedoch durch Sandstrahlen.
Um zu verhindern, dass es zu einer erneuten raschen Verunreinigung der Oberflächen kommt, können die Oberflächen nach der Bestrahlung versiegelt werden. Zum Schutz der Oberfläche der Steine ist eine Reihe von Verfahren bekannt.
So beschreibt DE 199 42 243 eine wässrige Polyurethan-Harz-Dispersion mit einem Haftvermittler zur Abdichtung von Mauerwerk. Durch den Haftvermittler soll die Haftung auf glatten Oberflächen verbessert werden, die Beschichtung aus den beschriebenen Dispersionen sind atmungsaktiv, aber wasserabweisend.
DE 101 24 499 beschreibt ein Beschichtungsmittel auf Basis von Slikonharz, das Antei- Ie von zerkleinertem Steinmaterial enthält für Oberflächen. Da das Silkonharz eine starke Eigenfärbung aufweist, soll die Oberfläche durch das Steinmaterial eine Stein- Optik erhalten.
DE 39 39 566 beschreibt Steinschutzmittel, die mit Alkoxysilangruppen terminierte Polyurethane enthalten. Durch die Steinschutzmittel sollen die Steine sowohl hydrophobe als auch hydrophile Eigenschaften erhalten.
DE 197 06 904 beschreibt ein Imprägniermittel für mineralische Substrate auf der Basis von Isocyanatgruppen aufweisenden Verbindungen. Durch das Imprägniermittel soll eine Hydrophobierung der Steine vermieden werden. Die Imprägniermittel sollten auch bei salzhaltigen Steinen anwendbar sein.
EP 689 908 beschreibt eine wässrige Dispersion von fluorierten Polyurethanen, mit der Steine und Beton vor Umwelteinflüssen geschützt werden sollen.
EP 1 170 271 beschreibt ein Verfahren zur Verfestigung von Blöcken aus Naturstein. Dabei wird der Block unter Vakuum mit einem Kunststoff imprägniert. Dadurch soll die Festigkeit des Blocks erhöht werden. Dieses Verfahren ist jedoch aufwendig und zur Sanierung von Gebäuden völlig ungeeignet.
US 4,810,533 beschreibt die Behandlung von porösen Oberflächen, die durch Umwelt- einflüsse geschädigt sind. Dabei wird die Oberfläche zunächst mit einem Lösungsmittel behandelt, um organische Verunreinigungen zu entfernen. Danach wird die Oberfläche mit Sand bestrahlt und anschließend mit Wasser behandelt, um die losen Partikel zu entfernen. Anschließend wird das Wasser mit einem organischen Lösungsmittel entfernt und die Oberfläche mit einem Lappen gesäubert. Schließlich wird auf die so ge- reinigte Oberfläche ein feuchtigkeitshärtendes Polyurethan aufgebracht. Der Auftrag des Polyurethans kann mit einer Bürste, einer Düse oder speziellen Rollern erfolgen. Dieses Verfahren ist umständlich und zeitaufwendig.
Aufgabe der Erfindung war es, ein einfaches Verfahren zur Behandlung von minerali- sehen Oberflächen zu finden, bei dem die Beseitigung von Schäden und Verschmutzungen und ein dauerhafter Schutz der Oberfläche vor Umwelteinflüssen bewirkt werden kann, wobei das Polyurethan unter Verwendung von üblichen und leicht zugänglichen Rohstoffen hergestellt werden sollte.
Die Aufgabe konnte gelöst werden, indem die Oberfläche zunächst vorzugsweise durch Wasser- oder insbesondere Sandstrahlen von Verunreinigungen befreit und danach ein aliphatisches, hydrophobes Polyurethan auf die Oberfläche aufgebracht wird.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Behandlung von minerali- sehen Oberflächen, umfassend die Schritte
a) Behandlung der mineralischen Oberflächen zur Entfernung von Verunreinigungen,
b) Beschichtung der Oberfläche mit einem Kunststoff,
dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff in Schritt b) ein transparentes, kompaktes hydrophobes Polyurethan auf Basis eines aliphatischen Polyisocyanats eingesetzt wird.
Im Schritt a) wird, wie beschrieben, die mineralische Oberfläche von Verunreinigungen befreit. Dies kann nach allgemein bekannten Verfahren erfolgen. Als besonders wirksam haben sich Wasserstrahlen und Sandstrahlen erwiesen.
Beim Wasserstrahlen wird die kinetische Energie von hochgespanntem Wasser zur Reinigung genutzt. Der mit hohen Drücken (bis 300 MPa) aus dünnen Düsen austre- tende Wasserstrahl führt beim Auftreffen zu einem Abtragen der Verunreinigungen von der Oberfläche.
Noch wirksamerund daher besonders bevorzugt ist das Sandstrahlen. Unter Sand- strahlen versteht man die Reinigung von Oberflächen durch Einwirkung von verschiedenartigen Granulaten sprich Strahlmittel, welche durch Druckluft oder Fliehkraft beschleunigt, auf das Reinigungsobjekt gestrahlt wird. Dies geschieht entweder durch Schleuderstrahlen od. Druckluftstrahlen in verschiedenen Ausführungsvarianten. Beim Schleuderstrahlen wird in stationären Anlagen das Strahlmittel von rotierenden Schleuderrädern abgeworfen. Das Druckluftstrahlen kann stationär oder ambulant betrieben werden. Dabei wird Strahlmittel mit Druckluft beschleunigt und trifft so mit relativ hoher Geschwindigkeit auf das Strahlgut auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird Quarzsand von 0,5-1 ,5 mm Durchmesser mit Hilfe von Druckluftgebläsen (0,7 MPa) auf die zu reinigenden Flächen geschleudert.
Um eine dauerhafte Verbesserung der Oberfläche zu erzielen, wird in Schritt b) ein hydrophobes aliphatisches Polyurethan auf die Oberfläche aufgetragen. Der Auftrag kann auf übliche und bekannte Weise erfolgen, vorzugsweise durch Aufsprühen. Die Dicke der Polyurethanschicht beträgt vorzugsweise 0,5 mm - bis 1 cm, insbesondere 0,5 mm 3 mm.
Zwischen den Schritten a) und b) kann eine Reinigung der Oberfläche erfolgen. Hierbei können beispielsweise an der Oberfläche haftende lockere Partikel mechanisch, beispielsweise durch Bürsten, mittels Duckluft oder mittels Wasser entfernt werden.
Das Polyurethan ist vorzugsweise kompakt und transparent, um eine optische Beeinträchtigung der Oberflächen insbesondere bei Fassaden von Gebäuden zu vermeiden. Aus dem gleichen Grund werden aliphatische Polyurethane, das heißt solche auf Basis eines aliphatischen Polyisocyanats, eingesetzt, da diese im Gegensatz zu Polyurethanen aus Basis von aromatischen Polyisocyanaten im Laufe der Zeit nicht vergilben.
Zu den erfindungsgemäß eingesetzten hydrophoben Polyurethanen ist folgendes zu sagen:
Als Aufbaukomponenten der hydrophoben Polyurethane werden ganz allgemein Verbindungen mit freien Isocyanatgruppen und Verbindungen mit Gruppen, die mit Isocy- anatgruppen reaktiv sind, verstanden. Gruppen, die mit Isocyanatgruppen reaktiv sind, sind zumeist Hydroxylgruppen oder Aminogruppen. Bevorzugt sind Hydroxylgruppen, da die Aminogruppen sehr reaktiv sind und das Reaktionsgemisch daher rasch verar- beitet werden muss. Die durch Umsetzung dieser Aufbaukomponenten gebildeten Produkte werden im folgenden allgemein als Polyurethane bezeichnet.
Beim Aufbringen der Aufbaukomponenten für die hydrophoben Polyurethane ist es nicht erforderlich, dass die Deckschicht der unbefestigten Straße oder die Steine des Gleisbetts trocken vorliegen. Überraschenderweise gelingt es auch bei Vorliegen von nassen Steinen, eine gute Haftung zwischen dem Polyurethan und den Steinen zu erhalten. Die Aushärtung des hydrophoben Polyurethans kann sogar unter Wasser erfolgen, da dass auch Pfützen auf den unbefestigten Straßen das Ausbringen des Polyurethans nicht wesentlich beeinträchtigen.
Als Polyisocyanate werden, wie beschrieben, aliphatische Polyisocyanate eingesetzt. Bevorzugte Vertreter sind Hexamethylendiisocyanat (HDI) und Isophorondiisocyanat (IPDI). Auf Grund der hohen Flüchtigkeit der aliphatischen Polyisocyanate werden die- se zumeist in Form ihrer Umsetzungsprodukte, insbesondere als Biurete, Allophanate oder Isocyanurate eingesetzt.
Als Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen werden zumeist mehrfunktionelle Alkohole, sogenannte Polyole, oder, weniger bevorzugt, mehrfunktionelle Amine eingesetzt.
Die Hydrophobie der eingesetzten Polyurethane kann insbesondere durch Zusatz von hydroxylfunktionellen fettchemischen Komponenten zu mindestens einer der Ausgangskomponenten des Polyurethansystems, bevorzugt zur Polyolkomponente, be- wirkt werden.
Es sind eine Reihe von hydroxylfunktionellen fettchemischen Komponenten bekannt, die verwendet werden können. Beispiele sind Rizinusöl, mit Hydroxylgruppen modifizierte Öle wie Traubenkernöl, Schwarzkümmelöl, Kürbiskernöl, Borretschsamenöl, Sojaöl, Weizenkeimöl, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Erdnussöl, Aprikosenkernöl, Pista- zienkernöl, Mandelöl, Olivenöl, Macadamianussöl, Avocadoöl, Sanddornöl, Sesamöl, Haselnussöl, Nachtkerzenöl, Wildrosenöl, Hanföl, Distelöl, Walnussöl, mit Hydroxylgruppen modifizierte Fettsäureester auf Basis von Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Vaccensäure, Petroselinsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure, Nervonsäure, Linolsäure, Linolensäure, Stearidonsäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Clupano- donsäure, Cervonsäure. Bevorzugt eingesetzt werden hierbei das Rizinusöl und dessen Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden oder Keton-Formaldehyd-Harzen. Letztgenannte Verbindungen werden beispielsweise von der Bayer AG unter der Bezeichnung Desmophen® 1 150 vertrieben.
Eine weitere bevorzugt eingesetzte Gruppe von fettchemischen Polyolen kann durch Ringöffnung epoxidierter Fettsäureester bei gleichzeitiger Umsetzung mit Alkoholen und gegebenenfalls folgenden weiteren Umesterungsreaktionen gewonnen werden. Der Einbau von Hydroxylgruppen in Öle und Fette erfolgt in der Hauptsache durch Epoxydierung der in diesen Produkten enthaltenen olefinischen Doppelbindung gefolgt von der Umsetzung der gebildeten Epoxidgruppen mit einem ein- oder mehrwertigen Alkohol. Dabei wird aus dem Epoxidring eine Hydroxylgruppe oder bei mehrfunktionel- len Alkoholen eine Struktur mit einer höheren Anzahl an OH-Gruppen. Da Öle und Fette meist Glyzerinester sind, laufen bei den oben genannten Reaktionen noch parallele Umesterungsreaktionen ab. Die so erhaltenen Verbindungen haben vorzugsweise ein Molekulargewicht im Bereich zwischen 500 und 1500 g/mol. Derartige Produkte wer- den beispielsweise von der Firma Henkel angeboten.
Die fettchemischen Polyole werden vorzugsweise in einer Menge von >0 bis 100 Gew.- %, insbesondere in einer Menge von 75 bis 100 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht aller Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen, eingesetzt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als kompaktes Polyurethan ein solches eingesetzt, das herstellbar ist durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocya- natgruppen reaktiven Wasserstoffatomen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen mindestens ein fettchemisches Polyol und mindestens ein mit Phenol modifiziertes aromatisches Kohlenwasserstoffharz, insbesondere ein Inden-Cumaron-Harz enthalten. Diese Polyurethane sowie ihre Aufbaukomponenten weisen eine derart hohe Hydrophobie auf, dass sie prinzipiell sogar unter Wasser zu aushärten können.
Als mit Phenol modifizierte aromatisches Kohlenwasserstoffharze mit einer endständigen Phenolgruppe, werden vorzugsweise mit Phenol modifizierte Inden-Cumaron- Harze, besonders bevorzugt technische Gemische von aromatischen Kohlenwasser- stoffharzen verwendet, insbesondere solche, die als wesentlichen Bestandteil Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
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mit n von 2 bis 28 enthalten. Derartige Produkte sind handelsüblich und werden beispielsweise von der Firma Rütgers VFT AG unter dem Handelsnamen NOVARES® angeboten. Die mit Phenol modifizierten aromatischen Kohlenwasserstoffharze, insbesondere die mit Phenol modifizierten Inden-Cumaron-Harze, weisen zumeist einen OH-Gehalt zwischen 0,5 und 5,0 Gew.-% auf.
Vorzugsweise werden das fettchemische Polyol und das mit Phenol modifizierte aromatische Kohlenwasserstoffharz, insbesondere das Inden-Cumaron-Harz in einem Gewichtsverhältnis von 100 : 1 bis 100 : 50 eingesetzt.
Gemeinsam mit den genannten Verbindungen können weitere Verbindungen mit min- destens zwei aktiven Wasserstoffatomen eingesetzt werden. Auf Grund ihrer hohen Hydrolysebeständigkeit sind Polyetheralkohole bevorzugt. Diese werden nach üblichen und bekannten Verfahren, zumeist durch Anlagerung von Alkylenoxiden an H-funktio- nelle Startsubstanzen, hergestellt. Die mitverwendeten Polyetheralkohole haben vorzugsweise eine Funktionalität von mindestens 3 und eine Hydroxylzahl von mindestens 400 mgKOH/g, vorzugsweise mindestens 600 mgKOH/g, insbesondere im Bereich von 400 bis 1000 mgKOH/g. Ihre Herstellung erfolgt auf üblichem Wege durch Umsetzung von mindestens dreifunktionellen Startsubstanzen mit Alkylenoxiden. Als Startsubstanzen können vorzugsweise Alkohole mit mindestens drei Hydroxylgruppen im Molekül eingesetzt werden, beispielsweise Glyzerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Saccharose. Als Alkylenoxid wird vorzugsweise Propylenoxid eingesetzt.
Der Reaktionsmischung können weitere übliche Bestandteile zugesetzt werden, beispielsweise Katalysatoren und übliche Hilfs- und Zusatzstoffe. Insbesondere sollten der Reaktionsmischung Trockenmittel, beispielsweise Zeolithe, zugesetzt werden, um die Anreicherung von Wasser in den Komponenten und damit ein Aufschäumen der Polyurethane zu vermeiden. Der Zusatz dieser Stoffe erfolgt vorzugsweise zu den Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen. Diese Abmischung wird in der Technik häufig als Polyolkomponente bezeichnet. Zur Verbesserung der Langzeitstabilität der Verbundstoffe ist es vorteilhaft, UV-Stabilisatoren zuzusetzen.
Die eingesetzten Polyurethane können prinzipiell ohne die Anwesenheit von Katalysatoren hergestellt werden. Zur Verbesserung der Aushärtung können Katalysatoren mitverwendet werden. Als Katalysatoren sollten vorzugsweise solche ausgewählt werden, die eine möglichst lange Reaktionszeit bewirken. Dadurch ist es möglich, dass die Reaktionsmischung lange flüssig bleibt. Prinzipiell ist es, wie beschrieben, möglich, auch ganz ohne Katalysator zu arbeiten.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyurethane enthalten vorzugsweise keine Silizi- umatome enthaltenden organischen Verbindungen. Es ist jedoch möglich, zur Erzielung vorteilhafter rheologischer Eigenschaften, wie Thixotropie, oder zum Erreichen größerer Schichtstärken des ausgehärteten Polyurethans auf gekrümmten Oberflächen anorganische Siliziumverbindungen, insbesondere in Form von pyrogener Kieselsäure, einzusetzen. Vorzugsweise beträgt die eingesetzte Menge >0 bis 5 Gewichtsteile.
Die Kombination der Polyisocyanate mit den Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen sollte in einem solchen Verhältnis erfolgen, dass ein stöchiometrischer Überschuss an Isocyanatgruppen, vorzugsweise von mindestens 5 %, insbesondere im Bereich zwischen 5 und 60 % vorliegt.
Die bevorzugt eingesetzten hydrophoben Polyurethane zeichnen sich durch eine be- sonders gute Verarbeitbarkeit aus. So zeigen diese Polyurethane eine gute Haftung, auf der mineralischen Oberfläche. Die Aushärtung der Polyurethane erfolgt trotz der Anwesenheit von Wasser praktisch kompakt. Die eingesetzten kompakten Polyurethane zeigen auch bei dünnen Schichten eine vollständig kompakte Aushärtung.
Damit sind die bevorzugt eingesetzten Polyurethane hervorragend zum Schutz von mineralischen Oberflächen geeignet. Der Verbund zwischen der mineralischen Oberfläche und dem Polyurethan ist sehr fest. Weiterhin kommt es, insbesondere bei Einsatz sehr hydrophober Polyurethane, zu praktische keinem hydrolytischen Abbau der Polyurethane und somit zu einer sehr langen Haltbarkeit der nach dem erfindungsge- mäßen Verfahren behandelten mineralischen Oberflächen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorzugsweise die Polyisocyanate mit den Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen gemischt und diese Mischung auf die Oberfläche aufgebracht, wo sie zum fertigen Po- lyurethan aushärten. Das Aufbringen kann beispielsweise durch streichen, walzen oder sprühen, insbesondere durch sprühen, erfolgen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein einfacher und dauerhafter Schutz von mineralischen Oberflächen erreicht werden. Das Verfahren kann insbesondere bei der Sanierung von Außenwänden, insbesondere Fassaden, von Gebäuden eingesetzt werden. Auf Grund der hydrophoben Ausrüstung der Polyurethane schützen sie die Oberfläche dauerhaft gegen Witterungeeinflüsse. Daher führt auch Frost kaum zu einer Beeinträchtigung der Beschichtung. Die Beschichtung hat eine längere Lebensdauer als herkömmliche Systeme, so dass die Reinigung der Fassaden, die aufwendig ist und, insbesondere im Falle des Sandstrahlens, die Fassaden auch angreifen, in größerem zeitlichen Abstand durchgeführt werden kann.
Da die Beschichtungen farbstabil sind, beeinträchtigen sie das Aussehen der Gebäude nicht.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung von mineralischen Oberflächen, umfassend die Schritte
a) Behandlung der mineralischen Oberflächen zur Entfernung von Verunreinigungen
b) Beschichtung der Oberfläche mit einem Kunststoff,
dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff in Schritt b) ein transparentes, kompaktes hydrophobes Polyurethan, herstellbar durch Umsetzung von i) PoIy- isocyanaten mit ii) Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen, eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Polyisocyanate i) mindestens ein aliphatisches Polyisocyanat eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) mittels Sandstrahlen erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) Wasserstrahlen erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das in Schritt b) eingesetzte Polyurethan ohne Verwendung von Siliziumatome enthaltenden organischen Verbindungen hergestellt wurde.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt b) ein- gesetzten Polyurethane unter Verwendung von hydroxylfunktionellen fettchemischen Komponenten in mindestens einer der Ausgangskomponenten des Polyurethansystems, hergestellt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt b) ein- gesetzten Polyurethane unter Verwendung von hydroxylfunktionellen fettchemischen Komponenten als Komponente ii) des Polyurethansystems hergestellt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt b) ein- gesetzten Polyurethane unter Verwendung von >0 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen, an hydroxylfunktionellen fettchemischen Komponenten in der Polyolkomponente des Polyurethansystems hergestellt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt b) ein- gesetzten Polyurethane unter Verwendung von 75 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgrup- pen reaktiven Wasserstoffatomen, an hydroxylfunktionellen fettchemischen Komponenten in der Polyolkomponente des Polyurethansystems hergestellt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt b) eingesetzten Polyurethane unter Verwendung von mit Phenol modifizierten aromatischen Kohlenwasserstoffharzen mit einer endständigen Phenolgruppe hergestellt werden.
1 1. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mit Phenol modifizierten aromatischen Kohlenwasserstoffharze mit einer endständigen Phenolgruppe mit Phenol modifizierte Inden-Cumaron-Harze sind.
12. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mit Phenol modifizierten aromatischen Kohlenwasserstoffharze mit einer endständigen Phenolgruppe mit Phenol modifizierte Inden-Cumaron-Harze der allgemeinen Formel (I)
Figure imgf000010_0001
mit n von 2 bis 28 sind.
13. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die flüssigen Ausgangskomponenten des Polyurethans durch Sprühen, Walzen oder Streichen auf die mineralischen Oberflächen aufgebracht werden, wo sie zum fertigen Polyurethan aushärten.
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