Silikate als anorganische Bindemittel und Zusatzstoffe

BTC bietet wässrige Silikatlösungen von Alkalimetallen als anorganische Bindemittel oder Zusatzstoffe (Additive) zu Formulierungen für den Einsatz in verschiedenen Industrien an. Wässrige Silikatlösungen werden auch als Wasserglas oder Flüssigglas bezeichnet. Silikatlösungen von Alkalimetallen sind vorwiegend als Natriumsilikat (Natriumwasserglas) oder Kaliumsilikat (Kaliumwasserglas) bekannt. Silikatlösungen sorgen hauptsächlich für Alkalität und können weitere Eigenschaften einspielen wie Adhäsion (Bindung), Stabilisierung oder Pufferung. Die Zusammensetzung des Silikats und das verwendete Alkalimetall (Natrium, Kalium oder andere) bestimmen die endgültigen Eigenschaften des Silikats.

Alkalisilikate werden häufig verwendet als

• Bindemittel in Wasch- und Reinigungsmitteln;
• Bindemittel für Bauformulierungen;
• Verflüssiger für Feststoff-Flüssigformulierung mit einem sehr hohen Anteil an Feststoff (Slurries), z.B. keramische Massen;
• Formulierungsadditive;
• Additiv zur Wasseraufbereitung;
• Bindemittel (anorganisch) für die Gießereiindustrie.

Eigenschaften unserer Silikate (Wasserglass)

Alkalisilikate sind durch ihr Gewichtsverhältnis von xSiO2:yAlk2O (Siliziumdioxid: Alkalimetallverhältnis) gekennzeichnet, das oft als Molverhältnis oder Wasserglasmodul dokumentiert ist. Die fertigen BTC-Silikatprodukte hängen vom zuvor hergestellten Stückenwasserglas, das als Basismaterial dient, und weiteren Zusätzen ab, um die endgültige wässrige Silikatlösung zu erhalten.

Je nach verwendetem Molgewicht und Wassergehalt unterscheiden sich die Silikatlösungen in Viskosität, Dichte und pH-Wert. Im Allgemeinen werden alle Silikate als alkalische (pH>9) Lösungen betrachtet. Mit steigendem Alkalimetallgehalt (z.B. Na oder K) steigt der pH-Wert und auch die Haftungs- und Bindungseigenschaften werden verbessert.

Kaliumsilikate unterscheiden sich in folgenden Eigenschaften von Natriumsilikaten

• sie sind weniger klebrig;
• es treten keine Ausblühungen (Na2CO3) bei Verkieselungsreaktionen (Silifizierung) auf;
• sie zeigen eine gute Löslichkeit;
• sie bieten hohe Bindungseigenschaften bei hohen Temperaturen;
• es gibt keine grelle Flammenfärbung.

Natriumsilikatlösungen sind jedoch wirtschaftlich attraktiver, wenn keine spezifischen Eigenschaften wie Flammenfarbe oder andere Kalium-typischen Eigenschaften erforderlich sind.

Sowohl wässrige Kalium- als auch Natriumsilikate sind

• rein anorganisch (anorganische Kieselsäure-Polymerlösung);
• nicht brennbar;
• VOC-frei;
• geruchlos;
• UV-Licht-, thermisch- und chemikalienbeständig;
• nicht toxikologisch (sie zeigen kein allergenes oder mutagenes Potenzial);
• Lebensmittelkontakt genehmigt;
• frei von Konservierungsmitteln.

Silikatlösungen sind nachhaltige Produkte und werden daher in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt.

Neben Standardqualitäten wie Kalium- oder Natriumsilikaten sind unter den Markennamen Grossil®, Nuclesil® und Trasol® spezielle Alkalisilikatlösungen erhältlich. Diese Qualitäten unterscheiden sich neben dem Siliziumdioxid-Alkalimetall-Verhältnis auch hinsichtlich der Reinheit (geringerer Metallgehalt), der Viskosität und der Transparenz, die für bestimmte Anwendungen essentiell sein können.

Portil® ist ein pulverförmiges und somit festes Silikat, das durch Sprühtrocknung hergestellt wird. Es hat eine amorphe Struktur und ist leicht löslich, wenn es wieder in Wasser gelöst wird.

Anwendungen unserer Silikate als anorganische Bindemittel und Zusatzstoffe

Lösliche Silikate sind reaktive Rohstoffe. In fast allen Anwendungen werden flüssige Silikate schließlich in ein festes Silikat umgewandelt. Dies ist reversibel, sofern das Säure-Base-Gleichgewicht aufrechterhalten wird.  Silikate reagieren mit Säuren (z.B. Kohlendioxid aus der Luft) und dies führt zu einem Gelieren oder Aushärten mit irreversiblem Charakter.

Als Kalium- oder Natriumsilikate der BTC werden die Typen Grossil®, Nuclesil®, Trasol® und Portil® verwendet als

• Bindemittel in Wasch- und Reinigungsmittelformulierungen;
• Bindemittel für Silikatfarben, z.B. Schutz- und Dekorationsbeschichtungen auf mineralischen Oberflächen;
• Bindemittel für Bauformulierungen (Zement, Gipskartonplattenanwendungen);
• als Bindemittel für Schweißelektroden (Schweißstäbe),
• Anorganisches Bindemittel für die Gießereiindustrie;"