AT200054B

AT200054B - Verwendung einer ein Polyepoxyd- oder Polyesterharz und ein Härtungsmittel enthaltenden Masse zur Herstellung von Deckschichten auf Gipsplatten

Info

Publication number: AT200054B
Authority: AT
Original assignee: Ciba Geigy
Priority date: 1956-03-02
Filing date: 1957-03-01
Publication date: 1958-10-10

Description

Verwendung einer ein Polyepoxyd-oder Polyesterharz und ein Härtungs- mittel enthaltenden Masse zur Herstellung von Deckschichten auf
Gipsplatten
Es ist bekannt, Materialoberflächen dadurch mit einer harten, hitze-und wasserfesten Deckschicht zu versehen, dass auf die Oberflächen ein synthetisches Harz in flüssiger Form oder in Form eines Films aufgebracht und mit ihr durch Härten mittels Hitze und mechanischem Druck verbunden wird. Das Aussehen der Deckschicht hängt von der Beschaffenheit der Fläche ab, durch welche der mechanische Druck vermittelt wird ; beispielsweise können matte oder glänzende Deckschichten erhalten werden, wenn matte bzw. glänzende Metallflächen verwendet werden. Als synthetische Harze kommen allgemein heisshärtbare Harze vom Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-und Phenol-Formaldehyd-Typ zur Anwendung.

Gewöhnlich werden ungefärbte oder pastell-gefärbte Deckschichten gewünscht, deren Herstellung die Verwendung eines Harnstoff-Formaldehyd- oder Melamin-Formaldehyd-Harzes erfordert. Diese Harze lassen sich leicht auf Zellulosematerialien, wie Holz, Spanplatten und Hartplatten aufbringen.

Für Gipsplatten dagegen ist die Verwendung von Harnstoff-Formaldehyd-oder Melamin-FormaldehydHarzen nicht möglich, auch dann nicht, wenn die Oberflächen der Platten mit einer Papierschicht versehen sind. Der Hauptgrund hiefür liegt darin, dass beim Härten dieser Harze Kondensation unter Abspal-
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eine befriedigende Oberfläche zu erhalten, so vermag die Festigkeit der Gipsplatte dem durch das Harz bewirkten Schrumpfungsdruck nicht zu widerstehen und es treten Kohäsionsfehler im Gips auf.

Es wurde nun gefunden, dass Gipsplatten, trotz ihrer geringen Kohäsionsfestigkeit, mit einer sehr befriedigenden, hitzebeständigen Oberflächenschicht versehen werden können, wenn man Polyepoxydoder Polyesterharze verwendet. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer ein Polyepoxyd-oder Polyesterharz und ein Härtungsmittel enthaltenden Masse zur Herstellung von Deckschichten auf Gipsplatten, wobei die Harzmasse auf die Oberfläche der Gipsplatte aufgebracht und auf dieser unter Anwendung von mechanischem Druck oder mittels Hitze und Druck gehärtet wird. Die Harzmasse kann Pigmente enthalten.

Die Verwendung der genannten Harzmassen gestattet es, Qualität und Aussehen der Oberflächen von relativ billigen Gipsplatten, ohne grosse zusätzliche Kosten wesentlich zu verbessern.

Unter Gipsplatten sind hier und in der nachfolgenden Beschreibung Bauplatten, welche aus gehärtetem Gipsmörtel bestehen, und besonders solche Bauplatten zu verstehen, welche zwischen zwei Kartonschichten und mit diesen fest verbunden einen Kern aus gehärtetem Gipsmörtel enthalten. Die aus gehärtetem Gipsmörtel bestehenden Bauplatten oder Kerne können kompakt oder zellig sein und sie können faserige Verstärkungsmittel enthalten.

Als Polyepoxydharze kommen Polyglycidyläther von mehrwertigen Hydroxydverbindungen, wie mehrwertigen Alkoholen oder mehrwertigen Phenolen, wie sie durch Umsetzung von mehrwertigen Alkoholen oder mehrwertigen Phenolen mit Epichlorhydrin oder solches bildenden Stoffen, wie Glycerindichlorhydrin, in alkalischem Medium erhältlich sind, in Betracht. Es können aber auch solche Polyepoxyde verwendet werden, die durch Behandlung einer Polyäthylenverbindung mit Peroxyden hergestellt werden können, z. B. epoxydierte Öle, welche durch Oxydation von ungesättigten Ölen mit Peressigsäure entstehen, oder ferner Vinylcyklohexendioxyd, das durch Einwirkung von unterchloriger Säure auf Vinylcyklohexen und anschliessende Abspaltung von Chlorwasserstoff aus dem erhaltenen Chlorhydrin erhältlich ist.

Ferner

können auch Polyglycidylester mehrbasischer Carbonsäuren verwendet werden, wie sie durch Reaktion von
Epichlorhydrin mit Alkalisalzen mehrbasischer Carbonsäuren erhalten werden können. Vor allem kommen aber die Polyglycidyläther mehrwertiger Phenole in Betracht, wobei unter dem Ausdruck mehrwertige
Phenole sowohl einkernige Phenole, wie Resorcin oder Hydrochinon, als auch mehrkernige Phenole, wie
Polyhydroxypolyaryl-alkane, z. B. Kondensationsprodukte aus einem Phenol und Formaldehyd und insbe- sondere 4, 4' -Dihydroxydiphenyl-dimethylmethan, zu verstehen sind. Die Polyepoxyde können allein oder in Mischung mit Monoepoxyden, wie Phenylglycidyläther oder Styroloxyd, verwendet werden.

Als Polyesterharze kommen solche schmelzbare Harze in Betracht, deren Moleküle im wesentlichen linear sind und die durch Veresterung von ungesättigten Polycarbonsäuren oder deren Anhydriden mit einem gesättigten oder ungesättigten Alkohol oder durch Reaktion einer gesättigten Polycarbonsäure oder dessen Anhydrid mit einem ungesättigten Alkohol erhältlich sind und welche, da sie für sich allein lang- sam härten, vorzugsweise durch Copolymerisation mit einer einfachen Äthylenverbindung, wie Styrol oder Diallylphthalat, gehärtet werden. Zu diesen Polyesterharzen gehören auch durch direkte Polymersation von Estern, wie DiaIlylphthalat oder Bis- (2-allyloxyäthyl) carbonat, erhältliche Produkte. Die Här- tung der Polyester kann in Gegenwart eines Peroxydes und gegebenenfalls eines Peroxydaktivators, z. B.

Cobaltnaphthenat, effolgen.

Die Verwendung eines Polyepoxydharzes ist vorzuziehen, weil dessen Schrumpfung während des Här- tungsvorganges in der Regel geringer ist als diejenige der Polyesterharze.

Da Polyepoxydharze grosses Klebvermögen gegenüber zahlreichen Stoffen aufweisen, muss bei deren Verwendung dafür gesorgt werden, dass sie beim Härten nicht an den Pressplatten oder an andern Mitteln, mit denen der mechanische Druck vermittelt wird, haften bleiben. Es hat sich nun als vorteilhaft erwiesen, zu diesem Zweck den mechanischen Druck, z. B. 0,7-36 kgjcm'2, vermittelt einer Schicht aus Polyäthylen, bestrahltem Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen oder Polymonochlor-trifluoräthylen, oder vermittelst eines mit einem dieser Polymeren überzogenen Gewebes auszuüben, vorausgesetzt, dass die angewandte Härtungstemperatur unterhalb der Schmelzt. emperatur des Polymeren liegt. Man kann für diesen Zweck auch eine Aluminiumfolie verwenden.

Trotzdem gehärtetes Epoxydharz eine gewisse Adhäsion zur Aluminiumfolie zeigt, kann die Folie vom gehärteten Harz abgezogen werden. Vorteilhafter wird eine z. B. 1, 27 mm dicke Folie aus Aluminium oder Aluminiumlegierung angewendet, deren Oberfläche durch Eintauchen oder Spritzen mit einem Trennmittel, z. B. mit einem 2-eigen homogenisierten Gel von Bentonit, der durch Behandlung mit aliphatischen Aminen organophil gemacht wurde, in Toluol, oder mit einem wässerigen Gel von Bentonit überzogen wurde. In diesen Fällen müssen Toluol und Wasser, bevor die Folie mit dem Harz in Berührung gebracht wird, verdampft werden.

Zur praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung kann die Harzmasse in flüssigem Zustand direkt auf die Oberfläche der Gipsplatte aufgebracht werden, sofern bei allfälligem Trocknen der Masse vor dem Härten die Trocknungsbedingungen, wie Dauer und Temperatur, so gewählt werden, dass das Harz die Fliessfähigkeit unter Druck nicht verliert und die Festigkeit des Gipses nicht vermindert, duc Nach einer anderen Methode, die besonders bei Verwendung von Polyepoxydharzen vorzuziehen ist, wird auf die Oberfläche der Gipsplatte ein Gewebe, z. B. ein Blatt dünnes Papier, das mindestens auf der äusseren Seite mit der Harzmasse überzogen ist, festhaftend aufgeklebt.

Bei Wahl eines geeigneten Härtungsmittels kann das synthetische Harz, wenn es in flüssigem Zustand angewendet wird, unter mechanischem Druck schon bei Raumtemperatur gehärtet werden ; in der Regel ist es aber ratsam, bei erhöhter Temperatur zu härten, wobei Dauer und Temperatur jedoch so zu wählen sind, dass keine nachteilige Wirkung auf die Gipsplatte entsteht. Wird die Harzmasse in Form eines trockenen Filmes aufgebracht, so ist Erhitzen nötig, um das Harz zu erweichen und dessen Fluss zu veranlassen ; die Härtung wird deshalb bei erhöhter Temperatur durchgeführt.

Es wurde nun gefunden, dass ein dünner Film aus einer Lösung eines festen Polyepoxydharzes und eines flüssigen aliphatischen Amins, vorzugsweise eines Diamins wie 3-Diäthylaminopropylamin, in einem Lösungsmittel, z. B. Methyl-äthyl-keton nur so lange zum Härten bei Raumtemperatur neigt, als das Lösungsmittel anwesend ist. Es ist deshalb möglich, durch genügend rasches Entfernen des Lösungsmittels einen getrockneten thermoplastischen Film zu erhalten, welcher beim Lagern längere Zeit, z. B. im Falle. der Verwendung von 3-Diäthylaminopropylamin 6 Monate oder mehr, stabil bleibt.

Soll zur Herstellung der Deckschicht ein trockener Film von Polyepoxydharz verwendet werden, so wird dieser Film mit Vorteil dadurch hergestellt, dass ein dünnes Papier oder ein anderes Trägergewebe mit einer solchen Lösung überzogen und rasch bei niederer Temperatur getrocknet wird. Eine Trocknungsdauer von 20 Minuten bei 600 C ergab, z. B. bei Verwendung von 3-Diäthylaminopropylamin, sehr befriedigende Resultate. Wird die Trocknung bei Raumtemperatur durchgeführt, so kann sich die Trocknungsdauer über einige Stunden erstrecken, vorausgesetzt, dass der grösste Teil des Lösungsmittels in den Anfangsstufen der Trocknung

rasch entfernt wird, was beispielsweise erreicht wird, wenn der Film genügend dünn ist, also z. B. eine
Dicke von etwa 0, 025 - 0, 76 mm besitzt.

An Stelle von 3-Diäthylaminopropylamin können als Härtungsmittel für Polyepoxydharze andere flüs- sige organische Amine, besonders flüssige aliphatische Diamine, verwendet werden, welche dem zu einem dünnen Film geformten Harz eine genügende Lagerungsbeständigkeit sichern. Beispielsweise seien genannt : 3-Isopropylaminopropylamin, 3, 3'-Imino-bispropylamin, Piperidin, 1, 2-Diaminopropan und
Dimethylaminopropylamin.

Die zu verwendende Menge des Amins hängt vom Molekulargewicht und der Funktionalität des Amins und des Polyepoxydharzes ab und beträgt in der Regel 4-lOgo, bezogen auf das Gewicht des Polyepoxyd- ) harzes. Wenn die Lagerungsbeständigkeit des Harzes beim Aufbringen als Film auf Papier oder direkt auf die Gipsplatte nicht von Bedeutung ist, können andere Polyamine, welche eine kürzere Lagerungsbestän- digkeit ergeben, in Betracht kommen, z. B. Triäthylentetramin, welches eine Lagerungsbeständigkeit bei
Raumtemperatur von 3-4 Wochen ergibt.

Wenn hohe Kerbfestigkeit der Deckschicht verlangt wird, kann die Papieroberfläche der Gipsplatte i vor dem Aufbringen derHarzmasse noch mit einem Polyepoxydharz oder einem Polyesterharz imprägniert werden. Das für die Imprägnierung verwendete Harz und das für die Bildung der Deckschicht aufgebrachte
Harz werden dann vorteilhaft gleichzeitig gehärtet.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern ; in ihnen bedeuten Teile Gewichts- teile. Als Gipsplatte wurde in den Beispielen 1 - 4 eine Bauplatte, welche zwischen zwei Kartonschichten und mit diesen fest verbunden einen Kern aus gehärtetem Gipsmörtel enthält, und im Beispiel 5 eine
Bauplatte, welche aus gehärtetem Gipsmörtel besteht, verwendet.

Be is pi el 1 : 120 g eines festen Polyglycidyläthers von4, 4'-Dihydroxydiphenyl-dimethylmethan mit einem Epoxyäquivalent von 570 werden in 40 g Methyl-äthyl-keton gelöst. Der Lösung werden 60 g Ti02 zugefügt, worauf das gonze in einer Farbmühle gemischt und gemahlen wird. In dieser Stufe können Farbstoffe, wie Ultramarinblau oder Chromgelb zugefügt werden. Zum so erhaltenen Gemisch werden
9,6 g 3-Diäthylaminopropylamin als Härter zugegeben.

Ein Papierblatt wird beidseitig mit dem erhaltenen Gemisch überzogen und das Lösungsmittel durch
Trocknen bei Raumtemperatur während einiger Stunden oder bei 600 C während 20 Minuten entfernt. Die
Lagerungsbeständigkeit des auf dem Papier erzeugten Harzfilms beträgt bei Raumtemperatur mindestens
6 Monate, d. h. bis zu einer Lagerungsdauer von mindestens 6 Monaten bei Raumtemperatur behält das
Harz seine Fähigkeit, bei erhöhten Temperaturen zu fliessen.

Das den Harzüberzug tragende Papierblatt wird auf die Oberfläche einer Gipsplatte gelegt, mit einem
Blatt aus Polyäthylen bedeckt und das Ganze bei 950 C während 15 Minuten unter einem Druck von 3, 6 kg/crr verpresst. Die Platte wird dann aus der Presse genommen und das Polyäthylenblatt von der gehärteten Harzfläche abgelöst.

Die so erzeugte Deckschicht ist beständig gegen Hitze bis zu mindestens'1000 C und beständig gegen
Wasser, sogar gegen heisses Wasser. Ihr Aussehen ist gegenüber demjenigen eines Überzuges, der durch
Härten des gleichen Harzes unter üblichen Bedingungen, d. h. ohne Anwendung von mechanischem Druck, erhalten werden kann, weit überlegen.
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-Iminobispropylamin, 5-8Ujoaminopropan (Propylendiamin) verwendet werden.

Beispiel 2 : Das gemäss Beispiel 1 hergestellte Harzgemisch wird direkt auf die Oberfläche einer Gipsplatte aufgebracht. Das Lösungsmittel wird dann durch Lufttrocknung bei Raumtemperatur oder durch 20-minutiges Trocknen bei 600 C entfernt. Die Härtung unter Druck erfolgt wie im Beispiel 1. Dabei werden ähnliche Ergebnisse wie im Beispiel 1 erzielt.

Beispiel 3 : Zu einem Gemisch von 2 Teilen eines flüssigen Polyglycidyläthers von 4, 4'-Dihydroxydiphenyl-dimethylmethan, der ein Epoxyäquivalent von etwa 200 aufweist, mit 1 Teil Phenylglycidyläther werden 0, 3 Teile 3-Diäthylaminopropylamin zugefügt. Das Gemisch wird mittels einer Bürste oder Walze auf die Oberfläche einer Gipsplatte aufgetragen. Dieses Epoxydharz-Gemisch wird vom Papier der Gipsplatte leichter absorbiert als das im Beispiel 1 verwendete Epoxydharz, besitzt aber den Nachteil, dass es nach Zugabe des Härters seine Fliessfähigkeit bei erhöhter Temperatur nur relativ kurze Zeit beibehält und deshalb innerhalb weniger Stunden verwendet werden muss.

Auf die so überzogene Gipsplatte wird dann ein gemäss Beispiel l mit Harz überzogenes Papier aufgelegt und das Ganze wird nun unter den im Beispiel 1 angegebenen Bedingungen gehärtet.

Die Eigenschaften der so erzeugten Deckschicht sind denjenigen der nach Beispiel 1 erhaltenen ähnlich,

Beispiel 4 : 100 Teile Diäthylenglykolmaleat werden reit 20 Teilen Styrol, 0, 5 Teilen Benzoyl- peroxyd und 60-80 Teilen eines geeigneten Lösungsmittels, z. B. Butylacetat, vermischt. Hierauf werden 50 Teile Ti02 und geringe Mengen eines Peroxydaktivators, wie Cobaltnaphthenat, zugesetzt. Das Gemisch wird nun auf beide Seiten eines Papierblattes aufgetragen und das Lösungsmittel verdampfen gelassen.

Das überzogene Papier wird auf die Oberfläche einer Gipsplatte gelegt und das Harz durch 20-minütiges Pressen bei 95 C unter einem Druck von 3,6 kg/cm gehärtet, wobei die obere Fläche während der Dauer des Härtens mit einer Polyäthylenfolie in Berührung steht. Nach Entfernung dieser Folie erhält man eine Deckschicht, die ähnliche Eigenschaften besitzt wie die nach Beispiel 1 hergestellte.

Beispiel 5 : Ein dünnes Papierblatt wird beidseitig in der gleichen Weise und mit dem gleichen Harzgemisch wie im Beispiel 1 überzogen. Das so erhaltene und getrocknete Papierblätt wird auf die Oberfläche einer aus gehärtetem Gipsmörtel bestehenden Bauplatte aufgebracht und mit einem Blatt aus Polytetrafluoräthylen bedeckt. Hierauf wird das Ganze 15 Minuten bei 950 und unter einem Druck von 3,6 kg/cm verpresst. Die Platte wird dann aus der Presse genommen und das Polytetrafluoräthylenblatt
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die gemäss Beispielen 1-4 erhaltenen Harzflächen.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verwendung einer ein Polyepoxyd- oder Polyesterharz und ein Härtungsmittel enthaltenden Masse zur Herstellung von Deckschichten auf Gipsplatten, wobei die Harzmasse auf die Oberfläche der Gipsplatte aufgebracht und auf dieser unter Anwendung von mechanischem Druck oder mittels Hitze und mechanischem Druck gehärtet wird.
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Claims

3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei die Harzmasse in Form einer Lösung direkt auf die Gipsplatte aufgebracht und dann das Lösungsmittel vor dem Härten unter Vermeidung einer vorzeitigen Härtung des Harzes entfernt wird.

4. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei die Harzmasse durch Aufkleben eines dünnen Papierblattes, das mindestens auf seiner äusseren Oberfläche die Harzmasse trägt, auf die Gipsplatte aufgebracht wird.

5. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die Gipsplatte eine aus gehärtetem Gipsmörtel bestehende Bauplatte ist.

6. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die Gipsplatte eine Bauplatte ist, welche zwischen zwei Kartonschichten und mit diesen fest verbunden einen aus gehärtetem Gipsmörtel bestehenden Kern enthält.

7. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei das Harz ein Polyglycidyläther eines mehrwertigen Alkohols oder eines mehrwertigen Phenols, insbesondere des 4, 4'-Dihydroxydiphenyl-dimethylmethans, und das Härtungsmittel ein flüssiges organisches Amin ist.

8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei das flüssige Amin 3-Diäthylaminopropylamin, 3-Isopropylaminopropylamin, 3, 3'-Iminobispropylamin, Piperidin, 1, 2-Diaminopropan oder Dimethylaminopropyl amin ist und in einer Menge von 4-100/0 vom Harzgewicht vorhanden ist.