AT260765B - Verfahren zum Herstellen von wasserabweisenden Formkörpern und Überzügen - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Herstellen von wasserabweisenden Formkörpern und Überzügen 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von wasserabweisenden Formkörpern und Überzügen aus durch Zusatz von Wasser erhärtenden anorganischen Massen, wobei zur Erzielung der Wasserabweisung Organosiliciumverbindungen verwendet werden. 



   Die Einsatzmöglichkeiten mancher durch Zusatz von Wasser erhärtender Massen, insbesondere von Gips, sind durch das beträchtliche Wasseraufnahmevermögen und die merkliche Wasserlöslichkeit der daraus hergestellten Gegenstände beschränkt. Es ist daher bereits versucht worden, die Wasserempfindlichkeit solcher Gegenstände mit Hilfe von wasserabweisend machenden Organosiliciumverbindungen, die den mit Wasser erhärtenden Massen vor der Formgebung zugesetzt wurden oder mit denen die fertigen Gegenstände   überzogen wurden, zu   vermindern. Das Ausmass der Wasserabweisung, das mit den auf dem Gebiet der Baustoffe bisher verwendeten Organopolysiloxanen erzielt wurde, war jedoch zu gering. 



  Die ebenfalls erprobten Alkaliorganosiliconate haben den Nachteil, dass sie ausgewaschen werden können, bevor sie ihre Wirkung voll entfalten, und dass sie manchmal zu Ausblühungen führen. 



   Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von wasserabweisenden Formkörpern und Überzügen aus durch Zusatz von Wasser erhärtenden anorganischen Massen unter Verwendung von Organosiliciumverbindungen als wasserabweisend machendes Mittel zu schaffen, bei dem Gegenstände erhalten werden, die eine stärkere Wasserabweisung besitzen, als diejenigen, die unter Verwendung der bisher auf dem Gebiet der Baustoffe verwendeten Organopolysiloxane hergestellt wurden, ohne dass die Nachteile vorliegen, die mit der Verwendung von Alkaliorganosiliconaten als wasserabweisend machendes Mittel verbunden sind. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen von wasserabweisenden Formkörpern und Überzügen aus durch Zusatz von Wasser erhärtenden anorganischen Massen, wobei zur Erzielung der Wasserabweisung den anorganischen Massen vor der Formgebung Organosiliciumverbindungen zugesetzt werden, 
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 oder 3 und die Summe von m + x 1, 2 oder 3 ist, und   0 - 98 Mol-% Einheiten der allgemeinen   Formel 
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 worin R die angegebene Bedeutung hat und n 0, 1, 2 oder 3 und durchschnittlich 0,   9-], 8   ist, wobei das Verhältnis der Summe der Si-gebundenen Wasserstoffatome zur Summe der Siliciumatome in beiden Arten von Siloxaneinheiten   0,     02 - 1, 25   ist, in Form wässeriger Emulsionen verwendet werden. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung von Formkörpern und 

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 Überzügen aus durch Zusatz von Wasser erhärtenden anorganischen Massen, die im wässerigen Medium vor der Härtung einen pH-Wert unterhalb 7,5 besitzen, also sauer oder neutral sind. Von solchen sauren oder neutralen Massen ist im Rahmen der Erfingung Gips besonders bevorzugt. Gegenstände aus nicht er- findungsgemäss behandeltem Gips sind nämlich besonders   wasserempfindlich,   und somit bringt das. erfin-   i dungsgemässe   Verfahren bei Gips die grössten Vorteile. Gips gehört, im Gegensatz zu beispielsweise
Portlandzement, der ein wasserbeständiges, d. h. ein hydraulisches, Bindemittel ist, zu den gegen Was- ser nicht beständigen, d. h. zu den unhydraulischen Bindemitteln.

   Bei Gips ist auch die Wirksamkeit des erfindungsgemässen Verfahrens besonders überraschend, weil Gips meist kein Alkali enthält, das Si-ge- bundenen Wasserstoff freisetzen und die Kondensation der dabei entstandenen Si-gebundenen Hydroxylgruppen fördern könnte. 



   Unter den Gipsarten wieder ist Plaster   (CaS04-1/2 H, 0)   in Form von z. B. Baugips, Stuckgips oder
Isoliergips bevorzugt. Falls erwünscht, kann das erfindungsgemässe Verfahren jedoch auch auf andere
Gipsarten, wie Estrichgips, Marmor-Gips, Anhydrit und Mischungen von Plaster mit Löschkalk, ange- wendet werden. Der Gips kann übliche Zusatzmittel und Zuschlagstoffe, wie Sulfatanreger, Verflüssi- gungsmittel, z. B. Sulfitablaugepulver, Farbstoffe, Pigmente, Abbindeverzögerer, Füllstoffe oder Ver- stärkungsmittel, z. B. Sand, Kälberhaare, Holzfasern, synthetische Fasern, Asbestfasern, Vermiculite (Blähglimmer) und Perlite (Blählava) oder Porenbildner, enthalten. 



   Zu den anorganischen Massen, die durch Zusatz von Wasser erhärten und im wässerigen Medium vor der Härtung einen pH-Wert unterhalb 7, 5 besitzen, und auf die das erfindungsgemässe Verfahren, wenn auch weniger bevorzugt als auf Gips, angewendet werden kann, gehören auch die Bindemittel auf Grund- lage von Magnesiumoxyd und Magnesiumchlorid, wie Sorelzement. 



   Falls erwünscht, kann das   erfindungsgemässeverfahren   auch auf andere durch Zusatz von Wasser er- härtende anorganische Massen, wie Kalk (CaO), Portlandzement und Tonerdezemente   (CaO.AI0),   angewendet werden. 



   Ebenso wie im Zusammenhang mit Gips oben erwähnt, können die andern anorganischen Massen, die durch Zusatz von Wasser erhärten, unter Mitverwendung weiterer Zusatzmittel oder Zuschlagstoffe, wie sie bei ihrer Verarbeitung zu Mörtel oder Bauelementen, z.   B.   Kunststeinen oder Wandplatten, üb- lich sind, verarbeitet werden. Solche Zuschlagstoffe sind insbesondere Sand, Sägespäne oder Holz- wolle. 



   Die Herstellung von Formkörpern und Überzügen aus durch Zusatz von Wasser erhärtenden anor- ganischen Massen ist seit langem wohlbekannt. Die dabei angewandten Massnahmen sind bei dem er- findungsgemässen Verfahren die gleichen, mit der Ausnahme, dass bei dem erfindungsgemässen Verfah- ren die oben definierten Organopolysiloxan-Emulsionen mitverwendet werden. 



   Wie bereits erwähnt, werden erfindungsgemäss Organopolysiloxane aus 2 - 100 Mol-% Einheiten der allgemeinen Formel 
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 und 0 - 98 Mol-% Einheiten der allgemeinen Formel 
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 in Form wässeriger Emulsionen verwendet. In diesen Formeln bedeutet R jeweils einen Alkylrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen ; x ist 0, 1 oder 2, durchschnittlich 0,   7-1, 3 ; m ist 1, 2   oder   3 ;   die Summe von m + x ist 1, 2 oder   3 ;   n ist 0, 1, 2 oder 3, durchschnittlich 0,   9-1, 8 ;   das Verhältnis der Summe der Si-gebundenen Wasserstoffatome zur Summe der Siliciumatome in beiden Arten von Siloxaneinheiten ist   0,     02 - 1, 25.   



   Der Rest R kann der Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-,   N-Butyl- oder sec. - Butylrest sein.   



  Es können an ein einzelnes Si-Atom gleiche Reste R, wie in Dimethylsiloxan-Einheiten, oder verschiedene Reste R, wie in Äthylmethylsiloxan-Einheiten, ebenso können an die verschiedenenSi-Ato- 
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 bevorzugte Wert für das Verhältnis der Summe der Si-gebundenen Wasserstoffatome zur Summe der Si- liciumatome in beiden Arten von Siloxaneinheiten ist 0,   1 - J, 0.   



   Bei den erfindungsgemäss eingesetzten Organopolysiloxanen der oben angegebenen Art kann es sich um Mischpolymere aus Siloxaneinheiten, die keinen Si-gebundenen Wasserstoff enthalten, und Siloxaneinheiten, die Si-gebundenen Wasserstoff enthalten, oder um Gemische aus Organopolysiloxanen, die keinen oder praktisch keinen Si-gebundenen Wasserstoff enthalten - wobei es sich auf Grund der oben angegebenen R/Si-Verhältnisse um   sogenannte"Organopolysiloxanharze"handelt-und   Organopolysil- oxanen, die in allen Siloxaneinheiten oder einem Teil der Siloxaneinheiten Si-gebundenen Wasserstoff enthalten, oder um Organopolysiloxane handeln, die in allen Siloxaneinheiten Si-gebundenen Wasser- stoff enthalten. Wegen der leichteren Zugänglichkeit und einfacheren Möglichkeit, ein bestimmtes,   z.

   B.   aus wirtschaftlichen Gründen erwünschtes Verhältnis von Siloxaneinheiten mit Si-gebundenem Wasser- stoff und Siloxaneinheiten ohne Si-gebundenen Wasserstoff einzustellen, sind Gemische aus Si-gebun- denem Wasserstoff enthaltenden und von Si-gebundenem Wasserstoff freien oder praktisch freien Orga- nopolysiloxanen bevorzugt. 



   Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäss eingesetzten Organopolysiloxane je Molekül, zumin- dest der gegebenenfalls und vorzugsweise mitverwendete Anteil an von Si-gebundenem Wasserstoff freien
Organopolysiloxanen, nicht mehr als 25 Mol-% an Siloxaneinheiten mit zwei oder drei Si-gebundenen organischen Resten, und zweckmässig besitzen sie im wasserfreien Zustand keine 1000 cSt/250C (ge- messen in 50   gew.-% iger   Toluollösung) übersteigende Viskosität. 



   Da bei den erfindungsgemäss eingesetzten Organopolysiloxanen ausser dem Gehalt an Si-gebunde- nem Wasserstoff wesentlich ist, dass sie in Form wässeriger Emulsionen eingesetzt werden, können   1. - 200/0 der Siloxan- Sauerstoffa tome   durch Hydroxylgruppen und/oder durch Alkoxygruppen der all- gemeinen Formel OR, wobei R die oben angegebene Bedeutung hat, ersetzt sein. Dies ist vor allem der Fall bei von Si-gebundenem Wasserstoff freien oder praktisch freien Organopolysiloxanen in Gemi- schen, die solche Organopolysiloxane enthalten. 



   Die für die Herstellung der erfindungsgemäss verwendeten Emulsionen eingesetzten Organopolysil- oxane werden vorzugsweise durch gemeinsame oder nicht gemeinsame Hydrolyse der entsprechenden
Halogensilane, beispielsweise von Methyltrichlorsilan und Methyldichlorsilan, gegebenenfalls nachdem ein Teil der Halogenatome durch Gruppen der Formel RO, wobei R die angegebene Bedeutung hat, ersetzt wurde, in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln, wie Toluol, hergestellt. Derartige Ver- fahren sind bekannt. 



   Die Herstellung von wässerigen Emulsionen von Organopolysiloxanen ist allgemein bekannt, und die
Herstellung der erfindungsgemäss verwendeten Emulsionen kann nach diesen bekannten Verfahren erfolgen. 



   Die für die Herstellung von wässerigen Organopolysiloxan-Emulsionen üblicherweise verwendeten
Dispergiermittel können gegebenenfalls auch bei der Bereitung der erfindungsgemäss eingesetzten
Organopolysiloxan-Emulsionen verwendet werden. Beispiele für Dispergiermittel sind Schutzkolloide, wie Polyvinylalkohol, der gegebenenfalls noch bis zu 40 Mol-% Acetylgruppen enthält, Gelatine und
Cellulosederivate,   z. B.   wasserlösliche Methylcellulose, anionaktive Emulgatoren, wie Alkalimetall- und Ammoniumsalze langkettiger Fettsäuren, organischer Sulfonsäuren oder saurer Schwefelsäureester, z. B.

   Natriumlaurat, Natrium - Isopropylnaphthalinsulfonat, Natrium-Dioctylsulfosuccinat, Triäthanol- ammoniumoleat und Natrium-Laurylalkoholsulfonat, kationaktive Emulgatoren,   wieStearylammonium-   chlorid und nichtionogene Emulgatoren, wie Sorbitmonolaurat und Polyoxyäthylenäther von ein-oder mehrwertigen aliphatischen Alkoholen oder aromatischen Hydroxyverbindungen. Nichtionogene Emul - gatoren sind bevorzugt. Die Dispergiermittel werden zweckmässig in Mengen von   0, 1   bis 5   Gew. -%,   be- zogen auf das Gewicht der Organopolysiloxane, verwendet. 



   Bei der Bereitung der erfindungsgemäss eingesetzten Organopolysiloxan-Emulsionen können die flüs-   sigen Organopolysiloxane in lösungsmittelfreier Form   oder in Form von Lösungen in bei Normalbedingun- gen flüssigen, organischen Lösungsmitteln in Wasser emulgiert werden. Vorzugsweise werden bei Berei- tung der erfindungsgemäss eingesetzten Emulsionen solche Lösungen verwendet. Beispiele für geeignete organische Lösungsmittel sind aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzinfraktionen mit einem Siedebereich   von J 30   bis 220 C, und   Toluol ; Chlorkohlenwasserstoffe, wie Trichloräthylen ; Ester,   
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 ganopolysiloxane, verwendet. 



   Die erfindungsgemäss eingesetzten Organopolysiloxan-Emulsionen enthalten vorzugsweise 

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<tb> 
<tb> Art <SEP> der <SEP> Emulsion <SEP> Gel.-% <SEP> Emulsion, <SEP> Eindringbezogen <SEP> auf <SEP> geschwindigkeit
<tb> trockenen <SEP> Gips <SEP> in <SEP> Sekunden
<tb> - <SEP> - <SEP> 6 <SEP> 
<tb> A <SEP> 0,5 <SEP> 5400
<tb> A <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 7380
<tb> A <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 11880
<tb> A <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 16980
<tb> B <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 13
<tb> B <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 15
<tb> B <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 78
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 
Beispiel 2 :

   Nach der in Beispiel 1 für die Emulsion A beschriebenen Arbeitsweise wird eine
Emulsion hergestellt, mit der Ausnahme, dass statt 80 g des von Si-gebundenem Wasserstoff freien Or- ganopolysiloxans 60 g dieses Harzes und statt 20 g Methylwasserstoffpolysiloxan 40 g Methylwasserstoff- polysiloxan verwendet werden. Die Herstellung von Gipsscheiben und die Prüfung der Wasserabweisung i der Scheiben erfolgt nach der in Beispiel 1 beschriebenen Weise.

   Es werden folgende Ergebnisse er- halten : 
Tabelle II 
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<tb> 
<tb> Gel.-% <SEP> Emulsion, <SEP> bezogen <SEP> Eindringgeschwindigkeit
<tb> auf <SEP> trockenen <SEP> Gips <SEP> in <SEP> Sekunden
<tb> 0 <SEP> 7
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> 168
<tb> 2, <SEP> 0 <SEP> 19500 <SEP> 
<tb> 
 
Beispiel 3 : Nach der in Beispiel 1 für die Emulsion A beschriebenen Arbeitsweise wird eine Emulsion hergestellt, mit der Ausnahme, dass statt 80 g des von Si-gebundenem Wasserstoff freien Organopolysiloxans 90 g dieses Harzes und statt 20 g Methylwasserstoffpolysiloxan 10 g Methylwasserstoffpolysiloxan verwendet werden. Die Herstellung von Gipsscheiben und die Prüfung der Wasserabweisung der Scheiben erfolgt nach der in Beispiel 1 beschriebenen Weise.

   Es werden folgende Ergebnisse erhalten : 
Tabelle III 
 EMI5.2 
 
<tb> 
<tb> Gew.-% <SEP> Emulsion, <SEP> bezogen <SEP> Eindringgeschwindigkeit
<tb> auf <SEP> trockenen <SEP> Gips <SEP> in <SEP> Sekunden
<tb> 0 <SEP> 7
<tb> 0,2 <SEP> 28
<tb> 2,0 <SEP> 3420
<tb> 
 
PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zum Herstellen von wasserabweisenden Formkörpern und Überzügen aus durch Zusatz von Wasser erhärtenden anorganischen Massen, wobei zur Erzielung der Wasserabweisung den anorganischen Massen vor der Formgebung Organosiliciumverbindungen zugesetzt werden,   dadurch ge-   kennzeichnet, dass als Organosiliciumverbindungen Organosiloxane aus 2 - 100 Mol-% Einheiten der allgemeinen Formel 
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 EMI5.4 
 oder 3 und die Summe von m + x 1, 2 oder 3 ist,

   und 0 bis 98   Mol-%   Einheiten der allgemeinen Formel 
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**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

1. worin R die angegebene Bedeutung hat und n 0, 1, 2 oder 3 und durchschnittlich 0, 9-1, 8 ist, wobei das Verhältnis der Summe der Si-gebundenen Wasserstoffatome zur Summe der Siliciumatomein beiden Arten von Siloxaneinheiten 0, 02 - 1, 25 ist, in Form wässeriger Emulsionen eingesetzt werden. <Desc/Clms Page number 6> 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den wässerigen Emulsionen zusätzlich organische Lösungsmittel beigefügt werden.