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Entformungsmittel spielen bei der Herstellung von Formstücken, z. B. Giessformstücken, eine grosse Rolle, weil sie verhindern, dass die Form am Formling kleben bleibt, wodurch die Entnahme erschwert oder verhindert, die Oberfläche des Formlings beschädigt und die weitere Benutzung der Form stark beeinträchtigt wird.
Entformungsmittel oder Entformungsöle (gelegentlich auch als Trennmittel oder Trennöle bezeichnet), welche die Adhäsion herabsetzen, werden vor der Beschickung der Form mit dem für die Herstellung des Formlings bestimmten Material als dünner Film, der gut haftet und noch manche andere Eigenschaft besitzen soll, auf der Oberfläche der Form aufgebracht. Für diesen Zweck sind bereits eine ganze Reihe von Produkten bekannt.
Häufig werden Kohlenwasserstofflösungen verwendet, die Seifen, z. B. Lithium-oder Aluminiumseifen, enthalten. Als Entformungsmittel sind auch schon kationenaktive Amine und Polyamine, gleichfalls in Kombination mit organischen Lösungsmitteln und auch mit Ölen, beschrieben worden. Solche Lösungen können auch zu wässerigen Emulsionen verarbeitet werden. In einer ganzen Reihe von bekannten Rezepten werden Siliconöle als aktive Bestandteile der Entformungsmittel eingesetzt. Auch rein wässerige Produkte, z. B.
Kombinationen von Sulfidablaugen mit Natriumnitrit, Zinkcarbonat und Ammoniak, sind bekannt.
Die glatte Entnahme des Formlings aus der Form soll auch bei wiederholter Verwendung der Form ermöglicht werden, ohne dass zwischendurch besonders gereinigt werden muss. Unabhängig davon, ob es sich um Formlinge aus Beton, Kunststoffen, Gummi oder anderem Material handelt, soll sich in jedem Fall der Formling unbeschädigt, ohne Rückstände auf der Form zu hinterlassen, aus der Form lösen und die Oberfläche des Formlings soll fleckenlos sein und abbildgetreu der Form entsprechen. Der Formling soll an seiner Oberfläche keinerlei Schädigung durch das Entformungsmittel aufweisen. Die Ausbildung einer staubigen Oberfläche wäre beispielsweise ein Zeichen für eine solche Schädigung. Entformungsmittel (oder Entformungsöle) sollen selbst keine Korrosionen verursachen, sondern im Gegenteil Schutzwirkungen gegenüber der Form entwickeln.
Für viele Zwecke sind siliconhaltige Entformungsmittel deswegen nicht erwünscht, weil sie auf der Oberfläche des Formlings sehr fest haften und diese dadurch so sehr verändern, dass der Formling nicht mehr für eine Weiterbearbeitung, wie Färben, Lackieren od. dgl., geeignet ist. Bei Betonfertigbauformlingen ist es besonders wichtig, dass sich auf den Stahlformen auch nicht spurenweise Zementreste festsetzen, die bei wiederholter Verwendung der Form infolge Aufbaues einer Schichte schliesslich zu Haftschwierigkeiten führen können. Um Schall- und Wärmeisolation zu gewährleisten, werden häufig Fertigbauformlinge mit Schichten von Polystyrolschäumen ausgestattet. Diese sind aber in vielen üblichen Entformungsmitteln und Entformungsölen löslich und werden von ihnen, wenn sie mit ihnen in Berührung kommen, zerstört.
Die Ausgiebigkeit des Entformungsmittels ist ein kostenbestimmender Faktor ; sie spielt aber auch noch eine wesentliche Rolle bei der formgerechten Ausbildung des Formlings. Je dünner der noch trennend wirkende Film des Entformungsmittels ist, umso formgerechter ist der Formling.
Die verschiedenen Entformungsmittel gemäss der Erfindung entsprechen allen vorerwähnten Anforderungen.
Die erfindungsgemässen Entformungsmittel bestehen im wesentlichen aus (a) Wachsen, (b) geradkettigen aliphatischen, gesättigten oder ungesättigten primären Alkoholen mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen oder deren Gemischen, (c) oberflächenaktiven Aminen und gegebenenfalls (d) einem Träger.
Ausser den vorgenannten Bestandteilen können die erfindungsgemässen Entformungsmittel auch übliche, an sich bekannte Zusätze für Trenn- bzw. Entformungsmittel aufweisen. Solche bekannte Zusätze sind beispielsweise : Seifen, Vaseline, Paraffine u. dgl.
Die erfindungsgemässen Entformungsmittel können in Form eines Konzentrats aus den oben genannten Komponenten (a), (b) und (c) vorliegen, das in bequemer Weise transportfähig ist und vor Anwendung mit einem geeigneten Träger unter Bildung einer Lösung oder Suspension vermischt werden kann. Die erfindungsgemässen Entformungsmittel können aber auch in einem Träger verteilt in den Handel gebracht werden.
Unter "Wachsen" sind im Rahmen der Erfindung Produkte zu verstehen, die aus ihrer Schmelze wachsartig kristallin erstarren und sich zum Polieren eignen. Bevorzugt werden Wachse verwendet, die, wie Wollfett und Lanolin, Estergemische einwertiger Alkohole mit höheren Fettsäuren sind, die aus der Schmelze kristallin erstarren.
Unter "oberflächenaktiven Aminen" sind im Rahmen der Erfindung Amine zu verstehen, die eine längere Kohlenstoffkette von 12 bis 20 Kohlenstoffatomen enthalten. An eine solche Aminogruppe können weiters 1 bis 5 Alkylenaminogruppen kettenförmig angeschlossen sein, so dass der Begriff "oberflächenaktives Amin" nicht auf Monoamine beschränkt ist, sondern auch Diamine und Polyamine umfasst. Beispielsweise fallen unter den Begriff der oberflächenaktiven Amine solche der allgemeinen Formel R-NH2, worin R einen Kohlenwasserstoffrest mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet ; ferner Amine der allgemeinen Formel R-NH-Alk-NH2, worin R die oben angegebene Bedeutung hat und Alk für eine Alkylengruppe, beispielsweise eine solche mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, steht.
Ein weiteres Beispiel für erfindungsgemäss verwendbare oberflächenaktive Amine sind Verbindungen der allgemeinen Formel R-NH-Alk-NH-Alk'-NH2, worin R und Alk die vorstehend angegebene Bedeutung haben und Alk'einen unter die Definition von Alk fallenden Alkylenrest bedeutet.
Die erfindungsgemässen Entformungsmittel werden zweckmässig so angesetzt, dass die Amine 5 bis 20%, vorzugsweise 8 bis 15%, der Summe aus den Anteilen (a), (b) und (c) ausmachen. Die Komponenten (a) und (b)
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auf.
Die oberflächenaktiven Amine können als freie Basen oder als ganz oder teilweise neutralisierte Salze vorliegen. Handelt es sich bei den oberflächenaktiven Aminen um Di- und Polyamine, dann können durch Säurezusatz eine, zwei oder mehrere Aminogruppen neutralisiert werden. Sind alle Aminogruppen neutralisiert, handelt es sich um ein neutrales Salz. Ist der Säurezusatz jedoch geringer, dann ist ein Teil der Aminogruppen frei und es liegt ein basisches Salz vor.
Oberflächenaktive Aminsalze, die aus Amin und Säure entstehen, sollen in den für die Anwendung der erfindungsgemässen Entformungsmittel in Betracht kommenden Lösungs- oder Suspendiermitteln, insbesondere in organischen Lösungsmitteln bzw. in wässerigen Verteilungsmitteln, löslich sein, in Abhängigkeit von den verschiedenen Ausführungsformen des Entformungsmittels als Lösung bzw. Suspension oder Emulsion.
Dementsprechend werden die für eine Salzbildung mit dem Amin anzuwendenden Säuren ausgewählt. So eignen sich für Lösungen Fettsäuren oder Naphthensäure gut, für wässerige Suspensionen oder Emulsionen sind einbasische anorganische Säuren, wie Salzsäure, oder einbasische organische Carbonsäuren, wie wasserlösliche aliphatische Carbonsäuren mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, und Hydroxycarbonsäuren besonders vorteilhaft.
Als Träger für die erfindungsgemässen Entformungsmittel kommen insbesondere leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe in Betracht, das sind solche, die in dünner Schicht innerhalb 10 bis 30 min vollständig verdunsten. Auf diese Weise gelingt es, Lösungen der erfindungsgemässen Entformungsmittel herzustellen, die in ganz dünner Schicht auf die Form aufgesprüht werden und die nach dem Verdunsten keinen Kohlenwasserstoffrest hinterlassen. Ein Beispiel für solche leichtflüchtige Kohlenwasserstofflösungsmittel ist Testbenzin.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung enthalten die neuen Entformungsmittel lösungsvermittelnde flüchtige Zusätze. Als solche kommen insbesondere Alkohole oder Ätheralkohole in Betracht, beispielsweise an einer Hydroxylgruppe verätherte Alkylenglykole oder Diglykole, wobei in diesen Verbindungen der Alkylenrest jeweils 2 oder 3 Kohlenstoffatome aufweisen kann, wie im Äthylenglykol und Propylenglykol bzw. Diäthylenglykol und Dipropylenglykol. Die veräthernde Alkylgruppe der Ätheralkohole weist zweckmässig 1 bis 4 Kohlenstoffatome auf. Die bevorzugten Alkohole bzw. Ätheralkohole sind solche, die in einem Bereich bis 1700C verdampfen, z. B. Butanol, Äthylglykol, Propylglykol, Methylglykol.
Ferner können die erfindungsgemässen Entformungsmittel Isoalkohole mit sekundären Hydroxylgruppen und/oder verzweigten Kohlenstoffketten enthalten. Diese sind bei Zimmertemperatur meist flüssig, können aber zur Verbesserung der Löslichkeit der Komponenten (a) und (b) im verwendeten Lösungsmittel und zur Herabsetzung des Schmelzintervalls der Alkoholkomponente (b) eingesetzt werden. Zweckmässigerweise enthalten solche als Zusatz verwendbare Isoalkohole 8 bis 18 Kohlenstoffatome in der Kohlenstoffkette.
Unter Fettsäuren, die im Rahmen der Erfindung zur teilweisen oder vollständigen Neutralisation des oberflächenaktiven Amins verwendet werden können und die in den Entformungsmitteln gemäss der Erfindung auch im überschuss zum oberflächenaktiven Amin vorhanden sein können, sind solche Carbonsäuren zu verstehen, die als Glycerinester Fette bilden. Zu diesen Fettsäuren gehören insbesondere Palmitinsäure, Stearylsäure, Ölsäure u. dgl. Sie bilden mit den oberflächenaktiven Aminen wasserunlösliche, wohl aber in Kohlenwasserstoff lösliche Salze.
Für Entformungsmittel, die bei der Herstellung von Betonfertigbauteilen Anwendung finden sollen, haben sich Hydroxycarbonsäuren als Mittel für die teilweise oder vollständige Neutralisation des oberflächenaktiven Amins besonders bewährt. Unter den Hydroxycarbonsäuren für die Anwendung im Rahmen der Erfindung sind insbesondere aliphatische Hydroxycarbonsäuren mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen und bis zu 5 Hydroxylgruppen (abgesehen von der Carboxylgruppe) zu nennen. Beispiele für solche Hydroxycarbonsäuren sind die Milchsäure und die Zuckersäuren, wobei sich unter den Zuckersäuren Gluconsäure besonders bewährt hat.
Die besondere Wirkung von Hydroxycarbonsäuren kann dadurch erklärt werden, dass solche Säuren auch als Chelatbildner wirksam sein können. Die chelatbildenden Salze der Oxysäuren, wie beispielsweise der Gluconsäure, scheinen befähigt zu sein, Kaliumhydroxyd oder-carbonat von Stahloberflächen ebenso wie dünne Schichten frischen Rostes aufzulösen. Die Reaktion der bei diesem Entformungsvorgang anzuwendenden Entformungsmittel kann durchaus basisch sein. Es hat aber auch ein Säureüberschuss einer schwachen Säure im Entformungsmittel gemäss der Erfindung bei der Anwendung für Betonfertigbauteile Vorteile, weil der überschuss der Säure durch die Betonmasse neutralisiert wird und der Säureüberschuss vor der Beschickung der Form zurückgebliebene Zementreste auflösen kann.
Mit den erfindungsgemäss zusammengesetzten Entformungsmitteln gelingt es, mit einem Liter der Lösung oder Emulsion, die nur 3 bis 5% filmbildende Verdunstungsrückstände enthält, 40 und mehr m2 Formoberfläche in der Weise zu behandeln, dass eine einwandfreie Entformung der geformten Gegenstände möglich ist ; demnach genügt pro m2 1 g wirksamer Trennfilm.
Für mit Polystyrolschaum versehene Fertigbauteile können als Trennmittel sowohl Emulsionen wie auch Lösungen der erfindungsgemässen Entformungsmittel verwendet werden ; dabei ist es im Falle der Verwendung von Lösungen zweckmässig, nach der Besprühung der Form mit der Entformungsmittellösung die Form zuerst
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trocknen zu lassen, was bei kalter Form in 10 bis 15 min, bei warmer Form aber bereits in weniger als 1 min, erfolgt. Auch bei wässerigen Suspensionen wird es bevorzugt, das Verteilungsmittel Wasser verdunsten zu lassen, doch hat seine Anwesenheit keine nachteiligen Wirkungen auf die gewünschte Entformung.
Bekannte Öle, die als Entformungsmittel verwendet werden, können gelegentlich auch von der Masse des Formlings aufgenommen werden ; das ist besonders häufig bei porösen Fertigbauformlingen der Fall. Nach dem Abbinden und Verlegen kann es dann vorkommen, dass das Öl als Fremdkörper wieder aus der Masse hinausgedrängt wird und missfarbige Flecken verursacht. Die erfindungsgemässen Entformungsmittel weisen diesen Nachteil nicht auf. Besonders in Form von Lösungen, aber auch als wachsartige Kombination ohne Lösungsoder Verteilungsmittel, eignen sich die erfindungsgemässen Entformungsmittel für die Anwendung als Aerosole, z. B. mittels Aerosol-Sprühdosen, zumal die üblichen Aerosol-Treibmittel gute Lösungsmittel für die erfindungsgemässen Entformungsmittel sind.
Die erfindungsgemässen Entformungsmittel können beispielsweise bei Metall-, Holz-, Kunststoff- und Keramikformen eingesetzt werden. Sie sind weder beim Aufbringen eines Pigmentanstriches noch beim Aufbringen von Emulsions- oder Lackfarben bzw. Mörtelbewurf auf die Formteile hinderlich.
Beispiel l : Wachsartiges Entformungsmittel.
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<tb>
<tb>
560 <SEP> g <SEP> Oleylalkohol, <SEP>
<tb> 292 <SEP> g <SEP> Wollfett,
<tb> 136 <SEP> g <SEP> Stearylaminopropylenamin.
<tb>
Diese drei Komponenten werden miteinander homogen verschmolzen und wieder erstarren gelassen. Es bildet sich eine weiche, wachsartige Masse, die mittels Putzwolle, Watte, einem weichen Textilgewebe od. dgl. auf eine Form aus Metall, Holz, Kunststoff oder einem andern Material in dünner Schicht durch Einreiben aufgebracht werden kann und gute Trennwirkung ausübt. Fertigbauteile können aus so vorbehandelten Formen ohne Schwierigkeiten herausgehoben werden. Das Trennmittel besitzt auch korrosionsschützende Eigenschaften.
Beispiel 2 :
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<tb>
<tb> 500 <SEP> g <SEP> einer <SEP> Mischung <SEP> von <SEP> Cetyl- <SEP> und <SEP> Stearylalkohol <SEP> im <SEP> Verhältnis <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 1,
<tb> 300 <SEP> g <SEP> Lanolin,
<tb> 120 <SEP> g <SEP> Stearylamin, <SEP>
<tb> 90 <SEP> g <SEP> Naphthensäure, <SEP> Säurezahl <SEP> 200.
<tb>
Diese Komponenten werden miteinander zu einer homogenen Schmelze verschmolzen, die neben einer Stearylaminseife auch freies Amin enthält. Nach dem Erstarren bildet die Masse ein weiches Wachs, das sich zum Einreiben von Formen als Entformungsmittel eignet. Dieses besitzt auch korrosionsschützende Eigenschaften.
Beispiel 3 : Entformungsöl.
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<tb>
<tb>
250 <SEP> g <SEP> Oleylalkohol,
<tb> 55 <SEP> g <SEP> Isodecylalkohol,
<tb> 130 <SEP> g <SEP> Wollfett,
<tb> 65 <SEP> g <SEP> Oleylaminoäthylenamin,
<tb> 40 <SEP> g <SEP> Propylenglykol,
<tb> 7500 <SEP> g <SEP> Testbenzin. <SEP>
<tb>
Die ersten vier Komponenten werden miteinander homogen verschmolzen und die erhaltene Flüssigkeit in dünnem Strahl in die Mischung von Testbenzin und Propylenglykol eingerührt. Als Lösungsmittel können auch flüchtige Fluor- bzw. Fluorchlorkohlenwasserstoffe verwendet werden, die sich für viele Zwecke wegen ihrer Unbrennbarkeit besonders eignen. Diese Entformungsmittel sind für Spritzguss- und Pressgussformlinge wie auch für Fertigbauteile aus Gips und Beton geeignet. Für Kunststofformlinge eignet sich besonders gut eine Versprühung mit Hilfe von Aerosol-Sprühdosen. Für Fertigbauteile genügt es, das Entformungsmittel aus gewöhlichen Baumspritzen aufzusprühen, den Trennfilm dann trocknen zu lassen und die Form zu beschicken.
Eine anschliessende kurze Vibration zur Verdichtung der Masse ist zweckmässig. Schliesslich wird der fertige Formling der Form entnommen.
Beispiel 4 : Entformungsmittel in Form einer Lösung.
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<tb>
<tb>
250 <SEP> g <SEP> Laurylalkohol,
<tb> 100 <SEP> g <SEP> Bienenwachs, <SEP>
<tb> 60 <SEP> g <SEP> einer <SEP> Mischung <SEP> (l <SEP> : <SEP> l) <SEP> von <SEP> Stearylamin <SEP> und <SEP> Behenylamin,
<tb> 35 <SEP> Teile <SEP> Laurylsäure.
<tb>
Diese Komponenten werden homogen verschmolzen und in eine Mischung von 40 g Äthylglykol und 7500 g Testbenzin in dünnem Strahl eingerührt. Die erhaltene Lösung ist gut geeignet als Trennmittel für Kunststofformlinge, Gummi und Fertigbauteile.
Beispiel 5 : Entformungsmittel in Form einer Emulsion.
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<tb>
<tb>
280 <SEP> g <SEP> Oleylalkohol,
<tb> 120 <SEP> g <SEP> Wollfett <SEP> und
<tb> 60 <SEP> g <SEP> Stearylaminopropylenamin
<tb>
werden miteinander homogen verschmolzen. Dann wird die Schmelze, die bei dieser Temperatur noch flüssig
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bleibt, auf etwa 45 C abgekühlt und in 3 l einer auf 400C erwärmten wässerigen Lösung von 15 g Gluconsäure mit Hilfe eines Rührers unter Emulsionsbildung eingerührt. Hierauf werden weitere 6, 51 kalten Wassers unter kräftigem Rühren allmählich zugesetzt. Der Prozess der Emulsionsherstellung dauert etwa 30 min.
Es wird dabei eine stabile plastische bzw. thixotrope Emulsion gebildet, die sich leicht mittels Sprühgeräten unter einem Druck von 4 bis 6 at gleichmässig in dünner Schicht auf Formen aufbringen lässt. 11 einer solchen Emulsion genügt für 30 bis 40 m2.
Die verwendete Gluconsäure bildet mit dem Diamin ein basisches, wasserlösliches, oberflächenaktives Salz, das auf zweiwertige Metallionen chelatbildend wirkt. Sollten auf der Form spurenweise Kalkrückstände sein, werden diese von den Gluconaten aufgelöst. Dieser Umstand verhindert die Entwicklung und den Aufbau von Kalkresten auf Fertigteilformen, die mit der Zeit den Trennvorgang beeinträchtigen könnten.
Die erhaltene Emulsion kann sowohl für Fertigbauteile als auch für Kunststofformlinge eingesetzt werden.
Sie wirkt korrosionsschützend.
Beispiel 6 : Entformungsmittel in Form einer Emulsion mit Säureüberschuss.
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<tb>
280 <SEP> g <SEP> Oleylalkohol,
<tb> 120 <SEP> g <SEP> Wollfett <SEP> und
<tb> 60 <SEP> g <SEP> Stearylaminopropylenamin
<tb>
werden miteinander homogen verschmolzen. Dann wird die Schmelze, die bei dieser Temperatur noch flüssig bleibt, auf etwa 450C abgekühlt und in 31 wässeriger Lösung von 50 g Eisessig, die auf 400c erwärmt ist, mit Hilfe eines Rührers unter Emulsionsbildung eingerüht. Hierauf werden weitere 6, 51 kalten Wassers unter kräftigem Rühren allmählich zugesetzt. Der Prozess der Emulsionsherstellung dauert etwa 30 min.
Man erhält auf diese Weise eine Emulsion, die einen Überschuss an Essigsäure enthält. Das Aufbringen der Emulsion erfolgt in der im Beispiel 5 angegebenen Weise.
Entformungsmittel der im Beispiel 6 beschriebenen Art sind insbesondere für Fertigbauteile geeignet ; sie sind zwar an sich nicht korrosionsschützend, nach der Beschickung mit der Betonmasse aber wird der Überschuss der freien Säure neutralisiert und die oberflächenaktive Base aus ihrem Salzverband gelöst. Die Form ist dann mit einem korrosionsverhindernd wirkenden Film überzogen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Entformungsmittel, im wesentlichen bestehend aus (a) Wachsen, (b) geradkettigen aliphatischen, gesättigten oder ungesättigten primären Alkoholen mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen oder deren Gemischen, (c)
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