<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Mischung zum Beschleunigen der Abbindereaktion einer wässerigen
Aufschlämmung von Kalziumsulfat. Hemihydrat.
Gipsplatten oder Verputzplatten sind seit langem ein Massen-Handelsprodukt. Im allgemeinen wird eine Gipsplatte durch Dispergieren von kalziniertem Gips in Wasser und Zusetzen eines leichi ten Schaumes zwecks Einstellung der Enddichte der Aufschlämmung und der nachfolgenden Platte hergestellt. Oblicherweise in kleinen Mengen verwendete Zusätze umfassen Beschleuniger. Bindung-
Schutzmittel, faserige Verstärkermaterialien und Konsistenzverminderer. Typische Beschleuniger sind Kalziumsulfat. Dihydrat, Kaliumsulfat, Ammoniumsulfat und Aluminiumsulfat. Bindungsschutzmittel sind üblicherweise Getreidemehle oder Stärken. Die faserigen Verstärkermaterialien können entweder auf Cellulosebasis oder auf Glasbasis sein. Konsistenzverminderer sind meist Lignosulfonate. von denen das Ammonium-Lignosulfonat besonders vorteilhaft ist.
Diese Zusätze werden in geringen Men- gen in bezug auf das Gesamtgewicht des Plattenkernes eingesetzt und machen insgesamt weniger als 5%, üblicherweise weniger als 2% des Gewichtes des fertigen Kernes aus.
Die Aufschlämmung von kaliziniertem Gips, welche die erwünschten Zusätze enthält, wird in kontinuierlichen Mischern, z. H. in einem zweistufigen Mischer der in der US-PS Nr. 3, 359, 146 beschriebenen Art oder einem vielstufigen Mischer der in der US-PS Nr. 2, 660, 416 beschriebenen Art. hergestellt. Die erhaltene Aufschlämmung wird kontinuierlich auf eine Papierbahn gegossen, welche sich unterhalb des Mischers bewegt. Eine zweite Papierabdeckbahn wird darüber aufgebracht und die Platte unter einer Rolle oder Rollen vorbeigeführt, um deren Dicke einzustellen. Der so gebil- dete endlose Streifen wird auf einem Bandförderer weitergeleitet, bis der kalzinierte Gips abgebun- den ist. worauf der Streifen in Platten der gewünschten Länge unterteilt wird. welche durch einen
Trocknungsofen gefördert werden, um die überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen.
Die üblichste Art eines zum Abbinden einer Aufschlämmung von kalziniertem Gips verwendeten
Beschleunigers ist Kalziumsulfat. Dihydrat. Dieses Material ist in vielerlei Arten bekannt, von denen viele verwendbar sind, wenn sie durch Vermahlen auf einen hohen Feinheitsgrad gebracht wurden. Ein derartiges Material hat sich als hervorragender Beschleuniger erwiesen. Es wurde je- doch festgestellt, dass dieses Material, wenn es vor der Verwendung gelagert wird, insbesondere in Gegenwart von abgesacktem kalziniertem Gips oder allgemein in Gegenwart von Feuchtigkeit oder Wärme in hohem Mass dem Kalziniertwerden ausgesetzt ist. In den US-PS Nr. 2, 078. 199 und Nr. 3, 813, 312 ist angegeben. dass, wenn Zucker oder lösliches Dextrin zusammen mit Kalziumsulfat.
Dihydrat in der Kugelmühle vermahlen wird, das Material sogar dann zum Verhindern einer Entwässerung des Beschleunigers wirkt. wenn er bei der Lagerung verschiedenen atmosphärischen Bedingungen unterworfen ist. Ferner ist in der US-PS Nr. 3, 870, 538 angegeben, dass Stärke zusammen mit Kalziumsulfat. Dihydrat fein vermahlen werden kann. um als Schutz für den Beschleuniger zu dienen. Diese Materialien, insbesondere Zucker. wurden jedoch in einem Ausmass verteuert, das ihre Verwendung so gut wie verbietet.
Es ist nun Ziel der Erfindung, eine Beschleunigermischung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welche ihre Wirksamkeit auch unter den während der Lagerung der Beschleunigermischung wechselnden atmosphärischen Bedingungen beibehält, billig ist, die Festigkeit von unter Verwendung einer solchen Beschleunigermischung hergestellten Gipsplatten verbessert, die Hydratation einer Aufschlämmung von kalziniertem Gips so beeinflusst, dass ein verhältnismässig langsamer Temperaturanstieg während der frühen Phasen der Hydratation und ein sehr rascher Temperaturanstieg gegen Ende der Hydratation auftritt, und die Haftung von Papierabdeckbahnen an unter Verwendung solcher Beschleunigermischungen hergestellten Gipsplatten beträchtlich verbessert.
Diese Ziele werden mit einer Beschleunigermischung der eingangs genannten Art erreicht, welche gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus fein vermahlenem Kalziumsulfat. Dihydrat und einem Lignosulfonat bzw. Ligninsulfonsäure besteht, wobei das Lignosulfonat bzw. Ligninsulfonsäure in einer Menge von 0. 5 bis 99 Gew.-%. inbesondere 3 bis 75 Gew.-% bezogen auf die Mischung und gegebenenfalls zusammen mit einem Produkt der Holzverzuckerung vorliegt. Vorzugsweise wird eine solche Beschleunigermischung dadurch hergestellt, dass Kalziumsulfat. Dihydrat und das Lignosulfonat bzw. die Ligninsulfonsäure gemeinsam fein vermahlen werden, da dann die oben erwähnten erwünschten Eigenschaften einer solchen Beschleunigermischung besonders ausgeprägt auftreten.
<Desc/Clms Page number 2>
Vorzugsweise weisen die Teilchen der Mischung eine Oberfläche von etwa 5000 bis etwa 20000 cm2/g, bestimmt mittels eines Fisher Sub-sieve Sizer, auf. da dann die Teilchen des Calziumsulfat. Hemihydrats durch die Teilchen des Lignosulfonats bzw. der Ligninsulfonsäure besonders gut gegen Dehydratisieren und damit gegen einen Verlust an Beschleunigerwirkung geschützt sind.
Eine erfindungsgemässe Beschleunigermischung enthält als Lignosulfonat vorzugsweise AmmoniumLignosulfonat. Natrium-Lignosulfonat oder Kalzium-Lignosulfonat.
Die Lignosulfonate oder Ligninsulfonate, wie sie manchmal genannt werden, sind ionische Polyelektrolyte mit einem zwischen 1000 und 20000 liegenden Molekulargewicht und werden als Abfallprodukte beim Aufschliessen von Holz mit Sulfit erhalten und werden entweder in der erhaltenen Form eingesetzt oder zur Erhöhung der Reinheit und Oberflächenaktivität weiterverarbeitet. Die Struktur der Materialien ist noch nicht völlig sichergestellt, es ist aber bekannt, dass die zugrundeliegende Lignin-Monomereneinheit ein substituiertes Phenylpropan ist. Es kann theoretisch angenommen werden, dass eine sich wiederholende Einheit des polymeren Lignosulfonats die nachfol- gende, in der Tabelle I gezeigte Struktur hat.
Tabelle l
EMI2.1
EMI2.2
COH fschiedene Lignosulfonate werden von der American Can Company, Greenich, Connecticut, hergestellt und sind in der nachstehenden Tabelle II unter ihren Markenbezeichnungen zusammen mit ihren chemischen Analysen und physikalischen Kennzahlen genannt. Die Materialien werden durch Reini- gung von rohem Lignosulfonat hergestellt.
<Desc/Clms Page number 3>
Tabelle II Typische Analyse (bezogen auf Feuchtigkeitsfreiheit)
EMI3.1
<tb>
<tb> Marasperse <SEP> Marasperse <SEP> Marasperse
<tb> C-21 <SEP> CB <SEP> N-22 <SEP>
<tb> pH-Wert <SEP> (3%ige <SEP> Lösung) <SEP> 7,0-8,2 <SEP> 8,5-9,2 <SEP> 7,5-8,5
<tb> Gesamtschwefel <SEP> als <SEP> S <SEP> (%) <SEP> 6,8 <SEP> 2,6 <SEP> 7,3
<tb> Sulfatschwefel <SEP> als <SEP> S <SEP> (%) <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Sulfitschwefel <SEP> als <SEP> S <SEP> (%) <SEP> 0, <SEP> 09 <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 12
<tb> CaO <SEP> (%) <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 03 <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP>
<tb> MgO <SEP> (%) <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> Spur <SEP> 0, <SEP> 3
<tb> NaO <SEP> (%) <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP> 9, <SEP> 9 <SEP> 13, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Reduzierende <SEP> Zucker <SEP> (%) <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP>
<tb> OCH3 <SEP> (%) <SEP> 7, <SEP> 9 <SEP> 12,
<SEP> 7 <SEP> 7, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Physikalische <SEP> Kennzahlen
<tb> Marasperse <SEP> Marasperse <SEP> Marasperse
<tb> C-21 <SEP> CB <SEP> N-22
<tb> Übliche <SEP> Form <SEP> Pulver <SEP> Pulver <SEP> Pulver
<tb> Feuchtigkeitsgehalt
<tb> (maximal <SEP> % <SEP> Ho) <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP> 7, <SEP> 0
<tb> Farbe <SEP> Braun <SEP> Schwarz <SEP> Braun
<tb> Schüttgewicht
<tb> (kg/m3) <SEP> 560-643 <SEP> 690-755 <SEP> 560-643 <SEP>
<tb> Löslichkeit <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> (%) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Löslichkeit <SEP> in <SEP> Ölen <SEP> und
<tb> den <SEP> meisten <SEP> organischen
<tb> Lösungsmitteln <SEP> (%) <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Oberflächenspannung
<tb> der <SEP> l% <SEP> igen <SEP> Lösung <SEP> (N/cm) <SEP> 49,4.10-5 <SEP> 51,4.10-5 <SEP> 52,
8.10-5
<tb>
Die nachstehenden Lignosulfonate werden auch von der American Can Company hergestellt und sind unmodifizierte oder teilweise modifizierte organische Stoffe, welche aus dem Sulfitaufschluss von Holz stammen. Diese Materialien enthalten Lignosulfonate eines weiten Bereiches der Molekular- grösse, Oligosaccharide sowie Holzzucker oder Holzzuckerderivate.
Die Materialien und ihre Analysen und Eigenschaften sind nachstehend in Tabelle III angeführt.
<Desc/Clms Page number 4>
Tabelle III Typische Analyse (bezogen auf Trockensubstanz)
EMI4.1
<tb>
<tb> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig <SEP> Norlig
<tb> 11 <SEP> 11g <SEP> 11h <SEP> 41 <SEP> 41g <SEP> 41b <SEP> 11d <SEP> 11da <SEP> 12 <SEP> 21c
<tb> PH-Wert <SEP> (3%ige <SEP> Lösung) <SEP> 4,0-4,5 <SEP> 6,0-7,5 <SEP> 6,0-7,5 <SEP> 3,3-3,5 <SEP> 6,0-7,5 <SEP> 6,0-7,5 <SEP> 7,5-9,2 <SEP> 3,5-4,5 <SEP> 3,0-3,7 <SEP> 7,3-8,7
<tb> Gesastschwefel <SEP> als <SEP> S <SEP> (%) <SEP> 5,4 <SEP> 5,1 <SEP> 4,9 <SEP> 5,9 <SEP> 5,8 <SEP> 5,1 <SEP> 5,3 <SEP> 5,8 <SEP> 5,5 <SEP> 6,0
<tb> Sulfatschwefels <SEP> als <SEP> S <SEP> (%) <SEP> Spur <SEP> 0.
<SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 5, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 3
<tb> Ca0 <SEP> (%) <SEP> 6,3 <SEP> 5,8 <SEP> 7,5 <SEP> 5,1 <SEP> 5,7 <SEP> 7,7 <SEP> 12,5 <SEP> 6,4 <SEP> 0,6 <SEP> 5,6 <SEP> ,
<tb> MgO <SEP> (%) <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 0,2 <SEP> 0,3 <SEP> 0,34 <SEP> 0,3 <SEP> 0,2 <SEP> 0,2
<tb> NaO <SEP> (%) <SEP> -- <SEP> 2,5 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 3,3 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> spur <SEP> 5,4 <SEP> 4,8
<tb> Reduzierende <SEP> Zucker <SEP> (%) <SEP> 21,4 <SEP> 18,0 <SEP> 18,0 <SEP> 17,3 <SEP> 16,2 <SEP> 16,0 <SEP> 2,5-5,0 <SEP> 2,0-5,0 <SEP> 21,0 <SEP> weniger <SEP> als
<tb> 4, <SEP> 0 <SEP>
<tb> CCH3 <SEP> (%) <SEP> 8,8 <SEP> 8,5 <SEP> 8,7 <SEP> 9,3 <SEP> 8,8 <SEP> 8,8 <SEP> 8,2 <SEP> 9,2 <SEP> 8,7 <SEP> 7,
8
<tb> Physikalische <SEP> Kennzahlea <SEP> - <SEP> Pulverfora
<tb> Norlig <SEP> Nolig <SEP> Norlig <SEP> Nolig <SEP> Norlig <SEP> Nolig <SEP> Norlig <SEP> Nolig <SEP> Norlig <SEP> Nolig
<tb> 11 <SEP> 11g <SEP> 11b <SEP> 41 <SEP> 41g <SEP> 41b <SEP> 11d <SEP> 11da <SEP> 12 <SEP> 21c
<tb> Feuchtigkeitsgehalt
<tb> (maximal <SEP> % <SEP> H2O) <SEP> 4-6,5 <SEP> -- <SEP> 7,5 <SEP> 6,0 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 7,5 <SEP> 7,0 <SEP> 6,5 <SEP> 3,5-6,5
<tb> Farbe <SEP> braun--braun <SEP> braun---braun <SEP> braun <SEP> braun <SEP> braun
<tb> Schüttgewicht
<tb> (kg/ <SEP> 530--530 <SEP> 577--513 <SEP> 513 <SEP> 561 <SEP> 530-561
<tb> Physikalische <SEP> Kennzahlen <SEP> - <SEP> flüssige <SEP> Form <SEP>
<tb> Feststoffgehalt <SEP> (X)
<SEP> 50-60 <SEP> 50-68 <SEP> 50-52 <SEP> 50-58 <SEP> 50-58 <SEP> 50-54 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 47 <SEP> 40-50
<tb> Brookfield-Viskosität
<tb> bei <SEP> 25 C <SEP> 45-350 <SEP> 47-400 <SEP> 75-250 <SEP> 61-450 <SEP> 72-450 <SEP> 110-300 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 35 <SEP> 40-200
<tb>
<Desc/Clms Page number 5>
Andere zur Verwendung für die Erfindung geeignete Lignosulfonate werden von Crown Zellerbach, Chemical Products Division, Camas, Washington, hergestellt und sind nachstehend in Tabelle IV zusammen mit ihren physikalischen Eigenschaften und Analysen angegeben.
Tabelle IV
EMI5.1
<tb>
<tb> Physikalische <SEP> Orzan <SEP> Orzan <SEP> Orzan <SEP> Orzan <SEP> Orzan <SEP> Orzan <SEP> Orzan
<tb> Eigenschaften <SEP> A <SEP> AL-50 <SEP> S <SEP> SL-50 <SEP> P <SEP> PL-40 <SEP> AH-3
<tb> Physikalische <SEP> Flüssig <SEP> Flüssig-FlUssigForm <SEP> Pulver <SEP> keit <SEP> Pulver <SEP> keit <SEP> Pulver <SEP> keit <SEP> Pulver
<tb> Farbe <SEP> hell- <SEP> gelb- <SEP> hell- <SEP> dunkel- <SEP>
<tb> braun <SEP> braun <SEP> braun <SEP> braun <SEP> braun <SEP> braun <SEP> braun
<tb> PH-Wert <SEP> q-Wert <SEP> der <SEP> 25%igen
<tb> Lösung <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 7 <SEP> 7 <SEP> 5 <SEP> 7 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Wassergehalt <SEP> (X) <SEP> 6 <SEP> 50 <SEP> 5 <SEP> 50 <SEP> 5 <SEP> 60 <SEP> 4
<tb> Schüttgewicht
<tb> (kg/m') <SEP> 497 <SEP> 497 <SEP> 320 <SEP> 288 <SEP>
<tb> Spez.
<SEP> Gewicht <SEP> 1,22 <SEP> 1,25 <SEP> 1,18
<tb> bei <SEP> 25 C
<tb> Viskosität <SEP> (cp)
<tb> 250C <SEP> 180 <SEP> 130 <SEP> 190 <SEP>
<tb> 0 C <SEP> 7800 <SEP> 1800
<tb> Löslichkeit <SEP> in <SEP>
<tb> Wasser <SEP> (%) <SEP> vollständig <SEP> löslich <SEP> 99
<tb> Gefrierpunkt-5 C-10 C-2, <SEP> 8''C <SEP>
<tb> Bestandteile
<tb> Ligninsulfonsäure <SEP> 57 <SEP> 48 <SEP> 51
<tb> Reduzierende <SEP> Zucker
<tb> (als <SEP> Glucose)'15 <SEP> 12 <SEP> 12 <SEP> 10
<tb> 21
<tb> Asche <SEP> 2) <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 20 <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Hit <SEP> Alkali <SEP> freigesetzter
<tb> Ammoniak <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 2
<tb> Hauptkation <SEP> Ammonium <SEP> Ammonium <SEP> Natrium <SEP> Natrium <SEP> Ammonium <SEP> Ammonium <SEP> Ammonium
<tb> Elementaranalyse
<tb> Kohlenstoff <SEP> 45, <SEP> 6 <SEP> 41, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Wasserstoff <SEP> 5,
<SEP> 6 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Schwefel <SEP> 6,4 <SEP> 7,0
<tb> Stickstoff <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Natrium <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 5, <SEP> 9 <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
Galactose 10 Arabinose 6 Fructose weniger als 2
EMI6.2
2) Orzan A und Orzan S enthalten folgende zusätzliche Bestandteile in Gew.-%
Orzan A Orzan S
Kalzium 0, 2 0, 2
Kalium 0, 1 0, 2
Silizium 0, 1 0, 02
Magnesium 0, 05 0, 02
Mangan 0, 05 0, 01
Zinn 0, 02 0, 01
Vanadium 0, 01 0, 005
Spuren von Aluminium, Eisen, Chrom, Nickel, Titan, Bor, Kupfer, Barium, Strontium, Silber.
Zusätzlich zu den oben angegebenen Materialien wird ein geeignetes Lignosulfonat als LIGNISOL von der Lignisol Chemicals Ltd. in Kanada in den Handel gebracht.
Um die Wirksamkeiten der verschiedenen im Handel erhältlichen Lignosulfonate zur Verwendung in erfindungsgemässen Beschleunigermischungen für die Abbindereaktion einer wässerigen Aufschlämmung von Kalziumsulfat. Hemihydrat zu prüfen, wurden die nachfolgenden, als Beispiele 1 bis 16 bezeichneten Versuche ausgeführt, deren Ergebnisse in der Tabelle V angegeben sind.
Bei der Ausführung jedes Versuches wurde ein Ansatz von 226, 8 kg eines Gemisches aus Grubengips (Kalziumsulfat. Dihydrat) und der angegebenen Menge an Lignosulfonat zusammen in einer Kugelmühle chargenweise vermahlen, bis die Teilchengrösse soweit verringert war, dass das Gemisch eine spezifische Oberfläche von wenigstens 5000 cm2/g und vorzugsweise über 10000 cm'/g, gemessen mittels eines Fischer Sub-sieve Sizer, aufwies. Jede Beschleunigermischung wurde in einem Laborverfahren geprüft, das zum Vergleich der Eigenschaften verschiedener Beschleunigermischungen zum Gipsabbinden entwickelt wurde.
Bei der Ausführung der Versuche wurde in jedem Fall eine Menge von 180 cm3 destilliertem Wasser in einen Mischer (Waring Blender) mit zwei Geschwindigkeitsstufen, der mit hoher Geschwindigkeit betrieben wurde, gebracht. Eine Mischung von 200 g kalziniertem Gips (Southard molding plaster) und 0, 1 g Beschleunigermischung wurde dem Mischer zugefügt und der Deckel geschlossen.
Die Aufschlämmung wurde 7 s vermischt und dann in einen thermisch isolierten Becher aus Kunststoff entleert, worauf die Temperatur in Zeitabständen gemessen wurde, um eine Temperaturverlaufkurve zu erhalten. Aus der Kurve wurde die Zeit, bei der der Temperaturanstieg aufhörte, bestimmt und als TRS bezeichnet. Proben jeder Beschleunigermischung wurden dann bei 104. 4 C während 7 h gebrannt und in der gleichen Weise wieder geprüft. Die verbleibenden Proben des Beschleunigers wurden während 44 h bei 26, 7 C einer relativen Feuchtigkeit von 80% ausgesetzt und dann nach dem gleichen, oben beschriebenen Verfahren geprüft. Die Tabelle V zeigt die bei den Versuchen für die verschiedenen geprüften Materialien erhaltenen Kennzahlen.
Der in jedem Fall verwendete kalzinierte Gips war ein sehr reines, hochstabiles Kalziumsulfat. Hemihydrat. In jedem Fall wurden 0, 1 g Beschleunigermischung mit 200 g dieses kalzinierten Gipses eingesetzt. Diese Wer-
<Desc/Clms Page number 7>
te waren willkürlich gewählt und für den Versuchszweck konstant gehalten. In der Praxis können bei der Herstellung von Verputzplatten in Abhängigkeit von der gewünschten Abbindezeit andere Anteile an Beschleunigermischung, bezogen auf kalzinierten Gips eingesetzt werden.
Die für eine gute Beschleunigermischung zum Abbinden von Gips erwünschten Eigenschaften sind vor allem, dass die Mischung derart ist, dass sie das Abbinden der Gipsaufschlämmung um wenigstens 3 min verzögert, um das Verformen des Gemisches zu Plattenbahnen zu ermöglichen. Es ist weiters erwünscht, dass das Abbinden dann sehr schnell erfolgt und-nach dem zuvor beschriebenen Verfahren gemessen-innerhalb einer Zeitspanne von nicht mehr als 20 min und vorzugsweise nicht mehr als 10 min, bestimmt durch die Beendigung des Temperaturanstieges, zum Abschluss kommt.
Tabelle V
EMI7.1
<tb>
<tb> Erwärmungsverlaufkurve <SEP> (min) <SEP>
<tb> (TRS)
<tb> Beschleuniger-Zusatz <SEP> Nach <SEP> 44 <SEP> h <SEP> Aus- <SEP> %gebundenes <SEP>
<tb> setzens <SEP> Wasser <SEP> nach
<tb> Nach <SEP> Brennen <SEP> gegen <SEP> B0% <SEP> dem <SEP> Brennen
<tb> bei <SEP> 104, <SEP> 40C <SEP> relative <SEP> Feuch- <SEP> bei <SEP> 104, <SEP> 40C <SEP> spezifische
<tb> Gew.
<SEP> -% <SEP> währand <SEP> tigkeit <SEP> bei <SEP> während <SEP> Oberfläche
<tb> Beispiel <SEP> Art <SEP> Beschleuniger <SEP> Frisch <SEP> 7 <SEP> h <SEP> 26, <SEP> 70C <SEP> 7 <SEP> h <SEP> (CM,/g) <SEP>
<tb> 1 <SEP> Norlig-11 <SEP> 25% <SEP> 15,18 <SEP> 15,41 <SEP> 15,50 <SEP> 27,8 <SEP> 14240
<tb> 2 <SEP> Norlig-11 <SEP> 10% <SEP> 15,33 <SEP> 16,66 <SEP> 15,75 <SEP> 18,2 <SEP> 12240
<tb> 3 <SEP> Norlig-11 <SEP> 5% <SEP> 15,50 <SEP> 16,25 <SEP> 16,84 <SEP> 15,5 <SEP> 12837
<tb> 4 <SEP> Norlig-11 <SEP> 3% <SEP> 16,00 <SEP> 17,35 <SEP> 17,00 <SEP> 13,1 <SEP> 11951
<tb> 5 <SEP> Marasperse <SEP> C-21 <SEP> 3% <SEP> 16,00 <SEP> 18,16 <SEP> 19,25 <SEP> 10,6 <SEP> 12531
<tb> 6 <SEP> Zucker <SEP> 5% <SEP> 16, <SEP> 16 <SEP> 16, <SEP> 32 <SEP> 16, <SEP> 84 <SEP> 18, <SEP> 3 <SEP> 13157
<tb> 7 <SEP> Lignosol <SEP> 3% <SEP> 16, <SEP> 50 <SEP> 23, <SEP> 50 <SEP> 18, <SEP> 67 <SEP> 8,
<SEP> 0 <SEP> 13850
<tb> 8 <SEP> Orzan-G <SEP> 3% <SEP> 16, <SEP> 58 <SEP> 18, <SEP> 66 <SEP> 17, <SEP> 75 <SEP> 14, <SEP> 3 <SEP> 11696
<tb> 9 <SEP> Norlig-11 <SEP> 1% <SEP> 16,75 <SEP> 20,25 <SEP> 18,00 <SEP> 9,7 <SEP> 11951
<tb> 10 <SEP> orzan <SEP> A <SEP> 3% <SEP> 17,50 <SEP> 18,75 <SEP> 19,25 <SEP> 13,4 <SEP> 10121
<tb> 11 <SEP> Norlig <SEP> 21-C <SEP> 3% <SEP> 17,75 <SEP> 20,58 <SEP> 19,90 <SEP> 11,6 <SEP> 11696
<tb> 12 <SEP> Marasperse <SEP> B-22 <SEP> 3% <SEP> 17,58 <SEP> 18,50 <SEP> 19,25 <SEP> 13,6 <SEP> 11696
<tb> 13 <SEP> arasperse <SEP> CBOS-3 <SEP> 3% <SEP> 20,16 <SEP> 23, <SEP> 85 <SEP> 23, <SEP> 25 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP> 10526
<tb> 14 <SEP> C-211 <SEP> Stärke <SEP> 10% <SEP> 16, <SEP> 15 <SEP> 16, <SEP> 00 <SEP> 18, <SEP> 15 <SEP>
<tb> 15 <SEP> C-211 <SEP> Stärke <SEP> 25X <SEP> 16, <SEP> 35 <SEP> 16, <SEP> 40 <SEP> 19,
<SEP> 45 <SEP>
<tb> 16 <SEP> C-211 <SEP> Stärke <SEP> 50% <SEP> 17,05 <SEP> 17,30 <SEP> 19,15
<tb>
<Desc/Clms Page number 8>
Die in der vorstehenden Tabelle V erläuterten Beispiele sind mit den verschiedenen, handelsmässig bezeichneten Lignosulfonaten in abnehmender Reihe der Wirksamkeit, d. h. mit zunehmenden TRS-Werten des frischen Materials geordnet. Wenn auch alle Beschleunigermischungen zur technischen Verwendung bei der Herstellung von Gipsplatten geeignet sind, sind doch jene mit den kürzesten TRS-Werten bevorzugt.
Wenn man weiters verschiedene Gewichtsprozentsätze eines speziellen Lignosulfonats (Norlig 11) im Verhältnis zum kalzinierten Gips vergleicht, zeigt sich, dass die 25% ige Mischung den niedrigsten TRS-Wert aufweist und die l% ige Mischung den höchsten, wobei aber alle sich als ausreichend gut zur Anwendung bei der Herstellung von Gipsplatten erwiesen.
Beispiel 6 mit Anwendung einer Beschleunigermischung, bei der Zucker die Lignosulfonate ersetzte, und die Beispiele 14 bis 16, bei denen die im Handel erhältliche und auf saurem Weg verarbeitete Stärke C-211 in der in der US-PS Nr. 3, 087. 538 beschriebenen Weise eingesetzt wurde, wurden als Vergleichsbeispiele vorgesehen. Wie zu sehen ist, sind sowohl die 3%ige als auch die 5%ige Beschleunigermischung mit Norlig 11 der mit 5% Zucker oder 10 bis 50% Stärke hergestellten Beschleunigermischung wesentlich überlegen.
Um die in der Tabelle V angeführten Ergebnisse mit der praktischen Herstellung von Gipsplatten in Beziehung zu bringen, wurden Gipsplatten unter Fertigungsbedingungen und unter Verwendung jener in Tabelle V angeführten Beschleunigermischungen, welche ausgezeichnete Eigenschaften aufwiesen, hergestellt. Bei Ausführung dieser Versuche wurden normale Fertigungsanlagen.
Verfahren und Rezepturen angewendet. Die Rezepturen waren der speziellen Fertigungsanlage angepasst. In betriebsmässig zu verarbeitenden Gipsaufschlämmungen ist im allgemeinen ein grösserer Anteil an Beschleunigermischung in der Gipsaufschlämmung erforderlich, damit der Temperaturanstieg beendet ist, ehe die Gipsplatte den Trockenofen erreicht, weil. sobald die Platte den Ofen erreicht und erhitzt wird, die zum Abbinden führende Hydratation aufhört. Die nachstehende Tabelle VI zeigt die Rezepturen und die mit der angegebenen Beschleunigermischung unter Verwendung der speziellen Lignosulfonate in den betreffenden angeführten Prozentsätzen erhaltenen Ergebnisse. In jedem Fall wurden zur gewerblichen Verwendung brauchbare Gipsplatten erhalten.
Tabelle VI
EMI8.1
<tb>
<tb> Beispiele <SEP> Beispiel <SEP> 15 <SEP> Beispiel <SEP> 16 <SEP> Beispiel <SEP> 17
<tb> Beschleunigermischung <SEP> 3% <SEP> Norlig <SEP> 11 <SEP> 25% <SEP> Norlig <SEP> 11 <SEP> 3X <SEP> Marasperse <SEP> C-21 <SEP> 3% <SEP> Norlig <SEP> 11 <SEP>
<tb> Mischwasser <SEP> + <SEP> 5200 <SEP> 5200 <SEP> 5200 <SEP> 5200
<tb> Schaumwasser <SEP> + <SEP> 1050 <SEP> 1050 <SEP> 1000 <SEP> 1000
<tb> Gesamtwasser <SEP> + <SEP> 6250 <SEP> 6250 <SEP> 6200 <SEP> 6200
<tb> Erwärmungsverlauf <SEP> (TRS) <SEP> Minuten <SEP> 10, <SEP> 8 <SEP> 9, <SEP> 5 <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP> 10, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Faserzusatz <SEP> + <SEP> 26, <SEP> 2 <SEP> 26, <SEP> 2 <SEP> 26, <SEP> 2 <SEP> 26, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Stärke <SEP> + <SEP> 32 <SEP> 32 <SEP> 32 <SEP> 32
<tb> Beschleuniger <SEP> + <SEP> 10, <SEP> 7 <SEP> 10, <SEP> 7 <SEP> 11, <SEP> 7 <SEP> 11,
<SEP> 7 <SEP>
<tb> Schaummittel <SEP> 2, <SEP> 38 <SEP> 2, <SEP> 38 <SEP> 2, <SEP> 38 <SEP> 2, <SEP> 43 <SEP>
<tb> Schaumluft <SEP> ++ <SEP> 4, <SEP> 07 <SEP> 4, <SEP> 07 <SEP> 3, <SEP> 71 <SEP> 3, <SEP> 6B <SEP>
<tb> Schaumgewicht <SEP> 0 <SEP> 210 <SEP> 210 <SEP> 217 <SEP> 217
<tb> Netzmittel <SEP> + <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Verzögerer <SEP> +++ <SEP> 0,35 <SEP> 0,35 <SEP> 0,35 <SEP> 0,35 <SEP>
<tb> Trockengewicht <SEP> des <SEP>
<tb> Gipsmörtels <SEP> + <SEP> 7230 <SEP> 7700 <SEP> 7600 <SEP> 7704
<tb>
+ Zahlenangaben in g/m'einer 12, 7 mm starken Gipsplatte ++ Zahlenangaben in l/m'einer 12, 7 mm starken Gipsplatte +++ Zahlenangaben in g/m'einer 12, 7 mm starken Gipsplatte o Zahlenangaben in kg/m'einer 12,
7 mm starken Gipsplatte
<Desc/Clms Page number 9>
Zum Zwecke des Vergleiches einer erfindungsgemäss eingesetzten Beschleunigermischung mit bekannten Beschleunigern wurden in der oben beschriebenen Weise Gipsaufschlämmungen mit 3% Norlig 11 und bzw. mit 5% Rohrzucker, eine bekannte in der US-PS Nr. 3, 813, 312 beschriebene Beschleunigermischung, hergestellt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VII angeführt. In jedem Fall wurde eine Gipsplatte mit guten Festigkeitseigenschaften und einer guten Haftung an den Papierabdeckbahnen erhalten. Da mit beiden Beschleunigermischungen eine gleich gute Gipsplatte erhalten wurde, ist die Wirtschaftlichkeit, welche sich aus dem Einsatz von 3% des gegenüber Rohrzucker wesentlich billigeren Norlig 11 ergibt, leicht ersichtlich.
Tabelle VII
EMI9.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 18 <SEP> Beispiel <SEP> 19
<tb> Beschleunigerzusatz <SEP> 3% <SEP> Norlig <SEP> 11 <SEP> 5% <SEP> Zucker
<tb> Mischwasser <SEP> + <SEP> 5370 <SEP> 5370
<tb> Schaumwasser <SEP> + <SEP> 1050 <SEP> 1050
<tb> Gesamtwasser+ <SEP> 6420 <SEP> 6420
<tb> Erwärmungsverlauf
<tb> (TRS) <SEP> Minuten <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Faserzusatz <SEP> + <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Stärke <SEP> 30, <SEP> 2 <SEP> 30, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Beschleuniger <SEP> + <SEP> 17, <SEP> 2 <SEP> 17, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Schaummittel <SEP> + <SEP> 2, <SEP> 29 <SEP> 2, <SEP> 29 <SEP>
<tb> Schaumluft <SEP> ++ <SEP> 3, <SEP> 96 <SEP> 3, <SEP> 96 <SEP>
<tb> Schaumgewicht <SEP> 0 <SEP> 195 <SEP> 195
<tb> Netzmittel <SEP> + <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP>
<tb> Verzögerer <SEP> +++ <SEP> 0, <SEP> 84 <SEP> 0,
<SEP> 84 <SEP>
<tb> Trockengewicht <SEP> des
<tb> Gipsmörtels <SEP> + <SEP> 7450 <SEP> 7320
<tb>
EMI9.2
12, 7+++ Zahlenangaben in g/m'einer 12, 7 mm starken Gipsplatte o Zahlenangaben in kg/m3 einer 12, 7 mm starken Gipsplatte
Wie oben erwähnt, wurde bei der Ausführung der Laborversuche zur Bestimmung der relativen Wirksamkeit verschiedener Beschleunigermischungen, ausgedrückt durch den Erwärmungsverlauf, will- kürlich eine Menge von 0, 1 g Beschleunigermischung für 200 g kalzinierten Gips eingesetzt, so dass iie Beschleunigermischung 0, 05 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des kalzinierten Gipses, ausnacht.
Wenn jedoch längere Abbindezeiten zulässig erscheinen, ist selbst so wenig wie 0, 01 Gew.-% eschleunigermischung, bezogen auf das Gewicht des kalzinierten Gipses, ausreichend.
Bei den Grossversuchen, von denen die Zahlen der Tabellen VI und VII herrühren, wurden
EMI9.3
15 Gew.-%; es eingesetzt. Diese Menge scheint allgemein für die industrielle Fertigung von Gipsplatten brauchbar zu sein, jedoch können unter speziellen Bedingungen lediglich 0. 05 Gew.-% Beschleunigermi- eichung, bezogen auf kalzinierten Gips, ausreichend sein. Die bei der industriellen Fertigung vervendeten Mengen an Beschleunigermischung können auf etwa 1, 5 Gew.-%, bezogen auf kalzinierten
EMI9.4
<Desc/Clms Page number 10>
ifs,Menge von mehr als 1, 5 Gew.-% keine weitergehenden Vorteile erreicht und nur die Materialkosten erhöht.
Ausserdem kann ein grösserer Anteil als 1, 5 Gew.-% an Beschleunigermischung die Zeitspanne des geringen Temperaturanstieges, die normalerweise während der ersten 3 min erwünscht ist. verkürzen und zu einem Abbinden führen, ehe die Gipsaufschlämmung ausreichend auf das Verformungsband gegossen und in die gewünschte Form und Dicke gebracht worden ist. Allgemein ist ein Anteilsbereich von 0, 05 bis 1, 5 Gew.-% Beschleunigermischung, bezogen auf kalzinierten Gips für die industrielle Fertigung von Gipsplatten geeignet und 0, 15 bis 1, 5 Gew.-% sind bevorzugt.
Bei der oben beschriebenen Herstellung der Beschleunigermischungen wurde fein gemahlener Grubengips verwendet, jedoch können gewünschtenfalls andere Arten von Gips, einschliesslich einem als Nebenprodukt gewonnenen Gips wie dem vom Citronensäureverfahren stammenden Gips, eingesetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mischung zum Beschleunigen der Abbindereaktion einer wässerigen Aufschlämmung von Kalziumsulfat. Hemihydrat, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus fein vermahlenem Kalziumsulfat. Dihydrat und einem Lignosulfonat bzw. Ligninsulfonsäure besteht, wobei das Lignosulfonat bzw. Ligninsulfonsäure in einer Menge von 0, 5 bis 99 Gew.-%. insbesondere 3 bis 75 Gew.-% bezogen auf die Mischung und gegebenenfalls zusammen mit einem Produkt der Holzverzuckerung vorliegt.