Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr. 340573 Selbsterhärtender, quellfähiger, alkali- und säurebeständiger Wasserglaskitt In der Säurebautechnik werden für die Platten auskleidungen von Apparaten, welche durch Wärme und Druck beansprucht werden, in erster Linie sol che Mörtel verwendet, die ein bestimmtes Quellungs- vermögen besitzen.
Bei der Ausweitung, die die säure feste Plattenauskleidung bzw. der Apparatenmantel durch die Betriebsbeanspruchungen, insbesondere Wärme und Druck erfährt, hat der säurefeste Mörtel dann Gelegenheit, infolge seines Quellun.gsvermögens mehr oder minder rasch eine Vorspannung der Plat tenauskleidung gegenüber dem Apparatenmantel her beizuführen.
Bei den Wasserglaskitten, welche im grossen Um fang in der Säurebautechnik verwendet werden, be stand bisher die Schwierigkeit, quellfähige Kitte mit gleichzeitiger Beständigkeit gegen alle praktisch vor kommenden Säuren herzustellen.
Es ist bekannt, dass man in einfacher Weise durch den Zusatz von Verbindungen des Cyanamids mit einem zweiwertigen Metall die Quellung von Wasser glaskitten hervorrufen bzw. regeln kann. Diese Me tallverbindungen, in denen die Wasserstoffatome des Cyanamids durch Metalle ersetzt sind, können ohne jede Schwierigkeit Wasserglaskitten aller Art zuge mischt werden.
Beim Einwirken von Wärme und ins besondere von warmen Flüssigkeiten findet dann eine Umsetzung der Cyanamide mit den Alkalisilikaten statt, wodurch gleichzeitig eine Verfestigung und eine Quellung in dem Wasserglasmörtel hervorgerufen werden. Die erhärteten Kittungen sind säurebeständig und zeigen eine gleichmässige Volumenvergrösserung, welche die obengenannten Wirkungen auf die säure festen Plattenauskleidungen hat.
Als Metallcyanamidverbindungen eignen sich be sonders die Verbindungen des Bleis und der Erd- alkalimetalle, wie des Calciums und Bariums. Diese Verbindungen werden den Wasserglaskitten zweck- mässig in einer Menge von 0,1 bis 10 %, bezogen auf das Kittmehl, zugesetzt.
Man kann die Metallcyan- amide bekannten Wasserglaskitten, die gegebenen falls auch härtend wirkende Zusätze wie Silikofluo- ride; Säureamide, Säureester, Sulfochloride oder Me talloxyde wie Bleioxyd oder Zinkoxyd enthalten, zu setzen. Auch Produkte, welche das Alkalisilikat als Pulver neben dem Kittmehl enthalten, sind geeignet. Als Wassergläser können Kali- oder Natronwasser- gläser oder deren Mischungen verwendet werden.
Es wurde gefunden, dass man die Alkalibeständig- keit von Verbindungen des Cyanamids mit zweiwer tigen Metallen und gegebenenfalls härtend wirkende Substanzen, wie Silikofluorid, Sulfochloride, z. B. p Toluolsulfochlorid und Homologe davon, Säureester, z. B. Methylacetat und Homologe davon, Metall oxyde, insbesondere Oxyde zweiwertiger Metalle, z. B. die des Magnesiums, Zinks, Bleis, Säureamide, z.
B. Formamid enthaltenden quellfähigen Wasser glaskitten, wesentlich verbessern kann, wenn man die sen noch ein Calcium-Aluminium-Eisen-Silikat in ge sinterter und fein gemahlener Form zusetzt.
Vorteilhaft wird ein Calzium-Aluminium-Eisen- Silikat folgender Zusammensetzung verwendet:
EMI0001.0063
Kieselsäure <SEP> 5-15%
<tb> Tonerde <SEP> 30-5011/o
<tb> Eisenoxyd <SEP> 5-15%
<tb> Kalk <SEP> 35-451/o Zweckmässigerweise wird dieses Silikat in einer Menge von 5-50% des Kittmehls zugesetzt.
Es hat sich gezeigt, dass insbesondere Produkte, welche fein gemahlenes Calcium-Aluminium-Eisen- Silikat in Verbindung mit neutralen Quarzmehlen enthalten dauerhaft lagerfeste und jederzeit reaktions fähige Kittmehle bzw. Kittmassen sind.
Zum Anmischen der Kittmehle werden vorteilhaft Kaliwasserglaslösungen mit einem Si02 : K20-Ver- hältnis zwischen 1,7 und 2,5 und einem Si02 : H20- Verhältnis von mehr als 0,33 und/oder Natriumwas- serglaslösungen mit einem S102 : Na02 Verhältnis zwischen etwa 2,0 und 3,0 und einem Si02 : H20- Verhältnis von mehr als 0,33 verwendet.
Die Ver wendung von Kaliwasserglaslösungen ist jedoch be sonders vorteilhaft. Auch die Verwendung von Alkali silikat in leicht löslicher Pulverform ist möglich. Eventuell kann man mit Wasserglaslösungen misch baren Kunststoffemulsionen aus z. B. Polyvinylchlorid oder Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Vinyl- acetat mitverwenden.
Die erfindungsgemässen Wasserglaskitte stellen selbsterhärtende Massen dar, die im ausgehärteten Zu stand gegen starke alkalische Beanspruchungen be ständig sind. Zum Beispiel werden sie im ausgehär teten Zustand durch kochende Soda- oder Trinatrium- phosphatlösungen oder auch durch konzentrierte Na triummetasilikatlösungen, wie sie in vielen gebräuch lichen technischen Reinigungsmitteln enthalten sind, nicht angegriffen.
Gleichzeitig weisen die hiermit her gestellten Kittungen eine genügende Beständigkeit ge gen verdünnte organische Säuren, insbesondere Fett säuren auf und sind ferner - was vielfach besonders wichtig ist - gegen abwechselnde saure und alka lische Beanspruchung sehr beständig. Sie eignen sich daher besonders für die Auskleidung von Behältern, in denen fette Öle gelagert oder behandelt werden.
<I>Beispiel 1</I> 100 Gewichtsteile eines Kittmehls, bestehend aus 24,5 Gewichtsteilen Calcium-Aluminium-Eisen-Silikat mit einem Ca0/A1203(Fe203/Si02-Gehalt in dem oben genannten Bereich, in Klinkerform gesintert und fein gemahlen, 0,5 Gewichtsteilen Blei-Cyanamid und 75 Gewichtsteilen Quarzmehl werden mit 35 Gewichts teilen einer Kaliwasserglaslösung, welche das Ver hältnis Si02 :
K20 = 2,2 und ein spezifisches Gewicht von 1,32 besitzt, angemischt. <I>Beispiel 2</I> 100 Gewichtsteile eines Kittmehls, bestehend aus 25 Gewichtsteilen Calcium-Aluminium-Eisen-Silikat, mit einem Ca0!A1203/Fe20s/Si02Gehalt in dem oben genannten Bereich klinkerförmig gesintert und fein gemahlen, 5 Gewichtsteilen Calcium-Cyanamid, 5 Gewichtsteilen Kaolin,
5 Gewichtsteilen Kieselweiss und 60 Gewichtsteilen Quarzmehl werden mit 40 Gewichtsteilen einer Mischung aus gleichen Gewichts teilen einer Kaliwasserglaslösung vom Molverhältnis Si02 : K20 = 1,88 und des spezifischen Gewichtes 1,42 und einer Natronwasserglaslösung vom Mol- verhältnis Si0, : Na02 - 2,65, spezifisches Gewicht 1,50, angemischt.
<I>Beispiel 3</I> 100 Gewichtsteile eines Kittmehls, bestehend aus 25 Gewichtsteilen Calcium-Aluminium-Eisen-Silikat, mit einem Ca0/A120siFe203/Si02Gehalt in dem oben genannten Bereich, klinkerförmig gesintert und fein gemahlen, 30 Gewichtsteilen Natriumsilikatpuiver vom Verhältnis S102:
Na20 = 2,0, 20 Gewichtsteilen einer kalkarmen Hochofenschlacke mit < _ 40 % CaO-Ge- halt, 23 Gewichtsteilen Quarzmehl und 2 Gewichts teilen Calciumcyanamid werden mit Wasser, welches Polyvinylchlorid oder ein Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Vinylacetat in Dispersionsform bis zur Hälfte seines Gewichtes enthalten kann,
ange- mischt.
Additional patent to main patent no.340573 Self-hardening, swellable, alkali and acid-resistant water glass putty In acid building technology, mortars with a certain swelling capacity are primarily used for the panel linings of devices that are subjected to heat and pressure.
During the expansion that the acid-resistant plate lining or the apparatus jacket experiences through the operational stresses, in particular heat and pressure, the acid-resistant mortar then has the opportunity, due to its swelling capacity, to more or less rapidly pretension the plate lining against the apparatus jacket.
In the case of water glass cements, which are used to a large extent in acid building technology, there has been the difficulty so far of producing swellable putty with simultaneous resistance to all acids that occur in practice.
It is known that the swelling of water can be caused or controlled in a simple manner by adding compounds of cyanamide with a divalent metal. These metal compounds, in which the hydrogen atoms of the cyanamide are replaced by metals, can be mixed with water glass cement of all kinds without any difficulty.
When exposed to heat and in particular warm liquids, the cyanamides react with the alkali silicates, which simultaneously causes solidification and swelling in the water-glass mortar. The hardened cement is acid-resistant and shows a uniform increase in volume, which has the above-mentioned effects on the acid-resistant panel linings.
The compounds of lead and alkaline earth metals, such as calcium and barium, are particularly suitable as metal cyanamide compounds. These compounds are expediently added to the water glass cement in an amount of 0.1 to 10%, based on the cement flour.
One can use the metal cyanamides known water glass cement, the optionally also hardening additives such as silicofluorides; Acid amides, acid esters, sulfochlorides or metal oxides such as lead oxide or zinc oxide contain. Products that contain the alkali silicate as a powder in addition to the cement powder are also suitable. Potash or soda water glasses or their mixtures can be used as water glasses.
It has been found that the alkali resistance of compounds of cyanamide with divalent metals and optionally hardening substances such as silicon fluoride, sulfochlorides, eg. B. p toluenesulfonyl chloride and homologues thereof, acid esters, e.g. B. methyl acetate and homologues thereof, metal oxides, especially oxides of divalent metals, e.g. B. those of magnesium, zinc, lead, acid amides, z.
B. formamide containing swellable water glaskitten can significantly improve if you add a calcium-aluminum-iron silicate in ge sintered and finely ground form.
A calcium-aluminum-iron-silicate of the following composition is advantageously used:
EMI0001.0063
Silica <SEP> 5-15%
<tb> clay <SEP> 30-5011 / o
<tb> iron oxide <SEP> 5-15%
<tb> Lime <SEP> 35-451 / o This silicate is expediently added in an amount of 5-50% of the cement flour.
It has been shown that, in particular, products which contain finely ground calcium-aluminum-iron-silicate in connection with neutral quartz powders are cement powders or cement masses that are permanently stable and reactive at all times.
Potash waterglass solutions with an Si02: K20 ratio between 1.7 and 2.5 and an Si02: H20 ratio of more than 0.33 and / or sodium waterglass solutions with an S102: Na02 ratio between about 2.0 and 3.0 and a SiO 2: H 2 O ratio of more than 0.33 is used.
However, the use of potassium silicate solutions is particularly advantageous. The use of alkali silicate in easily soluble powder form is also possible. You can possibly mix with water glass solutions ble plastic emulsions from z. B. use polyvinyl chloride or copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate.
The water-glass cements according to the invention are self-hardening compounds which, when cured, are resistant to strong alkaline stresses. For example, in the hardened state, they are not attacked by boiling soda or trisodium phosphate solutions or by concentrated sodium metasilicate solutions, such as those contained in many common technical cleaning agents.
At the same time, the putties produced hereby have sufficient resistance to diluted organic acids, in particular fatty acids, and are also very resistant to alternating acidic and alkaline stress, which is often particularly important. They are therefore particularly suitable for lining containers in which fatty oils are stored or treated.
<I> Example 1 </I> 100 parts by weight of a cement flour, consisting of 24.5 parts by weight of calcium-aluminum-iron-silicate with a Ca0 / A1203 (Fe203 / Si02 content in the above-mentioned range, sintered in clinker form and finely ground 0.5 parts by weight of lead cyanamide and 75 parts by weight of quartz flour are combined with 35 parts by weight of a potassium silicate solution, which has the ratio Si02:
K20 = 2.2 and a specific gravity of 1.32, mixed. <I> Example 2 </I> 100 parts by weight of a cement flour, consisting of 25 parts by weight of calcium-aluminum-iron-silicate, with a Ca0! A1203 / Fe20s / Si02 content in the range mentioned above, sintered clinker-shaped and finely ground, 5 parts by weight of calcium Cyanamide, 5 parts by weight kaolin,
5 parts by weight of kieselweiss and 60 parts by weight of quartz flour are mixed with 40 parts by weight of a mixture of equal parts by weight of a potassium silicate solution with a molar ratio of Si02: K20 = 1.88 and a specific gravity of 1.42 and a sodium silicate solution with a molar ratio of Si02: Na02-2.65 , specific gravity 1.50, mixed.
<I> Example 3 </I> 100 parts by weight of a cement flour, consisting of 25 parts by weight of calcium-aluminum-iron-silicate, with a Ca0 / Al20siFe203 / Si02 content in the above range, sintered in clinker form and finely ground, 30 parts by weight of sodium silicate powder in the ratio S102:
Na20 = 2.0, 20 parts by weight of a low-lime blast furnace slag with <_ 40% CaO content, 23 parts by weight of quartz powder and 2 parts by weight of calcium cyanamide are mixed with water, which is polyvinyl chloride or a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate in dispersion form up to half its weight may contain
mixed.