Gegenstand der Erfindung sind neue Kunstharzmassen auf der Basis von
A. 20-80 Vol. % (bezogen auf Gesamtvolumen) eines härtbaren Kunstharzes und eines Härters,
B. 79-20 Vol. % (bezogen auf Gesamtvolumen) eines anorganischen Füllstoffes und
C. 1-30 Vol. % (bezogen auf Gesamtvolumen) eines Mikrofüllstoffes, der eine mittlere Korngrösse von < 5 und zumindest teilweise eine sphäroide Form aufweist, wobei die Anteile der einzelnen Komponenten sich zu 100 Vol.% ergänzen.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Kunstharzmassen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrofüllstoff 1. vor der Herstellung der Gesamtmischung in dem härtbaren
Kunstharz oder 2. vor der Herstellung der Gesamtmischung in dem Härter oder 3. in der Mischung aus dem härtbaren Kunstharz und dem
Härter dispergiert wird oder 4. in der Mischung aus härtbarem Harz, Härter und Füllstof fen vermischt wird und dass die unter 1. bis 3. aufgeführten Mischungen mit den fehlenden weiteren Komponenten vermischt werden.
Im erfindungsgemissen Verfahren kann der Mikrofüllstoff vor der Herstellung der Kunstharzmasse getrocknet werden.
Die erfindungsgemässen Kunstharzmassen können zur Her stellung von Beschichtungsmassen verwendet werden. Diese Kunstharzmassen können ebenfalls zur Erzeugung von Formteilen, Klebespachteln und Vergussmassen gebraucht werden.
Seit langem bewähren sich Kunstharze als Bindemittel für gefüllte Massen, die als Beschichtungsmörtel, Klebespachtel, Vergussmassen und ähnliche Formulierungen eingesetzt werden. Sie dienen beispielsweise zur Reparatur oder zur Beschichtung von Zementbeton oder zum Verguss elektrischer Elemente.
Für die praktische Bewährung solcher Kombinationen ist es wichtig, dass die thermische Ausdehnung der verbundenen Werkstoffe möglichst weitgehend übereinstimmt. Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Zementbeton (a = ca. 10- 1(r6) ist etwa 10- bis 20mal kleiner als der von reinen, ungefüllten Kunstharzen. Geringe Temperaturschwankungen genügen, um durch das unterschiedliche Schrumpf- bzw. Dehnungsverhalte sehr grosse Spannung in der Adhäsionsschicht aufzubauen.
Durch Füllung von Kunstharzen mit anorganischen, zumeist mineralischen Füllstoffen wird eine beträchtliche Verringerung der thermischen Ausdehnung der Kunstharzmasse erreicht.
Beispielsweise eignen sich für die zuverlässige Beschichtung von Zementbeton, der dem natürlichen Temperaturwechsel unterworfen ist, nur Kunstharzmörtel mit einem Füllstoffgehalt von mehr als 85 Gew. % bzw. weniger als 15 % Bindemittel Bei solch geringem Harzanteil ist der lineare Ausdehnungskoeffizient des Kunstharzmörtels nur noch 2- bis 3mal grösser als der des Zementbetons. Erfahrungsgemäss sind die resultierenden Spannungen unkritisch für das System.
Solche hochgefüllten Kunstharzmörtel haben den Nachteil, dass sie sich nur mit grossem Verarbeitungsaufwand applizieren lassen. Sie müssen weitgehend manuell, mit der Kelle, verarbeitet werden.
Bei Anwendung von gefüllten Kunstharzmassen unter Bedingungen geringer zu envartender Temperaturdifferenzen kann man die Füllstoffanteile der Kunstharzmassen verringern denn die kleinere Temperaturdifferenz verursacht geringeren Spannungsaufbau durch geringere thermische Bewegung.
Solche niedriggefüllten Mörtel sind für die Verarbeitung sehr vorteilhaft, da sie nach grober Verteilung nivellierend verlaufen. Da jedoch der Bindemittelgehalt beträchtlich erhöh werden muss, um den selbstverlaufenden Effekt zu erzielen, liegt der Materialaufwand für selbstverlaufende Mörtel wesentlich höher als für kellenverlegbare Mörtel.
Die gleichen Schwierigkeiten bei der Anwendung gefüllter Kunstharzmassen treten analog auch in anderen Einsatzgebieten auf.
Es wurde nun gefunden, dass durch Einsatz von Mikrofüllstoffen mit mittleren Korngrössen von < 5,u in gefüllten Kunstharzmassen der Bindemittelgehalt reduziert und die Verarbeitung verbessert werden kann.
Kellenverlegbare Mörtel lassen sich durch den Zusatz von Mikrofüllstoffen, wie Titandioxid, Calzit, Schwerspat, leichter verarbeiten, da der Mörtel weniger an der Kelle klebt und mit geringerem Kraftaufwand zu verarbeiten ist. Dadurch wird es möglich, den Bindemittelgehalt bei gleicher Verarbeitbarkeit des Mörtels zu senken. Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet also infolge leichter Verarbeitung und durch geringeren Bindemittelgehalt einen wirtschaftlichen Einsatz von hochgefüllten Kunstharzmassen.
Ausserdem wurde gefunden, dass eine zusätzliche Verbesserung eintreten kann, wenn der Mikrofüllstoff vor der Anwendung getrocknet wird. Man kann nach dem neuen Verfahren selbstverlaufende Kunstharzmassen mit einem Bindemittelgehalt als 15 Gew. % herstellen. Durch die geringe thermische Ausdehnung solcher Massen ist auch die Verlegung selbstverlaufender Kunstharzmörtel auf Zementbeton möglich. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Anwendung arbeitssparender Technologien durch den Einsatz von Kunstharzmassen mit reduziertem Bindemittelgehalt. Die besondere Wirtschaftlichkeit dieser Mörtel ist erkennbar.
Die Vertrocknung der Mikrofüllstoffe geschieht günstigerweise unmittelbar vor der Anwendung. Bei Lagerung des trokkenen Mikrofüllstoffes an der Luft stellt sich nämlich schnell wieder die Gleichgewichtsfeuchtigkeit des Mikrofüllstoffes ein.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Verhinderung der Wasseraufnahme stellt die Dispergierung des getrockneten Mikrofüllstoffes in einer oder mehreren Kunstharzkomponenten dar.
Die Verwendung einer Stammpaste erleichtert ausserdem die Dosierung des Mikrofüllstoffes. Die Dispergierung des Mikrofüllstoffes kann in heissem Zustand und auch im heissen Kunstharz erfolgen.
Geeignete Mikrofüllstoffe in der erfindungsgemässen Kunstharzmasse sind natürliche oder synthetische, anorganische Materialien mit einer mittleren Korngrösse < als 5,u und zumindest teilweise sphäroider Form. Geeignete Mikrofüllstoffe sind beispielsweise Titandioxid, Eisenoxid, Schwerspat, Zinkoxid, Zinksulfid, Calzit.
Die erforderliche Zusatzmenge des Mikrofüllstoffes oder eines Gemisches von Mikrofüllstoffen ist abhängig von der Kornverteilung des Füllstoffes und dem Bindemittelanteil.
Die Art und Kornverteilung der Füllstoffe, Art und Menge der Mikrofüllstoffe und Art und Menge der Bindemittel müssen auf die einzelnen Anwendungen und erwünschten Eigenschaften abgestimmt werden. Sinnvolle Bereiche für die Zusatzmengen an Mikrofüllstoffen liegen zwischen 1 und 30% des Gesamtvolumens der Kunstharzmasse, für Bindemittel zwischen 20 und 80% des Gesamtvolumens der Kunstharzmassen.
Bezogen auf das spezifische Gewicht von Quarz (d = 2,6), entsprechen den angegebenen Volumenanteilen des Kunstharzes ca. 9 bis 60% an Gewicht und den Volumenanteilen des Mikrofüllstoffes ca. 2 bis 60% an Gewicht.
Als Kunstharze können alle kalt- und heisshärtbaren organischen Bindemittel Verwendung finden, die im Laufe der Herstellung oder Anwendung der Kunstharzmassen die flüssige Phase durchlaufen, Besonders geeignete Bindemittel sind Epoxidharze, Polyesterharze, Polyurethanharze, Polyacrylatharze.
Die zu verwendenden Epoxidharze sind heiss und kalt mit Härtern oder Härtermischungen härtbar. Sie enthalten ge wöhnlich im Durchschnitt mehr als eine Epoxidgruppe im Molekül und können Glycidyläther von mehrwertigen Alkoholen, wie z. B. Glycerin, hydriertes Diphenylolpropan, oder von mehrwertigen Phenolen, wie z. B. Resorcin, Diphenylolpropan, oder Phenol-aldehyd-Kondensaten sein. Es können auch die Glycidylester mehrwertiger Carbonsäuren, wie Hexahydrophthalsäure oder dimerisierte Fettsäuren, verwendet werden.
Besonders bevorzugt ist der Einsatz von flüssigen Epoxidharzen auf Basis von Epichlorhydrin und Diphenylolpropan mit einem Molekulargewicht von 340 bis 450.
Gegebenenfalls kann mit monofunktionellen Epoxidverbindungen die Viskosität der Mischungen gesenkt werden und dadurch die Verarbeitbarkeit verbessert werden. Beispiele hierfür sind aliphatische und aromatische Glycidyläther, wie Butylglycidyläther, Phenylglycidyläther oder Glycidylester, wie Glycidylacrylat oder Epoxide, wie Styroloxid.
Beispiele üblicher Aminhärter sind: aliphatische Amine, z. B.
Polyäthylenpolyamine und Polypropylenpolyamine, z. B. Di äthylentriamin und Dipropylentriamin; cycloaliphatische Di amine, wie Isophorondiamin, 3,3'-Dimethyl-4,4' 3,3'-Dimethyl-4,4'-diamino- dicyclohexyl-methan; heterocyclische Amine, wie Piperazin; langkettige Polyätheramine, wie 1, 12-Diamino-4,8-dioxadode- can; aromatische Amine, wie Phenylendiamin, Diamino-diphenyl-methan; Polyamidoamine aus natürlichen oder synthetischen Fettsäuren und Polyaminen; Aminaddukte; Phenolaldehydaminkondensate.
Die Aminhärter können in bekannter Weise mit Viskositätsreglern, Beschleunigern - wie tertiären Aminen, Triphenylphosphit, Alkylphenolen - oder mit Schnellhärtern, wie Mannichbasen, formuliert werden.
Als zu verwendende Kunstharze auf Basis ungesättigter polymerisationsfähiger Carbonsäureester können einmal die sogenannten ungesättigten Polyester, das sind Kondensationsprodukte aus ungesättigten Polycarbonsäuren und mehrwer tigen Alkoholen, gelöst in ungesättigten Monomeren, dienen.
Die technisch wichtigsten ungesättigten Polycarbonsäuren sind a,ss-ungesättigte Dicarbonsäuren bzw. Anhydride wie Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Chlormaleinsäure. Die ungesättigten Dicarbonsäuren können durch nichtkonjugierte, ungesättigte Polycarbonsäuren oder Anhydride wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Tetrabromphthalsäure oder Additionsprodukten von Dienen an Maleinsäure wie Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Endo methylen-tetrahydro-phthalsäureanhydrid oder auch durch gesättigte Polycarbonsäuren wie Bernsteinsäureanhydrid, Adi pinsäure, Hexahydrophthalsäureanhydrid ergänzt werden.
Als mehrwertige Alkohole werden vorwiegend Diole ein gesetzt wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol
1,2, Butandiol-1,3, Neopentylglykol, 1,4-Cyclohexandimethanol, hydriertes Diphenylolpropan, Buten-2-diol-1,4 oder mehrfunktionelle Alkohole wie Glycerin, Trimethylolpropan,
Sorbit, Tris(hydroxy-äthyl)-isocyanurat.
Die ungesättigten Polyester werden gewöhnlich in Gegen wart von ungesättigten Monomeren eingesetzt, die einen wesentlichen Einfluss auf die Verarbeitungs- und Duromer eigenschaften des Bindemittels haben. Verwendung finden zum Beispiel Vinylverbindungen wie Styrol und Derivate,
Acrylderivate wie Methacrylsäuremethylester, Methylacrylat,
Vinylester wie Vinylacetat, stickstoffhaltige Vinylverbindungen wie Vinylpyridin und Allylverbindungen wie Allylester, Di allylphthalat, wie Allyläther aus z. B. Allylalkohol und Pen taerythrit.
Die ungesättigten Polyester und Monomere polymerisieren langsam von selbst, so dass man sie mit Inhibitoren versetzen kann, um die Lagerstabilität zu erhöhen. Wirksame Inhibito ren sind vor allem Phenole und Chinone wie Hydrochinon, t-Butylbrenzkatechin und p-Benzochinon.
Zur Härtung der ungesättigten Polyester verwendet man bevorzugt Radikale bildende Härter und gegebenenfalls bei Kalthärtung noch Beschleuniger.
Wichtige Härterklassen sind Alkylperoxide wie t-Butylhydroperoxid, Perester wie t-Butylperbenzoat, Peracetale und Perketale wie 2,2-Bis-(t-butylperoxy)-butan, Diacylpersäure und Persäuren wie Benzoylperoxid, Aldehyd- und Ketonperoxid wie Methyläthylketonperoxid, Azoverbindungen wie Azo-isobutyrodinitri1.
Die Härtung kann auch durch Photoaktivierung mit Hilfe hochenergetischer Gamma-Strahlen oder Elektronen-Strahlen erfolgen.
Zur Beschleunigung Radikale spendender Härter werden vor allem bei Kalthärtung Metallsalze organischer Säuren des Kobalts wie Kobalt-naphthenat, des Vanadiums oder anderer Metalle und auch tertiäre Amine wie Dimethylamin, Mercaptane, Sulfinsäuren eingesetzt.
Geeignete Kombinationen und wichtige Prinzipien bei der Formulierung aller Einzelbestandteile sind in dem Kunststoff Handbuch, Band VIII, Carl Hauser Verlag, München, 1973, beschrieben.
Als ungesättigte Ester für die zu verwendenden Kunstharzmassen können auch monomere Ester der Acrylsäure und der Methacrylsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, Gemische aus mehreren dieser Ester und auch Gemische mit Alkyhnethacrylat-Polymerisaten verwendet werden.
Für die Auswahl der Alkoholkomponenten kommen die bereits erwähnten Polyalkohol-Typen in Frage. Besonders bevorzugt sind die Methylester und Triäthylenglykoldimethacrylsäureester. Als Polymerisate können Homopolymere und Copolymere von Methacrylsäureestern mit anderen Methacrylaten und/oder ungesättigten Monomeren wie Styrol, Acrylsäurederivaten wie Acrylsäureäthylester, Acrylnitril, die im Prinzip bereits beschrieben sind, eingesetzt werden.
Die Acrylate und Methacrylate können wie allgemein die ungesättigten Polyester durch die bereits aufgeführten ungesättigten Monomere in ihren Eigenschaften variiert werden.
Die zugesetzten Mengen an Monomeren liegen niedriger als bei ungesättigten Polyesterharzen, nämlich bei etwa 10 bis 20 Gewichtsprozent des Gesamtbindemittels.
Zur Härtung der Acrylate finden die bereits erwähnten Radikalbilder, z. B. organische Peroxide wie Benzoylperoxid, und Beschleuniger, wie z. B. Metallsalze wie Kobaltnaphthenat, Verwendung.
Weitere zu verwendende Bindemittel können auch Polyurethanharze sein, die bei Normaltemperatur oder bei höherer Temperatur aus Polyalkoholen durch Reaktion mit Polyisocyanaten entstehen.
Die Polyalkohole können ungesättigte aliphatische Polyole wie Äthylenglykol, Glycerin oder Polymere oder Copolymere von Alkylenglykolen, Aralkylenglykolen wie Propylenglykol sein. Diese Polymere und Copolymere können nach gebräuchlichen Verfahren auch aus den entsprechenden Oxiranverbindungen hergestellt werden wie Propylenoxid, Epichlorhydrin, Styroloxid. Dabei entstehen Polyäther mit endständigen Hydroxylgruppen, deren Grundkette linear oder verzweigt sein kann. Verzweigte Polyalkohole können durch Verätherung der Polymerkette mit niedermolekularen Polyolen wie Glycerin hergestellt werden. Besonders geeignet sind Polypropylenglykole, linear oder verzweigt auf Basis von Glycerin, mit mittleren Molekulargewichten von 300 bis 6000, vorzugsweise 1000 bis 4000.
Das niedermolekulare Poylol kann auch durch niedermolekulare mehrwertige Carbonsäuren wie Adipinsäure, Bernsteinsäure, Phthalsäure ersetzt werden, so dass die Polyalkylenglykolketten über Estergruppen verknüpft sind und beispielsweise Dipolypropylenglykol-adipat entsteht.
Die Polyisocyanatkomponente kann aliphatisch, wie Hexa methylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat oder cycloaliphatisch, wie Isophorondiisocyanat, oder aromatisch, wie Toluylendiisocyanat, Bis- (4-isocyanato-phenyl)- methan, oder araliphatisch, wie Xylylendiisocyanat, sein.
Zur Beschleunigung der Reaktion des Polyols mit dem Polyisocyanat kann es zweckmässig sein, dem Bindemittel einen Katalysator, z. B. organische Zinn(II)-Verbindungen wie Dibutylzinndilaurat zuzusetzen.
Es ist nützlich, den Wassergehalt der Polyalkoholkomponente in einem Wasserabsorptionsmittel aufzunehmen, um die Reaktion des Isocyanats mit Wasser zu vermeiden. Für diesen Zweck sind bestimmte Zeolithe im Handel.
Als Füllstoffe können alle anorganischen Materialien geeigneter Korngrösse verwendet werden. Bevorzugt wird Quarz sand eingesetzt, vorteilhaft sind aber auch Basalt, Bauxit, Hüttensand, Kreide.
Es können Zusatzmittel wie Netzmittel, Pigmente, Gleitmittel, Stabilisatoren, Viskositätsregler und ähnliche verwendet werden, ohne den gewünschten Effekt zu beeinträchtigen.
Die beschriebenen Kunstharzmassen finden Anwendung für Formteile, Beschichtungsmassen; Klebespachtel, Vergussmassen.
In den folgenden Beispielen gelangten Epoxidharze auf Basis Bisphenol A und Epichlorhydrin mit einer Viskosität von ca. 100 Poise/25" C und Epoxidäquivalentgewicht 0,53 und ein Polyaminoimidazolin-Härter aus Tallölfettsäure und Triäthylentetramin mit Viskosität von ca. 5 Poise/250 C und Aminzahl ca. 400 (Mischungsverhältnis Epoxidharz : Härter 100/50) zur Anwendung.
Mikrofüllstoffe KorngrösseClm Rutil 0,2-1 Schwerspat 98% < 10 mittlere Korngrösse 2,2 Calzit 100% < 4 mittlere Korngrösse 0,8
Beispiele 1-7
Formulierung von selbstverlaufenden Epoxidharzmörteln mit 15 Gew. % Bindemittelgehalt:
Korngrösse (mm) Menge (g) Quarzmehl < 0,1 552 Quarzsand I 0,1-0,3 1200 Quarzsand II 0,7-1,2 520 Quarzkies 1-2 840 Mikrofüllstoff < 0,005 288 Bindemittel 600
4000
Herstellung der Kunstharzmassen
Beispiel 1
Der Füllstoff wurde in einem Zwangsmischer vorgelegt, Rutil zugefügt, dann das vorgemischte Bindemittel zugesetzt und 5 Min. lang gemischt.
Beispiel 2
Der Füllstoff wurde wie in Beispiel 1 vorgelegt. Rutil wurde in Epoxidharz mit einem Dissolver dispergiert. Die Mischung von Härter mit Rutil/EP-Harz-Stammpaste wurde dem Füllstoff zugegeben und 5 Min. lang gemischt.
Beispiel 3
Es wurde wie in Beispiel 2 verfahren mit der Ausnahme, dass Rutil 2 Stunden bei 1500 C getrocknet wurde, heiss in das EP-Harz eingerührt wurde, dann im Dissolver dispergiert wurde.
Beispiel 4
Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen mit dem Unterschied, dass Rutil 2 Stunden bei 1500 C vorgetrocknet worden war.
Beispiel 5
In diesem Versuch wurde wie in Beispiel 2 verfahren, aber anstatt Rutil Schwerspat verwendet.
Beispiel 6
In diesem Versuch wurde Calzit als Mikrofüllstoff eingesetzt und wie in Beispiel 2 verfahren.
Beispiel 7
Dieser Versuch diente als Vergleich. Eine Kunstharzmasse ohne Mikrofüllstoff, worin die Menge des Mikrofüllstoffes durch zusätzliches Quarzmehl ersetzt war, wurde wie in Beispiel 1 hergestellt.
Die Beispiele 1-7 sind in der Tabelle zusammengefasst.
Als Qualitätskriterien dienten: 1. Bestimmung der Viskosität mit einem Viskosimeter (Her steller: Firma Brookfield, Messspindel Nr. 7).
2. Beurteilung der Veriaufseigenschaften:
300 g Kunstharzmasse wurden auf einer mit Trennwachs versehenen Eisenplatte aufgehäuft. Nach Verlaufen und
Aushärtung der Masse bei 23" C wurde die Grundfläche des Mörtels auf Diagramm-Papier nachgezeichnet und aus gewogen. Das Papiergewicht diente als Masszahl für die
Verlaufseigenschaft.
3. Beurteilung der Verarbeitbarkeit mit der Kelle:
Cirka 1000 g Kunstharzmasse wurden mit der Maurer-Kelle auf einer Eisenplatte verarbeitet. Beurteilt wurden Klebrig keit an der Kelle und Kraftaufwand beim Verlegen. Es.
wurden die Rangfolgen kaum-klebend, klebend, stark klebend und leicht-, mittel-, schwer-verarbeitbar mit den
Ziffern 1-3 zugeordnet.
4. Festigkeit der ausgehärteten Mörtel:
In Stahlformen wurden je 5 Prismen mit den Ausmassen
4 x 4 x 16 cm in Anlehnung an DIN 1164-hergestellt,
90 Min. bei 1200 C gehärtet und Biegezug- (BZ) und
Druckfestigkeit (DF) geprüft. Es wurden die Mittelwerte aus je 5 (BZ) bzw. 10 (DF) Prüfkörpern gebildet und die
Standardabweichung (S) berechnet.
Tabelle 1
Selbstverlaufende Kunstharzmassen
Mikrofüllstoff Verlauf Verarbeitbarkeit Festigkeit (kp/cm2) ge- nicht ge- in in Kleb- Kraft BZ S DF S trocknet trocknet Harz Füllst. rigkeit Beispiel 1 - x - x 61 1 1 435 8 1360 23 Rutil Beispiel2 2 x x - 82 1 1 441 10 1320 37 Rutil
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Selbstverlaufende Kunstharzmassen
Mikrofüllstoff Verlauf Verarbeitbarkeit Festigkeit (kp/cm2) ge- nichtge- in in Kleb- Kraft BZ S DF S trocknet trocknet Harz Füllst.
rigkeit Beispiel 3 x X x 205 2 1 472 26 1464 27 Rutil Beispiel 4 > < x - x 76 2 1 453 23 1407 24 Rutil Beispiel - x x - 140 2 1 464 19 1439 11 Schwerspat Beispiel6 - x x - 88 2 1 450 12 1466 17 Calzit Beispiel7 7 - - - 112 3 2 449 18 1422 17 Vergleich Legende: Verarbeitbarkeit 1 = gut
2 = mittel
3 = schlecht
Beispiele 8-12
Formulierung von kellenverlegbaren Epoxidharzmörteln mit 10 Gew. % Bindemittelgehalt.
Korngrösse (mm) Menge (g) Quarzmehl < 0,1 707 Quarzsand I 0,1-0,3 1260 Quarzsand II 0,7-1,2 540 Quarzkies 1-2 900 Mikrofüllstoff < 0,005 193 Bindemittel 400
4000
Beispiel 8
Der Füllstoff wurde in einem Zwangsmischer vorgelegt, Rutil zugefügt, dann das vorgemischte Bindemittel zugesetzt und 5 Min. lang gemischt.
Beispiel 9
Es wurde wie in Beispiel 8 Füllstoff vorgelegt, mit vorgetrocknetem Rutil (2 Stunden bei 150"C), dann mit Bindemittel versetzt und 5 Min. lang gemischt.
Beispiel 10
Anstatt Rutil wurde Calzit eingesetzt und wie in Beispiel 8 verfahren.
Beispiel 11
Anstatt vorgetrocknetem Rutil wurde vorgetrockneter Calzit verwendet und wie in Beispiel 8 verfahren.
Beispiel 12
Dieses Beispiel diente zum Vergleich. Eine Kunstharzmasse ohne Mikrofüllstoff, worin die Menge an Mikrofüllstoff durch zusätzliches Quarzmehl ersetzt war, wurde wie in Bei spiel 8 hergestellt.
Die Beispiele 8-12 sind in der Tabelle 2 zusammengefasst.
Als Qualitätskriterien dienten: 1. Beurteilung der Verarbeitbarkeit mit der Kelle:
Wie in den Beispielen 1-7.
2. Festigkeit der ausgehärteten Mörtel:
Wie in den Beispielen 1-7.
Tabelle 2
Kellenverlegbare Mörtel
Mikrofüllstoff Verarbeitbarkeit Festigkeit kp/cm2 nicht getrocknet getrocknet Klebrigkeit Kraft BZ S DF S Beispiel8 - x 1 2 464 26 1530 37 Rutil Beispiel 9 x - 1 1 473 8 1552 53 Rutil Beispiel 10 - x 1 2 479 13 1530 37 Calzit Beispiel 11 x - 1 1 493 26 1472 82 Calzit Beispiel 12 - - 2 3 444 11 1529 25 Vergleich Legende: Verarbeitbarkeit 1 = gut
2 = mittel
3 = schlecht
In den folgenden Beispielen gelangten styrolgelöste, ungesättigte Polyester auf Basis o-Phthalsäure mit einem Styrolgehalt von 43 Gew. %, Viskosität/250 C ca. 3 Poise, spez.
Gewicht/20" C 1,07 g/cm3 zum Einsatz. Gehärtet wurde mit einem Cumolhydroperoxid/Kobaltbeschleuniger-System. Als Mikrofüllstoff wurde Rutil eingesetzt.
Herstellung der Kunstharzmassen
Beispiel 13
Menge (g)
EMI5.1
<tb> Ungesättigter <SEP> Polyester <SEP> 406 <SEP> l <SEP> <SEP> 18,9 <SEP> Gew.% <SEP>
<tb> Härter
<tb> Beschleuniger <SEP> 21
<tb> Rutil 195 Quarzmehl (0,04-0,1 mm) 906 Quarzsand (0,1-0,3 mm) 604
Der Füllstoff wurde in einem Zwangsmischer vorgelegt.
Das 2 Stunden bei 150 C getrocknete Rutil wurde in einer Kugelmühle im ungesättigten Polyester-Harz dispergiert. Die Mischung der rutilungesättigten Polyester-Harz-Stammpaste mit Härter und Beschleuniger wurde dem Füllstoff zugegeben und 5 Min lang gemischt.
Beispiel 14
Menge (g)
EMI5.2
<tb> Ungesättigter <SEP> Polyester <SEP> 406
<tb> Härter <SEP> 21 <SEP> = <SEP> 19,4 <SEP> Gew.% <SEP>
<tb> Beschleuniger
<tb> Quarzmehl 986 Quarzsand 657
Der Füllstoff wurde in einem Zwangsmischer vorgelegt, das vorgemischte Bindemittel zugefügt und 5 Min. lang gerührt.
Beispiel 15
Menge (g)
EMI5.3
<tb> Ungesättigter <SEP> Polyester <SEP> 481
<tb> Härter <SEP> 24 <SEP> t <SEP> <SEP> = <SEP> 23,5 <SEP> Gew.%
<tb> Beschleuniger <SEP> 24
<tb> Rutil 195 Quarzmehl 795 Quarzsand 530 Es wurde wie in Beispiel 13 verfahren.
Beispiel 16
Menge (g) Ungesättigter Polyester 481 = 24,2 Gew. % Härter 24 Beschleuniger 24 Quarzmehl 874 Quarzsand 583 Es wurde wie in Beispiel 14 verfahren.
Es wurden folgende Verarbeitungs- und Duromereigenschaften festgestellt: 1. Bestimmung der Viskosität des gefüllten Reaktionsharzes mit einem Rotationsviskosimeter (Hersteller: Firma Brook field, Messspindel Nr. 7).
2. Beurteilung der Verlaufseigenschaften durch Ausgiessen von 300 g Reaktionsharzmasse auf einer gewachsten Eisen platte und Ausmessen der verlaufenen Fläche.
Tabelle 3
Mikrofüllstoff Vol. % Viskosität Verlauf/cm2 23"C/
Harz im Füllstoff Binder 23"C, Poise 23 C/50% rF* 80% rF* Beispiel 13 + - 36 750 325 Beispiel 14 - - 36 1200 280 Beispiel 15 + - 43 200 530 540 Beispiel 16 - - 43 360 490 500 * rF = relative Luftfeuchtigkeit
In den folgenden Beispielen gelangten Acryl- und Meth- acrylsäureestermischungen mit einem flüchtigen Anteil nach DIN 16 945 von ca. 66%, Viskosität/250 C ca. 3 Poise, spez.
Gewicht/20" C ca. 0,995 g/cm3 zum Einsatz. Es wurde mit Benzoylperoxid (50%ig) gehärtet.
Herstellung der Kunstharzmassen
Beispiel 17
Menge (g) Acrylharz 407 = 19,3 Gew. % Härter 2 Rutil 195 Quarzmehl 906 Quarzsand I 604
Rutil wurde 2 Stunden bei 150 C getrocknet, in das Harz eingerührt und im Dissolver dispergiert.
Der Füllstoff wurde in einem Zwangsmischer vorgelegt, die Mischung der Rutil-Acrylharz-Stammpaste mit dem Härter zugefügt und 5 Min. lang gemischt.
Beispiel 18
Menge (g) Acrylharz 407 = 19,8 Gew. % Härter 2 Quarzmehl 986 Quarzsand I 657
Der Füllstoff wurde in einem Zwangsmischer vorgelegt, die Bindemittelmischung zugefügt und 5 Min. lang gemischt.
Beispiel 19
Menge (g) Acrylharz 471 = 23,3 Gew.% Härter 2,3 Rutil 195 Quarzmehl 810 Quarzsand I 540 Es wurde wie in Bespiel 17 verfahren.
Beispiel 20
Menge (g)
Acrylharz 471 = 23,9 Gew.%
Härter 2,3
Quarzmehl 905
Quarzsand I 593
Es wurde wie in Beispiel 18 verfahren.
Die Verarbeitungseigenschaften analog den Beispielen 13 bis 16 sind in der Tabelle 4 zusammengestellt.
Tabelle 4
Beispiel Mikrofüllstoff Vol. % Viskosität Verlauf (cm2) im Binde- 23 C, Poise 23 C/S0 % F* 23 C/80 % F*
Harz Füllstoff mittel
Beispiel 17 + - 38 2100 133 128
Beispiel 18 - - 38 1800 104 99
Beispiel 19 + - 44 400 350 339
Beispiel 20 - - 44 1000 298 287 relative Luftfeuchte
In den folgenden Beispielen gelangte ein aromatisches Polyisocyanat mit einem NCO-Gehalt von ca. 30% einer Viskosität/25" C von ca. 110 Poise und einem spezifischen Gewicht/20" C von ca. 1,22 g/cm3 zum Einsatz.
Es wurde mit einem verzweigten Polyalkohol mit Ätherund Estergruppen umgesetzt, dessen Hydroxylgehalt ca. 5 %, Säurezahl < 2, Viskosität/25" C ca. 55 Poise, spez. Gewicht/ 20 C ca. 1,03 g/cm3, Wassergehalt < 0,2% waren. Das Mischungsverhältnis betrug 48,5 Gewichtsteile Isocyanat pro 100 Gewichtsteile Polyol.
Herstellung der Kunstharzmassen
Beispiel 21
Menge (g)
EMI6.1
<tb> Polyisocyanat <SEP> 135 <SEP> # <SEP> <SEP> = <SEP> 19,6 <SEP> Gew.% <SEP>
<tb> Polyalkohol <SEP> 278
<tb> Molekularsieb-Zeolith-Paste 28 Rutil 184 Quarzmehl 890 Quarzsand I 592
Rutil wurde 2 Stunden bei 150O C getrocknet, in die Polyalkohol-Komponente eingerührt, Molekularsieb-Zeolith-Paste zugefügt und dispergiert.
In einem Zwangsmischer wurde der Füllstoff vorgelegt, die Mischung aus Polyisocyanat und Polyalkoholstammpaste zugegeben und 5 Min. lang gerührt.
Beispiel 22
Menge (g)
EMI6.2
<tb> Polyisocyanat <SEP> 135 <SEP> <SEP> = <SEP> 20 <SEP> Gew.% <SEP>
<tb> Polyalkohol <SEP> 278
<tb> Molekularsieb-Zeolith-Paste 29 Quarzmehl 970 Quarzsand I 646
Die Molekularsieb-Zeolith-Paste wurde in die Polyalkohol Komponente eingerührt.
Der Füllstoff wurde in einem Zwangsmischer vorgelegt, die Bindemittelmischung zugefügt, dann 5 Min. lang gerührt.
Beispiel 23
Menge (g)
EMI6.3
<tb> Polyisocyanat <SEP> 155 <SEP> t <SEP> <SEP> =23,2Gew.% <SEP>
<tb> Polvalkohol <SEP> 319
<tb> Molekularsieb-Zeolith-Paste 32 Rutil 211 Quarzmehl 795 Quarzsand I 530 Es wurde wie in Beispiel 21 verfahren.
Beispiel 24
Menge (g)
EMI6.4
<tb> Polyisocyanat <SEP> 155 <SEP> # <SEP> <SEP> = <SEP> 24,2 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Polyalkohol <SEP> 320
<tb> Molekularsieb-Zeolith-Paste 32 Quarzmehl 874 Quarzsand I 583 Es wurde wie in Beispiel 22 verfahren.
Die Verarbeitungseigenschaften analog den Beispielen 12 bis 16 sind in der Tabelle 5 zusammengefasst.
Tabelle 5 Beispiel Mikrofüllstoff Vol. % Viskosität Verlauf (cm2) im Binde- 23"C, Poise 23 C/50% F* 23 C/80% F*
Harz Füllstoff mittel 21 + - 38 4900 230 230 22 - - 38 37200 70 60 23 + - 43 1300 380 360 24 - - 43 3600 240 240 * F = relative Luftfeuchte