CH634595A5

CH634595A5 - Adhesive based on alkali metal silicate solutions, containing finely divided inorganic powders

Info

Publication number: CH634595A5
Application number: CH316178A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Peter Neser; Guenter Kallien
Original assignee: Woellner Werke
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1978-03-22
Publication date: 1983-02-15
Also published as: NO780655L; ATA204178A; DE2712826B2; FR2384834A1; IT7820627A0; IT1095435B; AT358692B; NL7802663A; DK119178A; GB1584442A; SE7802131L; DE2712826A1

Description

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Klebstoff zum Verkleben von Kunststoffschaumplatten zu schaffen, der sich preiswert herstellen lässt, absolut flammfest ist, keine Umweltsbelastung verursacht und eine gute Klebewirkung bedingt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen feinverteilte anorganische Pulver enthaltenden Klebstoff auf der Basis von Alkalisilikatlösungen gelöst, welcher gekennzeichnet ist durch eine Lösung eines oder mehrerer Alkalisilikate mit einem Gehalt an einem oder mehreren, mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthaltenden Material(ien).

Der erfindungsgemässe Klebstoff ist nicht nur flammfest, er dient sogar dem Brandschutz, da er einem Feuer oder einer durch Brand entstandenen Hitzestrahlung eine nicht unerhebliche Dämmwirkung entgegensetzt. Er besitzt eine ausgezeichnete Klebewirkung und wirft keinerlei Umweltschutzprobleme auf, weder bei seiner Verwendung noch bei der Einwirkung von Feuer oder einer Hitzestrahlung, da er ausschliesslich Komponenten enthält, wie sie auch in der Natur vorkommen.

In der DT-AS 1092 586 wird ein feinverteilte anorganische Pulver enthaltender Wasserglas-Klebstoff für das kontinuierliche Verkleben von Pappebahnen auf Wellpappenmaschinen beschrieben, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Klebstoff im wesentlichen aus einer Wasserglaslösung und sogenannter Neuburger Kreide besteht. Das Verkleben von Pappebahnen stellt an einen Klebstoff andere Anforderungen als das Verkleben von Kunststoffschaumplatten allein aufgrund der Tatsache, dass es sich im ersteren Falle um hydrophile und im letzteren Falle um hydrophobe Materialien handelt. Ferner beruht der Klebemechanismus in diesem bekannten Falle auf einer für die Komponenten spezifischen Konstrukturänderung in dem kolloidalen System, da nachdrücklich daraufhingewiesen wird, dass bei einer Verwendung von Kaolin anstelle von Neuburger Kreide unter den gleichen Bedingungen der umgekehrte Effekt erzielt wird. Die Eignung der Neuburger Kreide zum Verkleben von Pappebahnen beruht, wie dies deutlich in der genannten DT-AS ausgeführt wird, auf der spezifischen physikalischen Struktur dieses Materials.

Es war daher überraschend, dass nicht nur die unter den Begriff «mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthaltendes Material» fallende Neuburger Kreide, sondern auch der ebenfalls von dieser Definition erfasste Kaolin zur Herstellung eines Klebstoffs geeignet ist, welcher zum Verkleben von Kunststoffschaumplatten geeignet ist, d.h. von Materialien, die sich in ihrer chemischen und physikalischen Struktur grundlegend von Pappebahnen unterscheiden.

Erfindungsgemäss kommen sowohl natürlich vorkommende, mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthaltende Materialien als auch synthetisch hergestellte Materialien, die mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthalten, d.h. also auch reiner Kaolinit, in Frage. Da jedoch diese Materialien in der Natur häufig auftreten, setzt man vorzugsweise natürlich vorkommende Produkte ein. Wesentlich für diese Materialien ist, dass sie mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthalten, d.h. in ihrem Gitter mehr als 15% Kaolinit aufweisen. Die Kaolinit-Gitterstruktur wird beispielsweise in «Remy, Lehrbuch der anorganischen Chemie», 12. Auflage auf Seite 624 gezeigt.

Es ist ferner äusserst überraschend, dass bei Verwendung der strukturell sehr ähnlichen Silikate Bentonit (Montmoril-lonit), Talk und Glimmer die Herstellung der erfindungsge-mässen Klebstoffe nicht möglich ist, obwohl auch diese Materialien beispielsweise bezüglich ihrer Thixotropie sowie anderer physikalischer Eigenschaften, die als für eine Klebewirkung wesentlich angesehen werden, mit den erfindungsge-mässen definierten Materialien fast identisch sind. Es muss ferner überraschen, dass Bentonit (Montmorillonit), Talk und Glimmer nicht nur zur Herstellung der erfindungsge-mässen Klebstoffe ungeeignet sind, sondern darüber hinaus auch noch die Wirkung von beispielsweise Kaolinit aufheben, wenn diese Materialien in Mischung mit Kaolinit eingesetzt werden, und zwar auch dann, wenn Kaolinit in einer grösseren Menge vorliegt.

Vorzugsweise enthält der erfindungsgemässe Klebstoff 15-50 Gew.-%, insbesondere 25-45 Gew.-%, des mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthaltenden Materials, bezogen auf die Gesamtmischung.

Die Alkalisilikatlösung besteht vorzugsweise aus einer Natriumsilikatlösung oder aus einer Kaliumsilikatlösung oder aus einem Gemisch aus diesen beiden Lösungen. Dabei weist die Natriumsilikatlösung vorzugsweise ein Gewichts-

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Verhältnis SÌO2 : Na:0 = 2,9-3,7:1 und die Kaliumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis SiCh: K2O = 2,2-2,7:1 auf. Der Feststoffgehalt der Natriumsilikatlösung beträgt 25-40 und vorzugsweise 32-37 Gew.-% und derjenige der Kaliumsilikatlösung 20-32 und vorzugsweise 25-30 Gew.-%.

Ferner können die erfindungsgemässen Klebstoffe Zusätze enthalten, wie sie in herkömmlicher Weise Klebstoffen auf der Basis von Alkalisilikatlösungen zugesetzt werden, beispielsweise Stärke, Stärkeabbauprodukte, Zucker und Alkaliphosphate.

Die erfindungsgemässen Klebstoffe liegen in Form von aufstreichfähigen Zubereitungen vor, die ohne Schwierigkeiten auf vertikale Flächen oder Deckenflächen beispielsweise mit einer Spachtel aufgetragen werden können. Normalerweise werden die zu verklebenden Kunststoffschaumplatten, insbesondere Polystyrolschaumplatten, mit einer Auftragsmenge von 500-600 g/m2 beschichtet und leicht gegen die zu verklebende Unterlage gedrückt. Es tritt sofort eine Klebewirkung ein, welche die Platten an Ort und Stelle festhält. Dann erfolgt vorzugsweise eine Trocknung bei Raumtemperatur während einer Zeitspanne von etwa 15 Stunden. Danach ist die Klebewirkung so stark, dass bei einem Versuch, die Kunststoffplatten wieder von der Unterlage abzutrennen, diese eher oberhalb der Klebestelle ein-reissen als dass die Klebeverbindung getrennt wird.

Als Unterlagen, auf welche Kunststoffschaumplatten unter Einsatz des erfindungsgemässen Klebstoffes aufgeklebt werden können, kommen vorzugsweise Unterlagen aus Holz oder aus mineralischen Materialien in Frage.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Zu 68% Natronwasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 35,8% und einem Gewichtsverhältnis von SiCh: NaiO = 3,3:1 werden 32% Kaolin, der mineralogisch zu 95% aus Kaolinit besteht, eingearbeitet. Der auf diese Weise hergestellte Klebstoff Iässt sich mit einer Spachtel auf eine zu verklebende Kunststoffschaumplatte aufbringen. Nach dem

Andrücken einer derartigen Platte auf einen Untergrund aus Holz oder auf einen mineralischen Untergrund erfolgt sofort eine Haftung, welche die Platte fest an Ort und Stelle hält. Nach einem Trocknen während einer Zeitspanne von ca.

5 15 Stunden ist eine Ablösung der Platte ohne Einreissen oberhalb der Klebeverbindung nicht mehr möglich.

Beispiel 2

Zu 62% Natronwasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt 10 von 34,2% und einem Gewichtsverhältnis von SÌO2 : NaiO = 3,15:1 werden 38% Neuburger Kreide, die mineralogisch zu 35% aus Kaolinit und 65% aus einer Kieselsäuremodifikation besteht, eingearbeitet. Wird dieser Klebstoff in einer Menge von 500-600 g/m2 auf eine zu verklebende Kunststoff-15 schaumplatte aufgebracht, so erhält man nach dem Trocknen eine Bindung, die derartig fest ist, dass bei einem Versuch, die Platte abzulösen, diese ebenfalls oberhalb der Klebestelle reisst.

20 Beispiel 3

Zu 62% Natronwasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 32,5% und einem Gewichtsverhältnis von SÌO2 : NaaO = 3,42:1 werden 38% Neuburger Kreide, die mineralogisch zu 25% aus Kaolinit und 75% aus einer Kieselsäuremodifikation 25 besteht, eingearbeitet. Auch in diesem Falle wird die gleiche Klebewirkung bei einem Auftrag von 500-600 g/m2 wie in den vorangegangenen Beispielen erzielt.

30 Beispiel 4

Zu 70% Natronwasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 35% und einem Gewichtsverhältnis von SÌO2 : NaîO = 3,45:1 werden 30% Kaolin, das mineralogisch zu 92% aus Kaolinit und zu 8% aus Feldspat besteht, eingearbeitet. Ein 35 auf diese Weise hergestellter Klebstoff liefert bei einer Aufbringung gemäss den vorangegangenen Beispielen Ergebnisse, die mit den Ergebnissen der vorstehenden Beispiele vergleichbar sind.

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Claims

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1. Feinverteilte anorganische Pulver enthaltender Klebstoff auf der Basis von Alkalisilikatlösungen zum Verkleben von Kunststoffschaumplatten, gekennzeichnet durch eine Lösung eines oder mehrerer Alkalisilikate mit einem Gehalt an einem oder mehreren, mineralogisch mehr als 15% Kao-linit enthaltenden Material(ien).

2. Klebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er 15-50 Gew.-%, insbesondere 25-45 Gew.-%, des mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthaltenden Materials, bezogen auf die Gesamtmischung, enthält.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Klebemittel nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkalisilikatlösung aus einer Natrium- oder Kaliumsilikatlösung oder aus einem Gemisch aus diesen Lösungen besteht.

4. Klebstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Natriumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis SiCh : Na:0 = 2,9-3,7:1 und die Kaliumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis SiCh: K2O = 2,2-2,7:1 aufweist.

5. Klebstoff nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffgehalt der Natriumsilikatlösung 25-40 und vorzugsweise 32-37 Gew.-% und der Feststoffgehalt der Kaliumsilikatlösung 20-32 und vorzugsweise 25-30 Gew.-% beträgt.

6. Klebstoff nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthaltenden Materialien aus in der Natur vorkommenden Materialien bestehen.

7. Klebstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien aus Kaolin und/oder Neuburger Kreide bestehen.

Zur Wärmeisolierung von Gebäuden oder Gebäudeteilen werden unter anderem Kunststoffschaumplatten, insbesondere Polystyrolschaumplatten, verwendet. Ferner werden Sichtflächen, beispielsweise Raumdecken, unter Einsatz derartiger Platten hergestellt. Die Anbringung dieser Platten erfolgt fast ausschliesslich durch Verklebung unter Einsatz von Klebstoffen auf der Basis von Kunstharzdispersionen, die jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet sind. Diese Klebstoffe auf der Basis von Kunstharzdispersionen sind nicht nur kostspielig, sondern darüber hinaus auch brennbar. Sie lassen sich handelsüblich nur als «schwer entflammbar» einstellen. Bei einem normalerweise in Frage kommenden Klebstoffauftrag von 500-600 g/m2 wird die Brandsicherheit von Gebäuden oder Gebäudeteilen erheblich beeinflusst. Ein weiterer Nachteil der Verwendung dieser bekannten Klebstoffe besteht darin, dass eine Umweltbelastung durch organische Polymere oder Flammschutzmittel bzw. deren Verbrennungsprodukte in Kauf zu nehmen ist.