CH685242A5 - Aqueous wax emulsions and their use as evaporation retardant for cement mortar and concrete. - Google Patents
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Description
1 1
CH 685 242 A5 CH 685 242 A5
2 2nd
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft wässrige Paraffinemulsionen und deren Verwendung als Verdunstungsschutzmittel für Zementmörtel und Beton, wie in den Patentansprüchen definiert. The invention relates to aqueous paraffin emulsions and their use as anti-evaporation agents for cement mortar and concrete, as defined in the claims.
Dem frisch eingebauten Mörtel oder Beton kann durch Verdunstung soviel Wasser entzogen werden, dass für die Erhärtung nicht mehr genug vorhanden ist. Man führt daher entweder der Betonoberfläche Feuchtigkeit zu oder verhindert durch Sperrschichten die Feuchtigkeitsabgabe aus dem Beton. Der Schutz vor dem Austrocknen soll möglichst sofort nach dem Beton-(Mörtel)einbau beginnen, weil sich - besonders bei windigem Wetter oder Luftzug -bereits im noch nicht erstarrten Beton Schrumpfrisse bilden können. Die Gefahr des Austrocknens ist besonders gross, wenn die Temperatur des Betons höher als die der umgebenden Luft ist (z.B. im Winter). Betonoberflächen müssen daher bis zu 7 Tagen feucht gehalten werden, bei besonders langsam erhärtenden Zementen auch länger. Längeres Feuchthalten ist besondes dann erforderlich, wenn der Beton besondere Anforderungen erfüllen muss, wie z.B. geringes Schwinden, Wasserundurchlässigkeit, Frost-Tausalzbeständigkeit, hohe Abriebfestigkeit etc. So much water can be removed from the freshly installed mortar or concrete by evaporation that there is no longer enough to harden it. Moisture is therefore either added to the concrete surface or the release of moisture from the concrete is prevented by barrier layers. Protection against drying out should begin as soon as possible after the concrete (mortar) is installed, because - especially in windy weather or drafts - shrinkage cracks can already form in the concrete that has not solidified. The risk of drying out is particularly great if the temperature of the concrete is higher than that of the surrounding air (e.g. in winter). Concrete surfaces must therefore be kept moist for up to 7 days, or longer for particularly slow-setting cements. Longer moisturization is particularly necessary when the concrete has to meet special requirements, e.g. low shrinkage, impermeability to water, resistance to frost and de-icing salt, high abrasion resistance etc.
Zur Nachbehandlung von Beton wurden bisher verschiedenste Verfahren angewendet, welche diverse Vor- und Nachteile haben: Nachbehandlung mit direkter Wasserzufuhr; Nachbehandlung mit feucht gehaltenenen Abdeckungen; Folienabdek-kungen; Filmbildende Nachbehandlungsmittel. Filmbildende Nachbehandlungsmittel sind auf Basis von organischen Lösungsmitteln oder als wässrige Emulsion in zahlreichen Varianten im Handel. Sie werden mittels Spritzen deckend und ausreichend dick auf die frisch eingebaute Betonoberfläche aufgetragen. Meist muss mit dem Spritzen gewartet werden, bis die Oberfläche nur noch mattfeucht ist. Dann ist allerdings bereits viel Wasser verdunstet. Nach dem schnellen Verdunsten des Lösungsmittels oder dem Brechen der Emulsion bedeckt ein dichter Film die Betonoberfläche und verhindert grösstenteils (je nach Sperrfaktor) das Verdunsten des Wassers aus dem Beton. Der Schutzfilm verrottet nach einiger Zeit durch Luft-, Wetter- und mechanische Einflüsse. Mechanische Beschädigungen des Films müssen daher zumindest in den ersten sieben Tagen vermieden werden. A wide variety of processes have so far been used for post-treatment of concrete, which have various advantages and disadvantages: post-treatment with direct water supply; Aftertreatment with covers kept moist; Foil covers; Film-forming aftertreatment agents. Film-forming aftertreatment agents based on organic solvents or as an aqueous emulsion are commercially available in numerous variants. They are sprayed with a covering and sufficiently thick on the freshly installed concrete surface. Most of the time you have to wait until the surface is only slightly damp. Then a lot of water has already evaporated. After the solvent has evaporated quickly or the emulsion has broken, a thick film covers the concrete surface and largely prevents (depending on the blocking factor) the water from the concrete from evaporating. The protective film rots after some time due to air, weather and mechanical influences. Mechanical damage to the film must therefore be avoided at least for the first seven days.
Nicht, oder besonders langsam abwitternde (verrottende) Nachbehandlungsfilme können das Haften später aufzubringender Putze, Estriche, Beschich-tungen, Kleber, Anstriche etc. beeinträchtigen oder verhindern. Andererseits ist man aus Gründen der Umweltbeeinträchtigung zunehmend bestrebt, organische Lösungsmittel (Benzin, aromatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe) zu vermeiden und biologisch rasch abbaubare Filmbildner in wässrigen Systemen einzusetzen. Post-treatment films that do not, or particularly slowly weathering (rotting), can impair or prevent the sticking of plasters, screeds, coatings, adhesives, paints, etc. that will be applied later. On the other hand, for reasons of environmental impact, efforts are increasingly being made to avoid organic solvents (petrol, aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons) and to use rapidly biodegradable film formers in aqueous systems.
Von den bekannten Produkten haben sich diverse wässrige Paraffinemulsionen besonders günstig in ihrem Kosten-Nutzenverhältnis erwiesen. Diese haben allerdings den Nachteil, besonders bei Betonflächen, die der Sonnenbestrahlung und anderen Of the known products, various aqueous paraffin emulsions have proven particularly favorable in their cost-benefit ratio. However, these have the disadvantage, especially in the case of concrete surfaces, that of solar radiation and others
Witterungseinflüssen nicht unterliegen, besonders langsam zu verrotten und die Haftung nachfolgender Putze, Estriche, Beschichtungen, Anstriche etc. zu beeinträchtigen. Weather conditions are not subject to rot, particularly slowly, and impair the adhesion of subsequent plasters, screeds, coatings, paints, etc.
Ziel der vorliegenden Erfindung war daher, Paraffinemulsionen zu entwickeln, welche schon nach kurzer Zeit (jedoch später als sieben Tage) abzu-wittern beginnen, damit den Film aufbrechen und damit die Abwitterung des Paraffinanteiles beschleunigen. The aim of the present invention was therefore to develop paraffin emulsions which begin to weather after a short time (but later than seven days) so that the film breaks open and thus accelerates the weathering of the paraffin portion.
Es wurde nun gefunden, dass wässrige Paraffinemulsionen, welche auch natürliche oder synthetische Kohlenwasserstoffharze enthalten, nicht nur nach kurzer Zeit (jedoch später als sieben Tage) abzuwittern beginnen, sondern auch als Verdunstungsschutzmittel hervorragende Sperrfaktoren aufweisen. It has now been found that aqueous paraffin emulsions, which also contain natural or synthetic hydrocarbon resins, not only begin to weather after a short time (but later than seven days), but also have excellent blocking factors as evaporation protection agents.
Gegenstand der Erfindung sind daher wässrige Paraffinemuisionen, die als zusätzliche Komponente natürliche oder synthetische Kohlenwasserstoffharze enthalten. The invention therefore relates to aqueous paraffin emissions which contain natural or synthetic hydrocarbon resins as an additional component.
Unter Paraffinemulsionen werden wässrige Emulsionen von Paraffin oder Wachs und Mischungen daraus verstanden. Die Wirkstoffe sind höhere Al-kane mit einem Erweichungspunkt über Umgebungstemperatur, die nach dem Austrocknen der Emulsion keinen Film im Sinne der Lacktechnik bilden (siehe auch Römpp, 9. Auflage, Band 1, Seite 102). Bevorzugt wird ein anionisch emulgiertes Paraffingemisch (Erweichungspunkt von 45-51 °C) mit einer Teilchengrösse unter 2 n eingesetzt. Beispiele solcher Produkte sind die unter dem Handelsnamen MOBILCER 55 bzw. MULREX 62 der Firma MOBIL und UBATOL FPG 860 der Firma Cray Valley bekannten Paraffinemulsionen. Paraffin emulsions are understood to mean aqueous emulsions of paraffin or wax and mixtures thereof. The active ingredients are higher alkanes with a softening point above ambient temperature, which do not form a film in the sense of the coating technique after the emulsion has dried out (see also Römpp, 9th edition, volume 1, page 102). An anionically emulsified paraffin mixture (softening point of 45-51 ° C.) with a particle size of less than 2 n is preferably used. Examples of such products are the paraffin emulsions known under the trade names MOBILCER 55 or MULREX 62 from MOBIL and UBATOL FPG 860 from Cray Valley.
Kohlenwasserstoffharze (wie beispielsweise in Kirk Othmer's «Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd Ed., Vol. 12, p. 852-869» beschrieben) sind thermoplastische Polymere mit einem MG unter 2000, die aus Lösungen in organischen Lösungsmitteln dichte Filme bilden (siehe auch Römpp, 9. Auflage, Band 3, Seite 2291 ). Hydrocarbon resins (as described, for example, in Kirk Othmer's "Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd Ed., Vol. 12, p. 852-869") are thermoplastic polymers with an MW below 2000 which form dense films from solutions in organic solvents (see also Römpp, 9th edition, volume 3, page 2291).
Bevorzugt werden solche, die als «terpene» oder «petroleum» oder als «resins from pure monomers» in Kirk Othmer bezeichnet werden. Preference is given to those referred to as "terpenes" or "petroleum" or as "resins from pure monomers" in Kirk Othmer.
Als solche sind beispielsweise die folgenden bekannt: Tallharz, Kolophonium, Kunstharze vom Typ ESCOREZ No. 1000 der Firma ESSO PETROSI N-Harz der Firma Mitsui, RESEN R der Firma FAIME oder NECIRES-Harze von verschiedenen Firmen, sowie Mischungen daraus. The following are known as such, for example: Tall resin, rosin, synthetic resins of the type ESCOREZ No. 1000 from ESSO PETROSI N resin from Mitsui, RESEN R from FAIME or NECIRES resins from various companies, as well as mixtures thereof.
Bevorzugt wird ein anionisch dispergiertes und mit Kasein stabilisiertes Tallharz der Firma KREMS-Chemie (Teilchengrösse unter 2 p) mit dem Handelsnamen SACOCELL verwendet. An anionically dispersed and casein-stabilized tall resin from KREMS-Chemie (particle size below 2 p) with the trade name SACOCELL is preferably used.
Die Komponenten Paraffin bzw. Wachs und Kohlenwasserstoffharz sind in einem Gewichtsverhältnis (bezogen auf Trockensubstanz) von 95:5 bis 30:70, bevorzugt von 70:30 bis 50:50 enthalten. Der Feststoffgehalt der Emulsionen kann in einem weiten Bereich schwanken, solange sie mit den üblichen Vorrichtungen gespritzt werden können. Im allgemeinen beträgt dieser Gehalt von 10 bis 60 Gewichtsprozent, bevorzugt liegt er zwischen 15 und 40 Gewichtsprozent. Emulsionen mit einem niede- The components paraffin or wax and hydrocarbon resin are contained in a weight ratio (based on dry substance) of 95: 5 to 30:70, preferably from 70:30 to 50:50. The solids content of the emulsions can vary within a wide range, as long as they can be sprayed with the usual devices. In general, this content is from 10 to 60 percent by weight, preferably from 15 to 40 percent by weight. Emulsions with a low
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
2 2nd
3 3rd
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4 4th
ren Gehalt müssen eventuell mehrere Male gespritzt werden, um die notwendige Auftragsmenge zu erreichen (Verbrauch von 80 g/m2 bis 250 gl m2). Their content may need to be sprayed several times to achieve the required application quantity (consumption from 80 g / m2 to 250 gl m2).
Neben den Komponenten Paraffin bzw. Wachs und natürliches bzw. synthetisches Kohlenwasserstoffharz können weitere Bestandteile enthalten sein, die als Verdunstungsschutzmittel bereits bekannt sind. Als solche können Emulsionen von synthetischen Polymeren verschiedenster chemischer Basis wie Polyvinylacetate, Styrol-Butadien-Harze, Styrol-Acrylate, diverse Acrylatcopolymere oder andere Harze (Epoxy), Kautschuke und Chlorkautschuke sowie Mischungen daraus, soweit sie mit Paraffin bzw. Wachs und Kohlenwasserstoffharz verträglich sind, eingesetzt werden. In addition to the components paraffin or wax and natural or synthetic hydrocarbon resin, further constituents which are already known as anti-evaporation agents can be contained. As such, emulsions of synthetic polymers of various chemical bases such as polyvinyl acetates, styrene-butadiene resins, styrene-acrylates, various acrylate copolymers or other resins (epoxy), rubbers and chlorinated rubbers as well as mixtures thereof, as far as they are compatible with paraffin or wax and hydrocarbon resin , are used.
Die folgenden Vergleichsbeispiele illustrieren die Eigenschaften der herkömmlichen Verdunstungsschutzmittel. The following comparative examples illustrate the properties of conventional anti-evaporation agents.
Vergleichsbeispiel 1 Comparative Example 1
Verdunstungsschutzmittel auf Basis von Kolophonium und Testbenzin, 25% Feststoffanteil, Verbrauch 180 g/m2; Sperrfaktor nach der österreichischen Richtlinie RVS 11.064:95,9%. Evaporation inhibitor based on rosin and white spirit, 25% solids, consumption 180 g / m2; Blocking factor according to the Austrian RVS 11.064 guideline: 95.9%.
Verqleichsbeispiel 2 Comparative Example 2
Paraffinemulsion (MOBILCER 55 der Firma Mobil), anionisch-nicht ionogen, 20% Feststoffanteil, Verbrauch 100 g/m2, Sperrfaktoren: bei Applikation sofort nach Einbau der Betonoberfläche: 24.2%, bei Applikation 2 Stunden nach Einbau der Betonoberfläche: 86,9%. Dieser Wert übertrifft das Mindesterfordernis von 85%. Paraffin emulsion (MOBILCER 55 from Mobil), anionic-non-ionic, 20% solids content, consumption 100 g / m2, blocking factors: when applied immediately after installing the concrete surface: 24.2%, when applied 2 hours after installing the concrete surface: 86.9% . This value exceeds the minimum requirement of 85%.
Vergleichsbeispiel 3 Comparative Example 3
Paraffin-Emulsion (UBATOL FPG 860 der Firma CRAY VALLEY), anionisch-nicht ionogen, 20% Feststoff. Verbrauch 100 g/m2. Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbau: 5,06%. Sperrfaktor bei Applikation 2 Stunden nach Betoneinbau: 73,27%. Paraffin emulsion (UBATOL FPG 860 from CRAY VALLEY), anionic-non-ionic, 20% solids. Consumption 100 g / m2. Blocking factor when applied immediately after concrete installation: 5.06%. Blocking factor for application 2 hours after concrete installation: 73.27%.
Vergleichsbeispiel 4 Comparative Example 4
Kohlenwasserstoff-Harzemulsion (SACOCELL 309 der Firma Krems-Chemie), anionisch, Feststoffanteil 30%, Verbrauch 100 g/m2. Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbau: 14,9%. Sperrfaktor bei Applikation 2 Stunden nach Betoneinbau: 8,53%. Hydrocarbon resin emulsion (SACOCELL 309 from Krems-Chemie), anionic, solids content 30%, consumption 100 g / m2. Blocking factor when applied immediately after concrete installation: 14.9%. Blocking factor for application 2 hours after concrete installation: 8.53%.
Aufgrund der Ergebnisse dieser Vergleichsbeispiele, würde man erwarten, dass bei Verwendung von Mischungen aus Paraffinemulsionen und Koh-lenwasserstoffharz-EmuIsionen eine Verminderung des relativ guten Sperrfaktors der Paraffinemulsion stattfinden könnte. Überraschenderweise zeigt sich jedoch, dass eine signifikante Verbesserung eintritt. Besonders überraschend für ein wässriges System ist auch, dass der Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbringung auf über 70% erhöht werden konnte. Based on the results of these comparative examples, it would be expected that when using mixtures of paraffin emulsions and hydrocarbon resin emulsions, the relatively good barrier factor of the paraffin emulsion could be reduced. Surprisingly, however, it turns out that there is a significant improvement. It is also particularly surprising for an aqueous system that the blocking factor could be increased to over 70% immediately after application of the concrete.
BEISPIEL 1 EXAMPLE 1
Mischung von Paraffinemulsion wie im Vergleichsbeispiel 2 und Kohlenwasserstoff-Harzemulsion wie im Vergleichsbeispiel 4 im Verhältnis der Feststoffgehalte von 7:1, Feststoffgehalt des Mischproduktes 20%, Verbrauch 100 g/m2, Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbau: 56,2%. Sperrfaktor bei Applikation 2 Stunden nach Betoneinbau: 89,5%. Mixture of paraffin emulsion as in Comparative Example 2 and hydrocarbon resin emulsion as in Comparative Example 4 in the ratio of the solids content of 7: 1, solids content of the mixed product 20%, consumption 100 g / m2, blocking factor when applied immediately after concrete installation: 56.2%. Blocking factor for application 2 hours after concrete installation: 89.5%.
BEISPIEL 2 EXAMPLE 2
Paraffinemulsion wie im Vergleichsbeispiel 3 mit Kohlenwasserstoff-Harz wie im Vergleichsbeispiel 4, Mischungsverhältnis und Feststoffgehalt wie Beispiel 1, Verbrauch 100 g/m2. Paraffin emulsion as in Comparative Example 3 with hydrocarbon resin as in Comparative Example 4, mixing ratio and solids content as in Example 1, consumption 100 g / m2.
Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbau: 46,40%. Sperrfaktor bei Applikation 2 Stunden nach Betoneinbau: 87,20% Blocking factor when applied immediately after concrete installation: 46.40%. Blocking factor for application 2 hours after concrete installation: 87.20%
BEISPIEL 3 EXAMPLE 3
Paraffinemulsion wie im Vergleichsbeispiel 2 gemischt mit Kohlenwasserstoff-Harz wie im Vergleichsbeispiel 4 im Verhältnis der Trockenbestandteile von 1:1 bei einem Gesamtfeststoffgehalt von 20%; Verbrauch 100 g/m2. Paraffin emulsion as in Comparative Example 2 mixed with hydrocarbon resin as in Comparative Example 4 in the ratio of dry components of 1: 1 with a total solids content of 20%; Consumption 100 g / m2.
Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbau: 71,5%. Blocking factor when applied immediately after concrete installation: 71.5%.
Sperrfaktor bei Applikation 2 Stunden nach Betoneinbau: 52.8%. Blocking factor for application 2 hours after concrete installation: 52.8%.
BEISPIEL 4 EXAMPLE 4
50 Teile Wasser werden mit 38,88 Teilen einer Paraffinemulsion (MULREX 62 der Firma MOBIL) und 11,12 Teilen der Kohlenwasserstoff-Harzemulsion von Vergleichsbeispiel 4 (SACOCELL 309 der Firma KREMS CHEMIE) gemischt. Der Sperrfaktor beträgt 86,82%. Im Vergleich ergibt eine Mischung von 50% Wasser und 50% MULREX 62 einen Sperrfaktor von 81,83%. 50 parts of water are mixed with 38.88 parts of a paraffin emulsion (MULREX 62 from MOBIL) and 11.12 parts of the hydrocarbon resin emulsion from Comparative Example 4 (SACOCELL 309 from KREMS CHEMIE). The blocking factor is 86.82%. In comparison, a mixture of 50% water and 50% MULREX 62 gives a blocking factor of 81.83%.
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