DE1471243A1 - Verfahren zum Herstellen einer mit Wasser schnell abbindenden Zementmasse,insbesondere fuer die Zahnheilkunde - Google Patents

Description

SETSUO HIGASHI, Ho, 19-8, Kasumigaoka-danchi, Fukuoka-machi, und KUHIO TAGUCHI, Ho. 1151, Oumaehi, Kamakura-shi, Japan

Verfahren zum Herstellen einer mit Wasser schnell abbindenden Zementmasse, insbesondere für die Zahnheilkunde·

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer mit Wasser schnell abbindenden Zementmaese, insbesondere für die Zahnheilkunde· Sie erfindungsgemäß hergestellten Zemente kennzeichnen sich dadurch, daß dieselben mit Wasser kurzzeitig in der Größenordnung von mehreren Minuten abbinden können und zu einem mechanisch sehr festen abgebundenen Material führen, das Druckfestigkeiten in der Größenordnung von 800 kg/cm innerhalb einer Stunde nach Beginn des Abbindens aufweist·

Zur Zeit finden zwei Zementarten allgemein auf dem Gebiet der Zahnheilkunde Anwendung, wobei der eine Zement unter der Bezeichnung ⁿ Zinkphosphat zement" bekannt ist, der als ein Klebe zeta ent benutzt wird und der andere Zement der sogenannte "Silikatzement" ist, der als Füllzement Anwendung findet· Diese beiden Zemente werden vermittele Vermischen mit flüssiger Phosphorsäure in hoher Konzentration zum Abbinden gebracht und können durch Anwenden von lediglich Wasser nicht zbjb. Abbinden gebracht werden·

Der herkömmliche Zinkphosphatzement besteht aus einem Pulver, das durch Pulverisieren von Zinkoxyd-Klinker, der andere Metalloxyde zusätzlich zu dem Zinkoxyd enthält, und Backen bei einer Temperatur von etwa 1300⁰C hergestellt wird· Dieses Material wird sodann in

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Phosphorsäure mit einer Konzentration von etwa 60£ gelöet und enthält gewöhnlich, eine Aluniniuanrerbindung.

Der Silikat-Zement wird durch Erhitzen eines Gemisches aus Tonerde und Kieselerde auf eine !Temperatur von etwa 140O⁰O und Pulverisieren des erhaltenen Silikat-Klinkers hergestellt. Diese Pulver werden sodann durch Vermischen mit flüssiger Phosphorsäure in der gleichen Weise zumAbbinden gebracht, wie es weiter oben bezüglich des Zinkphosphat-Zementes erläutert worden ist.

Der Hechanismus des Abbindens dieser Zemente ist längere Zeit unter- ^ sucht worden und hierbei hat sich die Schlußfolgerung ergeben, daß derartige Zemente nicht, wie allgemein abgenommen, aufgrund des Ausbildens von Kristallen der sekundären oder tertiären Salze der Phosphorsäure abbinden, sondern tatsächlich aufgrund des Gelieren« wässriger Sole des tertiären Salzes der Phosphorsäure oder der Orthophosphorsäure aus einer übersättigten Lösung abbinden« Diese Solen werden in das in dem Umsetzungssystem vorliegende Wasser, sowie in Wasser dispergiert, das «ich durch die Umsetzung zwischen dem Zinkoxyd und der Phosphorsäure ergibt· Allmählich verändert sich das abgebundene Material in Kristalle des Orthophosphates·

Erfindungegemaß werden mit Wasser abbindefähige Phosphat-Zemente hergestellt, indem ein primäres Salz der Phosplvsäure angewandt und dasselbe in ein chemisches Gleichgewicht mit dem Wasser gebracht wird« Sobald das System auf eine geeignete Temperatur erhitzt wird <° oder die bei der Umsetzung ausgebildete Phosphorsäure unter Yerschie- ^ ben des Gleichgewichtes verbraucht wird, ergibt sich ein mit Wasser

co abbindung«fähiges Orthophosphat, das abbindet durch die Aufeinander-

ο folgende Ausbildung wässriger Sole, Gele und Erlstall·· Die sich to

insgesamt abspielende Umsetzung ist im folgenden wiedergegeben:

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in der H ein zweiwertige« oder dreiwertige« Metall und ζ die Wertigkeit von M i«t.

Durch des verbesserten erfindungsgemäßen Zement kommt nicht nur die Hotwendigkeit de« Zu«atzee von Phosphorsäure zu der Masse in Fortfall» sondern es ergibt «ich ebenfalle eine Verbesserung gegenüber der vorbekannten Sorte des Zinkphoephat-Zemente« bezüglich des «chnellereo Erzielen« eine« mechanisch festeren abgebundenen Materials, da« in luft oder in Wasser keine Verringerung seiner Festigkeitseigenschaften zeigt und auf die empfindlichen Schleimhäute "

nicht reizend wirkt, sowie nur geringfügige dimeneionale Veränderung und Entwicklung von Wärme bei dem Abbinden besitzt. Der Zement -zeigt in Wa««er oder Speiche? nur sehr geringfügige Zerlegung oder Auflösen und läßt «ich «««entlieh leichter transportieren und lagern, al« der herkömmliche Zinkphosphatzement,

Aehnliche Verbesserungen «ind in dem Zement auf ^ar Silikatgrundlage dadurch erzielt «orden, daß derselbe gegebenenfalls waseerabbindend gemacht «orden i«t. Bi«her «ar man der Annahme, daß der Silikat-Zement dadurch abbindet, daß zunächst Hochpolymere durch die Kunden-( «ation der Kie«el«äure gebildet «erden, jedoch «urde gefunden, daß der Mechani«mu« de« Abbinden« diese« Zemente« die Arbeiteschritte de« Auebilden· von Solen in einem übersättigten Zustand und «odann

C₀ Gelieren einschließt, wodurch da« abgebundene Material erzielt «ird.

co £« «urde weiterhin gefunden, daß bei den erfindungegemäßen ver-

<° besserten Silikatzementen ein mechanisch fester abgebundene« ^ Material gebildet «ird, da hier sowohl Kristalle als auch die ο ^TIochpolymeren der Kieselsäure vorliegen. Im wesentlichen «ird der

neue, mit Wasser abbindbare Silikatsement durch die Kombination des

Metallsilikates mit dem «aeeerabbindbaren Phosphatzement auegebildet

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Ee βeheint, daß die zwei Zementarten nach demselben Mechanismus abbinden. Der Silikatzement weist nicht nur eine auegezeichnete Druck· festigkeit und gute Transparenz auf, so daß derselbe ale Dentalfüllmaterial angewandt werden kann, sondern besitzt ebenfall« gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Warne und elektrischen Strom, so daß derselbe für verschiedene industrielle Anwendungsgebiete herangezogen werde kann, wo Festigkeit gegenüber Temperaturen von 1000⁰C oder darüber erforderlich ist.

Bei der Anwendung auf dem Gebiet der Zahnheilkunde ist der neuartige, mit Wasser abbindbare Silikatzement vorteilhaft, da derselbe " nicht zu einer Verletzung der empfindlichen Schleimhäute des Mundes führt, nur geringfügige Verringerung seiner mechanischen Festigkeit bei dem Eintauchen in Wasser oder Speichel zeigt und gegen Rißbildung sehr widerstandsfähig ist. Dieser Zement besitzt eine sehr hoh< Druckfestigkeit und zeigt eine bessere Filmdicke als die vorbekannten Silikatzemente· Kurz umrissen, werden durch das neuartige Material praktisch alle Nachteile des vorbekannten Silikatzementes ausgeräumt.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht darin, Wasser abbindende Zementmassen in Vorschlag zu bringen, die insbesondere auf dem Gebiet der Zahnheilkunde zweckmäßig sind und weiterhin wasserabbindbare Phosphatzemente zu schaffen, die kein Umsetzung smedium in Form von konzentrierter Phosphorsäure erforderlicl machen ·

^ Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung be-

to steht darin, einen verbesserten wasserabbindbaren Silikatzement zu

**- schaffen, durch den praktisch alle Nachteile überwunden werden, wie ο

^ «ie ait den vorbekannten Silikat zementen verbunden sind, sowie in

diesem Zusammenhang wasserabbindbare Zementmassen zu schaffen, die hohe Druckfestigkeit, schnelles Abbinden und nicht nachteilige Beeinflussung der empfindlichen Schleimhäute des -Bundes zeigen.

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Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht darin, wasserabbindbare Zementmassen der angegebenen Art zu schaffen, die gegenüber einem Auflösen und Zerfall bedingt durch Wasser oder Speichel praktisch widerstandsfähig sind.

Die erfindungsgemäß in Betracht gezogenen primären Monome ta Ils al ze der Phosphorsäure können in drei Gruppen klassifiziert werden, wobei die erste aus Salzen mehrwertiger Metalle der dritten Gruppe des periodischen Systems mit einer Atomzahl von kleiner als 20 besteht und beispielsweise durch Magnesium und Aluminium vertreten wird. Diese Salze müssen vermittels Erhitzen dehydratisiert werden, wenn a dieselben als Rohmaterialien zum Herstellen der schnell abbindenden Zemente angewandt werden. Die zweite Gruppe der Salze sind Salze ▼on Metallen, die sich in der vierten und fünften Gruppe des periodischen Systems findet und Atomzahlen von 20 bis 30 aufweisen· Hierzu gehören Metalle, wie Calcium, Titan, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt Hickel, Kupfer und Zink· Die dritte Gruppe mit einer Atomzahl von größer als 30, die sich in die 11· Gruppe des periodischen Systems erstreckt, schließt Metalle, wie Silber, Cadmium,Zinn, Antimon, Barium und Blei ein. Metalle, wie Scandium und Vanadin werden hier nicht aufgrund deren Kosten in Betracht gezogen, wenn auch dieselben " für die erfindungsgemäßen Zwecke aufgrund theoretischer Ueberlegungen geeignet sind«

Besonders bevorzugte Metallsalze sind diejenigen von Metallen, die ° Atomzahlen von 20 bis 30 einschließlich aufweisen. Die SaL ze dieser ° Metalle brauchen vor der Anwendung nicht unbedingt dehydratisiert ο zu werden, jedoch ergeben sich verbesserte Ergebnisse, wenn dieselbe

ο in dieser Weise dehydfatisiert sind· Im allgemeinen können die Salze j

von Metallen mit einer Atomzahl von kleiner als 20 nicht als Aus-

gangsmaterial für den erfindungsgemäßen schnell abbindenden Zement ohne Dehydratisieren vermittele Erhitzen angewandt werden, jedoch

können derartige Salze ζ us a tarnen ait anderen trim er en Salzen der Phosphorsäure oder wenn da β Umsetzung« eye tem während des Vermisch ens von außen erhitzt wird, oder da« Erhitzen aufgrund einer exothermen chemischen Umsetzung bedingt wird, angewandt werden·

Die wirksamste Möglichkeit, die primären Salze der Phosphorsäure

zu dehydratisieren, besteht darin, dieselben ausreichend lange unter

Ueberfuhren derselben in das saure Pyrophosphat zu erhitzen. Um die

geeigneten Dehydratisierungstemperaturen zu erzielen (die für jedes der Salze unterschiedlich sind) ist es wichtig,die thermische AnaIyse einiger dieser Salze zu kennen. Thermische Analysenwerte in Form graphischer Darstellungen sind in den beigefügten Zeichnungen wiedergegeben. In den Zeichnungen stellen dar:

Fig· 1 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monomagnesiumphoephat.

Fig. 2 ist ein thermisches Analysen diagramm für Monoaluminiumsphosphat.

Fig. 3 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monocalciumphosphat. Fig. 4 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monotitanphosphat. Fig. 5 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monochrompohsphat. Fig. 6 ist ein thermisches Anmlysendiagraam für Monomafne«ium«phosphat.

Fig. 7 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monoeisen-II-phosphat.

to Fig. 8 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monoeisen-III-phoso

phat.

Fig. 9 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monokobaltphosphat.

_o Fig 10 ist ein thermisches Analysendiagramm für Mononickelphoephat·

ο Fig. 11 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monokupf er phosphat.

Fig. 12 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monosinkphosphat. Fig. 13 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monosilberphosphat.

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Pig. 14 iet ein thermisches Analysendiagramm für Monocadmiutaphoephat.

Fig. 15 let ein thermisches Analysendiagramm für Monozinn-II-phosphat ·

Fig. 16 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monoantimonphosphat.

Pig« 17 let ein thermisches Analysendiagramm für Mono bar iumphosphat. Pig· 18 ist ein thermisches Analysendiagramm für Monobleiphosphat. Fig· 19 ist eine graphische Darstellung, die die Wirkung eines PhosphatÜberzuges erläutert, wobei die hygroskopische Adsorption g in Prozent gegen die Zeit in Min unten aufgetragen ist. Pig. 20 iet eine graphische Darstellung, die die Veränderung in der Druckfestigkeit zeigt, die bei einer Veränderung des Verhältnisses Wasser:Pulyer eines erfindungsgemäß hergestellten Phosphatzementes wiedergibt·

Pig. 21 iet eine graphische Darstellung, die die Veränderung in der Druckfestigkeit eines erfindungsgemäß hergestellten Materials in Beziehung zu Mr Zeitwiedergibt·

Fig· 22 zeigt die Veränderung der Druckfestigkeit eines erfindungsgemäß hergestellten Materials auf der Grundlage von Veränderungen ( in dem Verhältnis der Bestandteile derselben.

Pig. 23 iet eine der Fig. 22 ähnliche graphische Darstellung, wobei jedoch ein unterschiedliches Ausgangsmaterial vorliegt. Fig· 24 erläutert die Wirkung eines Veränderns der Dehydratisie-

<=> rungstemperatur auf die Druckfestigkeit des erhaltenen Materials.

™ Fig· 25 gibt die Veränderung in der Druckfestigkeit wieder, die auf-

^. tritt, wenn das Verhältnis der Bestandteile verändert wird, c

¹³ig. 26 zeigt die Wirkung der Druckfestigkeit bedingt durch die in

Anwendung kommende Vermahlung«- oder Pulverisierungszeit.

Fig. 27 zeigt die Wirkung dee Vernal tnie gee der Beetandteile auf die Abbindezeit dee Zementee.

Pig. 28 erläutert die Wirkung der Vermahlungszeit der Bestpndteile· a uf die Abbindezeit·

Fig. 29 ist eine grapMβ ehe Darstellung, die dae Verhältnis zwiechei Dehydratisierungstemperatur, Härtung und Abbindezeit wiedergibt. Fig. 30 iet eine graphieche Darstellung, die die Veränderung in der Abbindezeit bei unterschiedlichen Umweite*emperaturen bei verschiedenen Verhältnissen Wasser:Pulver wiedergibt. Fig. 31 zeigt die durch Veränderungen des V_erhältnieeee Wasser:Pul-

W νer bedingte Wirkung auf die Abbindegeechwindigkelfct.

Fig. 32 zeigt dae Verhältnis zwischen dem Verhältnis Wasser:Pulver der Härte und der Abbinde zeit für einen der erfindungegemäß hergestellten Zemente.

Fig. 33 iet eine graphische Darstellung, die die Pg-Wertveränderung während dee Abbindeverfahrens verschiedener erfindungegemäß hergestellter Massen zeigt.

Fig. 34 iet eine graphische Darstellung, bei der die prozentuale Zerlegung dee abgebundenen Materials gegen das Mischverhältnis der

. Beetandteile aufgetragen ist.

Fig. 35 zeigt die Veränderung dee ρττ-Wertee während dee Abbindens einer der erfindungegemäß en Ma seen.

Die thermischen Analysen der verschiedenen in den Fig. 1 bis 18 gezeigten Salze werden in der folgenden Weise ausgeführt. Ee wird ein ο Thermoelement in dae erhitzte Material eingeführt, und sobald das

oo Waeeer in Freiheit gesetzt wird, gibt das dem Thermoelement zugeord to

. ^ω nete Potentiometer diese Zuetandeveränderung durch eine Veränderung ^ der Spannung wieder. Diese Spannungsveränderung ist als thermische oo. Absorption gezeigt und wird an dem Potentiometer (Kurvenzug B in den thermischen Analysendiagrammen) in ein Mikrovolt gemessen. Der Kurvenzug A gibt die Te mp er at urver änderung in ⁰C wieder und der Kur

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venzug C gibt die Gewichteabnahme in Milligramm bei fortsehrdtender Dehydratisierung wieder.

Anhand der Pig. 1 und 2 ergibt eich, daß die beste Dehydratisierungstemperatur sowohl für das Magnesium- ale auch dag Aluminiumealz in einem Bereich von etwa 150 bis 25O⁰C liegt. Se iet schwierig» die richtige Dehydratieierunggtemperatur näher ale den Bereich zu definieren, da dieselbe aufgrund des Gehaltes an freier Phosphorsäure und anderen Verunreinigungen sowie aufgrund der in Anwendung kommenden Herstellungsverfahren und angewandtem Rohmaterial schwanken kann. Es ist jedoch bekannt, daß die richtige Dehydratisierung der Salze denselben eine Wärmeenergie vermittelt, durch die das innere Energie-f potential, der Salze erhöht wird und dieselben aktiviert werden. Das Erhitzen der Salze auf eine Temperatur, die über dem Beständigkeitsbereich des sauren Pyrophosphates liegt, begünstigt jedoch die Desaktivierung der Salze.

Das thermische Analysendiagramm für das Calciumsalz, wie in der Pig. 3 wiedergegeben, zeigt, daß der beste Temperaturbereich für die Dehydratisierun g in der Größenordnung von 200 bis 300⁰C liegt. Das Ausgangematerial, und zwar das Monocalciumphosphat-Monohydrat gibt dessen Kristallisationswasser bei etwa 160⁰C unter Ausbilden der ^ Verbindung Ca(H₈PO₄ )_a ab. Diese Verbindung wird sodann bei Temperaturen von 25O⁰C In das saure Pyrophetphat unter Ausbilden d*r Verbindung CaBaP₂O₇ umgewandelt.

^ Die fig. 4 zeigt die Ergebnisse der thermischen Analyse des ent-(o sprechenden Titansalzes, anhand derer sich ergibt, daß die wirksam-

u> ste Dehydratisierungstemperatur in der Größenordnung von 200 bis .to

^ 30O⁰C liegt.

Q Fig. 5 zeigt die Ergebnisse der thermischen Analyse des Chromealzes,

und die günstigste Dehydratisierungs temper a tür dieses Salzes wird ebenfalls in den Bereich von 200 bis 30O⁰C liegend abgeschätzt.

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CD O (O OO

O KJ O

Pig. 6 zeigt die Ergebnisse der thermischen Analyse de« Mangansalze«, für das die günstigste Dehydratisierungstemperatur auf 200 bis 300⁰C abgeschätzt wird.

Fig. 7 und 8 zeigen die gleichen Ergebnisse für die Eisensalze, nobel sich die Fig. 7 auf das Eisen-II-salz und die Fig. 8 auf da« Bis en-III-sal ζ bezieht. In jedem Fall wird die günstigste Dehydratisierungstemperatur auf 200 bis 300⁰C abgeschätzt. Fig. 9»10»11 und 12 zeigen die thermischen Analysen der Kobalt-, Hickel-, Kupfer- und Zinksalze· In allen fällen scheint die günstigste Dehydratisierungstemperatur in der Größenordnung von 200 bis 300⁰C zu liegen.

Fig. 13 bis 18 zeigen in entsprechender Weise die Ergebnisse, wie sie bei der Dehydratisierung von Silber-, Cadmium-, Zinn-, Antimon-, Barium- und Bleisalzen erzielt «erden. In jedem dieser Fälle wird die günstigte Dehydratisierungstemperatur auf 250 bis 350⁰C abgeschätzt.

In der folgenden Tabelle sind die anhand dieser verschiedenen Arbeitsweisen eriielten Ergebnisse zusammengefaßt:

Tabelle I Salz der Phosphorsäure

Monomagnesiampho«phat Monoalumini umpho«phat Monocalciumphosphat Monotitanphosphat Monochrompohosphat Monomangan phosphat Monoeisenphosphat

Monokobaltphosphat Mononiokelphosphat Monokupferphosphat Monozinkphosphat Monos über phosphat Monocadmiumphospha t Monozinn-II-phosphat Honoanti monpiiosphat

Molekularforme 1	Temperaturbereich
	der Dehydratisie
	rung (0C)
	150-250
Al(HjPoJ	150-250
Ca(HjPO4	200-300
Ti(HjPO4	200-300
Cr(HjPO4	200-300
Mn(HjPO4	200-300
Fe(HjPO4	200-300
Fe(HjPO4
Co(HjPO4	200-300
Hi(HjPO4	. 200-300
Cu(HjPO4	200-300
Zn(HjPO4	200-300
AgHjPO.	250-350
Cd(HjPO4)	250t350
Sn(HjPO4)	250-350
Sb(HjPO4)	250-350

Monobariumphosphat Ba(H₂PO₄), 250-350 Monobleiphosphat Pb(H₄PO₄ )₈ 250-300

Ss ist interessant, anhand der Tabelle I festzustellen, daß die Salze der Metalle der niedrigsten Atomzahlen bevorzugte Dehydratisierungsbereiche von 150 bis 250⁰C aufweisen, während die Salze der Metalle in der vierten und fünften Gruppe des periodischen Systems eine bevorzugte Dehfrdratisierungstemperatur von 200 bis 300⁰C besitzen, während die Säze der schwereren Metalle eine bevorzugte Dehydratisierungstemperatur von 250 bis 35O⁰C besitzen.

Die Magnesium- und Aluminiumsalze müssen vor der Anwendung dehydratjj siert werden, da ansonsten der ausgebildete Zement übermäßig lange Abbinde zeit aufweist. Für die erfindungsgemäßen Zwecke wird angenommen, daß die Abbindezeit des Zementes sich auf etwa 3 bis 15 Minuten belaufen sollte, und die Druckfestigkeit muß nach 1 Stunde sich auf wenigstens 800 kg/cm belaufen·

Die primären Salze der Phosphorsäure, die *5.e wesentlichen Bestandteile der neuartigen Massen sind, werden in wässriger Lösung durch Zugabe von Phosphorsäure oder eines Alkaliphosphates wenigstens in etöchiometrischen Mengen zu dem Oxyd, Hydroxyd, Chlorid, Nitrat, Sulfat, Carbonat, basischem Carbonat oder anderem Salz des betreffenden Metalls erhalten, wodurch ein primäres Salz durch Ionenaustausch ausgebildet wird. Die Phosphatkristalle werden durch Einengen der Lösung bei Normaldruck oder verringertem Druck ausgefällt· Die er-

to halten en Kristalle werden sodann vollständig vermittels Lösungs-

to mitteln, wie Aoeton, Aether, Methanol oder dgl. gewaschen, um so to

°-> die Restsäure und andere Verunreinigungen zu entfernen. Wenn ein

^ derartiges Waschen nicht erfolgt, zeigt das gebildete Salz unzweckäßige hygroskopische Absorption.

Selbst mit der größten Vorsicht ergibt sich die Neigung zum Vorliegen einer gewissen hygroskopischen Eigenschaft in dem Salz. In der-

artigen Fällen ist e« zweckmäßig, da« Salz zweck« Schutz desselben gegen eine derartige Absorption zu überziehen· Sine« der wirksamst«! Verfahren be«teht darin, die Oberfläche drs primären Salze« durch Zu«ats feinverteilten Zinkhydroxyde« und Phosphorsäure in einem Vsrhältni« von 1 Mol de« er«teren zu O₁5 bi« 2,5 Mol de« letzteren zu überziehen. Haoh einem typi«ohen Au«ftthrung«bei«piel «erden 8 bi« 10# feinpulverieierten Zinkhydroxyde« auf da« feinpulreri«ierte primäre Salz aufgegeben, nachdem da« Salz·mit Fho«phor«äure in ein«] Menge von 5 bi« 17% behandelt worden i«t. Die«e Umsetzung führt zu der Ausbildung eine« Film« stabilen Zinkorthopho«phate« auf der Ob«j fläche der Teilchen de«, primären Salze«·

Die Fig. 19 zeigt die Wirkung de« Uefcerziehen« de« Material«sweoks Verringern der hygro«kopieohen Abeorption. Bei diesem AusfUhrungsbei«piel findet handeleübliohe« Monocaloiumphoephat Anwendung, da« 30 Minuten in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur von 250°' dehydratisiert wird. In der Fig. 19 zeigt die Kurve A die hygroekopi«che Abeorption de« Material« ohne Behandlung, und die Kurve B zeigt die Ergebnisse, die man dann erhält, wenn lediglich ein Ueberzug von 4# Zinkhydroxyd auf der Oberfläche der Teilchen angewandt wird, und die Kurve C zeigt des Zustand, wenn «owohl Zinkoxyd al« auch Phosphorsäure angewandt wird. Die gleichen Wirkungen de« Heber ziehen« ergeben «ich, wenn andere Hydroxyde oder Oxyde, wie Calcium hydroxyd, Zinkoxyd und dgl. angewandt werden. Allgemein werden dieei

Verbindungen in einer Menge von etwa 0,5 bis 5 Gew.^ zugesetzt. co

to Die Zement ma ssen werden durch Zu«ammengeben de« Primär« al ees der

^ω Phosphorsäure, wie oben erläutert, mit Pulvern eine« Metalloxyde« ^ oder Metallsilikate« hergestellt. Da« Metall de« Oxyde« ist ein

o¹ mehrwertiges Metall, da« «ich in der zweiten bi« «iebenten Gruppe oo

• de« periodischen Systems findet. Allgemein werden die P_ulver in dem

Verhältnis von etwa 0,25 bie 2,5 Teilen Phosphat zu 1 Teil Oxyd und

vorzugeweise 60 Teile Phosphat au 40 Teilen Oxyd vermischt, - I3

BAD ORIGINAL

In dem fall dee Silikate« beläuft «ich da« allgemeine Veihältni« auf l/lO su 2 Teilen Phosphat pro Teil Silikat und vorzugsweise 30 Gew. Teile Phosphat zu 70 Gew. Teilen.de« Silikate«. Die Oxyde und Silikate «erden in Fora τοη Klinkern angewandt» die duroh Calcinieren der Oxyde bei Temperaturen τοη etwa 130O⁰C und der Silicate bei Temperaturen von etna 120O⁰C hergestellt «erden·

Die in den Tig. 20 und 21 «iedergegebenen phy«ikali«ohen Eigenechaften «ind diejenigen der Ma««e, die duroh Vermischen von Honooaloiumphoephat mit Zinkoxyd-Klinker in dem Gewiohteveiiiältnie τοη 59 zu 41 angewandt «erden, «obei da« Monooaloxumphoephat 30 Minuten lang bei einer Temperatur τοη 240⁰C dehydrati«iert wird. Die Fig. 20 zeigt " die Druokfeetigkeit de« Phosphatzemente« bei verschiedenen Wa««erst u Pulververhältnieeen, während die Fig. 21 die Veränderung der Druckfestigkeit zu wer schied en en Zeitpunkten wiedergibt. Die Fig. 22 zeigt die Veränderung der Druokfeetigkeit de« Zemente« auf der Grundlage einer Veränderung de« Verhältni««e« der Beetandteile de««elben. Dieser Zement ist ein Produkt, bei dem da« Monocalciumphoephat mit Honoaluminiumvilikat in unterschiedlichen Mengen vermischt wurde. Da« Messen der Druckfestigkeit wird 1 Stunde nach Beginn des Vermischen« mit Waseer durchgeführt. i

Die Fig. 23 zeigt die Veränderung der Druckfestigkeit aufgrund der Veränderung in den Beetandteilen, wobei der Zement ein Gemisch darstellt, das durch Zusatz von Phosphorsäure zu einem natürlich auftretenden Phosphaterz (Phosphorit) und Vermischen desselben mit co

° Monocalciumsilikat in einem Gewicht β verhältnis von 30:70 erhalten co

_ω worden ist. Das Gemisch beeteht im wesentlichen aus dem Monocalcxum-

^ phosphat, etwa« Monoeisenphosphat und einer geringen Menge an Monoo

aluminiumphosphate Da« Phosphat wird bei einer Temperatur von 250⁰C

30 Minuten lang dehydra ti eiert. Die Fig. 24 zeigt die Wirkung der Dehydratieierungetemperatur auf die Druokfeetigkeit einer Zementmasse die 59 Teile Monooaloiumpho«phat und 41 Teile Z^nkoxyd-Klinker ent-

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hält. Di· Pig. 25 »eigt die Wirkung de« Mischungsverhältnisses de* Bestandteil auf di· Drtfckfeetigkeit. Sie Wirkung der JulYeri«i«SBg·- zeit der Ma se· ist in der FLg. 26 wiedergegeben· Bei der Durchführung die«er Untersuchung beläuft eioh dae PulYerverhältni« auf et«· 20:100, und dae Material wird in einer Porsellan-Kugelmühle veraahlen· Sie Teilchengröße de« Zinkoxyd-Klinker* wird auf etwa 20 Mikron oder kleiner bezüglich de« Surohme««er« beet inert.

Sie Abbindezeit der Zementmasse hängt von zahlreichen Faktoren ein- «ohließlich der TeHohengrüße de« Pho«phate« sowie de« damit kombi-

_fc niert in Anwendung ko outend en Metalloxyde« oder Silikate«, dem Miechung«verhältnie anriechen dem primären Phoephat und dem Metalloxyd oder Silikat, der Behydrati«ierung«temperatur, «owie der Dehydrati«ierung«zeit, dem Wa««er:Pulverveihärtni«, der umgebenden Temperatur und dgl. ab. Sie Pig. 27 gibt die Wirkung de« Mi«chverhältnieee« zwischen dem Phoephat und dem Oxyd auf die Abbindegeechwindlg· - keit de« Zemente« wieder. Sie Beetandteile «ind Monooaloiumpho«phat, da« 30 Minuten lang bei 240⁰C dehydratiaiert worden ist, «owie Zinkoxyd-Klinker ρulTer. Sie Fig. 28 gibt die Wirkung der Pulverielerung«· zeit de« Sehydratiderten primären Phoephate« wieder, und die Pig. 29 zeigt die Wirkung der Sehydratieierungetemperatur auf die gleiche Masse. Sie Pig. 30 zeigt die Wirkung der umgebenden Temperatur auf die Ma««e. Sie Pig. 31 zeigt die Wirkung dee Waaeer:PulTerrerhaMtni««e« in der Ma««e, und die Pig. 32 zeigt die Wirkung de« Hi«chverhältnieee« auf die Abbindegaeohwindigkeit dee Zemente«. In der

^ Pig. 32 gibt ein Kurven zug eine Erläuterung eine« Aue führ ungebei- ω epiele« wieder, bei dem 18 ml Waeeer zusammen mit 100 g Pulver ange-

^ wandt werden, dae durch Behandeln von Phoephorit mit Phosphorsäure ο

und Dehydratisieren hergestellt worden ist, und der andere Kurvenzug entspricht dem Waeeer:Pulververhältnis von 15:100. In aen Pig. 27,28, 29, und 32 «teilt die waagerechte Aohse die Zeit lx> Minuten und die senkrechte Aoh«e die Shore A Härte dar. In den Pig.

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30 und 31 etelit die wiedergegebene Abbindezeit diejenige dar, die zum Breielen einer Shore A Härte von 100 erforderlich ist.

- In einigen Fällen wäre ee zweckmäßig, die Abbindegeechwindigkeit dieser normalerweise eohnell abbindenden Zemente zu verzögern. Wenn diee zweckmäßig iet_t wird vorgeschlagen, Produkte, wie Borax, Boreäure, eekundäree latriumphosphat, Vatriumohlorid oder Gips zuzueetsen. Borax verzögert z.B. die Abbindegeeohwindigkeit um etwa 10 Minuten» and die anderen Produkte um wenigetene mehrere Minuten.

Die Fig« 33 selgt die Veränderung dee pg-Wertee, wie er während dee Abbinden« der srfindangsgemäßen Phoephatzemente auftritt. Die epesifieohen Aueführungebeiepiele eind hierbei Zemente, die durch Termieohen rereohiedener Mengen von Monooalolumphoephat und Zinkoxyd· Klinker auegebildet werden. Anhand der Kurven züge ergibt eich, daß je großer die Menge an Phoephat, je niedriger der pg-Wert. Die Fig. 34 selgt den Prozenteatz an Zersetzung dee abgebundenen Material β, wie ee vermittele Einbringen dee Zementgemieohee in einen thermoetatieoh gesteuerten Ofen feetgeeteilt wird, nachdem daeeelbe 3 Minuten nach 1 mintttlgem Mischen gehalten worden iet. Das Produkt verbleibt In dem Ofen 1 Stunde and wird sodann in deetilllertee Wasser bei 37*C eingetaucht und bei dleeer Temperatur 7 Tage lang ( gehalten.

Die Fig. 35 seigt die Veränderung dee p^-Wertee während des Abbindene in einer Zementmasse, die duroh Vermischen elnee mit Phoephor-

(O säure behandelten Phosphoritee mit Monoealuminiumsllikat in einem ο

J£ Verhältnis von 30x70 Gew. Teilen he*;eetellt worden iet.

^ω Es ist natürlich möglich, den eohnell abbindenden erfindungegemäßen Zement des Phosphattyps mit dem Zement dee Silikattype zu vermleohen um so eine Maeee su erhalten, die Eigenschaf zwieohen denjenigen der zwei Zemente liegen.

um so eine Maeee su erhalten, die Eigenschaften aufweiet, welohe

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Die Erfindung wird In folgenden weiterhin bei«piel«wei«e erläutert!

Beispiel 1

Ee wird Monocaloiumphoephat bei einer Temperatur τοη 24O°C 30 Minuten lang dehydrat ieiert. Ee werden Teilchen Ddt einer Teilchengröße entsprechend einer lichten Maechenweite τοη 0,074 am de« Phoephatealzee mit einem Ueberzug au« 10# Zinkhydroxyd und 9t Fho«phor«äur· bezogen auf dae Gewicht der Monocaloiumphoephatteilchen, übersogen. Dieeee überzogene Pho«phatmaterial wird mit einem Zinkoxydklinker kombiniert, der auf eine Temperatur τοη 125O°C erhitzt worden i«t und eine Teilchengröße entepreohend einer lichten Maeohenweite τοη 0,037 mm aufweiet. Da« Yerhältni« τοη Pho «phat zu Klinker beträgt 41 zu 59 Gew. Teilen und der Zement wird Termittel« Zugabe τοη 20 ml Waeeer pro 100 g de« Termi«oH»n Pulvere hydratieiert. Der Zement beeitzt eine Abbindezeit τοη 4 Minuten und zeigt weiße Farbe· Der- «elbe welet eine Druokfeetigkeit τοη 900 kg/om nach 1 Stunde und eine Druokfeetigkeit τοη 1200 kg/om naoh 24 Stunden auf·

Beiepiel 2

E« wird ein Monomagne«iumphoephat bei 200⁰C 30 Minuten dehydratl- «iert· Sodann wird daeeelbe mit dem im Beiepiel 1 angegebenen TJeberzug überzogen und daeeelbe mit Zinkoxyd in genau der gleichen Weiee wie im Beiepiel 1 angegeben, kombiniert. Da« Material bindet in 4 Minuten ab, weiet eine weiße Farbe auf und eine Druokfeetigkeit τοη 800 kg/om nach 1 Stunde und eine Druckfestigkeit τοη 1000 kg/cm

C₀ nach 24 Stunden.

co Beiepiel "5

<*> Ee wird Monoaluminiumpho«phat bei einer Temperatur τοη 180°0 30 Mi- ^ nuten dehydratielert. Daeeelbe wird «odann mit Zinkhydroxyd-Phosphor

ο «äure-Gemieoh wie im Beiepiel 1 Überzogen und mit Zinkoxyd-Klinker ot>

kombiniert. Der erhaltene Zement bindet in 4 Minuten ab und let weiß Derselbe weiet eine Druokfeetigkeit τοη 1000 kg/cm* nach 1 Stunde und 1300 kg/cm nach 24 Stunden auf. - 17 -

-i₇- H71243

Beispiel 4

Es wird Monotitanphosphat mit einer Teilchengröße entsprechend einer liohten Maschen we it β τοη 0,074 mm mit Zinkoxyd-Klinker kombiniert, der bei einer Temperatur τοη 1250°C behandelt worden ist. Das Zinkoxyd weist eine Teilchengröße entsprechend einerlichten Maschenweite τοη 0,037 mm auf. Diese beiden Materialien werden in einem Verhältnis τοη 41 Teilen Phoephat zu 59 Teilen Zinkoxyd kombiniert und es werden 15 g Wasser zwecke Hydratisieren τοη 100 g des Termiechten Pulrers angewandt. Der Zement weist eine Abbindezeit τοη 5 Minuten auf und ist weiß. Derselbe besitzt eine Druckfestigkeit τοη 800 kg/ cm nach 1 Stunde und 1000 kg/cm nach 24 Stunden.

Beispiel 5

Es wird Monoohromphosphat alt einer Teilchengröße entsprechend einer lichten Maeohenweite τοη 0,074 mm mit einem Magnesiumoxyd-Klinker kombiniert, der bei einer Temperatur τοη 1250⁰C behandelt wurde und eine Teilchengröße entsprechend einer lichten Maeohenweite τοη 0,037 mm besitzt. Das MisohungsTerhältnis beträgt 43 Teile Phoephat zu 57 Teilen Magnesiumaxyd· Das Material wird bei einem Wasser: Pulrer Verhältnis τοη 15 ml Wasser pro 100 g PulTer hydratislert· Die Abbindezeit des Zements beträgt 3 Minuten· Derselbe zeigt eine ' röJrlich-Tiolette farbe und eine Druckfestigkeit τοη 900 kg/pm nach 1 Stunde und1100 kg/om nach 24 Stunden.

Beispiel 6 ο ·> Bs wird Mono mang an phosphat mit einer Teilchengröße entsprechend

einer liohten Maeohsnwelte τοη 0,074 mm mit Magnesiumoxyd einer

' Teilchengröße entsprechend einer liohten Maeohenweite τοη 0^038 mm

> kombiniert. Das Magnesiuaoxyd wird bei einer Temperatur too 1250·C

> behandelt. Da« Verhältnis τοη Phosphat zu Magnesiumoxyd beträgt

45 zu 55. Der Zement wird unter Anwenden τοη 15 ml Wasserpt^ 100 g PulTer aufgearbeitet. Dereelbe weist eine Abbindezeit τοη 4^!Minuten und eine sehr hell ro es larbe auf. BADORiQINAL " ^le "*

U71243

Der Zement weist eine Druokfestakelt von 1000 kg/cn nach 1 Stun

und 1300 kg/cm n-ach 24 Stunden auf.

Beispiel 7

E« wird Monoeieen-II-phosphat mit einer Teilchengröße entsprechen einer lichten. Maschenweite von 0,074 mm mit 4 Tonerde einer Teilchengröße entsprechend einer lichten Maschenweite von 0,038 mm ko biniert, die bei einer Temperatur von 1350°0 behandelt worden ist Daβ Verhältnis von Phosphat zu Tonerde beläuft «ich auf 45 zu 55
und da« Wasser:Pulver Verhältnis auf 15:100· Der Zement bindet in 4 Minuten ab und zeigt hellbraune Farbe· Me Druckfestigkeit desselben beträgt 900 kg/cm nach 1 Stunde und 1200 kg/cm nach 24 S den.

Beispiel 8

Es wird Monokobaltphosphat einer Teilchengröße entsprechend einer lichten Maschenweite von 0,074 nun mit Tonerde in der im Beispiel
angegebenen Weise kombiniert, wobei die gleichen Anteile und das
gleiche Wasser:Pulver Verhältnis angewandt wird. Der erhaltene
Zement bindet in 4 Minuten ab und ist rötlich-violett· Derselbe
weist eine Druckfestigkeit von 900 kg/cm nach 1 Stundeund 1200 k cm naoh 24 Stunden auf.

Beispiel 9

Ee wird Mononickelphosphat «iner Teilchengröße entsprechend einer lichten Hasohenweite von 0,074 mm mit der in den vorangehenden Be

«ο spielen angegebenen Tonerde kombiniert. Die Verhältnisse sind die ο

gleichen wie oben beschrieben· Der Zement bindet in 5 Minuten ab

und ist gelblich-grün. Die Druckfestigkeit beträgt 8003g/cm nach 1 Stunde und 1100 kf/oa nach 24 Stunden«

BAD ORIGINAL - 19

COPY

H71243

— Xy —

Beispiel 10

Ε« wird Mono kupfer phosphat einer Teilchengröße von 0,074 mm l.M. mit Bariumoiyd einer Teilchengröße von 0,038 mm l.M. in einem Verhältnis von 47 Teilen Phosphat zu 53 Teilen Bariumoxyd kombiniert Das Bariftaoxyd ist bei einer Temperatur von 135O⁰O behandelt worden. Da« Wasβer!Pulver-Verhältnis beträgt 15 ml Wasser pro 100 g Pulver.

Der Zement weist eine Abbindezelt von 5 Minuten und eine blaugrüne

, a Farbe auf· Der Zenent weist eine Druokfestigkeit von 800 kg/cm na 1 Stunde und von 1000 kg/oη η«oh 24 Stunden auf.

Ee wird Monozinkphosphat einer Teilchengröße von 0,074 mm l.M. mit Bariumoxyd der Art und Verhältnisse trie im Beispiel 10 beschrieben, kombiniert. Der erhaltene Zement bindet in 3 Minuten ab, ist weiß und zeigt eine Druckfestigkeit von 1100 kg/cm nach 1 Stunde und 1500 kg/o» nach 24 Stunden.

Ee wird Monosilberphosphat einer Teilchengröße von 0,074 mm l.M. nit den in Beispiel 10 beschriebenen Bariumoxyd in der gleichen, wie oben angegebenen, Weise kombiniert. Der Zement weist eine Abbindeaeit von 5 Minuten Auf, ist gelb und zeigt eine Druokfestigkeit von 800 kg/cm nach 1 Stunde und 1000 kg/οa nach 24 Stunden.

Es wird Monocadsiiuaphosphat einer Teilchengröße von 0,074 na l.M.

° mit einem Gead.sch aus gleichen molaren Anteilen Zinkoxyd und Eisen- ^ Ill-oxyd, die bei einer Temperatur von 1200⁰C vorbehandelt worden

\ sind, kombiniert. Di· Phosphat- und Oxydteilchen werden in gleichen ο

ro Teilen kombiniert. Der Zement wird unter Anwenden von 15 ml Wasser ο

pro 100 Teile der kombinierten Pulver aufgearbeitet. Der Zement weist eine Abbindezeit von 5 Minuten auf, 1st weiß und zeigt eine Druckfestigkeit von 800 kg/cm* nach 1 Stunde und 1000 kg/cm« nach 24 Stunden. . - 20 -

copy S

Beisaiel IA

£8 nird Mono*inn-II-pho«phat einer Teilchengröße von 0,074 bui l.M. mit dem im vorhergehenden Beispiel be«chriebenen Zinkoxyd-Eisen-ΙΪΙ-oxyd-Gemisoh in der oben beechriebenen Wei«e kombiniert. Der Zement bindet in 5 Minuten ab und i«t «reiß. Sie Druckfestigkeit beträgt 900 kg/cm nach 1 Stunde und 1100 kg/cm nach 24 Stunden*

Beispiel 15

Dee im Beispiel 13 angewandte Monooadmiumphosphat wird duroh Monoantimonphosphat ersetzt, wobei die Bedingungen die gleiohen eine Der erhaltene Zement bindet in 5 Minuten in ein weiße« Produkt ab. Die Druckf eetigkeit beträgt 800 kg/cm nach 1 Stunde und 1000 kg/c* nach 24 Stunden.

Beispiel 16

Ee wird Monobariumphoephat einer Teilchengröße von 0,074 mm 1.M. mit einem Gemisch au« 2 Teilen Zinkoxyd und 1 Teil Magnesiumoxid kombiniert, wobei da« Gemieoh bei einer Temperatur von 1200*0 behandelt worden i«t. Da« Zinkoxyd-Magneeiumoxyd-Gemisoh weist eine Teilchengröße entsprechend einer lichten Maschenweite von 0,036 mm auf. Ee werden gleiche Gewiohteteile Phosphat und Oxydpulver angewandt. Das Wasser:Pulver Verhältnis beträgt 20 ml pro 100 g. Der Zement bindet in 4 Minuten ab und ist weiß. Die Druckfestigkeit beträgt 900 kg/cm nach 1 Stunde und 1200 kg/cm nach 24 Stunden.

Beispiel 17 Das Monobariumphoephat des vorhergehenden Beispiels wird durch

oo Monobleiphosphat ersetzt. Die Bedingungen waren die gleichen, wie

to oben angegeben. Der Zement bindet in 5 Minuten ab und ist weiß. Die U Druckfestigkeit beträgt 800 kg/om nach 1 Stunde und 1000 kg/cm

Q₀. nach 24 Stunden.

- 21 -

-21- H71243

Beispiel 18

Sa« Phosphat dieses Beispiel« i«t ein Gemisch einer Teilchengröße entsprechend einer lichten Maschenweite von 0,074 nun au« primären Phosphaten, die Termittele Behandeln natürlich auftretender Phosphaterze, die CaIoium, Eisen- und Aluminiumsalze enthalten, mit Phosphorsäure erhalten «erden· !Das Material wird mit dem im Beispiel 16 angegebenen Zinkoxyd-Magnesiuaoxyd-Gremisch in einem Verhältnis Ton 40 Teilen Phosphat zu 60 Teilen Oxydgemisoh kombiniert. Das Wasser:Pulver Verhältnis beträgt 15:100. Der Zement bindet in 3 Hinuten ab und zeigt eine hellblau-grüne Farbe, die praktisch weiß ist. Das Material weist eine Druckfestigkeit τοη 1000 kg/cm nach 1 Stunde und 1300 kg/cm nach 24 Stunden auf.

Beispiel 19

Es wird Monocalciumphosphat bei einer Temperatur von 240⁰C 30 Minuten dehydratisiert. Die Teilchen werden mit einem Ueberzug aus Zinkhydroxyd und Phosphorsäure wie in Beispiel 1 angegeben, überzogen. Die überzogenen Teilchen werden mit einem 2 molekulare Anteile Zinkoxyd pro molekularer Anteil Kieselerde enthaltenden Zinksilikat einer Teilchengröße entsprechend einer lichten Haschenweite von 0,050 mm kombiniert. Das Silikat wurde bei einer Temperatur von '

135O°C vorbehandelt und es werden 70 Teile Phosphat mit 30 Teilen Silikat kombiniert. Das Wasser:Pulver Verhältnis beträgt 20:100. Der Zement bindet in 8 Hinuten ab und ist weiß. Die Druokfe· tigkeit

^ beträgt 1200 kg/cm nach 1 Stunde und 1600 kg/cm nach 24 Stunden. z>

■° Beispiel 20

^ Es wird Monomagnesiumphosphat bei einer Temperatur yon 200⁰C 30 Minu-■z) ten iehydratisiert. Dasselbe wird sodann mit dem Zinkhydroxyd-Phos-

=> phorsäure Ueberzug nach Beispiel 1 überzogen und mit einem Aluminium·

silikat fliehte Maschenweite 0,050 mm) das gleiche molekulare Anteile Tonerde und Kieselerde aufweist, kombiniert. Das Silikat wurde bei einer Temperatur τοη 135O⁰C Torbehandelt. Beide Materialien wer-

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den in einem Verhältnis von 70 Teilen Phosphat zu 30 Teilen Silikat kombiniert und es wird ein Wasser:Pulver Verhältnis von 20:100 angewandt. Der Zement bindet in 10 Minuten ab und zeigt eine weeen liehe Transparenz. Die Druckfestigkeit beträgt 1100 kg/om naoh 1 Stunde und 1400 kg/cm nach 24 Stunddn .

Beispiel 21

Es wird ein Monoaluminiuaphosphat bei einer Temperatur von 180°0 30 Minuten dehydratisiert. Dasselbe wird sodann überzogen und mit dem Aluminiumsilikat in genau der gleichen wie im vorhergehenden Beispiel beschriebenen Weise kombiniert. Der erhaltene Zement bindet in 11 Minuten ab und zeigt ausgezeichnete Transparenz. Die Druokfestigkeit beträgt 1500 kg/cm nach 1 Stunde und 2000 kg/cm nach 24 Stunden.

Beispiel 22

Es wird Monotitanphosphat mit einer Teilchengröße entsprechend ein - lichten Maschenweite von 0,074 mm mit einem zwei moleklare Anteile Calciumoxyd pro Molekularanteil Kieselerde aufweisenden Calciumsilikat (0,050 mm l.M.) kombiniert. Das Silikat wurde bei einer Temperatur von 135O°O vorbehandelt, und wird-mit Phosphat in einem Verhältnis von 70 Teilen Phosphat zu 30 Teilen Silikat kombiniert. Das Wasser:Pulver Verhältnis beträgt 16:100. Der Zement bindet in 7 Minuten in weißer Farbe ab. Die Druckfestigkeit beträgt 1100 kg/ om nach 1 Stunde und 1400 kg/cm nach 24 Stunden.

ίο Beispiel 23

to Ss wird Monochromphosphat mit einer Teilchengröße von 0,074 mm l.M

^ω mit dem Calciumsilikat des vorhergehenden Beispiels kombiniert. to ■

ο Es werden 65 Gew.Teile Phosphat zu 35 Gew. Teilen Silikat und ein

ο Wasser :Pulver Verhältnis von 16:100 angewandt. Der Zement bindet Ii

6 Minuten ab und ist rötlich-violett«, Die Druckfestigkeit beträgt 1300 kg/cm nach 1 Stunde und 1800 kg/cm nach 24 Stundeiu

COPY

Beispiel 24

Ee wird ein Monomanganphosphat einer Teilchengröße von 0,074 mm 1·Μ. mit einem 2 Molekularanteile Zinkoxyd pro Molekularanteil Kieseierde enthaltenden Zinkeilikat kombiniert· Da« Zinksilikat igt bei einer Temperatur von 135O°C vorbehandelt worden und weist eine Teilchengröße entsprechend einer lichten Maechenweite von 0,050 mm auf. E« werden 65 GewJTeile Phosphat pro 35 Gew. Teile Silikat angewandt. Das Wa««er«Pulver Verhältnis beträgt 16:100. Der so hergestellte Zenent weist eine Abbindezeit von 6 Minuten auf und ist «ehr hellro«a. Diο Druckfestigkeit beträgt 1800 kg/cm nach 1 Stunde und 2500 kg/cm nach 24 Stunden.

Beispiel 25

E« wird Monoeisen-III-phosphat einer Teilchengröße entsprechend Q,074 mm l.M. mit dem Zinksilikat des vorhergehenden Beispiels in den gleichen MeQg«α kombiniert. Der erhaltene Zement bindet in 7 Minuten ab und i«t hellbraun. Die Druckfeetigkeit beträgt 1500 kg/ om naoh 1 Stunde und 2000 kg/cm nach 24 Stunden.

Beispiel 26

E« wird Monokobaltphoephat einer Teilchengröße entsprechend 0,D74 mn 1.M. mit Aluminiumsilikat einer Teilchengröße entsprechend 0,050 mm l.M. in Mengen von 65 Teilen Phosphat pro 35 Teile Silikat kombiniert. Das Silikat wurde bei 135O°O vorbehandelt. Das Waster: Pulver Verhältnis beträgt 16:100. Der Zement bindet in 8 Minuten ab

co a

ο und igt rötlich-violett. Die Druckfestigkeit beträgt I300 kg/cm

co _a

ro naoh 1 Stunde und 1800 kg/cm nach 24 Stunden. U) CaJ

^ Beispiel 27

f° Das Monokobaltphoephat nach Beispiel 26 wird unter den gleichen Bedingungen durch Mononickelphosphat ersetzt. Der erhaltene Zement bindet In 12 Minuten ab und ist gelblich-grün. Die Druckfestigkeit beträgt I3OO kg/cm* nach 1 Stunde und 1700 kg/cm« nach 24 Stunden.

- 24 COPV

Beispiel 28

fig wird Monokupferph.osph.at einer Tel Ich. en größe entsprechend 0,074 l.M. mit 3 Molekularanteile Tonerde zu 2 Molekularanteilen Kieselerde enthaltendem Aluminiumsulfat einer Teilchengröße entsprechend 0,050 mm l.M. kombiniert. Dag Gewichtβverhältηie Phosphat:Silikat beträgt 70:30, Das Wasser:Pulver Verhältnis beträgt l#:100. Der go hergestellte Zement bindet in 10 Minuten ab und ist grünlich-blau. Die Druckfestigkeit beträgt 1200 kg/cm nach 1 Stunde und 1800 kg/ cm nach 24 Stunden.

Beispiel 29

Es wird Monozinkphosphat mit 3 Molekularanteile Zinkoxyd zu 2 Molekularanteilen Kieselerde enthaltendem Zinksilikat kombiniert. Das Material wird auf 135O°C vorerhitzt, und weist eine Teilchengröße entsprechend 0,038 mm l.M. auf. Das Gewichtsverhältnis Phosphat: Silikat beträgt 70:30 und das Wasser:Pulver-Verhältnis 16:100. Dieses Material bindet in 7 Minuten ab, ist weiß und wesentlich transparent. Die Druckfestigkeit beträgt 1800 kg/cm nach 1 Stunde und 2500 kg/cm nach 24 Stunden. Dieses Material stelle eine ausgezeichnete Kombination von Festigkeits- und Transparenzeigenschaften dar.

* Beispiel 30

Es wird Monosilberphosphat mit 3 Molekularanteile Calciumoxyd pro 2 Molekularanteile Kieselerde enthaltendem CaIcturnsilikat kombiniert Das Silikat wird auf eine Temperatur von 135O⁰C erhitzt. Das Gewiohtsverhältnis von Phosphat:Silikat beträgt 65:35 und das Waseer: S Pulver Verhältnis 16:100. Dieser Zement bindet in 10 Minuten ab und

OO g

ω ist gelb. Die Druckfestigkeit beträgt 1200 kg/cm nach 1 Stunde und ω _a

"^ 1600 kg/cm nach 24 Stunden.
ο

- 25 -

Beispiel 31

Das Monosilberphosphat nach Beispiel 3 wird durch Monocadmiumphosphat ersetzt, wobei alle Bedingungen die gleichen sind. Der erhaltene Zement bindet in 10 Minuten ab und ist weiß. Die Druckfestigkeit beträgt UOO kg/cm nach 1 Stunde und 1500 kg/cm nach 24 Stunden.

Beispiel 32

Es wird Monoζinn-II-phosphat mit einem 2 Molekularanteile Zinkoxyd pro Molekularenteil Kieselerde enthaltenden Zinksilikat kombiniert. Das Silikat wird bei einer Temperatur von 135O⁰C vorbehandelt. Das Phosphat:Silikat Verhältnis beträgt 65:35 und das Wasser:Pulvef Verhältnis 16:100. Der so hergestellte Zement bindet in 8 Minuten ab und ist weiß. Die Druckfestigkeit beträgt 1500 kg/cm nach 1 Stun

. a
de und 2000 kg/om nach 24 Stunden.

Beispiel 33

Monoantimonpohsphat wird mit 2 Molek&laranteile Mag'sesiumoxyd pro Molekularanteil Kieselerde enthaltendem Magnesiumsilikat kombiniert. Das Silikat wird bei 135O°C vorbehandelt. Das Verhältnis Phosphat: Silikat beträgt 70:30 und das Wasser .-Pulver Verhältnis 16:100. Der so hergestellte Zement bindet in 9 Minuten ab und ist weiß. Die Druckfestigkeit beträgt 1200 kg/cm nach 1 Stunde und 1500 kg/

a
cm nach 24 Stunden.

Beispiel 34
. Monobariumphosphat wird mit 3 Molekularanteile Magnesiumoxyd zu

o 2 Molekularanteilen Kieselerde enthaltendem Magnesiumsilikat kombi-

do niert. Das Silikat wird bei einer Temperatur von 155O⁰C vorbehandelt u>

^ω Das Verhältnis Phosphat:Silikat beträgt 70:30 und das Wasser:Pulver ° Verhältnis 16:100. Der Zement bindet in 8 Minuten ab und ist weiß. » Die Druckfestigkeit beträgt 1300 kg/cm nach 1 Stunde und 1500 kg/

a
cm nach 24 Stunden.

- 26 -

Bejqpiel 55

Monobleiphosphat wird mit gleiche äquimolare Anteile Bariumoxyd und Kieselerde enthaltendem Bariumeilikat kombiniert· Da« Gerichte-Verhältnis von Phosphat zu Silikat beiträgt 65:35 und das Wasser: Pulver Verhältnis 16:100. Der so hergestellte Zement bindet in 12 Minuten ab und ist weiß. Die Druckfestigkeit beträgt 1100 kg/cm nach 1 Stunde und 1400 kg/cm nach 24 Stunden.

Beispiel 56

Das gemischte primäre Salz des Beispiels 18 wird mit einem 3 molare fe Anteil Zinkoxyd pro molarem Anteil Kieselerde enthaltendem Zinksilikat kombiniert. Das Silikat wird bei einer Temperatur von 1350⁰C erhitzt. Das Verhältnis Phosphat:Silikat beträgt 70:50 und das Wasser:Pulver Verhältnis 16:100. Aus diesem Material wird ein Zement erhalten, der in 10 Minuten abbinddt und weiß ist_f sowie

s gute Transparenz zeigt. Die Druckfestigkeit beträgt 1800 kg/cm nach

1 Stunde und 2500 kg/cm nach 24 Stunden.

Aus dem obigen ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Zementmassen, die Phosphat und/oder Silikat enthalten, gleiche Abbindemechaniemen aufweisen, wobei das chemische Gleichgewicht des primären Salzes gestört wird und hierdurch ergibt eich-, ein wasserabbindbares Orthophosphat und freie Phosphorsäure, die sich mit dem Metalloxyd umsetzt. Das wasserabbindbare Orthophosphat führt zu einen mechanisch festen abgebundenen Material, indem dasselbe durch den Zustand wässriger Sole, Gelieren und abschließende allmähliche Umwandlung in die kristalline Form oder einen höhermolekularen Zustand geführt wird.

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Bemerkung ι

Bezüglich der Zeichnungen Flg. 1 bie 18 finden die folgenden gleichen Bedingungen Anwendung!

Gewicht der Probe 400 mg Standard- Mutter Al₁O, Thermoelement ······ ····· PR- 13 Erhitsungageechwindigkeit ............ 6°C/min. DiagraiBBgeechwindigkeit .···. · 0,3 ca/min. Atmosphäre ··..·····.··· Luft

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Claims (1)

1· Verfahren zum Herstellen einer mit Wasser schnell abbindenden Zementmasse, daduroh gekennzeichnet, daß. ein Fhoephat eine« mehr*»*« tigen Metalle der dritten bi« elften Gruppe dee Periodischen Sy- «tems bei einer Temperatur von 150-35O⁰C dehydratieiert und eοdann dae eo erhaltene dehydratieierte Phosphat mit einer oaloinierten Metallverbindung vereinigt wird, die aue der Gruppe, bestehend au« Oxyden und Silikaten eines Metalle ausgewählt ist, dae aue der dritten bis elften Gruppe dee Periodischen Systems ausgewählt iet.

* 2· Verfahren naoh Anspruch 1» daduroh gekennzeichnet, daß da« in

Anwendung kommende Phosphat ein Phosphat eine« mehrwertigen Metall« mit einer Atom zahl von 20 bis 30 iet.

3. Verfahren naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß da« angewandte Phosphat ein Orthophosphat ist.

4. Verfahren naoh einem der vorangehenden Ansprüche, daduroh gekenn zeichnet, daß dae Phosphat in einer Konzentration de« 0,25- bi« 2,5-faohen der Menge der vorliegenden caloinierten Metallverbindung vorliegt.

5« Verfahren naoh einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kenn zeichnet, daß bei Anwenden eines Phosphates eines mehrwertigen Metall« mit einer Atomzahl von 20 bis 30 dasselbe bei einer Temperatur von 200 bie 300⁰C dehydratieiert wird.

JfJ 6· Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwen

J£ den einee Phosphates eines mehrwertigen Metalle mit einer Atomzahl

co von 20 bi« 30 dasselbe bei einer Temperatur von 150 bie 250°C dehy- ό drat ie ie rt wird.

oo 7. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwenden eine« Phoephates einee mehrwertigen Metall« mit einer Atomzahl von größer al« 30 dasselbe bei einer Temperatur von '250 bi« 35O°C

dehydratliiert wird.

8. Verfahren nach einen der vor angehend du Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß da« Phosphat mit einem die Hygroskopizität verringern^ den Ueberzug üb ere og en wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, daduroh gekennzeichnet, daß al« Ueber-2Ug ein Metallhydroxyd oder Metalloxyd angewandt wird·

10. Verfahren naoh An«pruoh 8, daduroh gekennzeichnet, daß ale Ueber zug Zinkhydroxyd oder Zinkorthophoephat angewandt wird.

11· Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein da« Abbinden verzögernde« Mittel angewandt wird. I

12. Verfahren nach An«pruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß al« da« Abbinden verzögernde« Mittel Borax angewandt wird,

13· Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zjua Her« te Ilen de« eohnell abbindenden Zemente« sowohl ein Metalloxyd al« auch ein Metalleilikat angewandt wird·

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iff

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