DE1569986C3

DE1569986C3 - Klebstoff auf Basis eines Harnstoff-Formaldehyd-Harzes

Info

Publication number: DE1569986C3
Application number: DE19611569986
Authority: DE
Inventors: Frank Arthur Henry Ilford Essex Batley; Frank Great Shelford Cambridge Bird
Original assignee: Ciba ARL Ltd
Current assignee: Ciba ARL Ltd
Priority date: 1960-03-31
Filing date: 1961-04-01
Publication date: 1975-05-22
Also published as: DE1569986A1; BE602040A; GB943090A; DK105042C; DE1569986B2

Description

Dekorative Tafeln oder Platten ausmPlastik-Schichtstoffen, Hartfaserplatten, Spanplatten oder Sperrholz, die für die Verkleidung \on Konstruktionselementen in Gebäuden besonders geeignet sind, werden gewöhnlich in relativ großen Formaten, beispielsweise 2,75 m · 1,25 m geliefert. Bekannte Verfahren, solche Platten zu befestigen, beruhen auf der Verwendung von chennelierten Abschnitten, jedoch sind diese relativ teuer und erfordern fachmännische Anlage und Bearbeitung. Klebstoffe können ebenfalls verwendet werden, jedoch ergeben die zur Verfügung stehenden Klebstoffe, die ausreichend billig sind, um für den besagten Zweck verwendet werden zu können, keine befriedigende Bindungsfestigkeit.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen billigen Klebstoff zu entwickeln, der im ungehärteten Zustand Klebkraft aufweist und eine hohe strukturelle Festigkeit besitzt, wenn der Härtungsprozeß abgeschlossen ist. Die Klebstoffe sind besonders brauchbar, um Platten oder Tafeln an bauliche Konstruktionselemente, insbesondere an Ziegelsteinwände und Decken, zu binden, weil die Klebkraft oft ausreicht, die Tafel oder Platte an ihrem Platz zu halten, während der Härtungsvorgang abläuft, und so umständliche Befestigungsmittel bzw. Haltevorrichtungen überflüssig macht.

Gegenstand der Erfindung ist ein Klebstoff aus einer alkalisch reagierenden Mischung aus einem Kunstharz und einem Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Flarnstoff-Formaldehyd-Harz, das nicht vollständig löslich in Wasser ist, sich jedoch durch Zugabe von Wasser in eine Art Sirup überführen läßt, und einem alkalisch reagierenden Füllstoff bzw. Füllstoffgemisch oder einem Gemisch aus einem inerten wasserunlöslichen Material und einer wasserlöslichen alkalischen Substanz sowie gegebenenfalls einem wasserlöslichen Cellulosederivat besteht, wobei das Gewichtsverhältnis von Harznzu Füllstoff zwischen 1:20 und 1:1 liegt.

Die Erfindung unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, daß die Härtung unter alkalischen Bedingungen stattfindet, während Harnstoff-Formaldehyd Klebstoffe, die Füllmittel enthalten, gewöhnlich unter sauren Bedingungen gehärtet werden und in dem ungehärteten Zustand nicht klebrig sind.
Die Alkalität der Mischung kann sich aus dem Füllstoff ergeben oder aus einer Komponente des Füllstoffes, beispielsweise wenn Zement oder Kalk verwendet wird, oder aber, wenn Füllstoffe, wie Porzellanerde, Sand, Quarzstaub, Kalk, Gips oder HoIzmehl, verwendet werden, die in Wasser keine alkalische Reaktion geben, muß eine alkalische Substanz, z. B. Natriumhydroxyd, zu der Mischung zugegeben werden. Es versteht sich, daß Füllstoffe, die in Wasser eine alkalische Reaktion ergeben und Füllstoffe, die eine praktisch neutrale Reaktion zeigen, miteinander vermischt verwendet werden können; in diesem Fall kann es notwendig sein, der verdünnenden Wirkung des neutralen Füllstoffes durch Zugabe von Alkali, z. B. Ätznatron, zu der Mischung entgegenzuwirken.

ao Die bevorzugten Füllstoffe sind Mischungen von Sand und Zement oder Quarzmehl und Zement, in denen das Verhältnis von Sand oder Quarzmehl zu Zement im Bereich von 1: Imbis 6:1 liegt.

Eine weitere Klasse neutraler Füllstoffe, die sich mit Vorteil in die Mischung aufnehmen lassen, sind fasrigc Füllstoffe, z. B. Asbestfasern oder Cellulosefasern. Diese dienen dazu, das Fließen der ungehärteten Masse zu verzögern und sind besonders brauchbar, wenn dicke Schichten auf nicht horizontale Oberflädien aufzubringen sind. Wasserlösliche Cellulosederivate können zugegeben werden, um diesen Effekt zu verstärken.

Eine wesentliche Forderung an das Harnstoff-Formaldehyd-Harz, das als Bestandteil der erfindungsgemäßen Klebmasse verwendet werden soll, besteht darin, daß es nicht vollständig löslich in Wasser sein darf. Massen, die aus Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten relativ niedrigen Melokulargewichtes, die im Gemisch mit Füllstoffen der im vorstehenden angegebenen Arten vollständig wasserlöslich sind, hergestellt wurden, besitzen nicht die Klebkraft und liegen nicht im Bereich der Erfindung. Die Harnstoff-Formaldehydharze, die zur Verwendung in dem Klebmittel gemäß der Erfindung geeignet sind, lassen sich durch Zugabe getrennter Mengen Wasser in eine Art Sirup umwandeln, jedoch zeigt sich die Unlöslichkcit des Harzes, indem es ausfällt, wenn kleine Mengen des Sirups zu großen Mengen Wasser zugesetzt werden.

Mischungen von trockenem Harz und Füllstoffen können gelagert werden, und das Bindemittel läßt sich bereiten, indem unmittelbar vor der Verwendung soviel Wasser zu der trockenen Mischung zugesetzt wird, daß eine Masse der geforderten Konsistenz entsteht, ober aber indem der Füllstoff zu einem wäßrigen Harz-Sirup zugesetzt wird.

Das Verhältnis von trockenem Harz zu Füllstoff soll im Bereich von 1:20 bis I: I und vorzugsweise im Bereich von 1:8 bis 1: I liegen, als Gewichtsverhältnis ausgedrückt. Wenn ein Harzsirup verwendet wird, muß das anwesende Wasser berücksichtigt werden, wenn das Gewicht an Füllstoff bestimmt wird, das zu der Gewichtseinheit Sirup zugesetzt werden soll.

Harze, die mit üblichen Mengen von Säure oder säureabgebenden Härtungsmittcln, z. B. Ammoniumchlorid oder Phosphat versetzt worden sind, können verwendet werden, jedoch wird die Säure des Härtungsmittels durch den alkalischen Füllstoff neutralisiert und erfüllt keinen brauchbaren Zweck.

Klebstoffe gemäß der Erfindung sind besonders geeignet, um Tafeln, Platten oder ähnliche Materialien an Bauelemente zu binden.

Der Klebstoff kann ganz über eine Oberfläche verstrichen werden an die eine Platte oder Tafel befestigt werden soll oder kann auch an einzelnen Stellen mit geeigneten Zwischenräumen aufgetragen werden. Jede Schichtstofftafel oder Faserplatte kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Klebstoffe an geeigneten Bauelementen befestigt werden.

Beispiel 1

Eine Masse gemäß der Erfindung wurde hergestellt, indem die folgenden Bestandteile gründlich miteinander vermischt wurden:

60 Gewichtsteile von lehmfreiem, gewaschenem Kieselsäure-Sand, der bis auf Spuren durch ein Sieb von 2 mm Maschenweite geht und zu 99 5% auf einem Sieb-von 0 25 mm Maschenweite zurückgehalten wird
25 Gewichtsteile Portlandzement
15 Gewichtsteile eines handelsüblichen Harnstoff-Formaldehyd-Harzes das den Löslichkeitsforderungen entspricht
0,5 Gewichtsteile Asbestfaser η
0,2 Gewichtsteile Natriumsalz von Carboxymethylcellulose
15 Gewichtsteile Wasser.

Ein Maß für die Klebkraft dieser Masse nach der Härtung wurde erhalten indem die Zug-Scherfestigkeit von Holz-Holzverklebungen gemessen wurde die unter Verwendung der Masse als Klebstoff hergestellt worden waren. Dabei wurden 2\Ί cm von Buchefurnierreststücken mit den Abmessungen 100 -25-3 mm an einem Ende mit Klebstoff überzogen und die Stücke zusammengesetzt so daß eine Klebfläche von etwa 6 cm- entstand. Nach dem Zusammenfügen wurden die Stücke 12 Stunden mit 7 kg/cm² aufeinandergepreßt und dann ohne Druck weitere 14 Tage liegen gelassen bevor sie untersucht wurden. Der Mittelwert Jer Zug-Scherfestigkeit von 6 Verbindungen betrug i5 kg/cm-.

Beispiel 2

Eine andere Masse gemäß der Erfindung wurde hergestellt indem die folgenden Bestandteile gründlich miteinander vermischt werden:

40 Gewichtsteile Quarzmehl
30 Gewichtsteile Portlandzement
30 Gewichtsteile eines handelsüblichen Harnstoff-Formaldehyd-Harzes, das den Löslichkeitsforderungen entspricht
1,0 Gewichtsteile Asbestfasern
0,1 Gewichtsteile Natriumsalz von Carboxymethylcellulose
17,5 Gewichtsteile Wasser.

Wie für Beispiel 1 beschrieben, wurden unter Verwendung dieser Masse als Klebstoff Verbindungen hergestellt. Der Mittelwert der Zug-Scherfestigkeit von 6 solcher Verbindungen betrug 38 kg/cm².

Beispiel 3

Ein weiterer erfindungsgemäßer Klebstoff wurde hergestellt, indem die folgenden Bestandteile innig miteinander vermischt wurden:

60 Gewichtsteile Sand wie in Beispiel 1
24 Gewichtsteile Kaolin

15 Gewichtsteile eines handelsüblichen sprühgetrockneten Harnstoff-Formaldehyd-Harzes, das den Löslichkeitsforderungen entspricht
1 Gewichtsteil Natriumhydroxyd
0,5 Gewichtsteile Asbestfasern
0,1 Gewichtsteile Natriumsalz von Carboxymethylcellulose
15 Gewichtsteile Wasser.

Eine Holztafel wurde auf eine senkrechte Fläche aufgebracht, die mit dieser Masse bestrichen war. In Folge der Klebkraft der Masse blieb die Tafel auf der senkrechten Fläche haften, während die Masse aushärtete.

Beispiel 4

Ein erfindungsgemäßer Klebstoff wurde wie in Beispiel 3 hergestellt, jedoch wurden 20 Gewichtsteile Kaolin verwendet, und das Natriumhydroxyd wurde durch 5 Gewichtsteile Calciumhydroxyd ersetzt.

Claims

Patentansprüche:

1. Klebstoff aus einer alkalisch reagierenden Mischung aus einem Kunstharz und einem Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Harnstoff-Formaldehyd-Harz, das nicht vollständig löslich in Wasser ist, sich jedoch durch Zugabe von Wasser in eine Art Sirup überführen läßt, und einem alkalisch reagierenden Füllstoff bzw. Füllstoffgemisch oder einem Gemisch aus einem inerten wasserunlöslichen Material und einer wasserlöslichen alkalischen Substanz sowie gegebenenfalls einem wasserlöslichen Cellulosederivat besteht, wobei das Gewichtsverhältnis von Harz zu Füllstoff zwischen 1:20 und 1:1 liegt.

2. Klebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus Zement oder Kalk besteht.

3. Klebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserunlösliche Material faserförmig ist.