DE1571327B1

DE1571327B1 - Process for the production of lightweight components

Info

Publication number: DE1571327B1
Application number: DE1966B0088056
Authority: DE
Inventors: Eckhard Dr Bonitz; Frieder Hohwiller; Klaus Koehling
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1966-07-19
Filing date: 1966-07-19
Publication date: 1970-04-23
Also published as: BE700081A

Description

Es ist nach der deutschen Patentschrift 964 217 bekannt, Bauteile aus Mischungen aus schaumförmigen Kunststoffen, z. B. schaumförmigem Polystyrol und hydraulischen Bindemitteln wie Zement, Kalk oder Gips, herzustellen. Dieses Verfahren ist zum Herstellen von Leichtbauteilen jedoch ungeeignet, da diese bei Raumgewichten von kleiner als 700 kg/m3 unzureichende Bruchfestigkeiten haben. It is known from German patent specification 964 217, components from mixtures of foamed plastics, e.g. B. expanded polystyrene and hydraulic binders such as cement, lime or gypsum. This However, this method is unsuitable for the production of lightweight components, as this is the case with Volume weights of less than 700 kg / m3 have insufficient breaking strengths.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, (deutsche Auslegeschrift 1 266 680), Leichtbauteile aus Mischungen von vorgeschäumten Polystyrolteilchen, hydraulischen Bindemitteln und Epoxyharzen herzustellen. It has also already been suggested (German Auslegeschrift 1 266 680), lightweight components made from mixtures of pre-expanded polystyrene particles, hydraulic binders and epoxy resins.

Bei Raumgewichten von kleiner als 600 kg/m3 müssen die Epoxyharze jedoch in sehr großen Mengen, etwa in solchen um 100 kg/m3, verwendet werden, andernfalls sind auch hier die Festigkeiten unbefriedigend.For densities of less than 600 kg / m3, the epoxy resins must however, they can be used in very large quantities, e.g. around 100 kg / m3, otherwise the strengths are also unsatisfactory here.

Die Epoxyharze können auch in emulgierter Form verwendet werden, doch beeinflussen Fremdstoffe wie Emulgatoren die Eigenschaften der Leichtbauteile weiter ungünstig.The epoxy resins can also be used in emulsified form, however Foreign substances such as emulsifiers further influence the properties of the lightweight components unfavorable.

Es wurde nun gefunden, daß man Leichtbauteile aus vorgeschäumten Polystyrolteilchen, hydraulischen Bindemitteln und Epoxyharzen vorteilhaft herstellen kann, indem man die vorgeschäumten Polystyrolteilchen mit Epoxyharzen überzieht, die hydraulischen Bindemittel zumischt und nach Zugabe von Wasser die Mischung verformt. It has now been found that lightweight components can be made from prefoamed Advantageously produce polystyrene particles, hydraulic binders and epoxy resins by coating the pre-expanded polystyrene particles with epoxy resins, the hydraulic binding agent is mixed in and, after adding water, the mixture is deformed.

Man erhält Leichtbauteile mit hervorragenden Festigkeitseigenschaften. Mit Hilfe des erflndungsgemäßen Verfahrens ist es nunmehr möglich, auch technisch rationell Leichtbauteile herzustellen, in denen das hydraulische Bindemittel die schaumförmigen Polystyrolteilchen praktisch völlig umschließt. Außerdem ist es nicht mehr erforderlich, beim Herstellen von Leichtbauteilen mit Raumgewichten von unter 600kg/ Leichtbauteilen mit Raumgewichten von unter 600 kg/m3 das hydraulische Bindemittel durch Zugabe von Füllstoffen zu magern, da das Zementgefüge so fein verteilt ist, daß Spannungsrisse in der Regel nicht mehr entstehen. Nach dem Zumischen der hydraulischen Bindemittel mit den erfindungsgemäß behandelten schaumförmigen Polystyrolteilchen können die Baustoffe, d. h. die Ausgangsgemische zum Herstellen von Leichtbauteilen, unter üblichen Vorsichtsmaßnahmen praktisch unbegrenzt gelagert werden. Lightweight components with excellent strength properties are obtained. With the aid of the method according to the invention, it is now possible, also technically to efficiently produce lightweight components in which the hydraulic binder foam-shaped polystyrene particles practically completely encloses. Besides, it isn't more required when manufacturing lightweight components with densities below 600kg / lightweight components with densities of less than 600 kg / m3 the hydraulic binder to lean by adding fillers, as the cement structure is so finely divided that stress cracks usually no longer arise. After adding the hydraulic Binder with the expanded polystyrene particles treated according to the invention can the building materials, d. H. the starting mixtures for the production of lightweight components, can be stored practically indefinitely under normal precautionary measures.

Die Leichtbauteile werden hergestellt, indem man beispielsweise vorgeschäumte Polystyrolteilchen (0,5 bis 2,5 mm Durchmesser) in einem üblichen Mischer, bevorzugt wird ein waagerecht drehender Zwangsmischer, mit einer Polyepoxyverbindung, z. B. aus Polyglycidin des Diphenylacetons und p,p'-Diaminodicyclohexylmethan, die bereits einen Teil des Anmachwassers enthält, imprägniert. Das Verhältnis Polyepoxyverbindung-Anmachwasser ist zweckmäßig so aufeinander abgestimmt, daß die gesamte Menge von den zu imprägnierenden schaumförmigen Polystyrolteilchen aufgenommen wird. Beispielsweise werden für 1 kg Epoxyharz 51 Wasser verwendet und damit 1 m3 schaumförmiges Polystyrol imprägniert. The lightweight components are manufactured by, for example, pre-foaming Polystyrene particles (0.5 to 2.5 mm in diameter) in a conventional mixer, preferred a horizontally rotating compulsory mixer, with a polyepoxy compound, z. B. from polyglycidine of diphenylacetone and p, p'-diaminodicyclohexylmethane, which already contains part of the mixing water, impregnated. The ratio of polyepoxy compound to mixing water is expediently coordinated so that the entire amount of the to be impregnated foam-shaped polystyrene particles is added. For example, for 1 kg of epoxy resin 51 water was used to impregnate 1 m3 of foamed polystyrene.

Nach dem Imprägnieren wird das hydraulische Bindemittel zweckmäßig zugegeben, bevor das Epoxyharz auf den Teilchen ausgehärtet ist. Die so hergestellten Baustoffmischungen werden, gegebenenfalls nach Zusatz von Füllstoffen, anschließend in üblicher Weise mit dem erforderlichen Anmachwasser vermischt und die Mischung verformt.After the impregnation, the hydraulic binder becomes useful added before the epoxy resin has cured on the particles. The so produced Building material mixtures are then, if necessary after the addition of fillers mixed in the usual way with the required mixing water and the mixture deformed.

Geeignete vorgeschäumte Polystyrolteilchen sind nach üblichen Verfahren durch Verschäumen von treibmittelhaltigen Polystyrolteilchen hergestellt. Selbstverständlich sind auch solche schaumf r.migen Kunststoffe geeignet, die neben mindestens 50 0/o Styrol andere übliche copolymerisierbare Verbindungen einpolymerisiert enthalten. Suitable pre-expanded polystyrene particles are made by conventional methods by foaming Propellant-containing polystyrene particles produced. Of course Such foamed plastics are also suitable, which in addition to at least 50% Styrene contain other customary copolymerizable compounds in copolymerized form.

Geeignete Epoxyharze sind beispielsweise übliche Polymerisate, z. B. Polyglycidyläther aus Pentaerythrit, Glycerin und Epichlorhydrin, aus Epichlorhydrin und einem Bisphenol, aus Diphenolaceton und Epichlorhydrin, aus Phthalsäureanhydrid, Glycerin und Glycidylester von Korksäure. Suitable epoxy resins are, for example, customary polymers, e.g. B. polyglycidyl ethers from pentaerythritol, glycerol and epichlorohydrin, from epichlorohydrin and a bisphenol, from diphenol acetone and epichlorohydrin, from phthalic anhydride, Glycerin and glycidyl ester of suberic acid.

Als hydraulische Bindemittel sind beispielsweise geeignet: Zement, Kalk, Gips. Examples of suitable hydraulic binders are: cement, Lime, gypsum.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zum Herstellen von Leichtbauteilen mit Raumgewichten unter 700 kg/m3, wobei Leichtbauteile mit Raumgewichten zwischen etwa 500 und 700 kg/m3 besonders vorteilhaft für Elemente und Konstruktionsteile, Bausteine, Platten oder Vergußmassen geeignet sind, die statisch belastet werden. The method according to the invention is particularly suitable for production of lightweight components with densities below 700 kg / m3, with lightweight components with Volume weights between around 500 and 700 kg / m3 are particularly advantageous for elements and structural parts, building blocks, plates or potting compounds are suitable that are statically loaded.

Hier machen sich die erfindungsgemäß erreichten Vorteile besonders bemerkbar. Erflndungsgemäß hergestellte Leichtbauteile mit Raumgewichten von < 500kg/m3 eignen sich besonders als ausfüllende, ausfachende und wärmedämmende Baustoffe.The advantages achieved according to the invention are particularly useful here noticeable. Lightweight components manufactured according to the invention with densities of < 500kg / m3 are particularly suitable as filling, infilling and heat-insulating building materials.

Weiterhin können die noch nicht mit Wasser versetzten Mischungen z. B. an Ort und Stelle angemacht und als vergießbare Zwischenschichten, von denen man eine wärmedämmende Wirkung erwartet, z. B. in mehrschichtigen Bauelementen, als Straßenunter-bau oder als Wärmedämmstoff in Hohlbausteinen, verwendet werden. Für diese Fälle können die schaumförmigen Polystyrolteilchen auch einen Durchmesser größer als 2,5 mm, beispielsweise von 5 mm haben. Furthermore, the mixtures not yet mixed with water can z. B. turned on on the spot and as castable intermediate layers of which one expects a heat insulating effect, e.g. B. in multilayer components, can be used as a road substructure or as a thermal insulation material in hollow blocks. For these cases, the foam-shaped polystyrene particles can also have a diameter greater than 2.5 mm, for example 5 mm.

Beispiel 1 Ansatz für 1/1, m3 1001 schaumförmiges Polystyrol (Durchmesser der Teilchen 0,5 bis 2,5 mm und 100 g Polyepoxyd, hergestellt aus Polyglycidin des Diphenylacetons und p,p' - Diaminodicyclohexylmethan (im Verhältnis 73: 27), werden in 5 1 H2O eingemischt und die Mischung mit 38,25 kg Zement, 4,25 kg Sand (0,6 mm), 14 1 Restwasser (gesamte Menge an Wasser 19 1, Wasser-Zement-Faktor 0,4 bis 0,5) gemischt. Aus diesem Leichtbaustoff werden in üblicher Weise Platten hergestellt, wobei der Leichtbaustoff auf etwa 18 Volumprozent verdichtet wird. Die Platten haben ein Raumgewicht von 600 kg/m3, eine Druckfestigkeit von 28 kg/cm2 und eine Biegezugfestigkeit von 7 kg/cm2; die Wärmeleitzahl beträgt etwa 0,07 bis 0,09 kcal/m h "C. Example 1 Approach for 1/1, m3 1001 foamed polystyrene (diameter of particles 0.5 to 2.5 mm and 100 g of polyepoxide made from polyglycidine des Diphenylacetone and p, p '- diaminodicyclohexylmethane (in a ratio of 73:27) mixed in 5 1 H2O and the mixture with 38.25 kg cement, 4.25 kg sand (0.6 mm), 14 1 residual water (total amount of water 19 1, water-cement factor 0.4 to 0.5) mixed. Panels are made from this lightweight building material in the usual way, whereby the lightweight construction material is compressed to around 18 percent by volume. Have the plates a density of 600 kg / m3, a compressive strength of 28 kg / cm2 and a flexural strength from 7 kg / cm2; the coefficient of thermal conductivity is around 0.07 to 0.09 kcal / m h "C.

Beispiel 2 Ansatz für 1/io m3 1001 schaumförmiges Polystyrol (Teilchengröße 0,5 bis 5 mm) und 100 g Polyepoxyd, hergestellt aus Polyglycidin des Diphenylacetons und p,p'-Diaminodicyclohexylmethan (im Verhältnis 73: 27), werden in 5 bis 61 Wasser verrührt und anschließend mit 20 kg Zement vermischt. Man erhält einen rieselfähigen Leichtbaustoff mit dem Raumgewicht von etwa 250 kg/m3.Example 2 Preparation for 1/10 m3 1001 foamed polystyrene (particle size 0.5 to 5 mm) and 100 g of polyepoxide, made from polyglycidine of diphenylacetone and p, p'-diaminodicyclohexylmethane (in the ratio 73:27), are in 5 to 61 of water stirred and then mixed with 20 kg of cement. You get a pourable one Lightweight building material with a volume weight of around 250 kg / m3.

Nach Abbinden der Zementummantelung kann der Leichtbaustoff in üblicher Weise zu Formkörpern weiterverarbeitet werden. After the cement coating has set, the lightweight construction material can be used in the usual way Way to be further processed to moldings.

Claims

Claims: 1. Process for the production of lightweight components from pre-expanded polystyrene particles, hydraulic binders and epoxy resins, d a d u r c h that the pre-expanded Polystyrene particles with epoxy resins coated, the hydraulic binders are mixed in and, after adding water, the Mixture is deformed.

2. The method according to claim 1, characterized in that per cubic meter Pre-expanded polystyrene 1 to 2 kg of epoxy resin can be used.