DE1646512B2

DE1646512B2 - Formmassen mit vermindertem raumgewicht

Info

Publication number: DE1646512B2
Application number: DE19671646512
Authority: DE
Inventors: Frank Dr. 5090 Leverkusen; Bart Herbert Dr. 5074 Odenthal Wingler
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1967-03-10
Filing date: 1967-03-10
Publication date: 1976-08-12
Also published as: BE711938A; DE1646512A1; NL6802888A; FR1563234A; SE349792B; GB1216244A

Description

70 bis 92 Gewichtsteilen Vinylchlorid und
30 bis 8 Gewichtsteilen Äthylen oder
Äthylen und Propylen.

Die Erfindung betrifft Formmassen mit vermindertem Raumgewicht aus Hohlperlen von Äthylen-Vinylchlorid-Copolymerisaten, erhärteten Feststoffen und gegebenenfalls Zuschlagstoffen.

Es ist bekannt, Formmassen mit vermindertem Raumgewicht, insbesondere Leichtbaustoffe dadurch herzustellen, daß man Stoffe, wie beispielsweise Zement, mit Stoffen von niedrigem spezifischen Gewicht wie Bims, Kieselgur, Holzwolle, Holzspäne, Kork usw. vermischt und erhärten läßt. Ein Nachteil solcher Leichtbaustoffe liegt in ihrer unregelmäßigen Struktur und in den zu geringen Festigkeiten. Außerdem ist die Verminderung des Raumgewichts durch die Raumgewichte der Zusätze stark eingeschränkt.

Auch ist es bekannt, Baustoffen vor dem Abbindeprozeß oder während des Abbindeprozesses Schaummittel oder Treibmittel wie Wasserstoffperoxid-Chlorkalk, Calziumcarbid usw. zuzumischen, um Leichtbaustoffe zu erhalten. Ein großer Nachteil ist auch hier die uneinheitliche Porengröße. Weiter können die Gasblasen bereits vor dem Abbindeprozeß leicht entweichen, wodurch ein erhebliches Schrumpfen auftreten kann (vgl. »Die Baustoffe« Otto Graf, 1950, K. Wittwer-Verlag, Stuttgart).

Gemäß einem eigenen älteren Vorschlag (vgl. deutsche Auslegeschrift 16 94 070) werden unbrennbare Schaumstoffe mit sehr geringem spezifischen Gewicht dadurch hergestellt, daß man Copolymerisate aus 70 bis 92 Gewichtsteilen Vinylchlorid und 30 bis 8 Gewichtsteilen Äthylen oder Äthylen und Propylen mit Hilfe von Treibmitteln verschäumt.

Weiterhin können gemäß dem eigenen älteren Vorschlag (vgl. deutsche Auslegeschrift 16 94 094) die vorstehend beschriebenen Hohlperlcopolymerisate mit Hilfe von Adhäsionsmitteln zu unbrennbaren Formkörpern verklebt werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung sind nun Leichtbaustoffe mit einheitlicher Porengröße, geringem spezifischen Gewicht und guten Festigkeitswerten.

Gegenstand der Erfindung sind somit Formmassen mit vermindertem Raumgewicht, insbesondere geformte Leichtbaustoffe auf der Basis von erhärteten Feststoffen und gegebenenfalls Zuschlagstoffen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Hohlperlen von Copolymerisaten aus

Unter erhärteten Feststoffen werden anorganische Feststoffe verstanden, die nach dem Austrocknen an der Luft und der Wasserabgabe oder nach der Aufnahme von Kohlendioxid oder nach Aufnahme von Wasser and anschließender teilweiser Wasserabgabe erhärtet sind, wie Kalke, WeißkalKe, Dolomitkalke, Alkalisilikate, Lehm, Tone, Gips, Magnesia, Sorelzemente, Tonerdenzemente, Portlandzemente, Hochofenzemente, Hüttenzemente u. dgl.

Weiter werden unter erhärteten Feststoffen organische feste Umsetzungsprodukte aus Epoxidharzen

ίο und Vernetzern, polymerisierte Polyesterharze, gehärtete Phenolformaldehydharze, Harnstoffformaldehydharze, Melaminformaldehydharze, feste Umsetzungsprodukte aus Polyisocyanaten und aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen, Vernetzungsprodukte von Polymerisaten aus olefinischen ungesättigten Monomeren und reaktive vernetzbare Gruppen tragenden Monomeren verstanden.

Vorzugsweise sind anorganische erhärtete Feststoffe in den Leichtbaustoffen enthalten.

ao Als Zuschlagstoffe kommen in gemahlener, zerschnittener, allgemein in zerkleinerter oder geschmolzener Form in Frage: Haar, Stroh, Filze, Watte, Teer, Asphalt, Bitumen, Holzmehl, Holzspäne. Korkmehl, Glasfasern, Tuff, Puzzolanerde, Hochofenschlacke, Bimsstein, Bimsmehl, Zeolithe, Tonerde, Asbest, Quarzsand, allgemein natürliche Silicate, Schwefelschiefer, gemahlener Trümmerschutt, Metalloxide, Anhydritbildner, wie Alkalisuifate, Alaune, Löschkalk usw.

Weiter werden unter Zuschlagstoffen Pigmente, Farbstoffe und Stabilisatoren verstanden.

Die Leichtbaustoffe enthalten 1 bis 99 Volumprozent, vorzugsweise 20 bis 80 Volumprozent des Hohlperlencopclymerisats und 99 bis 1 Volumprozent, vorzugsweise 80 bis 20 Volumprozent, an erhärteten Feststoffen. Die Volumprozente sind stets auf die Mischung des Hohlperlencopolymerisats und erhärteten Feststoffs bezogen. Gegebenenfalls können in den Leichtbaustoffen bis 90 Gewiditsprozent, vorzugsweise bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Mischung aus Hohlperlencopolymerisai und erhärtetem Feststoff, an Zuschlagstoffen enthalten sein.

Die Herstellung der Hohlperlencopolymerisate aus Vinylchlorid und Äthylen bzw. aus Vinylchlorid, Äthylen und Propylen ist in den deutschen Auslegcschriften 16 94 072 und 16 94 094 beschrieben. Die Copolymerisate besitzen spezifische Gewichte von etwa 0,1 bis 0,01 g/cm³ und darunter. Der Durchmesser der verwendeten Hohlperlencopolymerisate beträgt zweckmäßigerweise 0,1 bis 2,0 mm, jedoch können diese Maße unter- oder überschritten werden.

Die Herstellung der Leichtbaustoffe erfolgt durch

Abmischen der Hohlperlen mit den oben aufgezählten Stoffen noch vor dem Abbinde- und Erhärtungsprozeß. Das Abbinden und das Erhärten erfolgt durch Trocknen an der Luft, Aufnahme von Kohlendioxid, Wasser oder durch Vernetzungsreaktionen nach Zufügen eines Vernetzers bzw. eines Katalysators. Bei der Herstellung von hydraulisch erhärteten Feststoffen mit vermindertem Raumgewicht geht man zweckmäßigerweise so vor, daß man die noch von der Suspensionspolymerisation her mit Wasser benetzten Vinylchlorid/Copolymerisathohlperlen unter die fertige Mischung aus erhärtbarem Feststoff und Zuschlagsstoff mischt und aus der noch breiförmigen Mischung Platten oder größere Blöcke gießt, die dann anschließend aushärten. Durch Sägen oder Fräsen lassen sich

die Formkörper nachträglich bearbeiten. Diese Methode ist besonders vorteilhaft zur Herstellung von Platten aus Schaumgips oder Schaumzement. Stört das an den Hohlperlen von der Polymerisation her anhaftende Wasser, so werden diese zuerst an der Luft getrocknet und anschließend mit den härtbaren Formmassen vermischt.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Leichtbaustoffe liegt darin, daß sich durch Wahl des Verhältnisses von Hohlperlen zu erhärtetem Feststoff und gegebenenfalls Zuschlagstoffen das Raumgewicht und die Festigkeiten der Formkörper in weiteren Grenzen beeinflussen läßt.

Beispielsweise besitzen Platten aus Schaumgips und Schaumbeton mit dem Raumgewicht 0,3 bis 1 g/cm³ gute mechanische Festigkeiten, die ihre Verwendung als Leichtbauplatten, als Wandelemente und als Isolierplatten in der Fertigbauweise ermöglichen. Kommt es nicht auf die mechanische Festigkeit, sondern auf gute Isolierwirkung an, so werden bevorzugt Form- »° körper des Raumgewichts von 0,05 bis 0,5 g/cm³ eingesetzt. Zur Herstellung von Fugenmassen mit guter Wärmeisolierwirkung geht man z. B. so vor, daß man 400 Raumteile Hohlperlen der Dichte 0,008 bis 0,1 g/cm³, bevorzugt 0,01 bis 0,015 g/cm³, mit 50 bis »5 200 Raumteilen Wasser benetzt und hierzu 10 bis 500, bevorzugt 40 bis 200 Raumteile in Gegenwart von Wasser aushärtbare Feststoffe wie Zement, Gips, Kalk, Wasserglas (als wäßrige Lösung) untermischt. Die schaumigen Massen lassen sich vor dem Abbinde- 3<> prozeß als Fugen- und Isoliennassen einsetzen, z. B. als Estrichgrund, zum Auffüllen von Rohrleitungsschächten, zum Isolieren von in Wänden verlegten Wasserleitungen, als wärmeisolierender Verputzuntergrund usw. Bei all diesen Anwendungen können auch Mischungen mit höherem erhärteten Feststoffanteil und gegebenenfalls Zuschlagstoffen eingesetzt werden. Mischungen aus 400 Raumteilen Hohlperlen der Dichte 0,01 bis 0,015/cm³, 50 bis 200 Raumteilen Wasser und 40 bis 1000 Raumteilen Gips lassen sich vorzüglich im Modellbau einsetzen. Man erreicht hierbei eine erhebliche Gewichtseinsparung. Blöcke aus abgebundenem mit Hohlperlen aufgelockertem Gips lassen sich besonders leicht nachträglich verarbeiten. Will man die Luftdurchlässigkeit der porösen Stoffe erhöhen, so kann man die Hohlperlen durch Tränken des porösen Formkörpers mit einem Lösungsmittel für das Copolymerisat, z. B. Toluol, Benzol, Xylol, Aceton, Chloroform, Methylenchlorid, Dioxan oder Tetrahydrofuran auflösen.

Die Formmassen mit vermindertem Raumgewicht können auch nach dem Abbindeprozeß mechanisch zerkleinert und anderen Feststoffen zur Verminderung ihres Raumgewichts und zur Auflockerung untergemischt werden.

Da die Hohlperlen aus dem Vinylchlorid-Äthylen-Copolymerisat nicht entflammbar sind und in geringen Gewichtsmengen untergemischt werden, wird die Brennbarkeit der oben aufgeführten organischen Feststoffe und Zuschlagstoffe nicht erhöht. Im Falle der Verwendung von organischen erhärteten Feststoffen und Zuschlagstoffen wird eine Verringerung der Entflammbarkeit erzielt.

Beispiel 1 _6s

400 cm³ Hohlperlen der Dichte 0,01 g/cm³ (Zusammensetzung: 85,4 Gewichtsprozent Vinylchlorid, 14,6 Gewichtsprozent Äthylen) und einem Durchmesser von 0,5 bis 1,5 mm werden in 200 cm³ Wasserglaslösung der Dichte 1.36 g/cm³ (25% SiCh) suspendiert und auf einem Sieb von der überschüssigen Lösung befreit. Die Formmasse wird auf eine Silikonfolie ausgestrichen und mehrere Tage bei Raumtemperatur getrocknet. Der poröse Formkörper besitzt nach mehrtägiger Lagerung die Dichte 0,16 g/cm³. Der Schaumstoff ist wasserfest und verträgt Temperaturen von über 150° C.

Beispiel 2

Die in den Beispielen 2 bis 7 verwendeten Hohlperlcopolymerisate bestehen aus 85,4 Gewichtsprozent Vinylchlorid und 14,6 Gewichtsprozent Äthylen.

400 cm³ Hohlperlen werden mit 100 cm³ Wasser angeteigt und hierunter 150 g Zement gemischt. Man läßt bei Raumtemperatur innerhalb von 3 Tagen unter öfterer Befeuchtung mit Wasser abbinden. Man erhält einen Formkörper der Dichte 0,54 g/cm³. Der abgebundene Formkörper läßt sich zu Platten zersägen.

Beispiel 3

400 cm³ Hohlperlen werden mit 100 cm³ Wasser vermischt. Man mischt hierunter 150 g Gips und gießt mit der Mischung eine Form aus. Nach dem Abbinden und Trocknen bei 50° C erhält man einen Formkörper der Dichte 0,49 g/cm³. Der Formkörper kann durch Sägen, Fräsen oder Schnitzen nachträglich bearbeitet werden.

Beispiel 4

200 cm³ Hohlperlen werden mit 50 cm³ Wasser vermischt und mit 150 g Dentalgips zu einem Brei verarbeitet. Mit dieser Masse, die innerhalb von 15 min erstarrt, können Abdrücke von Formteilen gemacht werden. Nach Trocknen bei 50° C erhält man einen Gipsabdruck der Dichte 0,73 g/cm³.

Beispiel 5

Man stellt 100 cm³ einer Mischung aus einem Bisphenoldiepoxid (Epoxidäquivalent 200) und Triäthylentetramin im Verhältnis 100:15 her und mischt nach 30 min 400 cm³ Hohlperlen unter. Nach dem Abbinden bei Raumtt.nperatur erhält man einen festen Formkörper der Dichte 0,46 g/cm³.

Beispiel 6

400 Volumteile feuchte Hohlperlen werden mit 200 Volumteilen einer Betonmasse aus 150 Gewichtsteilen Hochofenzement, 150 Gewichtsteilen Sand und 100 Gewichtsteilen Wasser vermischt. Man läßt abbinden und unter mehrmaligem Befeuchten erhärten. Der erhaltene Beton besitzt eine Dichte von 0,6 g/cm³.

Beispiel 7

Zu 200 Volumteilen einer Mischung, bestehend aus 100 Gewichtsteilen einer Silikonabdruckpaste (50 Gewichlsteile Polysiloxan, 35 Gewichtsteile Quarzmehl, 15 Gewichtsteilen Celluloseacetobutyrat und 5 Gewichtsteilen eines Vernetzers (bestehend aus Methyltriäthoxysilan und Dibutylzinndilaurat im Gewichtsverhältnis 3:1) fügt man 1000 Volumteile Hohlperlen, mischt und formt eine Platte von 4 cm Dicke. Nach dem Abbindeprozeß (2 h) erhält man einen elastischen Schaumstoff der Dichte 0.33 e/cm³.

Claims

Patentanspruch:

Formmassen mit vermindertem Raumgewicht auf der Basis von entarteten Feststoffen und gegebenenfalls Zuschlagstoffen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Hohlperlen von Copolymerisaten aus