DE1805126B2

DE1805126B2 - Masse zur Herstellung von Arbeitsformen für die keramische Industrie

Info

Publication number: DE1805126B2
Application number: DE1805126A
Authority: DE
Inventors: Werner 3423 Bad Sachsa Reingen
Original assignee: H & E Boergardts Kg 3425 Walkenried; SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG 8223 TROSTBERG
Current assignee: Boergardts-Sachsenstein 3425 Walkenried De GmbH
Priority date: 1968-10-25
Filing date: 1968-10-25
Publication date: 1974-09-26
Also published as: CH551346A; NL155798B; NL6916049A; DE1805126A1; SE362408B; US3748290A; JPS4826924B1; GB1281053A; DE1805126C3; PL88882B1; FR2021551A1; CS150686B2

Description

Carboxymethylcellulose als 35 Gemische aus Kalziumsulfathalbhydrat-und Harnstoff

Formaldehydharzlösungen, denen Verzögerer, Beschleuniger und Härter zugesetzt sind, bekannt, jedoch ist bei diesen Gemischen der F'?.lbhydratanteil so gering, daß es sich dabei eigentlich nur um einen Füllstoff für das Kunstharz handelt. Die Massen ergeben dann auch völlig dichte glasartige Produkte, die keinerlei Porosität oder Wasseraufnahmevermögen besitzen.

Ähnliche Eigenschaften haben die Massen aus KaI-ziumsulfathalbhydrat und Harnstoffharz bzw. MeI-

Kondensationsprodukts. auf der Basis Formaldehyd-Aminosäure als Verzögerer.

5. Masse nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem gasentwickelnden Treibmittel und an

Emulgator.

6. Abwandlung der Masse nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wasserfreiem modifiziertem Melaminharz an Stelle der gebräuchlichen wäßrigen Melaminharzlösung.

7. Masse nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 2 bis 15 1 der gebräuchlichen wäßrigen Melaminharzlösung.

8. Masse nach Anspruch I, gekennzeichnet durch

einen Gehalt an pulverförmigem Gips mit 0,1 bis +5 aminformaldehydharz, die im Chemischen Zentral-

0,3 Gewichtsprozent p-Toluolsulfonsäure, 0,3 bis blatt, 1964, Heft 34, 2077 bzw. 1953, S. 7897 beschrie-

0,6 Gewichtsprozent einer Mischung aus 40 Teilen ben sind. Auch dort ist der Gips nur Füllstoff. Seine

Kaliumsulfat und einem Teil eines hochpolymeren Eigenschaften, die er so vorteilhaft in den gebräuch-

Kondensationsprodukts auf der Basis Formalde- liehen Gipsformen entfalten kann, sind dabei ganz

byd-Aminosäure als Verzögerer und 5 bis 15 Ge- ⁵° verlorengegangen. Aus der Literaturstclle im Chemi-

wichtsprozent feingemahlenem Biinsmehl, Kieselgur oder Perlit oder 0,3 bis 3,0 Gewichtsprozent eines amorphen Siliciumdioxids.

9. Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an 0,5 bis 1 1 einer Phenolharz- oder Harnstoffharzlösung.

sehen Zentralblatt, 1964, Heft 34, S. 2077, ist auch zu entnehmen, daß die Porosität und die Wasserabsorption durch die Kunstharzzugabe abnehmen. Als Ersatzmassen für die Formgipse der keramischen Industrie sind diese Gemische nicht brauchbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Masse zur Herstellung von Formen

oder Modellen zu schaffen, die der bisherigen Masse

der Gipsformen hinsichtlich ihrer guten, erstrebens-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Masse zur Her- ^6o werten Eigenschaften im wesentlichen äquivalent ist, stellung von Arbeitsformen für die keramische lndu- aber eine erheblich größere mechanische Festigkeit strie mit einem Gehalt an Gips, einem Melaminkunst- besitzt als die bisherigen Gipsformen,
harz, Beschleunigern, Härtern und Verzögerern. Gelöst wird die Aufgabe durch ein Gemisch aus

In der keramischen Industrie werden Massen auf der 100 kg pulverförmigem σ- und/oder ^-Halbhydratgips, Basis von Gips als Modell- und Formengips in großem ^6s der geringe Mengen von Beschleunigern, Härtern und Umfang verwendet, insbesondere deshalb, weil Gips Verzögerern enthält mit 23 bis 34,5 1 einer Lösung, die ein hohes Wasseraufnahmevermögen besitzt. Diese aus 2 bis 25 I einer gebräuchlichen wäßrigen Lösung keramischen Formengipse sind meistens Mischungen eines an wenigstens einer NH₂-Gruppe durch Sulfit-

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oder Sulfonsäuregruppen modifizierten Melaminharzes, Rest Wasser besteht.

Bei der modifizierten Melaminharzlösung handelt es sich um ein sulfit- oder sulfonsäuremodifiziertes Harz auf der Basis eines Amino-s-Triazins mit vorzugsweise 2 NH₂-Gruppen, Die Herstellung eines solchen Harzes geschieht durch Umsetzen von Formalin und Melamin durch Erwärmen. Der entstehenden abgekühlten klaren Lösung setzt man z. B, Natriumdithionit zu und verdünnt mit Wasser und stellt auf einen pH-Wert von etwa 10 ein. Nach erneuter Erwärmung und Abkühlung wird Wasser und Schwefelsäure hinzugesetzt und erneut erwärmt und schließlich mit Natronlauge auf einen alkalischen pH-Wert eingestellt.

Man erhält so eine in jedem Verhältnis mit Wasser mischbare Lösung.

Vorzugsweise enthält das Gemisch noch 0,03 bis 0,15 Gewichtsprozent K-Na-Tartrat als Expansionsregler und als Häriei' 2 bis 8 Gewichtsprozent Kalziumhydrogenphosphat, bezogen auf die festen Bestandteile des Gemischs.

Die Eigenschaften der zu verarbeitenden keramischen Massen bestimmen die Art oder Mischung des zu verwendenden Gipses; für die Herstellung von Drehformen verwendet man vorzugsweise ein Gemisch, bestehend aus /?-Halbhydrat mit 15 bis 40 Gewichtsprozent «-Halbhydrat, dem man noch 0,05 bis 2,5 Gewichtsprozent feingemahlenes und kristaliwasserfreies Aluminiumsulfat u;;d 0.005 bis 0.1 Gewichtsprozent Verzögerer zusetzt.

Diese Gipsmischung wird durch iriniges Vermischen der einzelnen Bestandteile in den snge ebenen Mengen hergestellt.

Zu dieser Gipsmischung wird die mit Zusätzen versehene modifizierte Melaminharzlösung zusammen mit der erforderlichen Wassermenge gegeben und in einem Intensivrührwerk homogenisiert, worauf die entstandene Masse in die Formen zur Herstellung der keramischen Formen eingebracht wird. Es ist darauf zu achten, daß die Masse eine gut gießfähige Konsistenz hat. Nachdem die Masse in der Form erstarrt ist, kann sie ausgeformt werden.

Der oben ausführlich beschriebene Aufbau der Masse besteht, wie ersichtlich, aus 2 Hauptkomponenten, die mit A) und B) bezeichnet nachfolgend nochmals aufgeführt sind:

A) 100 kg eines pulverförmigen Gemischs, bestehend aus

0,03 bis 0,15 Gewichtsprozent Kaliumnatrium-

tartrat,
2 bis 8 Gewichtsprozent Kalziumhydrogen-

phosphat.

0,005 bis 0,1 Gewichtsprozent Verzögerer,
Rest Halbhydratgips.

Dieses Gemisch wird vermischt mit:

B) 24 bis 35 1 einer Lösung, bestehend aus

2 bis 25 I einer gebräuchlichen wäßrigen modifizierten Melaminharzlösung,
0,5 bis 1,0leiner Phenolharz-oder Harnstoffharzlösung und
Rest Wasser

Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung kann die Masse zur Herstellung der keramischen Arbeitsformen auch die folgende Zusammensetzung haben:

A) 100 kg eines pulverförmigen Gemischs, bestehend aus

0,1 bis 0,3 Gewichtsprozent p-ToluoJsuIfonsäure, 0,3 bis 0,6 Gewichtsprozent einer Mischung, bestehend aus 40 Teilen Kaliumsulfat und einem Teil Verzögerer,

5,0 bis 15,0 Gewichtsprozent Bimsmehl, feingemahlen oder Kieselgur oder Perlit,
Rest /J-Halbhydratgips, feingemahlen

werden eingetragen In

Bj 30 1 einer Lösung, bestehend aus

2 bis 15 1 einer gebräuchlichen wäßrigen modifizierten Melaminharzlösung und
Rest Wasser.

Das Halbhydratgipsgemisch kann aus einem Ge-

ao misch aus 15 bis 40 kg a-Halbhydrat und 60 bis 85 Gewichtsprozent /i-Halbhydrat bestehen.

An Stelle des Kalziumhydrogenphosphats als Härter kann feingemahlenes und kristallwasserfreies Aluminiumsulfat in einer Menge von 0,05 bis 2,5 Gewichtsprozent verwandt werJen. Bei dem Verzögerer handelt es sich vorzugsweise um ein hochpolymeres Kondensationsprodukt auf der Basis Formaldehyd-Aminosäure.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den sich anschließenden Ansprüchen gekennzeichnet.

Diese Komponenten A und B werden, wie oben beschrieben, durch inniges Mischen miteinander vereinigt und dann weiterverarbeitet. Vorzugsweise werden diese Gipsmischungen A) in die auf etwa 80 bis 100 C vorgewärmte Melaminharzlösung B) eingetragen.

Bei Formen, die hohe Gasdurchlässigkeit aufweisen müssen, kann der Masse ein Porenbildner zugesetzt werden, z. B. ein Mischpulver, welches aus dem eigent-

♦'³ liehen Porenbildner und einer Carboxymethylcellulose besteht. Wichtig ist, daß der Porenbildner eine offene, schwammartige Struktur schafft, derart, daß ein ausreichender Anteil der porenartigen Hohlräume untereinander und mit den Oberflächen in Verbindung steht.

Statt wie in B) angegeben, die Harze als Lösungen zu verwenden, können die Harze auch in fester Form eingesetzt werden, ohne daß sich dadurch irgendetwas an der Erfindung ändert.

Die in den Beispielen genannten Zusätze Bimsmehl, Kieselgur oder Perlit können durch einen geringeren Anteil, beispielsweise 0,3 bis 3,0 Gewichtsprozenteines amorphen Siliziumoxids, ersetzt werden.

Die erfindungsgemäße Masse, obwohl hauptsächlich zur Herstellung von keramischen Arbeitsformen gedacht, kann auch mit großen Erfolg zur Herstellung von anderen Formen oder Modellen oder Abdrücken verwandt werden, beispielsweise in der Metallgießerei, bei der Herstellung von Falzziegeln od. dgl.

Vergleichsversuche, die zwischen keramischen Formen durchgeführt wurden, welche in der herkömmlichen Art aus Gips allein bestanden, und Formen, die aus der erfindungsgemäßen Masse hergestellt waren, zeigten überzeugend, daß die Lebensdauer der aus der erfindungsgemäßen Masse hergestellten Gipsformen den herkömmlichen Gipsformen um ein Vielfaches überlegen waren, aber dennoch die erstrebenswerten Eigenschaften, nämlich gute Wasseraufnahmefähigkeit und Gasdurchlässigkeit, besaßen.

Claims

I 805 126 Patentansprüche:

1. Masse zur Herstellung von Arbeitsformen für die keramische Industrie mit einem Gehalt an Gips, einem Melaminkunstharz, Beschleunigern, Härtern und Verzögerern, gekennzeichnet durch ein Gemisch aus 100 kg pulverförmigem α- und/ oder /Ϊ-Halbhydratgips, der geringe Mengen von Beaus a- und /f-Halbhydmten. Vorwiegend aus a-Hal'ohydrat bestehende Hartformengipse werden in der Ziegelindustrie als Preßformen für die Falzziegelerzeugung gebraucht. Es ist auch bekannt, möglichst dichte Formen dadurch herzustellen, daß man den Gipsbrei unter Vakuum anmacht. Hartformengipse werden ferner in der Metallgießerei zur Herstellung von Gußmodellen benutzt. Die Gipsformen, z. B. in der Porzellanindustpe, stellen ein ideales Mittel zur Form-

schleunigern, Härtern und Verzögerern enthält, ₁₀ gebung der keramischen Massen durch Drehen und mit 23 bis 34,5 I einer Lösung, die aus 2 bis 25 1 Quetschen auf der Drehscheibe oder durch Pressen

dar, insbesondere bei der Herstellung von Massenartikeln, wie Tellern, weil die Gipsform gasdurchlässig

einer gebräuchlichen wäßrigen Lösung eines an wenigstens einer NH₂-Gruppe durch Sulfit- oder Sulfonsäuregruppen modifizierten Melarninharzes Rest Wasser besteht.

2. Massenach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,03 bis 0,15 Gewichtsprozent K-Na-Tartrat als Expansionsregler und 2 bis 8 Gewichtsprozent Kalziumhydrogenphosphat als Härter, bezogen auf die festen Bestandteile des Gemischs.

3. Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Gips aus 15 bis 40 Gewichtsprozent «-Halbhydrat und 60 bis 85 Gewichtsprozent /<-Halbhydrat.

4. Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an pulverförmigem Gips mit 0,05 bis 2,5 Gewichtsprozent feingemahlenem kristallwasserfreiem Aluminiumsulfat als Härter und 0,005 ist und das Wasser der Masse aufnehmen kann, das anschließend durch Trocknen der Gipsform wieder einfach zu entfernen ist.

Einen Nachteil aber besitzt die Gipsform, nämlich

ihre geringe mechanische Festigkeit. Nach einer clv. lOOmaligen Verwendung wird die Gipsform unbrauch

ao bar und muß durch eine neue Form ersetzt werden. Es ist leicht einzusehen, daß auf diese Weise ein erheblicher Anteil der Betriebskosten auf den Ersatz b/v. auf die Neubeschaffung von Gipsformen entfällt. Es hat daher auch nicht an Versuchen gemangcl!.

das Material Gips für die Formen durch einen anderen Werkstoff zu ersetzen, aber alle Versuche, die au: diesem Gebiet unternommen wurden, insbesondere Versuche mit Kunststoffen, sind gescheitert. Es v.a: meistens nicht oder nur zu einem geringen Teil nioy

bis 0,1 Gewichtsprozent eines hochpolymeren 30 lieh, dem Ersatzstoff jene außerordentlich wertvollen

Eigenschaften des Gipses zu geben, die in der Porositiü und der Wasseraufnahmefähigkeit der Gipsform /u sehen sind.

Aus der amerikanischen Patentschrift 2 966 473 simi