DE1951553A1

DE1951553A1 - Kunststeine und -platten sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1951553A1
Application number: DE19691951553
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: ESTABLISHMENT BORNEX
Current assignee: ESTABLISHMENT BORNEX
Priority date: 1969-10-13
Filing date: 1969-10-13
Publication date: 1971-05-06

Description

I:ns-tsteine und -platten sowie Verfahren zu ihrer Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft Kunststeine und -platten aus mineralischen Bestandteilen und organischen Bindemitteln sowie Verfahren zu ihrer Herstellung. Bereits seit Jahren hat man versucht, Kunststeine aus mineralischen Bestandteilen und organischen Harzen als Bindemittel herzustellen. Die erhaltenen Ergebnisse waren indessen für eine wirtschaftliche Großproduktion in den seltensten Fällen geeignet. Entweder mangelten den erhaltenen Erzeugnissen die notwendigen physikalischen Eigenschaften, wie Druckfestigkeit, Z'igfestigkeit usw., oder aber die Produkte waren durch die verwendeten relativ kostspieligen Harze einerseits und das häufig recht langwierige Härtungsverfahren andererseits so teuer, daß sie mit den bereits auf dem Markt befindlichen Kunststeinen auf mineralischer Basis nicht konkurrieren konnten.
15 ist nunmehr Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kunststeine und -platten zu schaffen, die diese vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweisen und die einerseits ausgezeichnete physikalische Eigenschaften besitzen und die andererseits billig und wirtschaftlich herstellbar sind. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eignet sich dabei besonders ftir eine wirtschaftliche Großproduktion.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Feststellung, daß einmal die Eigenschaften von Kunststeinen und -platten aus mineralischen Bestandteilen und Bindemitteln dadurch wesentlich verbessert werden können, daß die Mischung vor dem Aushärten unter Druck verfestigt wird. Daneben bewirkt die Aushärtung der Mischung durch von außen zugeführte Wärme bei Temperaturen in der Größenordnung von 150 bis 250°C, daß das sonst sehr langwierige Härtungsverfahren auf einen Bruchteil der bisher üblichen Zeit abgekürzt und so eine Serienproduktion ermöglicht wird.
Die erfindungsgemäßen Kunststeine und -platten aus mineralischen Bestandteilen und organischen Bindemitteln sind somit gekennzeichnet durch eine unter Druck verfestigte und durch Zuführung von Wärme ausgehärtete Mischung aus 90 bis 9C, 5 Gewichtsteilen mineralischen Bestandteilen und 1,5 bis 10 Gewichtsteilen härtbaren organischen Bindemitteln mit den gegebenenfalls notwendigen Zusätzen.
Als mineralische Bestandteile kommen die verschiedenartigsten Stoffe in Betracht. Besonders vorteilhafte Ergebnisse wurden mit Quarzsand, Kalksand, gemahlenem Bimsstein, Kiessand und Brechsand erhalten. Die Korngroße der mineralischen Bestandteile liegt zweckmäßig zwischen 0,05 und 4 s. Es hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die verwendeten mineralischen Bestandteile innerhalb des vorgenannten Bereiches auf 3 bis 8 verschiedene definierte Korngrößen beschränkt sind, wenn also nicht das gesamte Spektrum von Teilchengrößen vorliegt, sondern nur gewisse bevorzugte Größenbereiche. Je nach der Art der verwendeten mineralischen Stoffe variieren dabei einmal der Größenbereich und dann zu andern die Zahl der aus diesem Größenbereich ausgewählten Korngrößen. Nachfolgend werden für bevorzugte mineralische Bestandteile der vorteilhafteste Größenbereich sowie die Zahl der bevorzugten Korngrößen autgeführt: Quarzsand: von 0,05 bis 2,0 mm in 3 bis 6 verschiedenen Korngrößen Kalksand: von 0,02 bis «,0 mm in 4 bis 7 verschiedenen Korngrößen Binsstein, gemahlen von 0,5 bis 4,0 mm in 4 bis 7 verschiedenen Korngrößen Kiessand nach DIN 1.055 Blatt 1: Kornform gedrungen, möglichst kubisch, von 0,05 bis 6,0 mm in 1 bis 10 verschiedenen Korngrößen Brechsand: von 0,2 bis 3 mm in 4 bis 8 verschiedenen Korngrößen.
Als Bindemittel enthalten die erfindungsgemäßen Kunststeine und -platten entweder Phenolharze oder Melaminharze und/oder Harnstoff-Formaldehydharze. Diesen Bindemitteln werden dabei sweckmäßig die üblichen Zusatzstoffe wie Härter und Härtungsbeschleuniger zugesetzt, bevor sie mit dem mineralischen enteil vermischt werden. Die Zugabe dieser Zusatzetoffe kann selbstverständlich auch gleichzeitig mit der Mischen erfolgen.
Zusätzlich zu den Härtern und Härtungsbeschleunigern können selbstverständlich auch sogenannte Hydrophobierungsmittel zugesetzt werden, die die Wasseraufnahmefähigkeit des Endproduktes herabsetzen. Obgleich derartige Zusatzstoffe dem Fachmann allgemein bekannt sind, werden nachfolgend besonders vorteilhafte Vertretbar dieser Stoffe aufgeführt: 1.) Benzoylperoxid sowie Dimethylanilin 2.) Methyläthylketonperoxyd sowie Kobalthaphthenat 3.) Methylzyklohexanonperoxyd sowie Kobaltnaphthenat 4.) Natriumhydroxyd und Formaldehyd 5.) Phenolsulfonsäure und Schwefelsäure 6.) Benzolsulfonsäure und Schwefelsäure 7.) Napththalinsulfonsäure 8.) Natriumsilikonfluorid mit Kalziumchlorid und Aluminiumsulfat.
Das Verhältnis zwischen mineralischen Bestandteilen einerseits und organischen Bindemitteln andererseits kann innerhalb der angegebenen Grenzen variieren. Das Verhältnis wird dabei weitgehend von den geforderten physikalischen Eigenschaften einerseits Und dem Preis der erfindungsgemäßen Produkte andererseits bestimmt. Höhere Bindemittelanteile als 10 Gewichtsteile Bindemittel auf 90 Gewichtsteile mineralische Bestandteile sind in der Regel nicht erforderlich und führen nur zu einer unnötagen Verteuerung des Erzeugnisses. Geringere Anteile als 1,5 Gewichsteile pro 98,5 Gewichsteile Mineralbestandteil sind in der Regel wegen der erzielten Eigenschaften nicht mehr zu empfehlen.
Sowohl im Hinblick auf die Kosten als auch im Hinblick auf die erzielten Eigenschaften hat sich ein Anteil von 2 bis 6 Gewichtsteilen des härtbaren organischen Bindemittels auf, 94 bis 9£ Gewichtste ile Mine ra lbestandte il als besonders vorteilhaft erwiesen.
Die Mischung aus dem Mineralbestandteil und dem härtbaren organischen Bindemittel mit dem gegebenenfalls notwendigen Zusatz wird in Formen gefüllt und dann erfindungsgemäß bei einem Druck von 0,5 bis etwa 5 Kp/cm² verfestigt und anschließend bei erhöhter Temperatur ausgehärtet. Die Härtungstemperatur wird dabei weitgehend von den verwendeten Bindemitteln bestimmt. Sie liegt jedoch in der Regel im Bereich von 150 bis 2500C. Die Härtungszeit kann innerhalb sehr weiter Grenzen variieren, und sie ist insbesondere von der Dicke der geiertigten Steine bzw. Platten abhängig. Sie liegt in der flegel zwischen 1 und 20 Minuten.
Das gehärtete Erzeugnis kann dann entweder in der Form oder außerhalb der Form abkühlen und ist dann fertig, um als Baumaterial verwendet zu werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die mineralischen Bestandteile zweckmäßig in trockener Form mit dem organischen Bindemittel gemischt, weir so in der Regel bessere Festigkeitseigenschaften erzielt werden. Gegebenenfalls werden daher die mineralischen Bestandteile vor dem Mischen getrocknet. Insbesondere in den flntermonaten hat es sich auch als zweckmäßig erwiesen, die mineralischen Bestandteile auf Raumtemperatur oder darüber zu erwärmen, da auf diese Weise ein leichteres Mischen mit dem organischen Bindemittel und eine Abkürzung der Aushärtstufe möglich ist.
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel dient zur weiteren Grläuterung der Erfindung: Beispiel Es wurde eine Mischung aus: 200 kg Quarzsand G Litter Phenodur-Phenolharz 155 ml Natriumhydroxydlauge (bestehend aus 90 g Natriumhydroxydplätzchen rein auf 2,5 Liter Wasser) 15 e Formaldehyd 10 ml Silan A-1100 hergestellt. Diese Mischung wurde in flache Formen gefüllt und bei einem Druck von ca. 2 Kp/cm² verfestigt und dann bei einer Temperatur von 2000C ausgehärtet. Die erhaltene Platte zeigte die folgenden physikalischen Eigenschaften: Raumgewicht: 1600 kg/m3 Biegezugfestigkeit: ca. 150 Kp/co2 Druckfestigkeit: ca. 300 Kp/cm² Elastizitätsmodul: 160 000 Kp/cm² Wärmeausdehnungskoeffizient: Linearer WAK 20-200°C ca. 140.10-7/°C Die Platte zeigte eine geringe Wasseraufnahmefähigkeit, sie war nicht brennbar, sie hatte antiseptische Wirkung und sie eignete sich zum Sägen, Dübeln, Nageln, Schrauben und Bohren.
Sie besaß darüber hinaus sehr gute schalldämmende Wirkung.
Aufgrund dieser vorstehenden Eigenschaften eignen sich die erfindungsgemäßen Steine und Platten vor allem im Hochbau zur Herstellung von Wandbekleidungen und Trennwänden.

Claims

Ansprüche

1. Kuststeine und -platten aus minerlischen Bestandteilen und organischen Bindemitteln, d a d u r o h g e k e n n -z e i c h n e t , daß sie aus einer unter Druck verfestigten und durch Zuführung von Wärme ausgehärteten Mischung aus 90 bis 9C,5 Gewichtsteilen mineralischen Bestandteilen und 1,5 bis 10 Gewichtsteilen härtbaren organischen Bindemitteln mit den gegebenenfalls notwendigen Zusätzen bestehen.

2. Kunststeine und -platten nach Anspruch 1, d a d- u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mineralischen Bestandteile eine Korngröße von 0,05 bis 4 mm aufweisen.

3. Kunststelne und -platten nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i ¢ h n e t, daß die mineralischen Bestandteile mehrere, vorzugsweise 3 bis 8 verschiedene definierte Korngrößen aufweisen.

4. Kunststeine und-platten nach dn Ansprüchen i bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die organischen Bindemittel aus Phenolharzen und den üblichen Zusatzstoffen, wie Härtern und Härtungsbeschleunigern, bestehen.

. Kunststeine und -platten nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die organischon Bindemittel aus Melaminharzen und/oder Harnstoff-Formaldehydharzen und den gegebenenfalls üblichen Zusätzen bestehen 6. Kunststeine und -platten nach den Ansprüchen 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß sie aus einer unter Druck verfestigten und unter Wärme ausgehärteten Mischung aus 94 bis 98 Gewichtsteilen an mineralischen Bestandteilen und 2 bis

6 Gewichtsteilen härtbaren organischen Bindemitteln mit den gegebenenfalls notwendigen Zusätzen bestehen.

7. Verfahren zur Darstellung der Kunststeine und -platten nach den Ansprüchen 1 bis C, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß 90 bis 98,5 Gewichtsteile Dineralische Bestandteile und 1,5 bis 10 Gewichtsteile härtbare organische Bindemittel mit den gegebenenfalls notwendigen Zusätzen gemischt werden, die Mischung in Formen gefüllt und unter Druck von 0,5 bis 5 kp/cm² verfestigt und bei einer Temperatur von 150 bis 2500C ausgetärtet wird.

8, Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß mineralische Bestandteile mit Korngrößen von 0,05 bis 4 mm und organische Bindemittel auf der Basis von Phenol-Melamin oder Harnstoffharzen verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 und/oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mineralischen Bestandteile vor dem Vermischen mit dem organischen Bindemittel getrocknet und auf Raumtemperatur oder darüber erhitzt werden.

0. Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß 94 bis 98 Gewichtsteile mineralische Bestandteile und 2 bis G Gewichtsteile hXrtbare organische Bindemittel mit den gegebenenfalls notwendigen Zusätzen vermischt, durch Druck verfestigt und bei einer Temperatur von 150 bis 2500C ausgehärtet werden.