DE19549441A1

DE19549441A1 - Verdickerzusammensetzung für Fliesenkleber

Info

Publication number: DE19549441A1
Application number: DE19549441A
Authority: DE
Inventors: Angela Cackovich; Juergen Fischer; Volker Thewes; Jan Dr Wilkens
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-04-10

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Verdickerzusammensetzungen in Fliesenklebern sowie Fliesenkleber, die solche Verdickerzusammensetzungen enthalten.

Natürliche und synthetische Verdicker sind seit langem bekannt und werden in vielen Bereichen angewendet. Die Verdicker, die auch als rheologische Additive bezeichnet werden, erhöhen im allgemeinen die Viskosität von Lösungssystemen oder von wasserbasierenden Systemen, abhängig von dem Typ des Additivs. Üblicherweise bestehen diese rheologischen Additive aus Silikaten, die organisch modifiziert sein können und organischen oder polymeren Verdickern.

Von den letztgenannten Derivaten natürlicher Polymere, wie beispielsweise Pektin, Xanthangummi, Alginate, Guarderivate und insbesondere den verschiedenen Celluloseethern, wie etwa Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose, und die verschiedenen anderen modifizierten Cellulosen ist bekannt, daß sie in Abhängigkeit von ihrer Kettenlänge und Konzentration die Viskosität in wäßrigen Medien in beträchtlichem Maße erhöhen können.

Ebenfalls ist bekannt, daß Tonmineralien, insbesondere Aluminiumsilikate oder Silicium oxid-Verbindungen, wie etwa Montmorillonit, Kaolin, Saponit, Bentonit, Hektorit, Atapulgit und andere Silikate, insbesondere wenn sie an organische Moleküle gebunden sind, als Verdicker eingesetzt werden können. Nicht organisch modifizierte Silikate werden dabei bevorzugt in auf Wasserbasis beruhenden Systemen verwendet, die organisch modifizierten Silikate dagegen bevorzugt in Lösungsmittelsystemen.

Die vorgenannten Verdicker können einzeln oder miteinander kombiniert beispielsweise als Verdickungsmittel, Wasserretentionsmittel, Schutzkolloide, Dispergiermittel, Stabilisatoren und Bindemittel bei vielen industriellen Anwendungen eingesetzt werden.

So beschreibt beispielsweise die EP-A-0 445 653 eine Verdickerzusammensetzung für wasserhaltige Systeme, die ein Tonmineral und eine modifizierte Cellulose enthält. Das bevorzugte Tonmineral ist ein natürlicher Hektorit, die bevorzugte Cellulose ist Hydroxyethylcellulose.

Nachteilig bei den bisher bekannten Verdickerzusammensetzungen ist jedoch, daß sie nicht für alle Anwendungsgebiete gleich gut einsetzbar sind und ihren spezifischen Anwendungen oftmals keine gleichmäßigen Ergebnisse erreichen. Insbesondere läßt die Dauer der verarbeitungsoffenen Zeit vielfach zu wünschen übrig, auch weisen die Produkte oft nicht die für eine gute Handhabung notwendigen Eigenschaften auf.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, geeignete Verdickerzusammensetzungen zur Verfügung zu stellen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen und die bei der spezifischen Anwendung in Fliesenklebern gegenüber dem bekannten Stand der Technik verbesserte Ergebnisse aufweisen. Zudem sollen nur geringe Mengen an Verdicker notwendig sein, die außerdem keine unerwünschten Verfärbungen der Endprodukte erzeugen.

Die Erfindung betrifft daher die Verwendung von Verdickerzusammensetzungen aus Celluloseethern und synthetischem Hektorit zur Herstellung von Fliesenklebern.

Der synthetische Hektorit entspricht bevorzugt der Formel

in der 0 x 1,2, 0 y 4 und z 1, 2 oder 3 ist und M ein Kation der Wertigkeit z bedeutet.

Bei dem Celluloseether handelt es sich bevorzugt um Hydroxyethylcellulose.

Bevorzugt wird eine Verdickerzusammensetzung, die 40 bis 95 Gew.-% Celluloseether und 5 bis 60 Gew.-% synthetischen Hektorit enthält, verwendet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Verdicker zusammensetzung 50 bis 95, bevorzugt 60 bis 90 Gew.-% Celluloseether und 5 bis 50, bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% synthetischen Hektorit. Der bevorzugte Celluloseether ist hierbei Hydroxyethylcellulose.

Die Erfindung betrifft auch einen Fliesenkleber, enthaltend eine Verdickerzusammensetzung entsprechend der vorgenannten Ausgestaltungsform.

Bevorzugt enthält dieser Fliesenkleber 0,1 bis 10 Gew.-% Verdickerzusammensetzung.

Der synthetische Hektorit, der erfindungsgemaß für die Verdickerzusammensetzung verwendet wird, kann nach dem in der EP-B-0 088 372 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Die EP-B-0 088 372 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Hektorits der Formel

in der 0 x 1.2, 0 y 4 und z 1, 2 oder 3 ist und M ein Kation mit der Wertigkeit z bedeutet, aus einer Mag nesiumionen enthaltenen wäßrigen Lösung oder Suspension, einer Na₂O-Quelle, einer SiO₂-Quel le, gegebenenfalls unter Zusatz von Lithium- und/oder Fluoridionen, wobei die Mol verhältnisse 0,56 MgO/SiO2 0.75, 0 Li₂O/SiO₂ 0.2, 0 F/SiO₂ 1.25, 0 25 Na₂O/SiO2 2 einzuhalten sind, bei dem man eine wäßrige Lösung oder Suspension eines Magnesiumsalzes aufheizt, man gegebenenfalls die Lithium und/oder Fluoridionen der Lösung bzw. Suspension des Magnesiumsalzes vor Zugabe der anderen Komponenten zufügt, man zur erhitzten Mischung, vorzugsweise unter ständiger Durchmischung, eine SiO₂-Quelle und eine Na₂O-Quelle in Form wäßriger Lösungen zudosiert mit der Maßgabe, daß die Na₂O-Quelle nicht vor der SiO₂-Quelle zugegeben wird, man das entstehende Gemisch längere Zeit bei höherer Temperatur hält, man die Kristalle des gebildeten synthetischen Hectorits in der Natriumform von der Mutterlauge abtrennt und gegebenenfalls mit einer wäßrigen Lösung eines Salzes mit dem Kation M²⁺ behandelt und nach erfolgtem Kationenaustausch den Bodenkörper von der wäßrigen Phase abtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe der Komponenten zur wäßrigen Lösung oder Suspension dem Magnesiumsalzes bei Temperaturen von 120-373°C unter Druck erfolgt und man das entstehende Gemisch längere Zeit im Temperaturbereich von 110-373°C hält.

Als Celluloseether können beispielsweise Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxyethylhydroxypropylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Ethylhydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Carboxy methylhydroxyethylcellulose oder auch Alkoxy-hydroxypropyl-hydroxyethylcellulose und andere Derivate der Celluloseether verwendet werden.

Als Füllstoffe für Fliesenkleber kommen beispielsweise Erdalkalicarbonate, Quarz, Glimmer, Talkum, Chlorite oder deren Mischungen in Frage.

In den nachfolgenden Beispielen wurden die folgenden Substanzen verwendet.

®Mergal KM 200

Es handelt sich um ein Konservierungsmittel für wäßrige Systeme, bestehend aus Hexahydrotriazinen. Hersteller ist die Riedel de Haen AG.

®Agitan 280

Es handelt sich um einen Entschäumer für wäßrige Systeme, der aus einer Kombination flüssiger Kohlenwasserstoffe, hydrophober Kieselsäure, synthetischer Copolymere und nichtionogener Emulgatoren besteht. Hersteller ist die Münzing Chemie GmbH.

®Mowilith VDM 618

Es handelt sich um eine wäßrige Styrolacrylatdispersion mit 50% Festkörpergehalt (übliches Bindemittel für pastöse Baustoffprodukte). Hersteller ist die Hoechst AG.

®Durcal 10, 40, 65

Es handelt sich um einen üblichen Füllstoff für pastöse Baustoffprodukte in Form eines Marmormehls (CaCO₃) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 9, 29 bzw. 46 µm. Hersteller ist die Omya GmbH.

®Tylose H 30 000 yp

Hydroxyethylcellulose, Normalpulver (max. 180 µm), lang anquellverzögert, Viskositätsstufe 30 000 mPa·s (2%ig Höppler). Hersteller: Hoechst AG.

®Tylose FL 30 0000 x

Methylhydroxyethylcellulose, Feinstpulver (max. 100 µm), kurz anquellverzögert, Viskositätsstufe 30 000 mPa·s (2%ig Höppler). Hersteller: Hoechst AG.

Mit den erfindungsgemäßen Verdickerzusammensetzungen wurden Fliesenkleber hergestellt (Grundrezepturen: Tabellen 1 und 5) und diese dann nach den unten beschriebenen genormten Prüfmethoden auf ihre Eigenschaften hin untersucht (Tabellen 2 und 4) und beurteilt.

A) Fliesenkleber Verarbeitung

Der Fliesenkleber wird per Zahnspachtel auf eine Betonplatte aufgetragen, wobei die Verarbeitung beurteilt wird.

Abrutschen

Der Fliesenkleber wird mittels Zahnspachtel (6 mm) auf eine Betonplatte appliziert, und eine Fliese wird unter definierten Bedingungen aufgelegt. Das Abrutschmaß in mm wird an der vertikalen Betonplatte nach 10 Minuten bestimmt.

Aufbruch

Der Fliesenkleber wird mittels Zahnspachtel (6 mm) auf eine Betonplatte appliziert, und es wird eine Glasplatte unter definierten Bedingungen aufgelegt. Die benetzte Fläche wird bestimmt, wobei DIN 18 156 ein Minimum von 65% an benetzter Fläche fordert.

Haftzugfestigkeit/Hautbildung

Der Fliesenkleber wird auf eine Betonplatte aufgetragen (Zahnspachtel 6 mm) und 3 Steingutfliesen werden unter definierten Bedingungen aufgelegt.

a) Direkt nach dem Auftragen des Fliesenklebers
b) Nach 20 Minuten Hautbildung.

Nach einer Lagerzeit von 28 Tagen unter Normalbedingungen fordert DIN 18 156 ein Minimum von 0,5 N/mm² Haftfestigkeit für a) und b).

Haftzugfestigkeit unter Wassereinwirkung

Der Fliesenkleber wird mittels einer Zahnspachtel (6 mm) auf eine Betonplatte appliziert und 3 Steingutfliesen werden unter definierten Bedingungen aufgelegt. Die Haftzugfestigkeit wird nach 28 Tagen Lagerzeit unter Normalbedingungen, wobei die Fliesen direkt nach einer Stunde Wasserlagerung abgerissen werden, geprüft. Diese Prüfung entspricht der UEAtc Klasse B für wenig wasserempfindliche Fliesenkleber, die bei diesem Test ein Minimum von 0,5 N/mm² erreichen müssen.

In den Untersuchungsreihen werden folgende Produkte verglichen:

a) ®Attagel 40 (Attapulgit/Fa. Engelhard) → Attapulgit ist ein Palygorskit, ein natürliches bandartiges Schichtsilikat.
b) ®Optibent CE (gereinigtes, natürliches Schichtsilikat/Fa. Südchemie).
c) ®Bentone EW (hochgereinigtes, natürliches Schichtsilikat/Fa. Rheox).
d) ®Laponite RD (synthetischer Hektorit/Fa. Laporte)
e) SKS-21 (synthetischer Hektorit/Fa. Hoechst AG) gemäß der Erfindung.

Beispiel 1

Es wurde ein Fliesenkleber mit den Komponenten der Tabelle 1 hergestellt, in dem die Komponenten gemäß der in der Tabelle angegebenen Reihenfolge zusammengegeben wurden. Die Zusammengabe erfolgte bei Raumtemperatur mit handelsüblichen Disssolver- Rührmaschinen (Vollrath-Laborpastenreiber des Typs Exentrik EWTHX 0,5 der Fa. Vollrath, Hürth). Die Summe der Gewichtsteile aus Tabelle 1 entspricht dann 100 Gew.-% Produkt.

Tabelle 1

Grundrezeptur für Fliesenkleber (10% Dispersionsanteil)

Die Eigenschaften der nach Beispiel 1 hergestellten Fliesenkleber sind in der Tabelle 2 wiedergegeben.

Tabelle 2

Eigenschaften der Fliesenkleber nach Beispiel 1

Beispiel 2

Es wurde wie in Beispiel 1 ein Fliesenkleber hergestellt, jetzt jedoch mit einem 20%igem Dispersionsanteil (Tabelle 3):

Tabelle 3

Grundrezeptur für Fliesenkleber (20% Dispersionsanteil)

Tabelle 4

Eigenschaften der Fliesenkleber aus Beispiel 2

Aus den Tabellen 2 und 4 gehen die hervorragenden Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verdickersystems aus Celluloseethern und SKS-21 hervor.

Ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung der Qualität von Fliesenklebern ist das Verhältnis zwischen dem Abrutschverhalten und der verarbeitungsoffenen Zeit. Aus den Untersuchungsergebnissen (insbesondere Tabelle 2) zeigt sich, daß weder Methylhydroxyethylcellulose oder Hydroxyethylcellulose allein noch die Kombination aus Schichtsilikaten und Methylhydroxyethylcellulose zufriedenstellende Ergebnisse zeigen. Verdickersysteme aus Schichtsilikaten und Hydroxyethylcellulose führen demgegenüber zu wesentlich besseren Verhältnissen zwischen dem Abrutschverhalten und der verarbeitungsoffenen Zeit.

Darüber hinaus sind für das erfindungsgemäße Verdickersystem aus Celluloseether und SKS-21 (synthetischer Hektorit) weit weniger Einsatzmengen an Schichtsilikat bei vergleichbaren Ergebnissen notwendig.

Gegenüber den Verdickersystemen aus natürlichem Schichtsilikat und einem Celluloseether haben die erfindungsgemäßen Verdickerzusammensetzungen den Vorteil, daß sie keine Graufärbungen zeigen und daher durch ihre weiße Farbe gleichzeitig zum Verfliesen und Verfugen verwendet werden können.

Claims

1. Verwendung von Verdickerzusammensetzungen aus Celluloseethern und synthetischem Hektorit in Fliesenklebern.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Hektorit der Formel entspricht, in der 0 x 1,2 0 y 4 und z 1, 2 oder 3 ist und M ein Kation der Wertigkeit z bedeutet.

3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Celluloseether Hydroxyethylcellulose eingesetzt wird.

4. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdicker zusammensetzung 40-95 Gew.-% Celluloseether und 5-60 Gew.-% synthetischen Hektorit enthält.

5. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdicker zusammensetzung 60-90 Gew.-% Celluloseether und 10-40 Gew.-% synthetischen Hektorit enthält.

6. Fliesenkleber, enthaltend eine Verdickerzusammensetzung aus Celluloseethern und synthetischem Hektorit.

7. Fliesenkleber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß 0,1-10 Gew.-% der Verdickerzusammensetzung enthalten sind.