DE2113043A1 - Zementmassen - Google Patents

Description

Kappe 22522 - Dr.F/hr
Case D.22620

BESCHREIBUNG sur Patentanmeldung der

Firma IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED, London S.¥e 1, Grossbritannien,

betreffend "ZementmasBen"

Zusatz zu Patent _β .,. ..ο (Anmeldung P 19 24 468.9)

Priorität : 18. Mära 1970 - Grossbritannien

Die vorliegende Erfindung bezieht eich auf eine Verbesserung oder Abwandlung des Gegenstandes des Hauptpatents . _o., ... (Ar»: P 19 24 468.9).

Im Hauptpatent sind Stoff zusammensetzungen beschrieben und beansprucht, welche als wesentliche Bestandteile einen Waeeerzement, einen Kieselerdefüllstoff, Wasser und eine organische Verbindung enthalten, welche eine Hehrzahl von

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BAO ORJGfNAL

Isocyanatgruppen aufweistο Die Kieseleraefüllstoffe, welche bei diesen Stoffzusammensetzungen verwendet werden können, sind beispielsweise Sande und Kieselerden mit einem geringen Tongehalt, die -vorzugsweise gewaschen sind und eine Tellchengröase besitzen, die hauptsächlich innerhalb des Bereiches von 3,61 "bis 0,0076 cm liegt, obwohl auch Teilchengrösaen ausserhalb dieser Grenzen verwendet werden können,, Die so erhaltenen Stoffzuaanrniensetgungec besitzen eine hohe Dichte und eine mittlere bis sehr grobe Textur und sie sind insbesondere zur Verwendung als rasch abbindende Fußbodenbeläge bestimmt. Infolge ihrer hohen Dichte vergrössern diese Massen jedoch beträchtlich das Gewicht der oberen Stockwerke von Gebäuden, in denen sie verlegt sind und infolgedessen die Belastungen, welche von den lasttragenden Teilen des Gebäudes aufgenommen werden müssen,

Es wurde nun gefunden, das3 Kieselerdefüllstoffe, welche in den Stoffzusammensetzungen gemäss dem Hauptpatent verwendet

aufweisende werden, ganz oder teilweise durch eine geringe Dichte/oder fasrige Füllstoffe versetzt werden können, ua Zementmassea zu ergeben, welche eine geringere Sichte besitzen, ohne dass eine beträchtliche Verringerung der Festigkeit der Masse nach dem Abbinden derselben festzustellen ist. >,

US wurde weiterhin gefunden, dass die Kieselerdefüllstoffe durch eine feine Teilchengrösse aufweisende Füllstoffe ereetzt werden können, um Zementmassen au ergeben, welche eine sehr glatte feine Textur besitzen«.

Durch die vorliegende Erfindung werden also Stoffzusammen-Betzungen vorgeschlagen, welche als wesentliche Beetandteile

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einen Wasserzement, eine geringe Dichte, fasrige oder eine feine Korogrösse aufweisende Füllstoffe, Wasser und ein organisches Polyisocyanat enthalten.

Als Beispiele von eine geringe Dichte aufweisenden Füllstoffen, weiche in den Stoffsusammenaetzungen gemäss der Erfindung verwendet werden können, seien genannt: Polystyrolschaum, Polyurethanschauin, Nylonpolymerisat sowie thermoplastische und durch Wärmeeinwirkung abbindende Polymerisate und Mischpolymerisate, wie beispielsweise Polyvinylchlorid und Harnstoff/Formaldehyd-Polymerisatβ, Sägemehl, Vermiculit und Holzschnitzel. Beispiele von fasrigen Füllstoffen sind Materialien natürlichen oder synthetischen Ursprungs, wie Asbest, Glasfaser* Baumwolle, Wolle, Polyamidfasarn, Polyesterfasern und Polyacrylnitrilfasern. Nicht-fasrige Füllstoffe können zu geeigneten Teilehengrosaen geschnitten oder gebrochen werden, welche bis zu 3 »81 cm Durchmesser besitzen könnenc

Als Beispiele von eine feine Teilchengrösse aufweisenden Füllstoffen seien genannt: Kraftwerkflugasche, ausgedehnter Ton, Schlackenschaumρ Glimmer, Kalk, Talk, Tone wie Porzellanerde, Asbest, Baryte, Kieselerde und gepulverte Schlacke.

Unter eine geringe Dichte aufweisenden Füllstoffen werden

solche verstanden, deren Dichte nicht grosser ist als 2 g/cm _o

Unter einer feinen Teilchengrösee wird eine solche innerhalb des" Bereiches von 75 bis 1 Mikron verstanden. Die Materialien können auf eine geeignete Teilchengrösse durch verschiedene Arbeitsbehandlungen verringert werden, wie Schleifen, Mahlen

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BAD ORIGINAL

mnd Mikroaisieren.

Der Ausdruck ⁿWasserzement^M wird hier im üblichen Sinne ver wendet, um. die Art von Baustoffen au beseiehnen, die in MisehttBg mit Wasser angewandt werden und dann infolge von physikalisches oder chemischen Umwandlungen erstarren bsw. abbinden, wobei das Wasser verbraucht wird. Dieser Ausdruck umfasst ausser Portlandzement auch:

1» sofanell abbindende Zemente, gekennzeichnet durch einem. hohen Tonerdeg@halt|

niedrig gebrsB&te Zement®, gekennzeichnet durch einen hohen ©ehalt an Dicalciiiasilieat und TetracalcirasE-aluminoferrit imä einen niedrigen Gehalt an Tricalciumsilieat und

3«. sulfatbestäadige Zements, gekennzeichnet durch ©inea tsBgewöhslicii ho&en Gehalt sn SricalciTsasilicat usd DicaloiufftBilioat und einen ungewöhnlich aiedriges Gehalt SrlcalciiE^Xumimat νωά

Hechofea-Portlandzeaeiit, gekasjiseichnet dursh eia miseh aus PortlaxidsemeatkliBker uad granulierter Schlacke|

Mauerseaiente, gekenaseiehaet durch Mischungsa su@ Port- l&jiäz@m&n± und einem oder mehr der folgenden Bestandteile? gelöschter Kalk, granulierte Schlack©, förmiger Kalkstein,, Xolluidton, Diatömeensrde andere feinverteilte Kieaelerdeforaaen, Calciiaaatearat und ParaffiBi * *

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BAD ORIGINAL

6, Natur zemente, gekennzeichnet durch Material aus dem angeschwemmten Land des Lehigh-Tals, USA;

7. Zalkzemente, gekennzeichnet durch Calciumoxyd in reiner oder unreiner Form mit oder ohne tonartiges Material;

8o Gipazement, gekennzeichnet durch die Zugabe von 5 bis 10 1* Gips sa Kalk;

9ο Puzzolanzement, gekennzeichnet durch Mischung von

Puzzolanerde, TraaBkieselgur, Bimsstein, Suffkalk, Santorinerde oder granulierter Schlacke mit kalkmörtel;

10. Calciumsulfatzemento, gekennzeichnet durch eine Abhängigkeit tob der Hydratation, von Calciumsulfat, zJ, Gips, Keenescher Maromoraement und Pariangips.

Als organie&he Polyisocyanate, welche hier verwendet werden können, seien genanntt Tolylendiisocyaoat und Diphenyljwthsiadiisocyanat, sowie Uretedie»» oder leecyanuratpolymeriaate * derselben eowi· Ieooyanatemden aufweieeade Polyurethan«, welche durch TJoeetzen eines Überechussee eines organischen ^ DiisQcyanats mit einer polyfunktionellen ieocyanatreaktionsfähigen Verbindung erhalten werden, wie einem Grlykol oder höheren mehrwertigem Alkohol, Amisoalkogol oder Poly amis, einem Polyester, Polyesteramid oder Polyäther. Ke kann auch die Diphenylmethandiisocyanat enthaltende Stoffzuaammensetsung verwendet werden _r welche als "rohes BCDl" bekannt ist und welche durch Phoegenieren dea rohen Diaminodiphenylmethane erhalten, wird, das durch Kondensieren von Formaldehyd und

Anilin in Gegenwart von Salzsäure hergestellt wird.

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BAD ORIGINAL

Obwohl das Polyiaocyanat in Abwesenheit irgendeiner weiteren Isoeyaamtreaktionsfähigen Verbindung mit Ausnahme von Wasser verwendet werden kann, das ein wesentlicher Bestandteil der Stoff zusammensetzungen gemäse der Erfindung ist, wird es vorgezogen, den SteffzuBammensetmiBgen auch noch eine isocyamtyeaktionsfähige organische Verbindung zuzusetzen, da hierdurch die Schrumpfung beim Abbis&ea der Massen verringert wirde AIa Beispiele von iaocyanatr©aktionsfähigen organischen Verbindungen, welche hier verwendet werden können, seien genamts mehrwertige Alkohole, Aminoalkohole, Polyamine, Polyester j Polyesteramide und mit trocknendem Öl "und nichttr©ekn@aolsm öl modifiziert© Alkydharz©₉ jedoch wird es vorgewogen, ©in®B zweiwertigen oder dreiwertigen Polyäther mit einem ÄcpATOlemtgewieht von 100 bie 1500 su verwenden oder . di© Prodtäkt©, welche dureh" Umsetzung bei hoher Taaperatur zwischen Msinusöl und harten Harten erhalten werden, die

» ale Produkte definiert sind, welche durch Erwärmen von Rizinusöl mit einem Ears erhalten werden, das ein Rosinat 8fiß©s Hetallee der ös^app© Ha des Periodensystems ist- oder q±& Kondeasstioneprodtikt von Harz ait

(1) ssindestesa ein^n isehrwertigen Alkohol, oder

(2) misiiestens einem mehrwertigen Alkohol und mindestens einem gegeb'anenfalls substituierten Phenol/Formaldehyd-Resolharz oder

(3) mi&deetms eiaem mehrwertigen Alkohol und mindestens ©iiier Q£B»3inge8ättigten JDicarbonsäure oder dem Anhydrid derselben. . «

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Ale Beispiele τοη Rosinaten τοη Metallen der Gruppe Ha dee Periodensystems, welche mit Rizinusöl umgesetzt werden können, seien genannt: Caleiumrosinat und Bariumrosinat»

Als Beispiele τοη mehrwertigen Alkoholen, welche mit dem Bar« entweder allein oder zusammen mit einem gegebenenfalls substituierten Phenol/lOrmaldehyd-Resolhars oder einer Qf,ßungesättigten Dicarbonsäure oder dem Anhydrid derselben M

kondensiert werden können, seien genanntr Glycerin, Pentaerythritol, TrimethylQlpropan und Sorbitol.

Unter R«olharsen werden die eäkeliscJa-katalysierten Reaktionsprodukte von. ein·» Mol eine« Phenols mit mindestens einem Mol Formaldehyd verstanden. Das üblicherweise verwendete und bevorzugte Phenol aur Herstellung der Resolharze ist Phenol selbst, jedoch können auch andere Phenole und alkylsubstituierte Phenole, beispielsweise p-Buvylphenol, p~ Octylphenol und p-elkylsubetituierte Phenole gans allgemein verwendet werden.

Als Beispiel· -rost οςβ-ungtsättigten Dicarboosltar«n «ad Aahydride derselben., weloh« mit d«e Έμχ% zusamaen ait einen ^ mehrwertigen Alkohol in der angegebenen Weise kondensiert werden können, seien genannt: Maleinsäure, yuaarinsäure und Maleinsäureanhydrid.

Die Umsetzung des Risimisöls mit dem Harz wird bei höherer Temperatur, beispielsweise
Stunden lang durchgeführt.

Temperatur, beiepieJLsweise von 235 bis 24O⁰C 1/2 bis 2

Das Rizinusöl usä das Harz können in Gewiohtsverhältnissen von 99si bis 1:99 verwendet werden und ein bevorzugter Be-

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BADORlGiNAl.

reich li&gt von 95 s5 bis 20s80 (Jew,-Teilen»

Die Hassen gemäßs der Erfindung können auch noch ein gefärbtes Pigment enthalten, wenn dekorative oberflächen erwünscht sind und es können auch Lösungs- und Verdünnungsmittel zugesetzt werden.

Sie Anteile der verschiedenen Bestandteile, welche zur Her-Stellung der Zementmassen gemäss der Erfindung verwendet werden^ können sehr verschieden sein» So können auf 100 Gew.-Teile Zement von 10 bie 10 000 Gew. -Teile Füllstoff, yon 10 bie 75 Gew_e-Teile Wasser, von 5 bie 5000 Gew, -Teile der harsbildenden Komponenten, definiert als organisches Polyisocyanat plus isocyanatreaktionsfähiger organischer Verbindung, und von 0 bis 200 Gew.-Teile Lösungsmittel enthalten. Bevorzugte Mengen sind von 50 bis 8000 Teile Füllstoff, 20 bis 50 Teile Wasser, 10 bis HOOO Teile Urethanhars aod 0 bis 100 Teile Lösungsmittel=

Die StoffeueaaaeaeetKungen geaäset der BrfZaävmg TBSimea infolge Hirer yiieesfähigieeit als sich selbst «uegieichende¹ imd glättender Tusebodtaabeiag verwendet weihten und sie sind üblichen Zementfussbodenbelägen oder anderen durch Harz gebundene ZementfusehodeniBaeeen durch ihre Abbindegeeehwindigkeit überlegen. Mit diesen StoffausainraensetEungen iet es möglich, Fassboden herzustellen, welche auereichend stabil sind, um innerhalb von 1 bis 2 Stunden nach dem Verlegen begengen werden zu-können und die einem Fallgewicht schlagversuch nach DEP 1083, Verfahren 17, schon nach 24 Stunden Abbindezeit widerstehen.

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BAD OBlGlNAL

Erfindung ist in den folgenden Beispielen näher erläutert, worin die Teile und Projsentangaben sich auf das Gewicht be~ aiehen.

Beispiel 1

100 Teile Portlandzement und 100 Teile einer 70 #igen Lösung

Ton Polyisocyanate die in der noch zu beschreibenden Weise

hergestellt worden sind, werden miteinander vermischt und dann werden 8 Teile starrer Polyurethanschaum einer Teilchen- W grÖBse von. etwa 6,35 aaai Durchmesser, 25 Teile Wasser und 15

Teile eines oxypropylierten Glycerins Bit einem Bydroxylwert Yon 535 ag KOH/g eingemischt.

Auf diese Weiee wird eine rasch« abbindende fliassfähige Hasse erhalten, welche,wenn sie in einer Schichtdicke von 12,7 ran ausgebreitet wird, rasch feet wird «ad bereite nach 2 Stunden begangen werden kann»

Si« PolyieooyanatlöeuBg, welche in diese» B«ispi«l verwendet vixd, wird dadurch erhalten, dass eine MiechxiBg voa

aüWK>ymnat (1 KoI)₉ Trimethylolpropan (0,197 Hol) und *

Butjlenglykol (0,159 Hol) Z Sttuadm lang attf 60⁰C erwärmt wird, wad awar in Gegenwart von der Hälfte ihrer Gewichte» Äön^e einer 1 :1-Mischung von Ö-Äthoxyäthylacetet und lylolo Daim werden 0,029 Hol eines oxypropylierten Glycerine nit einem Molekulargewicht von 3000 sugesetzt und die Erwärmung wird 4 Stunden lang, bei 60⁰C fortgesetzt. Dann wird eine ausreichende Menge Xylol «ugegeben, um eine Lösung nit 70 it ' Festatoffanteil zu ergeben.

BAD ORIGINAL

-1G-

Beiapiel 2

Hierbei handelt es pich ust eine Zweikomponenten-Stoffsusasi— Äensetiuag. Eine Komponente A wird dadurch erhalten, dass 100 Teile Portlandzement, 50 Teile Wasser and 25 !Peile Sägemehl Tenaischt werden.

Eine Komponente B wird durch Vermischen von 93 Teilen dee Reaktionsproduktes von Rizinusöl mit einem harten Harz (hergestellt in der noch zu beschreibenden Weise) mit 21 Teilen einer Pigmentpaste, die 66 /3 % ro tee Eisenoxyd als Dispersion in dem gleichen Heaktiönsprodukt von Rizinusöl und hartem Barst enthält und «it 50 Teilen einer rohen MDI-Stoff-

erhalten
*neaamens6rtBungv welche »tea 50 £ Diphenylmethandiisocyanat enthält, wobei der Beet ana methyl engebundenen Polyphenylpolyisocyanaten voa hShorer fonlctioB&lität besteht, Nach Vorliegen ei»er koae^geaen MLenhrmg wird Komponente B sofort in die Konponente k eingeaischt, um eine rasch abbindende flüssige StoffBusaaeeneetzang «a. ergeben, welche, wesn sie su einer 12,7 aa starken Schicht ausgebreitet wird, eise Oberfläche ergibt, die fest genug ist, um nach f bis 11/2 Stnaden begangen werden su

Das ixt dlesea Beispiel -rerwoadate äeaktioasprodukt von Hiaiiausöl nit dem harten Sans wird durch Erwärmen von 520 Teilen Eizinusul erster Pressung mit 80 Teilen eines varesterten harzmodifiziertea Pheaol/Ponaaldehyd-aeaolharses auf 240⁰C 45 Minuten lang hergestellt« Der letztgenannte Bestandteil ist der Q-lycerineeter des Produktes aas άοη Reak tion zwischen Hare und einem Diphenylolpropan/yorealdehyd-Resolhare. · ·

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Beispiel 3

100 Teile Portlandzement, 100 Teile aikronisierte Baryte, 20 Teile eines oxypropylierten Glycerins mit einem Hydroxyl-■wert Ton 165 mg KOH/g," 8 Teile eines oiypropylierten Glycerins »it einem Hydroxylwert von 535 mg ¥£B.fg und 25 Teile Wasser werden mit einander vermischt „ Wenn die Mischung vollkommen ist, ve^xten 100 Teile einer 70 #igen Lösung eines nach der im Beispiel 1 angegebenen Weise hergestellten Polyisocyanate zugesetzt und die Mischbehandlung wird weiter fortgesetzt. Hach vollendeter Mischung wird eine rasch abbindende fliesebare Masse erhalten, welche, wenn sie in einer Schichtdicke von 6,35 bis 12,7 «ffi ausgebreitet wird, rasch fest wird und nach 2 Stunden hart genug ist, um begangen werden «u

Patentansprüche

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BAD

Claims (1)

1. PAiaK&AlSPRÜCHE;

   ff?) Zementmassen nach Patent · ... ..« (Ac.: P 19 24 468.9)» welcha als wesentliche Bestandteile einen Wasserzement, einen eine geringe^Dichte aufweisenden faerigen oder eine feine KorngrSsse besitzenden. Füllstoff, Waseer und ein organisches Polyisocyanat enthalten.

   2o Zementmassen nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzement ausgewählt wird aus Portlandzement, rasch erhärtenden Zementen, niedrig gebrannten Zementen, eulfatbeständigen Zementen, Portlandhochofenzement, Hauerzementen, natürlichen Zementen, Kalkzementen, selenltischem Zement, Pussolanseaant und Calciumsulfatzementen»

   3ο Zementmassen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese noch zusätzlich eine iifocyanatreaktionsfähige organische Verbindung enthalten.

   4. * 'Zemantaaasan nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die isocjrÄnatrealctionsfiihige Verbindung ein anreiwertiger oder dreiwertiger Folyäther BdLt einem Iquivaleotgewicht \ tod 100 bis 1500 1st.

   5. Zementmaesen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet * dass die isoeyanatreaktionsfähige Verbindung das Reaktionsprodukt von Rizinusöl mit einem harten Harz ist, das ein fioainat eines Metalles der Gruppe Ua des Periodensystems ist oder ein Koadensatiossprodukt von Harz mit <1) aindeetene einem mehrwertigen Alkohol, oder (2) mindestens elnm* snterwertigea Alkohol wad

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   BAD ORfGiNAt

   -χα

   einem gegebenenfalls substituierten Phenol/Forealdehyd--Reeolhars oder

   (3) mindestens einem mehrwertigen Alkohol und mindestens einer (X, ß-ungesättigten Dicarbonsäure oder ein Anhydrid derselben.

   60 ZementmasBen nach einem der AneprU-Cihe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese auch noch inerte LÖBunga- oder Verdünnungsmittel enthalten.

   7ο Zementmaasen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie bezogen auf das Gewicht 50 bis 8000 Teile eines eine geringe Dichte, faarigen oder eine feine leilchengröaee aufweisenden yullatoffee, 20 bis 50 Seile Wasser, 10 bis 4000 Teile harzbildender Komponenten und 0 bis 100 Teile Lösungsmittel auf 100 felle Waaeersement enthalten. *

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   Din.-«·, η.

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