DE2223188A1 - Gipsmasse,Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung - Google Patents

Gipsmasse,Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung

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DE2223188A1
DE2223188A1 DE19722223188 DE2223188A DE2223188A1 DE 2223188 A1 DE2223188 A1 DE 2223188A1 DE 19722223188 DE19722223188 DE 19722223188 DE 2223188 A DE2223188 A DE 2223188A DE 2223188 A1 DE2223188 A1 DE 2223188A1
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Description

Dr. Hans-Heinrich Willrath
Dr. Dieter Weber DipL-Phys. Klaus Seiffert
PATENTANWÄLTE
ß D-62 WIESBADEN 9 .Mai 1972 222318" Postfach 1327 II/ep
Gustav-Freytag-StraSe 25
<g (06121) 372720
Telegrammadresse: WILLPATENT
Ref. F 365/6
John Williams
"Merileys", Fawkham Avenue, New Barn, Longfield, Kent/England
John Fräser Taylor "Malindi", Shortlands Road, Bromley, Kent/England
und
Gunac Limited
65 Stafford Road, Wallington, Surrey/England
Gipsmasse, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
Prioritäteni v.13.Mai 1971 in Großbritannien Anm.No.: 14 656/71
v.16.Juni 1971 in Canada
Anm.No.: 115 788
Die Erfindung betrifft Gipsmassen, und die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung liefern Oberflächenbeschichtungsmassen, die selbstglättende, flexible, nichtschrumpfende , wasser-, öl- und fettbeständige Fußbodenoberflächen ergeben.
^ 209848/1087
6765
Bunk: Dresdner Hank AG. Wiesbaden, Konto-Nr. 276 807
ORIGINAL INSPECTED
Eine der Schwierigkeiten, die bei Gipsmassen auftritt, ist die, daß ein wesentlicher Überschuß an Wasser das Fertigprodukt schwächt, indem es Hohlräume hinterläßt, man andererseits aber eine fließfähige Masse bekommen muß, die fließt und so eine glatte ebene Oberfläche ergibt, wenn sie auf ein im wesavtlichen horizontales Substrat aufgebracht wird. Es wurde nun gefunden, daß die Verwendung einer harten Emulsion im Gemisch mit den Gipsfeststoffen eine überraschende Wirkung auf die Fließeigenschaften der resultierenden Masse hat und daß die Wassermenge wesentlich vermindert werden kann, um eine Masse mit den erwünschten Fließeigenschaften zu ergeben, die zu einem starken, festen Material aushärtet. Stark verbesserte selbstverlaufende und selbstglättende Eigenschaften erhält man tatsächlich, da Massen nach der Erfindung mit relativ niedrigem Wassergehalt unter ihrem eigenen Gewicht fließen und sich einebnen.
Die Erfindung betrifft eine fließfähige Gipsmasse aus einem Calciumsulfat-ok-halbhydratgips und einer wässrigen Harzemulsion, wobei die relativen Mengenverhältnisse des Gipses und der Harzemulsion derart sind, daß der Oips den größeren Teil des Wassers in dar Emulsion beim Abbinden aufnimmt. Der Ausdruck "Emulsion" wird hier mehr Lm technischen Sinn als im wirklichen wissenschaftlichen Sinn verwendet, da das Harz normalerweise bei den frag Liehen Temperaturen ein Peststoff und nicht eine Flüssigkeit ist.
2 0 9 8 '-> B / 1 0 ?7 ·
22231
Der Harzgehalt der Masse verleiht dem abgebundenen und gehärteten Gips eine wesentliche Abnutzungs- und Wasserbeständigkeit und gestattet, daß er als Fußbodenmaterial Verwendung findet.
Die Masse wird dem Verbraucher normalerweise als Zweipackungssystem oder Zweikomponentensystem geliefert, und beim Vermischen der beiden Komponenten miteinander können kontrollierbare Arbeits- und Härtungszeiten von etwa 15 Minuten bis 4 Stunden erreicht werden.
Die Masse umfaßt somit Gipsputz oder -estrich und eine wässrige Emulsion von Polymerhars o.dergl. und kann auch, um variierende rheologische Fließeigenschaften zu bekommen, die unterschiedlichen Anwendungsbedingüngen genügen,, Weichmacher, Lösungsmittel, Kalkhaltige Mineralpulver, siliciumhaltige Aggregate, Entschäumungsmittel, Gummikrümel, Korkkörner, Asbestfasern, Pigmentpulver und/oder -pasten u„dergl.f enthalten. Die Masse kann auf unterschiedliche Weise aufgebracht werden, wie etwa durch einfaches Gießen aus einem Kessel, mit einer Spritzpistole in Verbindung mit unter Druck stehenden Behältern oder mit Hilfe von kraftbetätigten Flüssigkeitsüberführungspumpen. Die Masse kann in den m eisten Färbungen pigmentiert sein. Durch gleichzeitige Aufbringung zweier verschiedener Färbungen unter Verwendung einer SpezialSpritzpistole können auch Zweitonsprenkeleffekte erreicht werden. Wenn man die Viskosität dergleichzeitig aufgebrachten gefärbten Massen unterschiedlich macht
2098Λ8/1087 "4"
oder die Aushärtungszeit der beiden gefärbten Massen verschieden macht, kann man erhabene Muster bekommen, die sich in der Farbe von der anderen Farbe unterscheiden.
Die bevorzugten Massen sind ideal geeignet für häusliche und leichte industrielle Fußböden und bei Verwendung in Verbindung mit geeigneten Aggregaten auch für schwere industrielle Fußböden sowie für wasserbeständige Abdeckungen der Gehwege offener Balkons, für mehrstöckige Parkdecks, als Überzugsmaterial über Asphalt oder an Stelle von Asphalt für Beton- und andere Dächer. Infolge der kontrollierbaren schnellen Härtungseigenschaften der Massen sind diese auch ideal geeignet für Straßen- und Flugzeuglandebahnmarkierungen und für schleuderfreie Zonen auf Straßen, wenn die Massen in Verbindung mit Eisensilikaten, calciniertem Kies, Carborund, Kies oder calciniertem Bauxit usw., verwendet werden. Die
für
Massen können/die Oberflächenbeschichtung von Schiffsdecks benützt werden und auch als ein auf Fabrikanlagen aufgebrachtes schmückendes oder schützendes Material für Sperrholz, Spanplatten, Hartfaserplatten, Gipsplatten, Beton, Asbestbögen usw.
Die nach der Erfindung brauchbaren Polymerharze sind übliche Polymere äthylenisch ungesättigter Monomere, wie beispielsweise Vinylharze und Polymere von Acrylaten und Methacrylaten, besonders Alkylestern von Acrylsäure und Methacrylsäure, in denen die Alkylgruppe bis zu 12 Kohlenstoffatome besitzt. Beispiele hierfür sind Methylacrylat, Butylacrylat,
209848/1087 ~ 5 "
Äthylacrylat, Methylmethaerylat, A" thy lmethacry lat, Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat und Laurylmethacrylat. Andere Harzemulsionen sind beispielsweise Polyvinylacetatemulsionen und Polystyrolemulsionen. Mischpolymere von zwei oder mehreren der drei Monomerklassen (Acrylat und Methacrylatj Vinylacetat; Styrol) können ggf. verwendet werden, je nach den im Endprodukt erforderlichen Eigenschaften. Beispielsweise ist Polystyrol alkalibeständig und wasserbeständig, doch seine Langzeitalterungseigenschaften sind nicht gut. Polyvinylacetat besitzt niedrige Wasserbeständigkeit, doch bei bestimmten Anwendungen, wie bei der Aufbringung der Masse auf einer Teer- oder Bitumenunterlage, ist dies nicht wichtig. Die Acrylat- und Methacrylatharze besitzen gute Langzeitalterungseigenschaften und gute Wasser- und Alkalibeständigkeit, doch haben sie keine gute Fließeigenschaften, und sie sind teurer als Polyvinylacetat und Polystyrol. Styrol/Acrylatmischpolymere sind bevorzugt, und ein geeignetes Mischpolymer ist ein solches von Acrylat und Styrol in einem Gewichtsverhältnis von 1:1. Polyvinylchlorid, Vinyliden- und andere Vinylharze können ebenfalls verwendet werden. Auch sind Naturlatices brauchbar.
Es ist für das Harz erwünscht, obwohl nicht wesentlich, daß es beim Aushärten einen kontinuierlichen Film oder eine kontinuierliche Grundsubstanz bildet, da dies die Festigkeit und Wasserbeständigkeit verbessert. Zu diesem Zweck werden die sehr harten Harze, wie Polystyrol, erwünschtermaßen mit weicheren Harzen oder Weichmachern ver-
2098A 8/ 1 087
mischt, oder es wird ein weichers Mischmonomer in sie eingearbeitet.
Der Ausdruck "Mischpolymer", wie er hier verwendet wird, soll auch Polymergemische sowie wirkliche Mischpolymere einschließen, und Ausdrücke, wie Acrylat, Styrol, Polyvinylacetat, sollen Materialklassen als genaue chemische Verbindungen bezeichnen. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß es chemische Äquivalente zu diesen Verbindungen gibt.
Die Harze in den Massen nach der vorliegenden Erfindung härten erwünschtermaßen zu einer Harzphase, die bei Raumtemperatur (18°C) hart ist, obwohl auch etwas Erweichen bei höheren Temperaturen zugelassen werden kann, \Le weiter unten erklärt wird. Es ist schwierig, die Härte quantitativ zu bestimmen, doch ein bequemer Test ist der, einen Fingernagel entlang der Oberfläche des Harzes zu führen. Erwünschtermaßen sollte das Harz ausreichend hart sein, umbei Anwendung dieses Tests die Ausbildung einer Rille zu verhindern.
Die Emulsionen enthalten normalerweise etwa 50 % Harzfeststoffe, doch ist ein weitgehendes Variieren, wie beispielsweise von 35 bis 60 %, besonders von 50 bis 56%, möglich, wobei die Teilchengröße erwünschtermaßen bei 0,1 bis 1,5 Micron liegt.
Bezüglich der Einzelheiten der Zusammensetzung und Her-
- 7 209848/ 1 087
stellung der Harzemulsion wird auf "The Fundamental Principles of Polymerisation" von D'Älelio, veröffentlicht von Wiley,1952,und auf "Principles of Polymer Chemistry" von R.J.Flory, veröffentlicht von Cornell university Press, 1969, hingewiesen.
Es wird angenommen, daß die zur Herstellung der Emulsionen verwendeten oberflächenaktiven Mittel eine wichtige Rolle, bei der Verbesserung der fließfähigen Gipsmasse spielen, und es wird postuliert, daß etwas oberflächenaktives Mittel in den Gipsteilchen adsorbiert wird. Es wurde gefunden, daß es wichtig ist, daß die Harzfeststoffteilchen in einer emulgierten feinteiligen Form in der Masse verbleiben und nicht deatabilisiert werden, wie beispielsweise durch die Calciumionen oder durch Oberabsorρtion des oberflächenaktiven Mittels. Andererseits spielt das Harz offensichtlich eine gewichtige Rolle, da die oberflächenaktiven Mittel ohne das Harz im wesentlichen keine Wirkung auf eine Masse haben. Die verbesserten Fließeigenschaften, die man durch Einarbeiten des Harzes erhält, sind somit äußerst überraschend, da man annehmen würde, daß eher mehr als weniger Wasser benötigt wird, um die größere Zahl der Feststoffteilchen zu suspendieren· Die Fähigkeit der Gipsmasse, eine glatte Oberfläche zu bilden, hängt offenbar davon ab, daß eine relativ hohe Oberflächenspannung mit einer relativ niedrigen Grenzflächenspannung an der Oberfläche der festen Teilchen aufrechtgehalten wird. Die Oberflächenspannung der Massen nach der Erfindung liegt erwünschtermaßen bei
. 20 9848/1087
35 bis 65 dyn/cmr doch in den meisten Fällen ist sie in der Größenordnung von 50 bis 55 dyn/cm (gegenüber 73 dyn/cm für Wasser).
In der Praxis wird die optimale Zusammensetzung durch Testen im Handel erhältlicher Harzemulsionen bestimmt/ um die beste Zusammensetzung für eine spezielle technische Anwendung/ bei der die Erfindung verwendet werden soll/ zu ermitteln.
Es gibt Im Grunde zwei im Handel erhältliche Halbhydrate (CaSO4 ·1/2 Η,Ο) , die gewöhnlich als die ^- und B-Formen bekannt sind. Das ^k-Halbhydrat wird im allgemeinen in der Weise hergestellt/ daß man Gipsstücke in einen Autoklaven gibt und bei kontrolliertem überatmosphärendruck in Gegenwart von Wasserdampf calciniert, während das ß-Halbhydrat das Ergebnis eines Erhitzens des Dihydrate bei Atmosphärendruck entweder in einem Kessel oder in einer rotierenden Ca leviervorrichtung ist. Einige Verfahren verwenden Zusatzstoffe oder andere Mittel, durch die der resultierende Gips bessere Festigkeitseigenschaften oder Härtungszeiten bekommt. Beispielsweise in dem Autoklavensystem ist die Percolation von Kristallzustandmodifiziermitteln dazu bestimmt, die Druckfestigkeit zu verbessern. Obwohl es kein allgemein anerkanntes Kriterium für die Unterscheidung der beiden Halbhydratsformen gibt, wird akzeptiert, daß, obwohl die chemische Zusammensetzung ähnlida ist, der wesentliche physikalische Unterschied in dem Verhältnis von Was-
209848/1087
ser zu Gips besteht, das erforderlich ist, um verarbeitbare Gemische zu bilden. Die Unähnlichkeit in der physikalischen Natur der Gipsteilchen der beiden Formen beruht auf dem Unterschied in den Oberflächeneigenschaften. Die kurzen und dicken, aber größeren **-Kristalle besitzen geringe Wasserabsorption und eine kleinere Oberfläche je Gewichtseinheit , was einen geringeren Wasserbedarf zur Umwandlung des Materials in einen gießfähigen Schlamm bedeutet. In Kesseln oder Drehröstöfen calcinierter Gips ergibt Gipse mit Konglomeraten feiner Kristalle, die eine große Wassermenge aufnehmen und somit Hohlräume in der Struktur beim Verdampfen bilden und die Festigkeit der gegossenen Produkte beeinträchtigen. <Λ-Halbhydratgips ergibt eine verarbeitbare Zusammensetzung mit etwa 30 bis 45 cm Wasser je 100 g, obwohl die Zusammensetzung im unteren Teil dieses Bereiches nicht gießfähig ist, während ein ß-Gips etwa 50 bis 80 cm für einen gießfähigen Schlamm erfordert. Es wurde nun festgestellt, daß im allgemeinen die Festigkeit des resultierenden Gießlings umso größer ist, je geringer das Gewichtsverhältnis von Wasser zu trockenen Gipsfeststoffen ist. Beispielsweise besitzen Gießlinge, die aus
rl 3
™-Gips mit einer Konsistenz von etwa 30 cm hergestellt
ο wurden, eine Druckfestigkeit von 703 kg/cm (10 000 Pfd
je Quadratzoll), während ein mit einer Konsistenz von 45 cm gegossener Gießling eine Festigkeit unter 351,5
kg/cm (5 000 Pfd je Quadratzoll) haben kann. ß-Gipse in Gießlingform haben Druckfestigkeiten gut unterhalb jener von^-Gipsen oder wasserfreien Typen, wie Keen's-Zement.
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22231
- Io -
Das kompaktere , stabilere und dichtereQ^-Halbhydrat ist daher für die vorliegende Erfindung bevorzugt. Erwünschtermaßen besitzt es eine Trockendruckfestigkeit von nicht
2
weniger als 422 kg/cm ( 6000 Pfd je Quadratzoll) bei einem Verhältnis von Gips zu Wasser von 100:30. Normalerweise besitzt ein(A-Gips eine Trockenfestigkeit von nicht weniger als 246 oder 281 kg/cm2 (3500 oder 4000 Pfd je Quadratzoll)., doch fallen ß-Gipse unterhalb dieser Werte. Für eine weitere Diskussion von (λ- und ß-Gipsen wird auf Ulimann1S Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 8 (1957), Seiten 97 bis 132, hingewiesen. Es können übliche Beschleuniger und Verzögerungsmittel verwendet werden, um mit den Calciumsulfatfeststoffen zu reagieren, wenn dies erforderlich ist, um die Topfzeit und Härtungszeiten der gemischten Massen einzustellen, wie beispielsweise Kaliumsulfat, Natriumcitrat, Aluminiumsulfat usw. Oberflächenaktive Mittel, wie Alkylary!sulfonate, können zur Unterstützung der Benetzung der Oberfläche, auf die die Masse aufgebracht wird, und zur Verbesserung der Benetzung der Gipsfeststoffe beim Vermischen zugesetzt werden. Andere spezielle Eigenschaften können durch Zusatz gefrierbeständigmachender Mittel, antibakterieller Mittel/Fungizide, Verdickungsmittel und Stabilisatoren erreidit werden, sowie mit Hilfe von Derivaten von Ceiluloseäthern, Polyvinylalkohol, natürlichen und synthetischen kolloidalen Tonen u.dergl.
Die Fbxibilität der aufgebrachten und gehärteten Massen kann so eingestellt werden, daß sie unterschiedlichen Verwendungen
209848/1087 -H-
genügt, indem man verschiedene Polymerharze, wie sie bereits erwähnt sind, mischpolymerisiert oder miteinander verschneidet und dadurch eine innere Weichmachung erreicht, oder indem man durch Verwendung einer Reihe herkömmlicher Weichmacher, wie Dioctylphthalat, Dibutylphthalat, Dibutylglycolphthalat, Tricresylphthalat o.dergl., äußerlich weich macht. Es können Lösungsmittel als temporäre Weichmacher verwendet werden, die auch die Filmintegration des Harzes in der gehärteten Masse unterstützen. Einige der Lösungsmittel, die sich für diesen Zweck als zufriedenstellend erwiesen, sind Xylol, Butylacetat, Toluol, Äthylacetat usw. Es wurde gefunden, daß Harnstoff·und/oder Meläminformaldehydharze ebenfalls in die Masse eingearbeitet werden können, um die Verarbeitungsfließfähigkeit des Materials und die Härte der Masse nach dem Aushärten zu verbessern.
Wie bereits erwähnt, wird die vollständige Masse normalerweise als Zweipackungssystem oder Zweikomponentensystem geliefert, das zur Erläuterung als 1A1 und 1B1 bezeichnet werden kann. Ά' ist die vorgemischte und verpackte flüssige Komponente (einschließlich des Harzes), und 1B1 ist die vorgemischte und verpackte pulverisierte Komponente. 1A1 und 1B1 werden manuell oder mechanisch unmittelbar vor der Aufbringung miteinander vermischt. Das gemischte Material kann eine voreingestellte Topfzeit und Härtungszeit von 15 Minuten bis 4 Stunden besitzen, je nach dem Erfordernis.
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Wenn die Zweitonfarbwirkung erforderlich ist oder wenn ein hervorgehobenes Muster erforderlich ist, wird der Inhalt jeweils der zwei zusammengehörigen Verpackungen miteinander vermischt, und unter Verwendung von Druckbehältern werden die beiden gemischten vollständigen Massen unter Druck gesetzt und gleichzeitig durch eine spezielle Doppelflüssigkeitsspritzpistole ausgetragen.
In den folgenden Beispielen sind die Harze "Revacryl", "Vinacryl", "Emultex" und "Revinex", das Calciumsulfat ist das (A-Halbhydrat (Crystacel oder Herculite), und das Antischaummittel ist "Nopco" oder "Bevaloid".
Beispiel 1 No.1, Packung 1A1
Styrol/Butylacrylat
(1:1)-Mischpolymeremulsion Wasser (zusätzlich) Toluol (Lösungsmittel)
Gewichtsprozente
18,75 (51% Harzfeststoffe) 6,25
2,0
Packung 'B'
^-Halbhydrat-calciumsulfatputz (Crystacel) 71,0
grünes, pulverisiertes
Pigment 2,0
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209848/ 1087
No,2, Packung Ά'
Styrol/Butylacrylat
(1:1)-Mischpolymeremulsion Wasser (zusätzlich) Toluol (Lösungsmittel)
22231
Gewichtsprozente
81,75 (51% Harzfeststoffe} 6,25
2,0
Packung 'B'
cK -Halbhydrat-calciumsulfat-
putz (Crystaoel) 71,0
weißes, pulversiertes
Pigment 2,0
1A1 und 1B1 von No.1 werden miteinander vermischt, und
1A1 und 1B' von No.2 werden ebenfalls miteinander vermischt. Die beiden getrennten Gemfehe werden dann gleichzeitig in
Fließleitungen unterVerwendung von zwei Druckbehältern
unter Druck gesetzt, wobei dann die beiden Gemische gleichzeitig am Kopf einer speziellen Doppelflüssigkeitssprühpistole ausgepreßt werden. Die so aufgebrachten Materialien fließen und härten derart, daß sie eine glatte Zweitonoberfläche ergeben (in· diesem speziellen Beispiel gesprenkelt
grün und weiß). Man kann eine große Vielzahl von Farbschattierungen und Farbkombinationen erhalten. Wenn die angewendeten Drücke bei jedem Druckbehälter gleich sind, dann bekommt man ein Gleichgewicht des Sprenkelungsmusters. Wenn
jedoch der Druck für eine der Farben erhöht wird, dann wird diese Farbe vorherrschen.
- 14 -
209 848/1087
Beispiel 2 No.l, Packung 1A'
Styrol/Butylacrylat (2:3)-Mischpolymeremulsion Wasser (zusätzlich) Xylol (Lösungsmittel) Antischaummittel (Nopco) Natriumzitrat
Gewichtsprozente
17,5 (51% Harzfeststoffe) 5,75 0,625 0,625 0,5
Packung 1B'
**■ -Halbhydrat-calciumsulfat-
putz (Crystacel) 72,00
Pigmentpulver 3,0
No.2, Packung 1A*
Styrol/Butylacrylat (2:3)-Mischpolymeremulsion Wasser (zusätzlich) Xylol (Lösungsmittel) Antischaummittel (Nopco) 13,75 5,0 0,625 0,625
Packung
tA -Halbhydrat-calciumsulfat-
putz (Crystacel) 40,0
feiner Granit
(-52 + 200 Maschen) 38,0
P igmentpulver 2,0
Das Vermischen der obigen Zusammensetzungen und das Verfahren für die Aufbringung der gemischten Zusammensetzungen
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209848/1087
ist das gleiche, wie in Beispiel 1. Das Gemisch No.1 wurde verzögert, um es langsamer als das Gemisch No.2 zu härten, und das Gemisch No.2 besitzt eine höhere Viskosität als das Gemisch No.1, so daß die aufgebrachten gehärteten und getrockneten Massen ein erhabenes Muster besitzen.
Beispiel 3 Packung Ά'
Vinylacetat/2-Äthylhexylacrylat (9:1)-Mischpolymeremulsion (das Acrylat setzt die Brüchigkeit des Vinylacetats herab) Wasser (zusätzlich) Antischaummittel (Nopco) . * Lösungsmittel (Toluol) )'
Gewichtsprozente
25,0 (etwa 50%
Harzfeststoffe) 23,125 1,25 0,625
'B'
Packung 'B
«* -Halbhydrat-calciumsulf atplit 3 (Crystacel) 46,0
Pigmentpulver 4,0
Beispiel 4 Packung "A'
Homopolymer von Vinylacetat (nicht weichgemacht)
Dibutylglycolphthalat (Weichmacher) Lösungsmittel (Toluol) Antischaummittel (Nopco) Wasser (zusätzlich)
209848/1087 Gewichtsprozente 22,75 (55% Harzfeststoffe)
1,25 0,625 0,625 6,75
- 16 -
Packung 'B'
Λ-Halbhydrat-calciumsulfatputz (Crystacel)
Pigmentpulver
Gewichtsprozente
64,0 4,0
Beispiel 5 Packung 1A'
Styrol/Methylacrylat (3 s2)-Mischpolymeremulsion Wasser (zusätzlich) Antischaummittel (Nopco) Xylol (Lösungsmittä.) Dioctylphthalat
Gewichtsprozente
18,75 (51% Harzfest-3,125 1,25 0,625 1,25
'B·
Packung 'B
dk -Halbhydrat-calciumsulf atputz
(Crystacel) 37,5
Kieselsäuremehl
(-150 + 350 Maschen) 34,5
Pigmentpulver 3,0
Beispiel 6 Packung Ά1
Homopolymeremulsion von Me thylacrylat
Isobutylsextolphthalat Antischaummittel (Nopco) Lösungsmittel Pigment, vordispergierte Paste
Gewichtsprozente
33,0 (55% Harzfeststoffe) 3,0
1,5 3,0
- 17 -
209848/1087
Packung 'B'
^-Halbhydrat-calciumsulfatputz (Crystacel)
Kaliumsulfat
Gewi cht sproz ente
57,6875
0,3125
Beispiel 7 Packung 1A1
Styrol/Methylacrylat (2:3)-Mischpolymeremulsion Wasser (zusätzlich) Harnstofformaldehydharz Toluol (Lösungsmittel) Antischaummittel (Nopco)
Gewichtsprozente
12,0 (51% Härzfest-
stoffe) 6,75
12,0 (90% reaktive
Harzfeststoffe) 0,625
0,625
InI
Packung 1B
^-Halbhydrat-calciumsulfätputz (Crystacel) 65,0
P i gmentpulver 2,0
Beispiel 8 Packung 1A'
Styrol/Methylacrylat (2 s 3) Mischpolymeremulsion Wasser (zusätzlich) Xylol(Lösungsmittel) Antischaummittel
Gewichtsprozente
18,75 (51% Harzfeststoffe) 3,75
1,25
209 848/108 - 18 -
Packung 'B'
^-Halbhydrat-calciumsulfatputz (Crystacel)
Melaminformaldehydharzfeststoffe festes Ammoniumchlorid Farbpigmentpulver
Gewichtsprozente
62,0
12,0 1,0 2,0
Beispiel 9 Packung 1A'
Styrol/Niederalkylacrylat (3:2)-Mischpolymeremulsion
Wasser (zusätzlich)
wasserlöslicher Polyvinylalkohol, fest (Verdickungsmittel und Stabilisator)
Antischaummittel (Bevaloid 581 B)
Gewichtsprozente
21,O (51% Harzfeststoffe) 7,0
0,1875 0,3125
Packung 'B'
0^-Halbhydrat-calciumsulfat (Crystacel)
Farbpigmentpulver
Beispiel 10 Packung Ά 1
Vinyl/Acryl (3:2)-Mischpolymeremulsion (Vinacryl) Wasser (zusätzlich) wasserlöslicher Polyvinylalkohol Entschäumungsmittel (Bevaloid) 69,5 2,0
Gewichtsprozente
17,5 (55% Feststoffe) 10,5 0,25 0,25
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Packung 'B'
°^ -Halbhydrat-calciumsulfat (Crystacel)
Farbpigmentpulver
Gewichtsprozente
69,5 2,0
Beispiel 11 Packung Ά1
Vinylidenchloridmis chpolymeremulsion (Polidene) Was s er (zusätζIich) Antischaummittel (Bevaloid)
Gewichtsprozente
28,0 (50% Feststoffe) 4,0 0,25
Packung 'B' ^ -Halbhydrat-calciurasulfat Farbpigmentpulver
65,75 2,0
die folgenden Beispiele erläutern für Estriche geeignete Zus ammensetzungen:
Beispiel 12 Packung 1A'
Gewichtsprozente
Styrol/Niederalkylacrylat
(7:1)-Mischpolymeremulsion		 6,0 (51% Feststoffe)
Wasser (zusätzlich) 18,0
wasserlöslicher Polyvinylalkohol,
fest		 0,3
Antischaummittel (Bevaloid) 0,25
- 2o -
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- 2ο -
Packung 'B'
Ά -Halbhydrat (Crystacel) Chinatonsand
(-52 + 200 Maschen)
63,0 12,45
Beispiel 13 Packung 1A'
Styrol/Niederalkylacrylat (7:1)-Mischpolymeremulsion Wasser (zusätzlich) Antischaummittel (Bevaloid)
Gewichtsprozente
5,0 (51% Harzfeststoffe) 15,0 0,25
Packung 'B'
ck -Halbhydrät-calciumsulf at
Chinatonsand (-52 + 200 Maschen) 65,0 14,75
Beispiel 14 Packung 1A'
Gewichtsprozente
Styrol/Niederalkylacrylat
(7:1)-Mischpolymeremulsion		 13,5
Wasser (zusätzlich) 13,5
wasserlöslicher Polyvinyl
alkohol, fest		 0,675
Antischaummittel
(Bevaloid)		 0,25
Packung 'B' OS-Halbhydrät-calciumsulfat 72,275
- 21 -
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Die folgende Tabelle zeigt die wichtigeren Mengenverhältnisse der Bestandteile in den Beispielen.
Tabelle
Beispiel % Harzfeststoffe % Wasser No.
22,0 22,0 20,0 30,0 80,0 27,0 33,0 27,0 25,0 20,0 25,0 26,5 27,5 33,0 27,0 28,0
1 A 12,7
1 B 12,7
2 A 11,8
2 B 17,5
3 26,0
4 17,9
5 24,3
6 28,9
7 25,75
8 33,9
9 15,6
10 13,9
11 21,0
12 4,8
13 3,9
14 9,6
Die Zahlen in der zweiten Spalte sind die Gewichtsprozentsätze der Harzfeststoffe, bezogen auf das Gewicht der trockenen Calciumsufatfeststoffe, und die Zahlen in der dritten Spalte sind die Gewichtsprozentsätze Wasser, bezogen auf das Gewicht der trockenen Calciumsulfatputzfeststoffe.
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Es ist ersichtlich, daß ein relativ hoher Harzfeststoffprozentsatz (bezogen auf Gipsfeststoffe) verwendet wird, und tatsächlich liegt in den meisten Fällen dieser Prozentsatz bei wenigstens 10 % und in vielen Fällen1 bei wenigstens 15 %, obwohl für einige Anwendungsgebiete, wie beispielsweise bei Unterböden für Teppiche, Fliesen, Epoxy-, Polyester- und Polyurethanschichten usw., ein Harzgehalt von.3, vorzugsweise von 4 bis 10 %, verwendet werden kann. Normalerweise werden weniger als 35 % Harzfeststoffe verwendet. Der Wassergehalt wird normalerweise derart eingestellt, daß er dem Erfordernis des Gipses genügt, d.h. auf etwa 15 bis 34 %, doch ist ein Überschuß von beispielsweise 10 % annehmbar, wenn eine schnelle Härtung nicht von übermäßiger Wichtigkeit ist und wenn hohe Festigkeit, Schlagfestigkeit und Abriebbeständigkeit nicht erforderlich sind, wie beispielsweise wenn die Masse zur Herstellung einer Zimmerdecke verwendet wird. So ist die verwendete Wassermenge normalerweise geringer als 35 %, vorzugsweise geringer als 30%,und oftmals nicht mehr als 24 %, bezogen auf die Gipsfeststoffe. Das Produkt des Beispiels 3 wäre ungeeignet für einen Fußboden- oder Zimmerdeckenüberzug, könnte aber als weicher und flexibler Vertäfelungsestrich verwendet werden. Mit den bevorzugten Massen kann eine Fußbodenschicht innerhalb einer Stunde oder so verwendet werden. Obwohl die Erfindung nicht auf irgendeine Theorie beschränkt werden soll, wird angenommen, daß der Gips eine starre, kristalline Grundsubstanz bildet, in der das Harz in den Zwischenräumen dispergiert ist. Somit verstärkt das Harz
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den Gips und gibt ihm Wasserbeständigkeit, und der Gips verhindert ein Erweichen des Harzes, das die Eigenschaft der Masse ernsthaft beeinträchtigen würde. Somit wird das meiste Wasser der Emulsion durch chemische Aufnahme durch CaSO4 entfernt, und das Harz kommt aus der Suspension, wenn der Gips abbindet.
Die überzüge aus den Massen nach der vorliegenden Erfindung haben eine überraschende Abriebbeständigkeit und Feuchtfestigkeitseigenschaften, die sie ideal für Fußbodenüberzüge machen. Besonders durch eine geeignete Einstellung des Wass ergehaltes kann man eine gleichmäßige ebene Schicht von ungefähr 3 mm Dicke erhalten, selbst auf einer leicht geneigten und unebenen Oberfläche. Dies verhindert die langwierigen Einebriungsverfahren, die beispielsweise für Betonfußböden angewendet werden. Die Fußbodenüberzüge können auf einer Glasfaserunterlage oder auf einer Bitumenunterlage aufgebracht werden und ergeben eine Dampfdichtung (normalerweise wird das Material etwas dampfdurchlässig sein, was ■ unter bestimmten umständen vorteilhaft ist).
Da der Gips sich beim Härten ausdehnt, können die Massen nach der Erfindung bequem zur Herstellung genauer Formlinge, wie Skulpturen, verwendet werden. Gefällige farbige Terrazzo-. effekte kann man erhalten, indem man Bögen gehärteten Materials unterschiedlicher Farbe zu Stücken von etwa 3 bis 13 mm Größe zerbricht und sie mit feuchtem Material einer anderen Farbe vermischt. Ein solches Gemisch kann, wenn es ;
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gegossen wird, feucht oder trocken gemahlen werden, um den erforderlichen Effekt zn ergeben.
Versitate-Veovo-Harse sind brauchbar bei der vorliegenden Erfindung. Sie können beispielsweise in einem Mengenverhältnis von 15:85 mit Polyvinylacetat verwendet werden, um dieses weich zu machen, und das resultierende Harz kann an Stelle der Styrol/Acrylat-Mischpolymere der Beispiele 1, 2 und 3 verwendet werden.
Wenn das Material als Fußbodenmasse verwendet wird, kann es beispielsweise einen Beschleuniger für eine anschließend aufgebrachte Polyesterschicht enthalten, wie beispielsweise ein organisches Peroxid, das etwa in Dibutylphthalat gelöst ist.
Die bevorzugten ausgehärteten Massen nach der Erfindung besitzen eine Wasserabsorption von 1 bis 3 Gewichtsprozent über 48 Stunden.
Die Mengenverhältnisse der wesentlichen Bestandteile in den bevorzugten Massen sind folgende (ungeachtet irgendwelcher vorhandener Füllstoffe).
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Gewichtsprozente
Polymerharzemulsion
(40 bis 56 % Harzfeststoffe) 12,0 - 62,0
temporärer Weichmacher
und Lösungsmittel 0-3
Calciumsulfat 35,0 - 80,0 Wasser 0 - 37,0
Antischaummittel 0-2
Harnstoff- und/oder
Melamin-Formaldehydharz 0-15
Das Nopco-Antischäummittel ist ein Gemisch cheiaisch modifizierter natürlich vorkommender öle und Fette, und das Antischaummittel Bevaloid 581 B (das in gleicher Weise in den Massen der Beispiele verwendet werden kann) ist ein Gemisch synthetischer und natürlicher Ester, Metallseifen und Emulgatoren, die in einem leichten Kohlenwasserstofföl dispergiert werden.
Die in den Massen nah der vorliegenden Erfindung verwendeten Harze sollten erwünschtermaßen in der Lage sein, bei der Wasserentfernung einen harten, kontinuierlichen Harzfilm zu bilden. Polyvinylacetat und Polystyrol sind selbst zu hart, um Filme zu bilden, und es ist erforderlich, sie mit aneren Harzen, wie Acrylaten, entweder zu vermischen oder zu mischpolymerisieren, oder aber Weichmachermittel (einschließlich Lösun^nitteln) (siehe Beispiel 4) zu verwenden, um sie filmbildend zu machen» Der Ausdruck "Harz51, wie sr hier im Zusammenhang mit den Harzen verwendet wird, soll eine Rock erhärte von etwa 10 % bis et\*a 45 % bedeuten. In
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dem Rockerhärtetest schwingt ein Pendel über eine Platte, die mit dem Harz beschichtet ist, und der Prozentsatz ist die doppelte Zahl der Schwingungen, die das Pendel bewirkt, bevor es durch die Bremswirkung des Harzes zum Stehen kommt (50 Schwingungen erhält man mit einer Standardglasplatte) . Auf dieser Skala hat das Harz das Beispiels 1 eine Härte von etwa 16 %, das des Beispiels 2 von etwa 14 %, das des Beispiels 3 von etwa 20 %, das des Beispiels 4 von etwa 38 %, das des Beispiels 5 von etwa 44 % und das der Beispiele 7 und 8 von etwa 14 %, Beispiel 6 ergibt einen rauhen Film,der schwierig zu testen ist. Die Zahlen sind für die Harze ohne Weichmacher angegeben.
Es wurde gefunden, daß die Biegefestigkeit der Eogenmaterialien, wie Hartfaserplatten und Gipsplatten, stark erhöht werden kann, indem man eine oder beide Oberflächen mit Massen nach der Erfindung beschichtet. Für roch größere Biegefestigkeit können ggf. Verstärkungsmaterialien in die Masse eingearbeitet werden, entweder in >lembranform oder in Schnitzelform, Solche Verstärkungsr aterialien sind beispielsweise Glasfasern in Geweben, Matten oder zerschnitteten Strängen sowie Nylon und andere synthetische Netze, grobes Sackzeug und grobgawebter Baumwollstoff. Die Membrane werden in die Masse unmittelbar nach der Aufbringung und vor dem Aushärten eingebettet, während die Materialien in geschnitzelter Form mit der Masse vor der Aufbringung vermischt werden können.
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Durch Einarbeiten der obigen Typen von Verstärkungsmaterialien auf einem der erwähnten Wege kann das Material selbst in Bogenform oder Plattform irgendeiner gewünschten Dicke gegossen werden. Solche gehärteten Bögen oder Platten haben große Biegefestigkeit e Dauerhaftigkeit, gute Verarbeitbarkeit und Feuerbeständigkeit.
Beispiel 15
Eine Masse nach Beispiel 9 wurde mit einer Anstrichmittel-
bürste auf ein Stück Hartfaserplatte aufgebracht, verschnitte Glasfasermatte mit einer Dicke von etwa 0,8 ran wurde auf die befeuchtete Oberfläche aufgebracht, und eine weitere Schicht der Masse wurde nun mit einer Anstrichmittelbürste aufgebracht. Nach dem Aushärten der Masse hat man eine starke Srhöhuag der Biegefestigkeit der Hartfaserplatte. Es wurde gefunden„■ daß zur Sraielusag zusätzlicher Festigkeit weitere Schichten aufgebracht werden konnten, ohne die Härtung der vorherigen Schichten abzuwarten.
Beispiel 16
Eine Masse nach Beispiel 9 wurde gegossen, in die ver~ schnitte Glasfasermatte in eine Form gegeben, die Matte mit der Masse befeuchtet und schließlich mehr von der Masse über die Matte gegossen wurde, um die Form zu füllen. Das Produkt wurde dann ausgehärtet. Wiederum können mehrere Schichten aufeinanderfolgend ausgebildet werden, ohne dass die Masse in jeder Stufe erst aushärtet.
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Claims (17)

  1. Patentansprüche
    /1.)] Fließfähige Gipsmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Calciumsulfat-4^-halbhydratgips mit einer wässrigen Harzemulsion besteht, wobei die relativen Mengenverhältnisse von Gips und Harzemulsion derart sind, daß der Gips den größeren Teil des Wassers in der Emulsion beim Abbinden oder Aushärten aufnimmt.
  2. 2.) Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhandene Wassermenge geringer als 35 Gew.-%f vorzugsweise geringer als 30 Gew.-%, besonders nicht mehr als 24 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Gipsfeststoffe, ist.
  3. 3.) Masse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhandene Wassermenge größer als 15 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Gipsfeststoffe, ist,
  4. 4.) Masse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Acrylat- oder Methacrylatharz oder ein Vinylharz , besonders ein Vinylacetatpolymer oder Styrolpolymer, ist.
  5. 5.) Masse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Homopolymer oder Mischpolymer von Alkylacrylaten und Alkylmethacrylaten mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, Vinylacetat und/oder Styrol, besonders ein Styrol/Alkylacrylatmischpolymer, ist.
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  6. 6.) Masse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das Trockengewicht der Harzfeststoffe wenigstens 10 Gew.-%/ vorzugsweise wenigstens 15 Gew„-% der trockenen Gipsfeststoffe beträgt.
  7. 7.) Masse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das Trockengewicht der Harzfeststoffe weniger als 35 Gew.-der trockenen Gipsfeststoffe beträgt.
  8. 8.) Masse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Form zweier Packungen vorliegt, von denen eine die Harzemulsion und die andere den Gips umfaßt«
  9. 9.) Masse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß s ie eine Harzemulsion mit einer HarζteiIchengröße von 1 bis 1,5 Mikron enthält.
  10. 10.) Masse nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Harz ein filmbildendes Harz mit einer Rockerhärte von 10 bis 45 % enthält«
  11. 11.) Masse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das Trockengewicht der Harzfeststoffe 3 bis 10 Gew„-% der trockenen Gipsfeststoffe beträgt»
  12. 12.) Verfahren zur Herstellung ©ines Gipsproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Galeiransulfat-<si -halhhyöra-i gips und eine wässrige Harzemulsion in solchen relativen
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    - 3ο -
    Mengenverhältnissen zu einer fließfähigen Gipsmasse miteinander vermischt, daß der Gips den größeren Teil des Wassers in der Emulsion beim Abbinden oder Aushärten aufnimmt, und danach die Masse aushärtet.
  13. 13.) Verwendung einer Masse nach Anspruch 1 bis 11 zur Herstellung von Fußböden.
  14. 14.) Verwendung einer Masse nach Anspruch 1 bis 11 zur Versteifung eines Bogenmaterials„
  15. 15.) Verwendung einer Masse nach Anspruch 11 zur Herstellung einer Oberfläche mit einem Mehrtoneffekt durch gleichzeitige Aufbringung von zwei oder mehreren der Massen.
  16. 16.) Verwendung einer Masse nach Anspruch 1 bis 11 zur Herstellung einer Oberfläche mit dekorativ erhabenen Mustern durch gleichseitige Aufbringung von einer oder mehreren der Massen, von denen eine eine Viskosität oder Abbindezeit hat, die verschieden von derjenigen der mderen Massen ist.
  17. 17.) Verwendung einer Masse nach Anspruch 1 bis 11 zur Herstellung eines Formlinge, vorzugsweise unter Einarbeiten einer Verstärkung in die Masse vor oder während des Formens.
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