DE2328337B2 - Verfahren zum herstellen von formkoerpern und ueberzuegen aus baustoffen auf grundlage von anorganischen bindemitteln - Google Patents
Verfahren zum herstellen von formkoerpern und ueberzuegen aus baustoffen auf grundlage von anorganischen bindemittelnInfo
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- C10N2050/02—Dispersions of solid lubricants dissolved or suspended in a carrier which subsequently evaporates to leave a lubricant coating
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern und Überzügen aus Baustoffen auf
Grundlage von anorganischen Bindemitteln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, vor der Formgebung von Baustoffen auf Grundlage von anorganischen Bindemitteln, wie
Beton oder Gips, die in Berührung mit formgebenden Oberflächen wie Verschalungsmitteln, z. B. Platten aus
Holz, Kunststoff oder Stahl, abbinden und dann entformt werden, die formgebenden Oberflächen mit
Überzügen aus meist gehärteten Organopolysiloxanen zu versehen (vgl. z. B. DT-PS 9 24 678, OE-PS 2 10 041
und GB-PS 11 90 273). Bei diesen bekannten Verfahren wird im allgemeinen eine einwandfreie Entformung der
Formkörper bzw. Überzüge erzielt. Die bei diesen bekannten Verfahren erzeugten Formkörper und v;
Überzüge aus den Baustoffen sind jedoch noch nicht wasserabweisend.
Es ist weiterhin bekannt, daß es Organosiliciumverbindungen
gibt, die sich zum Wasserabweisendmachen von Baustoffen auf Grundlage von anorganischen
Bindemitteln eignen. Bisher wurden diese wasserabweisendmachenden,
meist härtbaren Organosiliciumverbindungen in die Baustoffe vor deren Formgebung
eingemischt oder unmittelbar auf die Oberfläche der fertigen Formkörper bzw. Überzüge aus den Baustoffen f>s
aufgetragen (vgl. z. B. DT-AS 12 23 287).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden.
daß die hergestellten Formkörper und Überzüge sowohl einwandfrei entformbar sind als auch eine
wasserabweisende Oberfläche aufweisen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß auf die formgebenden Oberflächen ein
Gemisch, bestehend aus härtbaren, wasserabweisendmachenden Organosiüciumverbindungen und feinteili
gen, festen anorganischen Stoffen, aufgebracht wird und
die Baustoffe mit den formgebenden Oberflächen vor der Aushärtung der so erhaltenen Überzüge in
Berührung gebracht werden.
Die Tatsache, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine einwandfreie Entformung, also Entfernung der formgebenden Oberflächen von den fertigen
Formkörpern bzw. Überzügen aus Baustoffen auf Grundlage von anorganischen Bindemitteln, wobei es
sich meist um eine sogenannte Entschalung handelt,
erreicht wird, ist ebenso überraschend wie die Tatsache, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zugleich die
Formkörper und Überzüge aus Baustoffen auf Grundlage von anorganischen Bindemitteln wasserabweisend
gemacht werden, so daß der Aufwand, der bisher für das nachträgliche Wasserabweisendmachen von Formkörpern
und Überzügen aus anorganischen Bindemitteln nach der Entformung erforderlich war, entfällt. Es
entfällt nämlich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die sonst bei Formtrennmitteln auf Grundlage von
härtbaren Organosiüciumverbindungen übliche und bisher offensichtlich als Voraussetzung für die Trennwirkting
angesehene, weil die Ausbildung einer glatten Oberfläche fördernde, Aushärtung der Organosiliciumverbindungen,
bevor sie mit dem Baustoff in Berührung gebracht werden. Schließlich wäre zu erwarten
gewesen, daß die Organosiüciumverbindungen bei der Härtung analog den Alkaliorganosilikonatfarben gemäß
DT-AS 12 85 652 so fest auf der formgebenden Oberfläche verankert werden, daß sie die Formkörper
bzw. Überzüge aus den anorganischen Bindemitteln nicht mehr wasserabweisend machen können.
Als härtbare, wasserabweisendmachende Organosiüciumverbindungen können im Rahmen der Erfindung
beliebige Organosiliciumverbindungen verwendet werden, die härtbar sind, also kondensationsfähige Atome,
wie Sii-gebundene Wasserstoffatome, und/oder kondensationsfähige bzw. hydrolysierbare Gruppen, wie
Si-gebundene Hydroxyl-, Alkoxy- oder Alkaümetalloxygruppen enthalten, und als Si-gebundene organische
Reste zumindest zum überwiegenden Teil Kohlenwasserstoffreste, die halogeniert sein können, enthalten.
Derartige Verbindungen sind allgemein bekannt.
Beispiele für derartige Verbindungen sind Organowasserstoffpolysiloxane,
insbesondere Methylwasserstoffpolysiloxane, und mehr ills 10 Si-Atome je Molekül
aufweisende Organopolysiloxane aus Einheiten der allgemeinen Formel
RASi(QR')vOH.O4_v-v_,
In dieser Formel bedeutet R einen Alkyl- oder Arylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen, der halogeniert
sein kann, R' einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen; x, y und ζ ist jeweils 0, 1, 2 oder 3;
die Summe von x + y+z ist höchstens 3; der Durchschnittswert von -v ist 0,9 bis 1,7, vorzugsweise 0,9
bis 1,3; der Durchschnittswert von y ist 0,01 bis 0,20 und der Durchschnittswert von ζ ist 0,00 bis 0,20.
Zweckmäßig enthalten die Organopolysiloxane der vorstehend angegebenen allgemeinen Formel nicht
mehr als 30 Mol% an Einheiten, worin χ 2 oder 3 ist, und
vorzugsweise beträgt ihre Viskosität in 50gew.-%iger Toluollösung höchstens 1000 cSt bei 25" C
Bevorzugter, weil besonders leichte Entformung ermöglichend und ein besonders hohes Ausmaß der
Wasserabweisung ergebend, sind jedoch Organoalkoxysilane der allgemeinen Formel RU-IiSi-(OR'),* wobei R
und R' jeweils die oben dafür angegebene Bedeutung haben und π 1, 2 oder 3 ist, und die höchstens 10
Si-Atome je Molekül aufweisenden Teilhydrolysate dieser Silane sowie Alkalikohlenwasserstoffsilikonate,
die als Kohlenwasserstoffreste Alkylreste mit \ bis 5 Kohlenstoffatomen oder Phenylreste aufweisen.
Beispiele für Alkylreste R in den oben angegebenen Formeln sind der Methyl-, ÄthyJ-, n-Propylrest und der
Isopropylrest sowie Tetradecylreste. Ein Beispie! für einen halogenisierten Alkylrest R in den oben
angegebenen Formeln ist der 333-Trifluorpropylrest.
Das wichtigste Beispiel für einen Arylrest R ist der PhenylresL Als Beispiel für einen halogenierten Arylrest
R sei der p-Chlorphenylrest genannt.
Beispiele für Alkylreste R' sind der Methyl-, Äthyl-, Isopropyl- und n-Butylrest.
Die im größten Umfang verwendeten Baustoffe auf Grundlage von anorganischen Bindemitteln, die in
Berührung mit formgegebenen Oberflächen härten gelassen und nach der Härtung entformt werden,
enthalten freien Kalk, solange sie noch nicht völlig durchgehärtet sind. Gegenüber der Einwirkung von
freiem Kalk sind Propylsiliciumverbindungen besonders beständig. Somit sind als härtbare, wasserabweisendmachende
Organosiliciumverbindungen solche der Formel
wobei R' und η jeweils die oben dafür angegebene Bedeutung haben, und die höchstens 10 Si-Atome je
Molekül aufweisenden Teilhydrolysate dieser Silane oder Alkalipropylsilikonate, also monomere Verbindungen
der Formel
(1-C3H7Si(OH)2OMe
und/oder polymere Verbindungen aus Einheiten der Formel
n-CiH7SiO(OMe)
wobei Me jeweils ein Alkalimetallatom, insbesondere Natrium oder Kalium, bedeutet, am meisten bevorzugt.
Die erfindungsgemäß im Gemisch mit den härtbaren, wasserabweisendmachenden Organosiliciumverbindungen
eingesetzten feinteiligen, festen anorganischen Stoffe sind zweckmäßig farblos, um eine Verfärbung der
erfindungsgemäß hergestellten Formkörper bzw. Überzüge zu vermeiden. Vorzugsweise haben die feinteiligen
festen anorganischen Stoffe eine Oberfläche von mindestens 10m2/g, insbesondere mindestens 50 m2/g
und höchstens 400 mVg.
Bevorzugt als feinteilige, feste anorganische Stoffe sind feinteilige Siliciumdioxyde synthetischer oder
natürlicher Herkunft, wie pyrogen erzeugtes Siliciumdioxyd. Siliciumdioxyd-Aerogele, also unter Erhaltung
der Struktur entwässerte Kieselsäurehydrogele, gefälltes Siliciumdioxyd, einschließlich gefälltem Siliciumdioxyd
mit einer Oberfläche von mindestens 50 m2/g Quarzmehl, Diatomeenerde und sogenannte Kieselkreide.
Weitere Beispiele für feinteilige, feste anorganische Stoffe sind eine Oberfläche von mindestens 10m2/g
aufweisende Pulver aus Talkum, Calziumsilikat. Calziumcarbonat,
Glimmer oder Zirkoniumsilikat sowie Asbestmehl.
Die Menge der feinteiligen, festen anorganischen Stoffe beträgt vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht des jeweils eingesetzten Gemisches aus härtbarer, wasserabweisendmachenden
Organosiliciumverbindung, feinteiligem, festem anorganischen Stoff und gegebenenfalls mitverwendetem
Lösungsmittel Je größer die Oberfläche der feinteiligen,
:o festsn anorganischen Stoffe ist, desto weniger wird von
diesen Stoffen benötigt
Würden keine feinteiligen festen Stoffe mitverwendet werden, so würde die Entformung erschwert und keine
von Flecken freie, wasserabweisende Oberfläche der Formkörper oder Überzüge aus Baustoffen auf
Grundlage von anorganischen Bindemitteln erzielt werden.
Lim eine gleichmäßige Verteilung auf den formgebenden
Oberflächen zu erleichtern, bestehen die erfindungsgemäß auf die formgebenden Oberflächen aufzutragenden
Gemische vorzugsweise nicht nur aus härtbarer, wasserabweisendmachender OrganosiliciumverDindung
und feinteiligem, festem anorganischen Stoff, sondern auch zusätzlich aus Lösungsmittel, so daß
diese Gemische in Form von Pasten oder Flüssigkeiten vorliegen. Sind die härtbaren, wasserabweisendmachender
Organosiliciumverbindungen wasserlöslich, wie die Alkaliorganosilikate, so kann als Lösungsmittel selbstverständlich
Wasser verwendet werden. Beispiele für organische Lösungsmittel, die bei Verwendung anderer
hai tbarer, wasserabweisendmachender Organosiliciumverbindungen
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, sind Kohlenwasserstoffe,
wie Toluol, Xylole und Trimethylbenzole; Chlorkohlen-
wa sserstoffe, wie Trichloräthylen, Äther, wie Di-n-butyläther.
Alkohole, wie Äthanol und Isopropanol, sowie Ketone, wie Methyläthylketon. Vorzugsweise enthalten
diese Lösungen, bezogen auf das Gesamtgewicht aller ihr:r Bestandteile, einschließlich der suspendierten
4c feinteiligen, festen anorganischen Stoffe, 5 bis 50
Gew.-% an härtbarer, wasserabweisendmachender Organosiliciumverbindung.
Das Auftragen der Gemische, bestehend aus härtbarer, wasserabweisendmachenden Organosiliciumverbindungen,
feinteiligen, festen anorganischen Stoffen sowie gegebenenfalls Lösungsmittel, auf die formgebenden
Oberflächen kann z. B. durch Streichen, Sprühen oder Spachteln erfolgen.
Vorzugsweise werden die Gemische, bestehend aus härtbaren, wasserabweisendmachenden Organosiliciumverbindungen,
feinteiligen, festen anorganischen Stoffen sowie gegebenenfalls Lösungsmittel, in Mengen
von 0,2 bis 1 kg je m2 formgebender Oberfläche angewendet.
Die durch das Auftragen der Gemische, bestehend aus härtbaren, wasserabweisendmachenden Organisiliciumverbindungen,
feinteiligen, festen anorganischen Stoffen sowie gegebenenfalls Lösungsmittel, auf die
formgebenden Oberflächen erhaltenen Überzüge dür-
ho fen nicht ausgehärtet sein, bevor die zu härtenden
Baustoffe mit ihnen in Berührung gebracht werden, weil sonst keine wasserabweisenden Formkörper bzw.
Überzüge aus den Baustoffen auf Grundlage von anorganischen Bindemitteln erhalten werden. Um eine
fts vorzeitige Aushärtung der härtbaren, wasserabweisendmachenden Organosiliciumverbindungen zu vermeiden,
bestehen die auf die formgebenden Oberflächen aufzutragenden Gemische auch nur aus härtbaren,
wasserabweisendmachenden Organosiliciumverbindungen, feinteiligen, festen Stoffen sowie gegebenenfalls
Lösungsmittel und enthalten keine Härtungskaltalysatoren. Ebenfalls um eine vorzeitige Aushärtung der
härtbaren, wasserabweisendmachenden Organosiliciumverbindungen zu vermeiden, werden die zu härtenden Baustoffe möglichst bald, spätestens nach 10 Tagen,
vorzugsweise innerhalb von 24 Stunden, insbesondere innerhalb von 10 Stunden, mit den durch das Auftragen
der Gemische, bestehend aus härtbaren, wasserabweisendmachenden Organosiliciumverbindungen, feinteiligen, festen anorganischen Stoffen sowie gegebenenfalls
Lösungsmittel, auf die formgebenden Oberflächen erhaltenen Überzügen in Berührung gebracht und diese
Überzüge bei die Umgebungstemperatur nicht überstei genden Temperaturen belassen, bevor damit die
Baustoffe in Berührung gebracht werden.
Die Baustoffe können mit den durch das Auftragen der Gemische auf die formgebenden Oberflächen
erhaltenen Überzügen in beliebiger Weise, in der auch bisher Baustoffe mit Verschalungsmitteln in Berührung
gebracht werden konnten, z. B. durch Gießen, in
Berührung gebracht werden. Ebenso kann das Entformen der fertigen Formkörper bzw. Überzüge aus den
Baustoffen auf Grundlage von anorganischen Bindemitteln in beliebiger bekannter Weise erfolgen.
In den folgenden Beispielen und Vergleichsversuchen beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen
auf das Gewicht, soweit nichts anderes angegeben ist. Die Ergebnisse dieser Beispiele und Versuche sind in
der weiter unten folgenden Tabelle angegeben.
Auf die Innenwandungen einer Form aus Stahl mit den Innenabmessungen von 4 cm ■ 4 cm ■ 16 cm wird
durch Streichen die Mischung (A), bestehend aus 10
Teilen n-Propyltriäthoxysilan, 10 Teilen pyrogen erzeugtem Siliciumdioxyd mit einer Oberfläche von etwa
300 mVg und 100 Teilen Isoprcpanol, in einer Menge entsprechend etwa 03 kg/m2 aufgetragen. Unmittelbar
anschließend wird nach DlN 1164, Ausgabe Juni 1970, eine Mischung, bereitet aus 1 Beutel Normsand, 450 g
Weißzement PZ 450 F und 225 g Wasser, in diese Form gegeben und darin verdichtet Nach 4 Tagen wird der so
ίο erhaltene prismatische Betonformkörper der Form entnommen.
wiederholt mit der Abänderung, daß anstelle der
Mischung (A) die Mischung (B). bereitet durch
Vermischen von 10 Teilen einer wäßrigen Lösung von
Kaliumpropylsilikonat mit einer Silikonatkonzentration.
berechnet als n-C3H7 SiOsZ2, von 20% mit 15 Teilen
ic pyrogen erzeugtem Siliciumdioxya mit einer Oberfläche
von etwa 300 m2/g und 30 Teilen Wasser, verwendet
wird.
Vergleichsversuch a)
:s Die in Beispiel 1 beschriebenen Maßnahmen werden
wiederholt mit der Abänderung, daß die Form vor dem Einfüllen der Betonmischung unbehandelt bleibt.
Vergleichsbeispiel b)
Die in Beispiel 1 beschriebenen Maßnahmen werden wiederholt mit der Abänderung, daß anstelle der
Mischung (A) ein handelsübliches Entschalungsmittel, nämlich eine 10%ige Lösung von Tallöl in zum
überwiegenden Teil aus Dodecylbenzol bestehenden
Alkylbenzolen, eingesetzt wird.
Entformbarkeit Aussehen der entformten Formkörper
Wasserabweisungsvermögen
Beispiel 1
Beispiel 2
Beispiel 2
sehr gut
sehr gut
sehr gut
Vergleichsversuch haftet an der
a) Form
Vergleichsversuch gut
b)
allseitig fleckenfrei und hell, auffallend
wenig Luftporen und Krater
allseitig hell und glatt
wenig Luftporen und Krater
allseitig hell und glatt
Teil der Oberfläche durch Haftenbleiben
an der Form beschädigt
teilweise dunkel, teilweise hell
an der Form beschädigt
teilweise dunkel, teilweise hell
wird durch aufgespritztes
Wasser nicht benetzt
wird durch aufgespritztes
Wasser nur oberflächlich benetzt, jedoch nicht dunkel,
Wasser wird nicht aufgesaugt nimmt aufgespritzes Wasser
ungleichmäßig auf
aufgespritztes Wasser wird auch von der gesamten Oberfläche aufgenommen, jedoch ungleichmäßig, dadurch Fleckenbildung
Wasser nicht benetzt
wird durch aufgespritztes
Wasser nur oberflächlich benetzt, jedoch nicht dunkel,
Wasser wird nicht aufgesaugt nimmt aufgespritzes Wasser
ungleichmäßig auf
aufgespritztes Wasser wird auch von der gesamten Oberfläche aufgenommen, jedoch ungleichmäßig, dadurch Fleckenbildung
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen von Formkörpern und Überzügen aus Baustoffen auf Grundlage von
anorganischen Bindemitteln, bei dem die Baustoffe in Berührung mit formgebenden Oberflächer., a>e
Überzüge aus härtbaren Organosiliciumverbindungen aufweisen, abbinden und dann entformt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß auf die formgebenden Oberflächen ein Gemisch, bestehend
aus härtbaren, wasserabweisendmachenden Organosiüciumverbindungen und feinteiligen, festen anorganischen Stoffen, aufgebracht wird und die
Baustoffe mit den formgebenden Oberflächen vor der Aushärtung der so erhaltenen Überzüge in
Berührung gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem auf die formgebenden Oberflächen
aufzubringenden Gemisch Lösungsmittel zügegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Organosiliciumverbindungen
Alkalipropylsilikonate verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Organosiliciumverbindungen
solche der Formel
(n-C3H7)4-nSi(OR')n
wobei R' ein Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und η 1,2 oder 3 ist, verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als feinteilige, feste
anorganische Stoffe feinteilige Siliciumdioxyde verwendet werden.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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