DE2503871B2

DE2503871B2 - Metallseifen enthaltende dichtungsmittel fuer baustoffe

Info

Publication number: DE2503871B2
Application number: DE19752503871
Authority: DE
Inventors: Hans Prof. Dr.-Ing 3380 Goslar; Riethmayer Siegfried DipL-Chem. Dr 7800 Freiburg Lehmann
Original assignee: Industrie-Automation Gmbh & Co, 6900 Heidelberg
Priority date: 1975-01-30
Filing date: 1975-01-30
Publication date: 1977-11-17
Also published as: FR2299291A1; FR2299291B3; DE2503871C3; DE2503871A1

Description

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Es ist bekannt, Metallseifen, wie Zink-, Aluminium-, Kupfer-, Calcium- oder Eisenseifen langkettiger gesättigter Fettsäuren, insbesondere Stearate, in pulverförmiger Form Baustoffen, wie Mörtel oder Beton, zuzumischen und diese dadurch wasserfest zu _hr, machen, !n Form wäßriger Dispersionen können diese Metallseifen auch in den entsprechenden Anmachma-Kchincn. wie Betonmischern, zudosiert werden. Die Metallseifen werden im allgemeinen in Mengen zwischen 0,05 und 1,5%, bezogen auf die Festanteile in den Baustoffen, zugegeben.

Die guten wasserabweisenden Eigenschaften von Metallseifen machen es wünschenswert, sie zum nachträglichen Abdichten von verarbeiteten Baumaterialien anzuwenden. Hierzu ist es erforderlich, sie in Form von geeigneten Lösungen auf die verarbeiteten Baumaterialien oder auf Bausteine aufzubringen. Wasserabstoßend, das heißt hydrophobierend, sind Metallseifen aber erst dann, wenn die verwendeten Carbonsäuren mehr als etwa 12 Kohlenstoffatome aufweisen. Gerade diese Metallseifen sind jedoch in den üblichen Lösungsmitteln, die einen niedrigen Siedepunkt haben und leicht verdunsten, unlöslich. Die für eine praktische Anwendung erforderliche Löslichkeit von Metallseifen mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen von wenigstens etwa 5% bei Raumtemperatur wird in den üblichen niedrigsiedenden Lösungsmitteln, wie Kohlenwasserstoffen, Alkoholen, Estern, Ketonen oder Äthern nicht erreicht. Zwar läßt sich beispielsweise das als Hydrophobierungsmittel sehr geeignete Zinkstearat bei Temperaturen oberhalb 80° C problemlos wenigstens 20%ig in Toluol oder Xylol lösen, jedoch fällt beim Abkühlen auf Raumtemperatur die Seife wieder vollständig aus. Auch Aluminiumseifen sind bei höheren Temperaturen in zahlreichen Kohlenwasserstoffen löslich, jedoch nur unter Ausbildung von gummiartigen Gelen.

Es sind andererseits Metallseifen bekannt, die in aliphatischen, aromatischen und in chlorierten Kohlenwasserstoffen in Konzentrationen bis zu 70% bei Raumtemperatur klar in Lösung bleiben. Eine dabei gelegentlich auftretende Gelbildung kann durch Zuatz polarer Lösungsmittel, wie Ätheralkoholen, unterdrückt werden. Solche Metallseifenlösungen werden als Sikkative für Lacke und als Stabilisatoren für PVC verwendet.

Da die hydrophoben Eigenschaften dieser bei Raumtemperatur in Kohlenwasserstoffen löslichen Metallseifen jedoch wesentlich geringer sind als die der bei Raumtemperatur in Kohlenwasserstoffen unlöslichen langkettigen Metallseifen, sind sie bisher nicht als Hydrophobierungsmittel für Baustoffe verwendet worden.

Aus der DT-AS 1 052 023 ist es bekannt, zum Wasserabstoßendniachen von Mauerwerk Emulsionen verschiedener Harze zu verwenden, z. B. von Polyvinylacetat oder Polystyrol. Gemäß der DT-AS 1 082847 werden Alkylpolysiloxanverbindungen zum Hydrophobieren von Mauerwerk eingesetzt, wobei dem Alkylpolysiloxan als Füllstoff unter anderem Zement, Kalk, Sand, Pigment, Kreide, Talkum oder Kieselgur zugegeben wird. Die Zugabe des Füllstoffs erfolgt, um die Menge an für die Hydrophobierung erforderlichem Alkylpolysiloxanpulver zu erniedrigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, Metallseifen und gegebenenfalls mineralische Füllstoffe enthaltende Dichtungsmittel für Baustoffe zur Verfügung zu stellen, die die vorerwähnten Nachteile und Probleme nicht aufweisen. Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung darin, solche Dichtungsmittel für Baustoffe zur Verfugung zu stellen, bei denen übliche Lösungsmittel verwendet werden können und bei denen die die Hydrophobierung bewirkenden Stoffe in einer ausreichenden Konzenii ation bei Umgebungstemperaturen löslich sind.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den Patentansprüchen definiert.

Den Anionen in den Metallseifen können zugrunde liegen: Ungesätigte Fettsäuren, wie Ölsäure, Linolsäure {monomer, dimer und trimer), Rizinolsäure, "> Alkylphenole, wie Octyl-, Nonyl- odei ~ clecylphenol, Naphthensäuren, Maleinsäurehall er, p-tert.-Butylbenzoesäure, Harzsäuren, verzweigte Fett- oder Carbonsäuren, wie Isostearinsäure, Äthylhexansäure oder Carbonsäuren, die aus Olefinen, Kohlenoxid und n> Wasser synthetisiert werden.

Als thermoplastische Kunstharze kommen insbesondere Polystyrol und Styrolmischpolymerisate, wie Styrol/Butadien- oder Styrol/Acrylat-Harze oder Blockcopolymerisate aus Styrol und Butadien in η Frage. Weitere geeignete thermoplastische Kunstharze sind Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen oder Copolymerisate von Äthylen und Vinylacetat oder chlorierte Polyäthylene und Polypropylene. Auch VinyltoJuoJ/Acrylat- und VinyltoluoJ/Butadienharze sind geeignet.

Als Lösungsmittel eignen sich leicht verdunstbare aliphatische, aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe mit Siedepunkten von wenigstens 40° C und nicht über 300° C. Zur Konsistenzregulierung und r> Lösungsvermittlung können, bezogen auf die Kohlenwasserstoffe, bis zu 40% polare Lösungsmittel zugesetzt werden. Als solche dienen Alkohole, z. B. Hexylenglykol odei Ätheralkohole, z. B. Äthylenglykolmonobutyläther, Ester, Ketone und Äther; ferner jo Lösungsmittel, die zur Auflösung von Kunstharzen bekannt sind, wie Nitroäthan oder Dimethylformamid. Die Viskositätsregulierung ist auch durch das Verhältnis zwischen aromatischen und aliphatischen Anteilen in den Kohlenwasserstofflösungsmitteln jmöglich.

In einigen Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Metallseifen nicht neutral sind, sondern bis zu etwa 50% freie Carbonsäuren enthalten. Dadurch kann die Wirkung der Metallseifen/Kunstharzlösungen bei der -ίο Anwendung auf kalk- und zementhaltige Baustoffe erheblich gesteigert werden. Die freien Carbonsäuren reagieren mit den Calciumhydroxiden in den Baustoffen unter Ausbildung der entsprechenden hydrophoben Calciumseifen, die in feinstverteilter Form an den r, Kornoberflächen der Baustoffteilchen entstehen und in dieser Form besonders wirksam sind.

Die erfindungsgemäßen Dichtungsmittel enthalten vorzugsweise 1 bis 20%, besonders bevorzugt 5 bis 15% Metallseifen. ,0

Die thermoplastischen Kunstharze sind in den organischen Lösungsmitteln vorzugsweise in Mengen von 3 bis 30, insbesondere 5 bis 20 Gewichtsprozent enthalten.

Durch die Kombination von Metallseifen und ther- γ-, moplastischcn Kunstharzen wird eine hervorragende Hydrophobierung von Baustoffen erzielt. Weder Metallseifenlösungen allein noch Lösungen der thermoplastischen Kunstharze allein ermöglichen eine ausreichende Hydrophobierung. Erst durch die gemein- ho same Verwendung wird ein synergistischer Hydrophobierungseffekt erzielt.

Insbesondere bei der Verwendung von Metallseifen, die noch freie Carbonsäuren enthalten, wird die Tiefenwirkung der erfindungsgemäßen Dichtungs- <,<-, mittel erhöht. Zwar erfolgt eine Dichtungswirkung schon soiuii nach dem Verdunsten des Lösungsmittels, jedoch wird zusätzlich die Wasserfestigkeit innerhalb eines Reaktionszeitraumes von etwa 1 bis 2 Monaten dadurch erhöht, daß die freien Cartx/nsäuren mit den Baustoffen reagieren.

Die neuen Dichtungsmittel sind für die Lösung vielseitiger Dichtungsprobleme im Bauwesen geeignet. Für f reibewitterte Flächen genauso wie für Innenräume (Kellerwände, Bäder) oder für Flächen unter der Erde oder unter Wasser. Die Flächen können eben (Flachdächer) oder senkrecht (Fassaden) sein. Die erfindungsgemäßen Lösungen dienen zur wasserabweisenden Behandlung und Restaurierung von (Frisch)Beton, Gasbeton, Mörtel, Gips und alle Arten von mineralischen Putzen und Fugen, Asbestzement, Kalksandstein, Natursteine, Klinker, Verblend- und Vermauerziegel und bieten Schutz vor Durchfeuchtungen, Regelflecken, Verschmutzungen, Frostschäden, VerschimiVielung, Moosbewuchs, Auswaschungen und Salzausblühungen. Die Dichtung ist elastisch und gegen alle Einflüsse der Freibewitterung, wie Sonnenbestrahlung, SO,-Einwirkung, Hitze, Kälte, Gefrieren oder Schlagregen inert.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtungsmittel ist auch darin zu sehen, daß diese weiß bzw. farblos sind. Dies ist insbesondere im Vergleich zu den bekannten bituminösen Dichtungsmitteln ein erheblicher Vorteil.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtungsmittel ist die geringe Trennwirkung. Während als Dichtungsmittel verwendete Silikone oder bituminöse Stoffe starke Trennmittel sind und darum ein weiteres Haften von weiteren Baumaterialien auf solchen Flächen, auf denen sie aufgebracht worden sind, stören oder verhindern, liegt bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Dichtungsmittel keine derartige Trennwirkung vor. Beispielsweise wird das Haften keramischer Fliesen auf Gipswänden (z. B. in Badezimmern) durch diffundierenden Wasserdampf beeinträchtigt, der durch Kondensation und hydrostatischen Druck unterhalb der Fliesen diese zum Abfallen bringen kann. Eine Wasserdampfsperre durch herkömmliche Dichtungsmittel stört aber den Halt der Platten durch starke Trennwirkung. Erst die Dichtungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichen das problemlose Errichten einer Wasserdampfsperre zwischen Gips und Fliesen, ohne den Halt der Fliesen durch Trennwirkung zu beeinträchtigen. Den gleichen Vorteil bieten die erfindungsgemäßen Dichtungsmittel für das Verlegen von Tapeten auf Gips- oder andere Untergründe, die einer Wasserdiffusion ausgesetzt sind.

Einen besonders interessanten Vorteil bringen die neuen Dichtungsmittel für alkalische Baustoffe, z. B. kalk- oder zementhaltige Mörtel und Putze, Kalksandstein, aber auch Bauplatten, insbesondere Asbestzement in Gegenden mit höherem SO₂- und SO₃-Gehalt in der Atmosphäre, also in dichtbesiedelten Wohngebieten oder in Industriegebieten. Diese Gase zerstören die alkalischen Bestandteile unter Ausbildung wasserlöslicher Sulfite und Sulfate, welche ausblühen, ausgewaschen werden und Risse hinterlassen, die durch eindringendes Wasser gesprengt werden, was zu einer völligen Zerstörung der Baustoffe führen kann. Insbesondere bei Asbestzementplatten ist diese Erscheinung sehr gefürchtet. Durch Behandlung mit den erfindungsgemäßen Dichtungsmitteln läßt sich die Zerstörung solcher alkalischer Baustoffe durch SO₂- und SO₃-Bestandteile in der Atmosphäre reduzieren bzw. vermeiden. Die neuen Dichtungsmittel sind ge-

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genüber solchen atmosphärischen Einflüssen inert. Die neuen Dichtungsmittel werden durch Spritzen, Pinseln oder Tauchen aufgebracht. In der Regel genügt ein einmaliger Auftrag von 200-700 g/m². Sie entfalten ihre Wirkung sofor; nach dem Verdunsten der Lösungsmittel und können beliebig gefärbt oder markiert werden.

Beispiel 1

8 kg Zinkoleat wurden zusammen mit 10 kg eines Styrol/Butadien/Styrol-Blockcopolymerisats einer Dichte von 0,96 g/cm³ in 76 kg Testbenzin mit über 80% Aroi.iatengehalt und einem Siedepunkt von 160/200° C im Laufe einer Stunde durch Erhitzen unter Rückfluß gelöst. Am Schluß wurden 6 kg Asbestmehl eingerührt. Es wurde eine hochviskose Lösung von 240 cp und einer Dichte von 0,900 g/cm³ erhalten.

Nun wurden Betonprüfkörper der Dimension 10/ 10/10 cm hergestellt und nach einem Tag Lagerung wurden 600 g/m² der Lösung aufgebracht. Nach weiteren 7 Tagen Lagerung wurde die Wasserfestigkeit der Frischbetonprüfkörper untersucht. Hierzu wird ein Glaszylinder von 60 mm Durchmesser und 300 mm Höhe auf die Prüfkörper aufgesetzt und nach Abdichtung mit Paraffin bis zur 250-mm-Marke aufgefüllt. Der Wasserspiegel sinkt dann in dem Maße ab, in dem Wasser durch die Dichtungsschicht hindurch in den Prüfkörper eindringen kann. Das zeitliche Absinken des Wasserspiegels ist ein quantitatives Maß für die Güte und Dauerhaftigkeit des Dichtungsmittels.

Nach 10 Tagen Einwirkungszeit war der Wasserspiegel nicht abgesunken. Die Prüfkörper hatten kein Wasser aufgenommen.

Beispiel 2

Auf Kalksandsteinkörper wurden 600 g/m² der gemäß Beispiel 1 hergesteüten Lösung aufgebracht. Nach einer Einwirkungszeit von 24 Stunden wurde die Wasserfeuchtigkeit, wie in Beispiel 1 beschrieben, geprüft. Nach 10 Tagen Einwirkungszeit hatten die Prüfkörper kein Wasser aufgenommen.

Danach wurden die Prüfkörper bei einer Temperatur von 70° C während 24 Stunden der Bestrahlung einer UV-Lampe, 300 W, ausgesetzt und dann erneut auf Wasserfestigkeit geprüft. Auch nach dieser Behandlung nahmen die Prüfkörper nach 10 Tagen Wassereinwirkung kein Wasser auf.

Beispiel 3

Kalksandsteinprüfkörper wurden wie in Beispiel 2 beschichtet. Nach einer Lagerzeit von 48 Stunden wurden die Prüfkörper 3 Tage lang einem Wasserdruck von 0,5 atü ausgesetzt.

Die Prüfkörper nahmen dabei kein Wasser auf.

Beispiel 4

Prüfkörper aus Gasbeton wurden mit 600 g/m² der gemäß Beispiel 1 hergestellten Lösung behandelt. Nach 24 Stunden Einwirkungszeit wurde eine zweite Behandlung mit 600 g/m² vorgenommen und nach weiteren 24 Stunden Einwirkungszeit die Wasserfestigkeit, wie in Beispiel 1 beschrieben, geprüft.

Nach K)Tagen Einwirkungsdauer hatte der Gasbeton kein Wasser aufgenommen.

Beispiel 5

Prüfkörper aus Zementmörtel wurden mit 400 g/m² der gemäß Beispiel 1 hergestellten Lösung behandelt und nach 24 Stunden Einwirkungszeit bei 40° C und 100% relativer Feuchte einer gesättigten Schwefeldioxid-Atmosphäre 6 Stunden lang ausgesetzt.
in Während unbehandelte Prüfkörper danach einen SOj-Gehalt von 7,23 Gew.% in der neu gebildeten Phase auswiesen, konnten bei den behandelten Prüfkörpern nur 0,83 Gew.% festgestellt werden.

i'i Beispiel 6

10 kg Calciumresinat, 1 kg Aluminiumtristearat und 10 kg eines aliphatischen Kohlenwasserstoffharzes vom Mol.-Gew. 1400 und einer Dichte von 0,96 g/cm³ wurden in 70 kg eines aliphatischen Testbenzins

-° vom Siedepunkt 100/140° Cund9kgÄthylenglykoI-monobutyläther durch Erhitzen unter Rückfluß gelöst. Es wurde eine klare, bewegliche Flüssigkeit der Dichte 0,870 g/cm³ erhalten.

400 g/m² dieser Lösung wurden auf Betonprüfkör-

^r> per der Dimension 10/10/10 cm aufgebracht. Nach 4 Stunden Einwirkungszeit wurden die Prüfkörper 10 Stunden lang in Wasser getaucht. Verglichen mit unbehandeiten Prüfkörpern war die Wasseraufnahme der behandelten Prüfkörper um 96% gesunken.

Beispiel 7

6 kg Zinknaphthenat, 6 kg Calciumoleat und 12 kg niedrigmolekulares Polystyrol werden durch Erhitzen unter Rückfluß in 68 kg Testbenzin eines Siedepunktes 155/185° C unter Zusatz von 4 kg Dipropylenglykol und 4 kg Diäthylenglykolmonobutyläther im Laufe von 20 Minuten unter Rühren gelöst.

Es wird eine klare, hellbraune bewegliche Flüssigkeit mit einer Dichte von 0,925 g/cm³ erhalten.

Beispiel 8

In ein Lösungsmittelgemisch aus 53 kg aliphatischem Testbenzin mit Siedepunkt 100/140° C und

4) 8kg Hexylenglykol werden 7,65 kgNonylphenol und 5,48 kg Bariumoctahydrat gegeben. In einem geschlossenen Behälter mit Rührwerk, Rückflußkühler und Wasserabscheider wird zum Rückfluß aufgeheizt, und 3,13 kg Reaktionswasser werden über den Was-

^r)0 serabscheider im Laufe von ca. 30 Minuten abgeschieden. Man erhält eine klare, braune Lösung von 10kg Bariumnonylphenolat in 61 kg Lösungsmittelgemisch. Nach Abkühlen auf 100° C wird durch Zugabe von 8 kg Äthylenglykolmonoäthyläther verdünnt.

,5 Anschließend werden 3 kg Eisenoctoat und 15 kg eines aliphatischen Kohlenwasserstoffharzes mit einem Molekulargewicht von 1200 bis 1400 zugegeben und im Laufe von ca. 1 Stunde durch Erhitzen unter Rückfluß gelöst. Zuletzt werden 3 kg Quarzmehl ein-

bo gerührt.

Man erhält eine erfindungsgemäße Metallseifen-Kunstharz-Lösung einer Dichte von 1,15 g/cm³ von brauner Farbe, in der das Quarzmehl homogen verteilt in der Schwebe bleibt.

Claims

Patentansprüche:

1. Metallseifen und gegebenenfalls mineralische Fulls; iffe enthaltende Dichtungsmittel für Baustoffe, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Lösungen von

a) 1-70 Gew.% Metallseifen des Zinks, Calciums, Aluminiums, Bariums, Magnesiums, Kupfers, Cobalts oder Eisens mit ungesättigten Fettsäuren und/oder Alkylphenolen und/oder Naphtensäuren und/oder Harzsäuren und/oder verzweigten Fett- oder Carbonsäuren und

b) 1-70 Gew.% thermoplastischen Kunstharzen in Form von aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffharzen mit Molekulargewichten zwischen 500 und 2000 und Erweichungspunkten zwischen 60 und 150° C oder Styrol-Homo- und Copolymerisaten, nämlich Styrol-Butadienharzen, Styrol-Acrylatharzen oder (Meth)acrylat-Butadien-Styrolharzen oder chlorierten Polyolefinen in organischen Lösungsmitteln bestehen und gegebenenfalls

c) bis zu 10 Gew.%, bezogen auf die Lösung an mineralischen Füllstoffen in Form von Asbestmehl, Quarzmehl, Talkum, Bleierde, Schiefermehl, Kreide, Cristobalitmehl und/ oder andere mineralische Füllstoffe auf der Grundlage von SiO₂ enthalten.

2. Dichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallseife ein Salz der Ölsäure, Linolsäure, Ricinolsäure, von Octylphenol, Nonylphcnol oder Dodecylphenol oder Isostearinsäure oder Äthylhexansäure ist.

3. Dichtungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallseifen bis zu 50% freie Carbonsäure enthalten.

4. Dichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Kunstharzein Styiol-Butadien-Styrol-Blockpolymerisat mit einer Dichte von 0,96 g/cm³ ist.

5. Dichtungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel ein leicht verdunstbarer aliphatischer und/oder aromatischer und/oder chlorierter Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt zwischen 40 und 300° C ist.

6. Dichtungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 40% Glykoläther als Lösungsvermittler, bezogen auf die Kohlenwasserstoffe, vorhanden sind.

7. Dichtungsmittel nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß es als Metallseife Zinkoleat enthält.

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