DE2712826A1

DE2712826A1 - Feinverteilte anorganische pulver enthaltender klebstoff auf der basis von alkalisilikatloesungen

Info

Publication number: DE2712826A1
Application number: DE19772712826
Authority: DE
Inventors: Guenter Kallien; Rudolf Peter Neser
Original assignee: Woellner Werke GmbH and Co
Current assignee: Woellner Werke GmbH and Co
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1978-09-28
Also published as: NO780655L; ATA204178A; DE2712826B2; FR2384834A1; IT7820627A0; CH634595A5; IT1095435B; AT358692B; NL7802663A; DK119178A; GB1584442A; SE7802131L

Description

MÜLLER-BORS · I>ETJFEL · SCHÖN · HERTEL^ I \ Ιο ΔΌ

PATENTANWÄLTE

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DR. WOLFGANG MÜLLEH-BORE (PATENTANWALT VON 1927- 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. D1PL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

S/W 28-5

Woellner-Werke
Ludwigshafen/Rhein

Feinverteilte anorganische Pulver enthaltender Klebstoff auf der Basis von Alkalisilikatlösungen

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UONCHEN 80-SIEDEHTSTR. *· POSTFACH 8807SO-KABuL: MTJEBOPAT'TKL. (080) 47 4003 · TELEX 3-24383

Zur Wärmeisolierung von Gebäuden oder Gebäudeteilen werden unter anderen Kunststoffschaumplatten, insbesondere Polystyrolschaumplatten, verwendet. Ferner werden Sichtflächen, beispielsweise Raumdecken, unter Einsatz derartiger Platten hergestellt. Die Anbringung dieser Platten erfolgt fast aus schließlich durch Verklebung unter Einsatz von Klebstoffen auf der Basis von Kunstharzdispersionen, die jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet sind. Diese Klebstoffe auf der Basis von Kunstharzdispersionen sind nicht nur kostspielig, sondern darüber hinaus auch brennbar. Sie lassen sich handelsüblich nur als "schwer entflarombar" einstellen. Bei einem normalerweise in Frage kommenden Klebstoff-

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auftrag von 500 - 600 g/m wird die Brandsicherheit von Gebäuden oder Gebäudeteilen erheblich beeinflußt. Ein weiterer Nachteil der Verwendung dieser bekannten Klebstoffe besteht darin, daß eine Umweltbelastung durch organische Polymere oder Flammschutzmittel bzw. deren Verbrennungsprodukte in Kauf zu nehmen ist.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Klebstoff zum Verkleben von Kunststoffschaumplatten zu schaffen, der sich preiswert herstellen läßt, absolut flammfest ist, keine Umweltsbelastung verursacht und eine gute Klebewirkung bedingt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen feinverteilte anorganische Pulver enthaltenden Klebstoff auf der Basis von Alkalisilkatlösungen gelöst, welcher gekennzeichnet ist durch eine Lösung eines oder mehrer Alkalisilikate mit einem Gehalt an einem oder mehreren, mineralogisch mehr als 15 % Kaolinit enthaltenden Material(ien).

Der erfindungsgemäße Klebstoff ist nicht nur flammfest er dient sogar dem Brandschutz, da er einem Feuer oder einer durch Brand entstandenen Hitzestrahlung eine nicht unerhebliche Dämmwirkung entgegensetzt. Er besitzt eine ausgezeichnete Klebewirkung und wirft keinerlei Umwelt-

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Schutzprobleme auf weder bei seiner Verwendung noch bei der Einwirkung von Feuer oder einer Hitzestrahlung, da er ausschließlich Komponenten enthält, wie sie auch in der Natur vorkommen.

In der DT-AS 1092586 wird ein feinverteilte anorganische Pulver enthaltender Wasserglas-Klebstoff für das kontinuierliche Verkleben von Pappebahnen auf Wellpappenmaschinen beschrieben, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Klebstoff im wesentlichen aus einer Wasserglaslösung und sogenannter Neuburger Kreide besteht. Das Verkleben von Pappebahnen stellt an einen Klebstoff andere Anforderungen als das Verkleben von Kunststoffschaumplatten allein aufgrund der Tatsache, daß es sich im ersteren Falle um hydrophile und im letzteren Falle um hydrophobe Materialien handelt. Ferner beruht der Klebemechanismus in diesem bekannten Falle auf einer für die Komponenten spezifischen Konstrukturänderung in dem kolloidalen System, da nachdrücklich darauf hingewiesen wird, daß bei einer Verwendung von Kaolin anstelle von Neuburger Kreide unter den gleichen Bedingungen der umgekehrte Effekt erzielt wird. Die Eignung der Neuburger Kreide zum Verkleben von Pappebahnen beruht, wie dies deutlich in der genannten DT-AS ausgeführt wird, auf der spezifischen physikalischen Struktur dieses Materials.

Es war daher überraschend, daß nicht nur die unter den Begriff "mineralogisch mehr als 15 % Kaolinit enthaltendes Material" fallende Neuburger Kreide, sondern auch der ebenfalls von dieser Definition erfaßte Kaolin zur Herstellung eines Klebstoffs geeignet ist, welcher zum Verkleben von Kunststoffschaumplatten geeignet ist, d.h. von Materialien, die sich in ihrer chemischen und physikalischen Struktur grundlegend von Pappebahnen unterscheiden.

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Erfindungsgeemäß kommen sowohl natürlich vorkommende, mineralogisch mehr als 15 % Kaolinit enthaltende Materialien als auch synthetisch hergestellte Materialien, die mineralogisch mehr als 15 % Kaolinit enthalten, d.h. also auch reiner Kaolinit,in Frage. Da jedoch diese Materialien in der Natur häufig auftreten, setzt man vorzugsweise natürlich vorkommende Produkte ein. Wesentlich für diese Materialien ist, daß sie mineralogisch mehr als 15 % Kaolinit enthalten, d.h. in ihrem Gitter mehr als 15 % Kaolinit aufweisen. Die Kaolinit-Gitterstruktur wird beispielsweise in "Remy, Lehrbuch der anorganischen Chemie", 12. Auflage auf Seite 624 gezeigt.

Es ist ferner äußerst überraschend, daß hei Verwendung der strukturell sehr ähnlichen Silikate Bentonit (Montmorillonit), Talk und Glimmer die Herstellung der erfindungsgemHssen'Klebstoffe nicht möglich ist, obwohl auch diese Materialien beispielsweise bezüglich ihrer Thixotropie sowie anderer physikalischer Eigenschaften, die als für eine Klebewirkung wesentlich angesehen werden, mit den erfindungsgemäßen definierten Materialien fast identisch sind. Es muß ferner überraschen, daß Bentonit (Montmorillonit),Talk und Glimmer nicht nur zur Herstellung der erfindungsgemäßen Klebstoffe ungeeignet sind, sondern darüber hinaus auch noch die Wirkung von beispielsweise Kaolinit aufheben, wenn diese Materialien in Mischung mit Kaolinit eingesetzt werden, und zwar auch dann, wenn Kaolinit in einer größeren Menge vorliegt.

Vorzugsweise enthält der erfindungsgemäße Klebstoff 15-50 Gew.-%, insbesondere 25-45 Gew.-%, des

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mineralogisch mehr als 15 % Kaolinit enthaltenden Materials, bezogen auf die Gesamtmischung.

Die Alkalisilikatlösung besteht vorzugsweise aus einer Natriumsilikatlösung oder aus einer Kaliumsilikatlösung oder aus einem Gemisch aus diesen beiden Lösungen. Dabei weist die Natriumsilikatlösung vorzugsweise ein Gewi chtsverhältnis SiO₃ : Na₃O = 2,9 - 3,7 : 1 und die Kaliumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis SiO₃ : K_0 =2,2-2,7 : 1 auf. Der Feststoffgehalt der Natriumsilikatlösung betragt 25 - 40 und vorzugsweise 32 Gew.-% und derjenige der Kaliumsilikatlösunq 20 - 32 und vorzugsweise 25 - 30 Gew.-%.

Ferner können die erfindungsgemäßen Klebstoffe Zusätze enthalten, wie sie in herkömmlicher Weise Klebstoffen auf der Basis von Alkalisilikatlösungen zugesetzt werden, beispielsweise Stärke, Stärkeabbauprodukte, Zucker upd Alkaliphosphate.

Die erfindungsgemäßen Klebstoffe liegen in Form von aufstreichfähigen Zubereitungen vor, die ohne Schwierigkeiten auf vertikale Flächen oder Deckenflächen beispielsweise mit einer Spachtel aufgetragen werden können. Normalerweise werden die zu verklebenden Kunststoffschaumplatten, insbesondere Polystyrolschaumplatten, mit einer Auftragsmenge von 500 - 600 g/m beschichtet und leicht gegen die zu verklebende Unterlage gedrückt. Es tritt sofort eine Klebewirkung ein, welche die Platten an Ort und Stelle festhält. Dann erfolgt vorzugsweise eine Trocknung bei Raumtemperatur während einer Zeitspanne von etwa 15 Stunden. Danach ist die Klebewirkung so stark, daß bei einem Versuch, die Kunststoffplatten wieder von der Unterlage abzutrennen, diese eher oberhalb der Klebestelle einreißen als daß die Klebeverbindung getrennt wird.

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Als Unterlagen, auf welche Kunststoffschaumplatten unter Einsatz des erfindungsgemäßen Klebstoffes aufgeklebt werden können, kommen vorzugsweise Unterlagen aus Holz oder aus mineralischen Materialien in Frage.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1.

Zu 63 % Natronwasserglaslösung mit einem Feststoff gehalt von 35,8 % und einem Gewichtsverhältnis von SiO : Na_0 =3,3 : 1 werden 32 % Kaolin, der mineralogisch zu 95 % aus Kaolinit besteht, eingearbeitet. Der auf diese Weise hergestellte Klebstoff läßt sich mit einer Spachtel auf eine zu verklebende Kunststoffschaumplatte aufbringen. Nach dem Andrücken einer derartigen Platte auf einen Untergrund aus Holz oder auf einen mineralischen Untergrund erfolgt sofort eine Haftung, welche die Platte fest an Ort und Stelle hält. Nach einem Trocknen während einer Zeitspanne von ca. 15 Stunden ist eine Ablösung der Platte ohne Einreissen oberhalb der Klebeverbindung nicht mehr möglich.

BeisDiel 2.

Zu 62 % Natronwasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 34,2 % und einem Gewichtsverhältnis von SiO : Na₂O =3,15 : 1 werden 38 % Neuburger Kreide, die mineralogisch zu 35 % aus Kaolinit und 65 % aus einer Kieselsäuremodifikation besteht, eingearbeitet. Wird dieser Klebstoff in einer Menge von 500 - 600 g/m auf eine zu verklebende Kunststoffschaumplatte aufgebracht, so erhält man nach dem Trocknen eine Bindung, die derartig fest ist, daß bei einem Versuch, die Platte abzulösen, diese ebenfalls oberhalb der Klebestelle reißt.

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BeiSDiel 3.

Ζιχ 62 % Natronwasserglas lösung mit einem Feststoff gehalt von 32,5 % und einem Gewichtsverhältnis von SiO₂ : Na₂O =3,42 : 1 werden 38 % Neuburger Kreide, die mineralogisch zu 25 % aus Kaolinit und 75 % aus einer Kieselsäuremodifikation besteht, eingearbeitet. Auch in diesem Falle wird die gleiche Klebewirkung bei

einem Auftrag von 500 - 600 g/m wie in den vorangegangenen Beispielen erzielt.

Beispiel 4.

Zu 70 % Natronwasserglaslösung mit einem Feststoff gehalt von 35 % und einem GewichtsverhMltnis von SiO- : Na₃O = 3,45 : 1 werden 3O % Kaolin, das mineralogisch zu 92 % aus Kaolinit und zu 8 % aus.Feldspat besteht, eingearbeitet. Ein auf diese Weise hergestellter Klebstoff liefert bei einer Aufbringung gemäß den vorangegangenen Beispielen Ergebnisse, die mit den Ergebnissen der vorstehenden Beispiele vergleichbar sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Feinverteilte anorganische Pulver enthaltender Klebstoff auf der Basis von Alkalisilikatlösungen zum Verkleben von Kunststoffschaumplatten, gekennzeichnet durch eine Lösung eines oder mehrerer Alkalisilikate mit einem Gehalt an einem oder mehreren, mineralogisch mehr als 15 % Kaolinit enthaltenden Material(ien) .

2. Klebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 15 - 50 Gew.-%, insbesondere 25 - 45 Gew.-%, des mineralogisch mehr als 15 % Kaolinit enthaltenden Materials, bezogen auf die Gesamtmischung, enthält.

3. Klebemittel nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalisilikatlösung aus einer Natriumoder Kaliumsilikatlösung oder aus einem Gemisch aus diesen Lösungen besteht.

4. Klebstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Natriumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis SiO_ : Na_0 = 2,9 - 3,7 : 1 und die Kaliumsilikat lösung ein Gewichtsverhältnis SiO₃ : K₃O = 2,2 - 2,7 : 1 aufweist.

5. Klebstoff nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt der Natriumsilikatlösung 25 - 40 und vorzugsweise 32 - 37 Gew.-% und der Feststoffgehalt der Kaliumsilikatlösung 20 - 32 und vorzugsweise 25-30 Gew.-% beträgt.

6. Klebstoff nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralogisch mehr als 15 % Kaolinit enthaltenden Materialien aus in der Natur vorkommenden Materialien bestehen.

7. Klebstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien aus Kaolin und/oder Neuburger Kreide bestehen.

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ORIGINAL INSPECTED

8. Klebstoff nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Zusätze, wie sie in herkönnlicher Weise Klebstoffen auf der Basis von Alkalisilikatlösungen zugesetzt werden, enthalten.

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