DE2712826B2

DE2712826B2 - Klebstoff zum Verkleben von Kunststoffschaumplatten

Info

Publication number: DE2712826B2
Application number: DE2712826A
Authority: DE
Inventors: Günter 6711 Heßheim Kallien; Rudolf Peter 6700 Ludwigshafen Neser
Original assignee: WOELLNER-WERKE 6700 LUDWIGSHAFEN DE
Current assignee: WOELLNER-WERKE 6700 LUDWIGSHAFEN DE
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1981-07-23
Also published as: IT7820627A0; AT358692B; DE2712826A1; GB1584442A; CH634595A5; ATA204178A; NO780655L; SE7802131L; IT1095435B; DK119178A; NL7802663A; FR2384834A1

Description

Zur Wärmeisolierung von Gebäuden oder Gebäudeteilen werden unter anderem Kunststoffschaumplatten, insbesondere Polystyrolschaumplatten, verwendet. Ferner werden Sichtflächen, beispielsweise Raumdecken, unter Einsatz derartiger Platten hergestellt. Die Anbringung dieser Platten erfolgt fast ausschließlich 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 entflammbar« einstellen. Bei einem normalerweise in Frage kommenden Klebstoffauftrag von 500 bis 600 g/m² 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 Flammschutzmitte! bzw. deren Verbrennungsprodukte in Kauf zu nehmen ist.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Möglichkeit zum preiswerten Verkleben von Kunststoffschaumplatten zu schaffen, wobei der eingesetzte Klebstoff absolut flammfest ist, keine Umweltbelastung verursacht und eine gute Klebewirkung bedingt.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß dem Patentanspruch gelöst.

Das erfindungsgemäß als Klebstoff eingesetzte Gemisch ist nicht nur flammfest, sondern dient sogar dem Brandschutz, da es einem Feuer oder einer durch Brand entstandenen Hitzestrahlung eine nicht unerhebliche Dämmwirkung entgegensetzt. Sie besitzt eine ausgezeichnete Klebewirkung und wirft keinerlei Umweltschutzprobleme auf, und zwar weder bei ihrer Verwendung noch bei der Einwirkung von Feuer oder einer Hitzestrahlung, da sie ausschließlich Komponenten enthält, wie sie auch in der Natur vorkommen.

In der DE-AS 10 92 586 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

ί Verkleben von Kunststoffschaumplatten allein aufgrund der Tatsache, daß es sich im ersteren Falle um hydrophile und im letzteren Falle um hydrophobe Materialien handelt Femer beruht der KJebemechanismus 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 DE-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.

In der DE-OS 19 43 115 werden Klebstoffe beschrieben, die in obligater Weise organische, mit Wasser nicht mischbare Lösungsmittel mit einem spezifischen Siedepunkt enthalten, wobei jedoch in dieser Literaturstelle nirgends ein Hinweis auf die kritische Bedeutung des Zusatzes von Materialien zu finden ist, die mehr als 15% Kaolinit enthalten. Darüber hinaus ist es im Falle dieser

is DE-OS zwingend, dem Wasserglas Zusätze von hydrophobierten Substanzen, wie Kieselsäure, Erdalkalimetallsilikate, Aluminiumsilikate etc. zuzusetzen.

Demgegenüber wird durch die Erfindung ein Gemisch auf Wasserglasbasis für eine Verwendung als Klebstoff für eine Kunststoffverklebung geschaffen, die

a) ohne Lösungsmittel sowie

b) ohne hydrophobierte Substanzen auskommt und mit einem mehr als 15% Kaolinit enthaltenden Material arbeitet.

Auf die Vorteile, die beim Einsatz dieses Gemisches als Klebstoff zum Verkleben von Kunststoffschaumplatter erzielt werden, wurde weiter oben bereits hingewiesen. Erfindungsgemäß 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 beim Einsatz der strukturell sehr ähnlichen Silikate Bentonit (Montmorillonit), Talk und Glimmer die Herstellung der erfindungsgemäß als Klebstoff eingesetzten Gemische nicht möglich ist, obwohl auch diese Materialien beispielsweise ihrer Thixotropie sowie anderer physikalischer Eigenschaften, die als für eine Klebewirkung wesentlich angesehen werden, mit den erfindungsge-

maß definierten Materialien fast identisch sind. Es muß ferner überraschen, daß Bentonit (Montmorillonit), Talk und Glimmer nicht nur zur Herstellung der erfindungsgemäß als Klebstoff eingesetzten Gemische 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 das erfindungsgemäße als Klebstoff eingesetzte Gemisch 15 bis 50Gew.-%, insbesondere 25 bis 45 Gew.-%, des 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 heiden Lösungen. Dabei weist die Natriumsilikatlösung vorzugsweise ein Gewichtsverhältnis SiO₂ : Na₂O = 2,9 bis 3,7 :1 und die Kaliumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis SiO₂ : K₂O = 2,2 bis 2,7 auf. Der Feststoffgehalt der Natriumsilikatlösung beträgt 25 bis 40 und vorzugsweise 32 bis 37 Gew.-% und derjenige der Kaliumsilikatlösung 20 bis 32 und vorzugsweise 25 bis 30 Gew.-%.

Ferner können die erfindungsgemäß als Klebstoffe eingesetzten Gemische Zusätze enthalten, wie sie in herkömmlicher Weise Klebstoffen auf der Basis von Alkalisilikatlösungen zugesetzt werden, beispielsweise Stärke, Stärkeabbauprodukte, Zucker und Alkaliphosphate.

Die erfindungsgemäß als Klebstoff eingesetzten Gemische liegen in Form von aufstreichfähigen Zubereitungen vor, die ohne Schwierigkeiten auf vertikale Flächen oder Deckenflächeii beispielsweise mit einer Spachtel aufgetragen werden können. Normalerweise werden die zu verklebenden Kunststoffschaumplatten, insbesondere Polystyrolschaumplatten, mit einer Auftragsmenge von 500 bis 600 g/cm² 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.

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

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Zu 68% Natronwasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 35,8% und einem Gewichtsverhältnis von SiOi: Na₂O = 33 :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.

Beispiel 2

Zu 62% Natronwasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 34,2% und einem Gewichtsverhältnis von SiO₂: 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/m² 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

Beispiel 3

Zu 62% Natronwasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt 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/m² wie in den vorangegangenen Beispielen erzielt.

Beispiel 4

Zu 70% Natronwasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 35% und einem Gewichtsverhältnis von S1O2: Na₂O = 3,45 :1 werden 30% 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.

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verwendung eines Gemisches bestehend aus einer wäßrigen Lösung eines oder mehrerer Alkalisilikate mit einem Gehalt an einem oder mehreren, mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthaltenden Material(ien) und gegebenenfalls üblichen Zusätzen als Klebstoff zum Verkleben von Kunststoffschaumplatten.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Gemisch 15 bis 50Gew.-%, insbesondere 25 bis 45 Gew.-%, des mineralogisch mehr als 15% Koalinit enthaltenden Materials, bezogen auf die Gesamtmischung, enthält

3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 2, wobei die Alkalisilikatlösung aus einer Natriumoder Kaliumsilikatlösung oder aus einem Gemisch aus diesen Lösungen besteht

4. Verwendung nach Anspruch 3, wobei die Natriumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis SiO₂ : Na₂O = 2,9 bis 3,7 :1 und die Kaliumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis S1O2: K2O = 2,2 bis 2,7 : 1 aufweist.