DE2726036A1

DE2726036A1 - Waessrige aluminiumpaste

Info

Publication number: DE2726036A1
Application number: DE19772726036
Authority: DE
Inventors: Tsunesuke Doi; Shizuo Ishijima
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1976-06-08
Filing date: 1977-06-08
Publication date: 1977-12-22
Also published as: US4138270A; SE426692B; FR2354300B1; AT371090B; JPS5734229B2; DE2726036C3; JPS52149282A; ATA408777A; SE7706597L; DE2726036B2; CA1065903A; FR2354300A1; GB1576634A

Description

Die Erfindung betrifft eine in Wasser dispergierbare» wäßrige Aluminiumpaste. Im besonderen betrifft die Erfindung eine wäßrige Aluminiumpaste, die nicht nur für Anstrichmittel oder Klebstoffe auf wäß-riger Grundlage» sondern auch mit großen Vorteilen zur Herstellung von leichtem Schaumbeton als Schaumerzeugungs- bzw. Treibmittel» das für eine deutlich verbesserte Blasenzurückhaltung sorgt, verwendbar ist.

Aluminiumflocken bzw. -blättchen können zur Herstellung von porösen Zementprodukten (z.B. leichtem Schaumbeton oder porösem Mörtel oder Stuck) oder von Schaumkunststoffen verwendet werden» wobei ein durch die Umsetzung des Aluminiums mit einem sauren oder alkalischen Mittel erzeugtes Gas zum Schäumen bzw. zur Ausdehnung des Substrats ausgenutzt wird. Die Verwendung von Aluminiumflocken als Treibmittel für die Herstellung von Beton etc. wird beispielsweise

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von Siegfried Reinsdorf, "Leichtbeton", 1962.7 und in der US-PS 1 087 098 beschrieben. Wenn eine Aluminiumpaste andererseits für diese Zwecke verwendet wird, muß sie nicht nur eine gute Dispergierbarkeit in Wasser und für eine langzeitige Lagerung ausreichende chemische Beständigkeit aufweisen, sondern es muß auch die Verwendung von organischen Lösungsmitteln möglichst weitgehend eingeschränkt werden, damit die Umweltverschmutzung verhindert und die Entgasung unter Kontrolle gehalten werden. Eine heftige Entgasung kann die geschäumten Erzeugnisse stark schädigen.

Es gibt verschiedene bekannte Methoden zur Herstellung einer wasserdispergierbaren Aluminiumpaste. Beispielsweise wurde eine Methode vorgeschlagen, bei der man ein anionisches oberflächenaktives Mittel beim Mahlen des Aluminiums in einem Lösungsmittel auf Erdölbasis zusetzt und ein öllösliches, nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel nach dem Mahlen hinzufügt. Die nach dieser Methode erhaltene Paste besitzt eine schlechte Wasserdispergierbarkeit und wirft Umweltverschmutzungsprobleme auf, welche die Gesundheit der in den Herstellungsbetrieben tätigen Personen gefährden.

Gemäß einem weiteren Vorschlag zur Herstellung einer Aluminiumpaste wird das Aluminium in einem wäßrigen Medium gemahlen. Die dabei erhaltene Paste ist von Mängeln der vorgenannten Art frei, besitzt jedoch eine unzureichende Lagerbeständigkeit. Zur Verbesserung der Lagerbeständigkeit kann man bestimmte Reaktionsinhibitoren zusetzen; diese unterdrücken jedoch auch das Aufschäumen bei der Herstellung von leichtem Schaumbeton, wodurch die Qualität der geschäumten Produkte beeinträchtigt wird.

Somit sind die nach den herkömmlichen Methoden erhaltenen Aluminiumpasten jeweils mit speziellen Mängeln behaftet. Aufgrund dieser Nachteile wurden Aluminiumflocken als solche trotz bestimmter Nachteile bei der Verarbeitung (z.B. einer Explosionsgefahr) in großem Umfang als Treibmittel für die

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Herstellung von Schaumbeton eingesetzt.

Die Erfinder haben nun Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt» eine wäßrige Aluminiumpaste zu entwickeln, die frei von allen den herkömmlichen Aluminiumpasten anhaftenden Mangeln ist und bei ihrer Herstellung keine Umweltverschmutzung verursacht.

Im einzelnen haben die Erfinder umfangreiche und intensive Forschungen bezüglich der Faktoren unternommen, welche die chemische Beständigkeit von Aluminiumflocken in Wasser beeinflussen. Dabei haben sie überraschenderweise festgestellt» daß die chemische Beständigkeit von Aluminiumflocken dadurch wirksam erhöht werden kann, daß man auf die Aluminiumflocken eine dünne Filmschicht eines speziellen Materials aufbringt, dessen bestimmte Dicke in Abhängigkeit von der verwendeten Menge des Materials ermittelt wird. Auf diese V/eise kann die Bildung von Wasserstoffgas bei der Lagerung der Aluminiumflocken in Wasser auf ein Minimum gesenkt werden. Spezieller wurde festgestellt, daß, wenn man 0,1 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Fettsäure (vorzugsweise in Form eines Gleitmittels beim Mahlen des Aluminiums zu Flocken) zu 100 Gew.-Teilen Aluminium gibt, an den Oberflächen der Aluminiumflocken einheitliche, dünne Filme der Fettsäure entstehen, welche den Flocken eine hohe chemische Beständigkeit verleihen.

Ferner wurde im Rahmen der Untersuchungen der Erfinder hinsichtlich der Faktoren, welche die Schaumbildung bei der Herstellung von leichtem Schaumbeton beeinflussen, festgestellt, daß Fettsäurealkanolamide ein ausgeprägtes Blasenrückhaltevermögen und eine hervorragende Wirkung zur Verhinderung einer heftigen Entgasung, welche die Qualität der geschäumten Produkte sehr stark beeinträchtigen würde, aufweisen. Der Ausdruck "heftige Entgasung" bedeutet hier, daß das beim Aufschäumen des Zements etc. gebildete Wasserstoffgas in einem Ausmaß und lokal an schwachen Stellen entweicht und

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ein Zusammenstürzen der beim Aufschäumen gebildeten Blasen verursacht. Eine solche heftige Entgasung führt häufig zu einer unerwünschten Zeichenbildung aufgrund der Gasentweichung oder des Zusammensinkens der geschäumten Produkte und zuweilen zur völligen Zerstörung des geformten Endprodukts.

Ferner wurde gefunden, daß bei kombinierter Verwendung von bestimmten Anteilen eines Fettsäurealkanolamide und eines vom Fettsäurealkanolamid verschiedenen, nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels sowie der vorgenannten, mit einheitlichen, dünnen Filmen einer Fettsäure überzogenen Aluminiumflocken eine wäßrige Aluminiumpaste aus diesen Komponenten mit hervorragenden Eigenschaften erhalten werden kann. Zur Erläuterung werden ein Aluminiummaterial und eine Fettsäure in eine Kugelmühle gegeben und nach einer herkömmlichen Naßmahlmethode an der Luft in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels gemahlen. Auf die erhaltenen Aluminiumflocken werden einheitliche, dünne Filme der Fettsäure in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken aufgebracht. Die fettsäurebeschichteten Aluniiniumflocken werden dann mit 0,01 bis 1 Gew.-Teil eines Fettsäurealkanolamide und 0,5 bis 4 Gew.-Teilen eines vom Fettsäurealkanolamid verschiedenen, nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels (jeweils pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken) versetzt und mit einer vorbestimmten Wassermenge zu einem einheitlichen Gemisch geknetet. Auf diese Weise erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste< Diese weist gut ausgeglichene Eigenschaften auf, und zwar eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Lagerbeständigkeit und ein ausgezeichnetes Blasenrückhalteverinögen beim Einsatz als Treibmittel für die Herstellung von leichtem Schaumbeton.

Es ist daher das Hauptziel der Erfindung, eine wäßrige Aluminiumpaste zur Verfügung zu stellen, die frei von jeglichen Mangeln der herkömmlichen Aluminiumpasten ist, eine verbesserte Wasserdispergierbarkeit und Gebrauchsdauer aufweist und

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bei Verwendung als Treibmittel bei der Herstellung von leichtem Schaumbeton ein verbessertes Blasenrückhaltevermögen zeigt. Weitere Ziele der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

Gegenstand der Erfindung ist eine wäßrige Aluminiumpaste» die 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken, 0,1 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Fettsäure, 0,01 bis 1 Gew.-Teil mindestens eines Fettsäurealkanolamide, 0,5 bis 4 Gew.-Teile eines vom Fettsäurealkanolamid verschiedenen, nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels sowie eine dafür ausreichende Menge Wasser, um der Zusammensetzung Pastenkonsistenz zu verleihen, beinhaltet, wobei die Gesamtmenge des Fettsäurealkanolamide und des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels mindestens 1 Gew.-Teil ausmacht.

Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, das die Ausdehnungsgeschwindigkeit verschiedener Zementpasten, welche jeweils bestimmte Treibmittel vom Aluminium-Typ enthalten, veranschaulicht ;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung für den Wasserbeständigkeitstest;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Wirkung eines Fettsäurealkanolamide auf die Wasserbeständigkeit veranschaulicht; und

Fig. 4 ein Diagramm, das die Wirkung der Menge eines Fettsäurealkanolamide auf die Schaumeigenschaften wiedergibt .

Beispiele für Aluminiumflocken, die erfindungsgemäß mit guter Wirkung 'eingesetzt werden können, sind die für Anstrichmittel

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verwendeten herkömmlichen Aluminiumflocken und die als Treibmittel für die Erzeugung von leichtem Schaumbeton eingesetzten, herkömmlichen Aluminiumflocken. Anstelle von Aluminiumflocken kann man auch Aluminiumgranulat verwenden. Die Reinheit des Aluminiums ist nicht ausschlaggebend. Man kann Aluminium mit einem Reinheitsgrad von 90 $> und darüber verwenden, obwohl für Anstrichmittel im allgemeinen Aluminium mit einer Reinheit von mindestens 99,5 i» eingesetzt wird. Die erfindungsgemäß verwendeten Aluminiumflocken weisen vorzugsweise eine solche Größe auf, daß der Siebrückstand an einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 μΐΐι höchstens 5 $> beträgt. Grobe Aluminiumflocken werden als Treibmittel für Zementmörtel nicht bevorzugt, da ein solche grobe Flocken enthaltendes Treibmittel dazu neigt, das Ende des Aufschäumens des Zementmörtels hinauszuzögern, und die Qualität der geschäumten Produkte des Zementmörtels beeinträchtigt.

Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Fettsäuren sind gesättigte Fettsäuren mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen und ungesättigte Fettsäuren mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen. Spezielle Beispiele für geeignete Säuren sind Capron-, önanth-, Capryl-, Pelargon-, Undekan-, Laurin-, Tridekan-, Myristin-, Pentadekan-, Palmitin-, Margarin-, Stearin-, Nonadekan-, Arachin-, Behen-, lignocerin-, Zoomarin-, Öl-, Elaidin-, Eruca-, linol-, Linolen-, Ricinol- und Seiacholeinsäure. Diese Säuren können einzeln oder im Gemisch verwendet werden. Normale gesättigte Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen werden bevorzugt. Spezielle Beispiele dafür sind Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Arachin- und Behensäure. Die Fettsäuren werden im Rahmen des Verfahrens zur Herstellung der wäßrigen Aluminiumpaste gewöhnlich in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken als Gleitmittel in der Mahl- oder Knetstufe zugesetzt. Wenn der den Aluminiumflocken einverleibte Fettsäureanteil weniger als 0,1 Gew.-Teil beträgt, läßt sich keine aus-

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reichende Wasserbständigkeit der Aluminiumpaste erzielen. Bei Verwendung von mehr als 10 Gew.-Teilen Fettsäure wird zwar eine Aluminiumpaste mit hervorragender Wasserbeständigkeit erhalten; in diesem Falle ist es jedoch nicht nur extrem schwierig, die Aluminiumflocken zu einer wäßrigen Paste zu verarbeiten, sondern auch, der erhaltenen wäßrigen Paste eine gute Wasserdispergierbarkeit zu verleihen.

Wie erwähnt, werden gemäß der Erfindung oberflächenaktive Mittel verwendet, damit die Aluminiumflocken leicht zu einer wäßrigen Paste verarbeitet werden können und gleichzeitig die erhaltene wäßrige Aluminiumpaste eine gute Wasserdispergierbarkeit aufweist. Erfindungsgemäß werden zwangsläufig jene oberflächenaktiven Mittel eingesetzt, welche den Aluminiumflocken sowie der daraus erzeugten Aluminiumpaste Wasserdispergierbarkeit verleihen, die Wasserbeständigkeit oder Lagerbeständigkeit der wäßrigen Aluminiumpaste jedoch nicht beeinträchtigen. In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß die oberflächenaktiven Mittel gemäß der Erfindung ein Fettsäurealkanolamid in Kombination mit einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel (anders als das Fettsäurealkanolamid) enthalten.

Die Anteile des Fettsäurealkanolamids und des vom Fettsäurealkanolamid verschiedenen, nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels sind kritisch. Man soll das Fettsäurealkanolamid in einem Anteil von 0,01 bis 1 Gew.-Teil (vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-Teil) und das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel in einem Anteil von 0,5 bis 4 Gew.-Teilen (jeweils pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken) einsetzen. Außerdem soll die Gesamtmenge des.Fettsäurealkanolamids und des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels mindestens 1 Gew.-Teil pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken betragen. Wenn die Gesamtmenge des Fettsäurealkanolamids und des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels weniger als 1 G.ew.-Teil ausmacht,

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läßt sich die erhaltene Aluminiumpaste kaum in Wasser dispergieren lind entspricht daher nicht den Anforderungen der Erfindung.

Die Einverleibung der vorgenannten oberflächenaktiven Mittel in die erfindungsgemäße Aluminiumpaste kann so vorgenommen werden» daß man die Mittel einer durch Vermischen der Aluminiumflocken mit einem lösungsmittel (wie Testbenzin; mineral spirit) erzeugten Aufschlämmung vor der Filtrationsstufe im Rahmen des (nachstehend erläuterten) Herstellungsverfahrens der Aluminiumpaste oder in der Knetstufe nach der Filtration zusetzt.

Das Fettsäurealkanolamid wird - wie erwähnt - in einem Anteil von 0,01 bis 1 Gew.-Teil (vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-Teil) pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken eingesetzt. Bei Verwendung von weniger als 0,01 Gew.-Teil des Fettsäurealkanolamide besitzt die erhaltene wäßrige Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel zur Herstellung eines leichten Schaumbetons kein gutes Blasenrückhaltevermögen, so daß kein gutes geschäumtes Erzeugnis erhalten werden kann. Bei Verwendung von mehr als 1 Gew.-Teil des Fettsäurealkanolamide ist zwar das Blasenrückhaltevermögen der erhaltenen Aluminiumpaste relativ gut, jedoch wird durch die Umsetzung des Fettsäurealkanolamide mit dem Aluminium während der Lagerung eine unerwünschte Gasbildung verursacht.

Als Fettsäurealkanolamide können erfindungsgemäß zwei Arten solcher Alkanolamide verwendet werden.

Ein Typ der geeigneten Fettsäurealkanolamide sind Kondensationsprodukte von Alkanolamin, die vermutlich die allgemeine Formel I aufweisen

R₂OH

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■χ-,

in der A ein Wasserstoffatom oder -R₂OH, R₁ einen Alkylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen oder einen Alkenylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen und Rp einen Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten.

Wie aus Formel I ersichtlich ist, schließen die Verbindungen Fettsäuredialkanolamide und Fettsäuremonoalkanolamide ein; diese Alkanolamide können leicht durch Umsetzung eines Dialkanolamins oder Monoalkanolamins mit einem Methyl- oder Äthylester einer Fettsäure hergestellt werden (vgl. z.B. die japanische Auslegeschrift 13622/1961).

Spezielle Beispiele für üblicherweise verwendbare Fettsäuredialkanolamide der Formel I sind Laurinsäurediäthanolamid, Stearinsäurediäthanolamid, Ölsäurediäthanolamid, Leinölfettsäurediäthanolamid, So j aölfett säurediäthanolamid, Kokosölfettsäurediäthanolamid, das Diäthanolamid von dehydratisierter Rizinusölfettsäure, Tallölfettsäurediäthanolamid und Saflorölfettsäurediäthanolamid. Ebenfalls geeignet sind Fettsäuredipropanolamide und Fettsäuredibutanolamide, die unter Verwendung von Dipropanolamin bzw. Dibutanolamin als Dialkanolamin hergestellt werden.

Spezielle Beispiele für geeignete Fettsäuremonoalkanolamide der Formel I sind Laurinsäuremonoäthanolamid, Stearinsäuremonoäthanolamid, Ölsäuremonoäthanolamid, Leinölfettsäuremonoäthanolamid, Sojaölfettsäuremonoäthanolamid, Kokosölfett säuremonoäthanolamid, Laurinsäuremonoisopropanolamid, Stearinsäuremonoisopropanolamid, ölsäuremonoisopropanolamid und Kokosölfettsäuremonoisopropanolamid.

Eine andere Art von erfindungsgemäß verwendbaren Fettsäurealkanolamiden sind die Umsetzungsprodukte von Fettsäuren mit Dialkanolamiden. Diese Reaktionsprodukte besitzen vermutlich die allgemeine Formel II

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R,CON^' ⁴ -NH (II)

in der R, einen Alkylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen oder einen Alkenylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen und R₄ einen Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten.

Solche Umsetzungsprodukte der Formel II können durch Umsetzung von 2 Mol eines Dialkanolamins mit 1 Mol einer Fettsäure bei etwa 150 bis etwa 170⁰C während etwa 8 Std. erhalten werden.

Spezielle Beispiele für geeignete Fettsäurealkanolamide der Formel II sind Laurinsäurediäthanolamid, Stearinsäurediäthanolamid» ölsäurediäthanolamid, leinölfettsäurediäthanolamid, Sojaölfettsäurediäthanolamid und Kokosölfettsäurediäthanolamid. Diese Fettsäurealkanolamide können einzeln oder im Gemisch verwendet werden.

Das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel wird - wie erwähnt - in einem Anteil von 0,5 bis 4 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken eingesetzt. Bei Verwendung von weniger als 0,5 Gew.-Teil des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels wird der erhaltenen Aluminiumpaste keine gute Wasserdispergierbarkeit verliehen. Im Falle von mehr als 4 Gew.-Teilen des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels erhält man eine Aluminiumpaste, die sich nicht als wirksames Treibmittel eignet. Bei Verwendung einer solchen Paste in einem Zementmörtel wird dessen Viskosität herabgesetzt, wodurch das Blasenrückhaltevermögen des Zementmörtels beeinträchtigt wird. Die Folge ist, daß der Zementmörtel dazu neigt, im Verlauf seiner Ausdehnung zusammenbruchartig einzusinken; selbst wenn der geschäumte Zementmörtel nicht

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zusammensinkt bzw. -sackt, treten an ihm Fehler auf, wie sogenannte "Narben" (flaw) oder "Schatten".

Die erfindungsgemäß verwendeten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel können aus einer Vielzahl von vom Pettsäurealkanolamid verschiedenen oberflächenaktiven Mitteln ausgewählt werden, welche üblicherweise zur Erhöhung der Wasserdispergierbarkeit der Komponenten dienen. Man kann beispielsweise Polyoxyalkylenalkyläther, Polyoxyalkylenalkylphenoläther oder Polyalkylenglykolfettsäureäther verwenden. Der Alkylenanteil in diesen Verbindungen kann Äthylen allein oder ein Random-Gemisch von Äthylen und Propylen darstellen. Blockcopolymere von Äthylenoxid und Propylenoxid können ebenfalls verwendet werden. Man kann diese Substanzen einzeln oder im Gemisch einsetzen. Spezielle Beispiele sind Polyoxyäthylenoctyläther, Polyoxyäthylendecyläther, Polyoxyäthylenlauryläther, Polyoxyäthylentridecyläther, Polyoxyäthylencetyläther, Polyoxyäthylenstearyläther, Polyoxyäthylenoleyläther, PoIyoxyäthylenoctylphenyläUier, Polyox.yäthylennonylphenyläther, Polyoxyäthylendodecylpheiiyiatüer, Polyäthylenglykolmonooctanoat, Polyäthylenglykolmonodekanoat, Polyäthylenglykolmonolaurat, Polyäthylenglykolmonomyristat, Polyäthylenglykolmonopalmitat, Polyäthylenglykolmonostearat, Polyäthylenglykolmonooleat, Polyäthylenglykolmonoerucat» Polyäthylenglykoldioctanoat, Polyäthylenglykoldilaurat, Polyäthylenglykoldistearat, Polyäthylenglykoldioleat, Polyoxyalkylenlauryläther (Gewichtsverhältnis PO/ÄO = 20/80, Random-Typ), Polyoxyalkylenlaurylcetyläther und ein Kondensationsprodukt von Polyoxyäthylen uttd Jolypropylenglykol.

Es soll nun das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste erläutert werden.

Die verbreitesten Aluminiumpasten sind solche auf Ölgrundlage, welche im allgemeinen nach der Naßmahlmethode von Hall in einem ölmedium oder organischen Lösungsmittel erzeugt werden (vgl. z.B. die ÜS-PS 2 002 891). Die nach dieser Metho-

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de erhaltenen Aluminiumpasten auf Ölgrundlage sind jedoch im wesentlichen hydrophob und nicht in Wasser dispergierbar. Gemäß der Erfindung wird, nachdem das Aluminium als Rohmaterial in Gegenwart eines Ölmediums in derselben Weise wie beim Hall-Verfahren gemahlen wurde, das Ölmedium zur Herstellung einer in Wasser dispergierbaren, wäßrigen Aluminiumpaste in Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels durch Wasser ersetzt.

Die Rezeptur der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste ist wie folgt:

Aluminiumflocken 100 Gew.-Teile

Fettsäure 0,1 bis 10 Gew.-Teile

Fettsaurealkanolamid 0,01 bis 1,0 Gew.-Teil

nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel 0,5 bis 4»0 Gew.-Teile

Wasser (geringe Menge, um den An

satz pastös zu machen)

organisches Lösungsmittel (geringe Menge, nach Bedarf)

Der Wassergehalt ist nicht ausschlaggebend; Wasser wird jedoch in einem ausreichenden Anteil verwendet, daß der Zusammensetzung eine pastöse Konsistenz verliehen wird. In der Regel kann Wasser in einem Anteil von etwa 18 bis etwa 46 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken eingesetzt werden. Ein Teil des beim Mahlen verwendeten organischen Lösungsmittels verbleibt in der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste.

Im einzelnen werden die als Ausgangsmaterial dienenden Aluminiumstücke oder -folienschnitzel zusammen mit einer geringen Menge einer Fettsäure und einem organischen Lösungsmittel (wie Testbenzin oder Solventnaphtha) in einer Kugelmühle während einer vorbestimmten Dauer in einer Luftoder InertgasatmoSphäre zu Aluminiumflockenschlamm gemahlen.

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Die vorgenannten organischen Lösungsmittel werden beim Mahlen verwendet, da sie chemisch inert sind und nicht mit Aluminium reagieren. Der zu verwendende Lösungsmittelanteil kann abhängig von der gewünschten Korngröße der Aluminiumflocken schwanken; er kann jedoch im allgemeinen gleich wie jener des eingesetzten Aluminiums sein.

Zur Entnahme aus der Kugelmühle wird der Flockenschlamm im allgemeinen mit demselben Typ eines organischen Lösungsmittels verdünnt, wie es beim Mahlen verwendet wird. Es wird eine so verdünnte Aufschlämmung erzeugt, daß der Aluminiumf Io ckengehalt etwa 5 Gew.-$ beträgt. Anschließend wird die Aufschlämmung in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen.

Die Aluminiumflockenaufschlämmung wird dann mit Hilfe eines Siebes mit vorbestimmter lichter Maschenweite (z.B. 149 μΐη) gesiebt. Die das Sieb passierenden Aluminiumflocken werden in einen Behälter übertragen und filtriert. Die Filtration erfolgt im allgemeinen mit Hilfe einer Filterpresse, wobei man mit Preßluft trocknet, bis der Aluminiumflockengehalt etwa 85 bis etwa 95 Gew.-# erreicht

Anschließend gibt man den erhaltenen Filterkuchen, ein Fettsäurealkanolamid, ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel und Wasser in einen Bandmischer, wobei man die Wassermenge so einstellt, daß der Aluminiumflockenanteil der eingesetzten Komponenten 65 bis 75 Gew.-# erreicht. Hierauf werden die Bestandteile zur Herstellung der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste verknetet.

Eine Alternativmethode*zur Entfernung des organischen Lösungsmittels, um es durch Wasser zu ersetzen, besteht darin, daß man die Aluminiumflocken in der Aufschlämmung nach der Siebung mit Wasser und einem oberflächenaktiven Mittel wäscht, um das in der Aufschlämmung enthaltene organische

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Lösungsmittel nach der Emulgierungs-Trennmethode zu entfernen, oder die Aluminiumflocken, welche in dem durch die Filtration erhaltenen Filterkuchen enthalten sind, in entsprechender Weise mit Wasser und einem oberflächenaktiven Mittel wäscht, um das im Filterkuchen enthaltene organische Lösungsmittel nach der Emulgierungs-Trennmethode zu beseitigen.

Die erfindungsgemäße wäßrige Aluminiumpaste kann mit grossem Vorteil als Treibmittel zur Herstellung von leichtem Schaumbeton eingesetzt werden. Der leichte Schaumbeton wird im allgemeinen durch

(1) Gaserzeugung durch chemische Reaktionen,

(2) Einverleibung eines Treibmittels oder

(3) Einbringung von zuvor erzeugten Blasen

hergestellt. Das Schäumverfahren der vorliegenden Erfindung gehört zum Verfahrenstyp (1). Dieses Verfahren ist das verbreitetste Verfahren auf dem Gebiet der Schaumbetonerzeugung, bei der Aluminiumflocken und Löschkalk zusammen mit einem SiOp-Material eingesetzt werden. Das Treibmittel wird erfindungsgemäß in üblicher Weise (z.B. gemäß US-PS 1 087 098) zur Herstellung von leichtem Schaumbeton eingesetzt. Im allgemeinen werden gemäß der Erfindung 20 bis ¹JO Gew.-Teile SiO₂-Pulver (Blaine-Wert: 3000 cm²/g), 60 bis 80 Gew.-Teile Zement (100 i» Siebdurchfall bei 0,5 mm-Sieböffnungen), 0,06 Gew.-Teile Aluminiumflocken und 43 bis 51 Gew.-Teile Wasser 3 Min. lang vermischt. Die erhaltene Mischung wird in eine Form gegossen und etwa 2 Std. stehen gelassen. Anschließend wird der Gießling zur Härtung 10 Std. in einem Autoklaven bei 183⁰C und einem Sättigungsdampfdruck von 10 atm behandelt, wobei als Produkt ein leichter Schaumbeton erhalten wird.

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-χ-

Die erfindungsgemäße wäßrige Aluminiumpaste besitzt eine gute Dispergierbarkeit in Betonmörtel und ein bemerkenswertes Blasenrückhaltevermögen, so daß der unter Verwendung der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste als Treibmittel erhaltene Leichtbeton eine ausgezeichnete Qualität besitzt.

Die erfindungsgemäße wäßrige Aluminiumpaste läßt sich ferner mit Vorteil für Anstrichmittel, Tinten bzw. Farben und Klebstoffe auf Wassergrundlage sowie wasserhaltige Sprengstoffe verwenden.

Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.

Beispiel 1

10 kg kleine Aluminiumstücke, die durch Zerkleinern von Aluminiumfolienschnitzeln bis zu einer mittleren Größe von etwa 5 mm hergestellt wurden,und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin (mineral spirit) und Stearinsäure (Gew.-Verhältnis 95:5) werden in eine Kugelmühle eingefüllt und etwa 8 Std. gemahlen. Das erhaltene Gemisch wird mit 20 kg Testbenzin verdünnt. Die Mischung wird in einen Aufschlämmungsbehälter gegeben. Man versetzt das Gemisch mit 150 kg einer wäßrigen 0,25 gew.-J&igen Polyoxyäthylenlaurylätherlösung und filtriert es dann mit Hilfe einer Filterpresse unter Emulgierung durch Rühren mit DESPA (Handelsbezeichnung eines Schnellösers von Asada Tekko K.K., Japan) bei einer Drehzahl von 1000 Upm.

Der erhaltene Filterkuchen enthält 87 Gew.-# eines durch 3-stündiges Erhitzen auf 105⁰C erhaltenen Rückstandes, 8 Gew.-# Wasser und 5 Gew.-?6 Testbenzin. Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit Kokosölfettsäurediäthanolamid (Fett-

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(Fettsäurealkanolamid der Formel I) in einem Anteil von 0,5 Gew.-# (bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) und Wasser in einem solchen Anteil, daß der Anteil des durch Erhitzen erhaltenen Rückstands auf 65 Gew.-^ verringert wird. Den erhaltenen Ansatz knetet man mit Hilfe eines Bandmischers (Typ R, Tokujo Kosakusho, Japan) etwa 30 Min. bei 40⁰C. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowie ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen aufweist.

Um die Schaumeigenschaften der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für Zement zu bestimmen, führt man folgenden Test durch.

Man vermischt 0,43 g der Aluminiumpaste rasch mit 480 g eines gewöhnlichen Portlandzements (JIS R 5210) (Handelsprodukt von Nihon Cement Co., Ltd., Japan) und 268 g Wasser zu einem Gemisch (nachstehend wird ein solches Gemisch aus einem Treibmittel vom Aluminium-Typ, einem gewöhnlichen Portlandzement und Wasser als "Zementpaste" bezeichnet). Das Gemisch oder die Zementpaste wird dann in einen 1-Ltr.-Meßzylinder gegeben. Die im Zylinder befindliche Zementpaste wird in einem konstant bei 40⁰C gehaltenen Bad expandiert. Man bestimmt die Schaumeigenschaften der Zementpaste, insbesondere den Entgasungsgrad und die Ausdehnungsgeschwindigkeit. Zum Vergleich wird derselbe Test mit der Ausnahme durchgeführt, daß man anstelle der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste Aluminiumflocken allein verwendet. Die Ergebnisse sind aus Fig. 1 ersichtlich. Man erkennt, daß die in diesem Beispiel erhaltene wäßrige Aluminiumpaste ebenso hervorragende Schaumeigenschaften wie das herkömmliche Treibmittel oder Aluminiumflocken allein ergibt und die heftige Entgasung so weit vermindert wird, daß sich ein gutes Blasenrückhaltevermögen ergibt. Ferner erkennt man, daß die in diesem Beispiel erzeugte Aluminiumpaste selbst nach ein-

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jähriger Lagerung nicht geschädigt wird und ihre gute Wasserdispergierbarkeit und guten Schaumeigenschaften bewahrt. Die Paste besitzt somit eine hervorragende Langzeit-Lagerbeständigkeit.

Zum weiteren Vergleich stellt man eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor her, außer daß man auf den Einsatz des Kokosölfettsäurediäthanolamids verzichtet. Man führt denselben Test durch» dessen Resultate ebenfalls aus Pig. 1 ersichtlich sind. Die ohne einverleibtes Kokosölfettsäurediäthanolamid erzeugte Paste besitzt eine gute Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit. Wenn eine Zementpaste mit einer solchen Zusammensetzung jedoch expandiert bzw. geschäumt wird, tritt eine so heftige Entgasung ein, daß die Zementpaste im Verlauf des Aufschäumens zusammenbruchartig einsinkt.

Andererseits, führt man die nachstehenden Vergleichs-Schäumtests durch, um zu zeigen, daß das Ergebnis des Schäumtests an der Zementpaste für die Abschätzung der Schaumeigenschaften eines Zementmörtels praktisch anwendbar ist. Es werden zwei Zementmörtelrezepturen angewendet. Die Ansätze werden dadurch hergestellt, daß man 40 Gew.-Teile SiOg-Pulver [Blaine-Wert (ASTM Bulletin 108,17 (1941) und 123.51 (1943)): 3000 cm²/g], 60 Gew.-Teile Zement (100 # Siebdurchfall bei 0,5 mm-Sieböffnungen), 50 Gew.-Teile Wasser und ein Treibmittel (0,06 Gew.-Teil, ausgedrückt als Aluminiumanteil) unterschiedlichen Typs vermischt. Ein Treibmitteltyp besteht aus Aluminiumflocken allein, während der andere Typ eine wäßrige Aluminiumpaste (gemäß der Erfindung mit der Ausnahme, daß das Fettsäurealkanolamid weggelassen wird) darstellt. Der erhaltene Zementmörtel wird 3 Min. gerührt und anschließend geformt. Die Ergebnisse sind ebenfalls aus Pig. 1 ersichtlich. Aus ihnen geht hervor, daß die Zementpaste und der Zementmörtel sehr ähnliche Schaumeigenschaften aufweisen. Wenn keine Verringerung der Ausdehnungsgeschwin-

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digkeit bei der Zementpaste während 30 Min. festgestellt wird (wenn die Aluminiumflocken als Treibmittel verwendet werden)» wird auch im Falle des Zementmörtels keine Verringerung der Ausdehnungsgeschwindigkeit festgestellt. Dagegen wird im Falle einer Abnahme der Ausdehnungsgeschwindigkeit bei der Zementpaste (wenn die wäßrige Aluminiumpaste ohne das Fettsäurealkanolamid verwendet wird) auch beim Zementmörtel eine Herabsetzung der Ausdehnungsgeschwindigkeit oder ein Einsinken hervorgerufen. Die Schaumeigenschaften der Zementpaste sind somit typisch für jene des Zementmörtels; verschiedene Tests in den nachfolgenden Beispielen wurden unter Verwendung einer Zementpaste durchgeführt.

Beispiel 2

10 kg kleine Aluminiumstückei welche durch Schmelzen und Zerstäuben eines Aluminiumblocks bis zu einer mittleren Größe von weniger als 400 μπι hergestellt wurden,und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin und Stearinsäure (Gew.-Verhältnis 94:6) werden in eine Kugelmühle gegeben und etwa 6 Std. darin gemahlen. Die gemahlte Mischung wird mit 20 kg Testbenzin verdünnt» in einen Aufschlammungsbehälter übertragen und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert. Man erhält einen Filterkuchen mit einem Aluminiumgehalt von 85 Gew.-#. 57»5 kg einer 0,25 gew.-^igen Polyoxyäthylenoleylätherlösung werden zu 11,5 kg des Filterkuchens gegeben. Das erhaltene Gemisch wird durch Rühren mit DESPA (Hochgeschwindigkeitslöser von Asada Tekko K.K., Japan) bei einer Drehzahl von 1000 Üpm emulgiert. Die Emulsion wird dann mit Hilfe der Filterpresse filtriert. Der dabei erhaltene Filterkuchen enthält 88 Gew.-^ eines bei 3-stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands, 10 Gew.-Wasser und 2 Gew.-f Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,3 Gew.-# (bezogen

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-ή.

auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) Laurinsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel II) sowie einer ausreichenden Menge Wasser, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-# vermindert wird. Der dabei erhaltene Ansatz wird mit Hilfe eines Bandmischers (Typ R, Tokuju Kosakusho, Japan) etwa 30 Min. bei 45⁰C verknetet. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkelt und Wasserbeständigkeit und ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen aufweist.

Um das Schaumverhalten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für Zement zu bestimmen, führt man denselben Test wie in Beispiel 1 durch. Die Paste zeigt gute Schaumeigenschaften; selbst nach über einjähriger Lagerung ist keinerlei Änderung der Eigenschaften der Aluminiumpaste festzustellen.

Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor hergestellt, außer daß man auf den Einsatz des Laurinsaurediäthanolamids verzichtet. Die Paste wird demselben Schaumtest wie zuvor unterworfen. Die ohne Laurinsäurediäthanolamidzusatz erzeugte Paste weist eine gute Wasserdispergierbarkelt und Wasserbeständigkeit auf. Beim Aufschäumen einer diese Paste enthaltenden Zementpaste erfolgt jedoch eine derart heftige Entgasung, daß die Zementpaste während des Aufschäumens bzw. der Ausdehnung zusammenstürzt.

Beispiel 3

10 kg kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmelzen und Zerstäuben eines Aluminiumblocks bis zu einer mittleren Größe von weniger als 400 μπι erzeugt wurden, und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin und Stearinsäure (Gew.-Verhältnis 96:4) werden in eine Kugelmühle gegeben und etwa 6 Std. darin gemahlen. Die

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gemahlene Mischung wird mit 20 kg Testbenzin verdünnt, in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert. Der Filterkuchen enthält 93 Gew.-$ eines bei 3-stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands und 7 Gew.-% Testbeiizi/i·

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,1 Gew.-^ Ölsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel I) und 3 Gew.-# Polyoxyäthylennonylphenolather (jeweils bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiumoxids) sowie einer ausreichenden Menge Wasser» daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-^ verringert wird. Der dabei erhaltene Ansatz wird mit Hilfe eines Bandmischers (Typ R von Tokuju Kosakusho, Japan) etwa 30 Min. bei 45⁰C verknetet. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste» die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowie ein ausgezeichnetes Blasenrückhalt evermögen aufweist.

Das Schaumverhalten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für Zement wird dann gemäß Beispiel 1 getestet. Es zeigt sich, daß die Paste gute Schaumeigenschaften besitzt und ihre Qualität selbst nach mehr als einjähriger Lagerung beibehält.

Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor hergestellt, wobei man jedoch auf den Einsatz des Ölsäurediäthanolamids verzichtet. Anschließend wird der vorgenannte Schaumtest durchgeführt. Die ohne Ölsäurediäthanolamidzusatz erzeugte Paste weist eine gute Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit auf. Wenn man jedoch eine dieses Material enthaltende Zementpaste zum Aufschäumen bringt» erfolgt eine derart heftige Entgasung» daß die Zementpaste während der Ausdehnung zusammenstürzt.

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-K-

Beispiel 4

Man stellt Aluminiumflocken her, indem man das zurückbleibende Lösungsmittel von dem in Beispiel 3 erhaltenen Filterkuchen in einer einen Boden aufweisenden Trockenkolonne im Vakuum abdestilliert. Die Flocken enthalten 93 Gew.-% eines bei 3-stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands.

10 kg der Aluminiumflocken werden mit 0,1 Gew.-^ Ölsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel II) und 2 Gew.-# Polyoxyäthylennonylphenoläther (jeweils bezogen auf das im Filterkuchen enthaltene Aluminium) sowie einer ausreichenden Menge Wasser versetzt, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-% vermindert wird. Der Ansatz wird dann mit Hilfe eines Bandmischers (Typ R von Tokuju Kosakusho, Japan) etwa 30 Min. bei 45⁰C verknetet. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste» die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit und ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermogen aufweist.

Das Schaumverhalten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für eine Zementpaste wird gemäß Beispiel 1 getestet. Es zeigt sich, daß die Paste gute Schaumeigenschaften aufweist und selbst nach mehr als einjähriger Lagerung keine Qualitätseinbüße erleidet.

Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor hergestellt, außer daß man auf den Einsatz des ölsäurediäthanolamids verzichtet. Anschließend wird der vorgenannte Test vorgenommen. Die ohne ölsäurediäthanolamidzusatz erhaltene Paste »besitzt eine gute Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit. Beim Aufschäumen einer dieses Material enthaltenden Zementpaste erfolgt jedoch eine derart heftige Entgasung, daß die Zementpaste im Verlauf ihrer Ausdehnung zusammenstürzt.

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Beispiel 5

10 kg kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmelzen und Zerstäuben eines Aluminiumblocks bis zu einer mittleren Größe von etwa 400 μΐη erzeugt wurden, und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin und Stearinsäure (Gewichtsverhältnis 96:4) werden in eine Kugelmühle gegeben und darin etwa 6 Std. gemahlen. Die gemahlene Mischung wird mit 20 kg Testbenzin verdünnt, in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert. Der Filterkuchen enthält 93 Gew.-# eines bei 3-stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands und 7 Gew.-# Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,05 Gew.-% öleäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel I) und 3 Gew.-io Polyoxyäthylennonylphenoläther (jeweils bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) sowie einer ausreichenden Wassermenge, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-$ vermindert wird. Der erhaltene Ansatz wird mit Hilfe eines Bandmischers (Typ R von Tokuju Kosakusho, Japan) etwa 30 Min. bei 45⁰C verknetet. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, welche eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowie ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen aufweist.

Das Schaumverhalten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für Zement wird sodann gemäß Beispiel 1 getestet. Die Paste besitzt gute Schaumeigenschaften; selbst nach mehr als einjähriger lagerung erfolgt keinerlei Änderung der Eigenschaften der Aluminiumpaste.

Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor hergestellt, außer daß man das ölsäurediäthanolamid in einem Anteil von 1,5 Gew.-?6 (anstatt 0,05 Gew.-#)» bezogen auf das Aluminium, einsetzt. Der in der vorge-

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nannten Weise durchgeführte Test zeigt, daß die erhaltene
Paste eine schlechte Wasserbeständigkeit besitzt. Bei einmonatiger Raumtemperaturlagerung erfolgt beispielsweise eine Gasentwicklung, und die Paste erweist sich als für den praktischen Einsatz unbrauchbar. Wenn eine dieses Material enthaltende Zementpaste zum Aufschäumen gebracht wird, erfolgt
außerdem eine derart heftige Entgasung, daß das Aussehen
des geschäumten Produkts stark beeinträchtigt wird.

Beispiel 6

10 kg kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmelzen und
Zerstäuben eines Aluminiumblocks bis zu einer mittleren
Größe von etwa 400 μΐη erzeugt wurden, und 10 kg eines Gemisches von Solventnaphtha (Lösungsbenzol) und Ölsäure
(Gew.-Verhältnis 98:2) werden in eine Kugelmühle gegeben und etwa 6 Std. darin gemahlen. Die gemahlene Mischung wird mit
20 kg Solventnaphtha verdünnt, in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert.
Der Filterkuchen enthält 91 Gew.-^ eines bei 3-stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands sowie 9 Gew.-# Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,1 Gew.-# ölsäuremonoisopropanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel I),
0,1 Gew.-$ laurinsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid
der Formel II) und 2,5 Gew.-% Polyoxyäthylenmonolaurat (jeweils bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) sowie Wasser in einer ausreichenden Menge, daß
df Aoteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf
6L> ι':·--. .·■ vermindert wird. Der erhaltene Ansatz wird mit
Hilfe eines Bandmischers (Typ R von Tokuju Kosakusho, Japan) etwa 30 Min. bei 30⁰C verknetet. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowie ein aus-

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2726Ü36

gezeichnetes Blasenrückhaltevermögen aufweist.

Das Schaumverhalten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für Zement wird dann gemäß Beispiel 1 getestet. Die Paste besitzt gute Schaumeigenschaften» und selbst nach mehr als einjähriger Lagerung bleiben die Eigenschaften der Paste völlig unverändert.

Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor hergestellt, außer daß man keine Fettsäurealkanolamide verwendet. Anschließend wird die Paste dem vorgenannten Test unterworfen. Die ohne Fettsäurealkanolamidzusatz erzeugte Paste besitzt eine gute Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit. Wenn man jedoch eine diese Paste enthaltene Zementpaste zum Aufschäumen bringt» erfolgt eine derart heftige Entgasung, daß die Zementpaste im Verlauf ihrer Ausdehnung zusammenstürzt.

Beispiel 7

10 kg gemäß Beispiel 2 hergestellte, kleine Aluminiumstücke und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin und Stearinsäure (Gew.-Verhältnis 97:3) werden in eine Kugelmühle gegeben und etwa 6 Std. darin gemahlen. Man verdünnt die gemahlene Mischung mit 20 kg Testbenzin. Das verdünnte Gemisch wird in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert. Der Filterkuchen enthält 93 Gew.-# eines bei 3-stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands und 7 Gew.-# Testbenzin.

Um die Wirkungen des Fettsäurealkanolamide und des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels zu bestimmen» versetzt man 10 kg des Filterkuchens mit den aus Tabelle I ersichtlichen, unterschiedlichen Anteilen von Laurinsäurediäthanol- amid (Pettsäurealkanolamid der Formel I) und Polyoxyäthylen-

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' JL"V

oleyläther sowie mit einer ausreichenden Menge Wasser, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-# vermindert wird. Der erhaltene Ansatz wird gemäß Beispiel 1 zur gewünschten wäßrigen Aluminiumpaste verknetet.

Die Dispergierbarkeiten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpasten in Wasser werden visuell bestimmt; Tabelle I zeigt die Ergebnisse. Ferner läßt man die wäßrigen Dispersionen der Pasten einen Tag in Absetzgefäßen stehen und bestimmt die Dispersionsstabilitäten (im Hinblick auf eine verminderte Aggregation) visuell; die Resultate sind ebenfalls in Tabelle I angeführt. Andererseits gibt man jeweils 13 g (ausgedrückt als Aluminium) der Aluminiumpasten in einen 200 ml-Erlenmeyer-Kolben und fügt 100 ml durch Ionenaustausch behandeltes Wasser hinzu. Der Kolben wird zur Dispergierung der Pastenprobe in Wasser kräftig geschüttelt. Die Aluminiumpastenproben enthalten jeweils insgesamt 3 Gew.-Teile Laurinsäuredläthanolamid und Polyoxyäthylenoleyläther pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken. Dann werden Meßpipetten mit Gummidichtungen in die Erlenmeyer-Kolben eingeführt, die in eine konstante Temperatur von 50⁰C aufweisenden Bädern gehalten werden. Man bestimmt die im Verlauf der Zeit erfolgende Gasbildung. Als Blindprobe verwendet man eine wäßrige Dispersion der Paste mit Aluminiumflocken, wobei man die Fettsäure und das Fettsäurealkanolamid wegläßt. Die Ergebnisse sind aus Tabelle I und Fig. 3 ersichtlich. Fig. 3 zeigt die bei Verwendung der Pasten jeweils erzeugten Gasmengen relativ zu der bei der Blindprobe gebildeten Gasmenge. Die Schaumeigenschaften der Zementpasten werden gemäß Beispiel 1 getestet; die Resultate sind aus Tabelle I und Fig. 4 ersichtlich. *

Was die Wasserdispergierbarkeit betrifft, zeigt Tabelle I, daß im Falle einer nur ein Fettsäurealkanolamid enthaltenden Paste mindestens 1,5 Gew.-Teile Fettsäurealkanolamid pro

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"Χ;

100 Gew.-Teile der In der Paste enthaltenen Aluminiuinf locken verwendet werden sollen. Andererseits geht aus Tabelle I und Pig.3 hervor, daß die Wasserbeständigkeit stark vermindert wird, wenn der Fettsäurealkanolamidanteil 1,5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der in der Paste enthaltenen Aluminiumflocken übersteigt (unabhängig davon, ob das Alkanolamid allein oder in Kombination mit einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel eingesetzt wird). Bezüglich der Schaumeigenschaften der Zementpasten geht aus Tabelle I und Fig. 4 hervor, daß der Anteil des Fettsäurealkanolamids ausschlaggebend ist. Es zeigt sich, daß die wäßrigen Aluminiumpasten, welche bestimmte Anteile eines Fettsäurealkanolamids und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels in Kombination enthalten, sehr gut ausgewogene Eigenschaften der V/asserdispergierbarkeit und Vasserbeständigkeit sowie ein hervorragendes Schaumverhalten aufweisen.

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TABELLE I

Wirkungen des Fett säur ealkanolainids und des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels

Vergleichsbeispiel

Il Il Il

erfindungsgemäßes Beisniel

Vergleichsbeispiel

Zugesetzte Menge, G-ew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des vorhandenen Aluminiums

Dispergierbarkeit
in Wasser*

Laurinsäure- diäthanolamid	Polyoxy- äthylen- oleyläther	leichte Disper gierbar keit	Disper- sions- stabili- tät
0,25	0	—	——
1,00	0	-	—
1,50	0	++	++
3,00	0	++	++
2,00	1,00	++	++
1,50	1,50	⁺⁺	++
1,00	2,00	₊₊	₊₊
0,25	2,77	++	++
0	3,00	₊₊	₊₊

Wasserbeständig
keit**

(50⁰C x
Std.)

Schaumeigen
schaften der Zein en tpaste***

BEMERKUNGEN:

* Die Wasserdispergierbarkeit wird in zweifacher Hinsicht bestimmt» und zwar durch visuelle Untersuchung der Leichtigkeit der Dispergierung der Aluminiumpaste in Wasser (Stichwort "leichte Dispergierbarkeit") und durch visuelle Untersuchung des geringeren Auftretens einer Aggregation, nachdem die Aluminiumpaste einen Tag in einem Absetzgefäß stehengelassen wurde (Stichwort "Dispersionsstabilität") ;

** Die Wasserbeständigkeit der Aluminiumpaste wird anhand der Gasmenge bestimmt, welche gebildet wird, wenn die Paste in der aus Fig. 2 ersichtlichen Vorrichtung 20 Std. bei 50⁰C in Wasser gehalten wurde;

*** Die Schaumeigenschaften werden nach dem Aufschäumen mit Hilfe desselben Tests wie in Beispiel 1 bestimmt.

Die in Tabelle I angeführten Bewertungssymbole haben folgende Bedeutungen:

Leichte Dispergierbarkeit: ++ gut dispergiert

geringfügig dispergiert nicht dispergiert

Dispersionsstabilität: ++ gut

Aggregation

Wasserbeständigkeit: ++ gut

schlecht

Schaumeigenschaften: ++ gut

+ relativ gut Zusammensinken

der Schaumtest kann aufgrund

der schlechten Wasserdispergierbarkeit nicht durchgeführt werden.

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Beispiel 8

Man wiederholt die Arbeitsweise von Beispiel 3> außer daß man die Fettsäuren, Fettsäurealkanolamide und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel variiert. Dann testet man gemäß Beispiel 7 die Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpasten sowie die Schaumeigenschaften von diese Pasten enthaltenden Zementpasten. Tabelle II zeigt die Ergebnisse.

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TABELLE II

Fettsäure

Pettsaurealkanol- nicht-ionisches Wasserdispergier- V/asser- Schaumamid oberflächenakti- barkeit bestän- eigen-

ves Mittel -, ... _,._,._ ^, digkeit schaf

Laurinsäurediäthanolamid

leichte Disper- , ~_n , , Disper- sionssta- (50⁰Cx ten der eier- bilität 20 Std.) Zementpaste

gier- bilität
barkeit

erfindungs gemäß	Laurinsäure	Ö'lsäurediäthanol- amid	Polyoxyäthylen- lauryläther	It
Il	Behensäure	η	It	Il
^ η O CD	Stearin säure	Laurinsäuremono- äthanolamid	Polyoxyäthylen- oleyläther	Il
OO „ cn	ti	ölsäuremono- äthanolamid	ti	•t
**"» Il O	ti	Stearinsäuredi- äthanolamid	ti	Il
**» It (O		Sojaölfettsäure- diäthanolainid	ti

Polyoxyäthylenoctyläther

Polyoxyäthylendodecylphenyl- äther

Polyäthylenglykolmonoleat

Polyoxyalkylenlauryläther

(Gew.-Verhältni s)

PO/ÄO = 20:80, Random-Typ)

gut

CD CO CD

TABELLE II (Portsetzung):

Fettsäure Fettsaurealkanol- nicht-ionisches Wasserdispergier- Wasser- Schaumamid oberflächen- barkeit bestän- eigenaktives Mittel -——— — digkeit schaf-

leichte Disper- ₍ _{0 ten der}

Disper- eions-

barkeit tat

Zement-Paste

-j Vergleichs-

σ beispiel

⁰⁰ Vergleichs-

_^ beispiel

Stearin säure

keines

Laurinsäuredi äthanolamid

Polyoxyäthylenoleyläther

keines

gut

nicht

disper

giert

gut

sackt zusammen

ro

κ;

co

CD

CO CD

3H

Beispiel 9

Man wiederholt die Arbeitsweise von Beispiel 7, außer daß man die Anteile des Fettsäurealkanolamide und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels variiert. Dann testet man gemäß Beispiel 7 die Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpasten sowie die Schaumeigenschaften von diese Pasten enthaltenden Zementpaaten. Tabelle III zeigt die Ergebnisse.

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OO

cn _iO

	TABELLE III	Polyoxyäthy- lenoleyläther	Wasserdispergier- barkeit	Disper- sions- stabili- tät
	Zugesetzte Menge, Gew.-Teile pro 100 Gewichtsteile des vorhan denen Aluminiums	3,00	leichte Disper- gierbar- keit	₊₊
	Laurinsäure- diäthanolamid	3.00	++	⁺⁺
Vergleichsbeispiel	1,05	3,00	⁺⁺	++
erfindungsgemäßes Beispiel	0,50	3,00	++	++
Il	0,05	4,00	++	₊₊
Vergleichsbeispiel	0	4,50	₊₊	++
erfindungsgemäß e s Beispiel	0,50	0,50	++	+
Vergleichsbeispiel	0,50	0,25	+
erfindungsgemäßes Beispiel	1,00	0,70	-
Vergleichsbeispiel	1,00		_
It	0,10

Wasser- Schaumbestän- eigendigkeit schäften (50⁰C χ der Ze-20 Std.) mentpaste

TsJ

CD cn

Die in Tabelle III angeführten Bewertungssymbole haben folgende Bedeutungen:

Leichte Dispergierbarkeit; gut dispergiert relativ gut dispergiert geringfügig dispergiert

DisperBionsstabilität:

gut

relativ gut Aggregation

Wasserbeständigkeit gut

ein wenig schlecht

Schaumeigenschaften:

gut
relativ gut geringfügiges Zusammensinken

Zusammensinken

der Schaumtest kann aufgrund der schlechten Wasserdispergierbarkeit nicht durchgeführt werden.

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Le e rs e i t e

Claims

PATENTANSPRÜCHE

/1«; Wäßrige Aluminiumpaste, enthaltend 100 Gew.-Teile AIu-/ miniumflocken, 0,1 bis 10 Gew.-Teile mindestens einer Fettsäure, 0,01 bis 1 Gew.-Teil mindestens eines Fettsäurealkanolamide, 0,5 bis 4 Gew.-Teile eines vom Fettsäur ealkanol amid verschiedenen nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels sowie eine ausreichende Menge Wasser, um die Zusammensetzung pastenförmig zu machen, wobei der Gesamtanteil des Fettsäurealkanolamids und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels mindestens 1 Gew.-Teil beträgt.
2. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäure mindestens eine gesättigte Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen und/oder mindestens eine ungesättigte Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist.
3. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäure eine normale gesättigte Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist.
4. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumflocken eine solche Größe besitzen, daß der Siebrückstand auf einem Sieb mit 149 μΐη-Sieböffnungen 5 ?o oder weniger beträgt.
5. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Fettsäurealkanolamids 0,1 bis 0,5 Gew.-Teile beträgt.

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-A-
6. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet! daß das Fettsäurealkanolamid ein Eettsäuredialkanolamid ist.
7. Aluminiumpaste nach Anspruch 6» dadurch gekennzeichnet» daß das Fettsäuredialkanolamid ein Fettsäurediäthanolamid ist.
8. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel ein Polyoxyäthylenalkyläther, Polyoxyäthylenalkylphenoläther» Polyäthylenglykolfettsäureester, Äthylenoxid/ Propylenoxid-Blockcopolymeres oder ein Gemisch davon ist.
9. Treibmittel zur Herstellung eines leichten Schaumbetons enthaltend eine wäßrige Aluminiumpaste nach Anspruch 1 bis 8.

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