DE2726036B2

DE2726036B2 - Wäßrige Aluminiumpaste und ihre Verwendung zur Herstellung von leichtem Schaumbeton

Info

Publication number: DE2726036B2
Application number: DE2726036A
Authority: DE
Inventors: Tsunesuke Tama Tokio Doi; Shizuo Fuji Shizuoka Ishijima
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1976-06-08
Filing date: 1977-06-08
Publication date: 1979-10-31
Also published as: ATA408777A; GB1576634A; JPS52149282A; FR2354300A1; SE426692B; SE7706597L; JPS5734229B2; FR2354300B1; US4138270A; AT371090B; DE2726036C3; CA1065903A; DE2726036A1

Description

R₁CON

, OH

R₁CON

R₂OH

NH

R, OH

, OH

R₂OH

ίο

15

20

in welchen Formeln A ein Wasserstoffatom oder -R₂OH, Ri ein Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen und R₂ ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen sind.

0,5 bis 4 Gew.-Teilen eines vom Fettsäurealkanol- jo amin verschiedenen, zur Erhöhung der Wasserdispergierba^rk2it von Komponenten üblichen nichtionischen oberflächenaktiven Mittels, sowie einer ausi eichenden Menge Wasser, um die Zusammensetzung pastenförmig zu machen, wobei der Gesamtanteil des h^ttsäurealkanolamids und des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels mindestens 1 Gew.-Teil, bezogen auf die Aluminiumflocken, beträgt.

2. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesättigte Fettsäure eine normale Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist.

3. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumflocken eine solche Größe besitzen, daß der Siebrückstand auf einem Sieb mit 149 μπι Sieböffnungen 5% oder weniger beträgt.

4. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Fettsäurealkanolamids 0,1 bis 0,5 Gew.-Teile beträgt.

5. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fettsäurealkanoiamid ein Fettsäuredialkanolamid, vorzugsweise ein Fettsäurediäthanolamid, ist.

6. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel ein

Polyoxyäthylenalkyläther,

Polyoxyäthylenalkylphenoläther,

Polyäthylenglykolfettsäureester, Äthylenoxyd/Propylenoxid-Blockcopolymeres oder ein Gemisch davon ist.

7. Verwendung einer wäßrigen Aluminiumpaste nach Anspruch 1 bis 6 als Treibmittel zur Herstellung von leichtem Schaumbeton.

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 wäßriger Grundlage, sondern auch mit großen Vorteilen zur Herstellung von leichtem Schaumbeton als Schsumerzeugungs- 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 saure» 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 von Siegfried Reinsdorf, »Leichtbeton«, 1962.7 und in der US-PS 10 87 098 beschrieben. Wenn eine Aluminiumpaste andererseits für diese Zwecke verwendet wird, muß sie nicht nur eine gute Dispergierbarkcit 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. Eire 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 besiizt eine schlechte Wasserdispergierbarkeit und wirft Umweltverschmutzungsprobleme auf, welche die Gesundheit der in den Herstelluc.g^cbetrieben 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 Mangeln 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 Herstellung von Schaumbeton eingesetzt.

Die Erfinder haben nun Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, eine wäßrige Aluminiumpaste zu entwikkeln, die frei von allen den herkömmlichen Aluminiumpasten anhaftenden Mängeln 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 Alumimumflocken dadurch wirksam erhöht werden kann, daß man auf die Alummiumflocken eine dünne Filmschicht eines speziellen Materials aufbringt, dessen bestimmte Dicke in Abhängigkeit von der verwendeten Menge des Materials ermittelt wird. Auf diese Weise 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 der im Patentanspruch 1 genannten Art (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 der im Patentanspruch 1 genannten Art 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 starken Ausmaß und lokal an schwachen Stellen entweicht und 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 des Fettsäurealkanolamids 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 Aluminiumflocken werden dann mit 0,01 bis 1 Gew.-Teir eineis Fettsäurealkanolamids und 0,5 bis 4 Gew.-Teilen eines vom Fettsäurealkanolamids 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 Blasenrückhaltevermögen beim Einsatz als Treibmittel für die Herstellung von leichtem Schaumbeton.

Es ist daher das Hauptziel der Erfindung, eine wäßrige Aluminiumpaiite zur Verfügung zu stellen, dir frei von jeglichen Mängeln der herkömmlichen Aluminiumpasten ist, eine verbesserte Wasserdispergierbarkeit und Gebrauchsdauer aufweist und bei Verwendung als Treibmittel bei der Herstellung von leichtem Schaumbeton ein verbessertes Blasenrückheltevermögen zeigt Weitere Ziele der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

Gegenstand der Erfindung ist eine wäßrige Aluminiumpaste, bestehend aus
100 Gew.-Teilen Aluminiumflocken,
0,1 bis 10 Gew.-Teilen mindestens einer gesättigten

ίο und/oder ungesättigten Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen,

0,01 bis 1 Gew.-Teil mindestens eines Fettsäure-mono- oder -dialkanolamids der allgemeinen Formeln

R₁CON

oder

R₂OH

R₁CON

NH

R₂OH

in welchen Formeln A ein Wasserstoffatom oder -R₂OH, Ri ein Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen und R₂ ein Alkylenrest mit 2 bis 4

jo Kohlenstoffatomen sind,

0,5 bis 4 Gew.-Teilen eines vom Fettsäurealkanolamid verschiedenen, zur Erhöhung der Wasserdispergierbarkeit von Komponenten üblichen nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels, sowie

j5 einer ausreichenden Menge Wasser, um die Zusammensetzung pastenförmig zu machen,
wobei der Gesamtanteil des Fettsäurealkanolamids und des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels mindestens 1 Gew.-Teil, bezogen auf die Aluminiurr flocken, beträgt.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zc ichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Diagramm, das die Ausdehnungsgeschwindigkeit verschiedener Zementpasten, welche jeweils

4-, bestimmte Treibmittel vom Aluminium-Typ enthalten, veranschaulicht;

F i g. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung für den Wasserbeständigkeitstest;
F i g. 3 ein Diagramm, das die Wirkung eines

-,o Fettsäurealkanolamids auf die Wasserbeständigkeit veranschaulicht; und

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

Beispiele für Aluminiumflocken, die erfindungsgemäß mit guter Wirkung eingesetzt werden köi.nen, sind die für Anstrichmittel verwendeten herkömmlichen Aluminiumflocken unri die als Treibmittel für die Erzeugung von leichtem Schaumbeton eingesetzten, herkömmlichen Aluminium!,ocken. Anstelle von Aluminiumnokken 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% eingesetzt wird. Die erfindungsgemäß verwendeten Aluminiumflocken weisen vorzugsweise eine solche Größe auf, daß der Siebrückstand an einem

Sieb mit einer lichten Maschenweile von 149 μπι höchstens 5% beträgt. Grobe Aluminiumflocken werden als Treibmittel für Zementmörtel nicht bevorzugt, da ein solches grobe Flocken enthaltendes Treibmittel dazu neigt, das Ende des Aufschäumens des Zementmörtels hinauszuzögern, und die Qualität der geschäumten Produkte des Zementmörtels beeinträchtigt.

Spezielle Beispiele für geeignete Fettsäuren mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen 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 Selacholeinsäure. 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.

Dip FpiKanrpn P.hme ds _

Herstellung der wäßrigen Aluminiumpaste 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 ausreichende Wasserbeständigkeit 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 Aluminiumflokken 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 gemäß der Erfindung ein Fettsäurealkanolamid in Kombination mit einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel (anders als das Fettsäurealkanolamid) enthalten ist.

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 03 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 ι Gew.-Teii pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken betragen. Wenn die Gesamtmenge des Fettsäurealkanolamids und des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels weniger als 1 Gew.-Teil ausmacht, läßt sich die erhaltene Aluminiumpaste kaum in Wasser dispergieren und entspricht daher nicht den Anforderungen der ErTmuung.

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 vorder 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

ίο bis 0,5 Gew.-Teil) pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken eingesetzt. Bei Verwendung von weniger als 0,01 0.01 Gew.-Teil des Fettsäurealkanolamids besitzt die erhaltene wäßrige Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel zur Herstellung eines !eichten Schaumbe-

i'i tons kein gutes Blasenrückhaltevermögen, so daß kein gutes geschäumtes Erzeugnis erhalten werden kann. Bei Verwendung von mehr als 1 Gew.-Teil des Fettsäurealkanolamids ist zwar das Blasenrückhaltevermögen der

2" durch die Umsetzung des Fettsäurealkanolamids mit dem Aluminium während der Lagerung eine unerwünschte Gasbildung verursacht.

Als Fettsäurealkanolamide können erfindungsgemäß die im Anspruch 1 genannten zwei Arten solcher :~> Alkanolamide verwendet werden.

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

R₁CON

R₂OH

in der A ein Wasserstoffatom oder — R2OH, Ri ein Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen und R2 ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen sind.

Wie aus Formel 1 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 13 622/1961).

Spezielle Beispiele für üblicherweise verwendbare Fettsäuredialkanolamide der Formel I sind

Laurinsäurediäthanolamid,

Stearinsäurediäthanolamid,

Ölsäurediäthanolamid,

Leinölfettsäurediäthanolamid,

Sojaölfettsäurediäthanolamid,

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,

Slearinsäureirionoäthäriolamid,

Ölsäuremonoäthanolamid,

Leinölfettsäuremonoäthanolamid,

Sojaölfettsäuremonoäthanolamid,

Kokosölfettsäuremonoäthanolamid,

Laurinsäuremonoisopropanolamid,

Stearinsäuremonoisopropanolamid,

ölsäuremonoisopropanolamid und

Kokosölfettsäuremonoisopropanolamid.
Eine andere Art von erfindungsgemäß verwendbaren Fettskurealkanolamiden sind die Umsetzungsprodukte von Fettsäuren mit Dialkanolamiden der allgemeinen Formel Il

R₁CON

R, Oll

R, OH

NH

R₁OII

R.OH

(II)

in der Ri und R2 die vorstehend genannten Bedeutungen haben.

Solche Umsetzungsprodukte der Formel Il können durch Umsetzung von 2 Mol eines Dialkanolamins rrfit 1 Mol einer Fettsäure bei etwa 150 bis etwa 17O⁰C während etwa 8 Std. erhalten werden.

Spez eile Beispiele für geeignete Fettsäurealkanolamide der Formel Il sind

Laurinsäurediäthanolamid,

Stearinsäurediäthanolamid,

ölsäurediäthanolamid,

L ^.inölfettsäurediäthanolamid,

Sojaöifettsäurediäthanolamid 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 zusammensinkt bzw. -sackt, treten an ihm Fehler auf, wie sogenannte »Narben« oder »Schatten«.

Die erfindungsgemäß verwendeten nichtionischen oberflächenaktiven Mittel können aus einer Vielzahl von vom Fettsäurealkanolamid verschiedenen oberflächenaktiven Mitteln ausgewählt werden, welche üblicherweise zur Erhöhung der Wasserdispergierbarkeit der Komponenten dienen. Man kann beispielsweise Polyoxyalkylenalkyläther,

Polyoxy alkylenalkylphenoläther oder

Polyalkylenglykolfettsäureester
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

Polyoxy ät hy lenocty lather,

Polyoxyäthylendecyläther,

Polyoxyäthylenlauryläther,

Polyoxyäthylentridecy lather,

Polyoxyäthylencetyläther,

Polyoxyäthylenstearyläther,

Polyoxyäthylenoleyläther,

Polyoxyäthylenoctylphenyläther,

Polyoxyäthylennonylphenyläther,

Polyoxyäthylendodecylphenyläther,

Polyäthylenglykolmonooctanoat,

Polyäthylenglykolmonodekanoat,

Poly ä thy lenglykolmonolauiat,

Polyäthylenglykolmonomyristat,

Polväthylenglykolmonopalmitat,

Polyäthylenglykolmonosteiirat,

Polyäthylenglykolmonooleat,

Polyäthylenglykolmonoerueat,

Poiyathyiengiykoidioctanoat,

Polyäthylenglykoldilaurat,

Polyäthylenglykoldistearat,

Polyäthylenglykoldioleat,

Polyoxyalkylenlauryläther
(Gewichtsverhältnis Prop'ylenoxid/Äthylenoxid = 20/80, Random-Typ),

Polyoxyalkylenlaurylcetyläther und ein

Kondensationsprodukt von Polyoxyäthylen und

Polypropylenglykol.

Es soll nun das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste erläuteri 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 US-PS 20 02 891). Die nach dieser Methode 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
Fettsäure

¹⁽¹ Fettsäurealkanolamid
nich'.-ionisches oberflächenaktives Mittel
Wasser

organisches
Lösungsmitte!

100 Gew.-Teile

0,1 bis 10 Gew.-Teile

0,01 bis 1,0 Gew.-Teil

0,5 bis 4,0 Gew.-Teile
(geringe Menge, um den
Ansatz pastös zu
machen)

(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 Luft- oder Inertgasatmosphäre zu Aluminiumflockenschlamm gemahlen.

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 Aiuminiumflockengehait etwa S Gew.-"/b beträgt. Anschließend wird die Aufschlämmung in einem Aufschlämmungsbehälter übertragen.

Die Aluminiumflockenaufschlämmung wird dann mit Hilfe eines Siebes mit vorbestimmter lichter Maschenweite (z. B. 149 μπι) 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 oberflächenaktiv^] Mittel wäscht, um das in der Aufschlämmung enthaltene organische 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 Lösungsmitte! 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 Schaumverfahren 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 SiO₂-Material eingesetzt werden. Das Treibmittel wird erfindungsgemäß in üblicher Weise (z. B. gemäß US-PS 10 87 098) zur Herstellung von leichtem Schaumbeton t ingesetzt Im allgemeinen werden gemäß der Erfindung 20 bis 40 Gew.-Teile SiO₂-Pulver (Blaine-Wert: 3000 cnWg), 60 bis 80 Gew.-T.-ile Zement (100% Siebdurchfall bei 0,5 mm-Sieböffnungen), 0,06 Gew.-Teile Aluminiumflokken 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 Autoklav bei 183⁰C und einem Sättigungsdampfdruck von 10 atm behandelt, wobei als Produkt ein leichter ι» Schaumbeton erhalten wird.

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 laut sich ferner mit Vorteil für Anstrichmittel, Tinten bzv. Farben und Klebstoffe auf Wassergrundlage sowie -'«ι wasserhaltige Sprengstoffe verwenden.

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

Beispiel I

-'"> 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

ι« 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 O,25gew.-°/oigen Polyoxyäthylenlaurylätherlö-

i> sung und filtriert es dann mit Hilfe einer Filterpresse unter Emulgierung durch Rühren mit einem Schnellöser bei einer Drehzahl von lOOO UpM.

Der erhaltene Filterkuchen enthält 87 Gew.-°/o eines durch 3stündiges Erhitzen auf IO5°C erhaltenen

4Ii Rückstandes, 8 Gew.-% Wasser und 5 Gew.-% Testbenzin. Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit Kokosölfettsäurediäthanolamid (Fettsäurei '.kanolamid der Formel I) in einem Anteil von 0,5 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen

4-, Aluminiums) und Wasser in einem solchen Anteil, daß der Anteil des durch Erhitzen erhaltenen Rückstands auf 65 Gew.-°/o verringert wird. Den erhaltenen Ansatz knetet man mit Hilfe eines Bandmischers etwa 30 Min. bei 40⁰C. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige

üi Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasscrdispcrgierbarkeit 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 und 268 g Wasser zu einem Gemisch (nachstehend wird ein solches Gemisch aus einem Treibmittel vom Aluminiso um-Typ, einem gewöhnlichen Portlandzement und Wasser als »Zementpaste« bezeichnet). Das Gemisch oder die Zementpaste wird dann in einen l-Ltr.-Meßzylinder gegeben. Die im Zylinder befindliche Zementpaste wird in einem konstant bei 40° C 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 F i g. 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 einjähriger 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 Fig. I ersichtlich sind. Die ohne einverleibtes Kokosölfettsäurediäthanolamid erzeugte Paste besitzt eine gute Wasserdispergierbarkeit und Wasserbestandigkeit. 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 Schaumeiger.ichaften eines Zementmörtels praktisch anwendbar ist. Es werden zwei Zementmörtelrezepturen angewendet. Die Ansätze werden dadurch hergestellt, daß man 40 Gew.-Teile SiO₂-Pulver(Blaine-Wert [ASTM Bulletin 108. 17(1941) und 123, 51 (1943)]: 3000 cmVg), 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 Fig. 1 ersichtlich. Aus ihnen geht hervor, daß die Zementpaste und der Zementmörtel sehr ähnliche Schaumeigenschaften aufweisen. Wenn keine Verringerung der Ausdehnungsgeschwindigkeit bei der Zementpaste während 30 Min festgestellt wird (wenn die Aiumip.iumfiocken ais Treibmittel verwendet wer den), wird auch im Falle des Zementmörtels keine Verringerung der Ausdehnungsgeschwindigkeit festgestellt. Dagegen wird im Faiie einer Abnahme der Ausdehnungsgeschwiüdigkeit 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 jede des Zementmörtels; verschiedene Tests in den nachfolgenden Beispielen wurden unter Verwendung einer Zementpaste durchgeführt

Beispiel 2

10 g kleine AJuminiumstücke, welche durch Schmelzen und Zerstäuben eines Ahjniir.iuir.biocks 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 Aufschlämmungsbehälter übertragen ι und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert. Man erhält einen Filterkuchen mit einem Aluminiumgehalt von 85 üew.-%. 57,5 kg einer 0,25gew.-%igen Polyoxyäthylenoleylätherlösung werden zu 11,5 kg des riiterkuchens gegeben. Das erhaltene Gemisch wird durch Rühren mit

ίο einem Hochgeschwindigkeitslöser bei einer Drehzahl von 1000 UpM emulgiert. Die Emulsion wird dann mit Hilfe der Filterpresse filtriert. Der dabei erhaltene Filterkuchen enthält 88 Gew.-% eines bei 3stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands, 10 Gew.-

i") Wasser und 2 Gew.-% Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,3 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) Laurinsäiirediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel II) sowie einer

.'Ii ausreichenden Menge Wasser, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-% vermindert wird. Der dabei erhaltene Ansa'z wird mit Hilfe eines Bandmischers etwa 30 Min. bei 45°C verknetet. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige

:") Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbestandigkeit und ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen aufweist.

Um das Schaumverhalten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für

in 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.

Γι Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor hergestellt, außer daß man auf den Einsatz des Laurinsö.urediäthanolamids verzichtet. Die Paste wird demselben Schaumtest wie zuvor unterworfen. Die ohne Laurinsäurediäthanolamidzusatz

in erzeugte Paste weist eine gjte Wasserdispergierbarkeit und Wasserbestandigkeit auf. Beim Aufschäumen einer diese Paste enthaltenden Zementpaste erfolgt jedoch eine derart heftige Entgasung, daß die Zementpaste während des Aufschäumens bzw. der Aus\*hnung

4". zusammenstürzt.

Beispiel 3

10 kg kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmelzen und Zerstäuben eines Aluminiumblocks bis zu einer

ν; mittleren Größe von weniger als 400 μΐη erzeugt wurden, und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin und Stearinsäure (Gew.-Verhältnis 96 :4) werden in eine Kugelmühle gegeben und etwa δ Std. darin 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 3stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands und 7 Gew.-°/o Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,1 Gew.-% ölsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel I) und 3 Gew.-% Polyoxyäthylennonylphenoläther (jeweils bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiumoxids) sowie einer ausreichenden Menge Wasser, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 55 Gew.-% verringert wird. Der dabei erhaltene Ansatz wird mit Hilfe eines Bandmischers etwa 30 Min. bei 45° C verknetet Dabei

erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowie ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen aufweist.

Das Schautnverhalten 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 ι ο

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 Wasserdispergie/öarkeit 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.

Beispiel 4

Man stellt Aluminiumflocken her, indem man das zurückbleibende Lösungsmittel von dem im Beispiel 3 erhaltenen Filterkuchen in einer einen Boden aufweisenden Trockenkolonne im Vakuum abdestilliert Die Flocken enthalten 93 Gew.-% eines bei 3stündigem Erhitzen auf 105° C 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 etwa 30 Min. bei 45°C verknetet Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit und ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen 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 Qualitätseinbuße 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 >3 derart heftige Entgasung, daß die Zementpaste im Verlauf ihrer Ausdehnung zusammenstürzt.

Beispiel 5

10 kg kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmel- f>o zen und Zerstäuben eines Aluminiumblocks bis zu einer mittleren Größe von etwa 400 μηι erzeugt wurden, und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin und Stearinsäure (Gewichtsverhältnis 96 :4) werden in eine Kugelmühle gegeben und darin etwa 6 Stunden gemahlen. Die f» 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 3stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands und 7 Gew.-% Testbenzin,

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,05 Gew.-% ölsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel I) und 3 Gew.-% 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 etwa 30 Min. bei 45°C 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.-% (anstatt 0,05 Gew.-%), bezogen auf das Aluminium, einsetzt Der in der vorgenannten Weise durchgeführte T»st 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 μπι 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 3stündigem 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 der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-% vermindert wird. Der erhaltene Ansatz wird mit Hilfe eines Bandmischers etwa 30 Min bei 3O⁰C verknetet. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowie ein ausgezeichnetes 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

aJs 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 enthaltende 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 3stündigem Erhitzen auf 105° C anfallenden Rückstands und 7 Gew.-% Testbenzin.

Um die Wirkungen des Fettsäurealkanolamids und des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels zu bestimmen, versetzt man 10 kg des Filterkuchens jmit den aus Tabelle I ersichtlichen, unterschiedlichen Anteilen von Laurinsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel I) und Polyoxyäthylenoleyläther 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 1 angeführt Andererseits gibt man jeweils 13 g (ausgedrückt als Aluminium.) der AJuminiumpasten in einen 200-ml-Erlenmeycr-Kolben und fügt 100 ml durch Ionenaustausch behandeltes Wasser hinzu. Der Kolben wird zur Dispergierung der Pastenprobe in Wasser kräftig geschüttelt Die Aluminiumpastenproben enthalten jeweUs insgesamt 3 Gew.-Teile Laurinsäurediäthanolamid und Polyoxyäthylenoleyläther pro 100 Gew.- Teile Aluminiumflocken. Dann werden Meßpipetten mit

ίο Gummidichtungen in die Erlenmeyer-Kolben eingeführt, die in eine konstante Temperatur von 50" C 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 F i g. 3 ersichtlich. F i g. S ieigt die bei Verwendung der Pasten jeweils erzeugten Gasmen gen relativ zu der bei der Blindprobe gebildeten Gasmenge. Die Schaumeigenschaften der Zementpasten werden gemäß Beispiel 1 getestet; die Resultate sind aus Tabelle I und F i g. 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 100 Gew.-Teile der in der Paste enthaltenen Aluminiumflocken verwendet werden sollen. Andererseits geht aus Tabelle I und F i g. 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 F i g. 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 Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowie ein hervorragendes Schaumverhalten aufweisen.

Tabelle I

Wirkungen des Fettsäurealkanolamids und des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels

	Zugesetzte Menge, Gew.-Teile	Polyoxy	*Dispergierbarkeit in Wasser)**	Wasserbe	Schaumeigen
	pro 100 Gew.-Teile des vorhan	äthylen		ständigkeit)**	schaltender
	denen Aluminiums	oleyläther			Zement
	Laurinsäure-	0	leichte Dispersions-	(50 C" x	paste)*
	diäthanolamid	0	Dispergier- Stabilität	20 Std.)
		0	barkeit
Vergleichsbeispiel	0,25	0		-t~t-
Vergleichsbeispiel	1,00	1,00	_	₊₊
Vergleichsbeispiel	1,50	1,50	++ ++	--	+
Vergleichsbeispiel	3,00	2,00	++ ++	--	—
Vergleichsbeispiel	2,00		++ ++	—	--
Vergleichsbeispiel	1,50	++ ++	—	++
Erfindungsgemäßes	1,00	++ ++	++	++
Beisniel

	27	17	26 036	18	Schaumeigen-
				schaftender
Fortsetzung	ZugesetzteMenge,Gew,-Teile		Wasserbe-	Zement
	pro 100 Gew.-Teile des vorhan	*Dispergferbarkejtin Wasser)**	stöndigkeit**)	*paste¹')*
	denen Aluminiums
	Laurinsäure- Polyoxy-		(50'Cx
	diäthanolarnid äthylen-	leichte Dispersions-	20 Std.)	-H-
	oleyläther	Dispergier- Stabilität
	0,25 2,77	barkeit	-H-	—
Erfindungsgemäßes		++ -H-
Beispiel	0 3,00		-H-
Vergleichsbeispiel	-H- -H-

Bemerkungen:

*) Die Wasserdispergierbarkeit wird in zweifacher Hinsicht bestimmt, und zwar durch visuelle Untersuchung der Leichtigkeit der Dispergierbarkeit 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 aas Fig. 2 ersichtlichen Vorrichtung 20 Std. bei 50^cC 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 Schaumeigenschaften:

haben folgende Bedeutungen:

Leichte Dispergierbarkeit: + + gut dispergiert - geringfügig dispergiert nicht dispergiert

Dispersionsstabilität:

+ + gut

Aggregation

Wasserbeständigkeit: + + gut schlecht

Tabelle II

+ + gut

+ relsliv gut

Zusammensinken

der Schaumtest kann aufgrund der

schlechten Wasserdispergierbarkeit nicht

durchgeführt werden.

Beispiel 8

Man wiederholt die Arbeitsweise von Beispiel 3, außer daß man die Fettsäuren, Fettsäurealkanolamide und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitte! 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.

Fettsäure	Fettsäurealkanol-	Nichtionisches ober	Wasserdispergierbarkeit	Wasserbe	Schaumeigen
	amid	flächenaktives		ständigkeit	schaften der
		Mittel	leichte Dis- Dispersions-	(50 C x	Zementpaste
			pergierbar- Stabilität	20 Sld.)
			keit

if
j™¹

Eriindungs-	Ölsäurediäthanol-	Polyoxyäthylen-	gut
gemäß	amid	lauryläther
Laurinsäure	Ölsäurediäthanol-	Polyoxyäthylen-	gut
	amid	lauryläther
Behensäure	Laurinsäuremono-	Polyoxyäthylen-	gut
	äihanolamid	oleyläther
Stearinsäure	Ölsäuremono-	Polyoxyäthylen-	gut
	äthanolamid	oleyläther
Stearinsäure	Stearinsäuredi-	Polyoxyäthylen-	gut
	äthanolamid	oleyläther
Stearinsäure	Sojaölfettsäure-	Polyoxyäthylen-	gut
	diäthanolamid	oleyläther
Stearinsäure

gut
gut
gut
gut
gut
gut

gut gut gut gut gut gut

Fortsetzung

Vergleichs

27 26

30

von Beispiel 7,

Mittels variiert

Polyoxy-

036

20

ständigkeit

diese Pasten enthaltenden

ständigkeit

Dispersionsstabilität:

gut

Schaumeigen-

19

Fettsäure Fettsaurealkanol-

beispiel

außer daß man die Anteile des Fettsäurealkanolamide

äthylen-

Dispersions- (5O⁰CX

Tabelle III zeigt die Ergebnisse.

relativ gut

ein wenig schlecht

schaftender

amid

Stearinsäure keines

und nicht-ionischen oberflächenaktiver

Zugesetzte Menge, Gew.-Teile

aleyläther

Wasserdispergierbarkeit Wasserbe-

Stabilität 20 Std.)

Dispersions- (50 C χ

+

Aggregation

Zementpaste

Nichtionisches ober

Tabelle III

pro 100 Gew.-Teile des vor-

3,00

Stabilität 20 Std.)

Wasserbeständigst:

Stearinsäure Laurinsäuredi-

flächenaktives

denen Aluminiums

3,00

leichte Dis

gut gut

Wasserdispergierbarkeit Wasserbe-

+ +

äthanolamid

Mittel

Laurinsäure-

pergierbar

++

—

gut

Stearinsäure Laurinsäuredi-

diäthanolamid

3,00

keit

gut gut

++ ++

äthanolamid

Beispiel 9

gut

leichte

gut

Stearinsäure Laurinsäuredi-

Man wiederholt die Arbeitsweise

Polyaxyäthylen-

Vergleichsbeispiel 1,05

3,00

gut gut

Oispergier-

++ -H-

äthanolamid

octyläther

Erilnduagsgemäßes 0,50

4,00

gut

barkeit

gut

Stearinsäure Laurinsäuredi-

Polyoxyäthylen-

Beispiel

gut gut

₊₊

++ ++

äthanolamid

dodecylphenyläther

Erfindungsgemäßes 0,05

4,50

gut

++

++ ++

gut

Stearinsäure Laurinsäuredi-

Polyäthylen-

Beispiel

0,50

äthanolamid

glykolmonoleat

Veirgleichsbeispiel 0

gut

++

++ +J-

Polyoxyalkylen-

Erfindungsgemäßes 0,50

0,25

f + +

lauryläther

Beispiel

0.70

+ +

(Gew.-Verhältnis

Vergleichsbeispiel 0,50

Die in Tabelle III angeführten Bewertungssymbole

++

Propylenoxid/

Erfindungsgemäßes 1,00

haben folgende Bedeutungen:

■ι-+

Äthylenoxid

Beispiel

gut gut

++

= 20:80. Random-

Vergleichsbeispiel 1,00

Leichte Dispergierbarkeit:

+

sackt

Ty.>)

Vergleichsbeispiel 0,10

+ + gut dispergiert

zusammen

+ relativ gut dispergiert

gut

_

Polyoxyäthylen-

— geringfügig dispergiert

man gemäß Beispiel 7 die

oleyläther

nicht

und Wasserbeständigkeit c

Wasserdisper-

keines

dispergiert

wäßrigen Aluminiumpasten sowie die

ier erhaltenen

Dann testet

schäften von

Schaumeigen-

gierbarkeit

Zementpasten.

Schaumeigen

schalen der

Zementpaste

+

++

--

+

--

+

Schaumeigenschaften:

+ + gut

+ relativ gut

- geringfügiges Zusammensinken

- Zusammensinken

der Schäumtest kann aufgrund der

schlechten Wasserdispergierbarkeit nicht durchgeführt werden.

Beispiel 10

10 kg kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmelzen und Zerstäuben eines Aluminiumblockes hergestellt wurden, und 10 kg einer 6gewichtsprozentigen Lösung von Stearinsäure in Testbenzin werden in eine Kugelmühle gegeben und etwa 8 Stunden darin gemahlen. Die gemahlene Mischung wird mit 20 kg Testbenzin verdünnt, in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 44 μηι gesiebt. Der Siebrückstand beträgt weniger als 2%. Die gesiebten Materialien werden dann mit Hilfe einer Filterpresse filtriert. Der Filterkuchen besteht aus 86 Gew.-% Aluminium und 14 Gew.-% Testbenzin. Man versetzt 1 Gewichtsteil des Filterkuchens mit 4 Gewichtsteilen einer 0,3gewichtsprozentigen wäßrigen Polyoxyäthylenlaurylätherlösung und emulgiert das Gemisch durch Rühren mit einem Schnellrührer. Dann filtriert man die Emulsion durch die Filterpresse. Der erhaltene Filterkuchen enthält 87 Gew.-% eines beim Erhitzen anfallenden Rückstands, 10 Gew.-% Wasser und 3 Gew.-% Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,1 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) Laurinsäurediäthanolamid sowie einer ausreichenden Menge Wasser, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65% vermindert wird. Der dabei erhaltene Ansatz wird etwa 60 Minuten bei 50⁰C zu der gewünschten wäßrigen Aluminiumpaste verknetet.

Aus dieser Aluminiumpaste stellt man gemäß' folgender Rezeptur ein Latex-Anstrichmittel her:

wäßrige Aluminiumpaste, hergestellt in der vorstehend
beschriebenen Weise
Butadien/Styrol-Latexmedium
(Wassergehalt 50%)
3prozentige wäßrige Methylcellulose (Viskositätsregler)
Silikon (Schauminhibitor)
Gesamt

45 Gewichtsteile
200 Gewichtsteile

12 Gewichtsteile

1 Gewichtsteil

258 Gewichtsteiie

Das Latex-Anstrichmittel wird 3 Monate bei Raumtemperatur in einer verschlossenen Büchse ruhig stehen gelassen. Es wird keine Druckerhöhung festgestellt Wenn das auf diese Weise 3 Monate lang gealterte Latex-Anstrichmittel mit einer Bürste auf eine Metallplatte aufgetragen wird, erhält man einen Überzug, der ein hervorragendes Aussehen besitzt und mit einem Überzug vergleichbar ist, welcher mit Hilfe des gerade hergestellten Mittels erzeugt wird.

Beispiel 11

Man stellt ein blaues, metallisches Oberflächenanstrichmittel für einen Kraftfahrzeugdecklack unter Aufwendung folgender Rezeptur her:

wäßrige Aluminiumpaste,

hergestellt gemäß

Beispiel 10

wäßrige Acrylharzemulsion

(Harzgehalt 63%)

wäßrige Melaminharzemulsion

(Harzgehalt 85%)

Butylcarbitol

Isopropanol

Phthalocyaninblaupigment

Ruß

Titandioxid

1,8 Gewichtsteil 60 Gewichtsteile

14,5 Gewichtsteile 4,0 Gewichtsteile 3,5 Gewichtsteile 1,0 Gewichtsteil 0,08 Gewichtsteile 0,02 Gewichtsteile

1 J5 Q»u,i_:j<i_;i»|.

Gesamt 199,9 Gewichtstcüc

Der erhaltene blaue metallische Oberflächenlack wird 3 Monate bei Raumtemperatur in einer verschlossenen Büchse stehen gelassen. Dabei ist keine Druckerhöhung festzustellen. Nach der dreimonatigen Lagerung wird der Lack mit entionisiertem Wasser bis zu einer für die Sprühbeschichtung geeigneten Viskosität verdünnt und auf eine Metallplatte aufgebacht. Der erhaltene Überzug zeigt eine blaue, metallische Farbe vergleichbar mit jener, die mit Hilfe desselben Lacks vor der genannten Lagerung erhalten wird.

Beispiel 12

Man stellt einen wasserhaltigen Sprengstoff unter Anwendung folgender Rezeptur her:

Wasser

Ammoniumnitrat

Calciumnitrat

Äthylenglykolmononitrat

Äthylenglykol

Guar gum

Chromacetat

Zinkoxid

Mikroglasballone

wäßrige Aluminiumpaste,

hergestellt gemäß

Beispiel 10

Natriumacetat

Essigsäure

Gesamt

17,2 Gewichtsteile

36,5 Gewichtsteile

16,4 Gewichtsteile

103 Gewichtsteile

4,9 Gewichtsteile

0,5 Gewichtsteile

0,2 Gewichtsteile

0,5 Gewichtsteile

3,5 Gewichtsteile

10 Gewichtsteile 0,1 Gewich· leil 0,2 Gewichtsteile 1003 Gewichtsteile

Der wasserhaltige Sprengstoff wird zur Prüfung der Stabilität des Gels einen Monat bei 50⁰C ruhig stehen gelassen. Während der Lagerung erfolgt weder eine Reaktion mit Wasser noch eine Auftrennung in die Bestandteile. Somit weist dieser wasserhaltige Sprengstoff eine ausgezeichnete Lagerbeständigkeit auf.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspröche;

1. Wäßrige Aluminiumpaste, bestehend aus 100 Gew,-Teilen Aluminiumflocken, 0,1 bis 10 Gew.-Teilen mindestens einer gesättigten und/oder ungesättigten Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen,

0,01 bis 1 Gew.-TeU mindestens eines Fettsäuremono- oder -di-alkanolamids der allgemeinen Formeln