DE2932332C2

DE2932332C2 - Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels auf der Basis von Magnesiumhydroxid

Info

Publication number: DE2932332C2
Application number: DE19792932332
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Chem. Budan
Original assignee: K+S AG
Current assignee: K+S AG
Priority date: 1979-08-09
Filing date: 1979-08-09
Publication date: 1982-02-11
Also published as: DE2932332B1

Description

Bekanntlich ist die sogenannte kaustische Magnesia (MgO), die auch als Magnesia-Kauster bezeichnet und aus Magnesiumverbindungen, wie beispielsweise aus Magnesiumcarbonat, erbrannt wird, Grundstoff eines Bindemittels, das erhebliche Mengen ananorganischen oder organischen Füllstoffen zu binden vermag. Hierzu wird die kaustische Magnesia mit wäßrigen Magnesiumsalzlösungen und den Füllstoffen zu einem streichfähigen Brei vermischt, der nach Formgebung zu einem harten Festprodukt erstarrt. Die Bindungseigenschaften dieser breiartigen Massen beruht dabei im wesentlichen darauf, daß sich aus dem Magnesiumoxid und den damit in gelöster Form vermischten Magnesiumsalzen Oxidverbindungen bilden. Die diesbezügliche Wirksamkeit der Magnesiumsalze nimmt dabei in der Reihenfolge Chlorid, Bromid, Sulfat und Nitrat ab. Aufgrund dieser Wirkungsunterschiede sind die Lösungen der genannten Magnesiumsalze zusammen mit Magnesiumoxid zur Lösung unterschiedlicher technischer Probleme eingesetzt worden.

So wird gemeinsam mit Magnesiumoxid, beispielsweise Magnesiumchloridlösung, zur Erzeugung von Magnesiaestrichen bzw. -mörteln eingesetzt, während Magnesiumsulfat vorzugsweise zur intermediären Verfestigung von Magnesiumoxid verwendet wird, das nach Formgebung zu Sinter gebrannt wird. Ebenso wird Magnesiumsulfatlösung im Gemisch mit Magnesiumoxid und imprägnierter Holzwolle als Ausgangsmaterial für Erzeugung von wärme- und schalldämmenden Leichtbauplatten eingesetzt, die bei Temperaturen von etwa 60⁰C auf vollautomatischen Bandformmaschinen ausgeformt und anschließend nachgehärtet werden. Diese Platten sind schwerer entflammbar, feuchtigkeitsunempfindlich und nicht anfällig gegenüber Schädlingen, jedoch nicht wasserresistent.

Das Gemisch aus Magnesiumoxid und Magnesiumsulfatlösung ist auch bereits als Bindemittel für Holzspanplatten beschrieben.

Während die Möglichkeit bereits bekannt ist, daß bei Einsatz von Magnesiumchlorid-Lösung zur Erzeugung von Magnesia-Mörteln das Magnesiumoxid durch Magnesiumhydroxid ersetzt werden kann, so ist bisher die Verfestigung einer Mischung aus Magnesiumhydroxid und Magnesiumsulfatlösung noch nicht beschrieben, da sich nach »Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie«, 8. Auflage, Band 27 B (1937), Seite 277, trockenes Magnesiumhydroxid nur in so geringem Maß in Magnesiumsulfatlösung löst, daß sich auch bei langer Berührungsdauer kein basisches Sulfat bildet

Es wurde daher nach Möglichkeiten gesucht, aus Magnesiumhydroxid und Magnesiumsulfat ein Bindemittel zu erzeugen.

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels auf der Basis von Magnesiumhydroxid gefunden. Danach werden gepulvertes Magnesiumhydroxid, eine geringe Menge gepulvertes aktives Magnesiumoxid mit einer Jodzahl von >50, festes Magnesiumsulfat und Wasser innig vermischt, wobei das Verhältnis der Gewichtsmengen des im Magnesiumhydroxid enthaltenen und des aktiven Magnesiumoxids zu Magnesiumsulfat, als wasserfreies Salz gerechnet, zwischen 0,6 und 3,5 liegt

Zur Durchführung des erfindungsgeniäßen Verfahrens werden zunächst gepulvertes Magnesiumhydroxid, eine geringe Menge gepulvertes aktives Magnesiumoxid mit einer Jodzahl von >50 und festes Magnesium-

sulfat ebenfalls in gepulverter Form, vermischt

Das Magnesiumsulfat kann hierbei vorteilhaft als wasserfreies Salz oder in Form der kristallwasserhaltigen Salze, wie beispielsweise Bittersalz oder als Mischung der beiden, eingesetzt werden. Das mit den kristallwasserhaltigen Magnesiumsulfaten eingebrachte Wasser muß der zur Verarbeitung des erfindungsgemäßen Bindemittels notwendigen Wassermenge zugerechnet werden. Die aus diesen Ausgangsmaterialien erhaltene Trockenmischung ist in Silos oder in Kunststoffsäcken verpackt, lagerfähig und bleibt unter diesen Voraussetzungen auch nach längerer Lagerung rieselfähig. Zur Verarbeitung wird diese Trockenmischung mit Wasser vermischt, wobei die einzusetzende Wassermenge etwa 25 bis 55 Gew.-% des Gewichts der

Trockenmasse betragen soll.

Durch die Menge des in der Trockenmischung enthaltenen aktiven Magnesiumoxids kann die Zeit vom Anmachen der Trockenmischung mit Wasser bis zum Erstarrungsbeginn, wie er in dem Entwurf der DIN-Vorschrift 273, Teil 1, vom Februar 1977 definiert und seine Bestimmung beschrieben ist, dergestalt variiert werden, daß mit abnehmender Menge an aktivem Magnesiumoxid die Zeit zwischen dem Anmachen und dem Erstarrungsbeginn verlängert wird,

so und zwar von 10 Minuten bis 3 Stunden.

Nach dem Anmnachen einer definierten Trockenmischung mit jeweils gleichen Wassermengen endet der Abbindevorgang reproduzierbar im stets gleichbleibenden Zeitabstand, vom Anmachen an gerechnet. Dabei entstehen Produkte von gleichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften.

Es besteht auch die Möglichkeit, einen Teil der für die Trockenmischung einzusetzenden Menge an Magnesiumsulfat durch eine hinsichtlich ihres MgO-Gehaltes gleiche Menge an Magnesiumchlorid zu ersetzen.

Zusammen mit der Trockenmischung können auch Magerungssubstanzen, wie beispielsweise Holzspäne, Sand, Steine, Glasscherben, Autoreifenschnitzel, in die Anmach-Mischung eingebracht werden. Hierbei ist die Wasseraufnahmefähigkeit dieser Magerungssubstanzen zu berücksichtigen und gegebenenfalls beim Anmachen eine entsprechend größere Wassermenge einzusetzen.
Die nach dem Verfahren der Erfindung erhaltene

Sir· Ei h

breiförmige Mischung muß vor dem Erstarrungsbeginn in die gewünschte Form gebracht werden. Der nach dem Abbinden erhaltene Formkörper hat das gleiche Volumen v.'ie die ausgeformte breifömiige Masse. Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet die Möglichkeit, aus handelsüblichen Ausgangsmaterialien ein hinsichtlich seiner Zusammensetzung eindeutig definiertes Bindemittel zu erzeugen, das in vorbestimmten Zeiten zu einem ausblühungsfreien Produkt von konstantem Volumen und vorzüglichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften abbindet

Beispiel 1
In einem Mischer werden

370 Gew.-Teile Magnesiumhydroxidpulver,
530 Gew.-Teile Bittersalz,

100 Gew.-Teile aktives Magnesiumoxid mit der Jodzahl 100

für die Dauer von 2 min innig gemischt Das Gewichtsverhältnis MgO: MgSO₄ beträgt in diesem Gemisch 1,4. 1000 Gew.-Teile dieser Mischung werden mit 250 Gew.-Teilen Wasser zu einem Brei verrührt, der in Formen gestrichen wird.

Es ergeben sich folgende Meßwerte:

Erstarrungsbeginn:

50 min nach dem Anmachen Erstarrungsende:120 min nach dem Anmachen

Beispiel 2 Gemäß den Angaben in Beispie! 1 werden

540 Gew.-Teile Magnesiumhydroxidpulver, 430 Gew.-Teile KJeserit,
30 Gew.-Teile aktives Magnesiumoxid mit der Jodzahl 130

innig vermischt Das Gewichtsverhältnis MgO : MgSO₄ is beträgt in diesem Gemisch 1,1. 1000 Gewichtsteile dieser Mischung werden mit 530 Gew -Teilen Wasser zu einem Brei verrührt, der in Formen gestrichen wird. Es ergeben sich folgende Meßwerte:

Erstarrungsbeginn:

80 min

Erstarrungsende:
300 min

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels auf der Basis von Magnesiumhydroxid, dadurch gekennzeichnet, daß gepulvertes Magnesiumhydroxid, eine geringe Menge gepulvertes aktives Magnesiumoxid mit einer Jodzahl >50, festes Magnesiumsulfat und Wasser innig vermischt werden, wobei das Verhältnis der Gewichtsmengen des im Magnesiumhydroxid enthaltenen und des aktiven Magnesiumoxids zu Magnesiumsulfat, als wasserfreies Salz gerechnet, zwischen 0,6 und 3,5 liegt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumsulfat als wasserfreies bzw. kristallwasserhaltiges Salz eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einer Teilmenge des Magnesiumsulfats eine ihrem MgO-Gehalt entsprechende Menge an Magnesiumchlorid eingesetzt wird.