DE3105407A1 - "wasserabweisender gipsmoertel" - Google Patents
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Description
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 81/F 034 Dr.OT/Wa Wasserabweisender Gipsmörtel
Beim Verarbeitungsgewerbe besteht ein verstärktes Interesse an wasserabweisendem Gipsmörtel zur Herstellung entsprechender
Gipsplatten und Gipskartonplatten. Hierzu werden derzeit Silikone verwendet, die jedoch teuer sind.
Außerdem wird ihre Wirkung durch den Gehalt der Luft an Kohlendioxid beeinträchtigt. Als hydrophobierende Zusatzstoffe
für Beton sind bereits Salze von Fettsäuren bekannt, sie zeigen jedoch in Gips nur eine unzureichende Wirkung.
Auch ist bereits die hydrophobierende Wirkung von Alkylsilikonaten
bekannt, doch reicht diese Wirkung beim Gips nicht aus.
Es wurde nun gefunden, daß Mischungen aus Fettaitiinen,
Säuren und Alkylsilikonaten eine hydrophobierende Wirkung zeigen, die wesentlich stärker ist alc die Wirkung der
Einzelkomponenten und die auch die Wirkung von Polysiloxanen in der Langzeitstabilität übertrifft.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein wasserabweisender Gipsmörtel der gekennzeichnet ist durch einen Gehalt eines
Hydropnobiermittels bestehend aus
a) einem Fettamin der Formel
l2
R1- (OCH2CH2) n-Nr
3
wobei R1 C„-C »-, vorzugsweise C. .-C-^-Alkyl, Cg-C--)-vorzugsweise C ^-C^-Alkenyl oder C -C^-Alkylphenyl, R2 und R C2~C4-Alkyl, C^C^Alkenyl, C1-C4-AIkOXy-C1~C4-alkyl, C.-C -Hydroxyalkyl, Phenyl, Benzyl oder eine Gruppe der Formel -(CH2CH2O)nH und η eine Zahl von O bis 4 bedeutet,
wobei R1 C„-C »-, vorzugsweise C. .-C-^-Alkyl, Cg-C--)-vorzugsweise C ^-C^-Alkenyl oder C -C^-Alkylphenyl, R2 und R C2~C4-Alkyl, C^C^Alkenyl, C1-C4-AIkOXy-C1~C4-alkyl, C.-C -Hydroxyalkyl, Phenyl, Benzyl oder eine Gruppe der Formel -(CH2CH2O)nH und η eine Zahl von O bis 4 bedeutet,
b) einer niedermolekularen Säure und
c) einem Alkalisilikonat der Formel
H-f-O-S i-4-OH
wobei R. C -C -Alkyl/ vorzugsweise Methyl, C ..-C-Alkenyl,
Phenyl oder Benzyl, X ein Alkalimetallion und η eine Zahl von 1 bis 10 bedeutet.
Als Fettamine kommen vor allem die gesättigten und ungesättigten Fettsäuren sowie deren Mischungen in
Frage, wie sie aus natürlichen Fetten erhalten werden, wie beispielsweise Talgfettamin, Cocosfettamin,
Stearylamin, Oleylamin oder Palmitylarain. Bei den niedermolekularen Säuren hanaelt es sich im
wesentlichen um C1-C--Carbonsäuren wie Ameisensäure
oder Essigsäure, Dicarbonsäuren wie Oxalsäure oder Malonsäure, Hydroxycarbonsäuren wie Milchsäure und
einwertige anorganische Säuren wie Salzsäure oder Salpetersäure aber auch Amidosulfonsäure. Das molare
Mischungsverhältnis von Amin zu Säure kann in weiten Grenzen schwanken und beträgt von 1:3 bis zu 100 : 1
vorzugsweise 1:2 bis 64:1.
Die Herstellung der Fettamine erfolgt, ausgehend von
den entsprechenden Fettsäuren und Fettalkoholen, nach den bekannten Verfahren der Cyanclyse oder AminoIyse,
durch Anlagerung von Ammoniak und anschließende Hydrierung. Die Silikonate werden durch Umsetzung von
kurzkettigem Alkylen mit Chlorsiianen und Alkalihydroxiden
hergestellt. Durch innere Kondensation liegen Silikonate nur teilweise in der Monomerform vor.
üblicherweise werden sie als wäßrige Lösungen in den Handel gebracht.
Das Gewichtsverhältnis dieser Silikonate zu dem Gemisch aus Fettamin und Säure liegt zwischen 5:1 und 1:5.
Die Konzentration des gesamten Hydrophobiermittel, gerechnet als 100 % Festsubstanz, beträgt ca. 0,2 bis
5 Gew.-% bezogen auf den Gips.
Für die Herstellung des wasserabweisenden Gipsmörtels werden zunächst die Fettamine mit der Säure in dem gewünschten
Verhältnis innerhalb der oben angegebenen Grenzen gemischt und teilneutralisiert. Dabei werden
wasserhaltige Pasten mit einem Gehalt an Feststoff von cd. 40-60 Gew.-3 oder Stammdispersionen mit einem Feststoffgehalt
von ca. 5 bis 20 Gew.-'i hergestellt. Diese Stammdispersionen oder Pasten werden dem Wasser für die
Zubereitung des Gipsmörtels zugegeben. Hiernach wird der Gips eingestreut zusammen mit dem Alkalisilikonat.
Das Gewichtsverhältnis von Gips zu Wasser beträgt, wie bei der Verarbeituna von Gipsmörtel üblich, 2:3 bis
5:3. Die Reihenfolge der Zuqabe kann auch so erfolgen, daß zuerst das Silikonat dem Wasser zuaesetzt wird, dann
der Gips und zum Schluß das teilneutralisierte Fettamin.
In entsprechend eingerichteten Anlagen können auch alle vier Komponenten gleichzeitig vermischt werden.
Der so hergestellte Gipsmörtel zeichnet sich aus durch seine verbesserte wasserabweisende Eigenschaft im Vergleich
zu einem Gipsmörtel, der mit bisher zu diesem Zweck verwendeten Substanzen hydrophobiert ist. Der
erfindungsgemäße Gipsmörtel läßt sich nach an sich bekannten Methoden weiterverarbeiten, beispielsweise
zu Gipsplatten oder Gipskartonpiatten.
In einem Rührbehälter werden 612 g Wasser vorgelegt und
34 g 10 %ige wässrige Methylsilikonatlösung eingerührt. Dann werden 680 g Gips zugegeben und leicht "sumpfen"
gelassen. Abschließend gibt man noch 34 g 10 %ige wässri ge Aminsalzdispersion zu und verrührt. Dieser Gipsbrei
wird in eine Prismenform gegossen. Nach der Aushärtung werden 3 Prüfkörper der Größe 4 χ 4 χ 16 cm entnommen
und bei 400C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Diese
Prüfkörper werden dann nach folgenden Methoden auf ihre Wasseraufnahme geprüft.
1. Nadelfilzprüfung
Das Nadelfilzprüfgerät ist ein Becken, in dem bei konstanten
Temperaturen und Wasserstand ein Nadelfilz mit einem Flor von ca. 1 cm dauernd naß gehalten wird. Die
Prüfkörper werden mit der Stirnseite auf den Nadelfilz aufgesetzt und nach 168 Stunden wird die Wasseraufnahme
dieses Prüfkörpers gemessen.
2. Volltauchung
Ein 21 Becherglas wird mit 1,5 1 Wasser gefüllt, in das der Prüfkörper voll eingetaucht wird. Nach 2 Stunden
wird die Wasseraufnähme des Prüfkörpers gemessen.
Die folgenden Tabellen geben einen Überblick über die Art und ^enge der jeweils eingesetzten Komponenten a),
b) und c) sowie die Wasseraufnähme gemäß den oben beschriebenen
Methoden bei Gipskörpern, die mit dem Gemisch dieser Komponenten a), b) und c) hydrophobiert
wurden.
1. Mischung aus Fettaminsalz und Natriummethylsilikonat
im Gewichtsverhältnis 1 : 1
% Dodecylamin/Essigsäure | Molverhältni s | Säure | Gew.-% Wasseraufnahme | Nadelfilz | |
% Dcdecylamin/Essigsäure | Amin ■ | 1 | Volltauchung | 32,6 | |
1 | % Dodecylamin/Essigsäure | 1 | 1 | 42,8 | 30,2 |
2 | % Stearylamin/Essigsäure | 1 | 38,6 | 21,3 | |
3 | % Stearylamin/Essigsäure | 1 | 1 | 25,4 | 0,2 |
T | % Stearylamin/Essigsäure | 16 | 1 | 11 »7 | 0,1 |
2 | % Stearylamin/Essi-gsäure | 16 | . 1 | 0,6 | 0,05 |
3 | % Stearylamin/Essigsäure | 16 | : 1 | 0,2 | 2,1 |
1 | % Stearylamin/Essigsäure | 32 | . 1 | 9,8 | 0,1 |
2 | 32 | : 1 | 0,8 | 0,1 | |
3 | 32 | 0,4 | |||
2. Mischung aus Eettaminsalz und Methylsilikonat im Gewichtsverhältnis
3 : 1
Molverhältnis Gew.-% Wasserauf nähme Amin : Säure Volltauchung Nadelfilz
1 % Hexadecylamin/Ameisensäure 64
2 % Hexadecylamin/Ameisensäure 64
3 % Hexadecylamin/Ameisensäure 64
1 % Stearylamin/Essigsäure 16
2 % Stearylamin/Essigsäure 16
3 % Stearylamin/Essigsäure 16
1 % StearyldiOethylamin/Amei- 16
sensäure
2 % Stearyldiinethylamin/Arnei- 16 :
sensäure
1 % Nonylphenoxyethylamin/ 32 :
Amidosulfonsäure
2 % Nonylphenoxyethylamin/ 32 :
Ämidosulfonsäure
3 % Nonylphenoxyethylamin/ 32 :
Amidosulfonsäure
18,5 3,2 0,7 8,2 0,8 0,2
19,4
7,3 0,9 0,1 1,5 0,05 0,05 10,1
1 | 5,3 | 0,9 |
1 | 12,6 | 5,7 |
1 | 3,8 | 0,8 |
1 | 1,0 | 0,08 |
Zum Vergleich wurde die Wasseraufnahme bei Gipskörpern gemessen^die entweder nur mit einem Fettamin-Salz oder
nur mit Natriummethylsilikonat unter den oben angegebenen Bedingungen hydrophobiert wurden.
MDlverhältnis Gew.-% Wasseraufnahire
AmIn : Säure Volltauchung Nadelfilz
16 | : 1 |
16 | 1 |
16 | : 1 |
16 | . 1 |
32 | 1 |
16 | 1 |
16 | 1 |
16 | 1 |
2 % Dodeci'lamin/Essigsäure 2 % Tetradecylamin/Essigsäure
2 % Ifexadecylaitiin/Essigsäure 2 % Stearylamin/Essigsäure 2 % Stearylamin/Salzsäure
2 % Stearylamin/Anneisensäure 1 % Stearylamin/Essigsäure
3 % Stearylamin/Essigsäure
1 % Natriummethylsilikonat
2 % Natriuirmethylsilikonat
3 % Natriummethylsilikonat
ohne Hydrophobierung
Die in der ersten Spalte der obigen Tabellen aufgeführte Prozentzahl gibt an, wieviel Gew.-% des Hydrophobiermittels,
bezogen auf den Gips, eingesetzt wurde.
33 | 23 |
8,3 | 15,5 |
2,9 | 3,3 |
10,5 | 4,4 |
24,9 | 7,4 |
14,2 | 10,1 |
38,0 | 27,0 |
40,1 | 26,2 |
43,0 | 26,4 |
32,2 | 9r6 |
27,8 | 6,1 |
60 | 68 |
Claims (2)
- -λ- HOE 81/F 034PATENTANSPRÜCHE:f )
1. Wasserabweisender Gipsmörtel, gekennzeichnet durch einen Gehalt eines Hydrophobiermittels bestehend ausa) einem Fettamin der Formel-(OCH2CH2"wobei R ca~Ci2~' vorzu<?sweise c-i 4~C „-Alkyl, Cg-C„ -, vorzugsweise C1 .-C^-Alkenyl oder co~C12-Alky!phenyl, R und R- C3-C -Alkyl, C -C -Alkenyl, C1-C.-Alkoxy-C -C.-alkyl, C1-C .-Hydroxyalkyl, Phenyl, Benzyl oder eine Gruppe der Formel-(CH0CHnO) H und η eine Zahl von O bis 4 bedeutet, 2. 2 ηb) einer niedermolekularen Säure undc) einem Alkalisilikonat der FormelH-f-0-Si-f-OHwobei R1 C -C7-Alkyl, C -C -Alkenyl, Phenyl oder Benzyl, X ein Alkalimetallion und η eine Zahl von 1 bis 10 bedeutet. - 2. Wasserabweisender Gipsmörtel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,2 bis 5 Gew.-% des Hydrophobiermittels.- 2 - HOE 81/F 034Wasserabweisender Gipsmörtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hydrophobiermittel das Gewichtsverhältnis von Fettamin zu Säure 1:3 bis 100:1 und das Gewichtsverhältnis dieses teilneutralisierten Fettamins zum Alkalisilikonat 5:1 bis 1:5 beträgt.
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