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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Verflüssiger für kalziumsulfathaltige
Bindemittel unter Verwendung eines'an wenigstens einer NH2-Gruppe durch Sulfit-
oder Sulfonsäuregruppen modifizierten Melaminharzes, insbesondere zur Herstellung
von Arbeitsformen für die keramische Industrie.
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In der keramischen Industrie wird Gips als Modell-und Formengips,
beispielsweise für Gieß- und Drehformen, aber auch für Preßformen im großen Umfang
verwendet, insbesondere deshalb, weil Gips wegen seiner Porosität reversibel Wasser
in relativ großem Umfang aufnehmen kann. Diese Formengipse bestehen aus Qk,-Gips,
aber auch oft aus einer Mischung aus α- und ß-Gips, sowie reinem ß-Gips, wobei
vorwiegend aus α-Halbhydratgips bestehende Formen in der Ziegelindustrie als
Preßformen für die Ziegelherstellung gebraucht werden. Hartformengips, d. h. aus
α-Halbhydrat bestehender Gips, wird ferner in der Metallgießerei zur Her stellung
von Gußmodellen benutzt. Gipsformen z. B. in der Porzellanindustrie stellen ein
ideales Mittel zur Formgebung der keramischen Massen durch Gießen, Drehen oder Pressen
dar, insbesondere bei der Herstellung von Massenartikeln, wie leliern und tassen,
weil die Gipsform gasdurchlässig ist
und überschüssiges Wasser der
keramischen Masse aufn@hmen kann. Dieses in der Gipsform enthaltene Wasser wird
ansc!ließend durch Trocknen der Cipsform wieder entfernt.
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Nachteilig bei der Verwendung der Gips formen ist jedoch der Umstand,
daß ihre mechanische Festigkeit gering ist. Nach einer etwa hundertmaligen Verwendung
wird die Gips form unbrauchbar und muß durch eine neue,Form ersetzt werden. l.s
ist leicht einzusehen, daß auf diese Weise ein erheblicher netraq der Betriebskosten
für Neuanschaffung von Gipsformen aulzuwenden ist. Darüber hinaus wird auf diese
Weist auch ein Umw@@@-problem geschaffen, denn die verbrauchten Gipsformen müssen
deponiert werden, weil sie für eine Wiederverwendung oder Aufarbeitung schlecht
geeignet sind.
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Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die Nachteile der Gipsformen
zu verbessern bzw. den Werkstoff Gips durch ein anderes Material zu ersetzen. Aber
diese Versuche sind entweder insgesamt erfolglos geblieben oder konnten nur duf
Teilgebieten Fortschritte erzielen.
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So ist es beispielsweise aus der deutschen Pater-wtschrift 18 05
126 bekannt, zur Herstellung von Arbeitsformen für die keramische Industrie ein
Gemisch aus pulverförmigem is- und/oder ß-Halbhydratgips mit qeringeren Mengen von
Beschleunigern, Härtern und Verzögerern zu versetzen, sowie mit einer wäßrigen Lösung
eines modifizierten Melaminharzes, um daraus durch Hinzufügen von Wasser Gipsformen
herzustellen.
Dieser Vorschlag führt tatsächlich zu einer Verbesserung der Standzeit von Gipsformen,
hat jedoch den Nachteil, daß die Gipsform spröder wird und beispielsweise ihre Eigenschaften
als Drehform ungünstiger werden, wenn der Melaminharzanteil zu hoch ansteigt.
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Aus der amerikanischen Patentschrift 29 66 473 sind Gemische aus
Kalziumsulfathalbhydrat- und Harnstoff-Formaldehydharzlösungen, denen Verzögerer,
Beschleuniger und Härter zugesetzt sind, bekannt, jedoch ist bei diesen Gemischen
der Halbhydratanteil so gering, daß essich dabei eigentlich nur um einen Füllstoff
für das Kunstharz handelt. Die Massen ergeben dann auch völlig dichte glasartige
Produkte,-die keinerlei Porosität oder Wasseraufnahmevermögen besitzen.
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Shnliche Eigenschaften haben die Massen aus Kalziumsulfathalbhydrat
und Harnstoffharz bzw. Melaminformaldehydharz, die im Chemischen Zentralblatt, 1964,
Heft 34, 2077 'zzw. 1953, Seite 7897 beschrieben sind. Auch dort ist der Gips nur
Füllstoff. Seine Eigenschaften, die er so vorteilhaft in den gebräuchlichen Gipsformen,entfalten
kann, sind dahei ganz verlorengegangen. Aus der Literaturstelle im Chemischen Ze-ntralblatt,
1964, Heft 34, Seite 2077, ist auch zu entnehmen, daß die Porosität und die Wasserabsorption
durch die Kunstharzzugabe abnehmen. Als Ersatzmassen für die Formgipse der keramischen
Industrie sind diese Gemische nicht brauchbar.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber, einen Verflüssiger
zu schaffen, der neben dorn Eigenschaften des bekannten Melaminverflüssigers weitere
zusätzliche vorteilhafte Eigenschaften aufweist, insbesondere die Sprödigeit der
Gipsformen verringert bzw. die Biegezugfestigkeit erhöht und eine Porosität aufweist,
die nicht nachteilig beeinflußt ist und eine erforderliche reversible Wasseraufnahme
gewährleistet.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsqemäß durch einen Verflüssiger,
der aus 40-60 Gew.-% modifizierten Melaminharzes und 60-40 Gew.-% Glukose besteht.
Unter modifiziertem Melaminharz wird hier ein Melaminharz verstanden, der weni(istens
an einer NH2--Gruppe durch Sulfit- und/oder SulfonsAuregruppen modifiziert ist.
Die oben genannten Gewichtsprozente beziehen sich auf das Melaminharz, welches als
pulverförmiger Feststoff eingesetzt wird.
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Unter dem Begriff Glukose sollen hier imm Rahmen der Erfindung eine
Vielzahl ähnlicher Kohlehydrate verstanden werden, beispielsweise alle ihre isomeren
Formen als auch.
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verwandte normale Hexone und ihre Derivate, wie Manose, Fruktose usw.
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Erfindungsgemäß kann der Verflüssiger weitere Zusätze in geringen
Mengen enthalten, die zu Lasten des Anteils an Melaminharz und/oder Glukose gehen,
und aus Beschleuniger,
Verzögerer und/oder Expansionsreglern bestehen.
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Der erfndungsgemäße Verflüssiger kann sowohl dem Halbhydratgips als
auch dem Anmachwasser zugesetzt werden, in Mengen je nach Verwendungszweck zwischen
0,2 - 3 Gew.-%.
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Vorteilhaft wirkt es sich aus, wenn die Bestandteile des Verflüssigers
und gegebenenfalls weitere Zusätze vorab trocken. gemischt werden.
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Zur Herstellung des Verflüssigers werden das mp-difizierte. Melaminharz
und die Glukose. in einem Zwangsmischer trocken gemischt, wobei die Ausgangskörnung
der Komponenten, kleiner als 200 µ sein sollte.
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In der Praxis hat sich gezeigt, daß der erfindugsgemäße Verflüssiger
überraschende Vorteile bei der Herstellung von keramischen Arbeitsformen erbringt.
So erhält man z. B.
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bei Dreh formen in der keramischen Industrie zur Herstellung von Drehartikeln
ohne Einsatz des Verflüssigers c. 80r100 Überformungen, während man bei Einsatz
des Verflüssigers 350-400 Überformungen erreicht. Hinsichtlich Standzeit, Porosität,
Härte, Biegezugfestigkeit ergeben sich folgende Werte:
% % % Zus.
gem. Biege Druck Brinell PV fi ß Anmeldung kp/cm2 - 100 --- 35 115 185 50 0,8 45
130 320 45,0 25 75 --- 50 140 250 45,0 0,8 55 165 450 44,2 50 50 --- 65 185 400
38,0 0,8 75 240 560 37,5 75 25 --- 72 190 510 30,0 0,8 80 250 920 28,2 --- 81 270
1050 27 100 - 0,8 105 360 1530 22 PV = Porenvolumen Diese drei Beispiele gelten
allgemein für den Einsatz des hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verflüssiqers.
7lur Verdeutlichung wird nun der erfindungsgemäße Verflüssiger an folgenden Anwendungsbeispielen
beschrieben: Beispiel 1 Mischung für Gießformen 100 - 75 % BHH werden mit 0 - 25
% αHH unter Zusatz von 0,4 - 0,6 % des erfindungsgemßen Ve@@üssigers tro@@en
unter
Zufügung anderer Additive (Beschleuniger, Expansionsregler) gemischt. Diese Mischung
wird dann mit einem Gips-Wasserverhältnis von 100 g Gipsmischung zu 60 - 75 ml 1120
angemacht. Die so hergestellten Gießformen haben eine Haltbarkeit von ca. 180 -
200 Eingüssen gegenüber solchen ohne diesen Verflüssiger, die nur 80 - 120 Eingüsse
erreichen.
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Beispiel 2 Mischung für Drehformen 30 - 60 % αHH werden mit
40 - 70 % ßHH unter Zufü-und von 0,6 - 0,8 % des erfindungsgemäßen Verflüssigers
unter Zufügunq,anderer Additive (Beschleuniger, Excansionsverminderer) trocken gemischt.
Diese Mischung wird dann mit einem C,ins-Wasserverhältnisvon 100 g Gipsmischung
zu 50 -60 ml FI2O angemacht. Die so herqestellten Drehformen haben eine haltbarkeit
von etwa 400 - 450 Arbeitsgängen gegenüber selchen ohne diesen Verflüssiger, die
nur 150 - 200 Arbeitsgänge erreichen.
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Beispiel 3 Mischung für Preßformen 80 - 100 % αHH werden mit
0 - 20 % ßHH unter Zufügung von 1 - 1,5 C des erfindungsgemäßen Verflüssigers
trocken
gemischt. Diese Mischung wirdmit einem Gips-Wasserverhältnis von 2,8 - 3,3 Teilen
Gi@smischung und einem Teil Wasser verarbeitet. Die so hergestellten Preßformen
zeichnen sich denen der Patentanmeldung 180526 gegenüber durch größere Elastizität
und somit höhere Belastbarkeit aus..
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Diese Preßformen können sowohl für das RAM-Preßverfahren als auch
zum Verpressen von Ton zu Dachziegeln eingesetzt werden.