DE3528324A1

DE3528324A1 - Verfahren zur herstellung von luftmoertel- und wassermoertelsystemen

Info

Publication number: DE3528324A1
Application number: DE19853528324
Authority: DE
Inventors: Ludwig Hoerling
Original assignee: HOERLING LUDWIG CHEM
Current assignee: HOERLING LUDWIG CHEM
Priority date: 1985-08-07
Filing date: 1985-08-07
Publication date: 1987-02-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Luftmörtel- und Wassermörtelsystemen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Hydrophobierungsmittel für Luftmörtel- bzw. Wassermörtel-Systeme sind Fettsäure bzw. ihre Metallsalze, langkettige Amine, weiter Siliciumorganische Verbindungen.

Der Nachteil solcher Produkte besteht häufig darin, daß die Wirkungsweise nur kurzfristig ist, da sie zum Teil wasserlöslich sind und damit aus dem System entfernt werden, oder, daß sie durch chemische und biologische Einwirkungen abgebaut werden und damit ihre Funktion nicht mehr erfüllen können. Weiter führen die genannten Verbindungen große Mengen Luftporen ein. Diese Tatsache führt zu einer Abnahme der Druckfestigkeit und einer unerwünschten Erhöhung der Wasseraufnahme.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß Nonylphenolpolyglykolätherprodukte (maximal 4 Athylenoxid), gelöst in Glykolen, eine sehr gute - langfristige Hydrophobierungswirkung in Systemen von Luft- und Wassermörtel zeigen. Nonylphenolpolyglykoläther (4 Addukte: Athylenoxid) (z. B. Arkopal N 0 4 0 )

Arkopal N 0 4 0 ist in Wasser unlöslich. Die Wasserlöslichkeit nimmt mit der Länge der Polyglykolätherkette zu.

Im Falle des Nonylphenols mit vier Äthylenoxidaddukten überwiegt der hydrophobe Teil des Moleküls, so daß keine Lösung im Wasser möglich ist.

Damit ist es auch unmöglich, diese Substanz allein optimal in einem wässrigen System zu verteilen und mögliche chemische Reaktionen in initieren.

Äthylenglykol (Di-Tri-Tetraglykol) sind nun, vermöge ihrer OH-Gruppen (neben nur kleinen Kohlenwasserstoff- Ketten), in Wasser löslich.

Äthylenglykol löst nun aber auch wieder Nonylphenol Addukte mit vier Molekülen Äthylenoxid (Arkopal N 0 4 0 ), da mit steigender Länge der Kohlenwasserstoffkette derartige Substanzen in Alkoholen löslich sind (Literatur: Hans Buern - Heinrich Großmann - Grenzflächenaktive Substanzen - Verlag Chemie Weinheim, Ausgabe 1971).

Nun ist weiter bekannt, daß Ca-Ionen imstande sind, beständige Ca-Glykolate zu bilden. Ca-Ionen treten als erste Reaktionspartner bei der Umsetzung von
a) CaSO₄ × 0,5 H₂O + H₂O
b) Zement + H₂O auf.

Die so dargestellten Verbindungen kann man als eine Art von Komplexverbindungen betrachten. Diese sind möglich, vermöge der organischen "Umhüllung" in Äthylenglykol löslich.

Äthylenglykol ist die Reaktionslösung, in der die beiden Reaktanten Ca-Äthylenoxidkomplex und Nonylphenol-Addukt in löslicher Form, und damit reaktionsfähiger Form, vorhanden sind.

Das Ca-Äthylenglykoladdukt (I) reagiert nun mit dem Nonylphenol-Äthylenaddukt (II) dergestalt, daß das Ca-Ion aus (1) in Addukt II gebunden wird.

In beiden Fällen entstehen gegenüber dem Ca-Äthylenglykoladdukt stabilere Komplexe, die in ihrer Bildung energetisch bevorzugt sind, da sie einmal 5er- bzw. 6er-Ringe bilden, die besonders stabil sind. Dieses wird noch unterstützt durch mesomere bzw. Resonanzeffekte des aromatischen Systems (Literatur: Cotton, Wilkinson - Anorganische Chemie, Seite 115 ff. VEB- Verlag, Berlin 1968).

Diese oben so gebildeten Komplexe sind nun in wässrigen Systemen (da löslich) optimal verteilbar. Lösung: Glykol (Wasser).

Mit beginnender chemischer Reaktion der anorganischen Reaktanten (z. B. Reaktion von Gips und Zement) können sich aus den Komplexen stabile Salze bilden, die mit in das sich bildende Kristallgitter eingebaut werden.

Nach Ende der anorganischen, chemischen Reaktion (Erhärtung bzw. Hydration) sind die so fest eingebauten Nonylphenolpolyglykoläther wasserunlöslich, in optimaler Verteilung im System eingebaut, und hydrophobieren so, vermöge der langen Kohlenwasserstoffkette das Reaktionsprodukt gegen kapillar-eindringendes Wasser.

Die eingebauten organischen Moleküle wirken auf die Oberflächenspannung des Wassers und inhibieren damit das Kapillarsystem.

Beispiele: Beispiel 1

900 cm³ MEG (Äthylenglykol) werden mit 100 cm³ Nonylphenolpolyglykoläther abgemischt. Von dieser Abmischung wird eine Menge von 0,5% bezogen auf das Zementgewicht bei der Herstellung von Beton verwendet. Die hiermit hergestellten Betonformkörper wurden nach dem Erhärten in ein Wasserbad gelegt. Es zeigte sich, daß nach 3-tägiger Wasserlagerung keine Wasseraufnahme zu beobachten war.

Beispiel 2

Zu einer Farbslurry mit einem Pigmentanteil von ca. 50% werden auf 1000 kg eine Mischung von 50 kg Äthylenglykol und 10 kg Nonphenolpolyglykolätheraddukt zugefügt. Bei einer Dosierung von ca. 5% auf dem Zementanteil dieser midifizierten Slurry war bei den erhärteten, farbigen Betonsteinen nach mehrtägiger Unterwasserlagerung keine Wasseraufnahme festzustellen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Luftmörtelsystemen (Kalk und Gips) sowie Wassermörtelsystemen (unter Mitverwendung von Zementen nach DIN 1164 und Tonerdeschmelzzement), dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Hydrophobierung Nonylphenolpolyglykoläther mit maximal 4 Äthylenoxidaddukten in Äthylenglykol gelöst, zu irgendeinem Zeitpunkt bei der Produktion zugesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel anstelle von Äthylenglykol, Propylenglykol, Diglykol und deren Destillationsrückstände, sowie Gemische eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch andere Substanzen, die in der Lage sind Nonylphenolpolyglykolätheraddukte zu lösen und in den Luft- und Wassermörtelsystemen zu dispergieren, allein oder in Abmischung mit den bereits benannten Substanzen verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch Substanzen zugesetzt werden können, die in den Ablauf der chemischen Reaktionen der zu hydrophobierenden Systeme eingreifen (Beschleuniger, Verzögerer und LP-Mittel).

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Nonylphenolpolyglykolätheradduktes vorzugsweise 10% des Lösungsmittels, z. B. Äthylenglykol, enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrophobierungsmittel nicht allein, sondern in Verbindung mit Farbslurries den oben beschriebenen Systemen zugesetzt wird.