DE3909070A1

DE3909070A1 - Additiv fuer gips- und zementhaltige massen

Info

Publication number: DE3909070A1
Application number: DE19893909070
Authority: DE
Inventors: Rolf Bietz; Horst Dipl Ing Ziche; Sas Harold Dipl Chem T
Original assignee: AQUALON GmbH
Current assignee: AQUALON GmbH
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1990-09-27
Anticipated expiration: 2009-03-21
Also published as: DE3909070C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Additiv für gips- und zementhaltige Massen.

Bei der Herstellung von Putzen, z. B. auf Basis von Zement oder Gips, werden seit langem Celluloseether zugesetzt, um die Verarbeitbarkeit sowie die Festigkeitseigenschaften der Massen zu verbessern.

Die dem Putz durch die Celluloseether verliehenen Eigenschaften wirken sich jedoch nicht nur positiv aus, z. B. durch eine Verbesserung der Haftung auf kritischen Untergründen, des Wasserrückhaltevermögens und der Plastizität, sondern teilweise auch negativ, und zwar in Form einer gesteigerten Klebrigkeit, einem schlechteren Standvermögen und einer Knötchenbildung. Es ist daher erforderlich gewesen, dem Putz weitere Zusätze wie Luftporenbildner (LP-Mittel), Verdicker und dergleichen zuzusetzen, um die geschilderten Nachteile möglichst weitgehend zu unterdrücken. Weiterhin wurde auch versucht, durch chemische Veränderung der Celluloseether, z. B. durch wechselnde Anteile an Methyl-, Hydroxyethyl- und/oder Hydroxypropyl-Substituenten, die Verarbeitungseigenschaften zu verbessern.

In der europäischen Patentanmeldung 88 10 94 700 sind wasserlösliche, hydrophob-modifizierte Celluloseetherderivate beschrieben, die neben mindestens einem Substituenten aus der von Methyl, Hydroxyethyl und Hydroxypropyl gebildeten Gruppe mindestens eine 3-Alkoxy-2-hydroxypropyl-Gruppe in einer Menge von 0,05 bis 50, insbesondere von 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des substituierten Cellulosederivates, wobei die Alkoxygruppe geradkettig oder verzweigt ist und 2 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist, enthalten.

Es wurde nun gefunden, daß bestimmte Kombinationen der vorstehend genannten hydrophob-modifizierten Celluloseetherderivate mit ausgewählten Derivaten aus der von Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose und Methylhydroxypropylcellulose gebildeten Gruppe überraschend verbesserte Eigenschaften gegenüber solchen Gips- und Zementmassen aufweisen, die die vorgenannten Additive nicht in Kombination, sondern einzeln enthalten.

Demgemäß ist die Erfindung auf ein Additiv für gips- und zementhaltige Massen gerichtet, das eine Kombination von

(1) wasserlöslichen Celluloseethern aus der von
- (a) Methylcellulose mit einem Methyl-Substitutionsgrad (DS OCH₃) von 1,4 bis 1,95,
- (b) Methylhydroxyethylcellulose mit einem Methyl-Substitutionsgrad (DS OCH₃) von 1,3 bis 1,9 und einem mittleren molaren Hydroxyethyl- Substitutionsgrad (MS OC₂H₄OH) von 0,05 bis 0,5 und
- (c) Methylhydroxypropylcellulose mit einem Methyl-Substitutionsgrad (DS OCH₃) von 1,3 bis 1,9 und einem mittleren molaren Hydroxypropyl- Substitutionsgrad (MS OC₃H₆OH) von 0,05 bis 0,8 gebildeten Gruppe und
(2) wasserlöslichen Celluloseetherderivaten, enthaltend
- (a) Hydroxyethyl-Substituenten und
- (b) mindestens eine 3-Alkoxy-2-hydroxypropyl-Gruppe in einer Menge von 0,05 bis 50, insbesondere 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des substituierten Cellulosederivates, wobei die Alkoxygruppe geradkettig oder verzweigt ist und 2 bis 8 Kohlenstoffe aufweist,

enthält.

Die Additive der Erfindung verleihen den gips- und zementhaltigen Massen unter anderem einen höheren Luftporengehalt, ein verbessertes Standvermögen, ein verbessertes erstes Abziehen (Egalisieren 5 Minuten nach dem ersten Auftragen der Gips- und Zementmassen durch Aufspritzen mit einer Maschine) sowie eine höhere Ergiebigkeit.

Die in den Additiven der Erfindung enthaltene Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose und/oder Methylhydroxypropylcellulose, im folgenden mit den üblichen Abkürzungen MC, MHEC und MHPC bezeichnet, sind handelsübliche Verbindungen, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigt. Die hydrophob modifizierten Celluloseether, die weitere Bestandteile der Additive der Erfindung sind, werden im folgenden mit HM-CE bezeichnet.

Die HM-CE weisen in den in ihnen enthaltenen 3-Alkoxy-2-hydroxypropyl-Gruppen als Alkoxygruppe beispielsweise Ethoxy oder geradkettiges oder verzweigtes Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy, Heptoxy oder Octoxy auf. Bevorzugt kommen solche HM-CE's zur Anwendung, die keine ionischen Gruppen enthalten und einen Polymerisationsgrad von (Anzahl der Anhydroglucoseeinheiten) von etwa 1500 bis etwa 4000 aufweisen. Bevorzugt sind solche hydrophob modifizierten HM-CE's, die neben mindestens einer 3-Alkoxy-hydroxypropyl-Gruppe der vorstehend genannten Art mit Hydroxyethylgruppen substituiert sind, wobei sie einen molaren Hydroxyethyl-Substitutionsgrad im Bereich vo 1,5 bis 3,5 aufweisen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthalten die Additive als HM-CE's mindestens eine 3- Alkoxy-2-hydroxypropyl-Gruppe mit einer geradkettigen Alkoxygruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei 3- Butoxy-2-hydroxypropyl-Gruppen bevorzugt sind.

Die in den Additiven der Erfindung enthaltenen HM-CE's weisen bevorzugt Viskositäten in 2%iger Lösung im Bereich von 7000 bis 35 000 mPas nach Brookfield RV bei 20°C und 20 U/min auf.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthalten die Additive der Erfindung eine Kombination von wasserlöslichen Celluloseethern (MC, MHEC und/oder MHPC mit den oben angegebenen Spezifikationen) und wasserlösliche Celluloseetherderivate (HM-CE's) in Gewichtsverhältnissen zueinander von 90 : 10 bis 10 : 90, insbesondere 80 : 20 bis 20 : 80.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer Kombination aus wasserlöslichen Celluloseethern und wasserlöslichen Celluloseetherderivaten zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit von gips- und zementhaltigen Massen.

Weiterhin betrifft die Erfindung gips- und zementhaltige Massen, die Additive gemäß der Erfindung enthalten.

Die Menge der den gips- und zementhaltigen Massen zuzusetzenden Additive ist vom Anwendungszweck abhängig. Bei Verputzmassen auf Gipsbasis beträgt die zuzusetzende Additivmenge bevorzugt 0,05 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamttrockenmasse, bei Zementverputzmassen dagegen 0,02 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Gesamttrockenmasse. Die bei Spachtelmassen zuzusetzenden Mengen der Additive können höher liegen; bei Spachtelmassen auf Gipsbasis liegen sie im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-%, bei Spachtelmassen auf Zementbasis bei 0,1 bis 1 Gew.-%.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie von Vergleichsbeispielen näher erläutert.

Zur Prüfung der Additive der Erfindung und zum Vergleich mit Additiven aus dem Stand der Technik wurden vier verschiedene Maschinenputze auf Gips- und Zementbasis einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 getestet; die Mengenangaben der Tabelle 1 sind Gewichtsteile.

Tabelle 1

Die Prüfung der Maschinenputze erfolgte mit einer Putzmaschine Typ G4 der Fa. PFT, Iphofen.

Als Untergrund wurde Kalksandstein verwendet. Die Umgebungstemperatur lag bei 20°C.

Die in den Rezepturen gemäß Tabelle 1 aufgeführten Celluloseetheradditive wiesen die in Tabelle 2 aufgeführten analytischen Daten auf.

Tabelle 2

Die in Tabelle 2 aufgeführten Additive wurden jeweils für sich sowie in Kombination mit MHEC bzw. MHPC in Mischungsverhältnissen von 30 : 70 und 70 : 30 getestet.

Die mit den Rezepturen 1, 2, 3 und 4 erhaltenen Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen 3, 4, 5 und 6 zusammengefaßt.

Die in den Tabellen wiedergegebenen Verarbeitungseigenschaften der Putzmassen, die mit den Additiven der Erfindung erreicht wurden, lassen die synergistische Wirkung der Komponenten erkennen.

Tabelle 3

Ergebnisse mit Rezeptur 1

Tabelle 4

Ergebnisse mit Rezeptur 2

Tabelle 5

Ergebnisse mit Rezeptur 3

Tabelle 6

Ergebnisse mit Rezeptur 4

Claims

1. Additiv für gips- und zementhaltige Massen, enthaltend eine Kombination von

(1) wasserlöslichen Celluloseethern aus der von
- (a) Methylcellulose mit einem Methyl-Substitutionsgrad (DS OCH₃) von 1,4 bis 1,95,
- (b) Methylhydroxyethylcellulose mit einem Methyl-Substitutionsgrad (DS OCH₃) von 1,3 bis 1,9 und einem mittleren molaren Hydroxyethyl- Substitutionsgrad (MS OC₂H₄OH) von 0,05 bis 0,5 und
- (c) Methylhydroxypropylcellulose mit einem Methyl-Substitutionsgrad (DS OCH₃) von 1,3 bis 1,9 und einem mittleren molaren Hydroxypropyl- Substitutionsgrad (MS OC₃H₆OH) von 0,05 bis 0,8 gebildeten Gruppe und
(2) wasserlöslichen Celluloseetherderivaten, enthaltend
- (a) Hydroxyethyl-Substituenten und
- (b) mindestens eine 3-Alkoxy-2-hydroxypropyl-Gruppe in einer Menge von 0,05 bis 50, insbesondere 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des substituierten Cellulosederivates, wobei die Alkoxygruppe geradkettig oder verzweigt ist und 2 bis 8 Kohlenstoffe aufweist.

2. Additiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Cellulosederivate nicht-ionisch sind.

3. Additiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Cellulosederivate einen Polymerisationsgrad von etwa 1500 bis etwa 4000 aufweisen.

4. Additiv nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Celluloseetherderivate mit Hydroxyethylgruppen substituiert sind und einen molaren Hydroxyethyl-Substitutionsgrad von 1,5 bis 3,5 aufweisen.

5. Additiv nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Celluloseetherderivate mindestens eine 3- Alkoxy-2-hydroxypropyl-Gruppe mit einer geradkettigen Alkoxygruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen aufweisen.

6. Additiv nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Celluloseetherderivate mit mindestens einer 3- Butoxy-2-hydroxypropyl-Gruppe substituiert sind.

7. Additiv nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Celluloseether Viskositäten in 2%iger wäßriger Lösung im Bereich von 7000 bis 35 000 mPas nach Brookfield RV bei 20°C und 20 U/min aufweisen.

8. Additiv nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination wasserlösliche Celluloseether und wasserlösliche Celluloseetherderivate in Gewichtsverhältnissen zueinander von 90 : 10 bis 10 : 90, insbesondere 80 : 20 bis 20 : 80, enthält.

9. Verwendung einer Kombination aus wasserlöslichen Celluloseethern und wasserlöslichen Celluloseether- Derivaten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit von gips- und zementhaltigen Massen.

10. Gips- und zementhaltige Massen, enthaltend ein Additiv gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8.