DE3909070C2

DE3909070C2 - Additiv für gips- und zementhaltige Massen und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE3909070C2
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: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2009-03-21
Also published as: DE3909070A1

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 Eigen schaften wirken sich jedoch nicht nur positiv aus, z. B. durch eine Verbesserung der Haftung auf kritischen Untergründen, des Wasserrückhaltevermögens und der Plastizität, sondern teil weise 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 EP 0 295 628 A2 sind wasserlösliche, hydrophob-modifi zierte Celluloseetherderivate beschrieben, die neben minde stens 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, insbe sondere von 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des substituierten Cellulosederivates, wobei die Alkoxygruppe ge radkettig oder verzweigt ist und 2 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist, enthalten.

DE 32 03 067 A1 beschreibt eine pumpfähige Gipsaufschwemmung, bei der das Dispergiermittel ein Polysaccharidderivat einer seits und ein Polysaccharid, ein zweites Polysaccharidderi vat, einen Polyvenylalkohol oder ein Polyalkylenoxid anderer seits enthält. Als Polymere werden bspw. Cellulosederivate, depolymerisierte Stärke und Stärkederivate verwendet.

US-A-4,501,617 offenbart die Verbesserung der Eigenschaften von Mörtel durch Hinzufügen von modifizierter Hydroxye thylcellulose, die bspw. mit Hydroxypropylgruppen substitu iert sein kann.

GB-A-1 263 172 beschreibt die Herstellung von Celluloseether gemischen, bei der Cellulose unter Alkalizusatz mit einer chlorierten Carbonsäure und einem Alkylenoxid reagieren ge lassen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Additiv für gips- und zementhaltige Massen zu schaffen, das diesen eine verbesserte Verarbeitbarkeit, insbesondere einen höheren Luftporengehalt und/oder ein verbessertes Standvermögen und/oder ein verbessertes ersten Abziehen verleiht.

Es wurde nun gefunden, daß bestimmte Kombinationen der vor stehend genannten hydrophob modifizierten Celluloseetherderi vate mit ausgewählten Derivaten aus der von Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose und Methylhydroxypropylcellulose gebildeten Gruppe überraschend verbesserte Eigenschaften ge genüber 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 ze menthaltige 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-Substi tutionsgrad (DS OCH₃) von 1,3 bis 1,9 und einem mitt leren molaren Hydroxyethyl-Substitutionsgrad (MS OC₂H₄OH) von 0,05 bis 0,5
und
- a) 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
- a) 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 gerad kettig oder verzweigt ist und 2 bis 8 Kohlenstoffe aufweist,

enthält. Die Abkürzung DS bezeichnet den Substitutionsgrad (Zahl der Substituenten, die eine Grundeinheit des Polysac charides trägt), die Abkürzung MS den molaren Substitutions grad (Anzahl der Mole des Substituenten pro Grundeinheit des Polysaccharides).

Die Additive der Erfindung verleihen den gips- und zementhal tigen 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 Methylcellulo se, Methylhydroxyethylcellulose und/oder Methylhydroxypropyl cellulose, im folgenden mit den üblichen Abkürzungen MC, MHEC und MHPC bezeichnet, sind handelsübliche Verbindungen, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigt. Die hydrophob modifi zierten 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-hy droxypropyl-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 Anhydroglucose einheiten) von etwa 1500 bis etwa 4000 aufweisen. Bevorzugt sind solche hydrophob modifizierten HM-CE's, die neben minde stens einer 3-Alkoxy-hydroxypropyl-Gruppe der vorstehend genannten Art mit Hydroxyethylgruppen substituiert sind, wobei sie einen molaren Hydroxyethyl-Substitutionsgrad im Bereich von 1,5 bis 3,5 aufweisen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin dung 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 Erfin dung 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 Kombi nation aus wasserlöslichen Celluloseethern und wasserlöslichen Celluloseetherderivaten zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit von gips- und zementhaltigen Massen.

Die Menge der den gips- und zementhaltigen Massen zuzusetzen den Additive ist vom Anwendungszweck abhängig. Bei Verputz massen auf Gipsbasis beträgt die zuzusetzende Additivmenge bevorzugt 0,05 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamttrocken masse, 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 Aus führungsbeispielen 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.

Als Untergrund wurde Kalksandstein verwendet. Die Umgebungs temperatur 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 Mischungsverhält nissen von 30 : 70 und 70 : 30 getestet.

Die mit den Rezepturen 1, 2, 3 und 4 erhaltenen Ergebnissen 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-Substitutions grad (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-Substi tutionsgrad (MS OC₂H₄OH) von 0,05 bis 0,5
und
- a) Methylhydroxypropylcellulose mit einem Methyl- Substitutionsgrad (DS OCH₃) von 1,3 bis 1,9 und einem mittleren molaren Hydroxypropyl-Substi tutionsgrad (MS OC₃H₆OH) von 0,05 bis 0,8
gebildeten Gruppe und
2. wasserlöslichen Celluloseetherderivaten, enthaltend
- a) Hydroxyethyl-Substituenten
und
- a) mindestens eine 3-Alkoxy-2-hydroxypropyl-Gruppe in einer Menge von 0,05 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des substituierten Cellulosederivates, wobei die Alkoxygruppe geradkettig oder verzweigt ist und 2 bis 8 Kohlenstoffe aufweist.

2. Additiv für gips- und zementhaltige Massen nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der we nigstens einen 3-Alkoxy-2-hydroxypropyl-Gruppe bezogen auf das Gewicht des substituierten Cellulosederivats 0,1 bis 25 Gew.-% beträgt, wobei die Alkoxygruppe geradkettig oder verzweigt ist und 2 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist.

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

4. Additiv nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Cellulose derivate einen Polymerisationsgrad von 1500 bis 4000 aufweisen.

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

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

7. Additiv nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Cellulo seetherderivate mit mindestens einer 3-Butoxy-2-hydroxy propyl-Gruppe substituiert sind.

8. Additiv nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Cellulo seether Viskositäten in 2%-iger wäßriger Lösung im Be reich von 7000 bis 35 000 mPas nach Brookfield RV bei 20°C und 20 U/min aufweisen.

9. Additiv nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch 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.

10. Verwendung einer Kombination aus wasserlöslichen Cellulo seethern und wasserlöslichen Celluloseether-Derivaten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verbesse rung der Verarbeitbarkeit von gips- und zementhaltigen Massen.