DE4138627A1 - Verfahren zur hydrophobierung von calciumsulfatprodukten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophobierung von Calciumsulfatprodukten, vorzugsweise von sulfatisch angeregten Anhydritbindern.

Sie ermöglicht eine energieökonomische und arbeitssparende Herstellung hydrophober Calciumsulfathydratationsprodukte.

Die Hydrophobierung von Calciumsulfatbindemitteln stellt einen wichtigen Zweig der Anwendung organischer Substanzen in der Bauindustrie dar.

Die bisher bekannten Hydrophobierungsvarianten lassen sich in fünf Gruppen einteilen:

• 1. Dem dehydratisierten Gips oder Anhydrit wird aufschmelz­ bares Material in Form von Wachs oder wachsähnlichen Produkten in beheizbaren Rührkesseln zugemischt und die Mischung in einen Temperaturbereich von 60 bis 100° C zum Aufschmelzen der Wachsprodukte gebracht.
• 2. Herstellung eines wasserabweisenden Calciumsulfatbinde­ mittels, das nach Verarbeitung ohne Hydrophobierungs­ mittel ein mehr oder weniger hydrophobes CaSO₄-Erhär­ tungsprodukt ergibt (DE-OS 16 46 412).
• 3. Verwendung von nichthydrophoben Calciumsulfatbindemitteln, denen in der Phase der Verarbeitung Silicone, Paraffin­ wachsemulsionen, Cerasine, Harzemulsionen, aufschmelz­ bare Hartwachse und Hartwachskombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen zugesetzt werden und dadurch nach dem Hydratationsprozeß ein hydrophobes CaSO₄-Produkt vorhanden ist (AT-PS 2 80 873, DE-OS 14 71 515).
• 4. Verwendung von nicht hydrophoben Calciumsulfatbindemit­ teln, die nach dem Hydratations- und Austrocknungsprozeß mit einem wasserabweisenden Überzug aus Siliconen, Paraf­ finwachs, Harzemulsionen oder Hartwachskombinationen versehen werden (DD-PS 2 05 423).
• 5. Kombinationen der Gruppen 3 und 4.
  Die Variante 1 hat den Nachteil, daß durch die notwendige Temperaturerhöhung zum Aufschmelzen der wachsähnlichen Produkte unerwünschte Phasenumwandlungen im Calciumsul­ fatbindemittel ablaufen, die eine Verringerung der Festig­ keit zur Folge haben.
  Die Variante 2 hat hingegen den Nachteil, daß das doppelte Brennen zum Beispiel mit Alaunen zu arbeits- und energie­ aufwendig ist und nur für spezielle Anwendungsgebiete eingesetzt wird, z. B. zur Hydrophobierung von Feuchtraum­ böden.
  Die Varianten 3, 4 und 5 haben den Nachteil, daß die Zu­ mischungen bzw. Überzüge aus Paraffinwachs, Siliconen etc. dem Wasserangriff nur begrenzte Zeit standhalten. Hinzu kommt der relativ hohe Preis für die Herstellung von Sili­ conen mit längeren organischen Resten (mit mehr als zwei Kohlenstoffatomen). Diese längerkettigen organischen Reste machten sich jedoch erforderlich, um wirkungsvollere und vor allem relativ beständige Hydrophobierungsüberzüge zu erhalten.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wasserabweisung bei Calciumsulfatbindemitteln und -hydratationsprodukten zu entwickeln, wobei gegenüber bekannten Verfahren der Energie- und Arbeitszeitaufwand gesenkt werden soll und kostengünsti­ gere Einsatzstoffe zur Anwendung kommen sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ausbildung elastischer hydrophober Filme auf Calciumsulfat­ bindemitteln und hydratationsprodukten zu entwickeln, wobei die Calciumsulfatprodukte einen erhöhten Hydrophobierungs­ effekt aufweisen sollen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Anhydrit oder dem dehydratisierten Gips Lösungen von epoxi­ dierten niedermolekularen Polybutadienen zugesetzt oder nach dem Austrocknungsprozeß der Mischung einschichtig aufgetragen werden, wobei als Lösungsmittel für die epoxidierten Poly­ butadiene Benzin, Aceton, Essigsäureester und Petroleum verwendet werden.

Um einen hohen Hydrophobierungseffekt zu erreichen, werden epoxidierte Polybutadiene mit einem Epoxidgehalt von 1 bis 30% des Doppelbindungsgehaltes einer mittleren Molmasse M_n von 500 bis 5000 g/mol und einem 1,4-cis-Mikrostruktur­ anteil von größer 60% verwendet. Diese Polybutadiene können neben einer physikalischen Anlagerung an die Anhydrit- und Gipskristalle auch chemische Bindungen eingehen.

Die epoxidierten Polybutadiene werden dem Anhydrit bzw. dem dehydratisierten Gips 45 bis 60 Sekunden nach Mischbeginn zugesetzt. Die Zugabemenge an epoxidiertem Polybutadien be­ trägt 1 bis 4% bezogen auf die Masse des eingesetzten An­ hydrits bzw. des dehydratisierten Gipses. Die Modifizierung mit den Lösungen der epoxidierten Polybutadiene erfolgt durch Zumischen, Einsprühen oder Anstreichen.

Die so erhaltenen Anhydrithydratationsprodukte besitzen eine um 40 bis 45% geringere Wasseraufnahme im Vergleich zu den nicht hydrophobierten Materialien.

Es war dabei überraschend und unerwartet, daß unter den re­ lativ milden Reaktionsbedingungen die Epoxidringe in den Polymeren aufgespalten werden und eine ähnlich feste Bindung zur Gips- bzw. Anhydritoberfläche ausgebildet wird, wie sie bei Siliconen durch eine Silicium-Sauerstoff-Bindung reali­ siert wird. Neben den Polybutadienen können zur weiteren Modifizierung des Anhydrits bzw. des dehydratisierten Gipses andere Zusätze, wie Plastifikatoren, Farbstoffe, Abbindere­ gulatoren u. ä. zugegeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht im Vergleich zu dem bekannten Stand der Technik eine energieökonomisch günstigere Herstellung von Calciumsulfatprodukten. Mit diesen Produkten können neue Anwendungsgebiete im Bauwesen, z. B. als Fließanhydritestrich im Bereich von Naßstrecken oder im Außen­ klimabereich, erschlossen werden.

Die Verwendung von epoxidierten Polybutadienen zur Hydropho­ bierung von Calciumsulfatprodukten erweist sich kosten­ günstiger als der Einsatz von Siliconen mit Organylresten, die mehr als 2 Kohlenstoffatome enthalten bzw. als der Ein­ satz entsprechender Siliconprecursoren.

Die Erfindung wird durch nachstehende Ausführungsbeispiele erläutert.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Ausgetrocknete Anhydrithydratationsprodukte werden mit 3% eines epoxidierten Polybutadiens (Epoxidgehalt: 22%, Mol­ masse M_n: 1355 g/mol, 1,4-cis-Gehalt: 70%), die in einer 10%igen Benzinlösung enthalten sind, eingesprüht. Die hydrophobierten Hydratationsprodukte haben gegenüber den nicht hydrophobierten Produkten eine um 45% geringere Wasseraufnahme nach 2 Stunden Wasserlagerung.

Beispiel 2

Sulfatisch angeregtem Anhydritbinder werden 45 und 60 Sekunden nach Mischbeginn 1, 2 oder 4%, bezogen auf die Masse, eines epoxidierten Polybutadiens (Epoxidgehalt: 28%, Molmasse M_n: 1 435 g/mol, 1,4-cis-Gehalt: 72%), enthalten in einer 10 eigen Benzinlösung, zugemischt.

Die Wasseraufnahme der so hydrophobierten Produkte nach 2 Stunden Wasserlagerung ist um 40 bis 45% geringer gegenüber nicht hydrophobierten Produkten.

Claims (4)

1. Verfahren zur Hydrophobierung von Calciumsulfatprodukten, dadurch gekennzeichnet, daß das Anhydrit bzw. der de­ hydratisierte Gips mit 1 bis 4%, bezogen auf die Masse, eines epoxidierten niedermolekularen Polybutadiens, das einen Epoxidgehalt von 1 bis 30%, eine mittlere Molmasse M_n von 500 bis 5000 g/mol und einen 1,4-cis-Mikrostruktur­ anteil von größer 60% aufweist und das in einem organi­ schen Lösungsmittel gelöst ist, versetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung des epoxidierten Polybutadiens den Calcium­ sulfatprodukten 45 bis 60 Sekunden nach dem Mischbeginn zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung des epoxidierten Polybutadiens auf die Calcium­ sulfatprodukte einschichtig aufgesprüht oder aufgestrichen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel für das epoxidierte Polybutadien Benzin, Aceton, Essigsäureester oder Petroleum verwendet wird.