DE4418807A1

DE4418807A1 - Betontrennmittel mit verbessertem Korrosionsschutz

Info

Publication number: DE4418807A1
Application number: DE4418807A
Authority: DE
Inventors: Leonhard Wittich; Stephan Dr Heck; Lothar Friesenhagen; Guenther Dr Demmering; Horst Diester Komp; Michael Dr Koehler
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-07

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Trennmittel für Be tonschalungen und -formen und beschreibt neue Betontrennmit tel, die mit Wasser nicht mischbare, bei Temperaturen von 5 bis 15°C flüssige, monofunktionelle Alkohole, Emulgatoren und Rostschutzmittel enthalten.

Stand der Technik

Trennmittel für Betonschalungen und Formen sind z. B. aus der entsprechenden Richtlinie des Hauptausschusses "Betontechno logie des Deutschen Beton-Vereins e.V.", Wiesbaden, von 1980 oder aus H.Reul, Handbuch Bauchemie, Verlag für chem. Indu strie, Ziolkowsky AG, Augsburg, 1991, S. 319f, bekannt. Sie werden vor dem Einbringen des Frischbetons auf die Schalung aufgetragen. Beim Ausschalen sollen die Trennmittel die Haf tung zwischen Beton und Schalung verringern sowie Schäden an der Betonoberfläche und der Schalung vermeiden. Die Anzahl der technisch möglichen Einsätze des Schalungsmaterials soll dadurch erhöht werden.

Die Trennmittel enthalten im allgemeinen eine Ölkomponente, sowie verschiedene Zusatzstoffe, z. B. Rostschutzmittel, Antioxidantien, Antiporenmittel, Konservierungsmittel, Netz mittel, Haftmittel, sowie Emulgatoren.

Als Ölkomponente werden verschiedene Stoffklassen bzw. deren Mischungen eingesetzt, z. B. Mineralöle oder Weißöle, Wachse, Triglyceride auf Basis von pflanzlichen oder tierischen Ölen oder Fetten oder Fett-Derivate.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Betontrennmittel in Form einer wäßrigen Emulsion. Wenn diese Anwendung ge wünscht wird, enthalten die Trennmittel in der Regel Emulgatoren wie Seifen, ethoxylierte Fettsäuren und ethoxylierte Alkylphenole oder Petrolsulfonate in Mengen von etwa 10 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Ölkomponente. Üblicher weise erfolgt die Lieferung der Trennmittel zur Einsatzstelle nicht als Emulsion, sondern in Form eines Konzentrats, welches unmittelbar vor dem Einsatz verdünnt wird.

Betontrennmittel, die als Ölkomponente monofunktionelle, mit Wasser nicht mischbare, bei Temperaturen von 5 bis 15°C flüssige Alkohole enthalten, sind in der deutschen Patentan meldung mit dem Aktenzeichen P 44 00 272.6 beschrieben. Sie zeigen hervorragende Wirkung auf Holz- oder Kunststoffscha lungen, führen aber auf Metallschalungen zu Korrosionser scheinungen.

Die Aufgabe der Erfindung hat darin bestanden, Betontrenn mittel zur Verfügung zu stellen, die als Ölkomponente monofunktionelle, mit Wasser nicht mischbare, bei Tempera turen von 5 bis 15°C flüssige Alkohole und Emulgatoren enthalten und auf Metallschalungen nicht zu Korrosionser scheinungen führen.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung sind Formtrennmittel für Beton, die sich dadurch auszeichnen, daß sie

a) eine mit Wasser nicht mischbare, bei Temperaturen von 5 bis 15°C flüssige, monofunktionelle Alkoholkomponente mit 6 bis 30 C-Atomen,
b) gewünschtenfalls andere, nicht wassermischbare organische Verbindungen, wobei a) und b) die Ölkomponente bilden,
c) ein Emulgiermittel,
d) ein Rostschutzmittel
e) gewünschtenfalls weitere, in Formtrennmitteln für Beton übliche Hilfsstoffe,
f) sowie gewünschtenfalls Wasser

enthalten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der Formtrennmittel zur Behandlung von Schalungsmaterial im Be tonbau.

Ölkomponente

Es wurde gefunden, daß sich monofunktionelle, mit Wasser nicht mischbare, bei Temperaturen von 5 bis 15 °C flüssige Alkohole besonders leicht emulgieren lassen. Die Emulgierung gelingt bereits, ohne daß Emulgator zugefügt werden muß; durch Zugabe geringer Mengen von Emulgatoren kann die Quali tät der Emulsionen deutlich verbessert werden.

Im Sinne der Erfindung werden unter mit Wasser nicht misch baren Alkoholen solche verstanden, deren Löslichkeit in Was ser bei 20°C unter 5 Gew.-% liegt.

Bei Temperaturen von 5 bis 15°C flüssig bedeutet, daß die erfindungsgemäßen Alkohole oder Mischungen von Alkoholen bei diesen Temperaturen bewegliche, fließfähige Flüssigkeiten darstellen.

Es wurde gefunden, daß höhere Alkohole aus der Klasse der ungesättigten Fettalkohole, der Guerbetalkohole, der Oxo- Alkohole und der gesättigten Alkohole mit 6 bis 10 C-Atomen im Sinne der Erfindung besonders geeignet sind.

Die erfindungsgemäß verwendeten ungesättigten Fettalkohole sind an sich bekannte Verbindungen, die durch partielle Hy drierung von Fetten oder Fettsäuremethylestern erhältlich sind. Die als Rohstoffbasis eingesetzten Fette und Öle sind keine reinen chemischen Verbindungen, sondern ihre Fettsäuren besitzen eine C-Kettenverteilung und können in gesättigter, einfach oder mehrfach ungesättigter Form vorliegen. Dement sprechend besitzen auch die aus ihnen hergestellten Fettal kohole eine C-Kettenverteilung und können gesättigte, einfach oder mehrfach ungesättigte Spezies enthalten.

Die ungesättigten Fettalkohole können aus 12 bis 22, vor zugsweise 16 bis 18 C-Atomen bestehen und Jodzahlen im Be reich von 40 bis 170, vorzugsweise von 70 bis 100 aufweisen. Als Rohstoffbasis werden Fette und Öle pflanzlichen und tie rischen Ursprungs eingesetzt, z. B. Palmkernöl, Talg, Rapsöl, Sojaöl, Palmöl und Sonnenblumenöl.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung eines ungesättigten Fettalkohols auf Basis von Talg und/oder Rapsöl, der auch ohne Destillation eingesetzt werden kann.

Auch Guerbetalkohole lassen sich erfindungsgemäß verwenden. Guerbetalkohole sind durch die an sich bekannte, mit Alkali katalysierte Kondensation von aliphatischen Alkoholen bei Temperaturen von etwa 200°C erhältlich. In die Kondensati onsreaktion können Alkohole mit 8 bis 22 C-Atomen eingesetzt werden. Bevorzugt werden lineare Alkohole mit 8 bis 14 C- Atomen für die Kondensation verwendet, die zu den bevorzugt verwendeten Guerbetalkoholen mit 16 bis 28 C-Atomen führt.

Weiterhin können auch sogenannte Oxo-Alkohole verwendet wer den. Dabei handelt es sich um meist primäre, teilweise ver zweigte höhere Alkohole, die bei der Oxo-Synthese gewonnen werden. Bei dieser Synthese werden durch Anlagerung von Kohlenmonoxid an Olefine gewonnene Aldehyde mit Wasserstoff zu Alkoholen mit beispielsweise 8 bis 15 C-Atomen reduziert.

Schließlich ist auch die Verwendung gesättigter Alkohole auf nativer oder synthetischer Basis mit 6 bis 10 C-Atomen mög lich.

Die vorstehend beschriebenen Ölkomponenten können, gegebe nenfalls nach Zusatz von dem Fachmann für diese Zwecke be kannten Additiven, z. B. Rostschutzmitteln, Antioxidantien, Antiporenmitteln, Konservierungsmitteln, Netzmitteln und Haftmitteln als Betontrennmittel verwendet werden.

Neben den erfindungsgemäßen Alkoholen kann die Ölkomponente - in untergeordneten Mengen bis 15 Gew.-% - auch noch andere für diese Zwecke geeignete Öle, wie Fettsäure-Ester, Triglyceride und - obwohl nicht bevorzugt - Mineralöl enthalten.

Emulgator

Die erfindungsgemäßen Ölkomponenten lassen sich überraschen derweise bereits durch Zusatz geringer Mengen geeigneter Emulgatoren in stabile Emulsionen überführen.

Als Emulgatoren eignen sich die an sich bekannten W/O- und O/W-Emulgatoren, wie z. B. Ethoxylate von Fettalkoholen oder Alkylphenolen, Ethoxylate von Fettsäuren, Fettsäuremonogly cerinester, Seifen der Fett- oder Harzsäuren und dergleichen. Besonders gut eignen sich die Natrium- oder Kalium-Seifen von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 12 bis 22 C- Atomen, z. B. Natriumstearat oder Kaliumoleat. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Betontrennmittel werden die Emulgatoren in Mengen von 0,5 bis 8 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-% - bezogen auf die Ölkomponente - zugefügt.

Durch Emulgieren in Wasser lassen sich stabile Emulsionen herstellen, die auch bei niedrigen Temperaturen von 0°C bis -5°C stabil sind. Eine Verbesserung der Kältestabilität kann durch an sich bekannte Maßnahmen wie den Zusatz von wasser löslichen Polyacrylaten in Mengen von 0,05 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 0,2 Gew.-% - bezogen auf die Emulsion - er reicht werden.

Die aus den erfindungsgemäßen Betontrennmitteln hergestellten Emulsionen können einen Aktivsubstanzgehalt von 5 bis 55 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 40 Gew.-% aufweisen. Die so herge stellten Emulsionen sind dünnflüssig bis viskos und haben Wasser als kontinuierliche Phase.

Es ist auch möglich, die erfindungsgemäßen Betontrennmittel in Form hochviskoser Pasten in Form einer Wasser-in-Öl- Emulsion zu formulieren, indem man die zugegebene Wassermenge so bemißt, daß Pasten mit einem Aktivsubstanzgehalt von 60 bis 85 Gew.-%, bevorzugt 70 bis 80 Gew.-% entstehen.

Rostschutzmittel

Als Rostschutzmittel oder Korrosionsinhibitoren kommen eine Reihe von Verbindungen in Frage.

Eine Gruppe erfindungsgemäßer Rostschutzmittel bilden bei spielsweise die Amine, z. B. Octylamin, Tridecylamin, Dibutylamin, Tributylamin, Dimethylalkylamine mit 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylkette oder Diamine wie Ethylendiamin, 1,2-Propylendiamin, Diethylentriamin und - bevorzugt - Alkanolamine wie Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, 1-Amino-2-propanol, Diisopropanolamin, Triisopropanolamin, Methylethanolamin, Dimethylethanolamin, Aminoethylethanolamin, Ethylethanolamin, und Diethylethanol amin, die eine korrosionsinhibierende Wirkung, insbesondere auf Eisen oder eisenhaltigen Legierungen aufweisen.

Eine weitere Gruppe wirksamer Verbindungen stellen anionaktive Verbindungen wie Natrium-, Kalium- oder Amin- Seifen von Fettsäuren, bevorzugt mit 6 bis 10 C-Atomen, von Dimerfettsäure oder die entsprechenden Verbindungen von aro matischen Mono- oder Dicarbonsäuren, wie z. B. Benzoe- oder Phthalsäure, dar.

Auch die Salze von sauren Phosphorsäureestern mit Alkoholen mit 6 bis 18 C-Atomen oder Phosphorsäuresalze wie das Trinatriumphosphat stellen Rostschutzmittel im Sinne der Er findung dar.

Eine weitere Gruppe korrosionsinhibierender Verbindungen, die erfindungsgemäß verwendet werden können, stellen die Amide von Fettsäuren mit Alkanolaminen wie Monoethanolamin oder Diethanolamin, Monopropanolamin oder Dipropanolamin, dar. Bevorzugt werden die Monoethanolamide gesättigter und unge sättigter Fettsäuren mit 16 bis 20 C-Atomen eingesetzt, be sonders bevorzugt das Ethanolamid der Ölsäure oder Linolsäure oder technischer Mischungen dieser Fettsäuren.

Weiterhin wirken Verbindungen aus der Klasse der Triazole, wie z. B. Benzotriazol oder Toluyltriazol korrosionsinhi bierend.

Da die verschiedenen Korrosionsinhibitoren auch synergistisch wirken können, ist es auch möglich, Mischungen der vorge nannten Verbindungen einzusetzen.

Die Mengen an zugesetztem Rostschutzmittel liegen bei 0,01 bis 2 Gew.-%, bevorzugt bei 0,1 bis 1,0 Gew.-% bezogen auf das gesamte Mittel ohne Wasser.

Die Rostschutzmittel können in das wasserfreie Betontrenn mittel eingearbeitet werden, sofern sie darin löslich sind. Es ist auch möglich, die Rostschutzmittel in das zur Emulgierung der Betontrennmittel erforderliche Wasser oder nach erfolgter Emulgierung in die fertige Emulsion zu geben.

Zusatzstoffe

Neben der Ölkomponente und den Emulgatoren können die erfindungsgemäßen Betontrennmittel noch übliche Zusatzstoffe wie Antioxidantien, Antiporenmittel, Konservierungsmittel, Stabilisatoren, Netzmittel und Haftmittel in Mengen bis zu 10 Gew.-% - bezogen auf das gesamte Mittel ohne Wasser - enthal ten.

Herstellung

Die Herstellung der Trennmittel kann bevorzugt dadurch er folgen, daß die Ölkomponente mit dem Emulgator, dem Rost schutzmittel und gegebenenfalls den Zusatzstoffen innig ver mischt wird. Dieses sogenannte Konzentrat kann direkt oder nach Emulgierung in Wasser eingesetzt werden.

Die Emulgierung erfolgt bevorzugt so, daß das Konzentrat un ter Rühren in Wasser eingearbeitet wird.

Applikation

Die Trennmittel können in reiner Form oder in Form ihrer Emulsion durch Spritzen, Sprühen, Streichen, Pinseln oder Bürsten auf die Schalungsflächen aufgetragen werden. Die niedrigviskosen Emulsionen sind so stabil, daß sie ohne Pro bleme versprühbar sind. Hochviskose Pasten können auch durch Spachteln aufgebracht werden.

Die erfindungsgemäßen Betontrennmittel können allein oder in Form ihrer wäßrigen Emulsionen zur Behandlung von Stahl-, Kunststoff- oder Holzschalungen im Betonbau verwendet werden. Die Applikation kann mit den dafür üblichen Aggregaten ge schehen.

Beispiele

Alle Prozentangaben in den Beispielen verstehen sich, sofern nicht anders angegeben, in Gewichtsprozent.

Beispiel 1 Herstellung eines Betontrennmittels Konzentrat

In einem Rührgefäß wurden 996 g eines ungesättigten Fettal kohols (C-Kettenverteilung 1% C12, 4% C14, 12% C16, 82% C18, 1% C20, Jodzahl 92,6) bei 100°C mit 4 g Natriumstearat ge mischt und 10 Minuten lang gerührt.

Man erhielt 1000 g eines homogenen, bei Raumtemperatur gelartigen Konzentrats.

Emulsion

300 g dieses Konzentats wurden unter Rühren in eine Mischung aus 698 g vollentsalztes Wasser und 2 g Rostschutzmittel zu gefügt worden waren, gegeben. Man erhielt eine milchige Emulsion, die über 4 Wochen bei Raumtemperatur (ca. 23°C) stabil gegen Sedimentation oder Aufrahmen blieb.

Die Viskosität betrug 1700 cPs (centiPoise), bestimmt mit dem Brookfield-Viskosimeter, Spindel 4, bei 23°C.

Beispiele für die Rostschutzmittel sind in der Tabelle 1 dargestellt.

Rostschutzmittel
Beispiel
Rostschutzmittel
2
Tri-Natriumphosphat, Na₃PO₄
3	N-(2-Aminoethyl)-ethanolamin @	4	Texamin® KE 3160 @	5	Texamin® KE 3161

Texamin® KE 3160 ist ein Rostschutzmittel der Firma Henkel, das eine Mischung aus Fettsäuremonopropanolamid, Alkanolaminen und kurzkettigen Fettsäuren darstellt.

Texamin® KE 3161 ist ein Rostschutzmittel der Firma Henkel, das eine Mischung aus Fettsäuremonoethanolamid, Alkanolaminen und kurzkettigen Fettsäuren darstellt.

Prüfung auf Korrosionsschutzwirkung

Ein Blech aus einem nicht legierten Stahl, Werkstoffbezeich nung St 37-2, wurde mit den erfindungsgemäßen Betontrennmit teln nach den Beispielen 2 bis 5 besprüht. Zum Vergleich wurde ein mit einer Betontrennmittelemulsion ohne Rost schutzmittel (Vgl 1) und ein mit vollentsalztem Wasser (Vgl 2) besprühtes Blech geprüft.

Die befeuchteten Bleche wurden in bestimmten Zeitabständen visuell auf Rostbildung geprüft.

Beispiel 6 Applikationsversuch

Die entsprechend Beispiel 5 hergestellte Emulsion wurde mit einem Sprühgerät in eine Baustahlform gesprüht.

Die Form wurde mit Beton ausgegossen. Nach Aushärtung konnte die Verschalung problemlos und ohne Absandungserscheinungen am Beton abgenommen werden.

Claims

1. Formtrennmittel für Beton, dadurch gekennzeichnet, daß es

a) eine mit Wasser nicht mischbare, bei Temperaturen von 5 bis 15°C flüssige, monofunktionelle Alkoholkomponente mit 6 bis 30 C-Atomen,
b) gewünschtenfalls andere, nicht wassermischbare organische Verbindungen, wobei a) und b) die Ölkomponente bilden,
c) ein Emulgiermittel,
d) ein Rostschutzmittel,
e) gewünschtenfalls weitere, in Formtrennmitteln für Beton übliche Hilfsstoffe,
f) sowie gewünschtenfalls Wasser enthält.

2. Formtrennmittel für Beton nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es

a) aus mindestens 68 Gew.-% einer mit Wasser nicht mischbaren, bei Temperaturen von 5 bis 15°C flüssigen, monofunktionellen Alkoholkomponente mit 6 bis 30 C-Atomen,
b) aus gewünschtenfalls bis zu 12 Gew.-% anderer, nicht wassermischbarer organischer Verbindungen, wobei a) und b) die Ölkomponente bilden,
c) aus bis zu 8 Gew.-% eines Emulgiermittels,
d) aus bis zu 2 Gew.-% eines Rostschutzmittels,
e) aus gewünschtenfalls bis zu 10 Gew.-% weiterer, in Formtrennmitteln für Beton üblicher Hilfsstoffe, wobei die Summe aus a) + b) + c) + d) + e) gleich 100 Gew.-% ist, besteht.

3. Formtrennmittel für Beton nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
5-85 Gew.-% einer organischen Phase aus Ölkomponente, Hilfsstoffen und Emulgiermittel und
95-15 Gew.-% Wasser, besteht.

4. Formtrennmittel für Beton nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
15-55 Gew.-% einer organischen Phase aus Ölkomponente, Hilfsstoffen und Emulgiermittel und
85-45 Gew.-% Wasser, besteht.

5. Formtrennmittel für Beton nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Wasser nicht mischbare, bei Temperaturen von 5 bis 15°C flüssige, monofunktionelle Alkoholkomponente ungesättigte Fettalkohole mit 12 bis 22 C-Atomen sowie Jodzahlen im Bereich von 40 bis 170 und/oder Guerbetalkohole mit 16 bis 28 C-Atomen und/oder Oxo-Alkohole mit 8 bis 15 C-Atomen und/oder gesättigte Alkohole mit 6 bis 10 C-Atomen darstellt.

6. Formtrennmittel für Beton nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Wasser nicht mischbare, bei Temperaturen von 5 bis 15°C flüssige, monofunktionelle Alkoholkomponente ungesättigte Fettalkohole mit überwiegend 16 bis 18 C-Atomen sowie Jodzahlen im Bereich von 70 bis 100 darstellt.

7. Formtrennmittel für Beton nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgiermittel in Mengen von 0,5 bis 8 Gew%, bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-% - bezogen auf die Ölkomponente aus Alkoholkomponente und anderen, nicht wassermischbaren organischen Verbindungen - enthalten sind.

8. Formtrennmittel für Beton nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgiermittel Seifen von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen darstellen.

9. Formtrennmittel für Beton nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rostschutzmittel Verbindungen aus den Gruppen der Amine, Alkanolamine, Fettsäure-Salzen, Salzen von sauren Phosphorsäureestern, Phosphorsäure-Salzen und Amiden von Fettsäuren darstel len.

10. Formtrennmittel für Beton nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rostschutzmittel in Mengen von 0,01 bis 2 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 1 Gew.-%, - bezogen auf das gesamte Mittel ohne Wasser - vorhanden sind.

11. Formtrennmittel für Beton nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstoffe Antioxidantien, Antiporenmittel, Konservierungsmittel, Stabilisatoren, Netzmittel und Haftmittel darstellen.

12. Formtrennmittel für Beton nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatoren wasserlösliche Polyacrylate darstellen und in Mengen von 0,05 bis 0,5 Gew.-% - bezogen auf die Emulsion - verwendet werden.

13. Formtrennmittel für Beton nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen nicht wassermischbaren organischen Verbindungen Fett säure-Ester, Triglyceride und/oder Mineralöl darstellen.

14. Verwendung der Formtrennmittel gemäß Anspruch 1 bis 13 zur Behandlung von Schalungsmaterial im Betonbau.