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Die
Erfindung betrifft die Verwendung von Polymeren in Gipswandpappe.
Die Polymere enthalten hydrophob modifizierte Monomere als polymerisierte
Einheiten und werden durch Emulsionspolymerisierung hergestellt.
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Gipswandpappe
ist ein Material, das verbreitet in Gebäuden für Wände und Decken verwendet wird. Es
handelt sich üblicherweise
um ein flaches Brett aus Gipsmaterial, das an beiden äußeren Oberflächen mit Papier
beschichtet ist.
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Gipswandpappe
enthält
typischerweise Calciumsulfathemihydrat als Hauptinhaltsstoff und
ist daher sehr hydrophil. Fällt
ein Tropfen Wasser auf den Gips, wird er fast sofort absorbiert.
Dies kann dadurch zu Problemen führen,
dass der Gips geschwächt
werden kann oder das Wasser Flecken an den Wänden oder Decken verursachen
kann.
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Gipswandpappe
kann an Orten verwendet werden, an denen sie einer hohen Feuchtigkeit
ausgesetzt ist, wie z.B. Gebieten mit feuchtem Klima. Der Kontakt
mit Wasser ist üblich
in Räumen
wie Bädern
oder Küchen,
in denen sich der Dampf aus Duschen im Raum aufbauen oder Wasser
aus dem Waschbecken an die Wand spritzen kann. Alternativ kann die
Gipswandpappe durch undichte Dächer
oder Röhren
mit Wasser in Kontakt kommen. Aufgrund der Probleme im Zusammenhang
mit Wasser besteht ein Bedarf an einer wasserbeständigen Gipswandpappe.
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Ein
Ansatz dieses Problem zu lösen,
bestand darin, die Papierbeschichtung mit einem Latex aus mit Wasser
gemischten Harzfeststoffen zu behandeln. Dieser Ansatz wurde in
US-Patent Nr. 5,397,631 gezeigt. Gipswandpappe, die eine in einer
solchen Weise behandelte Papierbeschichtung aufweist, kann üblicherweise leicht
identifiziert werden, da die Papierbeschichtungen dazu neigen, blau
oder grün
zu sein, um darauf hinzuweisen, dass sie behandelt wurden. Obwohl
dieser Ansatz einen gewissen Schutz gegenüber Wasser gewährleistet,
kann das Wasser die behandelte Papierbeschichtung langsam durchdringen
und in den Gips eindringen. Wachse wurden verwendet, um dem Gips
durch Beimischen des Waches zu dem Gips eine gewisse Wasserbeständigkeit
zu verleihen, aber es gibt keine Lehre, dass Polymere in dieser
Weise nützlich
sind.
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Wenn
Polymere dem Gips beigemischt wurden, war die Absicht, die Festigkeit
des Gipses zu erhöhen. WO
98/30515 offenbart die Verwendung von Polymeren von Niederalkylacrylatestern
Butylacrylat und Methylmethacrylat als Zusatzstoffe für Gips,
um die Festigkeit der Gipswandpappe zu verbessern. Obwohl die verwendeten
Polymere die Festigkeit der Gipswandpappe verbessern, liefern sie
keine Wasserbeständigkeit.
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Daher
besteht ein fortwährendes
Bedürfnis
nach einer wasserbeständigen
Gipswandpappe. Es wäre auch
nützlich,
wenn die Behandlung, die Wasserbeständigkeit verleiht, die Gipswandpappe
nicht schwächt.
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Ich
habe gefunden, dass dieses Bedürfnis
durch die Behandlung des Gipses mit einem Polymer, das als polymerisierte
Einheiten ein hydrophob modifiziertes Monomer enthält, erfüllt werden
kann. Unter hydrophob modifiziertem Monomer versteht man einen C12 bis C40-Alkylester
von (Meth)acrylsäure.
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Die
vorliegende Erfindung liefert eine Zusammensetzung, die einschließt von 80
bis 99,5 Gewichtsteile Calciumsulfat, und von 0,5 bis 20 Gewichtsteile
eines Polymers, das als polymerisierte Einheiten einschließt: a) von
20 bis 95 Gewichtsteile von mindestens einem C12-
bis C40-Alkylester von (Meth)acrylsäure, b)
von 4 bis 79 Gewichtsteile von mindestens einem ethylenisch ungesättigten
Monomer, und c) von 1 bis 10 Gewichtsteile von mindestens einer
ethylenisch ungesättigten
Säure,
enthaltend Monomer oder Salze davon.
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In
einem zweiten Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Schutz von Gipswandpappe, welches einschließt: 1) Mischen von 0,5 bis
20 Gewichtsteilen eines Polymers mit von 80 bis 99,5 Gewichtsteilen
Calciumsulfat und Wasser; 2) Formen der Mischung, um eine Gipswandpappe
zu bilden; und 3) Trocknen der Gipswandpappe, worin das Polymer
als polymerisierte Einheiten einschließt: a) von 20 bis 95 Gewichtsteile
von mindestens einem C12- bis C40-Alkylester
von (Meth)acrylsäure,
b) von 4 bis 79 Gewichtsteile von mindestens einem ethylenisch ungesättigten
Monomer, und c) von 1 bis 10 Gewichtsteile von mindestens einer
ethylenisch ungesättigten
Säure,
enthaltend Monomer oder Salze davon.
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Das
in dieser Erfindung verwendete Polymer kann durch ein Einphasen-
oder Mehrphasen-Verfahren hergestellt
werden. Bei dem Verfahren zur Herstellung des Polymers kann es sich
um Lösungspolymerisierung oder
Emulsionspolymerisierung unter Verwendung von Methyl-β-Cyclodextrin ("CD") handeln. Siehe
US-Patent Nr. 5,521,266 für
eine detaillierte Beschreibung des Emulsionspolymerisierungsverfahrens.
Das Emulsionspolymerisierungsverfahren unter Verwendung von CD ist
bevorzugt.
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Die
Morphologie des Polymers, das in dieser Erfindung verwendet wird,
kann so konzipiert werden, dass bestimmte Eigenschaften des Polymers
optimiert werden. Zum Beispiel kann das Polymer in einer Kern-Hülle-Morphologie
hergestellt werden, wobei das Kernpolymer so konzipiert ist, dass
es eine niedrigere Glasübergangstemperatur
aufweist als das Polymer, das die Hülle bildet. Alternativ kann
das Polymer, das den Kern bildet, so konzipiert werden, dass es
eine höhere
Glasübergangstemperatur
aufweist als das Polymer, das die Hülle bildet. In diesem Fall
kann der Kern als Füllstoff
dienen und die Hülle
kann die härteren
Kerne zusammenbinden, um die Filmbildung zu unterstützen. Die
Kern-Hülle-Polymere
können
hergestellt werden durch Verfahren, die im Stand der Technik bekannt
sind.
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Im
Verfahren, das verwendet wurde, um die Proben dieser Anmeldung herzustellen,
wurde ein erster Abschnitt hergestellt durch Zugabe von einer Monomeremulsion
und Natriumpersulfat zu einer Lösung
enthaltend CD, deionisiertes Wasser und oberflächenaktives Mittel. Der erste
Abschnitt wurde bei 85°C
umgesetzt. Ein zweiter Abschnitt wurde hergestellt durch Herstellen
einer zweiten Monomeremulsion und Zufüttern der zweiten Monomeremulsion
und einer Natriumpersulfatlösung
zu dem umgesetzten ersten Abschnitt. Der zweite Abschnitt wurde
bei 85°C
umgesetzt.
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Das
Polymer, das in dieser Erfindung verwendet wird, enthält als polymerisierte
Einheiten von 20 bis 95 Gewichtsteile, bevorzugt 40 bis 95 Gewichtsteile,
von mindestens einem C12- bis C40-Alkylester
von (Meth)acrylsäure.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Polymer, das in dieser Erfindung
verwendet wird, als polymerisierte Einheiten von 60 bis 95 Gewichtsteile,
bevorzugt 70 bis 94 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 80 bis 93
Gewichtsteile von mindestens einem C12-
bis C40-Alkylester von (Meth)acrylsäure enthält. Es ist
bevorzugt, dass es sich bei dem Alkylester von (Meth)acrylsäure um einen
C12- bis C30-Alkylester
von (Meth)acrylsäure
handelt. Es ist besonders bevorzugt, dass der Alkylester von (Meth)acrylsäure ein
C12- bis C18-Alkylester von
(Meth)acrylsäure
ist. Geeignete Alkylester von (Meth)acrylsäure schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf,
Lauryl(meth)acrylat, Cetyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Behenyl(meth)acrylat
und Eicosyl(meth)acrylat. Günstige
Eigenschaften können
erhalten werden durch die Verwendung von mehr als einem C12- bis C40-Alkylester
von (Meth)acrylsäure.
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Das
Polymer, das in dieser Erfindung verwendet wird, kann als polymerisierte
Einheiten auch enthalten von 4 bis 79 Gewichtsteile, bevorzugt 4
bis 59 Gewichtsteile von mindestens einem ethylenisch ungesättigten
Monomer. Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Polymer, das in dieser
Erfindung verwendet wird, als polymerisierte Einheiten von 4 bis
39 Gewichtsteile, bevorzugt 5 bis 29 Gewichtsteile, besonders bevorzugt
6 bis 19 Gewichtsteile von mindestens einem ethylenisch ungesättigten
Monomer enthält.
Geeignete ethylenisch ungesättigte
Monomere zur Verwendung für
die Herstellung der Polymerzusammensetzungen dieser Erfindung schließen ein,
sind aber nicht beschränkt
auf (Meth)acrylestermonomere einschließlich Methylacrylat, Ethylacrylat,
Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Decylacrylat, Methylmethacrylat,
Butylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat und Hydroxypropylacrylat;
Acrylamid oder substituierte Acrylamide; Styrol oder substituiertes Styrol;
Vinylacetat oder andere Vinylester; Vinylmonomere wie Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid, N-Vinylpyrolidon; und Acrylonitril oder Methacrylonitril.
Butylacrylat, Methylmethacrylat und Styrol sind bevorzugt.
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Das
Polymer, das in dieser Erfindung verwendet wird, kann als polymerisierte
Einheiten auch enthalten von 1 bis 10 Gewichtsteile, bevorzugt 1
bis 5 Gewichtsteile von einer ethylenisch ungesättigten Säure enthaltend Monomer oder
Salze davon. Geeignete ethylenisch ungesättigte Säure-enthaltende Monomere schließen ein,
sind aber nicht beschränkt
auf, Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Crotonsäure,
Phosphoethylmethacrylat, 2-Acrylamido-2-methyl-1-propansulfonsäure, Natriumvinylsulfonat,
Itaconsäure,
Fumarsäure,
Maleinsäure, Monomethylitaconat,
Monomethylfumarat, Monobutylfumarat und Maleinsäureanhydrid. Acrylsäure und
Methacrylsäure
sind bevorzugt. Methacrylsäure
ist besonders bevorzugt.
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Das
Polymer, das in dieser Erfindung verwendet wird, kann als polymerisierte
Einheiten auch enthalten von 0 bis 25 Gewichtsteile, bevorzugt 0
bis 15 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 0 bis 10 Gewichtsteile eines
fluorierten ethylenisch ungesättigten
(Meth)acrylat-Monomers, wie ZonylTM-Produkte
(Marke von DuPont Chemical Company).
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Das
Polymer, das in dieser Erfindung verwendet wird, kann als polymerisierte
Einheiten auch enthalten von 0 bis 25 Gewichtsteile, bevorzugt 0
bis 15 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 0 bis 10 Gewichtsteile eines
Silicon-enthaltenden ethylenisch ungesättigten Monomers wie Vinyltrimethoxysilan
und Methacryloxypropyltrimethoxysilan.
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Das
Polymer, das in dieser Erfindung verwendet wird, kann als polymerisierte
Einheiten auch enthalten von 0 bis 80 Gewichtsteile, bevorzugt 0
bis 50 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 1 bis 15 Gewichtsteile eines
Monomers ausgewählt
aus C6-C20-Alkylstyrol
und Alkyl-alpha-methyl-styrol,
C6-C20-Alkyldialkylitaconat, C10-C20-Vinylester
von Carbonsäuren,
C8-C20-N-Alkylacrylamid und
-methacrylamid, C10-C20-Alkyl-alpha-hydroxymethylacrylat,
C8-C20-Dialkyl-2,2'-(oxydimethylen)diacrylat,
C8-C20-Dialkyl-2,2'-(alkyliminodimethylen)diacrylat,
C8-C20-N-Alkylacrylimid
und C10-C20-Alkylvinylether.
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Das
Polymer, das in dieser Erfindung verwendet wird, kann als polymerisierte
Einheiten auch enthalten von 0,1 bis 10 Gewichtsteile, bevorzugt
0,1 bis 5 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 0,1 bis 3 Gewichtsteile,
bezogen auf das Polymergewicht, eines Quervernetzers, ausgewählt aus
einem Quervernetzungsmittel und einem Quervernetzungsmonomer. Unter
Quervernetzer versteht man eine Verbindung, die mindestens 2 reaktive
Gruppen aufweist, die mit sauren Gruppen reagieren werden, die an
Monomeren der Zusammensetzungen dieser Erfindung gefunden werden.
Vernetzungsmittel, die in dieser Erfindung nützlich sind, schließen ein
Polyaziridin, Polyisocyanat, Polycarbodiimid, Polyamin und ein mehrwertiges
Metall. Das Vernetzungsmittel ist optional und kann zugegeben werden,
nachdem die Polymerisierung abgeschlossen ist.
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Quervernetzungsmonomere
sind Quervernetzer, die mit den Monomeren der Zusammensetzung dieser
Erfindung während
der Polymerisierung eingebaut werden. Vernetzende Monomere, die
nützlich
sind in dieser Erfindung, schließen ein Acetoacetatfunktionelle
Monomere wie Acetoacetoxyethylacrylat, Acetoacetoxypropylmethacrylat,
Acetoacetoxyethylmethacrylat, Allylacetoacetat, Acetoacetoxybutylmethacrylat
und 2,3-Di(acetoacetoxy)propylmethacrylat;
Divinylbenzol, (Meth)acryloylpolyester von polyhydroxylierten Verbindungen,
Divinylester von Polycarbonsäuren,
Diallylester von Polycarbonsäuren,
Diallyldimethylammoniumchlorid, Triallylterephthalat, Methylenbisacrylamid,
Diallylmaleat, Diallylfumarat, Hexamethylenbismaleamid, Triallylphosphat,
Trivinyltrimellitat, Divinyladipat, Glyceryltrimethacrylat, Diallylsuccinat,
Divinylether, die Divinylether von Ethylenglycol oder Diethylenglycoldiacrylat,
Polyethylenglycoldiacrylate oder -methacrylate, 1,6-Hexandioldiacrylat,
Pentaerythritoltriacrylat oder -tetraacrylat, Neopentylglycoldiacrylat,
Allylmethacrylat, Cyclopentadiendiacrylat, die Butylenglycoldiacrylate
oder -dimethacrylate, Trimethylolpropandi- oder triacrylate, (Meth)acrylamid,
n-Methylol(meth)acrylamid, Gemische davon u.ä. (Meth)acrylamid, n-Methylol(meth)acrylamid
und Gemische davon sind bevorzugt. Die eingesetzte Menge des Quervernetzers
wird so gewählt,
dass der Quervernetzer die Filmbildung nicht stört.
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Kettenübertragungsreagenzien
können
verwendet werden, um das Molekulargewicht des Polymers, das in dieser
Erfindung verwendet wird, zu kontrollieren. Geeignete Kettenübertragungsreagenzien
schließen ein
Mercaptane wie z.B. Dodecylmercaptan ("n-DDM"). Das Kettenübertragungsreagenz kann bei
einer Konzentration von 0,1 % bis 10%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Polymerzusammensetzung, verwendet werden.
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Die
Zusammensetzung dieser Erfindung wird typischerweise hergestellt
durch Mischen von 80 bis 99,5 Gewichtsteilen Calciumsulfat; von
0,5 bis 20 Gewichtsteilen, bevorzugt von 1 bis 15 Gewichtsteilen,
besonders bevorzugt von 3 bis 10 Gewichtsteilen eines Polymers ein schließend als
polymerisierte Einheiten: a) von 20 bis 95 Gewichtsteile von mindestens
einem C12-C40-Alkylester
von (Meth)acrylsäure,
b) von 4 bis 79 Gewichtsteile von mindestens einem ethylenisch ungesättigten
Monomer, und c) von 1 bis 10 Gewichtsteile von mindestens einer
ethylenisch ungesättigten
Säure,
enthaltend Monomer oder Salze davon und Wasser.
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Der
Zusammensetzung wird genug Wasser zugesetzt, so dass die Mischung
gerührt
und geschüttet werden
kann. Typischerweise werden von 30% bis 50% Wasser, bezogen auf
das Gewicht des Gipspulvers, verwendet. Bevorzugt werden von 35%
bis 45% Wasser, bezogen auf das Gewicht des Gipspulvers, verwendet.
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Die
Zusammensetzung kann Entschäumungsmittel
wie Dispersionen von Silikonverbindungen enthalten. Typischerweise
wird das Entschäumungsmittel
bei Konzentrationen von 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung, eingesetzt.
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Das
Polymer, das in der Zusammensetzung dieser Erfindung verwendet wird,
enthält
als polymerisierte Einheiten: a) von 20 bis 95 Gewichtsteile von
mindestens einem C12-C40-Alkylester von (Meth)acrylsäure, b) von
4 bis 79 Gewichtsteile von mindestens einem ethylenisch ungesättigten
Monomer, und c) von 1 bis 10 Gewichtsteile von mindestens einer
ethylenisch ungesättigten
Säure,
enthaltend Monomer oder Salze davon. In einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
das Polymer als polymerisierte Einheiten: a) von 40 bis 95 Gewichtsteile
von mindestens einem C12-C40-Alkylester
von (Meth)acrylsäure,
b) von 4 bis 59 Gewichtsteile von mindestens einem ethylenisch ungesättigten
Monomer, und c) von 1 bis 5 Gewichtsteile von mindestens einer ethylenisch
ungesättigten
Säure,
enthaltend Monomer oder Salze davon.
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Die
Mischung wird dann geformt und getrocknet. Typischerweise ist die
Form ein flaches Brett. Das Trocknen wird passiv durch Aussetzen
gegenüber
der Luft erreicht. Alternativ kann die Mischung auf Temperaturen
zwischen 50°C
und 150°C
erwärmt
werden, um das Trocknen zu beschleunigen. Bei der Wärme kann es
sich um Strahlungswärme,
heiße
Gebläseluft
oder einen Ofen handeln.
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Das
Verfahren der Erfindung liefert ein Verfahren zum Schutz von Gipswandpappe,
einschließend:
1) Mischen von 0,5 bis 20 Gewichtsteilen, bevorzugt 1 bis 15 Gewichtsteilen, besonders
bevorzugt 3 bis 10 Gewichtsteilen eines Polymers mit von 80 bis
99,5 Gewichtsteilen Calciumsulfat und Wasser; Formen der Mischung,
um eine Gipswandpappe zu bilden; und 3) Trocknen der Gipswandpappe;
worin
das Polymer einschließt
als polymerisierte Einheiten: a) von 1 bis 100 Gewichtsteile von
mindestens einem C12-C40-Alkylester
von (Meth)acrylsäure,
b) von 0 bis 99 Gewichtsteile von mindestens einem ethylenisch ungesättigten
Monomer, und c) von 0 bis 15 Gewichtsteile von mindestens einer
ethylenisch ungesättigten Säure, enthaltend
Monomer oder Salze davon.
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Das
Polymer, das in dem Verfahren dieser Erfindung verwendet wird, enthält als polymerisierte
Einheiten: a) von 20 bis 95 Gewichtsteile von mindestens einem C12-C40-Alkylester von (Meth)acrylsäure, b)
von 4 bis 79 Gewichtsteile von mindestens einem ethylenisch ungesättigten
Monomer, und c) von 1 bis 10 Gewichtsteile von mindestens einer
ethylenisch ungesättigten
Säure,
enthaltend Monomer oder Salze davon. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
enthält
das Polymer als polymerisierte Einheiten: a) von 40 bis 95 Gewichtsteile
von mindestens einem C12-C40-Alkylester
von (Meth)acrylsäure,
b) von 4 bis 59 Gewichtsteile von mindestens einem ethylenisch ungesättigten
Monomer, und c) von 1 bis 5 Gewichtsteile von mindestens einer ethylenisch
ungesättigten
Säure,
enthaltend Monomer oder Salze davon.
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Der
Gips enthält
größtenteils
Calciumsulfat, welches kommerziell erhältlich ist. Die Gipswandpappe kann
wie oben beschrieben getrocknet werden.
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Das
Polymer in der Zusammensetzung dieser Erfindung und dem Verfahren
dieser Erfindung kann auch vor dem Mischen mit dem Calciumsulfat
und Wasser mit Latexen gemischt werden. Ein beliebiger Latex kann
verwendet werden. Geeignete Latexe schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf,
Butylacrylat/Methylmethacrylat, Butylacrylat/Styrol, Styrol/Butadien
und Vinylacetlatexe. Die Menge des Polymers, das mit dem Latex gemischt
wird, liegt typischerweise bei von 1 bis 50 Gewichtsteilen, bevorzugt
bei 5 bis 45 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gewichtsteilen.
Das Gemisch wird typischerweise mit Calciumsulfat und Wasser wie
oben beschrieben gemischt.
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In
der vorliegenden Anmeldung werden die folgenden Abkürzungen
verwendet:
SMA
= Stearylmethacrylat | MMA
= Methylmethacrylat |
MAA
= Methacrylsäure | CD
= Methyl-β-cyclodextrin |
LMA
= Laurylmethacrylat | |
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Die
folgenden Beispiele sollen die Zusammensetzungen und das Verfahren
dieser Erfindung sowie die Vorteile, die in Gipswandplatten erhalten
werden, zeigen. Die Beispiele sollten nicht als den Umfang der Erfindung
einschränkend
angesehen werden.
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Der
allgemeine Ablauf zur Herstellung der Polymere, die in dieser Erfindung
verwendet werden, war wie folgt: In Abschnitt 1 wurden 400g deionisiertes
Wasser, Triton® XN-45S
(Marke von Union Carbide Chemical Company) anionisches oberflächenaktives
Mittel und 28,6 g CD bei Raumtemperatur in einen 4-Liter-Rundkolben
mit 4 Hälsen,
der ausgestattet war mit einem mechanischen Rührer, Temperaturregler, Kondensator, Versorgungsleitungen
für das
Monomer und den Initiator und einem Stickstoffeinlass eingeführt. Der
Inhalt wurde unter Rühren
und Spülen
mit Stickstoff auf 85°C
erwärmt.
Eine Monomeremulsion wurde getrennt hergestellt. Lösungen von
0,35 Gew.-% Natriumcarbonat (bezogen auf das gesamte Monomergewicht
in Abschnitt 1 und Abschnitt 2) in 25 g deionisiertem Wasser und
0,35 Gew.-% Natriumpersulfat (bezogen auf das gesamte Monomergewicht
in Abschnitt 1 und Abschnitt 2) in 30g deionisiertem Wasser wurden
in das Reaktionsgefäß eingeführt. Die
Monomeremulsion wurde über
einen Zeitraum von 20 Minuten zusammen mit einer Initiatorlösung von
0,05 % Natriumpersulfat (bezogen auf das gesamte Monomergewicht
in Abschnitt 1 und Abschnitt 2) in 210 g deionisiertem Wasser zugefüttert.
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Für Abschnitt
2 wurde eine zweite Monomeremulsion hergestellt unter Verwendung
von 625 g deionisiertem Wasser, 7,8g Triton® XN-45S
anionischem oberflächenaktiven
Mittel und Monomeren. Unmittelbar nach dem Ende der Zufütterung
der Monomeremulsion in Phase 1, wurde die Monomeremulsion von Abschnitt 2 über einen
Zeitraum von 3 Stunden zusammen mit der Natriumpersulfat-Initiatorlösung zugefüttert. Die
Monomere der ersten und zweiten Monomeremulsionen wurden so ausgewählt, dass
die Polymere von Tabelle 1 (bezogen auf Gew.-% Monomer) erhalten
wurden. Die Liste der verschiedenen Polymere schließt Polymere mit
und ohne n-DDM ein. Die Verwendung von n-DDM verringert das Molekulargewicht
des Polymers (von etwa 500.000 auf etwa 150.000).
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Herstellung einer Gipsplatte
im Labor
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Ein
Aliquot von Polymer 1 (4,95 g) wurde in einem Plastikbehältnis abgemessen
und mit 33,94 g Wasser verdünnt.
Die verdünnte
Lösung
(etwa 4 % Feststoffgehalt) wurde gemischt mit 1,1g 10 % festem Dispersionsmittel,
Tamol®-L
(Natriumsalz von sulfoniertem Naphthalen-Formaldehydkondensat von
Rohm & Haas Company).
Die Lösung
wurde schrittweise in 50 g trockenes Gipspulver gemischt. Die Mischung
wurde manuell mit einem Spatel kräftig in eine Paste gemischt.
Innerhalb von 3 Minuten wurde die Gipspaste zum Festwerden in eine
Polypropylenform gegossen (2,54 cm × 2,54 cm × 2,54 cm). Die erstarrten
Probenwürfel
wurden dann entweder bei Raumtemperatur getrocknet oder in einem
Ofen bei 160°C
für 18
Minuten getrocknet. Die Proben wurden dann gekühlt und waren bereit für Tests.
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Der
obige Ablauf wurde mit verschiedenen Mengen von zugegebenem Polymer
wiederholt, so dass Proben hergestellt wurden mit 3 %, 5 % und 10
% zugegebenem Polymer bezogen auf das Gesamtgewicht der Probe. Auch
eine Kontrollprobe (kein Polymer zugegeben) wurde wie oben beschrieben
hergestellt.
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Wassersaugtest
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Die
Probenwürfel
wurden in ein Wasserbad bei einer konstanten Temperatur von 21 °C mit einem Überstand
von 2,54 cm Wasser über
der Spitze der Probe eingetaucht. Das Gewicht der Proben wurde für bis zu
2 Stunden in Minutenabständen
gemessen. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Die
obigen Daten zeigen, dass die Gipswandpappe, die nach dieser Erfindung
hergestellt wurde, eine exzellente Wasserbeständigkeit aufweist.
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Wasserdispersionstest
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Proben
von Gipswandpappe wurden wie oben beschrieben hergestellt. Ein Wassertropfen
(etwa 0,04 g) wurde durch eine Plastikpipette auf die Probenoberfläche getropft
und dann der Zeitraum, den das Wasser benötigte, um von der Oberfläche zu verschwinden,
in Sekunden und Minuten gemessen. Je länger die Zeit war, desto besser
war das Wasser-abweisende Verhalten der Proben. Die Ergebnisse dieses
Tests sind in Tabelle 3 aufgeführt.
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Die
obigen Daten zeigen weiter, dass die Gipswandpappe, die nach dieser
Erfindung hergestellt wurde, eine exzellente Wasserbeständigkeit
aufweist.
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Druckfestigkeit
Die oben beschriebenen Proben in Würfelform wurden mit einem Tinus
Olsen-Tester bei einer Kopfplattengeschwindigkeit von 0,26 cm pro
Minute zerkleinert und die Druckfestigkeit in Pfund pro Quadrat-Inch
digital aufgezeichnet, die in Newton pro Quadrat-Meter (N/m2) umgerechnet wurde. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 4 gezeigt.
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Die
obigen Daten zeigen, dass die Polymere, die in dieser Erfindung
verwendet werden, die Gipswandpappe nicht schwächen.