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Diese
Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, die eine Polymerkomponente
und Gips enthält
und ihre Anwendung als Membranbeschichtung auf verschiedenen Zielsubstraten.
Sie ist in der Bauindustrie als Beschichtung für Verbundplatten, Formen, Rohre,
Rohrleitungs- und
Verkleidungssysteme verwendbar. Sie ist ebenso verwendbar in Straßenmarkierungsanwendungen
und anderen Sicherheitsbeschichtungen der Transportindustrie. Sie
ist jedoch von besonderem Wert als halb-undurchlässige Verstärkungsmembran auf der internen
Oberfläche
von unterirdischen Minen. Weiterhin bietet die Erfindung ein Verfahren
zur Anwendung der neuen Zusammensetzung zum schnellen Aufbringen
auf diesen Substratoberflächen.
Zusätzlich
kann die Erfindung in der Herstellung von faserverstärkten Compositstrukturen
und Compositbauelementen, zum Beispiel in laminierten Platten zur
Anwendung bei Verkleidungen, eingesetzt werden. Auch wenn die weitere
Beschreibung sich hauptsächlich
auf die Anwendung der Erfindung als Verstärkungsmembran zur Anwendung
in unterirdischen Minen bezieht, ist die Erfindung nicht auf solche
Anwendungen begrenzt und kann zum Beispiel in einer der hier vorgenannten
Anwendungen genutzt werden.
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Besondere
Probleme existieren im unterirdischen Minenbetrieb für Kohle,
Gold, Platin und dergleichen, bei denen es notwendig ist, sobald
als möglich
nach der Ausschachtung, Unterstützung
für die
Wände und
Deckenoberflächen
des Minenschachtes bereitzustellen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass
die gerade ausgeschachtete Felsoberfläche anfällig für Brechen und Absplittern sein
kann. Wenn sie für
eine zu lange Zeitspanne exponiert sind, werden Steinfragmente aus
den Wänden
und der Deckenoberfläche
des neu ausgeschachteten Felses fallen. Dies stellt eine offensichtliche
Gefahr sowohl für
das Minenpersonal als auch die Maschinen dar.
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Ein
weiteres Problem, das durch jegliche Beschichtungsmembran adressiert
werden muss, ist die Vermeidung des Gasaustausches, wie Methan,
von den neu exponierten Felsoberflächen. Die Ausbreitung solcher
Gase innerhalb des Minentunnelsystems kann ernsthafte Gesundheitsbedrohungen
für das
Minenpersonal darstellen. Weiterhin muss jede Beschichtung nahezu
undurchlässig
für Feuchtigkeit
sein, dementsprechend eine Barriere zwischen dem ausgeschachteten
Fels und der internen Minenumgebung aufbauen.
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Minentunnelsysteme
sind aus verschiedenen Bereichen aufgebaut. Der Hauptzugangstunnel
pflegt deutlich größer zu sein
als die Regionen, die als „Strosse" bezeichnet werden.
Strossen sind die primären
Ausschachtungsbereiche der Mine. Es ist vorteilhaft die Beschichtungsmembran
in beiden Bereichen anzuwenden. Dennoch hat jeder Bereich seine
eigenen, einzigartigen Probleme.
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Konventionelle
Beschichtung in Hauptzugangsbereichen sind zementartig. Diese Beschichtungen
benötigen
große
Ausrüstung,
um die Aufbringung durchzuführen.
Sie werden häufig
in diesem Bereich verwendet, da ausreichend Platz vorhanden ist,
um die schwere Aufbringungsausrüstung
unterzubringen. Ein Typ der zementartigen Beschichtung wird als
Spritzbeton bezeichnet. Wie U.S.-Patent-Nr. 4046357 offenbart, ist Spritzbeton
eine Mischung, zusammengesetzt aus Portlandzement, welche unter
Druck auf die internen Oberflächen
der größeren Zugangsbereiche
gespritzt wird. Die Probleme, die sich mit der Aufbringung dieser
Typen von Beschichtungen ergeben, sind, dass das Aufbringungsverfahren
sehr schmutzig ist, Zurückspritzen („splash
back") verursacht
und stark tropft. Weiterhin, dauert es häufig sehr lange, von 15 Minuten
bis über
4 Stunden, um diese Beschichtungen zu bilden. Dieser Zeitrahmen,
verbunden mit der Erfordernis des Reinigens von der schmutzigen
Anwendungsmethode, kann es erforderlich machen, den gerade beschichteten
Bereich für
den Fahrzeugverkehr oder andere Aktivitäten zu sperren, demzufolge
nachteilig die Produktivität
beeinflusst.
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Diese
Arten von schwerer, zementartiger Beschichtung haben sich für Strossenregionen
der Mine als nicht akzeptabel herausgestellt, da diese Regionen
sehr begrenzte Deckenhöhen
aufweisen, die manchmal nicht größer als
1,2 bis 1,5 m sind. Leichtgewichtigere Harzsysteme, die mit leichtgewichtigeren
und kleineren Ausrüstungen
aufgebracht werden können,
werden bevorzugt. Polyester und Polyurethan wurden getestet und schienen
vielversprechend zu sein, sind aber nun weitgehend in der Minenarbeit
aufgrund von Sicherheitsund Gesundheitsbedenken verboten. Sie neigen
dazu, beim Aushärten
giftige Dämpfe
zu bilden und weisen wenig Widerstand gegenüber Brennbarkeit auf. Keiner
dieser Befunde ist in einem geschlossenen Umfeld wie in einem unterirdischen
Minensystem wünschenswert.
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WO-A-9948833
offenbart eine auf einem Zweikomponentengips basierenden Zusammensetzung,
die als Dichtungsverbindung zur abschließenden Verbindung von benachbarten
Gipswandbauplatten verwendet werden kann.
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Gipsformulierungen
sind weithin bei Minenarbeiten angewendet worden. Gips ist preiswert,
hat aber seine Nachteile. Zum Beispiel bildet Gips eine offenkundig
schlechte Feuchtigkeitsbarriere. Die Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit,
die aus dem ausgeschachteten Fels dringt, ist wichtig bei Minenarbeiten.
Wenn Feuchtigkeit in die Minenschächte und Tunnel eindringen
kann, wird es allermindestens eine sehr unangenehme Arbeitsumgebung
für die
Minenarbeiter schaffen und im schlimmsten Fall die Erosion oder
Pfützenbildung bei
Fußwegen
oder Fahrbahnbelägen
verursachen und ständige
präventive
oder wiederherstellende Instandhaltung erfordern. Organische Polymerharze
sind mit Gipsmaterialien mit dem Ziel vermischt worden, dieses Problem
zu lösen.
Solche Systeme sind jedoch immer so gestaltet worden, dass Gips
als primäre
filmbildende Barriere verwendet wird. Die Zugabe von Polymerharzen
als sekundäre,
nicht-kontinuierliche Barriere reduziert lediglich das Ausmaß der Feuchtigkeitsdurchlässigkeit.
Ferner sind aufgrund der Schwierigkeiten bei der Anwendung einer
schweren, auf Gips basierenden Beschichtung auf der inneren Oberfläche einer
so begrenzten Arbeitsumgebung wie der Strossenregion einer Mine,
diese Art von Beschichtung, wie Spritzbeton, hier ebenfalls nicht
erwünscht.
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Als
ein Ergebnis der Schwierigkeiten, die mit der Verwendung von Gips-
oder zementbasierten Beschichtungen verbunden sind, verbunden mit
dem derzeitigen Verbot von Polyester- und Polyurethanbeschichtungen, hat
es seit einiger Zeit einen Bedarf für eine nicht-toxische, Feuchtigkeits-
und Gas-undurchlässige
Beschichtung gegeben, die mit leichter Ausrüstung aufgebracht werden kann
und die sehr schnell beim Kontakt mit den ausgeschachteten Felsoberflächen ausgebildet
wird. Die vorliegende Erfindung stellt eine praktikable Lösung dieser
Probleme dar. Die Erfindung ist in ihren verschiedenen Aspekten
in den beiliegenden Ansprüchen
dargestellt. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Zusammensetzung
bereit, die als ihre Hauptbestandteile ein Polymerharz und einen
Gips umfasst. Das Polymerharz liegt in Form einer wässrigen Emulsion
vor. Die Zusammensetzung wird in zwei separaten Komponenten hergestellt,
wobei eine ein Harz und den Gips und einen Aushärtungsverzögerer enthält, um das vorzeitige Aushärten des
Gipses zu verhindern. Die zweite Komponente enthält ein anderes Harz, einen
Füllstoff
und einen Aushärtungsaktivator,
welcher, wenn er mit der ersten Komponente zusammengebracht wird,
das Aushärten
des Gipses einleiten wird.
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Die
Zusammensetzung kann als zwei Komponenten gemäß Anspruch 1 an die Arbeitsstelle
geliefert werden. Die zwei Komponenten werden entweder separat oder
sofort nachdem sie gemischt wurden auf die Zieloberfläche aufgetragen,
wo sie schnell reagieren, um eine schnell aushärtende Membran auszubilden.
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Ein
Aspekt der Erfindung ist eine Zusammensetzung, die die Komponenten
A und B enthält,
wobei Komponente A:
- – Gips,
- – ein
alkalisches Polymerharz und
- – einen
Aushärtungsverzögerer umfasst,
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und
Komponente B:
- – ein saures Polymerharz,
- – einen
Füllstoff
und
- – einen
Aushärtungsaktivator
umfasst.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Anwendung einer
Membranbeschichtung auf einer Substratoberfläche. Dieses Verfahren ist besonders
gut geeignet zur Anwendung auf neu ausgeschachteten Oberflächen eines
unterirdischen Minensystems.
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Während der
Anwendung werden die Komponenten A und B in einem Volumenverhältnis von
jeweils 7 zu 3 bis von 3 zu 7 angewendet. Das optimale Verhältnis kann
durch Betrachtung von Faktoren wie der zu behandelnden Oberfläche, der
zur Aushärtung
benötigten
Zeit und anderen Bearbeitungsanforderungen bestimmt werden.
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Ein
dritter Aspekt der Erfindung ist eine Membran, welche auf der Oberfläche eines
Substrates gebildet wird und einen kontinuierlichen Polymerharzfilm
und ausgehärteten
Gips umfasst. Auch wenn die Membran sehr dünn ist, ist sie im Wesentlichen
undurchlässig
für Gas
und für
das Durchsickern von Feuchtigkeit aus dem Substrat. Die Membran
kann zwischen 0,1 und 10 mm dick sein, abhängig von der Arbeitsumgebung
und den Anwendungsbedingungen.
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Die
Anwendung erfolgt in geeigneter Weise durch die Verwendung von druckbeaufschlagten
Sprühauftragungsvorrichtungen.
Komponente A und Komponente B können über separate
Schlauch- oder Leitungssysteme entweder einer Einfach- oder Doppelauftragungsdüse zugeführt werden,
wo beide entweder gleichzeitig, über
eine doppelte Düse,
oder als eine Mischung, über
eine einfache Düse,
auf die ausgeschachtete Zielfelsoberfläche gesprüht werden. Durch Anwendung
von vorher bestimmten Volumina der Komponenten A und B, ist nicht
der Person, die die Aufgabe des Aufbringens der Membran durchführt, die
Aufgabe überlassen, zu
versuchen, die Mengen der beiden zu versprühenden Komponenten zu kalibrieren,
um so die Aushärtungszeiten
und Beschichtungsdicke zu optimieren. Diese Optimierung wurde bereits
vor der Formulierung und Auslieferung der Komponenten A und B an
die Arbeitsstätte
festgelegt.
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In
dem Augenblick, wo die Komponente A und B zusammengeführt werden,
wird der Aktivator der Komponente B die Aushärtung des Gipses der Komponente
A einleiten. Da er ursprünglich
in einem Halbhydratzustand ist, wird der Gips, während er aushärtet, Wasser
benötigen.
Der Gips wird schnell Wasser aus den Polymerharzen entziehen, welche
in einem emulgierten Zustand sind. Dieses bewirkt dann, dass die
Polymere einen Film auf der Oberfläche des Substrates ausbilden.
Es ist dieser Polymerfilm, der die Resistenz gegenüber dem
Austritt von Gasen und Flüssigkeiten
von der neu exponierten Felsoberfläche bietet.
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Die
Membran, die durch das Aufbringen der vorliegenden Zusammensetzung
gebildet wird, bietet einen exzellenten Widerstand gegenüber dem
Austausch von Gasen, wie Methan, die aus dem neu exponierten Fels
austreten können.
Weiterhin bietet es eine Beschichtung, die im wesentlichen undurchlässig für Feuchtigkeit
ist. Die vorliegende Zusammensetzung haftet sofort an verschiedenen
Substraten, insbesondere an neu ausgeschachtetem unterirdischen
Fels, welcher die Verstärkung
der exponierten Oberfläche
dieses Fels so unterstützt,
dass ein Herausbrechen und Herabfallen von Teilen entweder auf das
Minenpersonal oder dessen Ausrüstung
verhindert wird.
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Ein
weiterer Vorteil, der mit dieser Erfindung verbunden ist, ist die
Leichtigkeit ihrer Handhabung. Es ist möglich, während der Benutzung ohne Messungen
oder die Zugabe weiterer Bestandteile auszukommen. Da die zwei Komponenten
A und B, in vorher festgelegten Verhältnissen angewendet werden,
kann die Anwendungsausrüstung
sehr einfach im Design sein. Die Komponenten A und B können außerhalb
der Arbeitsstätte
gemischt werden und in geschlossenen Containern zu der Arbeitsstelle
transportiert werden. Obwohl verschiedene Aufbringungstechniken
genutzt werden können,
kann es vorteilhaft sein, eine Sprühauftragungsvorrichtung zu
verwenden, insbesondere wenn das Zielsubstrat eine gerade ausgeschachtete
Felsoberfläche einer
unterirdischen Mine ist. Zu dem Zeitpunkt der Anwendung können die
zwei Komponenten in die Sprühausrüstung gespeist
werden und zusammen auf die zu behandelnde Oberfläche gesprüht werden.
Die vermischten Komponenten werden sich dann sehr schnell formen,
um eine Membran auf der Felsoberfläche auszubilden.
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Die
Dicke der Membranbeschichtung kann sich mit den Bedingungen ändern, liegt
aber generell in dem Bereich von 0,1 bis 10 mm. Die bevorzugte Dicke
ist in dem Bereich von 0,5 bis 5 mm und am meisten bevorzugt von
1 bis 2 mm. Die neue Polymer/Gipszusammensetzung der vorliegenden
Erfindung wird sich schnell auf der zu behandelnden Felsoberfläche ausbilden.
Die endgültige
Dicke der Membranbeschichtung in einem Bereich von 1 bis 2 mm wird
sich in weniger als 3 Minuten und sehr wahrscheinlich in ungefähr 1 Minute
ausbilden.
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Polymerharze,
die in dieser Erfindung verwendbar sind, werden hauptsächlich abgeleitet
von Polymeren mit ethylenisch ungesättigten Monomeren und schließen Vinylharze
und Acrylatpolymere und Methacrylate ein. Beispiele schließen Methylacrylat,
Butylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat,
Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat und Laurylmethacrylat ein. Weitere
Polymerharze, die verwendet werden können, sind Styrol, Vinylacetat,
Vinylversatat und Vinylchlorid. Copolymere von zwei oder mehr dieser
Monomerklassen können
nach Wunsch angewendet werden, abhängig von den Eigenschaften,
die die endgültige Membranzusammensetzung
erfordert. Der Begriff „Copolymer", wie hier verwendet,
soll Polymermischungen als auch wirkliche Copolymere einschließen. Ein
Beispiel für
ein geeignetes alkalisches Copolymer ist AC339, das ein Acrylatpolymer
ist, erhältlich
von Rohm und Haas Co. aus Philadelphia, PA. Ein Beispiel für ein geeignetes
saures Copolymer ist HA16, ebenfalls erhältlich von Rohm und Haas, welches
ein Acrylat/Acrylamidcopolymer ist.
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Bei
der Auswahl der Monomere oder Monomermischungen zur Verwendung in
der Zusammensetzung der Erfindung, ist es notwendig, die verschiedenen
Eigenschaften jeden Monomers zu beachten. Zum Beispiel ist Polystyrol
alkaliresistent und wasserresistent, aber seine Langzeitalterungseigenschaften
sind nicht sehr gut. Für
einige Anwendungen kann dies negative Merkmal ein akzeptables Zugeständnis sein.
Polyvinylacetat hat eine geringe Wasserresistenz, dies kann aber
in bestimmten Anwendungen akzeptabel sein, z.B., wenn die Zusammensetzung
auf einer unterirdischen Oberfläche
aufgebracht wird, die im wesentlichen keine Feuchtigkeit aufweist.
Die Acrylat und Methacrylatharze haben gute Langzeitalterungseigenschaften
und gute Wasser- und Alkaliresistenz, aber sie können Fließaddditive erfordern, um ihre
Fließeigenschaften
zu verbessern. Bei Anwendungen, wo gute Fließeigenschaften keine Rolle
spielen, ist die Wahl dieses Harzes kein Problem und kann tatsächlich erwünscht sein,
basierend auf den vielen weiteren wertvollen Eigenschaften, die
die Klasse der Acrylatharze besitzen. Die Menge an Polymerharz,
die entweder in Komponente A oder Komponente B vorliegt, beträgt von 20 – 99 Teilen,
basierend auf dem Gesamtgewicht der jeweiligen Komponente.
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Eine
der Eigenschaften, die bei der Auswahl des Polymers berücksichtigt
werden sollte, ist die „Glasübergangstemperatur" oder „Tg". Die Glasübergangstemperatur
eines Polymers ist die Temperatur, bei der das Polymer von einem
starren, glasigen Zustand bei einer Temperatur unterhalb Tg zu einem
flüssigen
oder gummiartigen Zustand bei einer Temperatur oberhalb Tg übergeht.
Die Tg eines Polymers wird typischerweise durch Differential Scanning
Calorimetry (DSC) gemessen unter Verwendung des Mittelpunkts in
der Wärme versus
den Temperaturübergang
als Tg-Wert. Eine typische Aufheizgeschwindigkeit für die DSC- Messung ist 20 °C/Minute.
Die Tg von verschiedenen Homopolymeren können zum Beispiel im Polymer
Handbook, editiert von J. Brandrup und E.H. Immergut, Interscience
Publishers, gefunden werden. Die Tg eines Polymers wird anhand der
Fox-Gleichung (T. G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., Bd. 1, Issue Nr.
3, Seite 123, 1956) berechnet.
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Die
bevorzugte Tg für
die Polymerharze ist im Bereich von –20 ° bis 50 °C, mit dem am meisten bevorzugten
Bereich von 0 ° bis
40 °C. Für die zuvor
genannten Beispiele beträgt
die Tg von AC339 26 °C
und für
HA16 35 °C.
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Der
pH des Polymers ist wichtig, da er die Stabilität der Formulierung beeinflusst.
Insbesondere um den Gips stabil zu halten und die Aushärtung nach
der Mischung, aber vor der Verwendung zu verhindern, muss das spezifische
Polymerbindemittel alkalisch sein.
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Demnach
muss das Polymer, das der Komponente A beigefügt wird, alkalisch sein. Das
Polymer in der Komponente B ist ein saures Polymer, da, sobald die
Komponenten A und B vermischt werden, die resultierende Mischung
einen endgültigen
pH in einem neutralen Bereich haben wird, folglich jegliche möglichen negativen
Konsequenzen bei der Ausbildung einer entweder zu sauren oder zu
alkalischen Membran vermieden werden.
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Das
Polymerharz kann emulgiert sein oder es kann in Form eines in Wasser
wieder dispergierbaren Pulvers vorliegen. Da beide Systeme bei der
Anwendung der vorliegenden Erfindung funktionieren, kann es wirtschaftlich
einfacher sein, emulgierte Polymerharze zu verwenden. Emulsionen,
die für
die Zusammensetzung dieser Erfindung formuliert werden, können zwischen
35 bis 65 Vol.%, bevorzugt 45 bis 55 Vol.%, Feststoff enthalten.
Die verwendete Konzentration wird natürlich von den Eigenschaften,
die die endgültige
Membran erfordert und von der Geschwindigkeit der Aushärtung abhängen. Da
die kontinuierliche Phase der gebildeten Membran jedoch aus einem
Polymerfilm und nicht einem Gipsfilm besteht, ist eine höhere Polymerladung
notwendig, um die Ziele der Erfindung zu erreichen.
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Im
Stand der Technik sind zahlreiche Emulsionsprozesse bekannt. Obwohl
jegliche dieser angewendet werden können, um die spezifische Polymerharzemulsion
dieser Erfindung zu bilden, ist ein Hinweis auf „The Fundamental Principles
of Polymerization" von
D'Alelio (Wiley,
veröffentlicht,
1957) und „Principles
of Polymer Chemistry" von
R.J. Flory (Cornell University Press, veröffentlicht, 1969) gegeben als
Anhaltspunkt („indicative)
für geeignete
Polymerisationstechniken.
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Der
Gips, der in dieser Erfindung verwendet wird, kann eine große Vielzahl
von erstarrenden Formen von Kalziumsulfat umfassen, welche wasserfreies
Kalziumsulfat und/oder chemischen Gips, gewöhnlich synthetischer Gips genannt,
als auch Kalziumsulfat-Halbhydrat einschließen.
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Es
gibt hauptsächlich
zwei Typen von Halbhydraten (CaSO4•1/2H2O), welche kommerziell erhältlich sind
und herkömmlicherweise
als Alpha- und Beta-Formen bezeichnet werden. Das Alpha-Halbhydrat
wird herkömmlicherweise
hergestellt, indem man eine Menge Gips in einem Autoklaven platziert
und ihn bei kontrolliertem Überdruck
in der Gegenwart von Dampf kalziniert. Im Gegensatz dazu wird das
Beta-Halbhydrat durch Erhitzen des Dihydrats bei Atmosphärendruck
in einem Kessel oder in einem Rotationskalzinierer hergestellt.
Obwohl das physische Aussehen dieser beiden Gipsarten dasselbe sein
kann, unterscheiden sie sich in dem Wasser/Gipsverhältnis, das
benötigt
wird, um funktionsfähige
Produkte zu erhalten. Die Unterschiedlichkeit in der physikalischen
Natur der Gipspartikel der beiden Formen ergibt sich aus den Unterschieden
ihrer jeweiligen Oberflächeneigenschaften.
Die größeren Alpha-Kristalle
haben eine geringere Wasserabsorption und eine geringere Oberfläche pro
Gewichtseinheit. Dieses zieht einen geringeren Wasserbedarf nach
sich, um die Ausbildung oder das Aushärten des Gipses zu bewirken.
Je geringer das Gewicht des Wassers im Verhältnis zu dem Gewicht des trockenen
Gips Feststoffes ist, desto größer ist
die Stärke
des endgültigen
Produktes nach der Aushärtung.
Die Menge Gips, die für
die Formulierung der Komponente A benutzt wird, beträgt von 50
bis 80 Teile, basierend auf dem Gesamtgewicht der Komponente A.
Bevorzugt werden 60-70 Teile verwendet.
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Die
Zusammensetzung der Erfindung enthält einen Hydratations-Inhibitor,
um das Erstarren des Gipses zu verhindern. Er ist in die „A"-Komponente in einer
Menge von 0,1 bis 2,0 Teilen eingebunden, basierend auf dem Gesamtgewicht
der Komponente A. Der Hydratations-Inhibitor ist ein Polymer oder
Copolymer einer Polycarbonsäure.
Beispiele schließen
Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Itaconsäure
und Fumarsäure
ein. Bevorzugte Hydratations-Inhibitoren
sind Copolymere der Acrylsäure
oder Methacrylsäure
und einem Alkylester der Acrylsäure
oder Methacrylsäure
oder Ester derer, wie zum Beispiel Methacrylat oder Polycarbonsäureanhydride.
Der polymere Inhibitor kann in geeigneter Weise in Form der Natrium-
oder Ammoniumsalze vorliegen. Ein bevorzugtes Hydratations-Inibitor-Copolymer
kann zwischen ungefähr
50 bis 99,9 % Acrylsäure
und ungefähr
0,1 bis ungefähr
50 % Acrylamid, bezogen auf das Gewicht, enthalten. Das Copolymer
besteht mehr bevorzugt aus ungefähr
95 bis 98 % Acrylamid, bezogen auf das Gewicht, und ungefähr 1 bis
5 %, bezogen auf das Gewicht, Acrylsäure. Beispiele für geeignete
Hydratations-Inhibitoren sind Acumer 9141, erhältlich von Rohm und Haas Co.,
Philadelphia, PA und Coatex TP-30.
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Ein
Aktivator ist in der „B"-Komponente enthalten,
so dass bei der Durchmischung mit der „A"-Komponente, das Erstarren des Gipses
eingeleitet wird. Dieses führt
dann zu der Bildung eines Polymerharzfilmes auf dem Zielsubstrat.
Die Menge an Aktivator, die benötigt
wird, basiert auf der Menge von Alpha-Gips und Hydratations-Inhibitor,
die in der Zusammensetzung vorhanden sind. Der Aktivator wird bevorzugt
in einer Menge von 0,1 bis 6,0 Gew.-% zugegeben und mehr bevorzugt von 0,1
bis 4,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Feststoffgehaltes der
Komponente B. Geeignete Aktivierungsmittel beinhalten metallische
Salze, die saure Kationen bilden können. Bevorzugte metallische
Salze sind Aluminiumsulfat, Kalziumsulfat, Eisen(III)sulfat, Zinksulfat
und Eisen(III)chlorid. Das am meisten bevorzugte Aktivierungsmittel
für diese
Zusammensetzung ist Aluminiumsulfat.
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Ein
Füllstoff
kann in der vorliegenden Zusammensetzung verwendet werden, um die
Menge der Formulierung zu erhöhen.
Beispiele für
geeignete Füllstoffe
sind Sand, Glimmer, Siliziumaluminat und Flugasche. Eine Flugasche
geringer Dicht ist kommerziell erhältlich als „Hollowfill". Der Füllstoff
wird am besten zu der Komponente B gegeben und kann in einer Menge
von 30-50 %, bezogen auf das Gewicht, vorhanden sein. Bevorzugt
wird der Füllstoff
einer Menge von 35-45 %, bezogen auf das Gewicht, zugegeben.
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Die
Zusammensetzung der Erfindung wird nun anhand eines Beispiels beschrieben.
Es versteht sich, dass weitere Bestandteile zu der Zusammensetzung
hinzugegeben werden, um die Verarbeitung, die Handhabung oder das
Zusammenfügen
zu erleichtern. Bestandteile, die gewöhnlicher Weise in Beschichtungen eingesetzt
werden, schließen
Antischaummittel, oberflächenaktive
Stoffe, Rheologie-Modifizierer, Setzungs-Kontroll-Mittel, Koaleszenzmittel
und Expansionsmittel ein. Legende:
Bestandteile
Alkalisches
Bindemittel: | AC339:
acrylische Latexemulsion; Rohm und Haas Co. |
Antischaummittel: | 5882,
Wacker Silicone |
Oberflächenaktives
Mittel: | X405/70,
Triton |
Expansionsmittel: | Kaliumhydrogentartrat |
Koaleszenzmittel: | Butylcarbitol |
Erstarrungsregulierer: | Natriumcitrat |
Rheologie-Modifizierer: | RM
2020; Acrylpolymer: Rohm und Haas Co. |
Hydratations-Inhibitor: | TP-30;
Polycarboxylat; Coatex Corp. |
Saures
Bindemittel: | HA16:
Acryl/Acrylatpolymer; Rohm und Haas |
Aktivierungsmittel: | Aluminiumsulfat |
Gips: | Alpha
Halbhydrat |
Füllstoff: | Millisil
C-7; Aluminiumsilikat |
BEISPIEL Komponente
A (Vormischung)
Bestandteil | Gewichtsanteile |
Alkalisches
Bindemittel: | 93,94 |
Antischaummittel: | 1,00 |
Oberflächenaktives
Mittel: | 1,75 |
Rheologie-Modifizierer: | 0,11 |
Hydratations-Inhibitor: | 1,35 |
Überschuss
Wasser: | 1,86 |
Gesamt | 100,00 |
Formulierte
Komponente A
Gips | 69,23 |
Vormischung
(A) | 30,77 |
Gesamt | 100,00 |
pH | 8,4 |
Feststoffe: | 83,8
% |
Dichte: | 1,84 |
Komponente
B (Vormischung)
Bestandteil | Gewichtsanteile |
Saures
Bindemittel: | 57,18 |
Entschäumer: | 0,57 |
Expansionskontrollmittel: | 0,56 |
Koaleszenzmittel: | 1,50 |
Aktivator: | 2,79 |
Füllstoff | 143,0 |
Überschuss
Wasser | 2,79 |
Gesamt | 208,40 |
pH | 2,7 |
Feststoffe | 83,4% |
Dichte | 1,82 |
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Anwendung
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Die
Komponenten A und B werden dann in getrennten Behältern zum
Ort der Anwendung transportiert. Das Verfahren der Anwendung ist
Sprühauftragung.
Entsprechende Sprühauftragungsvorrichtungen
können bei
Sagola Co. in Spanien erworben werden. Der Behälter, der die wässrige Dispersion
der Komponente A enthält,
ist an eines der Zuflusssysteme angeschlossen. Ebenso ist der Behälter B,
der die wässrige
Dispersion der Komponente B enthält,
an ein weiteres Zuführsystem
angeschlossen. Die beiden Komponenten A und B werden zu gleichen
Volumina unmittelbar vor der Anwendung innerhalb der Sprühauftragungsvorrichtung
zusammengeführt.
Die gemischte Lösung
wird dann mit 30 psi auf die Felsoberfläche gesprüht.
| Ergebnis |
Erstarrungszeit: | 1
Minute |
Dicke: | 2
mm |
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit | gering |
Gasaustausch | gering |