DE68910366T2 - Schaummittel. - Google Patents
Schaummittel.Info
- Publication number
- DE68910366T2 DE68910366T2 DE68910366T DE68910366T DE68910366T2 DE 68910366 T2 DE68910366 T2 DE 68910366T2 DE 68910366 T DE68910366 T DE 68910366T DE 68910366 T DE68910366 T DE 68910366T DE 68910366 T2 DE68910366 T2 DE 68910366T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- foaming agent
- gypsum
- agent according
- foaming
- foam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 title claims description 61
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 49
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 49
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 28
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 27
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 18
- -1 alkyl ether sulfates Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 125000006353 oxyethylene group Chemical group 0.000 claims description 7
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 4
- 150000008051 alkyl sulfates Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 claims description 2
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 claims description 2
- 239000011426 gypsum mortar Substances 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 18
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 8
- 230000001180 sulfating effect Effects 0.000 description 8
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 7
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000007046 ethoxylation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical group CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000011507 gypsum plaster Substances 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- NMRPBPVERJPACX-UHFFFAOYSA-N (3S)-octan-3-ol Natural products CCCCCC(O)CC NMRPBPVERJPACX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/02—Alkyl sulfonates or sulfuric acid ester salts derived from monohydric alcohols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/16—Sulfur-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Schaummittel, insbesondere eines, das eine größere Kapazität zur Schaumerzeugung besitzt. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf solche Schaummittel gerichtet, die bei der Herstellung von Gipsprodukten verwendet werden, und auf die so hergestellten Produkte für andere Endbenutzungen, zum Beispiel als Feuerlöschschäume.
- In CA-A-1 085 880 und US-A-4 156 615 wird ein Alkylethersulfat offenbart, das ein verbessertes Verhalten für die Herstellung von Gips aufweist, das
- CH&sub3;(CH&sub2;)xCH&sub2;(OCH&sub2;CH&sub2;)y-OSO&sub3;M
- ist, in dem:
- CH&sub3;(CH&sub2;)xCH&sub2; die Alkylgruppe ist,
- (OCH&sub2;CH&sub2;)y die Ethergruppe ist,
- M das Kation (NH&sub4; oder Na) ist,
- worin x zwischen 6 und 8 beträgt und einen Mittelwert von 6,5 - 7,5 aufweist und y zwischen 1,5 und 2,5 beträgt (das hierin auch als Typ A bezeichnet wird).
- Es ist anzumerken, daß in diesen Patentschriften das Verhalten auf Basis der Erstarrungszeit der Gipsmörtel (Beispiel 1), Wärmeersparnisse (Beispiel 2) und reduziertem Produktverbrauch zum Erzielen gleichartiger Wärmeabbindezeiten (Beispiel 3) gemessen wird.
- In US-A-4 678 515 werden oberflächenaktive Mittel offenbart mit verbesserten Schäumeigenschaften mittels Mischen von ungefähr 11 bis 33 % Alkylethersulfaten, in denen x = 10 bis 12 und y = 1 bis 3,0 beträgt, mit oberflächenaktiven Mitteln von Typ A wie oben beschrieben, um ein mittleres x zwischen 6 bis 12 zu erhalten.
- In US-A-4 678 515 wird das Verhalten gemessen ausgehend von der von den oberflächenaktiven Mitteln erzeugten Menge an Schaum und Schaumstabilität, wenn sie zu der überstehenden Flüssigkeit einer gesättigten Gipslösung (wie in Spalte 2, Zeile 34 von US-A-4 678 515 zu sehen) zugegeben wird, aus der Gips, der hauptsächlich aus Calciumsulfat besteht, entfernt wurde. Durch diese Vorgehensweise werden Schäumversuche in Gegenwart einer konstanten oder "statischen" Menge an Ca- Ionen durchgeführt, die durch das Löslichkeitsprodukt von Calciumsulfat bestimmt ist.
- Oberflächenaktive Mittel mit Alkylethersulfat sind auf Ca- Ionen empfindlich: sie reagieren unter Bildung des Calciumsalzes des Ethersulfats, das wasserunlöslich sein kann.
- In einem "statischen" Ca-Ionensystem, die das in US-A-4 678 515 zur Durchführung von Schäumversuchen verwendete, kann, wenn ein freies Ca-Ion mit dem Ethersulfat reagiert, um ein unlösliches oberflächenaktives Mittel zu bilden, das umgesetzte Ca-Ion nicht durch ein anderes Ca-Ion ersetzt werden (wie durch das Löslichkeitsprodukt vorgegeben), weil die Quelle für Ca-Ionen, d. h. Gips, aus dem System entfernt wurde.
- Bei der praktischen Herstellung von Gipsplatten ist das Ethersulfat einem kontinuierlichen Strom von Ca-Ionen ausgesetzt, in dem Sinne, daß für jedes freie Ca-Ion, das bedingt durch Reaktion mit Ethersulfat aus der Lösung entfernt wird, ein anderes Ca-Ion vom Gipsmaterial zur Verfügung gestellt wird (um das Löslichkeitsprodukt konstant zu halten), das wiederum ein weiteres unlösliches oberflächenaktives Mittel mit Ca bilden kann, und so weiter.
- Als Resultat dieses Vorgangs kann das Schäumprofil eines oberflächenaktiven Mittels mit Ethersulfat in einem "statischen" Schäumversuch und bei der praktischen Herstellung von Gipsplatten unterschiedlich sein, speziell wenn der "statische" Schäumversuch unter Bedingungen ausgeführt wird, in denen das oberflächenaktive Mittel unter Verwendung großer Mengen an oberflächenaktivem Mittel im Verhältnis zur Menge an freien und/oder ersetzbaren Ca-Ionen geprüft wird als das Schaummittel bei der praktischen Herstellung von Gipsplatten antrifft.
- Es sollte berücksichtigt werden, daß in US-A-4 678 515 kein Hinweis gegeben wird auf das Verhalten der Schaummittel auf die praktische Herstellung von Gipsmaterial, das aus Gipsaufschlämmungen hergestellt ist, im Sinne von in den fertigen Gips eingebrachten Schaum, wie bei der realen Herstellung, d. h. wenn das oberflächenaktive Mittel einem kontinuierlichen Strom von freien Ca-Ionen ausgesetzt ist. In der Tat wurden in US-A-4 678 515 die besten Ergebnisse erhalten, wenn die Schaumbildner in "statischen" Schäumversuchen mit großen Mengen an oberflächenaktiven Mitteln bestimmt wurden, d. h. unter Überschuß von Schaummittel im Verhältnis zur "statischen" Menge an Ca-Ionen.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Schaummittel zur Verfügung gestellt, das eine Mischung von Alkylsulfaten und Alkylethersulfaten mit einem verbesserten Schäumverhalten umfaßt, worin die Mischung die allgemeine Formel besitzt:
- CH&sub3;(CH&sub2;)xCH&sub2;-(OCH&sub2;CH&sub2;)y-OSO&sub3;M
- worin mindestens 90 % (bevorzugt mindestens 98 %) von x zwischen 6 und 8 beträgt, das CH&sub3;(CH&sub2;)xCH&sub2; eine Kette bildet, ausgewählt aus mindestens einer von linearen und verzweigten Ketten, das durchschnittliche y zwischen 0,4 und 1,3 (bevorzugt 0,7 bis 0,9) beträgt und worin M ein Kation ist, welches ein wasserlösliches oberflächenaktives Mittel erzeugt.
- Die Erfindung stellt auch eine Verbesserung eines Verfahrens zur Herstellung von Gipsplatten zur Verfügung unter Verwendung einer Mischung von Alkylsulfaten und Alkylethersulfaten mit der allgemeinen Formel:
- CH&sub3;(CH&sub2;)xCH&sub2;-(OCH&sub2;CH&sub2;)y-OSO&sub3;M
- wie oben beschrieben, wobei die Verbesserung das Mischen eines Schaummittels der vorliegenden Erfindung mit Gips umfaßt, worin mindestens 90 % von x zwischen 6 und 8 beträgt, das genannte CH&sub3;(CH&sub2;)xCH&sub2; eine Kette bildet, ausgewählt aus mindestens einer von linearen und verzweigten Ketten, das durchschnittliche y zwischen 0,4 und 1,3 beträgt und worin M ein Kation ist, welches ein wasserlösliches oberflächenaktives Mittel erzeugt.
- Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein neues Gipsprodukt zur Verfügung, das das restliche Schaummittel wie oben definiert enthält, dessen verbessertes Schäumverhalten, zum Beispiel, nachfolgend in den Tabellen 3 und 4 gezeigt ist.
- Bevorzugt beträgt, bezogen auf eine gewichtsprozentuale Verteilung der Oxyethylen-Oligomere, die Oligomeren-Species, in der y = 0 von 78,9 bis 27,0 % und die Summe der Oligomerenspezies von y = 0 bis 5 beträgt 95,5 bis 83,8 % des gesamten Oligomerengehaltes.
- Bevorzugt beträgt, bezogen auf eine gewichtsprozentuale Verteilung der Oxyethylen-Oligomere, die Summe an Oligomeren von y = 0 bis 3 von 93,4 bis 79,9 % des gesamten Oligomerengehaltes.
- Ein besonders nützliches Schaummittel ist ein Ammoniumalkylethersulfat. Bevorzugt ist (CH&sub2;)x eine lineare Kette.
- Bevorzugt betragen die % an Schaum in Gipsblöcken, unter Verwendung des Gipsblockverfahrens, mindestens 25,6 %.
- Eine bevorzugte Vorgehensweise zur Herstellung von Produkten der vorliegenden Erfindung ist durch das direkte Verfahren, das umfaßt: Umsetzen in einem molaren Verhältnis der Größenordnung von 0,4 bis 1,3 : 1 (und besonders bevorzugt 0,8 : 1) von Ethylenoxid mit linearen und/oder verzweigten Fettalkoholen mit mindestens 90 %, bevorzugt 98 % und mehr, mit 8 bis 10 Kohlenstoffatomen, in Gegenwart eines Katalysators, um Ethylenoxidgruppen einzubringen. Typische Beispiele solcher Katalysatoren umfassen NaOH und KOH. Sobald die Ethylenoxidgruppen eingebracht sind, werden dann die ethoxylierten Fettalkohole mit einem Sulfatierungsmittel sulfatiert und dann wird eine Neutralisierung durchgeführt, um direkt das neue Schaummittel zu erhalten.
- Typische Beispiele eines Kations, das wasserlösliche oberflächenaktive Mittel produziert, umfaßt Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium und dergleichen und bevorzugt Ammonium (zur Bildung von M).
- Das Schaummittel ist bevorzugt mit einem Carrier verdünnt, worin das Schaummittel der Hauptbestandteil ist d. h. mindestens 50 %. Typische Carrier sind bevorzugt Alkohole mit geringem Molekulargewicht wie beispielsweise Methanol, Ethanol, Propanol.
- Dieses Schaummittel ist besonders nützlich bei der Herstellung von Gipsplatten und wird in katalytischen Mengen verwendet. Bevorzugt beträgt diese katalytische Menge 0,03 ± 0,01 % auf 100 Teile Stuckgips, wie nach dem Verfahren 8-1 der Cosmetic Toiletry & Fragrance Association (CTFA) in Washington, D.C. bestimmt. Dieses Schaummittel wird im allgemeinen für einen solchen Zweck in verdünnter Form verwendet, wie nachfolgend beschrieben.
- Das Produkt der vorliegenden Erfindung enthält einen größeren Prozentanteil Schaum im Gipsprodukt bezüglich der auf das Gewicht bezogenen Menge an Schaummittel.
- Es gibt andere indirekte Wege zur Herstellung der Produkte der vorliegenden Erfindung wie beispielsweise durch Vermengen von Fettalkoholen mit ethoxylierten Fettalkoholen, um einen Mittelwert y von zwischen 0,4 und 1,3 zu erhalten (und bevorzugt 0,7 bis 0,9), gefolgt von Sulfatieren der Mischung mit einem Sulfatierungsmittel und dann Neutralisieren der Mischung, oder durch Umsetzen von Fettalkoholen mit einem Sulfatierungsmittel, Neutralisieren und Vermengen dieses Reaktionsprodukts mit einem Alkylethersulfat, um das durchschnittliche y von 0,4 - 1,3 und bevorzugt 0,7 - 0,9 zu erhalten.
- Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug zu den folgenden Beispielen, aber in keiner Weise darauf beschränkt, beschrieben.
- Das Schauminittel von Beispiel 1 wurde durch Vermengen von 25 % des Ethoxylats von Probe A mit 75 % von Probe E, die eine Zusammenmischung von linearen Fettalkoholen aufweist, worin mindestens 90 % von x zwischen 6 und 8 liegt und 0 als y-Wert aufweist und dann Sulfatieren der Mischung.
- Das Schaummittel von Beispiel 2 wurde durch Vermengen von 50 % von Probe E und 50 % des Ethoxylats von Probe A und Sulfatieren der Mischung hergestellt.
- Das Schaummittel von Beispiel 3 wurde nach dem oben beschriebenen direkten Verfahren hergestellt.
- Das Schaummittel von Beispiel 4 wurde wie in Beispiel 3 hergestellt, aber ungefähr 50 % des linearen Octanols wurden durch eine äquivalente Menge an verzweigtem Ethylhexanol ersetzt.
- Das Schaummittel von Beispiel 5 wurde durch Vermengen von 25 % von Probe E und 75 % des Ethoxylats von Probe A und dann Sulfatieren der Mischung hergestellt.
- Das Schaummittel von Beispiel 6 wurde durch Vermengen von 50 % des Ethoxylats von Beispiel 3 und 50 % des Ethoxylats von Probe A und dann Sulfatieren der Mischung hergestellt.
- Unter Anwendung eines Verfahrens, das die Herstellung von Gipswandplatten simuliert, wurden Gipsblöcke wie folgt hergestellt:
- 1. Das Schaummittel wird in Wasser verdünnt, um eine Lösung zu erhalten mit einer Konzentration von 0,50 % für ein 100 % aktives Basisalkylethersulfat, worin mindestens 90 % von x zwischen 6 und 8 liegt und das durchschnittliche y wie in Tabelle 1 gezeigt beträgt.
- 2. Dann wird die folgende Mischung hergestellt: 10 g der obigen Lösung; 145 g Wasser; 200 g Stuckgips und ungefähr 2 g Additive, die normalerweise bei der Herstellung von Wandplatten verwendet werden, wie beispielsweise Binder, Beschleuniger und dergleichen.
- 3. Die obige Mischung wird 30 s stehen gelassen und dann 15 s lang in einem Hamilton-Beach-Mixer vermischt.
- 4. Die erhaltene Aufschlämmung wird in Kunststofformen gegossen. Die Blöcke werden dann bei 43 ºC 48 h lang getrocknet.
- 5. Das Verhalten der Schaumbildner wird als in die Blöcke eingebrachte % Schaum gemessen. Dieser Wert wird durch eine einfache mathematische Berechniing erhalten, die das Gewicht der Blöcke vor und nach dem Trocknen und die Dichte des Stuckgipses berücksichtigt. Die % Schaum der Gipsblöcke ist in Tabelle 1 für die Beispiele 1 bis 6 gezeigt.
- Dasselbe wurde nach dem Stand der Technik ausgeführt:
- Probe A unter Anwendung von CA-A-1 085 880 und US-A-4 156 615.
- Proben C und D unter Verwendung der besten Spezies aus Tabelle 2 von US-A-4 678 515 d. h. geprüftes Material I und IV aus Tabelle 2 Spalte 4 dieser Patentschrift, Probe B entsprechend "B" der genannten Tabelle 2.
- Ergebnisse sind in Tabelle 2 als Proben A, C, und D angegeben. TABELLE 1 BEISPIEL Mittelwert y Ethergruppe Vol.-% Schaum in Gipsblöcken TABELLE 2 Probe x-Wert (Alkylgruppe) Mittelwert y (Ethergruppe) % Schaum in Gipsblöcken CA-A-1085880 US-A-41456615 etwa 50 Gew.-% x = 6 und 50% x = 8 Wie in Tabelle 2, Beispiel I von US-A-4 678 515 eine Mischung von oberflächenaktivem Mittel von Probe A und 12,5 % oberflächenaktivem Mittel mit etwa 67 % x = 10, etwa 33 % x = 12, mit einem durchschnittlichen y-Wert von 1,9 Wie in Tabelle 2, Beispiel IV von US-A-4 678 515 eine Mischung von 75 % von Probe B und 25 % oberflächenaktivem Mittel mit etwa 67 % x = 10 und 33 % x = 12 mit einem durchschnittlichen y-Wert von 2,6
- Wie deutlich zu sehen ist, ist das Verhalten der Schaummittel durch die praktische Herstellung von Gipsprodukten, d. h. Blöcken und Messen der "Volumen-% Schaum" in den Gipsblöcken, was sich auf die Menge an in die Blöcke eingebrachter Luft bezieht, direkt bewertet. Dies ist in Gegensatz zum Stand der Technik, der willkürliche oder direkte Methoden anwendet. Nach diesem Test beim Herstellen von Gipsblöcken, die das Schaummittel als Rest enthalten, ist bei höherem Volumen-% Schaum der Block umso leichter und daher umso besser das Verhalten des Schaumbildners.
- Wie ersichtlich ist, erzeugt Beispiel 1 von US-A-4 678 515 einen Gipsblock mit 22,5 Volumen-% Schaum (unsere Probe C). Beispiel IV erzeugt einen Gipsblock mit 19,9 Volumen-% Schaum (unsere Probe D) . Das Produkt aus CA-A-1 085 880 und US-A-4 156 615 ergibt einen Gipsblock mit 24,4 Volumen-% Schaum, im Vergleich zum Produkt der vorliegenden Erfindung, das ein Schaumvolumen von 25,8 bis 26,4 % aufweist. Dies bedeutet, daß durch das Produkt der vorliegenden Erfindung eine wesentliche Verbesserung erreicht wird und insbesondere eine Verbesserung von 10 bis 25 % gegenüber den Produkten, die nach der Lehre von US-A-4 678 515 hergestellt wurden. Im Stand der Technik wird kein Schaummittel gelehrt, das ein Volumen-% an Schaum in Gipsblöcken zeigt, das gleich den in den Beispielen 1 bis 6 gezeigten ist. Es ist klar, daß Schaummittel, die die Mischung von Alkylethersulfaten wie in den Beispielen 1 bis 6 beschrieben aufweisen, ein wesentlich verbessertes Schäumverhalten besitzen.
- Ein solches Ergebnis kann nicht erhalten werden, wenn der Lehre von US-A-4 678 515 (19,9 - 22,5 %) gefolgt wird und sogar wenn CA-A-1 085 880 und US-A-4 156 615 gefolgt wird.
- Es wurde nun ebenfalls das Verteilungsverhältnis von Oxyethylen-Oligomeren der Schaummittel durch Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) bestimmt.
- Der Nenner stellt den gesamten Oligomerengehalt dar.
- Ergebnisse sind in Tabelle 3 in Gewichts-% und Tabelle 4 in Mol-% gezeigt, wo eine Probe E mit y = 0 und eine neue Probe F mit y = 3 eingeführt wurden, um die vorliegende Erfindung deutlich herauszustellen.
- Wie nachfolgend zu sehen ist, ist das Verteilungsverhältnis der Oligomeren ein wichtiges Kennzeichen der Schaummittel, da die Verteilung sowohl die Empfindlichkeit auf Ca-Ionen als das intrinsische Schäumverhalten dem Schaummittel beeinflußt. TABELLE 3 Verteilung der Oxyethylen-Oligomere (Gewichts-%) Mittelwert y (Ethergruppe) % Schaum Gipsblöcke Proben * CA-A-1 085 880 und US-A-4 156 615 TABELLE 4 Verteilung der Oxyethylen-Oligomere (Mol-%) Mittelwert y (Ethergruppe) % Schaum Gipsblöcke Proben
- Aus Tabelle 3 wird deutlich, daß das beste Verhalten in % Schaum in Gipsblöcken erreicht wird, wenn das Gewichts-% -Verhältnis von 78,9 bis 27,0 für das Oligomer y = 0 und 95,5 bis 83,8 für y = der Summe der Oligomeren von 0 bis 5 beträgt.
- Aus Tabelle 4 wird auch deutlich, daß die Mol-% für y = der Summe der Oligomeren von 0 bis 3 von 93,4 bis 79,9 betragen muß. Es wird ebenfalls deutlich, daß die vorliegende Erfindung ein Schaummittel ergibt, das ein verbessertes Schäumverhalten aufweist. Die % Schaum in dem hierin hergestellten Gipsblock weisen nach dem obigen Test mindestens 25,6 % Schaum auf im Vergleich zu 19,9 bis 22,5 bei US-A-4 678 515 und 24,4 bei CA-A-1 085 880 und US 4 156 615.
- Zusammenfassend sind zwei Kriterien äußerst wichtig zum Produzieren eines Schaummittels mit verbessertem Schäumverhalten beim Herstellen von Gipsplatten, normalerweise die Kohlenstoffkettenlänge der Alkylgruppe CH&sub3;(CH&sub2;)xCH&sub2; und der Ethoxylierungsgrad.
- Die Alkylgruppe wird bestimmt durch x und idealerweise sollte es zwischen 6 und 8 liegen. Da jedoch die Schaummittel üblicherweise aus technischen Fettalkoholen mit gemischten Kohlenstoffkettenlängen hergestellt werden ist es aus praktischen Zwecken akzeptierbar mindestens 90 %, bevorzugt aber 98 und mehr, x zwischen 6 und 8 zu haben Andere Kohlenstoffkettenlängen, für die x nicht zwischen 6 und 8 liegt, insbesondere jene über 8 sind schädlich und behindern die Schäumeigenschaften, da in Gegenwart von Gipsprodukten, wenn y gering ist, die Sulfate mit einem x über 8 mit Gips ein wasserunlösliches Produkt bilden, das aus Wasser ausfällt, und beim Ausfallen reagieren weitere Mengen des wasserlöslichen Schaummittels mit weiteren Mengen der Gipsprodukte, so daß weitere Ausfällungen auftreten und dadurch in dieser Hinsicht die Wirksamkeit der Mischung als Schaummittel reduzieren.
- Dieses Problem nimmt mit zunehmender Länge von x zu (über x = 8). Dieses Problem wird nur wirksam bestimmt, wenn das Schaummittel für Gipsprodukte in situ mit den Gipsprodukten bestimmt wird (das reagierende CaSO&sub4;). jede Simulation mit einer klaren Lösung von CaSO&sub4; ergibt nicht die Konzentration und das Gleichgewicht in Produktionslinien.
- Der Mittelwert von y muß zwischen 0,4 und 1,3 liegen, wie in den Tabellen 3 und 4 erläutert.
- Alkylethersulfate sind empfindlich auf Ca-Ionen, sie können reagieren, so daß sich das Calciumsalz des Ethersulfats bildet, das in Abhängigkeit von der Länge der Alkylgruppe (x) und dem Ethoxylierungsgrad (y) wasserunlöslich sein kann und dadurch schlechte Schaumbildner erzeugen kann.
- Im Rückblick auf den Stand der Technik geht US-A-4 678 515 von einem Anspruch aus, daß verstärktes Schäumverhalten erhalten wird, wenn Ethersulfate mit einer Alkylgruppe, in der x 10 bis 12 beträgt, zu Ethersulfat zugegeben wird, bei dem x = 6 bis 8 beträgt. Gemäß US-A-4 678 515 "ist dies recht überraschend, da Verbindungen, in denen x = 10 bis 12 beträgt, schlechte Schaumerzeuger sind im Vergleich zu ihren Homologen, in denen x = 6 bis 8 beträgt" (Spalte 2, Zeilen 19 - 22) . Diese Schaumverstärkung beruht auf Schäumversuchen, die mit gesättigten Gipslösungen durchgeführt wurden, aus denen Gips, bevor der Schäumversuch gemacht wurde, entfernt wurde. Die vorliegende Anmeldung zeigt, daß die in US-A-4 678 515 angegebenen Ethersulfate den Schaumbildnern der vorliegenden Erfindung unterlegen sind, wenn ihr Verhalten nicht in Schäumversuchen, sondern beim Herstellen von Gipsblöcken unter Verwendung von typischen Rezepten zur Gipsplattenherstellung wie im wirklichen Leben gemessen wird. Dies ist in Tabelle 2 deutlich angegeben.
- Am bedeutendsten ist, daß in Hinblick auf die Zusammensetzung der Alkylgruppe, die vorliegende Erfindung von US-A-4 678 515 weg weist. In den Schaumbildnern von US-A-4 678 515 muß der Gehalt der Alkylgruppe, in der x = 6 bis 8 beträgt, maximal 89 % und minimal 67 % betragen, und der Rest muß x = 10 bis 12 betragen (Spalte 6, Zeilen 53 bis 60). Die vorliegende Erfindung lehrt das Gegenteil, d. h. der Gehalt der Alkylgruppe, in der x = 6 bis 8 beträgt, muß minimal 90 % betragen.
- Dies ist ein Schlüssel- und ein sehr deutlicher Unterschied: wenn in US-A-4 678 515 ein Minimum von 11 % eines Schaumbildners mit x 10 bis 12 zu einem Schaumbildner mit x = 6 bis 8 zugegeben wird, ergibt sich ein Produkt mit verstärktem Schäumverhalten. Bei der vorliegenden Erfindung ist das Ergebnis gerade umgekehrt, d. h., schlechteres Verhalten. Daraus folgt, was für US-A-4 678 515 ein Muß ist (d. h. Zugabe von mindestens 11 % Ethersulfaten, in denen x 10 bis 12 beträgt) , ist bei der vorliegenden Erfindung etwas, das völlig vermieden werden soll (d. h. 10 % ist das höchste - nicht das mindeste - das für x abweichend von 6 bis 8 tolerierbar ist).
- Der Ethoxylierungsgrad oder y-Wert der Ethergruppe ist ebenfalls sehr bedeutend, weil die Empfindlichkeit der Schaummittel auf Ca-ionen und ihr intrinsisches Schäumprofil auch vom Wert von y beeinflußt wird: Wenn der y-Wert zunimmt, nimmt die Empfindlichkeit der Schaummittel auf Ca-Ionen ab, aber ihre intrinsische Schaumcharakteristik, die wesentlich ist, nimmt auch ab. Daher ist es bei Schaummitteln, die für die Wandplattenherstellung vorgesehen sind, eine Schlüsselaufgabe, die richtige Bilanz zwischen geringer Ca-Ionenempfindlichkeit und hohen Schäumcharakteristiken, d. h. den y-Wert, zu finden. CA-A-1 085 880 und US-A-4 156 615 schließen Schaumbildner aus, in denen der y-Wert weniger als 1,5 beträgt. Die vorliegende Erfindung lehrt einen y-Wert zwischen 0,4 und 1,3, d. h. völlig verschieden vom Bereich von CA-A-1 085 880 und US-A-4 678 515.
- Der Grund für diesen Unterschied ist oben in den Tabellen 3 und 4 deutlich gezeigt. Probe A ist der Kern von CA-A-1 085 880 und US-A-4 156 615 (y-Wert von 2,2) . Probe E liegt außerhalb von CA-A-1 085 880 und US-A-4 156 615 (und US-A-4 678 515) , da y = 0. Beispiele 1, 2 und 5 der vorliegenden Erfindung wurden durch Vermengen geeigneter Anteile der Proben A und E hergestellt. Mit anderen Worten führte Vermengen des Produkts von CA-A-1 085 880 und US-A-4 156 615 mit einem schwächeren Schaumbildner zu einem synergistischen Effekt, da die Mischungen den einzelnen Produkten überlegen waren. Dies ist oben in den Tabellen 3 und 4 deutlich dargestellt.
Claims (14)
1. Schaummittel, das eine Mischung von Alkylsulfaten und
Alkylethersulfaten mit einem verbesserten
Schäumverhalten umfaßt, worin die Mischung die allgemeine Formel
besitzt:
CH&sub3;(CH&sub2;)xCH&sub2;-(OCH&sub2;CH&sub2;)y-OSO&sub3;M
worin mindestens 90 % von x zwischen 6 und 8 beträgt,
das CH&sub3;(CH&sub2;)xCH&sub2; eine Kette bildet ausgewählt aus
mindestens einer von linearen und verzweigten Ketten, das
durchschnittliche y zwischen 0,4 und 1,3 beträgt und
worin M ein Kation ist, welches ein wasserlösliches
oberflächenaktives Mittel erzeugt.
2. Schaummittel nach Anspruch 1, worin mindestens 98 % von
x zwischen 6 und 8 beträgt.
3. Schaummittel nach Anspruch 1 oder 2, worin das
durchschnittliche y von 0,7 bis 0,9 beträgt.
4. Schaummittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin M
ausgewählt ist aus Ammonium, Natrium, Kalium, Calcium
und Magnesium.
5. Schaummittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin
bezogen auf eine gewichtsprozentuale Verteilung der
Oxyethylen-Oligomere, die Oligomer-Species, in der y = 0
von 78,9 bis 27,0 % beträgt und die Summe von Oligomer-
Species von y = 0 bis 5 von 95,5 bis 83,8 % des gesamten
Oligomerengehaltes beträgt.
6. Schaummittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin
bezogen auf eine molprozentuale Verteilung der
Oxyethylen-Oligomere, die Summe von Oligomeren von y = 0 bis 3
von 93,4 bis 79,9 % des gesamten Oligomerengehaltes
beträgt.
7. Schaummittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das
Ammoniumalkylethersulfat ist.
8. Schaummittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin
(CH&sub2;)x eine lineare Kette ist.
9. Schaummittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das mit
einem Carrier verdünnt ist, wobei das Schaummittel der
Hauptbestandteil ist.
10. Schaummittel nach Anspruch 9, worin der Carrier aus
Alkoholen mit niedrigem Molekulargewicht ausgewählt ist.
11. Verfahren zur Herstellung von Gipsplatten, das das
Mischen eines Schaummittels nach einem der Ansprüche 1
bis 10 mit Gips umfaßt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, worin die Menge an
Schaummittel 0,03 % ± 0,01 auf 100 Teile Gipsmörtel auf dem
Endprodukt beträgt, wie nach dem CTFA-Verfahren 8-1 der
Cosmetic Toiletry and Fragrance Association in
Washington D.C. bestimmt.
13. Gipsprodukt, das das Schaummittel nach einem der
Ansprüche 1 bis 10 enthält, als Residuum.
14. Gipsprodukt nach Anspruch 13, worin mindestens 25,6 %
Schaum im Gipsprodukt vorhanden ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA563517 | 1988-04-07 | ||
US33307889A | 1989-04-04 | 1989-04-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE68910366D1 DE68910366D1 (de) | 1993-12-09 |
DE68910366T2 true DE68910366T2 (de) | 1994-05-19 |
Family
ID=25671822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE68910366T Expired - Lifetime DE68910366T2 (de) | 1988-04-07 | 1989-04-06 | Schaummittel. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0336749B1 (de) |
JP (1) | JP2801258B2 (de) |
DE (1) | DE68910366T2 (de) |
ES (1) | ES2061980T3 (de) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5466393A (en) * | 1988-04-07 | 1995-11-14 | Stepan Company | Foaming agent |
ES2037610B1 (es) * | 1991-12-02 | 1994-02-01 | Acuna Aller Antonio | Procedimiento de preparacion de espumas de cemento de fraguado rapido para mineria y otros usos. |
JPH06239676A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-08-30 | Toho Chem Ind Co Ltd | 軽量石膏ボード製造用起泡剤 |
IT1272925B (it) * | 1995-01-23 | 1997-07-01 | Eniricerche Spa | Composizione cementizia e suo impiego per la preparazione di calcestruzzi leggeri |
US6706128B2 (en) * | 2001-06-22 | 2004-03-16 | National Gypsum Properties, Llc | Method of providing void space in gypsum wallboard and in a gypsum core composition |
JP4504758B2 (ja) * | 2004-08-05 | 2010-07-14 | 三洋化成工業株式会社 | 気泡コンクリート用起泡剤及び気泡コンクリート |
JP4735050B2 (ja) * | 2005-05-23 | 2011-07-27 | 日産自動車株式会社 | フードリッジの補強構造 |
JP4038226B2 (ja) | 2006-02-22 | 2008-01-23 | ファナック株式会社 | 射出成形機の計量方法及び制御装置 |
WO2016205170A1 (en) | 2015-06-17 | 2016-12-22 | Stepan Company | Branched alkyl sulfate gypsum foamer |
AU2015203362B2 (en) * | 2015-06-17 | 2020-09-24 | Stepan Co. | Branched alkyl sulfate gypsum foamer |
US20210107832A1 (en) * | 2017-04-06 | 2021-04-15 | Stepan Company | Alkyl sulfate / alkyl ether sulfate gypsum foamer |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3782983A (en) * | 1970-05-18 | 1974-01-01 | Gaf Corp | Air entrainment compositions for cement mortars |
CA1085880A (en) * | 1977-10-13 | 1980-09-16 | Samuel Cukier | Foaming agents for gypsum board manufacture |
JPS5788056A (en) * | 1980-11-17 | 1982-06-01 | Nippon Oils & Fats Co Ltd | Air entraining agent composition |
EP0204370A1 (de) * | 1985-06-05 | 1986-12-10 | Dowell Schlumberger Incorporated | Schäumbare hydraulische Zementzusammensetzungen und Verfahren für ihre Anwendungen |
US4618370A (en) * | 1985-09-03 | 1986-10-21 | Millmaster Onyx Group, Inc. | Foam generating compositions |
-
1989
- 1989-04-06 ES ES89303393T patent/ES2061980T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-06 EP EP89303393A patent/EP0336749B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-06 DE DE68910366T patent/DE68910366T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-07 JP JP1089547A patent/JP2801258B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE68910366D1 (de) | 1993-12-09 |
JP2801258B2 (ja) | 1998-09-21 |
EP0336749A2 (de) | 1989-10-11 |
EP0336749B1 (de) | 1993-11-03 |
EP0336749A3 (de) | 1991-03-06 |
JPH0238381A (ja) | 1990-02-07 |
ES2061980T3 (es) | 1994-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2930164C2 (de) | ||
DE69103944T2 (de) | Durchsichtiger Stift. | |
DE69614259T2 (de) | Wässerige zusammensetzung und verwendung eines netzmittels | |
DE68910366T2 (de) | Schaummittel. | |
DE2261659C3 (de) | Verfahren zum Aufrechterhalten des Fließvermögens von hydraulischen Zementmassen | |
DE2941584A1 (de) | Verfahren zur verbesserung der eigenschaften von schaeumen und diese schaeume | |
EP0511466B1 (de) | Wässrige Tensidzubereitungen mit erhöhter Viskosität | |
DE69330602T2 (de) | Schäummittel | |
DE69406010T2 (de) | Wässrige alkylpolyglycosidkonzentrate und ihre verwendung | |
DE2736019C2 (de) | Haarwaschmittel mit geringer Hautreizung | |
DE69220535T2 (de) | Oberflächenaktive, von Sulfobernsteinsäureestern abgeleitete Verbindungen | |
DE2851840A1 (de) | Zusatzstoffe fuer massen auf basis von gebranntem gips, gips oder anhydrit und deren verwendung | |
DE2326006A1 (de) | Aus waessrigen konzentraten von alkoxylierten alkohol-sulfaten bestehende detergent-komponenten | |
DE69508933T2 (de) | Wässrige suspension einer cellulose-ether, verfahren zu deren herstellung und zusammensetzung | |
DE69703942T2 (de) | Reinigende kosmetische Zusammensetzung enthaltend ein oxyalkyliertes Silikon | |
DE69307961T2 (de) | Verwendung von Mitteln zum Beschleunigen die Härtungsgeschwindigkeit von Zement, Mörtel und Beton, unter beibehaltung ihrer Bearbeitbarkeit. | |
DE2404952C3 (de) | Formmasse auf Gipsbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE3730067A1 (de) | Selbstnivellierende moertelmischung | |
DE2519660A1 (de) | Luft mitreissende mittel | |
EP0371339A2 (de) | Oberflächenaktive Mischungen | |
DE4040887C2 (de) | Verfahren zur Herstellung fließfähiger wäßriger Dispersionen von Betainen | |
DE1621721C3 (de) | Synthetisches Schaummittel, insbesondere zum Löschen von Bränden organischer, mit Wasser mischbarer Flüssigkeiten | |
EP0103696A2 (de) | Wässrige Tensidkonzentrate und Verfahren zur Verbesserung des Fliessverhaltens schwerbeweglicher wässriger Tensidkonzentrate | |
DE3141403A1 (de) | Stabile oel-in-wasser-emulsion und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE19749350A1 (de) | Verfahren zum Herstellen und Anmachen einer Baustoffmischung sowie Baustoffmischung mit porenbildendem Zusatzstoff |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition |