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Verfahren zur Herstellung säurefester, in der Wärme abbindender Kitte
mit Silikatbindung Es sind säurefeste Kitte aus mineralischen Füllstoffen und Waseerglaslösiungen
bekamt, ,die erst nach langer, zumeist künstlicher Trocknung eine gewisse Festigkeit
annehmen. Diese Kitte sind bei genügender Trocknung sehr dicht, in der Tiefe und
hinter- Steinen bleiben sie aber weich und treiben. deshalb, wenn sie wesentlich
über a oo° C erhitzt werden. Gerade wegen der großen Dichtheit der Oberfläche kann
das Wasser in der Tiefe, das vom Anmachwasserglas herrührt, nicht entweichen, sondern
treibt die Masse auf und erzeugt auf der harten. Oberfläche Risse. Hierdurch geht
die Dichtheit praktisch wieder verloren, so daß derartige Kittim,gen nur leime beschränkte
praktische Biedeutung hatten.
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Ferner sind Wass,erglaskitte hoher Festigkeit, Säurebeständigkeit
und guter Dichtheit bekannt, bei,denen die Erhärtung in der ganzen Masse durch Zumischung
von Silicafluorid:en erreicht wird und bei denen die Dichtheit durch die Wahl hochkonzentrierter
Wassergläser mit bestimmtem Mengenverhältnis von Alkalioxyd zu Si 02 erzielt wird.
Die hohe Dichtheit ist diesen letzten Kitten aber nur eigen, wenn sie nicht trockener
Hitze von mehr als ioo° C ausgesetzt werden. Durch Trockenerhitzung auf höhere Temperaturen
verlieren sie mit der Verdunstung des Wassers aus dem Anmachwasserglas auch ihre
Dichtheit, da dieses Wasser nicht chemisch gebnmden ist. Auch bei sehr alkalireichen
Wassergläsern, die sich noch zum Anteigen von Kitten eignen, ist mehr als die dreifache
Menge Wasser vorhanden gegenüber dem Gehalt an Alkalioxyd.
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Es wurde nun gefunden, daß man säurebeständige Kitte mit Silicatbindung
hoher Dichtheit und Festigkeit erhalten kann, die diese Dichtheit auch bei trocknender
Erhitzung auf etwa i 8o° C und darüber noch behalten, wenn man den Wassergehalt
der Kittmischung in bestimmter Weise niedrig hält. Erfindungsgemäß wird dies dadurch
erreicht, .daß die Kitte aus Stoffen oder Stoffgemischen hergestellt werden, die
wasserhaltiges Alkalisilicat enthalten oder bilden und in denen die Menge.,des Wassers
nicht größer als die des
Alkalis, berechnet als Alkalihydroxyd,
ist. Mit diesen Stoffen oder Stoffgemischen werden hochsiedende mehrwertige flüssige
Alkohole, wie Glykole oder Glycerin, sowie gegebenenfalls bei gewöhnlicher Temperatur
flüssige Anhydride sehwacher organischer, bei ,gewöhnlicher Temperatur flüssiger
Säuren, z. B. Essigsäureanhydrid, sowie Füllstoffe gemischt.
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Als wasserhaltige Alkalisilicate können in den Gemischen entweder
die bekannten Wasserglaspulver des Handels dienen, die immer etwa io bis 25 ','o
Feuchtigkeit enthalten und in :denen das Mengenverhältnis Wasser zu Alkalioxy d
beispielsweise i : i oder niedriger ist. Es können aber auch Mischungen benutzt
,verden, die aus alkalireaktionsfähigen Kieselsäurearten oder Silicaten und festem
Alkalihydroxyd bestehen. Hierbei wird die Alkalireaktionsfähigkeit der Kieselsäure
in bekannter Weise nach Patent 4.6o 125 bestimmt. Kieselsäureformen dieser Art sind
Kieselsinter, Opal, Feuerstein usw. in @entspvechend feiner Vermahlung, ferner gemahlenes
Quarzglas, Rückstände vom Phosphataufsehluß. Alkalireaktionsfähige Silicate sind
beispfelsweise getrocknete Preßrückstände von der Wasserglas:filtration sowie die
ob@enerwähnten handelsüblichen Wasserglaspulver.
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Zweckmäßig werden diese wasserhaltige Alkalisilicate bildenden Mischungen
in der Weise angewandt, dafa erst das Alkalihydroxyd mit den genannten Alkoholen
angemacht und dann die reaktionsfähige Kieselsäure oder die reaktionsfähigen Silicate
zugegeben werden.
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Nach dem Anmachen des Kittin,ehls, das gegebenenfalls neben Füllstoffen
die alkalilösliche Kieselsäure und evtl. alkalilöslichie Silicate enthält, mit den
Alkoholen tritt 'in ,der Kälte zunächst keine nennenswerte Reaktion auf. In der
Wärme bilden sich dann an den Berührungspunkten der Festteilchen aus löslichem Silicat
oder löslicher Kieselsäure mit der Flüssigkeit Wassergläser als Bindemittel. Man
kann deshalb die Kitte auch dädurch erzeugen, d,aß man die Kittmehle mit in den
Alkoholen gelösten oder peptisierten, entsprechend wasserarmen Wassergläsern anmacht,
d. h. indem man einen Teil der löslichen Kieselsäure zusammen mit dem flüssigen
Massenanteil in die Mischung einbringt.
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Es hat sich gezeigt, daß bei den bisher verwendeten Wasserglaskitten
immer nur das in ,dem flüssigen Wasserglas .enthaltene Wasser Veranlassung zu dem
Treiben diesier Kitte und an dem Poröswerden bei trockener Erhitzung gibt. Erstaunlich
ist demgegenüber, daß @es bei den Kitten nach vorliegender Erfindung gelingt, Glykol
und Glycerin mit kaum noch flüssigen wäßrigen Wasserglaslösungen.in der Kälte zu
vermischen, ohne daß festes Wasserglas anfällt, während bei der Zugabe schon geringer
Mengexieinwertiger Alkohole zu 1 wäßrigen Wasserglaslösungen gallertartiges festes
Wasserglas von hohem Kies,elsäuregehalt ausgefällt wird.
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Ferner ist es erstaunlich, daß in einer Auflösung von festem Alkalihydroxyd
in Glykol oder Glycerin Wasserglaspulver gelöst oder peptisiert wird, das weniger
Wasser enthält als Alkalioxyd. Es ist sogar möglich, in derartigen Lösungen von
Alkalihydroxyd und Wasserglas, z. B. in Glycerin, bis zu io@'u Essigsäureanhydrid
oder andere Anhydride schwacher organischer Säuren bei gewöhnlicher Temperatur einzumischen,
ohne daß die Kieselsäure in der Kälte sofort ausgefällt wird; überraschenderweise
wird sogar die Anmachflüssigkeit durch eine solche Bcimiscliuiig zunächst dünnflüssiger,
was für das Anteigen .der Kittmasse von Vorteil ist. Werden aber solche Mischungen
mit Es:sigsäurcanhydrid oder daraus hergestellten Kittenerwärmt, z. B. auf ioo'C,
so werden sie fest und bleiben auch bei stärkerer Erhitzung völlig dicht, ohne aufzutreiben.
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Die vorstehend angegebenen Kitte erhärten, wie schon gesagt, im allgemeinen
bei gewöhnlicher Temperatur nicht von selbst, sondern erst beim Erwärmen auf Tempteraturen
zwischen 6o und 16o' C. Sie bieten aber dadurch den Vorteil, daß selbst die angemachten
Kittmischungen unter Luftabscliluß lange gebrauchsfertig bereitgehalten werden können,
da sie auch angemacht lagerfähig sind.
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Da die Bindung. der Kittmassen nicht oder nur zum kleinsten Teil aus
Kiese Isäure besteht, sondern überwiegend aus wasserlöslichen Silicaten, so müssen
die Kitte, ,nenn sie in Berührung mit Wasser oder stark verdünnten Säuren kommen
sollen, zuvor mit starken Säuren abgesäuert werden. Beispiele i. Ein Kittmehlgemisch
aus 50o g Quarz-Z, und 50o g feinem Sand wird angetei,gt mit .einer Mischung aus
150,geiner dicken Kaliwasserglaslösung, die kaum noch fließt, und 15o g Glykol.
Diese beiden Flüssigkeiten werden zuerst innigst vermischt, ,sobei das Glykol langsam
in die Wässerglaslösung eingeknetet wird. Dieser Kitt ist lange lagerfähig und erhärtet
beim Erhitzen auf 6o' C. Der Kitt ist nicht sehr fest (Kaltdruckfestigkeit :etwa
5o kg/qcm), aber dicht und behält seine Dichte auch beim Erhitzen auf i 6o° C.
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Die Dichtheit von säurefesten Kitten und ,das Dichtbleiben bei stärkerer
Erhitzung prüft man iam bestem folgendermaßen:
Nachdem die Kitte
vorher mindestens 12 Stunden lang il einem Trockenschrank auf etwa i 6o° C erhitzt
worden sind, bringt man sie nach Abkühlung in eine 2oprozientige Salzsäurelösung,
.die Methylenblau enthält. In dieser Lösung kocht man die Proben mindestens 12 Stunden
lmd läßt sie dann, darin abkühlen. Nach Abwaschen mit heißem Wasser und Abtrocknen
werden sie alsdann mit einem Meißel zerschlagen; nach der Färbung kann .die Eindringtiefe
beurteilt werden. Bei i mm Eindringtiefe der blauen Farbe ist der Kitt als praktisch
völlig dicht zu bezeichnen.
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2. Ein Kittmehlgemisch aus 5oog Quarzglasmehl und 5oog reinem Sand
wird angeteigt mit einer Mischung aus i80 g Glykol und i20 g festem Kaliumhydroxyd.
Dieser Kitt ist ebenfalls sehr lange lagerfähig und erhärtet beim Erhitzen auf ioo°C
langsam, auf 130°C rascher und ist nach Erhitzung auf 16o' C noch dicht. Die Druckfestigkeit
beträgt nach Erhitzen 15o kg/qcm.
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3. 2509 Quarzglasmehl und 7509 feiner Sand werden angebeigt
mit deiner Mischung aus 146g Glycerin und 204g Natriummetasilicat mit 33% Na20,
340,`o Si02 und 33 H20. Dias Glycerin und das Natriummeta-;sillicat werden warm
ineinander gelöst. In dieser ist der Wassergehalt ebenso hoch wieder Gehalt an Na.,
O. Nach Erhitzen auf i3o°C ist der Kitt fest. Nach Erhitzen auf i 6o' C ist die
Druckfestigkeit 17o kg/qcm; ,der Mörtel ist auch dann noch völlig dicht.
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4. 2509 festes, fein gemahlenes Kaliwasserglas mit zo % Wassergehalt,
26(),/o K20 und 640/0 Si 02 und einem Verhältnis von K20: Si02 = i : 2,q, und
7509 feiner Sand werden angeteigt mit deiner Mischung aus 216g Glycerin,
32g festem Kaliumhydroxyd und 729 festem, fein geriebenem Kaliwassierglas
von derselben Zusammensetzung (i o H20, 26 % K20 und 64 % Si 0.), der man
in der Kälte 2o ccm Essigsäureanhydrid oder y-Lacton unter Rühren eingemischt hat.
Diese Kittmischung ist ebenfalls längere Zeit haltbar, erhärtet bei i oo° C und
wird beim Erhitzen auf i 6o° C sehr fest und dicht.