PL88720B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia dodatków do tynku gipsowego, majacych zdol¬ nosc zatrzymywania wody i opózniania wiazania.Przy stosowaniu prazonego gipsu (gipsu mode¬ larskiego) w przemysle budowlanym zwykle ulep¬ sza sie wlasciwosci tynku gipsowego dodajac pod¬ czas wytwarzania mieszanki tynkarskiej rózne substancje. Takimi dodatkami sa zwykle sub¬ stancje o dzialaniu opózniajacym wiazanie tynku gipsowego, tak zwane opózniacze. Sa to, np. sole sodowe kwasów organicznych lub nieorganicznych.Dodawanie opózniaczy jest konieczne, gdyz bez nich wiazanie tynku moze nastepowac juz w ciagu okolo 5 minut. Poza tym tynk powinien równiez miec zdolnosc zatrzymywania wody, gdyz ulat¬ wia ona obrabianie i ostateczne wiazanie, jak rów¬ niez zwieksza wytrzymalosc tynku.Ma to szczególne znaczenie w przypadku tyn¬ ków gipsowych, które stosuje sie w tak cienkich warstwach, ze bez tych dodatków wystepowaloby natychmiastowe schniecie. Jako substancje za¬ trzymujace wode zwykle stosuje sie etery celu¬ lozy rozpuszczalne w oczyszczonej wodzie. Wy¬ twarzanie takich eterów celulozy jest stosunkowo skomplikowane, poniewaz trzeba z nich usuwac pozostalosci wodorotlenku sodowego wprowadzone w uprzedniej merceryzacji (alkalizowaniu) celu¬ lozy, gdyz ewentualnie obecny wolny wodorotle¬ nek sodowy powoduje rozklad eteru celulozy.Trudno jest równiez przemywac liczne etery ce¬ lo lulozy, gdyz ulegaja one klaczkowaniu dopiero w wysokiej temperaturze, totez mozna je oczysz¬ czac jedynie za pomoca bardzo goracej wody i/lub rozpuszczalników organicznych.Wynalazek umozliwia znaczne uproszczenie pro¬ cesu wytwarzania eterów celulozy stosowanych jako dodatki do tynku gipsowego. Stwierdzono, ze mozna bez uprzedniego oczyszczania eterów celu¬ lozy zobojetniac wodorotlenek sodowy, pozostaly po merceryzacji celulozy, kwasem organicznym, lub nieorganicznym, przy czym otrzymuje sie sól alkaliczna, która ma wlasciwosci opózniajace wia¬ zanie. Jezeli stosuje sie kwas w ilosci 95—105% ilosci teoretycznie potrzebnej do zobojetnienia, wów¬ czas osiaga sie praktycznie biorac calkowite za¬ hamowanie eteru celulozy.Sposób ten ma te zalete, ze bez koniecz¬ nosci przemywania lub innego oczyszczania eteru celulozy otrzymuje sie produkt trwaly podczas magazynowania. Otrzymany • w ten sposób eter celulozy zawiera równiez substancje opózniajace wiazanie, mogace calkowicie lub czesciowo zasta¬ pic opózniacze. Sposób wedlug wynalazku umoz¬ liwia wiec wykorzystanie wodorotlenku sodowego, który w znanych procesach usuwa sie przez wymy¬ wanie w postaci nie zmienionej lub w postaci soli, a tym samym unika sie procesu wymywania. Po¬ niewaz zas unika sie procesu plukania, przeto mozna stosowac etery celulozy, które nie moga 887203 88720 4 byc plukane goraca woda i które staja sie klacz- kowate w temperaturze 90°C lub wyzszej.Sposobem wedlug wynalazku wytwarza sie do¬ datki do tynku gipsowego majace zdolnosc za¬ trzymywania wody i opózniania wiazania, zawie¬ rajace rozpuszczalny w wodzie eter celulozy, otrzymany przez dzialanie odpowiednimi odczyn¬ nikami na celuloze merceryzowana wodorotlen¬ kiem alkalicznym, jak równiez zawierajace sklad¬ nik opózniajacy wiazanie. Istotna cecha sposobu wedlug wynalazku jest to, ze do eteru celulozy zawierajacego wodorotlenek alkaliczny, bez usu¬ wania tych zanieczyszczen wodorotlenkiem alka- ' licznym dodaje sie kwasu, którego sól z metalem alkalicznym moze sluzyc jako opózniacz wiazania lynteu gipsowego. Kwas ten dodaje sie w ilosci' praktycznie równowaznej ilosci wodorotlenku al¬ kalicznego pozostalego po procesie merceryzacji.%^F£6TJy porównawcze przeprowadzone z dodatka¬ mi do tynku gipsowego wytworzonymi sposobem wedlug wynalazku i z dodatkami, w których eter celulozy i alkaliczna sól stanowiaca opózniacz wytworzono oddzielnie i nastepnie zmieszano na. sucho, nieoczekiwanie wykazaly, ze dodatek wy¬ tworzony sposobem wedlug wynalazku rozpuszcza sie w wodzie znacznie szybciej, co umozliwia szybsze jego rozprowadzanie w tynku gipsowym.Przyczyna tego nie jest znana, ale przypuszcza sie, ze polega ona na tym, ze dodatek wytworzo¬ ny sposobem wedlug wynalazku jest jednorodna kompozycja skladników zatrzymujacych wode i skladników opózniajacych wiazanie.W sposobie wedlug wynalazku mozna stosowac dowolne etery celulozy, stosowane zwykle przy wytwarzaniu tynków gipsowych. Przykladami ta¬ kich eterów sa: hydroksyetyloceluloza, metylohy- droksyetyloceluloza, etylohydroksyetyloceluloza, hydroksypropyloceluloza, metylohydroksypropylo- celuloza i etylohydroksypropyloceluloza, jak rów¬ niez inne rozpuszczalne w wodzie etery alkilocelu- lozy i alkilohydroksyalkilocelulozy. Ilosc, wodoro¬ tlenku alkalicznego, zwykle wodorotlenku sodo¬ wego, pozostala w eterze celulozy przed procesem zobojetniania, mozna w razie potrzeby regulowac, regulujac ilosc wodorotlenku alkalicznego uzyte¬ go w procesie merceryzacji, korzystnie stosujac 0,1—10 czesci wagowych wodorotlenku na 1 czesc wagowa celulozy. W celu uzyskania szczególnie silnego dzialania opózniajacego, mozna w nastep¬ nym zabiegu dodawac dodatkowo opózniacz. Za¬ sadniczo jako kwas zobojetniajacy mozna stoso¬ wac dowolny kwas, którego sole alkaliczne dzia¬ laja opózniajaco na wiazanie tynku gipsowego, ale korzystnie stosuje sie takie kwasy jak kwas fo¬ sforowy, bursztynowy, mlekowy, winowy, cytry¬ nowy lutKglikonowy, których sole sodowe sa bar¬ dzo dobrymi opózniaczami. Najkorzystniej stosu¬ je sie kwas fosforowy, bursztynowy, a zwlaszcza kwas cytrynowy.Dodatki wytwarzane sposobem wedlug wynalaz¬ ku dodaje sie zwykle do tynku gipsowego w ilos¬ ci Ojl—1,5%, korzystnie 0,2—0,5°/o wagowych w stosunku do wyprazonego siarczanu wapnia, przy czym stosunek wagowy zatrzymujacego wode ete¬ ru celulozy do opózniacza wynosi od 20:1 do 1:1.Szczególnie korzystnie jako eter celulozy sto¬ suje sie hydroksyetylohydroksypropyloceluloze lub etylohydroksyetylóhydroksypropyloceluloze o tem¬ peraturze klaczkowania 70°C, korzystnie 80°C.Korzystnie stosuje sie eter, którego podstawienie grupa w czasteczce, oznaczane dalej symbolem MS,*wynosi w odniesieniu do grupy hydroksyety- io lowej 0,5—2,0 i w odniesieniu do grupy hydro- ksypropylowej 1,0—2,0, zas stopien podstawienia, oznaczany dalej symbolem DS, wynosi w odnie¬ sieniu do rodnika etylowego 0,1—0,4. Te etery ce¬ lulozy, które moga byc wytwarzane przez wpro- wadzanie tlenku etylenu i tlenku propylenu oraz ewentualnie etylowanie chlorkiem etylu, maja bar¬ dzo dobre zdolnosci zatrzymywania wody, przy czym w czasie addycji tych grup wodorotlenek sodowy nie ulega zuzywaniu wcale lub zostaje zwiazany tylko w nieznacznej mierze. Oznacza to, ze wodorotlenek sodowy dodany w procesie mer¬ ceryzacji moze byc w znacznej mierze wykorzy¬ stany w celu wytworzenia soli sodowych o dzia¬ laniu opózniajacym.Przyczyny, dla której hydroksyetylohydroksy- propyloceluloza i etylohydroksyetylohydroksypro- pyloceluloza maja tak dobre zdolnosci zatrzymy- . wania wody i ulatwiania obróbki, nie poznano, ale prawdopodobnie wiaze sie ona z silna tendencja tych estrów celulozy do zelowania, nawet przy duzej zawartosci substancji stalych. Tak wiec produkty wytworzone sposobem wedlug wynalaz¬ ku nadaja tynkom gipsowym mala przyczepnosc do powierzchni metalicznych i zmniejszona sklon- nosc do plastycznego odksztalcania sie.W procesie prowadzonym sposobem wedlug wy¬ nalazku mozna tez stosowac inne etery hydroksy- alkilocelulozowe, takie jak hydroksyetyloceluloza lub hydroksypropyloceluloza, poniewaz przy wpro¬ wadzaniu grup hydroksyalkilowych do lancucha celulozy nie zuzywaja one sodu.Przyklad I. Etylo-hydroksyetylo-hydroksy- propyloceluloze, oznaczona dalej symbolem 45 EHEHPC, majaca DS etyi= 0,15 Mshydroksyetyl = = 0,5 MShydrokSypropyl=l,8, wytwarza sie mer- ceryzujac 1 czesc wagowa celulozy 20% wodnym roztworem wodorotlenku sodowego w ciagu 30 minut w temperaturze pokojowej. Nastepnie wy- 50 ciska sie celuloze tak, aby uzyskac wspólczynnik wycisniecia 2,5, to znaczy, aby po wycisnieciu otrzymac 2,5 czesci wagowe alkalicelulozy.Otrzymana alkaliceluloze rozdrabnia sie i umieszcza w autoklawie, z którego usuwa sie 55 powietrze. Do autoklawu wprowadza sie miesza¬ nine zawierajaca w stosunku wagowym 1,5 czesci chlorku etylu, 1,4 czesci tlenku propylenu i 0,3 czesci tlenku etylenu, po czym w ciagu 30 minut ogrzewa sie zawartosc autoklawu do temperatury 60 70°C i w tej temperaturze utrzymuje w ciagu 3 godzin. Nastepnie zatrzymuje sie reakcje, od¬ prowadza pozostaly chlorek etylu do atmosfery.Polowe otrzymanego eteru celulozy, majacego temperature klaczkowania okolo 65°C, zobojetnia 05 sie kwasem cytrynowym, stosujac 0,4 czesci wa-88720 6 rgowe kwasu na 1 czesc wagowa celulozy, po czym produkt miele sie, otrzymujac produkt silnie roz¬ luzniony o barwie bialej z odcieniem slabo zólta¬ wym. Druga polowe eteru celulozy poddaje sie dalszej przeróbce w znany sposób, przemywajac woda o temperaturze okolo 95°C i zobojetniajac reszte alkalii kwasem octowym, po czym produkt suszy sie i miele w taki sam sposób jak pierwsza partie, otrzymana sposobem wedlug wynalazku.Otrzymuje sie produkt stosunkowo twardy, o bar¬ wie szarawo bialej, z wyraznymi oznakami spie¬ czenia. Produkt ten miesza sie nastepnie z cytry¬ nianem sodowym w takim stosunku, jaki odpo¬ wiada zawartosci cytrynianu sodu w pierwszej czesci produktu, otrzymanej sposobem wedlug wynalazku.Nastepnie bada sie rozpuszczalnosc obu tych produktów w ten sposób, ze 3 g produktu roz¬ puszcza sie w 147 g wody w temperaturze 2Ó°C, lagodnie mieszajac szklanym pretem. Produkt otrzymany sposobem wedlug wynalazku rozpusz¬ cza sie calkowicie w ciagu 30 minut, przy czym w miare rozpuszczania wzrasta szybko lepkosc roztworu, natomiast przy rozpuszczaniu próbki otrzymanej znanym sposobem lepkosc roztworu wzrasta powoli i produkt ten rozpuszcza sie cal¬ kowicie dopiero po okolo 70 minutach.Oba produkty bada sie nastepnie, okreslajac ich zdolnosc opózniania procesu wiazania, metoda Vicata (ASTM C 191-59) w tynku gipsowym, sto¬ sujac 520 g wody na 1000 g siarczanu wapnia.^Wyniki podano w tablicy 1.Wyniki podane w tablicy swiadcza o tym, ze dodatek otrzymany sposobem wedlug wynalazku Tablica 2 J j Badany produkt Hydroksyetyloceluloza MS hydroksyetyl = %,% Hydroksypropyloceluloza MS hydroksypropyl = 3,75 Dodatek pro¬ duktu w % wagowych do siarczanu wapnia 0,1 0,2 0,3 0,1 0,2 ,0,3 Ilosc wody w gramach na 1000 g siarczanu wapnia aby uzyskac nor¬ malna kon¬ systencje 500 490 470 455 ., 450 455 Ilosc doda¬ nego kwasu w gramach na 1 kg ce¬ lulozy do cal¬ kowitego zobojetnienia 563 563 - 563 262 262 262 Czas wiazania pocza¬ tek 21 46 63 12 23 27 koniec 06 51 74 17 26 31 Konsy¬ stencja dobra dobra dobra dobra dobra dobra przykladzie I, dodajac do celulozy merceryzowa- nej 20% roztworem wodnym wodorotlenku sodo¬ wego 1 mol tlenku etylenu i 2 mole tlenku pro¬ pylenu na 1 mol jednostki odwodnionej glikozy, przy czym reakcje prowadzi sie w srodowisku chlorku etylu. Po zakonczeniu procesu przylacza¬ nia grupy alkoksylowej, do surowego eteru celu¬ lozy dodaje sie kwasu fosforowego az do zobojet¬ nienia, po czym produkt miele sie, po czym bada sie wplyw tego produktu na proces wiazania tyn¬ ku gipsowego. Wyniki podano w tablicy 3.Wyniki podane w tablicy 3 swiadcza o tym, ze kwas fosforowy mozna korzystnie stosowac do Tablica 1 Zawartosc badanego srodka w °/o w sto¬ sunku do siarczanu 0,25% produktu otrzy¬ manego sposobem we¬ dlug wynalazku, za¬ wierajacego 0,03% cy¬ trynianu sodowego 0,22% produktu otrzy¬ manego znanym spo¬ sobem, z dodatkiem 1 0,03% cytrynianu so¬ dowego Poczatek wiazania (minuty) 92 / Koniec wiazania (minuty) y 107 45 powoduje znacznie wieksze opóznienie procesu wiazania niz dodatek wytworzony znanym sposo¬ bem, aczkolwiek oba te dodatki zawieraja taka sama ilosc opózniacza. Dla porównania nalezy nadmienic, ze tynk gipsowy zawierajacy tylko przemyly eter celulozy ma czas wiazania okolo minut.Przyklad II. W sposób analogiczny do opi¬ sanego w przykladzie I zobojetnia sie hydroksy- etyloceluloze i hydroksypropyloceluloze, bez uprzedniego plukania. Zobojetnia sie kwasem cy¬ trynowym, uzytym w ilosci dostatecznej do zobo- jetnienia wodorotlenku sodowego pozostalego po procesie merceryzacji. Otrzymane produkty sto¬ suje sie w róznych ilosciach jako dodatki do tyn¬ ku gipsowego i oznacza czas wiazania jak w przy¬ kladzie I. Wyniki podano w tablicy 2.Wyniki podane w tablicy 2 swiadcza o tym, ze obecnosc eterów celulozy zawierajacych cytrynian sodowy znacznie przedluza czas wiazania tynku 55 gipsowego, przy czym czas ten bez dodatków wy¬ nosi 5 minut. Próby magazynowania wykazuja, ze srodki te sa bardzo trwale, co wskazuje na to, ze wodorotlenek sodowy zawarty w eterze celulozy zostal nalezycie zobojetniony. 60 Przyklad III. Etylo-hydroksyetylo-hydroksy- propyloceluloze, oznaczana dalej w skrócie EHEPC, majaca wartosc DS etyl = 0,2, wartosc x MS hydro¬ ksyetyl °5 i wartosc MS hydroksypropyl - 1,0, wy¬ twarza sie w sposób analogiczny do opisanego w 6588720 Tablica 3 Dodatek pro¬ duktu w % wagowych do tynku gipso- * wego 0,1 0,2 0,3 Zawartosc wody g/1000 g siarczanu wapnia 480 480 480 Czas wiazania (minuty) poczatek 27 59 75 koniec 38 73 100 Konsy¬ stencja Pewne stward- 1 nienie 1 Dobra Dobra bezposredniego zobojetniania surowych eterów ce¬ lulozy i otrzymany produkt nadaje sie jako opóz¬ niacz procesu wiazania tynku gipsowego.Przyklad IV. Bada sie eter celulozy otrzymany w sposób opisany w przykladzie I, w celu okreslenia jego przyczepnosci do po¬ wierzchni zelaznych, plynnosci i wplywu na czas wiazania tynku gipsowego, w porównaniu do od¬ powiednich wlasciwosci znanych dodatków do tynku gipsowego, zawierajacego mieszanine me- tylo-hydroksyetylocelulozy (MHEC) i hydroksyety- locelulozy (HEC) z cytrynianem sodu. Przyczep¬ nosc okresla sie wazac ilosc gipsu przyczepionego^ do zelaznej plyty po zanurzeniu jej na okres 5 sekund w tynku gipsowym. Plynnosc okresla sie metoda ASTM C 124-39. We wszystkich próbach stosuje sie 485 g wody na 1000 g tynku. Wyniki podano w tablicy 4, przy czym etery celulozy oznaczono w tablicy skrótami o wyzej podanym- znaczeniu.! Badany srodek 0,25% EHEHPC zawierajacego 1 0,03% cytry¬ nianu sodu 0,22% HEC z dodatkiem 0,03% cytry¬ nianu sodu 0,22% MHEC z dodatkiem 0,03% cytry¬ nianu sodu Czas wiazania (minuty) pocza¬ tek 32 ,20 17 (ko¬ niec 37 Plyn¬ nosc mm 177 287 191 Tablica 4 Przyczepnosc w gramach tynku po uplywie czasu od zmieszania (minuty) 1 0,04 2,61 0,92 2 0,10 1,93 0,63 3 0,14 1,58 0,28 4 0,15 1,02 0,04 0,05 0,77 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,03 zes¬ tale¬ nie 0,03 zes¬ tale¬ nie 0,02 Wyniki , podane w tablicy 4 swiadcza o tym, ze etylohydroksyetylohydroksypropyloceluloza wy¬ tworzona sposobem wedlug wynalazku mozliwia uzyskiwanie znacznie dluzszego czasu wiazania tynków gipsowych w porównaniu z czasem wia¬ zania przy uzyciu znanych mieszanin suchych.Równiez plynnosc tynku zawierajacego produkt wytworzony sposobem wedlug wynalazku jest nie¬ wielka, co wskazuje na to, ze produkt ten ma bardzo dobra zdolnosc zageszczania i zatrzymy¬ wania wody. Przyczepnosc do metalu tynku za¬ wierajacego produkt wytworzony sposobem we¬ dlug wynalazku jest mala, znacznie mniejsza niz w przypadku dodatków znanych. Mianowicie przyczepnosc 0,25 g oznaczona podana wyzej me¬ toda jest mala i tynk taki odpowiada w pelni wymaganiom stawianym w technice. PL PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania dodatków do tynku gip¬ sowego, majacych zdolnosc zatrzymywania wody 50 55 i opózniania wiazania, zawierajacych rozpuszczal¬ ny w wodzie eter celulozy, wytworzony przez re¬ akcje celulozy merceryzowanej wodorotlenkiem metalu alkalicznego z odpowiednim odczynnikiem, jak równiez zawierajacy opózniacz wiazania, zna¬ mienny tym, ze do eteru celulozy zanieczyszczone¬ go wodorotlenkiem alkalicznym, bez usuwania tego wodorotlenku, dodaje sie kwasu, którego sól moze byc stosowana jako opózniacz w tynku gip¬ sowym, stosujac ten kwas w ilosci praktycznie równowaznej ilosci alkalicznego wodorotlenku po¬ zostalej w produkcie reakcji. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako kwas stosuje sie kwas fosforowy, kwas bursztynowy, kwas mlekowy, kwas winowy, kwas cytrynowy lub kwas glikonowy. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze jako eter celulozy stosuje sie eter nie¬ jonowy, taki jak metylohydroksyetyloceluloza, hy- droksyetyloceluloza, etylohydroksyetyloceluloza, metylohydroksypropyloceluloza, etylohydroksypro-88720 9 pyloceluloza, hydroksypropyloceluloza, hydroksy- etylohydroksypropyloceluloza lub etylohydroksy- etylohydroksypropyloceluloza. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze eter celulozy i opózniacz stosuje sie w sto¬ sunku wagowym od 20 : 1 do 1: 1. 10 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako eter celulozy stosuje sie etylohydroksyetylo- ksypropyloceluloze o temperaturze klaczkowania powyzej 70°C, korzystnie powyzej 80°C. ERRATA Tablica

1. w glówce jesit: Zawartosc badanego srodka w % w stosunku do siarczanu powinno byc: Zawartosc badanego srodka w % w stosunku do siarczanu wapnia lam 10, wiersz 3 jeslt: ksypropyloceluloze powinno byc: hydrcteypropyloceluloze lub hydrofksyetylohydroksy- propylocehiloze PL PL