WO1993004009A1 - Verfahren zur herstellung von wasserabweisenden porösen gipsformkörpern - Google Patents

Verfahren zur herstellung von wasserabweisenden porösen gipsformkörpern Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of water-repellent porous gypsum moldings, in particular porous gypsum boards, from the components gypsum powder, mixing water, foam and, if appropriate, further conventional additives by adding alkyl hydrogen polysiloxanes.
  • DE-AS-1 223 287 discloses a process for producing water-repellent molded articles and coatings from inorganic masses hardening by adding water, in which organosilicon compounds are added to the inorganic masses before shaping in order to achieve water repellency in the form of aqueous emulsions.
  • organosilicon compounds are added to the inorganic masses before shaping in order to achieve water repellency in the form of aqueous emulsions.
  • a major disadvantage of this method is that in practice, in the production of gypsum boards on corresponding large-scale plants, the metering of the gypsum paste which is mixed is regulated, inter alia, by varying the amount of foam added. The fluctuating amounts of foam therefore also lead to different degrees of hydrophobization of the end product.
  • the object of the present invention is to develop a process for the production of water-repellent porous gypsum moldings, in particular porous gypsum boards, in which gypsum powder, mixing water, foam and, if appropriate, other customary additives and alkyl hydrogen polysiloxanes are used to produce flawless products arise without it being necessary to use the alkylhydrogen polysiloxanes in the form of prefabricated emulsions or in the form of a foam produced immediately before production.
  • Tube diameters of 0.1 to 1% of the tube length are preferably selected.
  • a constant time-averaged velocity profile in the direction of flow is preferably selected.
  • the Reynold number then no longer plays a role.
  • water and silicone oil can be processed into an emulsion that can be processed immediately.
  • the investigations have shown that it is not only possible to add the alkylhydrogen polysiloxanes to the main stream of the mixing water, but that it is equally possible to add the alkylhydrogen polysiloxanes to the various substreams which contain customary additives.
  • the addition to the partial stream which contains a prepared paper pulp has proven particularly useful.
  • the alkyl hydrogen polysiloxanes can also be added to the partial stream which contains non-foam-forming surface-active substances.
  • the alkyl hydrogen polysiloxanes can also be added to the partial stream which contains gelatinized starch.
  • the consumption of foaming agent can be reduced by approximately 20% compared to a method in which the silicone oil is added to the foam generator.

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Abstract

Das Verfahren zur Herstellung von wasserabweisenden porösen Gipsformkörpern, insbesondere poröser Gipsplatten, aus den Komponenten Gipspulver, Anmachwasser, Schaum sowie gegebenenfalls weiteren üblichen Zusätzen durch Zusatz von Alkylwasserstoffpolysiloxanen erfolgt dadurch, daß die Alkylwasserstoffpolysiloxane dem Anmachwasser oder Teilströmen desselben zugesetzt werden, welche übliche Zusätze enthalten, woraufhin das Gemisch in einem mehrere Meter langen Rohr mit turbulenter Strömung intensiv vermischt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von wasserabweisenden porösen Gipsfor körpern
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von wasserabweisenden porösen Gipsform¬ körpern, insbesondere poröser Gipsplatten, aus den Kompo¬ nenten Gipspulver, Anmachwasser, Schaum sowie gegebenen¬ falls weiteren üblichen Zusätzen durch Zusatz von Alkyl¬ wasserstoffpolysiloxanen.
Aus der DE-AS-1 223 287 ist ein Verfahren bekannt zum Herstellen von wasserabweisenden Formkörpern und Über¬ zügen aus durch Zusatz von Wasser erhärtenden anorga¬ nischen Massen, bei dem zur Erzielung der Wasserabweisung den anorganischen Massen vor der Formgebung Organosili- ciumverbindungen zugesetzt werden in Form wäßriger Emul¬ sionen. Diese vorgefertigten Emulsionen haben sich zwar in der Praxis gut bewährt, sie sind jedoch deutlich teu¬ rer als die in Form von öligen Flüssigkeiten angebotenen Organosiliciumverbindungen in nicht emulgierter Form.
Aus der DE-OS 27 40 049 ist bekannt, dem Gipspulver in Abwesenheit von Wasser lineare Monomethylpolysiloxane zuzumischen und erst dann diesen Gips mit Wasser anzu¬ rühren. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis nicht bewährt, da einerseits der Bedarf an Mono ethylpoly- siloxan relativ hoch ist und andererseits ein derartig vorbehandeltes Gipspulver sich wesentlich schlechter ver¬ arbeiten läßt.
Aus der EP-PS 0 171 018 ist ein Verfahren bekannt, bei dem wasserabweisende poröse Gipsformkorper hergestellt werden mit Alkylwasserstoffpolysiloxanen, indem man aus Wasser, Tensid und Polyalkylwasserstoffsiloxan einen Schaum erzeugt und diesen Schaum dem wäßrigen Gipsbrei, bestehend aus An achwasser, Gipspulver sowie gegebenen¬ falls weiteren üblichen Zusätzen, zugibt. Dieses Ver¬ fahren hat sich in der Praxis bewährt, sofern sehr spe¬ zielle Parameter eingehalten werden, die jedoch in der Patentschrift nicht genannt sind. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß in der Praxis bei der Herstellung von Gipsplatten auf entspre¬ chenden Großanlagen die Dosierung des angerührten Gips¬ breis unter anderem reguliert wird durch Variation der zugesetzten Schaummenge. Die schwankenden Schaummengen führen daher auch zu verschieden starker Hydrophobierung des Endproduktes.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von wasserabweisenden porösen Gipsformkörpern, insbesondere porösen Gips¬ platten, zu entwickeln, bei dem aus den Komponenten Gips¬ pulver, Anmachwasser, Schaum sowie gegebenenfalls weite¬ ren üblichen Zusätzen und Alkylwasserstoffpolysiloxanen einwandfreie Produkte entstehen, ohne daß es nötig ist die Alkylwasserstoffpolysiloxane in Form von vorgefertig¬ ten Emulsionen oder in Form eines unmittelbar vor der Herstellung erzeugten Schaumes einzusetzen. Es sollte somit versucht werden, die Vorteile der gleichmäßigen Dosierung der Alkylwasserstoffpolysiloxane bei Zusatz von Emulsionen zu kombinieren mit den wesentlich niedrigeren Kosten bei Zusatz der Alkylwasserstoffpolysiloxane zum Schaum, wobei jedoch als Nachteil in Kauf genommen werden mußte, daß die Zudosierung verschieden großer Schaum¬ mengen auch zu Schwankungen in der Hydrophobierung führt.
Diese Aufgabe konnte jetzt überraschend einfach dadurch gelöst werden, daß die Alkylwasserstoffpolysiloxane dem Anmachwasser oder Teilströmen desselben zugesetzt werden, welche übliche Zusätze enthalten, woraufhin das Gemisch in einem mehrere Meter langen Rohr mit turbulenter Strö¬ mung intensiv vermischt wird.
Dieses Ergebnis war aufgrund des Standes der Technik kei¬ nesfalls vorhersehbar. Noch in der EP-PS 0 171 018 wird in Spalte 1, Zeilen 27 bis 39 ausdrücklich festgestellt, daß es in der Praxis unmöglich ist, das öl aufgrund sei¬ ner Wasserunlöslichkeit im wäßrigen Gipsbrei, bestehend aus Anmachwasser und Gipspulver, zu verteilen. Obwohl die Zugabe von nicht emulgierten ölen die wesentlich wirt¬ schaftlichere Form darstellt, gab es kein Verfahren das öl gleichmäßig im Gipsbrei zu verteilen.
Großtechnische Versuche in den bestehenden Produktions¬ anlagen der Anmelderin haben gezeigt, daß es erfindungs¬ gemäß doch möglich ist mit öl zu arbeiten und dabei auf die Zudosierung bei der Schaumerzeugung zu verzichten. Von entscheidender Bedeutung ist, daß die Alkylwasser¬ stoffpolysiloxane als öl mit dem Anmachwasser in einem mehrere Meter langem Rohr mit turbulenter Strömung in¬ tensiv vermischt werden, bevor sie mit dem Gipspulver in Berührung kommen. Für eine derartige intensive Ver¬ mischung reichen 2 m Rohr gerade aus. Rohrlängen von 4 bis 6 m haben sich exzellent bewährt. Noch längere Rohre können zwar eingesetzt werden, jedoch wird hierbei der Effekt nicht weiter verbessert; es sei denn, die be¬ nötigte Menge Anmachwasser benötigt relativ große Rohr¬ durchmesser. Um turbulente Strömungen in dem Rohr zu er¬ zeugen, sollte nämlich der Rohrdurchmesser nur maximal 2% der Rohrlänge betragen. Vorzugsweise wählt man Rohrdurch¬ messer von 0,1 bis 1% der Rohrlänge. Bei turbulenten Strömungen bildet sich in einem Rohr erst nach 50 bis 100 Rohrdurchmessern ein konstantes zeitlich gemitteltes Ge- schwindigkeitsprofil in Strömungsrichtung aus. Die Reynoldsche Zahl spielt dann keine Rolle mehr. Unter diesen turbulenten Strömungsbedingungen lassen sich Wasser und Siliconöl zu einer Emulsion verarbeiten, die unmittelbar verarbeitet werden kann.
Die Untersuchungen haben ergeben, daß es nicht nur mög¬ lich ist, die Alkylwasserstoffpolysiloxane dem Hauptstrom des Anmachwassers zuzusetzen, sondern daß es ebenso gut möglich ist, die Alkylwasserstoffpolysiloxane den ver¬ schiedenen Teilströmen zuzusetzen, welche übliche Zusätze enthalten. Besonders bewährt hat sich der Zusatz zu dem Teilstrom, der eine angemachte Papierpülpe enthält. Da jedoch nicht alle porösen Gipsplatten Papierpülpe ent¬ halten, kann man die Alkylwasserstoffpolysiloxane auch dem Teilstrom zusetzen, welcher nicht schaumbildende oberflächenaktive Substanzen enthält. Schließlich kann man die Alkylwasserstoffpolysiloxane auch dem Teilstrom zusetzen, der verkleisterte Stärke enthält.
Als weiterer überraschender Vorteil wurde festgestellt, daß erfindungsgemäß der Verbrauch an Schäumungsmittel um ca. 20 % gesenkt werden kann gegenüber einem Verfahren, bei dem das Siliconöl dem Schaumerzeuger zugesetzt wird.
Die Untersuchung der fertigen Gipsplatten hat ergeben, daß die Qualität der erfindungsgemäßen Gipsplatten völlig vergleichbar ist mit Produkten, bei denen das Siliconöl der Schaumanlage zugeführt wurde.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung von wasserabweisenden porö¬ sen Gipsformkörpern, insbesondere poröser Gipsplatten, aus den Komponenten Gipspulver, Anmachwasser, Schaum sowie gegebenenfalls weiteren üblichen Zusätzen durch Zusatz von Alkylwasserstoffpolysiloxanen, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Alkylwasserstoffpolysiloxane dem Anmachwasser oder Teilströmen desselben zugesetzt wer¬ den, welche übliche Zusätze enthalten, woraufhin das Gemisch in einem mehrere Meter langen Rohr mit turbu¬ lenter Strömung intensiv vermischt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylwasserstoffpolysiloxane zugesetzt werden dem Teilstrom einer angemachten Papierpülpe.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylwasserstoffpolysiloxane zugesetzt werden dem Teilstrom enthaltend nicht schaumbildende ober¬ flächenaktive Substanzen.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylwasserstoffpolysiloxane zugesetzt werden dem Teilstrom enthaltend verkleisterte Stärke.
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