DE1671017C3

DE1671017C3 - Anorganisch-organischer Baustoff

Info

Publication number: DE1671017C3
Application number: DE1671017A
Authority: DE
Inventors: Alois Dr. Aignesberger; Horst Dr. Michaud
Original assignee: SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG 8223 TROSTBERG
Current assignee: SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG 8223 TROSTBERG
Priority date: 1966-02-11
Filing date: 1966-02-11
Publication date: 1978-10-05
Also published as: FR1510314A; GB1169582A; DE1671017B2; CH493439A; NL146132B; AT263607B; DE1671017A1; BE693055A; NL6701110A

Description

Es ist bereits bekannt, Thermoplaste, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat (PVA) und Polystyrol, Baustoffen zur Verbesserung ihrer Eigenschaften zuzusetzen.

Auch wurden Duroplastharze, z. B. Polyesterharze und Harnstoff-Formaldehydharze, zum gleichen Zweck verwendet. So wird im »Deutschen Jahrbuch für die Tonindustrie der plastischen Massen« 1951/52, S. 67, Abs. 3, die Herstellung von Formkörpern beschrieben, wobei Füllstoffe, wie Kaolin, Kieselgur mit einem hohen Melaminanteil (bis 3O°/o) versetzt und bei Temperaturen von über 15O⁰C vergossen werden.

Zur Herstellung von Fußbodenplatten wird ein Melamin-Formaldehydharz verwendet, welches in die Kapillaren des aus wäßriger Lösung abbindenden, eine Art Skelett bildenden Calciumsulfates eindringt und dieses verfestigt DD-PS 28 591, Spalte 2, Zeile 29 bis Spalte 3, Zeile 4).

Schließlich ist aus der deutschen Patentschrift 845 327 ein Fußboden- und Wandbelag bekannt, bestehend aus einer Unterlageschicht aus anorganischem Füllstoff, welche mit einem wärmehärtenden Melamin-Formaldehyd-Harz abgebunden und mit einer ebenfalls bindemittclhaltigen Holzdeckschicht verklebt wird.

Allen diesen Erfindungen ist gemein, daß sie als Bindemittel ein Mclamin-Formaldehyd-Harz enthalten, welches lediglich als Klebstoff für die Füllstoffe dient und keinerlei Reaktion mit diesen eingeht. Die auf diese Weise erzielbaren Eigenschaften der hergestellten Produkte entsprechen daher in vielen Fällen nicht den an sie gestellten Anforderungen,

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem anorganisch-organischen Baustoff, unter Verbesserung wesentlicher Eigenschaften, organisches Material einzusparen.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß das Baumaterial einen Gehalt von 0,01 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das anorganische Bindemittel an sulfit- oder sulfonsäuremodifizicrtem Harz auf der Basis eines Amino-s-triazjns mit mindestens zwei NH.-Gruppen, aufweist.

Dieses Baumaterial enthält als erdaikalihaltige anorganische Bindemittel Zement, Kalk, Gips oder gebrannten Magnesit.

Eine Herstellung dieses Baustoffs ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung eines hydrophilen, sulfit- oder sulfonsäuremodifizierten Amino-s-triazin-Harzes mit soviel erdalkalihaltigen anorganischen ίο Bindemitteln umsetzt, daß pro Mol Säuregruppe mindestens 1 MoI Erdalkali zur Verfügung steht.

Beim Baumaterial gemäß der Erfindung liegt eine chemische Bindung zwischen anorganischen und organischen Bestandteilen vor, eine Bindung, die vermutlich die erhebliche Verbesserung der Eigenschaften erzielt.

Auf Grund der nachfolgenden Eigenschaften, wie gute Haft-, Zug- und Druckfestigkeit, Oberflächengüte, hohe Verschleißfestigkeit, besondere Beiändigkeit gegen Chemikalien, sind folgende Anwendungsmöglichkeiten des Baumaterials nach der Erfindung gegeben:

Reparaturen von Betonschäden;
Betonverflüssiger und Verflüssiger für Zementrohschlamm;

Klebemassen für Keramik, Glas und ähnliche Materialien;
Bodenbeläge;
Betonstein-Industrie;

Putze und Anstriche auf Mauerwerk und Beton; Transportbeton;

Bauplatten, z. B. Asbestzement, Faserplatten, Korkplatten, Leichtbauplatten;
Leichtbeton, z. B. Gasbeton (Erhöhung der Druckfestigkeit) ;

Verhinderung der Bildung von Arbeitsfugen;
Straßenbau.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist die Abdichtung und Verfestigung geologischer Formationen.

Beispiele
Herstellung der Harzlösungen:

A. 567 Gewichtsteile 37%iges Formalin werden mit Natronlauge auf pH 4,5 gebracht und anschließend 294 Gewichtsteile Melamin zugesetzt. Danach wird auf 75°C erwärmt, bis sich eine klare Lösung bildet. Die Lösung kühlt man auf 45°C ab und setzt 222 Gewichtsteile Na₂S₂O₅ zu. Anschließend werden 33?. Volumteile Wasser zugegeben, mit Natronlauge wird ein pH-Wert von 10 5 eingestellt und die Lösung 2 Stunden auf 8O⁰C erwärmt. Nadi Abkühlung auf 50⁰C versetzt man die Lösung mit einem Gemisch aus 2116 Volumteile Wasser und 70 Gewichtsteile konzentrierter Schwefelsäure. Hierauf wird das Reaktionsgemisch 5 Stunden bei 50° C erwärmt und dann mit Natronlauge auf pH 8,7 eingestellt.

Man erhält eine in jedem Verhältnis mit Wasser mischbare Lösung mit einer Viskosität von 37 cP bei 25° C und mit einem Feststoffgehalt von etwa 20%.

B. 567 Gewichtsteile 37%iges Formalin werden mit Natronlauge auf pH 4,5 gebracht und anschließend mit 294 Gewichtsteile Melamin versetzt. Dann wird auf 75" C erwärmt, bis sich eine klare Lösung bildet, auf 45°C gekühlt und danach werden 222 Gewichtsteile Na₂S₂O₅ zugesetzt. Anschließend werden 332 Volumteile Wasser zugegeben, mit Natronlauge wird ein pH-Wert von 9,0 eingestellt. Man erwärmt die

Lösung 2 Stunden auf 80° C, Nach Verdünnung mit Volumen Wasser wird abgekühlt. Die Viskosität der Lösung beträgt bei 25° C 26,2 cP, der Feststoffgehalt etwa 20°/o.

C. 20 Gewichtsteile Hexamethylolmelamin werden mit 234 Volumteilen Wasser und 6 Gewichtsteilen Rongalit 3 Stunden bei 90° C erhitzt. Es wird eine klare Lösung mit einer Viskosität von 1,3 cP bei 20° C erhalten; Feststoffgehalt etwa 10 °/o.

Analoge Harztypen erhält man, wenn Rongalit durch andere schwefelhaltige Verbindung ersetzt wird, wie z. B. Dithionit, Sulfit, Bisulfit und Pyrosulfit. Die notwendige Erhitzungsdauer kann nach der deutschen Patentschrift 952 495 durch Zusatz von Formamidinsulfinsäurc vermindert werden.

D. Acetoguanaminsulfonsäure wird mit 30%igem Formalin im Molverhältnis 1:4,0 gemischt, auf 70° C erwärmt, mit Natronlauge ein pH-Wert von 4,0 eingestellt und anschließend 2 Stunden auf 90° C erwärmt. Die erhaltene, in jed^m Verhältnis mit Wasser mischbare Lösung besitzt eine Viskosität von 346 cP bei 20°C und einen Feststoff gehalt von etwa 50%.

E. Benzoguanaminsulfonsäure wird mit 30%igem Formalin im Mol verhältnis 1:4,0 gemischt, auf 70° C erwärmt, mit Natronlauge ein pH von 4,0 eingestellt und hernach 2 Stunden auf 90°C erwärmt. Die in jedem Verhältnis mit Wasser mischbare Lösung weist bei 20⁰C eine Viskosität von 2330 cP auf und einen Feststoff gehalt von etwa 50%.

1. Sulfitmodifizierte Melaminharzlösung, hergestellt nach A, welche 2 Gewichtsprozent Harz, bezogen auf vorhandenen Zement, enthält, wird einem Beton zugesetzt. Nach 28 Tagen mißt man die Haftfestigkeit von Neubeton auf Altbeton. Sie ist um 240% höher als jene ohne Ha zzusatz. Um dieselbe Erhöhung der Haftfestigkeit mit einer handelsüblichen PVA-Emulsion zu erreichen, müssen 6% PVA in Form einer Emulsion zugesetzt werden.

Beim Beton, dem das Melaminharz zugesetzt wird, erhöht sich die Druckfestigkeit gegenüber Beton ohne Zusatz um 40%, während bei einem Zusatz von 4,5% PVA in Emulsion die Druckfestigkeit um 10% abnimmt.

2. Dieselbe Harzlösung wie nach A, jedoch mit einem Gehalt von 4% Harz, bezogen auf Zement, wird einem Beton zugesetzt und nach 28 Tagen Zugfestigkeit und Druckfestigkeit bestimmt. Die Zugfestigkeit ist um 110% und die Druckfestigkeit um 65% höher als bei einem Beton ohne Harzzusatz. Bei Verwendung von handelsüblicher PVA-Emulsion wird bei einem Zusatz von 4,5% PVA in Form einer Emulsion die Zugfestigkeit um 40% und die Druckfestigkeit um 30% erhöht.

3. Dieselbe Harzlösung wie nach A fügt man einem Beton zu. Nach 24stündigem Lagern an der Luft wird der Probekörper in fließendes Wasser gelegt und nach 28 Tagen — vom Herstellungstag an gerechnet -- die Zugfestigkeit bestimmt. Gegenüber Beton ohne Zusatz erhöht sich die Zugfestigkeit um 45%, während sie bei einem Beton mit einem Zusatz von 4,5% handelsüblichem PVA in Form einer Emulsion um 10% abnimmt.

4. Rongalitmodifizierte Melaminharzlösung, hergestellt nach C, welche 2 Gewichtsprozent Harz, bezogen auf Zement, enthält, wird einem Frischbeton zugesetzt und nach 28 Tagen die Haftfestigkeit von Neubeton auf Altbeton gemessen. Die Haftfestigkeit ist gegenüber Nullbeton um 90% höher. Auch die Druckfestigkeit nimmt gegenüber Nullbeton um 20% zu. Bei einer Zugabe von 2 Gewichtsprozent PVA, bezogen auf Zement, in Form einer handelsüblichen PVA-Emulsion, wird die Haftfestigkeit gegenüber Nullbeton nur um etwa 40% erhöht.

5. Die Harzlösungen werden auf ihre Wirkung als Betonverflüssiger geprüft. Ein Zusatz einer Harzlösung, hergestellt nach A, weiche nach Zementzusatz 0,01 Gewichtsprozent Harz, bezogen auf Zement, enthält, zeigt einen deutlichen Verflüssigungseffekt. Die nach B, D und E hergestellten Harzlösungen erweisen sich ebenfalls als gute Betonverflüssiger. Die nach C hergestellte Lösung zeigt keine Wirkung als Betonverflüssiger.

Die nach E hergestellte Lösung wird bei etwa 30°C getrocknet. Das getrocknete Produkt ist vollständig wasserlösJich. Die aus dem getrockneten Produkt hergestellte wäßrige Lösung wirkt ebenfalls als guter Betonverflüssiger.

6. Zu einem Kalkhydratmörtel werden Harzlösungen, hergestellt nach A, mit Harzgehalten von 8,0%, 16,0% und 22,0%, bezogen auf Kalkhydrat, zugesetzt. Der Mörtel haftet im Gegensatz zu Mörtel ohne Harzzusatz gut auf Glas, Baustahl und Holz. Die Haftung des Mörtels mit 16% Harz ist etwa doppelt so fest, wie die des Mörtels mit 8% Harz. Der Mörtel mit 22% Harz haftet um etwa 50% fester als der Mörtel mit 16% Harz.

7. Bei einem Zusatz der nach A hergestellten Harzlösung zum Anmachwasser von Gips wird die Wassermenge, die nötig ist, um einen gießfähigen Gipsbrei zu erhalten, erniedrigt und die Abbindezeit des Gipses erhöht. Es wurden Probekörper aus Gips mit und ohne Harzzusatz angefertigt. Die zugesetzte Harzmenge, hergestellt nach A, betrug auf Gips bezogen 1,7%. Nach Trocknen der Probekörper bei 40⁰C wurde die Brinellhärte bestimmt. Bei den Probekörpern mit Harzzusatz war die Brinellhärte um 46% höher als bei den Probekörpern ohne Harzzusatz.

8. Es wurde Steinholz aus 1 Gewichtsteil gebranntem Magnesit, 1 Gewichtsteil Holzmehl und 3,6 Gewichtsteilen Magnesiumchloridlösung hergestellt. Einem Teil der Probekörper wurde sulfitmodifiziertes Melaminharz, hergestellt nach A, in einer Menge von 8%, bezogen auf Magnesit, zugesetzt und nach 11 Tagen die Brinellhärte bestimmt. Bei den Probekörpern mit Harzzusatz war die Brinellhärte um 22% höher als bei den Probekörpern ohne Harzzusatz.

Claims

Patentansprüche;

1. Baumaterial, bestehend aus Harz, erdalkalihaltigen anorganischen Bindemitteln und gegebenenfalls Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Material als erdalkalihaltige anorganische Bindemittel Zement, Kalk, Gips oder gebrannten Magnesit und 0,01 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das anorganische Bindemittel, an mit Sulfit oder Sulfonsäure modifiziertem Harz auf der Basis eines Amino-s-triazins mit mindestens zwei NH.,-Gruppen enthält.

2. Verfahren zur Herstellung des Baumaterials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung eines hydrophilen, mit Sulfit oder Sulfonsäure modifizierten Amino-s-triazinharzes mit soviel erdalkalihaltigen anorganischen Bindemitteln umgesetzt wird, daß pro Mol Säuregruppe mindestens 1 MoI Erdalkali zur Verfugung steht.