DE3122009A1

DE3122009A1 - "verfahren zur herstellung eines hydrophoben gipses fuer gipskartonplatten"

Info

Publication number: DE3122009A1
Application number: DE19813122009
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. DDR 4500 Dessau Fietsch; Reiner Dipl.-Chem. DDR 4714 Rottleberode Grohmann; Hans-Joachim Dipl.-Chem. DDR 4204 Merseburg Grün; Peter Dipl.-Chem. DDR 4250 Eisleben Pfützner; Hans Schmidt
Original assignee: DESSAU ZEMENTKOMBINAT
Current assignee: DESSAU ZEMENTKOMBINAT
Priority date: 1980-08-06
Filing date: 1981-06-03
Publication date: 1982-06-16
Also published as: DD160516A3; JPS5751161A; FR2495131A1; BE889867A; AT378950B; ATA253981A; SE8104708L; FR2495131B1; JPH0127013B2; SE454354B; GB2081242B; GB2081242A; CS247105B1

Description

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- ij NACHGEREICHTi

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung eines hydrophoben Gipses für Gipskartonplatten

Anwendungsgebiet cer Erfindung

Verfahrensgemäße Herstellung von Gipskartonplatten für die Bauindustrie mit hydrophoben Eigenschaften, indem, wie bei der normalen Bauplattenproduktion, Gipswasserbrei auf eine kontinuierliche, waagerecht laufende Kartonbahn aufgebracht wird,, welcher die Vorderseite und die Kanten der Gipsfeauplatte bedeckt. Der Oberkarton für die Rückseite der Gipsbauplatte wird aUi die lasse des Gipswasserbreies aufgelegt und auf die überragenden Seitenbereiche des Unterkar— tons aufgeklebt. Dem Gipswasserbrei werden u. a. Zusätze untergemischt, die den Gipskartonplatten nach dem Erhitzen und Trocknen wasserabweisende Eigenschaften verleihen und diece gegenüber den herkömmlichen Bauplatten höheren Feuchtigkeitsbelastungen ausgesetzt werden können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Baustoffe, wie auch Gips wasserresistent zu machen, ist ein schon altes Anliegen. Mach zahlreichen Veröffentlichungen werden wasserabstoßend wirkende Stoffe dem Gips zugesetzt, u. £-. auch Kalk. Die in den letzten Jahren eingesetzten Mittel sind vor allem Silikone, Paraffinwachsemulsionen, Ceresine, Ozokerite, Bitumen, Harzemulsionen und auch wasserlösliche Silikate. Abgesehen von den wasserlöslichen Silikaten ist ihre Wirksamkeit im Verleihen von ;i/asserbeständigkeit hauptsächlich auf ihre Fähigkeit zurückzufüh-

ren, die Bewegung von Wasser mechanisoh i;u erschwerden. Die Wirkung dieser Zusatzstoffe hängt hauptsächlich von der Größe und Verteilung der Ernulsionskügelohen ab. In zahlreichen Patenten werden für Gips wasserabweisende: Wirkungen beachrieben, die durch kombiniert eingesetzte Zusatzstoffe erreicht werden sollen, wie z. B. Wachs und/oder x.sphalt sowie Maismehl mit Ka.liumpermanganat; wasserunlösliche Thermoplastmaterialien mit Erdöl und natürlichem Asphelt, Kohlenteer und Polymere auf der Basis von Vinylazetat und Vinylchlorid; ein Gemisch aus Alkalimetall-Harzseife, einen wasserlöslichen Srdalkali-Metallsalz und Heizölrückstand_; Kiefernharz nit Kohlenteer; ein Gemisch aus Heizölrückst; nden und Harz: aromatische Isozyanate und Diisozyanate; Orgaηοhydrogenpolysiloxane; Wachs-Asphalt-Emulsionen, Polyvinylalkoholzusatz und Metallkomponenten sowie Zusatr, einer wässri.ge.n.a Emulsion aus Asphalt/fachs in Verbindung mit kalziniertem Gips und geringen Mengen einer Boratverb :".ndung« Bei den Verfahren zur Imprägnierung oder Hydrophobierung von Gipskartonplatten spielen zusätzlich die Haftungspro— bleme Karton und Gips eine bedeutende Ro'..Ie. Es zeigte sich, daß die überwiegende Anzahl der Hydrophonierungsmittel einer festen Bindung entgegenwirken bzw. durch Feuohteeinv/ir'cung nachträglich zu Ablöseerscheinungen des iartons vom Gi iskern führen und weiterhin neben den Hafti.ngsproblemen iie 4u-·ιIi.bat Jon Knrtons ungünstig beeinfluü.'en. Außerdem ind

bei c; Ι.£..·:ίί.·ι rtan ο Latten reduzierte Festigki. itswerte fust ; te 11- ^e^ bar und die '.a'£iüserbe.;tändigkeit nimmt mii der Zeit ab.

Bei der DE Fr. 1 266 200 handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung von papierbeschichteten, wasserabweisenden Gipsbauplatten. Eine Plasteaufschlämmung wird zwischen Papierbahnen geformt und dafür eine wasserabweisendir.achende Jfesse, eine Emulsion von Tallöl, einem wechsähnlichen aliphatischen Kohlenwasserstoff sowie einem trocknenden Gi. und/oder einem Fettsäureester von Pentaerythrit, verwendet. Diese Emulsion wird auf die Papier aufgetragen und in einem Ofen ^rnit einer Temperatur von zumindest 130 ⁰C erwärmt.

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Diese Ob-erf lächenimprägnierung ist aber mit Nachteilen be- -. haftet, da der Gips "bei Beschädigung der Papierschicht oder ". der durch die Bauplatte führenden Abdichungen der Rohrlei-" tunge.o von der FeutLchkeit der Luft oder dem Schwitzwasser 5' in "Mitleidenschaft gezogen wird. Ifech den Verfahren DD 125861 und 1:30153 werden Fartigteile auf Beton-, Gips- und Tonbasis mit fLüssigem Paraffin nach dem Trocknen vor iher Abkühlung getränkt, um sie drAckwasserdicht zu machen. Mit dem gleichen Ziel wird nach dem Patent DD 132 426 ein Verfahren der '". -10 Schmelzimprägnierung vorgeschlagen. Paraffingrieß bzw. ^; _f Paraiiin-Bitumen-Grmulat wird den Ausgangsstoffen zugege- ■

ben, die Fertigteil3 nach der Herstellung getrocknet. Das ■ geschmolzene Imprägnierungsmittel dringt in die Poren ein, . «*s, kühlt ab und verstopft diese. Wie die Praxis zeigt, v/ird aber 3ine ausreichende Wasserresistenz bei Gips erst mit Zusätzen von etwa 15 fessel Paraffin erreicht. Durch die hohen Materialkosten wird dieses "Verfahren unökonomisch. Auch in der IK 08 2 614 394 gelangt u. a. Paraffin zur Anwendung. Um einen ökonomischeren Einsatz zu garantieren, werden Emulsionen hergestellt and eingesetzt. Der Feststoffanteil des Hydrophobierungsmittels, bezogen auf Gripshalbhydrat, liegt bei 5 Masse-5&. Ss werden u. a. JBaraffinemulsionen, deren Herstellung und Zusammensetzung unter Schutz gestellt werden, verwendet. Für die Gipskartonplattenproduzenten liegt der Nachteil in der Anschaffung einer Smulgieranlage, der Lagerhaltung von mindestens fünf Ausgangschmikalien sowie den "**" erforderlichen Einsätz von qualifiziertem Personal für den komplizierten technologischen Prozeß der Zudosierung der Komponenten. Wird aber die Emulsion von einer chemischen Fabrik bezogen, sind bis zu 65 % Wasser zusätzlich zu transportieren; außerdeir ist die Stabilität und Haltbarkeit dieser Emulsion begrenzt und eine Isolierung der Tankanlagen in Frostperioden erforderlich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit gpringstmöglichem Einsatz an HydrophobierungszuEätzen eine durchgängige hydrophobe Gipskartonplatte ökononisch herzustellen, die gleiche positive

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bautechnische Eigenschaften wie normale Gipskartonplatten besitzt und darüber hinaus nooh in Räumen mit einer relativen Luftfeuohte >75 # einsetzbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

'Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Hydrophobieren von Gips, insbesondere für die Herstellung von Gipskartonplatte!!, einzusetzen, das eine Haftung Gips/ICarton sowie eine. Beständigkeit gegenüber . 10 zeitweise hohen Feuchtigkeitsgehalten dar umgebenen Luft absichert. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelost, bei dem Hartwachse oder Hartwachse in Kombination mit festen Kohlenwasserstoffen als Hydro- > phobierungsmittel pulverförmig und/oder als Granulat mit dem Gips dem Wasser zugegeben und zu eiaem homogenen Brei vermischt werden oder das Hydrophobieruagsmittel dem Gips wasserbrei untergemischt wird. Der nachfolgende Abbinde— prozeß und die Naßhaftung Gips/Karton bLeiben unbeeinflußt. Nebeneinander sind Dihydrat, Harfcwachs und Wasser vorhanden. Bei der nachfolgenden thermischen Behandlung wird die lempsratur im Trockner so gestauert, daß bei Materialtemperaturen bis ca. 60 ⁰C die jipskartonplatte fast vollständig unter Bildung von Hohlräumen austrocknet. Die Platten müssen dann kurzzeitig bis ca. 85 ⁰C er-

25. wärmt werden, damit das Hartwachs oder■iie Hartwachskombin;.tion schmilzt und, vom Dampfdruck das Restwasser un— _w terstützt, in die vorhandenen Hohlräume eindringen kann. Hierbei kommt es zu chemischen Reaktionen und zur Ausbildung von Bindungen zwischen dem Hydrophobierungs- und Bindemittel. Diese Reaktionen sind gekennzeichnet durch partielle Verseifungen, indem die Karbo-cyl gruppe η des Hydrophobierungsmittels mit auftretenden Kationen vom Bindemittel unter den Bedingungen der karzen Brhitzungsphase reagieren. Eine zusätzliche Verbesserung des Haft-Verbundes wird durch die Ausbildung physikalischer Bindungen zwischen dem Hydrophobierungszusatz und dem Bindemittel durch den polaren Charakter der Estergruppierung erreicht, wobei der gute Imprägnierungseffekt durch

den Einsatz von laschungen bei der Kombination im entsprechenden Mengenverhältnis entspricht unc hydrophobe sowie hydrophobile Gruppen gebunden werden. Die wasserabweisende Wirkung ergibt sioh <urch die Abschirmung des Ditydratgerüstes mittels des Hydrophobierungsmittels, wodurch die für Gips typische kapillare Saugkraft stark herabgesetzt bzw. zum -überwiegt nden Teil unterbunden wird, ils Zusatzmittel kommen Hai'twachse wie Montanwachs und/cder Carnaubawachs allein ider in Kombination mit fester Kohlenwasserstoffen, der-m Erstarrungspunkt 50 ⁰C betragt, in Frage. Unter Berücksichtigung der verfahrensgenäßen Herstellung von Gips] :ar tonplat ten zeigte sich, daß das Hydrophobierungsmitte", in Form von Feingranulat mit einem Korngrößenbereich νm 0,063 bis 0,8 mm, am günst:.gsten von 0,1 bis 0,5 mm, einzusetzen ist. Besondere Ιξ/drophobierungseffekte werlen beim Einsatz von Kombinationen mit Anteilen von mindest jns 10 #. festen Kohlenwasserstoffen erreicht, denn die dadirch.bedingte Erniedrigung der Sohmelzviskositität schaft günstige Voraussetzungen für die aufgezeigten Reaktionan.

Die Zusammensetzung ist zur gezielten Erreichung günstiger bauphysikalischer Kennwerte der Gripskirtonplatten im Bereich von 90 bis 23 % Hartwachs und 10 bis 75 %■ festen Kohlenwasserstoffen in Abhängigkeit von den verwendeten Modifikationen des Systems CaSO^ - H₂O zu variieren. Die jeweils vorgesehenen Anteile werden geschmolzen, im flüssigen Zustand gemischt und zu einem Feingranulat versprüht. Durch den Einsatz von Feingranulat in Form einer Kombination von Hartwachs mit festen Kohlenwasserstoffen,

z. B. bei einer Paraffinwachsmischung wird der Schmelzpunkt in einen für die Gipskartonplattenherstellung günstigen thermischen Behandlungsbereich gebracht, wie dargelegt, die Schmelzviskosität des Hydrophobjerungsmittels erniedrigt, ein Sindringen in die durch des entwichene fasser- gebildeten Hohlräume erleichtert urd günstige Be-' dingungen für eine schnelle chemische Reaktion der Terseifung eingeleitet. Dadurch werden die netwendigen Zusatzmengen im Tergleich zu den in der Praxis ίblichen und der

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Literatur ---usgCWiesenen Anteilen derartiger Hydrophobierungemittel bei der Behandlung bzw. Herstellung von Gipskartonplatten auf ein bis jetzt nicht übLiches Maß von >4 Masse-% gerenkt. WELt Anteilen von et.va 3 Masse-% der Parai"finwachsmicichung, bezogen auf die eingesetzte Gipshalbhydratmenge, wurden die erf indungsge uäßen hydrophoben Gipskartonplatten hergestellt. Die Eigenschaften entsprechen denen einer normalen Bauplatte und außerdem ist eine ausgezeichnete Wasserbeständigkeit vorhanden. Dies bestatigen Messungen an 40 Proben (400 mm χ JOO mm), die an unterschiedlichen Stellen bei einer pro dutt ions se it ig ausgesonderten Menge von etwa 100 m produzierten Gipskartonplatten entnommen wurden. Die Wasseraufrahme betrug im Durchschnitt nach 2 h = 1 ,48 #, nach 24 h = 4,1 ⁰Io, nach 96h = 6,5 # und nach 120 h = 6,8 %. Das Lagerungswasser wurde alle 24 h gewechsel. Neben diesen günstigen Werten bietet das Hydrophobierungsmittel gleichzeitig eine günstigere Kantenfestigkeit gegenüber kurzzeitigen Überhitzungen im Trockner. Weitere Verbesserungen der Festigkeiten, 7/asserresistenz u. ;i. Eigenschaften, sind unter vorgenannten Bedingungen möglich, wenn der Wasserans^ruch des verwendeten Gipsbindemittels zur Erreichung der Verarbeitungs— konsistenz gesenkt und damit ein dichteres Gefüge erreicht wird. Dies ist z. B. möglich durch die Verwendung von oC-Halbhydrat- oder Anhydrit-II-Bindemit'ieln oder den Zusatz von Verflüssigern zum normalen Hal"Dhydratgips.-Es wurden aber auch nocht positive Ergebnisse erzielt, wenn dem Gipsbrei schaum- oder porenbiltende Stoffe zugesetzt und die Rohdichte der fertigen Platte .verringert wurde. Zwar gehen die Biegefestigkeiten gegenüber der normalen Bauplatte etwas zurück, aber der iydrophobe Charakter der ;jo hergestellten leichten Plattsn entspricht durchaus den Forderungen für den Einbau in Fsuchträumen.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Hei'stellung eines hydrophoben Gipses fir Gipskartonplatten, cadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus Halbhydrs t und/oder Anhydrit und Zusätze von Hartwachsen oder Ca:r naubawachs oder hartwachshaltigen Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen in fester, feinverteilter !form in ./asser eingebracht werden und nach dem Abbinden des Gipses durch eine thermische Behandlung einer chemischen Reaktion unterzogen wird, bei der zwischen den polaren Gruppen des Hartwachses und den Kationen des Bindemittels partielle chemische und physikalische Bindungen entstehen.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß

hartwachahaltige Konbinationen aus 90 # bis 25 fo Hartwachs und 10 fo bis 75 fo festen Kohlenwasserstoffen bestehen.

3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei hartwachsha" tigen Kombinationen die Einzelkomponenten im geschmolzunen Zustand vermischt werden.

4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze voji Hartwachs oder der hartwachshaltigen Kombination zu einen Feingranulat versprüht wird.

5. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß solche Hartwach.;e oder hartwachshaltige Kombinationen mit einer Säurezahl > 5, vorzugsweise 10 bis 35, eingesetzt werden, die unter d^n Bedingungen einer thermischen Behandlung des ausgeh; ir te ten Gipses eine partielle Verse ifungsreaktion mit d'jrn Bindemittel eingehen.

6. Verfahren nach pj.nkt 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die partielle Verseifung bei Temperaturen oberhalb von 60 ⁰C erfolgt.

7. Verfahren nach dsn Punkten 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß Hirtwachse oder Carnaubawachs und/oder

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deren Kombinationen mit festen Kohlenwasserstoffen in granulierter Form in einem Korngrößenbereich von 0,063 bis 0,8 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 mn, eingesetzt v/erden.

8. Verfahren nach Punkt 1, 2, 4, 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze einen Schmelzpunkt von 65 ⁰C bis 90 ⁰C, vorzugsweise von 75 ⁰C bis 88 ⁰C, mit einer Volumenausdehnung im Schmelzbereich von 5,0 <$ bis 12,8 #, vorzugsweise von 5,5 % bis 11 ,5 %, mit einer u.chmelzintensität bäi 90 ⁰C von 15 cP bis 70 cP, vorzugsweise 25 cP bis 55 oP, besitzen.

9. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines besonders dichten Gefildes zusätzlich verflüßfiigend wirkende Stoffe, wie Melamii harze, eingesetzt v/erden.

10. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gel ennzeichnet, daß zur Herstellung leichter hydrophober Gipskcrtonplatten poren- oder schaumbildende Stoffe zugesetzt werden.

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