DE3007738A1

DE3007738A1 - Formkoerper aus geblaehten mineralien

Info

Publication number: DE3007738A1
Application number: DE19803007738
Authority: DE
Inventors: Franz Josef 6277 Camberg Voetz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1980-02-29
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1981-09-17
Also published as: DK91881A; EP0035169B1; CA1154909A; DE3160452D1; EP0035169A1; US4344797A

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 8O/P O35 Dr.OT/ss Formkörper aus geblähten Mineralien

Die Verwendung loser Schüttungen geblähter Mineralien, wie Perlit und Vermiculit, als Dämmaterial in Hohlkammerdecken und zweischaligen Meuerwerken ist seit Jahren geübte Praxis Müssen solche Decken oder Mauern aber geöffnet werden, rieseit die gesamte Schüttung aus der Öffnung. Um diesen Nachteil zu vermeiden wurde versucht, geblähte Mineralien durch Bitumen, Melaminformol oder Phenolformolharze zu verfestigen. Diese Materialien sind jedoch entweder brennbar oder müssen in so hoher Konzentration eingesetzt werden, daß deren Verwendung unwirtschaftlich wird. Es wurde nun gefunden, daß sich geblähte Mineralien besser zu Formkörpern verfestigen lassen, wenn sie vorher mit einem Fettamin hydrophobiert wurden.

Gegenstand der Erfindung sind Formkörper aus geblähten Mineralien, die erhalten werden durch Verfestigung eines Gemisches aus Wasserglas, Katalysator und einem geblähten Mineral, das mit einem Hydrophobiermittel behandelt wurde, bestehend aus

a) einem Fettamin der Formel

R²

R₁(OCHpCHp) -N ,

wobei R. Cg-Cp₂, vorzugsweise C^-Cpp-Alkyl oder Alkenyl oder Cg-C₂₂-Alkylphenyl, R₂ und R^ Wasserstoff, C..-Cn-Alkyl oder Alkenyl, Phenyl oder Benzyl und η eine Zahl von 0 bis 4 bedeutet,

b) einer Fettsäure der Formel
R

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->-_ BAD

oder eines Fettalkohols der Formel

R₅(OCH₂CH₂)_mOH
wobei Rc Cg-C₂₂) vorzugsweise Cj^-C₂₂-AIkVl oder -Alke nyl, Rg Cq-C₂O, vorzugsweise Cjc-C^-Alkyl oder -Alkenyl und m eine Zahl von 0 bis 2 bedeutet, sowie

c) einer niedermolekularen Säure.

Als Fettsäuren b) für das Hydrophobiermittel kommen vor allem die gesättigten und ungesättigten Fettsäuren sowie deren Mischungen in Frage, wie sie bei der Verseifung von natürlichen Fetten erhalten werden, wie beispielsweise 'Talgfettsäure, Cocosfettsäure, Stearinsäure, ölsäure oder Palraitinsäure. Entsprechendes gilt für die Fettalkohole unter b) und die Fettamine a). Bei den niedermolekularen Säuren c) handelt es sich im wesentlichen um C1-C4-Carbonsäuren wie Ameisensäure oder Essigsäure, Dicarbonsäuren wie Oxalsäure oder Malonsäure, Hydroxycarbonsäuren wie Milchsäure und einwertige anorganische Säuren wie Salzsäure oder Salpetersäure aber auch Amidosulfonsäure. Das molare Mischungsverhältnis der einzelnen Komponenten a), b) und c) kann in weiten Grenzen schwanken und beträgt von 10:1:1 über 1:1:10 bis zu 1:10:1. Eine ausreichende hydrophobierende Wirkung wird aber auch dann schon erreicht, wenn die Fettsäure bzw. Fettalkohol b) völlig fehlt. Das molare Mischungsverhältnis der Komponenten a) und c) reicht dann von 10:1 bis 1:10. Die Komponenten a) bis c) dieses Hydrophobiermittels werden zusammen geschmolzen und das Gemisch in Form einer 2 bis 10, vorzugsweise Ί bis 7 iigen wässrigen Dispersion auf die geblähten Mineralien aufgespült. Anschließend wird getrocknet. Man kann dieses Hydrophobiermittel auch direkt im Anschluß an den Blähvorgang auf das Mineral aufbringen. Eine separate Trocknung ist dann nicht erforderlich.

Das auf diese Weise hydrophobierte Mineral wird mit Wasser-

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glas und einem Katalysator vermischt und nach einer Mischzeit von ca. 2-10 Minuten in die entsprechende Form gegeben, wo das Gemisch unter Druck verfestigt wird. Nach 5 bis 30 Min. können die Formkörper aus der Form genommen werden. Sie werden zur Entfernung des Wassers abschließend getrocknet, entweder durch Stehenlassen bei Raumtemperatur oder, wenn eine beschleunigte Trocknung erwünscht ist, durch Erwärmen, beispielsweise auf 120 bis 150 C während ca. 5 Minuten.
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Als Wasserglas kommen solche Produkte in Frage, die SiO₂ und Na„0 in Gewichtsverhältnissen von 4,5:1 bis 2,5:1, vorzugsweise 3,9:1 bis 3,1:1 oder SiO₂ zu K₂O von 2,8:1 bis 1,5:1, vorzugsweise 2,3:1 bis 1,9:1 enthalten, entsprechend 30 - 60 Be°.

Als Katalysator werden Säurebildner eingesetzt, die durch Reaktion mit dem Alkalisilikat in dem Wasserglas freie Kieselsäure ausfällen, wie beispielsweise Alkali- oder Ammonium-hydrogencarbonate oder -hydrogensulfate, vorzugsweise Natriumhydrogencarbonat und Natriumhydrogensulfat, oder Carbonsäurealkylester mit jeweils 2 bis 14, vorzugsweise 4 bis 12 C-Atomen im Alkyl- und Carbonsäureteil. Besonders bevorzugt wird Glyoxal eingesetzt, da es wasserlöslich, nicht brennbar, gering toxisch und in seiner Reaktionszeit steuerbar ist. Um eine ausreichende Verfestigung der Formkörper zu erreichen, verwendet man soviel Wasserglas, daß die Menge an Alkalisilikat 5 bis 15 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gemisch des Minerals. Von dem Katalysator benötigt man 0,1 bis 4 Gew.-ί, ebenfalls bezogen auf das Mineral. Um eine bessere Verteilung zu erreichen, werden das Wasserglas und der Katalysator vor der Mischung mit dem Mineral mit der 1 - 5-fachen Mengen Wasser verdünnt. Diese Mischung des hydrophobierten Minerals mit dem Wasserglas und dem Katalysator erfolgt in einem hierzu geeigneten Mischaggregat während ca. 2 bis 10 Minuten.

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Diese Mischung aus geblähtem, hydrophobiertera Mineral, Wasserglas und Katalysator kann zu jeder Art von Formkörpern verfestigt werden, beispielsweise zu Platten, die allein oder zusammen mit Gipskartonplatten als wärme- und schalldämmende Decken- und Wandplatten eingesetzt werden. Durch Verwendung geeigneter Formen können auch Hohlkörper hergestellt werden, die sich asl auslaufsicheres Verpackungsmaterial oder als Pflanztöpfe eignen, in deren Poren wegen ihrer offenporigen Struktur Düngemittel- und Pflanzenschutzmittel-Depots eingearbeitet werden können» Mit kubischen und zylindrischen Formen können Körper hergestellt werden, die in Betondecken und Betonfertigteilen als Durchbruch für Installationsanlagen eingesetzt werden. Dachpfannen und zementgebundene Dach- und Fassadenplatten können mit der oben beschriebenen Mischung beschichtet werden, die auf diese Weise eine isolierende Schicht erhalten.

Beispiel 1:

100 g hydrophobiertes Vermiculit werden mit jeweils 50 g bzw. 100 g einer der drei weiter unten angegebenen Mischungen aus Wasserglas, Katalysator und Glyoxal in einer Küchenmaschine 5 Minuten miteinander vermischt. Die Mischung wurde in eine Proctor-Form mit einem inneren Durchmesser von 10 cm gefüllt und plangestrichen. Von oben wurde ein Metallplatte aufgelegt und ein Fallkörper von 2,5 kg wurde 10 mal aus 30 cm Höhe fallengelassen um den Formkörper zu verdichten.

Das Vermiculit enthielt 0,7 Gew.~% (Vermiculit I), 1 Gew.- % (vermiculit II) bzw. 1,5 Gew.-ί (Vermiculit III) eines Hydrophobiermittels der folgenden Zusammensetzung:

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29,9 % Stearylamin

16,7 % Talgfettsäure

3,4 % Essigsäure

20 % Isopropanol

30 % E-Wasser

Wasserglasmischung 1 2 3

Natriumsilikat 100 g 100 g 100 g

35 - 37 Be⁰

Wasser 200 g 300 g 200 g

Glyoxal 40 %-±g 10 g 10 g 20 g

Ergebnisse:

Vermiculit I 100 g 100 g

Vermiculit II 100 g 100 g 100 g 100 g

Vermiculit III 100 g 100 g

Wasserglas-

-Mischung 1 50 g 100 g 50 g 100 g 50 g 100 g

-Mischung 2 » 50 g

-Mischung 3 50 g

Raungewicht 195 195 250 250 240 260 210 der Körper g/l

Festigkeit gut gut s.gut s.gut gut s.gut gut gut Beispiel 2:

100 g hydrophobiertes Perlit wurden mit jeweils 50 g bzw. 100 g einer der drei weiter unten angegebenen Mischungen aus Wasserglas, Katalysator und Glyoxal in einer Küchenmaschine 5 Minuten miteinander vermischt. Die Mischung wurde in eine Proctor-Form mit einem inneren Durchmesser von 10 cm gefüllt und plangestrichen. Von oben wurde eine Metallplatte aufgelegt und ein Fallkörper von 2,5 kg wurde 10 mal aus 30 cm Höhe fallengelassen um den Formkörper zu

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verdichten.

Das Perlit enthielt 0,5 Gew.-Ϊ (Perlit I), 1 Gew.-ί (Perlit II) bzw. 1,5 Gew.-yt (Perlit III) eines Hydrophobiermittels der folgenden Zusammensetzung:

45, % Stearylamin

2,5 % Ameisensäure

2,5 ί Stearinsäure

20 % Isopropanol

30 % E-Wasser

Wasserglasmischung 12 3

Natriumsilikat 100 g 100 g 100 g

35-37 Be⁰

Wasser 200 g 300 g 200 g

Glyoxal 35 %-±g 10 g 10 g 20 g

Perlit I 100 g 100 g 100 g *

Perlit II 100 g 100 g 100 g

Perlit III 100 g 100 g

Wasserglas

-Mischung 1 50 g 50 g 50 g

-Mischung 2 50 g 50 g 50 g

-Mischung 3 50 g 50 g

Raucagewicht 340 280 230 280 250 230 250 der Korper g/l

Festigkeit gut s.gut s.gut ausgez. s.gut s.gut s.gut s.gut

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Claims

HO]·; κο/κ O-J5

Patentanspruch:

Formkörper aus geblähten Mineralien dit erhalten werden durch Verfestigung eines Gemische au π Wasserglas, Katalysator und einem geblähten Mineral, das mit einem Hydrophobiermittel behandelt wurde, bestehend aun 5

a) einem Fettamin der Formel

R²

R₁(OCHpCHp)-N _

wobei R. Co-C₂₂, vorzugsweise C. u-Cpp-Alkyl oder Alkenyl oder Co-Cpp-Alkylphenyl, R₂ und R^ Wasserstoff, C.. C₁.-Alkyl oder Alkenyl, Phenyl oder Benzyl und η eine Zahl von 0 bis 4 bedeutet,

b) einer Fettsäure der Formel

R_r)C0(0CH₂)_mOH
oder eines Fettalkohols der Formel

() OH

₉CHp)
2 d m

wobei Rj- Cn-Cpp, vorzugsweise C₁ j,-Cpp-Alkyl oder -Alke nyl, R^- Cp-Cp^, vorzugsweise C_1r-C₂T-Alkyl oder -Alkenyl und ra eine Zahl von 0 bis 2 bedeutet, sowie

c) einer niedermolekularen Säure.

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