CH340573A

CH340573A - Swellable, acid-resistant water glass putty

Info

Publication number: CH340573A
Authority: CH
Inventors: Karl Dr Dietz
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1954-11-02
Filing date: 1955-10-31
Publication date: 1959-08-31

Description

  

      Quellfähiger,    säurefester     Wasserglaskitt       In der Säurebautechnik werden für die     Platten-          auskleidungen    von Apparaten, welche durch Wärme  und Druck beansprucht werden, in erster Linie solche  Mörtel verwendet, die ein bestimmtes     Quellungsver-          mögen    besitzen. Bei der Ausweitung, die die säure  feste Plattenauskleidung bzw. der Apparatemantel  durch die Betriebsbeanspruchungen, insbesondere  Wärme und Druck, erfährt, führt der säurefeste Mör  tel infolge seines     Quellungsvermögens    mehr oder  minder rasch eine     Vorspannung    der Plattenausklei  dung gegenüber dem Apparatemantel herbei.  



  Bei den     Wasserglaskitten,    welche im grossen Um  fang in der Säurebautechnik verwendet werden, be  stand bisher die Schwierigkeit,     quellfähige    Kitte mit  gleichzeitiger Beständigkeit gegen alle in der Praxis  gebräuchlichen Säuren herzustellen.  



  Es wurde nun gefunden, dass man in einfacher  Weise durch den Zusatz von mindestens einer Ver  bindung eines zweiwertigen     Metalles    mit     Cyanamid     die     Quellung    von     Wasserglaskitten    hervorrufen bzw.  regeln kann. Diese Metallverbindungen, in denen die  Wasserstoffatome des     Cyanamids    durch Metalle er  setzt sind, können ohne jede Schwierigkeit Wasser  glaskitten aller Art zugemischt werden, und zwar dem  fertig angemachten Kitt oder, was meistens zweck  mässiger ist, dem Kittmehl bzw. dem Wasserglas.

    Beim Einwirken von Wärme und insbesondere von  warmen Flüssigkeiten findet dann eine Umsetzung  der     Cyanamide    mit den     Alkalisilikaten    statt, wodurch  gleichzeitig eine Verfestigung und eine     Quellung    in  dem     Wasserglasmörtel    hervorgerufen werden. Die  erhärteten     Kittungen    sind säurebeständig und zeigen  eine gleichmässige Volumenvergrösserung, welche die  oben genannten Wirkungen auf die säurefesten     Plat-          tenauskleidungen    hat.  



  Als     Metallcyanamidverbindungen    eignen sich be-    sonders die Verbindungen des Bleis, Mangans, des  Zinks, Cadmiums und der     Erdalkalimetalle,    wie des  Magnesiums,     Calciums,    des     Strontiums    und des Ba  riums. Diese Verbindungen werden den Wasserglas  kitten zweckmässig in einer Menge von 0,1 bis     1017o,     bezogen auf das Kittmehl, entsprechend etwa 0,25  bis     201/o,    bezogen auf das Wasserglas, zugesetzt, kön  nen aber in     einzelnen    Fällen auch in grösseren oder  kleineren Mengen zugesetzt werden. Unter dem Be  griff Kittmehl wird dabei die Summe aller festen  Komponenten verstanden.

   Zur     Ausführung    der Er  findung eignen sich alle bekannten     Wasserglaskitte,     die gegebenenfalls noch bekannte, härtend wirkende  Zusätze allein oder in Mischungen, wie     Silikofluoride,          Säureamide    wie     Formamid,        Oxamid,        Triacetamid,          Malonamid,    Ester wie     Glykolid,        Oxalsäuredimethyl-          ester,        Glykoldiformiat,        Glycerintriformiat,    Säure  anhydride wie     Bernsteinsäureanhydrid,

          Maleinsäure-          anhydrid,        Sulfochloride    wie     p-Toluolsulfochlorid     usw., oder Metalloxyde wie Bleioxyd oder Zinkoxyd,  oder bekannte     Füllmittel    wie Quarz, Kaolin, Kiesel  gur, Glasmehl, Porzellanmehl,     Schamottemehl,    Stein  zeugmehl, Graphit einschliesslich Koksmehl, Silicium,       Siliciumcarbid    usw., allein oder gemischt enthalten.  Auch     Wasserglaskitte,    welche' das     Alkalisilikat-    als  Pulver im Kittmehl enthalten, sind geeignet. Als Was  sergläser können Kali- oder     Natronwassergläser    oder  deren Mischungen verwendet werden.

    



  Es ist zwar schon beschrieben, dass     Bleicyanamid     die     Quellung    von Unterwasseranstrichen, die     mit     leinölhaltigen Produkten ausgeführt wurden, ver  stärkt. Hieraus     konnte    jedoch nicht     geschlossen    wer  den, dass sich     Cyanamide    zur Regelung der     Quellung     von     Wasserglaskitten    eignen, um so mehr, als Farb  anstriche und     Wasserglaskitte    im     Erhärtungsmecha-          nismus    völlig voneinander verschieden sind.

   Die An-      striche trocknen durch Sauerstoffaufnahme der trock  nenden Öle an der Luft, während     Wasserglaskitte     infolge ihrer     gänzlich    andern Zusammensetzung  durch ganz andere Reaktionen     erhärten    und sowohl  in ihrer Zusammensetzung als auch     in    ihrem physi  kalischen Aufbau von ölhaltigen Anstrichen vollstän  dig verschieden sind.

    
EMI0002.0005     
  
    <I>Beispiel <SEP> 1</I>
<tb>  100 <SEP> Gewichtsteile <SEP> eines <SEP> Kittmehls, <SEP> bestehend <SEP> aus
<tb>  2 <SEP> Gewichtsteilen <SEP> Formamid
<tb>  0,5 <SEP> <B>33</B> <SEP> Bleicyanamid
<tb>  2,5 <SEP> <B>93</B> <SEP> Kieselgar
<tb>  95 <SEP> <B><I>33</I></B> <SEP> Quarzmehl       werden mit 40-50 Gewichtsteilen     Natronwasserglas-          lösung    vom     Mol-Verhältnis        Si02    zur     Na20    = 2,65  und     spezifischem    Gewicht 1,50     angemischt.    Die Kitt  masse erhärtet nach 24 Stunden und ergibt,

   wenn sie  nach achttägigem Lagern an der Luft in     Calcium-          bisulfitlauge        gekocht        wird,        eine        Quellung        von        0,6%.     
EMI0002.0021     
  
    <I>Beispiel <SEP> 2</I>
<tb>  101 <SEP> Gewichtsteile <SEP> eines <SEP> Kittmehls, <SEP> bestehend <SEP> aus
<tb>  5 <SEP> Gewichtsteilen <SEP> Calciumcyanamid
<tb>  4 <SEP> Kaolin <SEP> und
<tb>  92 <SEP> Quarzmehl
<tb>  werden <SEP> mit <SEP> 40-50 <SEP> Gewichtsteilen <SEP> Kaliwasserglas  lösung <SEP> vom <SEP> Mol-Verhältnis <SEP> SiO2 <SEP> zu <SEP> K20 <SEP> = <SEP> 1,88       und vom spezifischen Gewicht 1,

  42     angemischt.    Die  Kittmasse erhärtet innerhalb von 24 Stunden von  selbst und ergibt, wenn sie nach achttägigem Lagern       an        der        Luft        in        10%iger        Schwefelsäure        gekocht        wird,          eine        Quellung        von        0,

  5        %.        Anstelle        von        Calciumcyan-          amid    kann auch     Bariumcyanamid    in geringer Menge  verwendet werden; man kann zum Beispiel statt  5 Gewichtsteilen     Calciumcyanamid    in obigem Kitt  mehl ein Gemisch von 4,5 Gewichtsteilen     Calcium-          cyanamid    und 0,5 Gewichtsteilen     Bariumcyanamid     verwenden.



      Swellable, acid-resistant water-glass putty In acid building technology, mortars with a certain swelling capacity are primarily used for the panel linings of devices that are exposed to heat and pressure. During the expansion that the acid-resistant plate lining or the apparatus jacket experiences due to the operational stresses, in particular heat and pressure, the acid-resistant mortar, due to its swelling capacity, more or less rapidly pretensions the Plattenausklei against the apparatus jacket.



  In the case of water glass putties, which are used to a large extent in acid building technology, there was previously the difficulty of producing swellable putty with simultaneous resistance to all acids commonly used in practice.



  It has now been found that the swelling of water glass cement can be caused or regulated in a simple manner by adding at least one compound of a divalent metal with cyanamide. These metal compounds, in which the hydrogen atoms of the cyanamide are replaced by metals, can be mixed with water of all kinds of glass cement without any difficulty, namely the ready-made putty or, which is usually more appropriate, the putty flour or the water glass.

    When exposed to heat and in particular warm liquids, a reaction of the cyanamides with the alkali silicates then takes place, which at the same time causes solidification and swelling in the water-glass mortar. The hardened putties are acid-resistant and show a uniform increase in volume, which has the above-mentioned effects on the acid-resistant panel linings.



  The compounds of lead, manganese, zinc, cadmium and alkaline earth metals such as magnesium, calcium, strontium and barium are particularly suitable as metal cyanamide compounds. These compounds are expediently added to the water glass in an amount of 0.1 to 1017 °, based on the cement flour, corresponding to about 0.25 to 201 / o, based on the water glass, but in individual cases they can also be larger or smaller Quantities are added. The term putty flour is understood to mean the sum of all solid components.

   To carry out the invention, all known water glass cements are suitable, the optionally known hardening additives alone or in mixtures, such as silicofluorides, acid amides such as formamide, oxamide, triacetamide, malonamide, esters such as glycolide, dimethyl oxalate, glycol formate, glycerol triformate, acid anhydrides such as succinic anhydride,

          Maleic anhydride, sulfochlorides such as p-toluenesulfochloride, etc., or metal oxides such as lead oxide or zinc oxide, or known fillers such as quartz, kaolin, kieselguhr, glass powder, porcelain powder, fireclay powder, stone powder, graphite including coke powder, silicon, silicon carbide etc., alone or mixed included. Water glass putties, which contain the alkali silicate powder in the putty powder, are also suitable. Potash or soda water glasses or their mixtures can be used as what water glasses.

    



  It has already been described that lead cyanamide strengthens the swelling of underwater paints that were carried out with products containing linseed oil. However, it could not be concluded from this that cyanamides are suitable for regulating the swelling of water-glass cements, all the more since paint and water-glass cements are completely different from one another in the hardening mechanism.

   The paints dry due to the oxygen absorption of the drying oils in the air, while water-glass putties, due to their completely different composition, harden by completely different reactions and are completely different from oil-based paints both in their composition and in their physical structure.

    
EMI0002.0005
  
    <I> Example <SEP> 1 </I>
<tb> 100 <SEP> parts by weight <SEP> of a <SEP> cement flour, <SEP> consisting of <SEP>
<tb> 2 <SEP> parts by weight <SEP> formamide
<tb> 0.5 <SEP> <B> 33 </B> <SEP> lead cyanamide
<tb> 2.5 <SEP> <B> 93 </B> <SEP> pebble cooked
<tb> 95 <SEP> <B><I>33</I> </B> <SEP> Quartz flour is mixed with 40-50 parts by weight of sodium silicate solution with a molar ratio of Si02 to Na20 = 2.65 and a specific weight of 1 , 50 mixed. The cement mass hardens after 24 hours and results in

   if it is boiled in calcium bisulfite liquor after eight days of storage in the air, a swelling of 0.6%.
EMI0002.0021
  
    <I> Example <SEP> 2 </I>
<tb> 101 <SEP> parts by weight <SEP> of a <SEP> cement powder, <SEP> consisting of <SEP>
<tb> 5 <SEP> parts by weight <SEP> calcium cyanamide
<tb> 4 <SEP> kaolin <SEP> and
<tb> 92 <SEP> quartz powder
<tb> <SEP> with <SEP> 40-50 <SEP> parts by weight <SEP> Potash water glass solution <SEP> from the <SEP> molar ratio <SEP> SiO2 <SEP> to <SEP> K20 <SEP> = < SEP> 1.88 and specific weight 1,

  42 mixed. The cement mass hardens by itself within 24 hours and results in a swelling of 0 if it is boiled in 10% sulfuric acid after eight days of storage in the air,

  5%. Instead of calcium cyanamide, barium cyanamide can also be used in small quantities; for example, instead of 5 parts by weight of calcium cyanamide in the above cement flour, a mixture of 4.5 parts by weight of calcium cyanamide and 0.5 parts by weight of barium cyanamide can be used.

Claims

PATENT CLAIM Swellable, acid-resistant water-glass cement, characterized in that it contains a compound of cyanamide and a divalent metal. SUBClaims 1. Product according to claim, characterized in that it is a hardening substance substance, z. B. contains a silicon fluoride, sulfochloride, acid amide, an acid ester or a metal oxide. 2.

Product according to claim, characterized in that the content of metal compounds of the cyanamide is between 0.1 and 109 / o, based on the cement powder.