CH352122A - Verfahren zur Herstellung von Deckschichten auf Gipsbauplatten - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Deckschichten auf     Gipsbauplatten       Es ist bekannt, Materialoberflächen dadurch mit  einer harten,     hitze-    und wasserfesten Deckschicht  zu versehen,     dass    auf die Oberflächen ein synthe  tisches Harz in flüssiger Form oder in Form eines  Filmes aufgebracht und mit ihr durch Härten mittels  Hitze und mechanischem Druck verbunden wird. Das  Aussehen der Deckschicht hängt von der Beschaffen  heit der Fläche ab, durch welche der mechanische  Druck vermittelt wird; beispielsweise können matte  oder glänzende Deckschichten erhalten werden, wenn  matte     bzw.    glänzende Metallflächen verwendet wer  den.

   Als synthetische Harze kommen allgemein     heiss-          härtbare    Harze vom     Harnstoff-Formaldehyd-,        Mel-          amin-Formaldehyd-    und     Phenol-Formaldehyd-Typ     zur Anwendung. Gewöhnlich werden ungefärbte oder       pastell-gefärbte    Deckschichten gewünscht, deren Her  stellung die Verwendung eines     Harnstoff-Formal-          dehyd-    oder     Melamin-Formaldehyd-Harzes    erfordert.  Diese Harze lassen sich leicht auf     Cellulosemate-          rialien,    wie Holz, Spanplatten und Hartplatten auf  bringen.

   Für Gipsplatten dagegen ist die Verwen  dung von     Harnstoff-Formaldehyd-    oder     Melamin-          Formaldehyd-Harzen    nicht möglich, auch dann nicht,  wenn die Oberflächen der Platten mit einer Papier  schicht versehen sind. Der Hauptgrund     hiefür    liegt  darin,     dass    beim Härten dieser Harze Kondensation  unter Abspaltung von Wasser und wesentliche  Schrumpfung eintreten. Versucht man genügend  Harz aufzubringen, um eine befriedigende Oberfläche  zu erhalten, so vermag die Festigkeit der Gipsplatte  dem durch das Harz bewirkten Schrumpfungsdruck  nicht zu widerstehen, und es treten     Kohäsionsfehler     im Gips auf.  



  Es wurde nun gefunden,     dass    Gipsplatten, trotz  ihrer geringen     Kohäsionsfestigkeit,    mit einer sehr  befriedigenden, hitzebeständigen Oberflächenschicht    versehen werden können, wenn man     Epoxy-    oder  ungesättigte Polyesterharze verwendet.

   Gegenstand  der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren  zur Herstellung von Deckschichten auf     Gipsbau-          platten,    die entweder aus gehärtetem     Gipsmöitel     bestehen, oder welche einen Verbund darstellen,  worin ein aus gehärtetem Gipsmörtel bestehender  Kern zwischen zwei Kartonschichten eingebettet  und mit diesen fest verbunden ist, wobei eine ein       Epoxy-    oder ungesättigtes Polyesterharz und ein       Härtungsmittel    enthaltende Harzmasse auf die Ober  fläche der Gipsplatte aufgebracht und auf dieser  unter Anwendung von mechanischem Druck     und/oder     Hitze gehärtet wird. Die Harzmasse, kann Pigmente  enthalten.  



  Die Verwendung der genannten Harzmassen ge  stattet es, Qualität und Aussehen der Oberfläche von  relativ billigen     Gipsbauplatten,    ohne grosse zusätz  liche Kosten wesentlich zu verbessern.  



  Die aus gehärtetem Gipsmörtel bestehenden Bau  platten oder Kerne können kompakt oder     zellig    sein,  und sie können faserige Verstärkungsmittel enthalten.  



  Als     Epoxyharze    kommen insbesondere     Poly-          glycidyläther    von mehrwertigen     Hydroxylverbindun-          gen,    wie mehrwertigen Alkoholen oder mehrwertigen       Phenolen,    wie sie beispielsweise durch Umsetzung  von mehrwertigen Alkoholen oder mehrwertigen       Phenolen    mit     Epichlorhydrin    oder solches bil  denden Stoffen, wie     Glycerin-dichlorhydrin,    in  alkalischem Medium erhältlich sind, in Betracht.

    Es können aber auch solche,     Epoxyharze    verwendet  werden, die durch Behandlung einer mehrere     äthyle-          nische    Doppelbindungen enthaltenden Verbindung  mit Peroxyden hergestellt werden können, z. B.       epoxydierte    öle, welche durch Oxydation von un  gesättigten Ölen mit     Peressigsäure    entstehen, oder      ferner     Vinyleyklohexendioxyd,    das durch Einwir  kung von     unterchloriger    Säure auf     Vinylcyklohexen     und anschliessende Abspaltung von     Chlorwasserstoff     aus dem erhaltenen     Chlorhydrin    erhältlich ist.

   Fer  ner können auch     Polyglycidylester    mehrbasischer       Carbonsäuren    verwendet werden, wie sie durch Re  aktion von     Epichlorhydrin    mit     Alkalisalzen    mehr  basischer     Carbonsäuren    erhalten werden können.

    Vor allem kommen aber die     Polyglycidyläther    mehr  wertiger     Phenole    in Betracht, wobei unter dem Aus  druck mehrwertige     Phenole    sowohl einkernige     Phe-          nole,    wie     Resorein    oder     Hydrochinon,    als auch  mehrkernige     Phenole,    wie     Polyhydroxypolyaryl-          alkane,    z. B. Kondensationsprodukte aus einem  Phenol und Formaldehyd und insbesondere     4,4-          Dihydroxydiphenyl-dimethylmethan,    zu verstehen  sind.

   Die     Epoxyharze    können allein oder in Mischung  mit     Monoepoxyden,    wie     Phenylglycidyläther    oder       Styroloxyd,    verwendet werden.  



  Als ungesättigte Polyesterharze kommen insbe  sondere diejenigen in Betracht, deren Moleküle im  wesentlichen linear sind und die durch     Veresterung     von ungesättigten     Polycarbonsäuren    oder deren     An-          hydriden    mit einem gesättigten oder ungesättigten  Alkohol oder durch Reaktion einer gesättigten     Poly-          carbonsäure    oder dessen     Anhydrid    mit einem unge  sättigten Alkohol erhältlich sind und welche, da  sie für sich allein     langsarn    härten,

   vorzugsweise durch       Copolymerisation    mit einer einfachen     Äthylenver-          bindung,    wie     Styrol    oder     Diallylphthalat,    gehärtet  werden. Als ungesättigte Polyesterharze kommen  ferner auch durch direkte     Polymerisation    von Estern,  wie     Diallylphthalat    oder     Bis-(2-allyloxyäthyl)carbo-          nat,    erhältliche Produkte in Frage. Die Härtung  dieser Polyester kann in Gegenwart eines     Peroxydes     und gegebenenfalls eines     Peroxydaktivators,    z. B.       Cobaltnaphthenat,    erfolgen.  



  Die Verwendung eines     Epoxyharzes    ist vorzu  ziehen, weil dessen Schrumpfung während des     Här-          tungsvorganges    in der Regel geringer ist als diejenige  der Polyesterharze.  



  Da     Epoxyharze    grosses Klebvermögen. gegenüber  zahlreichen Stoffen aufweisen, wird bei deren Ver  wendung mit Vorteil dafür gesorgt,     dass    sie beim  Härten nicht an den     Pressplatten    oder an anderen  Mitteln, mit denen der mechanische Druck ver  mittelt wird, haften bleiben. Es hat sich nun als vor  teilhaft erwiesen, zu diesem Zweck den mechanischen  Druck, z.

   B.     0,7-36        kg,#cm2,    vermittels einer Schicht  aus Polyäthylen, bestrahltem Polyäthylen,     Polytetra-          fluoräthylen    oder     Polymonochlor-trifluoräthylen,    oder  vermittels eines mit einem dieser Polymeren über  zogenen Gewebes auszuüben, vorausgesetzt,     dass    die  angewandte     Härtungstemperatur    unterhalb der  Schmelz-     bzw.    Zersetzungstemperatur des Polymeren  liegt. Man kann für diesen Zweck auch eine Alu  miniumfolie verwenden.

   Trotzdem gehärtetes     Epoxy-          harz    eine gewisse Adhäsion zur Aluminiumfolie zeigt,  kann die Folie vom gehärteten Harz abgezogen  werden. Vorteilhaft wird eine z. B.<B>1,27</B> mm dicke    Folie aus Aluminium oder Aluminiumlegierung an  gewendet, deren Oberfläche durch Eintauchen oder  Spritzen mit einem Trennmittel, z.

   B. mit einem       2-3%igen        homogenisierten        Gel        von        Bentonit,        der     durch Behandlung mit     aliphatischen    Aminen     organo-          phil    gemacht wurde, in     Toluol,    oder mit einem  wässerigen Gel von     Bentonit    unter nachträglichem  Verdampfen des     Toluoles        bzw.    Wassers überzogen  wurde.  



  Zur praktischen Durchführung der vorliegenden  Erfindung kann die Harzmasse beispielsweise in  flüssigem Zustand direkt auf die Oberfläche der Gips  platte aufgebracht werden, sofern bei allfälligem  Trocknen der Masse vor dem Härten die     Trock-          nungsbedingungen,    wie Dauer und Temperatur, so  gewählt werden,     dass    das Harz die Fliessfähigkeit  unter Druck nicht verliert und die Festigkeit des  Gipses nicht vermindert wird. Nach einer anderen  Methode, die besonders bei Verwendung von     Epoxy-          harzen    vorzuziehen ist, wird auf die Oberfläche der  Gipsplatte z. B. ein Blatt dünnes Papier, das min  destens auf der äusseren Seite mit der Harzmasse  überzogen ist, festhaftend aufgeklebt.  



  Bei der Wahl eines geeigneten     Härtungsmittels     kann das synthetische Harz, wenn es in flüssigem  Zustand angewendet wird, unter mechanischem Druck  schon bei Zimmertemperatur gehärtet werden; in der  Regel ist es aber ratsam, bei erhöhter Temperatur  zu härten, wobei Dauer und Temperatur jedoch so  zu wählen sind,     dass    keine nachteilige Wirkung auf  der Gipsplatte entsteht. Wird die Harzmasse in Form  eines trockenen     Fümes    aufgebracht, so wird sie  zweckmässig erhitzt, um das Harz zu erweichen und  dessen     Fluss    zu veranlassen; und anschliessend kann  die Härtung bei erhöhter Temperatur durchgeführt  werden.  



  Es wurde nun gefunden,     dass    ein dünner Film  aus einer Lösung eines festen     Epoxyharzes    und eines  flüssigen     aliphatischen        Amines,    vorzugsweise eines       Diamines,    wie     3-Diäthylaminopropylamin,    in einem  Lösungsmittel, z. B.     Methyl-äthyl-keton,    nur so lange  zum Härten bei Zimmertemperatur neigt, als das  Lösungsmittel anwesend ist. Es ist deshalb möglich,  durch genügend rasches Entfernen des Lösungs  mittels einen für die Durchführung des erfindungs  gemässen Verfahrens geeigneten getrockneten thermo  plastischen Film zu erhalten, welcher beim Lagern  längere Zeit, z.

   B. im Falle der Verwendung von       3-Diäthylaminopropylamin   <B>6</B> Monate oder mehr,  stabil bleibt. Soll zur Herstellung der Deckschicht  auf die Gipsplatte z. B. ein solcher trockener Film  von     Epoxyharz    verwendet werden, so wird dieser  Film mit Vorteil dadurch hergestellt,     dass    ein dün  nes Papier oder ein Trägergewebe mit einer solchen  Lösung überzogen und rasch bei niederer Temperatur  getrocknet wird. Eine     Trocknungsdauer    von 20     Minu          ten    bei<B>600 C</B> ergab, z. B. bei Verwendung von     3-          Diäthylaminopropylamin,    sehr befriedigende Resul  tate.

   Wird die Trocknung bei Zimmertemperatur  durchgeführt, so kann sich die     Trocknungsdauer    über      einige Stunden erstrecken, vorausgesetzt,     dass    der  grösste Teil des Lösungsmittels in den Anfangsstufen  der Trocknung rasch entfernt wird, was beispiels  weise erreicht wird, wenn der Film genügend dünn  ist, also z. B. eine Dicke von etwa<B>0,025-0,76</B> mm  besitzt.  



  Anstelle von     3-Diäthylaminopropylamin    können  als     Härtungsmittel    für     Epoxyharze    andere flüssige  organische Amine, besonders flüssige     aliphatische     Diamine, verwendet werden, welche dem zu einem  dünnen Film geformten Harz, welches für die  Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens  dienen kann, eine genügende Lagerungsbeständigkeit  sichern.

   Beispielsweise seien genannt:     3-Isopropyl-          aminopropylamin,        3,3'-Imino-bispropylamin,        Pipeni-          din,        1,2-Diaminopropan    und     Dimethyl-aminopropyl-          amin,     Die zu verwendende Menge des     Amines    hängt  insbesondere vom     Molekulargewicht    und der Funk  tionalität des     Amines    und des     Epoxyharzes    ab und  beträgt in der Regel     4-1011h,

      bezogen auf das  Gewicht des     Epoxyharzes.    Wenn die Lagerungs  beständigkeit des Harzes beim Aufbringen als Film  auf Papier oder direkt auf die Gipsplatte nicht von  Bedeutung ist, können andere Polyamine, welche  eine kürzere Lagerungsbeständigkeit ergeben, in Be  tracht kommen, z. B.     Triäthylentetramin,    welches  eine Lagerungsbeständigkeit bei Zimmertemperatur  von 3-4 Wochen ergibt.  



  Wenn bei einer aus Gipskern und Kartonhülle  bestehenden Gipsplatte eine hohe     Kerbfestigkeit    der  Deckschicht verlangt wird, so kann die Karton  oberfläche der Gipsplatte vor dem Aufbringen der  Harzmasse noch mit einem     Epoxyharz    oder einem  ungesättigten Polyesterharz imprägniert werden. Das  für die Imprägnierung verwendete Harz und das  für die Bildung der Deckschicht aufgebrachte Harz  werden dann vorteilhaft gleichzeitig gehärtet.  



  Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung  näher erläutern; in ihnen bedeuten Teile Gewichts  teile. Als Gipsplatte wurde in den Beispielen 1-4  eine Bauplatte, welche einen Verbund darstellt, worin  zwischen zwei Kartonschichten und mit diesen fest  verbunden ein aus gehärtetem Gipsmörtel bestehen  der Kern eingebettet ist, und im Beispiel<B>5</B> eine Bau  platte, welche aus gehärtetem Gipsmörtel besteht,  verwendet.  



  <I>Beispiel<B>1</B></I>  120<B>g</B> eines festen     Polyglycidyläthers    von       4,4'-Dihydroxy-diphenyl-dimethylmethan    mit einem       Epoxyäquivalentgewicht    von<B>570</B> werden in 40<B>g</B>       Methyl-äthyl-keton    gelöst. Der Lösung werden<B>60 g</B>       TiO,    zugefügt, worauf das Ganze in einer     Farb-          mühle    gemischt und gemahlen wird. In dieser Stufe  können Farbstoffe, wie Ultramarinblau oder Chrom  gelb, zugefügt werden. Zum so erhaltenen Gemisch  werden<B>9,6 g</B>     3-Diäthylaminopropylamin    als Härter  zugegeben.  



  Ein Papierblatt wird beidseitig mit dem erhal  tenen Gemisch überzogen und das Lösungsmittel    durch Trocknen bei Zimmertemperatur während eini  ger Stunden oder bei<B>600 C</B> während 20 Minuten  entfernt. Die Lagerungsbeständigkeit des auf dem  Papier erzeugten Harzfilmes beträgt bei Zimmer  temperatur mindestens<B>6</B> Monate, das heisst bis zu  einer Lagerungsdauer von mindestens<B>6</B> Monaten  bei Zimmertemperatur behält das Harz seine Fähig  keit, bei erhöhten Temperaturen zu fliessen.  



  Das den Harzüberzug tragende Papierblatt wird  auf die Oberfläche einer Gipsplatte gelegt, mit einem  Blatt aus Polyäthylen bedeckt und das Ganze bei  <B>950 C</B> während<B>15</B> Minuten unter einem Druck von  <B>3,6</B>     kg.cm2        verpresst.    Die Platte wird dann aus der  Presse genommen und das     Polyäthylenblatt    von der  gehärteten Harzfläche abgelöst.  



  Die so erzeugte Deckschicht ist beständig gegen  Hitze bis zu mindestens<B>1000 C</B> und beständig ge  gen Wasser, sogar gegen heisses Wasser. Ihr Aus  sehen ist gegenüber demjenigen eines     überzuges,    der  durch Härten des gleichen Harzes unter üblichen  Bedingungen, das heisst ohne Anwendung von mecha  nischem Druck, erhalten werden kann, weit über  legen.  



  Anstelle der im vorstehenden Beispiel verwen  deten<B>9,6 g</B>     3-Diäthylaminopropylamin,    welche be  zogen auf das Harzgewicht     819/o    ausmachen, können  mit ähnlichem Erfolg<B>5</B>     1/o        Dimethylaminopropylamin,          4-6%        3-Isopropylaminopropylamin,        5-8%#        3,31-          Iminobispropylamin,        5-811/o        Piperidin    oder     5-81/o          1,2-Diaminopropan        (Propylendiamin)    verwendet wer  den.

      <I>Beispiel 2</I>  Das gemäss Beispiel<B>1</B> hergestellte Harzgemisch  wird direkt auf die Oberfläche einer Gipsplatte auf  gebracht. Das Lösungsmittel wird dann durch Luft  trocknung bei Zimmertemperatur oder durch 20  minutiges Trocknen bei     6011   <B>C</B> entfernt. Die Härtung  unter Druck erfolgt wie im Beispiel<B>1.</B> Dabei wer  den ähnliche Ergebnisse wie im Beispiel<B>1</B> erzielt.

      <I>Beispiel<B>3</B></I>  Zu einem Gemisch von 2 Teilen eines flüssigen       Polyglycidyläthers    von     4,4'-Dihydroxydiphenyl-di-          methylmethan,    der ein     Epoxyäquivalentgewicht    von  etwa 200 aufweist, mit<B>1</B> Teil     Phenyl-glycidyläther     werden<B>0,3</B> Teile     3-Diäthylaminopropylamin    zuge  fügt. Das Gemisch wird mittels einer Bürste oder  Walze auf die Oberfläche einer Gipsplatte aufge  tragen.

   Dieses     Epoxyharzgemisch    wird vom Papier  der Gipsplatte leichter absorbiert als das im Beispiel  <B>1</B> verwendete     Epoxyharz,    besitzt aber den Nachteil,       dass    es nach Zugabe des     Härters    seine Fliessfähig  keit bei erhöhter Temperatur nur relativ kurze Zeit  beibehält und deshalb innerhalb weniger Stunden  verwendet werden     muss.    Auf die so überzogene Gips  platte wird dann ein gemäss Beispiel<B>1</B> mit Harz  überzogenes Papier aufgelegt und das Ganze wird  nun unter den im Beispiel<B>1</B> angegebenen Bedingun  gen gehärtet.      Die Eigenschaften der so erzeugten Deckschicht  sind denjenigen der nach Beispiel<B>1</B> erhaltenen ähn  lich.  



  <I>Beispiel 4</I>  <B>100</B> Teile eines ungesättigten Polyesters aus       Äthylenglykolmaleat    und     Maleinsäure    werden mit 20  Teilen     Styrol,   <B>0,5</B> Teilen     Benzoylperoxyd    und<B>60</B>  bis<B>80</B> Teilen eines geeigneten Lösungsmittels, z. B.       Butylacetat,    vermischt. Hierauf werden<B>50</B> Teile       TiO2    und geringe Mengen eines     Peroxydaktivators,     wie     Cobaltnaphthenat,    zugesetzt. Das Gemisch wird  nun auf beide Seiten eines Papierblattes aufgetragen  und das Lösungsmittel verdampfen gelassen.

   Das  überzogene Papier wird auf die Oberfläche einer  Gipsplatte gelegt und das Harz durch 20minütiges  Pressen bei<B>950 C</B> unter einem Druck von<B>3,6</B>     kgcm2     gehärtet, wobei die obere Fläche während der Dauer  <B>g</B>  des     Härtens    mit einer     Polyäthylenfolie    in Berührung  steht. Nach Entfernung dieser Folie erhält man  eine Deckschicht, die ähnliche Eigenschaften besitzt  wie die nach Beispiel<B>1</B> hergestellte.  



  <I>Beispiel<B>5</B></I>  Ein dünnes Papierblatt wird beidseitig in der  gleichen Weise -und mit dem gleichen Harzgemisch  wie im Beispiel<B>1</B> überzogen. Das so erhaltene und  getrocknete Papierblatt wird auf die Oberfläche einer  aus gehärtetem Gipsmörtel bestehenden Bauplatte  aufgebracht und mit einem Blatt aus     Polytetrafluor-          äthylen    bedeckt. Hierauf wird das Ganze<B>15</B> Minuten  bei<B>950 C</B> und unter einem Druck von<B>3,6</B>     kgcm9          verpresst.    Die Platte wird dann aus der Presse ge  nommen und das     Polytetrafluoräthylenblatt    von der  gehärteten Harzfläche abgelöst, welche im wesent  lichen die gleichen Eigenschaften zeigt wie die ge  mäss Beispielen 1-4 erhaltenen Harzflächen.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH 1</B> Verfahren zur Herstellung von Deckschichten auf Gipsbauplatten, die entweder aus gehärtetem Gipsmörtel bestehen oder welche einen Verbund darstellen, worin ein aus gehärtetem Gipsmörtel be- stehender Kern zwischen zwei Kartonschichten ein gebettet und mit diesen fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine ein Epoxy- oder ungesät tigtes Polyesterharz und ein Härtungsmittel enthal tende Harzmasse auf die Oberfläche der Gipsplatte aufgebracht und auf dieser unter Anwendung von mechanischem Druck und',oder Hitze gehärtet wird.

   <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Verfahren gemäss Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Druck auf das auf der Oberfläche der Gipsplatte befindliche Harz durch Vermittlung eines Blattes aus einem Mate rial, an welchem das Harz nicht kleben bleibt, aus geübt wird. 2. Verfahren gemäss Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Harzmasse in Form einer Lösung auf die Gipsplatte aufgebracht und dann das Lösungsmittel vor dem Härten unter Vermeidung einer vorzeitigen Härtung des Harzes entfernt wird.

   <B>3.</B> Verfahren gemäss Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Harzmasse durch Aufkleben eines dünnen Papierblattes, das mindestens auf seiner äusseren Oberfläche die Harzmasse trägt, auf die Gipsplatte aufgebracht wird. 4. Verfahren gemäss Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass das Epoxyharz ein Polyglycidyl- äther eines mehrwertigen Alkohols oder eines mehr wertigen Phenols und als Härtungsmittel ein flüs siges organisches Amin verwendet wird.

   <B>5.</B> Verfahren gemäss Patentanspruch<B>1</B> und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als flüs siges Amin 3-Diäthylaminopropylamin, 3-Isopropyl- aminopropylamin, 3,3'-Iminobispropylamin, Piperi- din, 1,2-Diaminopropan oder Dimethylaminopropyl- amin in einer Menge von 4-100/e vom Harzgewicht verwendet wird.

   <B>PATENTANSPRUCH 11</B> Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch<B>1</B> erhaltene, mit einer Deckschicht versehenen Gipsbau- platte.