CH373124A

CH373124A - Wasserglaskitt

Info

Publication number: CH373124A
Application number: CH6214058A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Dr Lorentz Guido Max
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1957-07-25
Filing date: 1958-07-23
Publication date: 1963-11-15
Also published as: GB894905A; DE1062856B

Description

Wasserglaskitt Es ist seit langem bekannt, Wasserglaskitte durch Anwendung von Säuren oder sauer wirkenden bzw. zu Säuren hydrolysierenden Substanzen selbsthärtend zu machen. Hierbei finden z. B. Stoffe, wie Salze, der Kieselfluorwasserstoffsäure, Derivate niedermole kularer organischer Säuren wie Amide, Ester u. ä. m. Verwendung. Diese selbsthärtenden Wasserglaskitte werden zum Verlegen und Verfügen säurefester Steine bei der Ausmauerung von stählernen oder Betongefässen verwandt oder zum Mauern von säure festen Fundamenten u. ä. m.

Bei fluorhaltigen Kitten tritt der Nachteil auf, dass Flusssäure aus den bei der Härtungsreaktion entstehenden fluorhaltigen Umset zungsprodukten durch Kontakt mit starken Säuren in Freiheit gesetzt wird und einen metallischen Appa ratemantel oder auch säurefeste Steine korrodiert. Gelegentlich macht sich diese Korrosion erst an entfernt liegenden Teilen einer Apparatur bemerk bar, da erst dort die Flusssäure niedergeschlagen wird und dann zur Korrosion führt. Durch die Anwendung niedermolekularer organischer Säuren und Säurederivate wurden die vorgenannten Nach teile verhindert.

Beiden Härtungsarten gemeinsam ist jedoch, dass die Wasserglaskitte nur nach einer sehr starken Säurebehandlung bzw. einer Alterung von langer Zeitdauer eine gewisse Wasserfestigkeit errei chen. Eine Alkalifestigkeit auch gegen schwaches Alkali besitzen diese Wasserglaskitte nach erfolgter Härtung nicht.

Die Erfindung betrifft nun einen Wasserglaskitt, der neben einer wässrigen Wasserglaslösung Quarz mehl enthaltende pulverförmige Stoffe enthält und dadurch gekennzeichnet ist, dass er ausserdem als Härter Polymerisate enthält, die aus der Polymerisat- kette nicht abspaltbare Säuregruppen und/oder Grup- pen, die durch Hydrolyse in Säuregruppen übergehen, aufweisen.

Als durch Hydrolyse leicht in Säuregruppen über gehende Gruppen kommen z. B. Säureanhydrid-, Säureamid-, Säureester- oder Nitrilgruppen in Frage. Das sind also Gruppen, die insbesondere durch Hy drolyse mittels Alkalien oder mittels der Alkali, Silikate bzw. deren Lösungen in Säuregruppen über gehen. Der Ausdruck Säuregruppen bezieht sich nicht nur auf Carboxylgruppen, sondern z.

B. auch auf Sulfonsäure-, Vinylsulfonsäure-, Vinylphosphonsäure- oder Phosphorsäuregruppen oder andere anorgani sche, nicht abspaltbar in die Polymerisate eingebaute anorganische Säuregruppen.

Die von vornherein Säuregruppen enthaltenden oder durch entsprechende Umwandlung Säuregruppen erhaltenden Polymerisate können durch Homopoly- merisation von solche Gruppen enthaltenden Mono meren oder durch Mischpolymerisation solcher Mono meren mit anderen keine Säuregruppen enthaltenden Monomeren oder durch Mischpolymerisation von Säuregruppen tragenden oder säuregruppenfreien Monomeren mit ungesättigten Säuren, die nicht be fähigt sind, für sich allein zu polymerisieren,

erhalten werden.

Als zur Herstellung für die erfindungsgemäss ein setzbaren Polymerisate geeignete Monomere seien beispielsweise genannt: Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylnitril, Styrol, Vinylchlorid, Vinylester, Vinyläther, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itakonsäure, Citrakon- säure, Aconitsäure,

Vinylsulfonsäure, Vinylphosphon- säure, wobei anstelle der freie Säuregruppen ent haltenden Monomeren auch entsprechende Säure derivate, wie Anhydride, Ester, Amide und Nitrile, eingesetzt werden können. Es ist für die Wirkungs weise dieser neuen Gruppe von Härtungsstoffen auch nicht notwendig, dass die säurehaltigen oder säure- derivathaltigen hochmolekularen Verbindungen in einer löslichen Form vorliegen.

Es ist deswegen auch möglich, nicht nur mit lös lichen unvernetzten, sondern auch mit vernetzten hochmolekularen Stoffen zu arbeiten, die zwar noch Natrium- oder Kaliumionen der Wasserglaslösung direkt oder nach Hydrolyse aufzunehmen vermögen, aber nicht mehr in der Wasserglaslösung löslich sind. Die hochpolymeren Stoffe können auch noch durch eingebaute di- und/oder polyfunktionelle Verbin dungen vernetzt werden. Als di- oder polyfunktionelle Monomeren seien z.

B. Divinylbenzol, Diallyl oder 2-Chlorbutadien oder dessen niedrigpolymere Homo loge genannt. So kann man z. B. ein mit Divinyl- benzol vernetztes Mischpolymerisat aus Styrol und Maleinsäureanhydrid, ein mit Diallyl vernetztes Mischpolymerisat aus Styrol, Fumarsäure-diäthylester und Vinylacetat,

ein mit Chlorbutadien vernetztes Mischpolymerisat aus Acrylnitrilstyrol und Malein- säureanhydrid u. ä. m. verwenden.

Als geeignete Poly- merisate seien im einzelnen beispielsweise noch fol gende genannt: Mischpolymerisate aus Styrol und Maleinsäure- anhydrid, Vinyläthern und Maleinsäureanhydrid, Acrylnitril und Vinyläthern, Acrylnitril mit Styrol, Polyacrylnitril, Polyvinylsulfonsäure,

Mischpolymeri- sate des Vinylacetates mit Acrylnitril oder Acrylsäure oder Acrylamid oder Maleinsäureanhydrid oder Maleinsäuremono- oder -diäthylester,

Mischpolymeri- sate von Vinylchlorid mit Fumar- oder Maleinsäure- estern. Natürlich kann man auch Gemische von verschiedenen hochmolekularen Stoffen verwenden. In den meisten Fällen ist die Verwendung einer klei nen Menge an Härter ausreichend, z. B. 1-5 %, be zogen auf das Gewicht der pulverförmigen Stoffe. In einzelnen Fällen können aber auch kleinere oder grössere Mengen verwendet werden.

Die zur Anwendung gelangenden Polymerisate bzw. Mischpolymerisate weisen zweckmässig einen Durchschnittspolymerisationsgrad von mindestens 5, vorzugsweise einen solchen von etwa 20 bis etwa 50, auf. Der Durchschnittspolymerisationsgrad wird nach bekannten Methoden, beispielsweise durch viskosi- metrische und osmotische Messungen bestimmt. Siehe Staudinger, Organische Kolloidchemie, aus der Reihe Die Wissenschaft , Band 93, Verlag Friedrich Vie- weg, Braunschweig, 1950.

Die Anzahl von Säuregruppen im Polymerisat ist zweckmässig so zu bemessen, dass durchschnittlich auf einen monomeren Anteil etwa eine Säuregruppe kommt. Bei der Anwendung eines Mischpolymerisats aus einer säuregruppenfreien und einer säuregruppen- haltigen Komponente ist es daher zweckmässig, als säuregruppenhaltige Komponente eine solche mit zwei Säuregruppen im Molekül zu verwenden, wenn das molare Verhältnis der Komponenten etwa 1 : 1 be trägt.

Beispiel 1 Einem Kittmehl, welches zu 96 Teilen aus einem feinen Quarzmehl und zu 4 Teilen aus einem Misch polymerisat, bestehend aus 49 Teilen Styrol, 1 Teil Divinylbenzol und 50 Teilen Maleinsäureanhydrid, zusammengesetzt ist, werden 37 g eines Kaliwasser glases vom spez. Gewicht 1,32 und einem SiOz : K20 Faktor von 2,2 zugegeben. Man erhält durch Ver mischen der beiden Komponenten einen plastischen, gut verarbeitbaren Kitt, dessen Erhärtung nach etwa 1/2 Stunde beginnt. Die Erhärtung ist nach 24 Stunden abgeschlossen. Der erhärtete Kitt ist dann beständig gegen Säuren jeglicher Konzentration.

Der erhärtete Kitt ist nach einer kurzen Behandlung mit 5%iger Schwefelsäure (Abpinseln mit kalter Säure) auch gegen Wasser beständig. Ein wie beschrieben behan delter Kittkörper, etwa ein Zylinder von 25 mm Höhe und 25 mm -e-, bewahrt diese Form auch nach 16- stündigem Kochen in Wasser, wobei das Wasser allmählich durch aus dem Inneren heraus diffundie rende Kaliumionen einen pH von 8-9 annimmt,

wäh rend ein mit normalen Härtern hergestellter Kitt zylinder nach der gleichen Säurevorbehandlung und 16stündigem Kochen in Wasser völlig zerfallen ist. Beispiel 2 96 Teile eines Quarzmehls geeigneter Körnung werden mit 4 Teilen eines Mischpolymerisates aus 50 Teilen Styrol, 45 Teilen Maleinsäureanhydrid und 5 Teilen Ölsäure gemischt und mit 40 Teilen einer Natronwasserglaslösung von einem spez. Gewicht von 1,33, einer Viskosität von etwa 38 cP bei 20 C und einem SiO2 :

Na20-Faktor von 3,40 zu einem gut ver- arbeitbaren plastischen Mörtel verarbeitet. Dieser Mörtel beginnt nach etwa 20 Minuten zu erhärten. Die Erhärtung ist nach 24 Stunden abgeschlossen. Nach einer Behandlung mit 5%iger Salzsäure ist ein Kittzylinder von 25 mm -e, und 25 mm Höhe eben falls gegen ein 16stündiges Verweilen in kochendem Wasser beständig.

Beispiel 3 96 Teile eines Quarzmehls geeigneter Körnung werden mit 4 Teilen eines Mischpolymerisates, beste hend aus 60 Teilen Styrol und 40 Teilen Fumarsäure- Athylhalbester vermischt. Dieses Kittmehl wird mit einer Kaliwasserglaslösung von einem spez. Gewicht 1,42, einer Viskosität von etwa 50 eP bei 20 C und einem Si02 : K.0-Faktor von1,88 zu einem gut ver- arbeitbaren plastischen Mörtel angerührt. Hierbei werden etwa 37 g des Wasserglases benötigt.

Auch aus diesem Mörtel hergestellte Kittzylinder sind nach Behandeln mit 5%iger Schwefelsäure gegen den An griff des Wassers, wie oben geschildert, beständig.

Anstelle der in Beispiel 1-3 geschilderten Ver bindungen können mit dem gleichen Effekt eingesetzt werden: Polyacrylnitril, Mischpolymerisate des Styrols mit Acrylnitril, gegebenenfalls Verbindungen mit amidier- ten Carboxylgruppen, etwa Acrylamidgruppen, ent haltende Mischpolymerisate,

die durch teilweise Ver- seifung von Mischpolymerisaten des Styrols mit Acryl- nitril erhalten werden können, Mischpolymerisate von Vinylchlorid und Acrylsäure, Mischpolymerisate von Vinylchlorid mit Fumar- oder Maleinsäureestern, Mischpolymerisate des Vinylacetats mit Verbindun gen, wie Acrylnitril, Acrylsäure,

Acrylamid, Malein- säureanhydrid, Maleinsäuremono- oder -diäthylester, die in carboxylgruppenhaltige Produkte übergehen können.

In gleicher Weise einsetzbar sind Mischpoly- merisate von Vinyläthern, wie Vinyläthyläther oder Vinylisobutyläther, mit Acrylsäure, Maleinsäure, Ita- consäure und deren Derivaten, Vinylsulfonsäuren und Vinylphosphonsäuren.

Claims

PATENTANSPRUCH Wasserglaskitt, enthaltend neben einer wässrigen Wasserglaslösung Quarzmehl enthaltende pulverför mige Stoffe, dadurch gekennzeichnet, dass er ausser dem als Härter Polymerisate enthält, die aus der Polymerisatkette nicht abspaltbare Säuregruppen und/ oder Gruppen, die durch Hydrolyse in Säuregruppen übergehen, aufweisen.

UNTERANSPRÜCHE 1. Wasserglaskitt nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er aus säuregruppenfreien und säuregruppenhaltigen Monomeren aufgebaute Misch polymerisate als Härter enthält. 2. Wasserglaskitt nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er mit polyfunktionellen Mono meren vernetzte säuregruppenhaltige Polymerisate als Härter enthält.

3. Wasserglaskitt nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem säuregruppenfreien Monomeren, einem mischpolymerisationsfähigen Car- bonsäureanhydrid und 0,1 bis 5% eines di- oder poly funktionellen Monomeren aufgebaute Mischpolymeri- sate als Härter enthält.

4. Wasserglaskitt nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er ein aus Styrol, Maleinsäure- anhydrid und Divinylbenzol aufgebautes Mischpoly- merxsat als Härter enthält.

5. Wasserglaskitt nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die als Härter angewandten Poly- merisate oder Mischpolymerisate einen Durchschnitts- polymerisationsgrad von mindestens 5, vorzugsweise von 20 bis 50, aufweisen. 6. Wasserglaskitt nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen monomeren Anteil im Polymerisat durchschnittlich etwa 1 Säuregruppe entfällt.