CH633240A5

CH633240A5 - Plaster having improved properties

Info

Publication number: CH633240A5
Application number: CH859877A
Authority: CH
Inventors: Guenter Sorbe; Franz-Josef Dr Dany; Joachim Dr Kandler; Peter Prestin
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1976-08-28
Filing date: 1977-07-12
Publication date: 1982-11-30
Also published as: LU78018A1; FR2362798A1; NL7709348A; DE2638852A1; BE858132A

Description

Gegenstand der Erfindung ist Gips mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere Gips für Bau- und Stuckarbeiten. Die Verbesserung der Eigenschaften bezieht sich sowohl auf die Verarbeitung des plastischen Gipses als auch auf die Zeit nach der Verarbeitung. Der erfundene Gips ist gekennzeichnet durch einen Gehalt an Phosphonsäuren der allgemeinen Formel

RP(0)(0H)2

in welcher R gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Aralkyl mit 1 bis 18 C-Atomen darstellt oder deren Ester oder Salze.

Gips hat die Eigenschaft, nach dem Anrühren mit Wasser innerhalb kurzer Zeit unter Kristallwasseraufnahme zu erstarren und rasch abzubinden. Bei gewissen Arbeiten, z.B. Herstellung von Formabdrücken, ist ein rasches Abbinden erwünscht. Andere Arbeiten erfordern aber Verarbeitungszeitspannen, die ein verzögertes Abbinden voraussetzen, z.B. bei der Herstellung grösserer Ansatzmengen, für den Transport der angerührten Gipsmasse an den Verarbeitungsort oder das Auftragen und insbesondere das Glätten der Gipsmasse mittels Kelle bei grossen Flächen. Aber auch das Abreiben und Filzen z.B. eines Gipsputzes muss noch in der Abbindezeit erfolgen.

Es ist deshalb für die Verarbeitung von Gips von entscheidender Bedeutung, dass einerseits das Abbinden während des Transports und des Auftragens verzögert werden soll, andererseits das Abbinden nach dem Glätten und Abreiben bald erfolgen soll, um unnötige Wartezeiten zu vermeiden.

In dem Aufsatz von W. C. Riddel, zitiert in «Zement, Kalk und Gips», Bd. 8 (1955), Seiten 409 bis 411, wird eine grosse Anzahl von Zuschlagstoffen benannt, die die Abbindezeit von Gips verlängern. Als Abbindeverzögerer werden in dieser Arbeit beispielsweise Natrium- oder Ammoniumsalze der Phosphorsäure, Borax oder organische Oxipolysäuren untersucht. Um eine Abbindeverzögerung von 1 Stunde oder mehr zu erreichen, sind Zusatzmengen anorganischer Salze von mehr als 0,25 Gew.% nötig. Als Nachteil so hoher Zuschlagmengen anorganischer Salze muss eine starke Verschlechterung der Gipsqualität in Kauf genommen werden. So wird z.B. die Biegezugfestigkeit des Gipses schon beim Zusatz von Trinatriumphosphat von 18,9 kg/cm2 auf 12,6 kg/cm2 verschlechtert; entsprechendes gilt für Triammoni-umphosphat, wo die Biegezugfestigkeit von 19,6 kg/cm2 auf 15,0 kg/cm2 abfällt. Werden Abbindezeiten von etwa 3 Stunden verlangt, so müssen anorganische Salze in Mengen von mehr als 0,5 Gew.% dem Gips zugesetzt werden. Ausser einer weiteren Verschlechterung der physikalischen Gipsqualität, z.B. der Biegezugfestigkeit, kommt dann noch das «Ausblühen» des Gipses hinzu. Unter «Ausblühen» des Gipses wird das Auskristallisieren dieser Zuschlagstoffe an der Oberfläche verstanden. Durch Diffusionsvorgänge wird die Oberfläche rauh. Aufgetragene Farbe blättert dabei ab.

Beim Einsatz von Polycarbonsäuren als Abbindeverzögerer kommt es zur Bildung von Schimmelpilzen, besonders in feuchten Räumen, wodurch der Gips «fault» und abbrök-kelt.

Um eine Aussage über die Wirksamkeit von Substanzen für die Eignung als Abbindeverzögerer von Gips zu erhalten, wird das Abbindeende in einer VICAT-Apparatur nach DIN 1168, Teil 2, Juli 1975, bestimmt.

Dazu werden in einem RILEM-CEM-Mischer nach DIN 1164, Blatt 7, Juni 1970, der Abbindeverzögerer bei Rührstufe 1 in 1 Liter Wasser 5 min lang gerührt. Innerhalb von 30 sec werden 1,5 kg Gips zugegeben und die Suspension 2,5 min bei Rührstufe 1 weitergerührt.

Mit einem Teil dieser Mischung wird ein VICATRING (Hartgummiring) mit einem Durchmesser von 65/75 mm und 40 mm Höhe gefüllt. Auf die Oberfläche des Gipskörpers wird nun die konische Stahlnadel (die Spitze der Nadel hat einen Durchmesser von 1 mm, die Nadel hat einen Durchmesser von 8 mm) aufgesetzt und die Auslösevorrichtung der

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Nadel in der VICAT-Apparatur plötzlich freigegeben. Das Abbindeende des Gipses ist dann erreicht, wenn die Nadel nicht mehr in die Gipsoberfläche eindringt. Die Abbindezeit ist die Zeitspanne, die vom Einstreuen des Gipses bis zu dem Zeitpunkt vergangen ist, wo die Nadel nicht mehr in die Gipsoberfläche eindringt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Substanzen zu finden, die, in einer Menge von höchstens 0,1 Gew.%, bezogen auf die Gipsmenge, die Abbindezeit des Gipses auf mehr als 1 Stunde verlängern, aber keine Veränderung der Biegezugfestigkeit des Gipses bewirken und das Gipsteil durch Schimmelpilz nicht zerstören.

Es wurde nun überraschend gefunden, dass Phosphonsäuren der allgemeinen Formel

R-P(0)(0H)2

in welcher R ein gegebenenfalls substituiertes Alkyl, ein Cycloalkyl, ein Aryl oder ein Aralkyl mit 1 bis 18 C-Atomen, insbesondere 1 bis 10 C-Atomen, deren Neutralisationsprodukte mit anorganischen oder organischen Basen und/oder der Mono- oder Diester äusserst wirksame Abbindeverzögerer für Gips sind. Weiter wurde überraschend gefunden, dass die Phosphonsäuren in dem Gips als Fungizide wirken können, d.h. auch in feuchten Räumen siedeln keine Schimmelpilze auf der Gipsoberfläche.

Es hat sich herausgestellt, dass es unerheblich ist, ob die Phosphonsäure als Säure, als voll- oder teilneutralisierte Substanz, insbesondere als deren Alkali-, Ammonium- oder Erdalkalisalze, oder in Form ihrer Mono- oder Diester verwendet wird, wobei als Esterreste insbesondere Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen in Frage kommt.

Es hat sich weiter gezeigt, dass solche Phosphonsäuren besonders wirksame Abbindeverzögerer für Gipse sind, bei denen der Rest R ein oder mehrere Substituenten der Carb-oxi-, Carbäthoxi- oder Carbomethoxigruppen enthält. Die erfindungsgemäss einzusetzenden Phosphonsäuren sind aber keineswegs auf diese Substituenten beschränkt.

Im erfindungsgemässen Gips sind die Phosphonsäuren, deren Ester oder Salze insbesondere in Gehalten von 0,01 bis 0,1 Gew.%, vorzugsweise von 0,02'5 bis 0,075 Gew.%, bezogen auf den Gips, enthalten. Bei Zusätzen von höchstens 0,1 Gew.% Phosphonsäure oder deren Ester oder Salzen steigt

überraschend die Biegezugfestigkeit des Gipses an. Vorzugsweise enthält der Gips, zur Vermeidung der Bildung von Schimmelpilzen, den höheren Anteil an Phosphonsäuren oder deren Ester oder Salzen, wenn das Gipsteil später in s feuchter Atmosphäre gehalten wird.

Die Phosphonsäure oder die Ester oder Salze davon kann wahlweise dem Ausgangsgips (Calciumsulfat-halbhydrat) bereits beigemischt sein oder aber erst beim Anrühren vor oder nach Gipszugabe der wässrigen Phase zugegeben io werden.

Bei der Anwendung von Phosphonsäure oder deren Salze oder Ester als Abbindeverzögerer ist es weiter unerheblich, ob der Gips weitere Hilfsstoffe enthält, wie z.B. Netzmittel, Plastifizierungsmittel oder Streckmittel, wie Calcit, Schwer-15 spat, Bentonit.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert:

Beispiel 1

20 In einem RILEM-CEM-Mischer wird 11 Wasser mit 0,75 g 1,3,5-Tricarboxipentanphosphonsäure - entsprechend einem Gehalt von 0,05 Gew.%, bezogen auf den zugesetzten Gips -als Abbindeverzögerer 5 min lang bei Rührstufe 1 vorgemischt. Innerhalb von 30 sec werden 1,5 kg Calciumsulfat-25 halbhydrat zugegeben und 2,5 min bei Rührstufe 1 weitergerührt.

Die mit dem VICAT-Gerät bestimmte Abbindezeit und die Druck- und Zugfestigkeit des Probekörpers ist in der Tabelle wiedergegeben.

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Beispiele 2 bis 22 Analog Beispiel 1 werden die Beispiele 2 bis 22 durchgeführt mit der Ausnahme, dass als Abbindeverzögerer unterschiedliche Mengen von unterschiedliche Mengen von unterschiedlichen Phosphonsäuren oder deren Derivaten dem Gips zugesetzt werden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle wiedergegeben.

Beispiel 23 (Vergleichsbeispiel)

Analog Beispiel 1 wird Beispiel 23 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass kein Abbindeverzögerer dem Gips zugesetzt wird. Die Ergebnisse sind in der Tabelle wiedergegeben.

Tabelle

Beispiel Nr.

Abbindeverzögerer

Name

Menge (Gew%)

Abbindezeit (h)

Biegezugfestigkeit

(Kp/cm2)

1

1,3,5-Tricarboxipentanphosphonsäure

0,05

3

24,3

2

1,3,5-Tricarboxipentanphosphonsäure

0,025

1,2

23,7

3

1,3,5-Tricarboxipentanphosphonsäure

0,075

6

25,0

4

1,3,5-Tricarboxipentanphosphonsäure

0,01

0,6

28,6

5

1,3,5-Dicarboxipentanphosphonsäure-Mononatriumsalz

0,1

8

42,0

6

Carboxiäthanphosphonsäure

0,01

0,9

34,3

7

Carboxiäthanphosphonsäure

0,025

2,8

32,0

8

Carboxiäthanphosphonsäure

0,05

3,3

33,1

9

Carboxiäthanphosphonsäure

0,075

4,3

29,0

10

2-Carboxiäthanphosphonsäure

0,025

2,9

32,5

11

2-Carboxiäthanphosphonsäure

0,075

4,2

32,9

12

2-Carboxiäthanphosphonsäure-Calciumsalz

0,075

4,0

35,8

13

Dekanphosphonsäure

0,05

0,8

40,8

14

Methanphosphonsäure

0,025

2,3

41,2

15

Methanphosphonsäure

0,075

4,0

42,1

16

Carbäthoximethanphosphonsäurediäthylester

0,05

0,8

36,5

17

Carboximethanphosphonsäuredimethylester

0,25

0,8

37,6

18

Phosphonobernsteinsäure

0,05

1,9

28,5

Tabelle (Fortsetzung)

Beispiel Nr.

Abbindeverzögerer

Abbindezeit (h)

Biegezugfestigkeit

(ICp/cm1)

Name

Menge

(Gew%)

19

Phosphonobernsteinsäure

0,1

6,4

25,2

20

Carbomethoxymethanphosphonsäuredimethylester

0,025

0,8

41,8

21

2-Phenyläthan-1 -phosphonsäure

0,025

2,0

35,6

22

2-Phenyläthan-1 -phosphonsäure

0,075

2,9

34,2

23

ohne Zusatz

~~

0,6

18,5

B

Claims

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1. Gips mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere Gips für Bau- und Stuckarbeiten, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Phosphonsäuren der allgemeinen Formel

RP(0)(0H)2

2. Gips nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rest R Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Aralkyl mit 1 bis 10 C-Atomen darstellt.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Gips nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphonsäure als Abbindeverzögerer eingesetzt ist in Form ihres Monoesters der allgemeinen Formel

RP(0)(0H)(0X)

in welcher R die in Patentanspruch 1 genannte Bedeutung hat und X Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen darstellt.

4. Gips nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphonsäure als Abbindeverzögerer eingesetzt ist in Form ihres Diesters der allgemeinen Formel

RP(OH)(OX)(OY)

in welcher R die in Patentanspruch 1 genannte Bedeutung hat, X und Y jeweils Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen darstellt.

5. Gips nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphonsäure als Abbindeverzögerer in voll- oder teilneutralisierter Substanz eingesetzt ist.

6. Gips nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphonsäure als Abbindeverzögerer in Form der Alkali-, Ammonium- oder Erdalkalisalze eingesetzt ist.

7. Gips nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rest R mit einer oder mehreren Carboxi-, Carbäthoxi- oder Carbomethoxigruppen substituiert sind.

8. Gips nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphonsäure oder Ester oder Salze davon in Gehalten von 0,01 bis 0,1 Gew.%, bezogen auf den Gips, zugesetzt ist.

9. Gips nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphonsäure oder Ester oder Salze davon in Gehalten von 0,025 bis 0,075 Gew.%, bezogen auf den Gips, zugesetzt ist.

10. Verfahren zur Herstellung von Gips nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphonsäure der Formel

RP(0)(0H)2

worin R in Anspruch 1 definiert ist, als Abbindeverzögerer bereits dem Ausgangsgips beigemischt wird oder erst beim Anrühren vor oder nach der Gipszugabe der wässrigen Phase zugegeben wird.