CH507168A

CH507168A - Zusatz für Formengipse

Info

Publication number: CH507168A
Application number: CH1564168A
Authority: CH
Inventors: Hans Dr Essler; Paul-Herhard Dr Kirst; Raihl Martin; Reisser Karl
Original assignee: Wacker Chemie Gmbh
Priority date: 1967-10-20
Filing date: 1968-10-18
Publication date: 1971-05-15
Also published as: FR1588443A; DE1671279A1; NL6814680A; BE722522A; AT282467B

Description

Zusatz für Formengipse
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zusatz für Formengipse (vom Ausdruck Formgipse werden bekanntlich Modellgipse mit11tnasst). Der Zusatz ist insbesondere für Halbhydratplaster gedacht, soweit solcher Gips für die Formgebung in der keramischen Industrie, insbesondere bei der Herstellung von Porzellan, auch Sanitärporzellan, gegebenenfalls auch bei der Herstellung von Steingut oder Falzziegelerzeugung verwendet wird.

Von den in der keramischen Industrie verwendeten Gipsformen wird gefordert, dass sie nicht nur hohe Druck- und Zugfestigkeit, sondern auch hohe Abriebbeständigkeit besitzen und somit lange Zeit eine glatte Oberfläche behalten, damit eine Nachbehandlung der mittels der Gipsformen hergestellten Formlinge vor dem Trocknen nicht erforderlich ist. Ferner soll die Neigung der Gipsformen zur Bildung von Rissen unter den unterschiedlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen bei Lagerung und Anwendung der Formen möglichst gering sein, um die Erzeugung von unbrauchbaren Formlingen und den Aufwand für die Bereitstellung von Ersatzformen gering zu halten. Gleichzeitig ist es sehr wichtig, dass die Gipsformen rasch und viel Wasser bei ihrer Verwendung aufnehmen können, um die Entfernung der Formlinge von den Formen zu beschleunigen.

Durch den erfindungsgemässen Zusatz für Formengipse werden die vorstehend beschriebenen Forderungen erfüllt. Durch den erfindungsgemässen Zusatz können bei Gipsformen, verglichen mit diesen Zusatz nicht enthaltenden Gegenständen aus Gips, deren Biegezugfestigkeit um etwa 50 % und deren Druckfestigkeit um etwa 25 % sowie die Oberflächenglätte erhöht und diese Glätte längere Zeit als bisher beibehalten, schliesslich die Neigung zur Bildung von Rissen vermindert werden, ohne dass diese Verbesserungen durch eine unerwünscht starke Änderung der Abbindezeit des Gipses bei der Herstellung der Formen oder eine beträchtliche Veränderung der Wasseraufnahmemenge und Wasseraufnahmegeschwindigkeit der Formen erkauft werden.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Zusatz für Formgipse, enthaltend Polymerisate des Vinylacetats, wobei mindestens 80 Gewichtsprozent dieser Polymerisate Teilchen mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 Mikron aufweisen, und bis zu 0,5 Gewichtsprozent an ionischen Emulgatoren, bezogen auf das Gewicht der Polymerisate bzw. Mischpolymerisate. Vorzugsweise enthält der Zusatz ferner bis zu 2 %, bezogen auf das Polymergewicht, an Schutzkolloiden und bis zu 6 %, bezogen auf das Polymerisatgewicht an nichtionischen Emulgatoren, wobei die Gesamtmenge an Schutzkolloiden, ionischen und nichtionischen Emulgatoren mindestens 2 Gewichtsprozent, aber höchstens 8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisatgewicht beträgt.

Der erfindungsgemässe Zusatz kann für alle bekannten Formgipse, die als wesentlichen Bestandteil Halbhydratplaster enthalten, verwendet werden, die bisher zur Herstellung von Gipsformen in der keramischen Industrie verwendet wurden bzw. verwendet werden konnten. Diese Gipsmassen können ferner übliche Zuschlagstoffe, z. B. schaumverhütende bzw. schaumvernichtende Stoffe, z. B. Organopolysiloxan-Emulsionen, enthalten bzw. damit vermischt werden.

Als Polymerisate des Vinylacetats können auch die mindestens 40 Gewichtsprozent Vinylacetat-Einheiten enthaltenden Mischpolymerisate aus Vinylacetat und damit mischpolymerisierbaren Monomeren verwendet werden. Beispiele für mit Vinylacetat mischpolymerisierbare Monomere, die für den erfindungsgemässen Zusatz geeignete Polymerisate ergeben, sind insbesondere Vinyllaurat, ferner Di-n-butylmaleat, Vinylchlorid und Acrylsäureester. Die Mischpolymerisate können aus mehr als zwei verschiedenen Arten von Polymer-Einheiten bestehen.

Die erfindungsgemäss zu verwendenden Polymerisate des Vinylacetats können in bekannter Weise durch Emulsions- oder Dispersionspolymerisation hergestellt werden. Sie können in Form von wässrigen Dispersionen oder in Form der durch Trocknen der bei der Polymerisation erhaltenen und gegebenenfalls mit Zusatzstoffen versetzten Dispersionen erzeugten, in Wasser redispersierbaren Pulvern den Formengipsen vor der Formgebung, insbesondere zusammen mit dem Anmachwasser, zugesetzt werden.

Das Verhältnis von Wasser zu Gips bei der Härtung wird durch den erfindungsgemässen Zusatz nicht ver ändert, solange die herkömmlicherweise angewendete Menge an Anmachwasser, d. h. die Menge an zusatzfreiem, für die Härtung des Gipses verwendete Menge an Wasser, um die mit dem erfindungsgemässen Zusatz meist eingebrachte Wassermenge vermindert wird.

Der erfindungsgemässe Zusatz wird vorzugsweise in Mengen von 0,25 bis 5 Gewichtsprozent, insbesondere 1 bis 2 Gewichtsprozent, berechnet auf das Trokkengewicht der Polymerisate des Vinylacetats und bezogen auf das Trockengewicht des Gipses, verwendet.

Die Polymerisate des Vinylacetats können als Schutzkollloide, ionische und/oder nichtionische Emulgatoren, die üblicherweise von ihrer Herstellung her in solchen Polymerisaten vorhanden sind, bzw. im Gemisch damit befindlichen Dispergiermittel der vorstehend genannten Klassen enthalten. Beispiele für Schutzkolloide sind Polyvinylalkohol, der gegebenenfalls bis zu 40 Molprozent Acylgruppen, insbesondere Acetylgruppen enthält, Gelatine und Cellulosederivate, z. B.

wasserlösliche Methylcellulose, (Darboxymethyloellulose, Hydroxyäthylcellulose, Hydroxyäthylmethylcellulose und Hydroxypropylcellulose, Mischpolymerisate aus Maleinsäure bzw. deren Halbestern und Styrol, ferner Stärke, Dextrinderivate, Polyvinylpyrrolidon und Polyacrylsäureamid. Hydroxyäthylcellulose wird bevorzugt.

Beispiele für ionische Emulgatoren sind anionische Emulgatoren, z. B. Alkali- und Ammoniumsalze von 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisenden, geradkettigen oder verzweigten Monocarbonsäuren, z. B. Natriumlaurat oder Natriumstearat, von sauren Estern aus 9 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkanolen und Schwefelsäure, z. B. Natriumlaurylsulfat, von sekundären Sulfosäuren von 10 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkanen, von Alkylarylsulfonsäuren und von Sulfobersteinsäuredialkylestern, sowie kationische Emulgatoren, z. B. Stearamidopropyldimethyl - beta- hydroxyäthylammoniumdihydrogenphosphat. Beispiele für nichtionische Emulgatoren sind Blockmischpolymerisate aus Äthylenoxyd und Propylenoxyd, z.

B. aus 10 Mol Athylenoxyd und 30 Mol Propylenoxyd sowie Umsetzungsprodukte aus mindestens 4 Mol Äthylenoxyd und organischen, aktive Wasserstoffatome, d. h.

bei der Reaktion nach Zerewitinoff gasförmigen Wasserstoff bildenden, Verbindungen mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen, wobei es sich um Fettsäuren, Alkohole, Alkylphenole, Oxycarbonsäuren, Carbonsäureamide oder um primäre oder sekundäre Amine handeln kann, z. B. Umsetzungsprodukte aus 1 Mol Nonylphenol und 8 bis 50 Mol Äthylenoxyd oder aus 1 Mol Oleylalkohol und 20 Mol Äthylenoxyd. Umsetzungsprodu,kte aus Alkoholen undloder Aikylphenoien und Äthylenoxyd sind bevorzugt. Es können Gemische verschiedener Klassen von Dispergiermitteln sowie aus verschiedenen Arten innerhalb der oben genalmten Klassen von Dt- sper,giermftteln verwendet werden.

Zur Herstellung der erfindungsgemässen Zusätze geeignete Verfahren sind allgemein bekannt und viele Stoffe, die sich dazu eignen, sind im Handel erhältlich.

Es war jedoch überraschend, dass sich mit diesen Stoffen ein Zusatz herstellen liess, der die geforderten besonderen Eigenschaften aufwies.

Vorzugsweise enthält der erfindungsgemässe Zusatz als Dispergiermittel keine Schutzkolloide und die im Zusatz enthaltene Menge an nichtionischen Emulgatoren sollte die Menge an ionischen Emulgatoren überwiegen, falls ionische Emulgatoren überhaupt zugegen sind. Bevorzugt, als Polymerisate des Vinylacetats sind solche, bei denen mindestens 80 Gewichtsprozent der Polymerisatteilchen einen Durchmesser von 0,1 bis 0,3 Mikron haben.

In den folgenden Beispielen sind die angegebenen Prozentsätze Gewichtsprozente, soweit nichts anderes angegeben ist.

Beispiele Zusatz 1
Ein Homopolymerisat des Vinylacetats, wobei mindestens 80 % der Polymerisatteilchen einen Durchmesser von 0,2 bis 1 Mikron aufweisen, in Form einer 50 % igen wässrigen Dispersion, enthaltend 1,4 %, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylacetats, Hydroxy äthylcellulose als Schutzkolloid, 0,1%, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylacetats, Natriumlaurylsulfat als ionischen Emulgator und 1,0 %, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylacetats, Nonylphenolpolyoxyäthylenglycoläther mit durchschnittlich ungefähr 15 Oxyäthyleneinheiten je Molekül als nichtionischen Emulgator.

Zusatz 2
Ein Homopolymerisat des Vinylacetats, wobei mindestens 80 % der Polymerteilchen einen Durchmesser von 0,1 bis 0,3 Mikron aufweisen, in Form von einer 50 % igen wässrigen Dispersion, enthaltend 0,1 %, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylacetats, Natriumlaurylsulfat als ionischen Emulgator und 6 %, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylacetats, Nonylphenolpolyoxyäthylenglycoläther mit durchschnittlich ungefähr 20 Oxyäthyleneinheiten je Molekül als nichtionischen Emulgator.

Aus jeweils 1,2 kg Halbhydratplaster (Windsheimer Gips) und 1 kg Wasser, das mit den in der folgenden Tabelle angegebenen Menge der Zusätze 1 und 2 ausgedrückt in %-Dispersion, bezogen auf das Gewicht des Gipses bzw. mit keinem Zusatz vermischt war, werden Prismen mit den Abmessungen 4 x 4 x 16 cm hergestellt. Die Prismen werden zunächst 7 Tage bei 200 C und 100 % relativer Luftfeuchtigkeit und dann 28 Tage bei 200 C und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert. Anschliessend werden Biegezugfestigkeit und Druckfestigkeit bestimmt. Ferner wird auf die Prismen jeweils 1 ml Wasser getropft und die Zeit, die verstreicht, bis das Wasser völlig aufgesaugt ist, sowie der Durchmesser des Wasserfleckens bestimmt (mit steigender Wasseraufnahmemenge sinkt der Durchmesser des Wasserfleckens.

Eindnngdauer Eindringdauer Durchmesser des % Zusatz Biegezugfestigkeit Druckfestigkeit von 1 ml H20 Wasserfleckens kg/cm2 kg/cm2 sec cm 0 - 24 64 7,4 3,5 2 2 35 80 8,5 3,5 2 1 31,6 60 10,0 3,5 4 1 34 68 11,2 3,5

Claims

PATENTANSPRUCH Zusatz für Formengipse enthaltend Polymerisate des Vinylacetats oder mindestens 40 Gew.% Vinylacetat-Einheiten enthaltende Mischpolymerisate aus Vinylacetat und damit mischpolymerisierbaren anderen Monomeren, wobei mindestens 80 Gewichtsprozent dieser Polymerisate Teilchen mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 Mikron aufweisen, und bis zu 0,5 Gewichtsprozent an ionischen Emulgatoren, bezogen auf das Gewicht der Polymerisate bzw. Mischpolymerisate.

UNTERANSPRÜCHE 1. Zusatz nach Patentanspruch, enthaltend ferner bis zu 2 %, bezogen auf das Polymergewicht, an Schutzkolloiden und bis zu 6%, bezogen auf das Polymergewicht an nichtionischen Emulgatoren, wobei die Gesamtmenge an Schutzkolloiden, ionischen und nicht ionischen Emuigatoren mindestens 2 Gewichtsprozent, aber höchstens 8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymergewicht beträgt.

2. Zusatz nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, enthaltend keine Schutzkolloide und keine oder eine an nichtionischen Emulgatoren nicht ürsteigende Menge an ionischen Emulgatoren als Dispergiermittel.

3. Zusatz nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, enthaltend als Schutzkolloide Hydroxyäthylcellulose.

4. Zusatz nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-3, enthaltend als nichtionische Emulgatoren Umsetzungsprodukte aus Alkoholen und/oder Alkylphenolen und Äthylenoxyd.

5. Zusatz nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerteilchen einen Durchmesser von 0,1 bis 0,3 Mikron aufweisen.