DE1129879B

DE1129879B - Manufacture of synthetic resin-coated plaster constructions

Info

Publication number: DE1129879B
Application number: DEM43495A
Authority: DE
Inventors: Karl Matejko
Original assignee: KARL MATEJKO
Current assignee: KARL MATEJKO
Priority date: 1959-11-26
Filing date: 1959-11-26
Publication date: 1962-05-17

Description

Herstellung von kunstharzvergüteten Gipsbaukörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kunstharzvergüteten, gegebenenfalls wetterfesten, armierten und oberflächenbeschichteten Gipsbaukörpern im Heißpreßverfahren, wobei durch eine Reaktionsfolge im System Calciumsulfat-Wasser eine erhebliche Festigkeitssteigerung und Qualitätsverbesserung erfolgt.Production of synthetic resin-modified gypsum structures The invention relates to a process for the production of synthetic resin-tempered, possibly weatherproof, reinforced and surface-coated gypsum structures in the hot pressing process, whereby a considerable increase in strength due to a reaction sequence in the calcium sulphate-water system and quality improvement takes place.

Es sind bereits die verschiedenartigsten gepreßten oder gegossenen faserverstärkten Erzeugnisse aus Kunstharz und abbindefähigem Gips hergestellt worden. Dabei zeigt es sich, daß bei größeren Faseranteilen in der Masse oder bei einer Konzentration der Fasern in den Beanspruchungszonen im allgemeinen der maximale Gipsanteil nicht mehr als 30 % vom Kunstharz betragen darf, wenn ein plastisches Fließen der Masse während des Preßvorganges verlangt wird. Wird das Harz jedoch dem Anmachwasser des Gipses zugegeben, so liegen die besten Werte in Abhängigkeit von der Art des Kunstharzes zwischen 1 bis 101/e. Diese Gipskörper sind jedoch stark porös, wie auch das Aushärten des Kunstharzes bei höheren Temperaturen ohne Kristallschädigung schwierig ist.There are already the most varied of pressed or cast fiber-reinforced products made of synthetic resin and hardenable plaster of paris. It turns out that with larger fiber proportions in the mass or in one Concentration of the fibers in the stress zones is generally the maximum Gypsum content must not be more than 30% of the synthetic resin if a plastic Flow of the mass is required during the pressing process. However, the resin will added to the mixing water of the gypsum, the best values are dependent on the type of synthetic resin between 1 to 101 / e. However, these plaster of paris bodies are strong porous, as does the hardening of the synthetic resin at higher temperatures without damage to the crystal is difficult.

Ebenso ist es bekannt, ein Gemisch von gemahlenem Rohgips mit Fasern unter reichlichem Wasserzusatz zu formen, zu trocknen und dann das Hydratwasser des Gipses durch Brennen herauszutreiben, um durch anschließende Zugabe von Wasser den Gips. wieder zum Erhärten zu bringen. Sollen nach diesem Verfahren gepreßte Platten hergestellt werden, so wurde vorgeschlagen, das Pressen nach dem Brennen und vor Zugabe des Hydrationswassers vorzunehmen. Ein Pressen nach dem Brennen ist aber ohne Strukturzerstörung nur dann möglich, wenn die beiden Komponenten - gebrannter Gips und Fasern - als nicht verfestigtes Gemisch vorliegen. Somit wird nach diesem sehr umständlichen und daher unwirtschaftlichen Verfahren lediglich erreicht, daß die nur mit einem sehr großen Wasserüberschuß verarbeitungsfähigen Fasern trocken mit Stuckgips gemischt als nicht transportfähiger Vorformling zur Hydration vorliegen und sich so zu einem stark porösen Körper verfestigen. Das Brennen des Gipses geschieht dabei nach der altherkömndichen Weise durch Entwässern des Rohgipssteines (Dihydrat) bei gewöhnlichem Druck, bis sich ein Calciumsulfat-Halbhydrat bildet (Stuckgipserzeugung).It is also known to use a mixture of ground plaster of paris with fibers to shape with plenty of water, to dry and then the water of hydration to drive out the plaster of paris by burning, by subsequent addition of water the plaster. to harden again. Shall be pressed according to this process Plates are made, so it has been suggested to press after firing and before adding the hydration water. There is a pressing after firing but only possible without structural destruction if the two components - fired Plaster of paris and fibers - present as a non-solidified mixture. Thus, after this very cumbersome and therefore uneconomical process only achieved that the fibers that can only be processed with a very large excess of water are dry mixed with stucco as a non-transportable preform for hydration and thus solidify into a highly porous body. The plaster of paris is fired in the traditional way by draining the raw gypsum stone (dihydrate) at normal pressure until a calcium sulphate hemihydrate forms (stucco plaster).

Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß aushärtbare Kunstharze zusammen mit dem, und eventuell unter Zugabe geringer Mengen Metallsalze, Dihydrat des Gipses unter Anwendung von Druck und Temperaturen über 97° C ausgehärtet werden, wobei das. Entwässern des Dihydrates in Anwesenheit von Wasser bei überdruck erfolgt und nach anschließender Hydration wesentlich zur Verfestigung des Preßlings beiträgt.The present invention resides in thermosetting synthetic resins together with, and possibly with the addition of small amounts of metal salts, dihydrate the plaster of paris is hardened using pressure and temperatures above 97 ° C, where the dehydration of the dihydrate takes place in the presence of water at excess pressure and after subsequent hydration contributes significantly to the solidification of the compact.

Auf Grund der bekannten Verfahren ließ sich nicht voraussehen, daß eine Mischung von gemahlenem Rohgips und Kunstharzen, gegebenenfalls mit Faser- oder Spänezusätzen, im Heißpreßverfahren im Sinne der Erfindung verformbar ist, wobei das Entwässern des Rohgipssteines in Anwesenheit von Wasser bei überdruck erfolgt (Hartgipserzeugung). Dieser Spezialgips ließ sich bisher nur mittels besonderer Verfahren erzeugen und wurde wegen seines hohen Preises nur für Sonderzwecke, z. B. als Dentalgipse oder in der Porzellanindustrie, verwendet. Erfindungsgemäß gelingt es erstmals, hochfeste Gipsgegenstände im Heißpreßverfahren zu formen, zu verfestigen und dabei die Umwandlung des Dihydrates in das Halbhydrat vorzunehmen, während die Rückbildung der Gipskristalle und damit die zusätzliche Verfestigung des Preßlings anschließend ohne jede Formänderung erfolgt. Die so hergestellten Gegenstände sind kunstharzvergütet, wodurch die Biege- und Zugfestigkeit, die Schlagfestigkeit und Härte gegenüber reinen Gipserzeugnissen verbessert werden. Bei geeigneten Kunstharzanteilen sind die Erzeugnisse kochfest und können für »außen« verwendet werden. Dagegen bereitet die Kunstharzimprägnierung von bereits geformten Gipsgegenständen der üblichen Art erhebliche Schwierigkeiten, allein schon dadurch, daß die imprägnierten Stücke sehr langsam bei 65 bis 70° C getrocknet werden und dabei die Kunstharze auskondensieren müssen. Erfindungsgemäß besteht das Preßgut aus den Komponenten Rohgips, Kunstharzleim und Wasser, wozu in vielen Fällen zur mechanischen Verfestigung bis zu 60% Fasern oder Späne zugegeben werden.On the basis of the known processes, it could not be foreseen that a mixture of ground plaster of paris and synthetic resins, if necessary with fiber or chip additives, is deformable in the hot pressing process in the sense of the invention, whereby the dewatering of the raw gypsum stone in the presence of water at overpressure takes place (hard plaster production). Up to now, this special plaster could only be used with a special Process produce and because of its high price was only used for special purposes, e.g. B. used as dental plaster or in the porcelain industry. Succeeds according to the invention it was the first time to shape and solidify high-strength gypsum objects using the hot-pressing process and doing the conversion of the dihydrate into the hemihydrate, while the Formation of the gypsum crystals and thus the additional solidification of the compact then takes place without any change in shape. The objects made in this way are Resin-tempered, which increases the flexural strength, tensile strength, impact resistance and Hardness can be improved compared to pure plaster products. With suitable synthetic resin proportions the products are boil-proof and can be used »outside«. Prepare against it the synthetic resin impregnation of already molded plaster objects of the usual kind considerable difficulties, if only because the impregnated pieces are very slowly dried at 65 to 70 ° C and the synthetic resins condense out have to. According to the invention, the material to be pressed consists of the components Plaster of paris, synthetic resin glue and water, including in many cases for mechanical consolidation up to 60% fibers or chips can be added.

Beim mechanischen Preßvorgang ist der Verformungswiderstand des Preßguies zu überwinden. Die dazu erforderlichen Kräfte sind abhängig von der Mahlfeinheit des Rohgipses; der Art und Form der Fasern oder Späne, der Feuchtigkeit, Temperatur und der eingestellten Rohwichte. Bereits bei etwa 10 kp/cm2 wird das Porensystem so weit verdichtet, daß das Gewicht der Preßkörper 1;4 bis 1,5 g/cms beträgt.In the mechanical pressing process, the deformation resistance of the Preßguies to overcome. The forces required for this depend on the grinding fineness of raw plaster; the type and shape of the fibers or chips, the humidity, temperature and the set gross weight. The pore system is already at around 10 kp / cm2 compacted so far that the weight of the pressed body is 1; 4 to 1.5 g / cms.

Die Erwärmung zwischen Heizplatten ist ein Vorgang instationärer Wärmeleitung, dem ein zusätzlicher Wärmetransport durch in den Außenschichten verdampfendes und im Platteninnern wieder kondensierendes Wasser überlagert wird. Dadurch erfolgt die Entwässerung des Gipses in den Außenschichten zuerst, wo auch die Kondensation bzw. Polymerisation des Kunstharzes beginnt. Eine Temperatursteigerung über 100° C im Platteninnern kann erst eintreten, wenn alles Wasser verdampft ist. Dabei wird das verdampfte Wasser durch das Porensystem des Preßgutes nach den Kanten des Preßlings abgeführt. Dieser Vorgang kann durch Siebbeilagen, gelochten Blechen oder Lüften der Presse unterstützt werden. Durch die dabei zu überwindenden Strömungswiderstände entsteht in der Platte ein Dampfdruck, der mit der in der Zeiteinheit verdampfenden Wassermenge linear und mit der Plattenbreite quadratisch ansteigt. Dabei entstehen im Inneren des Preßlings ähnliche Vorgänge wie bei der Autoklavgipsherstellung. Die a-Modifikation bildet sich also bei thermischer Behandlung in Anwesenheit von Wasser bei erhöhtem Druck. Gegebenenfalls ist der Preßling zurückzukühlen, damit er nach seiner Entlastung nicht zerrissen wird.The heating between heating plates is a process of unsteady heat conduction, an additional heat transport by evaporating in the outer layers and again condensing water is superimposed on the inside of the plate. This takes place the drainage of the plaster in the outer layers first, where also the condensation or polymerisation of the synthetic resin begins. A temperature increase over 100 ° C inside the plate can only occur when all the water has evaporated. It will the evaporated water through the pore system of the pressed material to the edges of the pressed part discharged. This process can be carried out using sieve inserts, perforated sheets or ventilation supported by the press. Due to the flow resistance to be overcome a vapor pressure is created in the plate, which is equal to that which evaporates in the unit of time The amount of water increases linearly and with the square of the width of the plate. This creates similar processes in the interior of the compact as in the manufacture of autoclave plaster of paris. The a-modification is thus formed on thermal treatment in the presence of Water at increased pressure. If necessary, the pressed part is to be cooled back with it it will not be torn apart after its discharge.

Der Preßling ist nach seiner Entformung transportfähig und verfestigt sich ohne jede Veränderung der Form durch anschließende Hydration - im Preßling vorhandene Restfeuchte zuzüglich Zuführung von außen - etwa um das Dreifache. Beispiel 1 1 Gewichtsteil gemahlener Rohgips, 0,01 Gewichtsteil Zinkstearat, 0,2 Gewichtsteile eines mit Mg 0 ankondensierten flüssigen Phenolformaldehydkunstharzes, Festharzanteil 500/0, werden innig miteinander vermischt. Die erdfeuchte Masse wird alsdann gleichmäßig verteilt in eine Form eingeschüttet und etwa 5 Minuten einem Preßdruck von 10 kp/cm2 bei 170° C ausgesetzt. Der Preßling wird dann weitere 20 Minuten bei 0,1 bis 1 kp/cm2 in der Presse belassen. Dabei entweicht ein Teil des überschüssigen Wassers aus dem Preßling. Danach wird der Preßling entformt und allseitig bedüst. Nach 24stündiger Lagerzeit steigt die Festigkeit des Preßlings erheblich gegenüber seiner ursprünglichen Festigkeit nach Entnahme aus der Presse. Beispiel 2 10 Gewichtsteile gemahlener Rohgips werden zusammen mit 30 Gewichtsteilen flüssigem Kresolharz und 0;1-% CaC12 angepastet. Darauf wird die Hälfte der Masse auf 5 Gewichtsteile Glasfaserschleier gleichmäßig verteilt, auf die alsdann in gleichmäßiger Schichtdicke 50 Gewichtsteile gemahlener Rohgips aufgeschüttet werden. Die Rohgipsschicht wird alsdann mit einem gleichen Glasfaserschleier, der mit der anderen Hälfte der beschriebenen Masse versehen wurde, bedeckt, so daß die Gipsschicht zwischen zwei gleiche kunstharzpräparierte Glasfaserschleierschichten zu liegen kommt. Zwischen zwei Preßblechen liegend, wird der Preßling in eine heizbare, hydraulische Mehretagenpresse eingebracht, wo er bei einer Temperatur von 150° C und einem Preßdruck von 10 kp/cm2 5 Minuten verbleibt, um nach einer Entlastung auf etwa 1 kp/cm2 noch weitere 20 Minuten in der Presse zu verbleiben. Die Preßzeit ist von der Dicke des Preßlings abhängig.The compact is transportable and solidified after it has been removed from the mold without any change in shape through subsequent hydration - in the compact Existing residual moisture plus supply from the outside - about three times as much. example 1 1 part by weight of ground raw gypsum, 0.01 part by weight of zinc stearate, 0.2 part by weight of a liquid phenol-formaldehyde synthetic resin condensed with Mg 0, solid resin content 500/0, are intimately mixed with one another. The earth-moist mass then becomes uniform distributed in a mold and poured for about 5 minutes at a pressure of 10 kp / cm2 exposed at 170 ° C. The compact is then for a further 20 minutes at 0.1 to 1 kp / cm2 left in the press. Some of the excess water escapes the compact. The compact is then removed from the mold and sprayed on all sides. After 24 hours Storage time, the strength of the compact increases significantly compared to its original Strength after removal from the press. Example 2 10 parts by weight of ground Raw gypsum together with 30 parts by weight of liquid cresol resin and 0.1% CaC12 pasted. Half of the mass is then applied to 5 parts by weight of glass fiber veil evenly distributed over the then in a uniform layer thickness 50 parts by weight ground raw gypsum are poured. The plaster of paris layer is then covered with a same glass fiber veil that is provided with the other half of the mass described was covered so that the plaster layer was prepared between two identical synthetic resin Layers of fiberglass come to rest. Lying between two press plates, is the pressed part is placed in a heated, hydraulic multi-daylight press, where it remains at a temperature of 150 ° C and a pressure of 10 kp / cm2 for 5 minutes, after releasing the pressure to about 1 kp / cm2 in the press for another 20 minutes to remain. The pressing time depends on the thickness of the compact.

Nach anschließender Hydration entsteht so eine kunstharzvergütete Gipsplatte mit einer Glasfaserverstärkung in den Beanspruchungszonen.After subsequent hydration, a synthetic resin-tempered one is created Gypsum board with glass fiber reinforcement in the stress zones.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of synthetic resin-tempered Gypsum structures, characterized in that an aqueous mixture of hardenable Synthetic resins and calcium sulfate dihydrate are filled into molds and used there cured by pressure and temperatures above 97 ° C and dehydrated and then due to the action of water, the calcium sulfate hemihydrate that has formed is returned to the Calcium sulfate dihydrate is converted back.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that the hardenable synthetic resin alternates with the ground raw plaster of paris applied in layers to a base and during the subsequent hot pressing in the low-viscosity state evenly over the entire cross-section of the formed Molded body is distributed.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that up to 60% fibers or other reinforcing agents are built into the plaster structure will.

4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that low Amounts of metal salts are added to the molding compound.

5. The method according to the claims 1 to 4, characterized in that a fiber or chip concentration, one or double-sided, is made on the surfaces of the compact. Considered Publications: German Auslegeschrift No. 104: 8 531; German patent no. 687 344.