DE2726036C3

DE2726036C3 - Wäßrige Aluminiumpaste und ihre Verwendung zur Herstellung von leichtem Schaumbeton

Info

Publication number: DE2726036C3
Application number: DE2726036A
Authority: DE
Inventors: Tsunesuke Tama Tokio / Tokyo Doi
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1976-06-08
Filing date: 1977-06-08
Publication date: 1984-09-20
Also published as: US4138270A; ATA408777A; DE2726036A1; DE2726036B2; SE7706597L; SE426692B; GB1576634A; CA1065903A; JPS5734229B2; FR2354300A1; FR2354300B1; JPS52149282A; AT371090B

Description

R₁CON

R₂OH

R₂OH R₂OH

R₁CON · NH

R₂OH R₂OH

in welchen Formeln A ein Wasserstoffatom oder -R₂OH, R₁ ein Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen und R₂ ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen sind,

0,5 bis 4 Gew.-Teilen eines vom Fettsäurealkanolamid verschiedenen, zur Erhöhung der Wasserdispergierbarkeit von Komponenten üblichen nichtionischen oberflächenaktiven Mittels, sowie einer ausreichenden Menge Wasser, um die Zusammensetzung pastenförmig zu machen, wobei der Gesamtanteil des Fettsäurealkanolamids und des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels mindestens 1 Gew.-Teil, bezogen auf die Aluminiumflocken, beträgt.

2. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesättigte Fettsäure eine normale Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist

3. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumflocken eine solche Größe besitzen, daß der Siebrückstand auf einem Sieb mit 149 μπι Sieböffnungen 5% oder weniger beträgt.

4. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Fettsäurealkanolamids 0,1 bis 0,5 Gew.-Teile beträgt.

5. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fettsäurealkanolamid ein Fettsäuredialkanolamid, vorzugsweise ein Fettsäurediäthanolamid, ist.

6. Aluminiumpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel ein

Polyoxyäthylenalkyläther,
Polyoxyäthylenalkylphenoläther, Polyäthylenglykolfettsäureester, Äthylenoxyd/Propylenoxid-Blockcopolymeres oder ein Gemisch davon ist.

7. Verwendung einer wäßrigen Aluminiumpaste nach Anspruch 1 bis 6 als Treibmittel zur Herstellung von leichtem Schaumbeton.

Die Erfindung betrifft eine in Wasser dispergierbare, wäßrige Aluminiumpaste. Im besonderen betrifft die Erfindung eine wäßrige Aluminiumpaste, die nicht nur für Anstrichmittel oder Klebstoffe auf wäßriger

Grundlage, sondern auch mit großen Vorteilen zur Herstellung von leichtem Schaumbeton als Schaumer-

zeugungs- bzw. Treibmittel das für eine deutlich

verbesserte Blasenzurückhaltung sorgt, verwendbar ist

Aluminiumflocken bzw. -blättchen können zur Her-

stellung von porösen Zementprodukten (z. B. leichtem Schaumbeton oder porösem Mörtel oder Stuck) oder von Schaumkunststoffen verwendet werden, wobei ein durch die Umsetzung des Aluminiums mit einem sauren oder alkalischen Mittel erzeugtes Gas zum Schäumen

ι s bzw. zur Ausdehnung des Substrats ausgenutzt wird. Die Verwendung von Aluminiumflocken als Treibmittel für die Herstellung von Beton etc wird beispielsweise von Siegfried Reinsdorf, »Leichtbeton«, 1962.7 und in der US-PS 10 87 098 beschrieben. Wenn eine Aluminiumpa ste andererseits für diese Zwecke verwendet wird, muß sie nicht nur eine gute Dispergierbarkeit in Wasser und für eine langzeitige Lagerung ausreichende-chemische Beständigkeit aufweisen, sondern es muß auch die Verwendung von organischen Lösungsmitteln mög liehst weitgehend eingeschränkt werden, damit die Umweltverschmutzung verhindert und die Entgasung unter Kontrolle gehalten werden. Eine heftige Entga sung kann die geschäumten Erzeugnisse stark schädigen.

Es gibt verschiedene bekannte Methoden zur Herstellung einer wasserdispergierbaren Aluminiumpaste. Beispielsweise wurde eine Methode vorgeschlagen, bei der man ein anionisches oberflächenaktives Mittel beim Mahlen des Aluminiums in einem Lösungsmittel auf Erdölbasis zusetzt und ein öllösliches, nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel nach dem Mahlen hinzufügt Die nach dieser Methode erhaltene Paste besitzt eine schlechte Wasserdispergierbarkeit und wirft Umweltverschmutzungsprobleme auf, welche die Gesundheit der in den Herstellungsbetrieben tätigen Personen gefährden.

Gemäß einem weiteren Vorschlag zur Herstellung einer Aluminiumpaste wird das Aluminium in einem wäßrigen Medium gemahlen. Die dabei erhaltene Paste

ist von Mängeln der vorgenannten Art frei, besitzt jedoch eine unzureichende Lagerbest?ndigkeit Zur Verbesserung der Lagerbeständigkeit kann man bestimmte Reaktionsinhibitoren zusetzen; diese unterdrücken jedoch auch das Aufschäumen bei der

Herstellung von leichtem Schaumbeton, wodurch die

Qualität der geschäumten Produkte beeinträchtigt wird.

Somit sind die nach den herkömmlichen Methoden

erhaltenen Aluminiumpasten jeweils mit speziellen Mangeln behaftet. Aufgrund dieser Nachteile wurden

Alurniniumflocken als solche trotz bestimmter Nachteile bei der Verarbeitung (z. B. einer Explosionsgefahr) in großem Umfang als Treibmittel für die Herstellung von Schaumbeton eingesetzt.
Die Erfinder haben nun Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, eine wäßrige Aluminiumpaste zu entwikkeln, die frei von allen den herkömmlichen Aluminiumpasten anhaftenden Mangeln ist und bei ihrer Herstellung keine Umweltverschmutzung verursacht. Im einzelnen haben die Erfinder umfangreiche und intensive Forschungen bezüglich der Faktoren unternommen, welche die chemische Beständigkeit von Aluminiumflocken in Wasser beeinflussen. Dabei haben sie überraschenderweise festgestellt, daß die chemische

Beständigkeit von Alurr.iniumflocken dadurch wirksam t'Vhöht werden kann, daß man auf die Aluminiumflocken eine dünne Filmschicht e>nes speziellen Materials aufbringt, dessen bestimmte Dicke in Abhängigkeit von der verwendeten Menge des Materials ermittelt wird. Auf diese Weise kann die Bildung von Wasserstoffgas bei der Lagerung der Aluminiumflocken in Wasser auf ein Minimum gesenkt werden. Spezieller wurde festgestellt, daß, wenn man 0,1 bis 10 Gew.-Teile mindestens er; .er Fettsäure der im Patentanspruch 1 genannten Art (vorzugsweise in Form eines Gleitmittels beim Mahlen des Aluminiums zu Flocken) zu 100 Gew.-Teilen Aluminium gibt, an den Oberflächen der Aluminiumflocken einheitliche, dünne Filme der Fettsäure entstehen, welche den Flocken eine hohe chemische Beständigkeit verleihen.

Ferner wurde im Rahmen der Untersuchungen der Erfinder hinsichtlich der Faktoren, welche die Schaumbildung bei der Herstellung von leichtem Schaumbeton beeinflussen, festgestellt, daß Fettsäurealkanolamide der im Patentanspruch 1 genannten Art ein ausgeprägtes Blasenrückhaltevermögen und eine hervorragende Wirkung zur Verhinderung einer heftigen Entgasung, welche die Qualität der geschäumten Produkte sehr stark beeinträchtigen würde, aufweisen. Der Ausdruck »heftige Entgasung« bedeutet hier, daß das beim Aufschäumen des Zements etc. gebildete Wasserstoffgas in einem starken Ausmaß und lokal an schwachen Stellen entweicht und ein Zusammenstürzen der beim Aufschäumen gebildeten Blasen verursacht. Eine solche heftige Entgasung führt häufig zu einer unerwünschten Zeichenbildung aufgrund der Gasentweichung oder des Zusammensinkens der geschäumten Produkte und zuweilen zur völligen Zerstörung des geformten Endprodukts.

Ferner wurde gefunden, daß bei kombinierter Verwendung von bestimmten Anteilen des Fettsäurealkanolamids und eines vom Fettsäurealkanolamid verschiedenen, nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels sowie der vorgenannten, mit einheitlichen, dünnen Filmen einer Fettsäure überzogenen Aluminiumflocken eine wäßrige Aluminiumpaste aus diesen Komponenten mit hervorragenden Eigenschaften erhalten werden kann. Zur Erläuterung werden ein Aluminiummaterial und eine Fettsäure in eine Kugelmühle gegeben und nach einer herkömmlichen Naßmahlmethode an der Luft in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels gemahlen. Auf die erhaltenen Aluminiumflocken werden einheitliche, dünne Filme der Fettsäure in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken aufgebracht. Die fettsäurebeschichteten Aluminiumflocken werden dann mit 0,01 bis 1 Gew.-Teil eines Fettsäurealkanolamide und 0,5 bis 4 Gew.-Teilen eines vom Fettsäurealkanolamide verschiedenen, nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels (jeweils pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken) versetzt und mit einer vorbestimmten Wpssermengo zu einem einheitlichen Gemisch geknetet. Auf diese Weise erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste. Diese weist gut ausgeglichene Eigenschaften auf, und zwar eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Lagerbeständigkeit und ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen beim Einsatz als Treibmittel für die Herstellung von leichtem Schaumbeton.

Es ist daher das Hauptziel der Erfindung, eine wäßrige Aluminiutnpaste zur Verfugung zu stellen, die frei von jeglichen Mangeln der herkömmlichen Aliiminiumnasten ist, eine verbesserte Wasserdispergierbarkeit und Gebrauchsdauer aufweist und bei Verwendung als Treibmittel bei der Herstellung von leichtem Schaumbeton ein verbessertes Blasenrückhaltevermögen zeigt Weitere Ziele der Erfindung sind aus

s der nachfolgenden Beschreibung ersicntlich.

Gegenstand der Erfindung ist eine wäßrige Aluminiumpaste, bestehend aus
100 Gew.-Teilen Aluminiumflocken,
0,1 bis 10 Gew.-Teiien mindestens einer gesättigten

ίο und/oder ungesättigten Fettsäure mit ö bis 24 Kohlenstoffatomen,

0,01 bis 1 Gew.-Teil mindestens eines Fettsäure-mono- oder -dialkanolamids der allgemeinen Formeln

oder

R₁CON

R₂OH

R₁CON

R₂OH

R₃OH

NH

R₂OH

in welchen Formeln A ein Wasserstoffatom oder -R₂OH, R, ein Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen i:nd R₂ ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen sind,

0,5 bis 4 Gew.-Teilen eines vom Fettsäurealkanolamid verschiedenen, zur Erhöhung der Wasserdispergierbarkeit von Komponenten üblichen nicht-ioniscl^n oberflächenaktiven Mittels, sowie

einer ausreichenden Menge Wasser, um die Zusammensetzung pastenförmig zu machen,
wobei der Gesamtanteil des Fettsäurealkanolamide und des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels mindestens 1 Gew.-Teil, bezogen auf die Aluminiumflocken, beträgt

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Diigramm, das die Ausdehnungsgeschwindigkeit verschiedener Zementpasten, welche jeweils bestimmte Treibmittel vom Aluminium-Typ enthalten, veranschaulicht;

F i g. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung für den Wasserbeständigkeitstest;
Fig.3 ein Diagramm, das die Wirkung eines Fettsäurealkanolamide auf die Wasserbeständigkeit veranschaulicht; und

Fig.4 ein Diagramm, das die Wirkung der Menge eines Fettsäurealkanolamide auf die Schaumeigenschaften wiedergibt.

Beispiele für Aluminiumflocken, die erfindungsgemäß mit guter Wirkung eingeeetzt werden können, eind die für Anetrichmittel verwendeten herkömmlichen Aluminiumflocken und die als Treibmittel für die Erzeugung von leichtem Schaumbeton eingesetzten, herkömmlichen Aluminiumflocken. Anstelle von Aluminiumflokken kann man auch Aluminiumgranulat verwenden._Die Reinheit des Aluminiums ist nicht ausschlaggebend. Man kann Aluminium mit einem Reinheitsgrad von 90% und darüber verwenden, obwohl für Anstrichmittel im

b5 allgemeinen Aluminium mit einer Reinheit von mindestens 99,5% eingesetzt wird. Die erfindungsgemäß verwendeten Aluminiumflocken weisen vorzugsweise eine solche Größe auf, daß der Siebrückstand an einem

Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 μπι höchstens 5% beträgt. Grobe Aluminiumflocken werden als Treibmittel für Zementmörtel nicht bevorzugt, da ein solches grobe Flocken enthaltendes Treibmittel dazu neigt, das Ende des Aufschäumens des Zementmörtels hinauszuzögern, und die Qualität der geschäumten Produkte des Zementmörtels beeinträchtigt.

Spezielle Beispiele für geeignete Fettsäuren mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen sind Capron-, önanth-, Capryl-, Pelargon-, Undekan-, Laurin-, Tridekan-, Myristin-, Pentadekan-, Palmitin-, Margarin-, Stearin-, Nonadekan-, Arachin-, Behen-, Lignocerin-, Zoomarin-, öl-, Elaidin-, Eruca-, Linol-, Linolen-, Ricinol- und Selacholeinsäure. Diese Säuren können einzeln öder im Gemisch verwendet werden. Normale gesättigte Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen werden bevorzugt. Spezielle Beispiele dafür sind Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Arachin- und Behensäure. Die Fettsäuren werden im Rahmen des Verfahrens zur Herstellung der wäßrigen Aluminiumpaste in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken als Gleitmittel in der Mahl- oder Knetstufe zugesetzt. Wenn der den Aiuminiumflocken einverleibte Fettsäureanteil weniger als 0,1 Gew.-Teil beträgt, läßt sich keine ausreichende Wasserbeständigkeit der Aluminiumpaste erzielen. Bei Verwendung von mehr als 10 Gew.-Teilen Fettsäure wird zwar eine Aluminiumpaste mit hervorragender Wasserbeständigkeit erhalten; in diesem Falle ist es jedoch nicht nur extrem schwierig, die Aluminiumflocken zu einer wäßrigen Paste zu verarbeiten, sondern auch, der erhaltenen wäßrigen Paste eine gute Wasserdispergierbarkeit zu verleihen.

Wie erwähnt, werden gemäß der Erfindung oberflächenaktive Mittel verwendet, damit die Aluminiumflokken leicht zu einer wäßrigen Paste verarbeitet werden können und gleichzeitig die erhaltene wäßrige Aluminiumpaste eine gute Wasserdispergierbarkeit aufweist. Erfindungsgemäß werden zwangsläufig jene oberflächenaktiven Mittel eingesetzt, welche den Aluminiumflocken sowie der daraus erzeugten Aluminiumpaste Wasserdispergierbarkeit verleihen, die Wasserbeständigkeit oder Lagerbeständigkeit der wäßrigen Aluminiumpaste jedoch nicht beeinträchtigen. In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß gemäß der Erfindung ein Fettsäurealkanolamid in Kombination mit einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel (anders als das Fettsäurealkanolamid) enthalten ist.

Die Anieiie des Fettsäureaikanolannus und des vorn Fettsäurealkanolamid verschiedenen, nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels sind kritisch. Man soll das Fettsäurealkanolamid in einem Anteil von 0,01 bis 1 Gew.-Teil (vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-Teil) und das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel in einem Anteil von O^ bis 4 Gew.-Teilen (jeweils pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken) einsetzen. Außerdem soll die Gesamtmenge des Fettsäurealkanolamids und des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels mindestens 1 Gew.-Teil pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken betragen. Wenn die Gesamtmenge des Fettsäurealkanolamids und des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels weniger als 1 Gew.-Teil ausmacht, läßt sich die erhaltene Aluminiumpaste kaum in Wasser dispergieren und entspricht daher nicht den Anforderungen der Erfindung.

Die Einverleibung der vorgenannten oberflächenaktiven Mittel in die erfindungsgemäße Aluminiumpaste kann so vorgenommen werden, daß man die Mittel einer durch Vermischen der Aluminiumflocken mit einem Lösungsmittel (wie Testbenzin; mineral spirit) erzeugten Aufschlämmung vor der Filtrationsstufe im Rahmen des (nachstehend erläuterten) Herstellungsverfahrens der Aluminiumpaste oder in der Knetstufe nach der Filtration zusetzt.

Das Fettsäurealkanolamid wird — wie erwähnt — in einem Anteil von 0,01 bis 1 Gew.-Teil (vorzugsweise 0,1

ίο bis 0,5 Gew.-Teil) pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken eingesetzt. Bei Verwendung von weniger als 0,01 0,01 Gew.-Teil des Fettsäurealkanolamids besitzt die erhaltene wäßrige Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel zur Herstellung eines !eichten. Schaumbetons kein gutes Blasenrückhaltevermögen, so daß kein gutes geschäumtes Erzeugnis erhalten werden kann. Bei Verwendung von mehr als 1 Gew.-Teil des Fettsäurealkanolamids ist zwar das Blasenrückhaltevermögen der erhaltenen Aluminiumpaste relativ gut, jedoch wird durch die Umsetzung des Fettsäurealkanolamids mit dem Aluminium während der Lagerung eine unerwünschte Gasbildung verursacht

Als Fettsäurealkanolamide können erfindungsgemäß die im Anspruch 1 genannten zwei Arten solcher Alkanolamide verwendet werden.

Ein Typ der geeigneten Fettsäurealkanolamide sind Kondensationsprodukte von Alkanolamin, die die allgemeine Formel I aufweisen

R₁CON

R₂OH

in der A ein Wasserstoff atom oder — R2OH, Ri ein Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen und R2 ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen sind.

Wie aus Formel 1 ersichtlich ist, schließen die Verbindungen Fettsäuredialkanolamide und Fettsäuremonoalkanolamide ein; diese Alkanolamide können leicht durch Umsetzung eines Dialkanolarnins oder Monoalkanolamins mit einem Methyl- oder Äthylester einer Fettsäure hergestellt werden (vgl. z.B. die japanische Auslegeschrift 13 622/1961).

Spezielle Beispiele für üblicherweise verwendbare Fettsäuredialkanolamide der Formel I sind

Laurinsäurediäthanolamid,
Stearinsäürcdiäthar.olarnid,
ölsäurediäthanolamid,
Leinölfettsäurediäthanolamid,
Sojaölfettsäurediäthanolamid,
Kokosölfettsäurediäthanolamid,
das Diäthanolamid von dehydratisierter

Rizinusölfettsäure,
Tallölfettsäurediäthanolamid und
Saflorölfettsäurediäthanolamid.
Ebenfalls geeignet sind Fettsäuredipropanolamide und Fettsäuredibutanolamide, die unter Verwendung von Dipropanolamin bzw. Dibutanolamin als Dialkanolamin hergestellt werden.

Spezielle Beispiele für geeignete Fettsäuremonoalkanolamide der Formel I sind
Laurinsäuremonoäthanolamid,
Stearinsäuremonoäthanolamid,
ölsäuremonoäthanolamid,
Leinölfettsäuremonoäthanolamid,

Sojaölfettsäuremonoäthanolamid,

Kokosölfettsäuremonoäthanolamid,

Laurinsäuremonoisopropanolamid,

Stearinsäuremonoisopropanolamid,

ölsäuremonoisopropanolamid und

Kokosölfettsäuremonoisopropanolamid.
Eine andere Art von erfindungsgemäß verwendbaren Fettsäurealkanolamiden sind die Umsetzungsprodukte von Fettsäuren mit Dialkanoiamiden der allgemeinen Formel II

R₂OH

R₁CON

NH

R₂OH

(H)

R₂OH

in der Ri und R₂ die vorstehend genannten Bedeutungen haben.

Solche Umsetzungsprodukte der Formel II können durch Umsetzung von 2 Mol eines Dialkanolamins mit 1 Mol einer Fettsäure bei etwa 150 bis etwa 170°C während etwa 8 Std. erhalten werden.

Spezielle Beispiele für geeignete Fettsäurealkanolamide der Formel II sind

Laurinsäurediäthanolamid,

Stearinsäurediäthanolamid,

Olsäurediäthanolamid, Leinölfettsäurediäthanolamid,

Sojaölfettsäurediäthanolamid und

Kokosölfettsäurediäthanolamid.
Diese Fettsäurealkanolamide können einzeln oder im Gemisch verwendet werden.

Das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel wird — wie erwähnt — in einem Anteil von 0,5 bis 4 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken eingesetzt. Bei Verwendung von weniger als 0,5 Gew.-Teil des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels wird der erhaltenen Aluminiumpaste keine gute Wasserdispergierbarkeit verliehen. Im Falle von mehr als 4 Gew.-Teilen des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels erhält man eine Aluminiumpaste, die sich nicht als wirksames Treibmittel eignet Bei Verwendung einer solchen Paste in einem Zementmörtel wird dessen Viskosität herabgesetzt, wodurch das Blasenrückhaltevermögen des Zementmörtels beeinträchtigt wird. Die Folge ist, daß der Zementmörtel dazu neigt, im Verlauf seiner Ausdehnung zusammenbruchartig einzusinken; seihst wenn der geschäumte Zementmörtel nicht zusammensinkt bzw. -sackt, treten an ihm Fehler auf, wie sogenannte »Narben« oder »Schatten«.

Die erfindungsgemäß verwendeten nichtionischen oberflächenaktiven Mittel können aus einer Vielzahl voa vom Fettsäurealkanolamid verschiedenen oberflächenaktiven Mitteln ausgewählt werden, welche üblicherweise zur Erhöhung der Wasserdispergierbarkeit der Komponenten dienen. Man kann beispielsweise Polyoxyalkylenalkyläther, Polyoxyalkylenalkylphenolätheroder

Polyalkylenglykolfettsäureester
verwenden. Der Alkylenanteil in diesen Verbindungen kann Äthylen allein oder ein Random-Gemisch von Äthylen und Propylen darstellen. Blockcopolymere von Äthylenoxid und Propylenoxid können ebenfalls verwendet werden. Man kann diese Substanzen einzeln oder im Gemisch einsetzen. Spezielle Beispiele sind

Polyoxyäthylenoctyläther,

Polyoxyäthylendecyläther,

Polyoxyäthylenlauryläther,

Polyoxyäthylentridecyläther,
Polyoxyäthylencetyläther,

Polyoxyäthylenstearyläther,

Polyoxyäthylenoleyläther,

Polyoxyäthylenoctylphenyläther,

Polyoxyäthylennonylphenyläther,
Polyoxyäthylendodecylphenyläther,

Polyäthylenglykolmonooctanoat,

Polyäthylenglykolmonodekanoat,

Polyäthylenglykolmonolaurat,

Polyäthylenglykolmonomyristat,
! 5 Polyäthylenglykolmonopalmitat,

Polyäthylenglykolmonostearat,

Polyäthylenglykolmonooleat,

Polyäthylenglykolmonoerucat,

Polyäthylenglykoldioctanoat,

Polyäthylenglykoldilaurat,

Polyäthylenglykoldistearat,

Polyäthylenglykoldioleat,

Polyoxyalkylenlauryläther
(Gewichtsverhältnis Propylenoxid/Äthylenoxid - 20/80, Random-Typ),

Polyoxyalkylenlaurylcetyläther und ein

Kondensationsprodukt von Polyoxyäthylen und

Polypropylenglykol.

Es soll nun das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste erläutert werden.

Die verbreitesten Aluminiumpasten sind solche auf ölgrundlage, weiche im allgemeinen nach der Naßmahlmethode von Hall in einem ölmedium oder organischen Lösungsmittel erzeugt werden (vgl. z. B. die US-PS 20 02 891). Die nach dieser Methode erhaltenen Aluminiumpasten auf ölgrundlage sind jedoch im wesentlichen hydrophob und nicht in Wasser dispergierbar. Gemäß der Erfindung wird, nachdem das Aluminium als Rohmaterial in Gegenwart eines öimediums in derselben Weise wie beim Hall-Verfahren gemahlen wurde, das ölmedium zur Herstellung einer in Wasser dispergierbaren, wäßrigen Aluminiumpaste in Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels durch Wasser ersetzt

Die Rezeptur der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste ist wie folgt:

Aluminiumflocken
Fettsäure

Fettsäurealkanolamid
nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel
Wasser

organisches
Lösungsmittel

100 Gew.-Teile

0,1 bis 10 Gew.-Teile

0,01 bis 1,0 Gew.-Teil

0,5 bis 4,0 Gew.-Teile
(geringe Menge, um den
Ansatz pastös zu
machen)

(geringe Menge, nach
Bedarf)

Der Wassergehalt ist nicht ausschlaggebend; Wasser wird jedoch in einem ausreichenden Anteil verwendet, daß der Zusammensetzung eine pastöse Konsistenz verliehen wird. In der Regel kann Wasser in einem Anteil von etwa 18 bis etwa 46 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken eingesetzt werdea Ein Teil des beim Mahlen verwendeten organischen Lösungsmittels verbleibt in der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste.

Im einzelnen werden die als Ausgangsrnaterial dienenden Aluminiumstücke oder -folienschnitzel zusammen mit einer geringen Menge einer Fettsäure und einem organischen Lösungsmittel (wie Testbenzin oder Solventnaphtha) in einer Kugelmühle während einer vorbestimmten Dauer in einer Luft- oder Inertgasatmosphäre zu Aluminiumflockenschlamm gemahlen.

Die vorgenannten organischen Lösungsmittel werden beim Mahlen verwendet, da sie chemisch inert sind und nicht mit Aluminium reagieren. Der zu verwendende Lösungsmittelanteil kann abhängig von der gewünschten Korngröße der Aluminiumflocken schwanken; er kann jedoch im allgemeinen gleich wie jener des eingesetzten Aluminiums sein.

Zur Entnahme aus der Kugelmühle wird der Flockep.schlamm im allgemeinen mit demselben Typ eines organischen Lösungsmittels verdünnt, wie es beim Mahlen verwendet wird. Es wird eine so verdünnte Aufschlämmung erzeugt, daß der Aluminiumflockengehalt etwa 5 Gew.-% beträgt. Anschließend wird die Aufschlämmung in einem Aufschlämmungsbehälter übertragen.

Die Aluminiumflockenaufschlämmung wird dann mit Hilfe eines Siebes mit vorbestimmter lichter Maschenweite (z. B. 149 μπι) gesiebt. Die das Sieb passierenden Aluminiumflocken werden in einen Behälter übertragen und filtriert Die Filtration erfolgt im allgemeinen mit Hilfe einer Filterpresse, wobei man mit Preßluft trocknet, bis der Aluminiumflockengehalt etwa 85 bis etwa 95 Gew.-% erreicht

Anschließend gibt man den erhaltenen Filterkuchen, ein Fettsäurealkanolamid, ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel und Wasser in einen Bandmischer, wobei man die Wassermenge so einstellt, daß der Aluminiumflockenanteil der eingesetzten Komponenten 65 bis 75 Gew.-% erreicht Hierauf werden die Bestandteile zur Herstellung der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste verknetet.

Eine Alternativmethode zur Entfernung des organischen Lösungsmittels, um es durch Wasser zu ersetzen, besteht darin, daß man die Aluminiumflocken in der Aufschlämmung nach der Siebung mit Wasser und einem oberflächenaktiven Mittel wäscht, um das in der Aufschlämmung enthaltene organische Lösungsmittel nach der Emulgierungs-Trennmethode zu entfernen, oder die Aluminiumflocken, welche in dem durch die Filtration erhaltenen Filterkuchen enthalten sind, in entsprechender Weise mit Wasser und einem oberflächenaktiven Mittel wäscht, um das im Filterkuchen enthaltene organische Lösungsmittel nach der Emulgierungs-Trennmethode zu beseitigen.

Die erfindungsgemlaße wäßrige Alurniniurnpaste kann mit großem Vorteil als Treibmittel zur Herstellung von leichtem Schaumbeton eingesetzt werden. Der leichte Schaumbeton wird im allgemeinen durch

(1) Gaserzeugung durch chemische Reaktionen,

(2) Einverleibung eines Treibmittels oder

(3) Einbringung von zuvor erzeugten Blasen

hergestellt Das Schäumverfahren der vorliegenden Erfindung gehört zum Verfahrenstyp (1). Dieses Verfahren ist das verbreitetste Verfahren auf dem Gebiet der Schaumbetonerzeugung, bei der Aluminiumflocken und Löschkalk zusammen mit einem SiC>2-Material eingesetzt werden. Das Treibmittel wird erfindungsgemäß in üblicher Weise (z. B. gemäß US-PS 10 87 098) zur Herstellung von leichtem Schaumbeton eingesetzt Im allgemeinen werden gemäß der Erfindung 20 bis 40 Gew.-Teile SiO₂-Pulver (Blaine-Wert: 3000 cm²/g), 60 bis 80 Gew.-Teile Zement (100% Siebdurchfall bei 0,5 mm-Sieböffnungen), 0,06 Gew.-Teile Aluminiumflokken und 43 bis 51 Gew.-Teile Wasser 3 Min. lang vermischt. Die erhaltene Mischung wird in eine Form gegossen und etwa 2 Std. stehen gelassen. Anschließend wird der Gießling zur Härtung 10 Std. in einem Autoklav bei 183⁰C und einem Sättigungsdampfdruck von 10 atm behandelt, wobei als Produkt ein leichter ίο Schaumbeton erhalten wird.

Die erfindungsgemäße wäßrige Aluminiumpaste besitzt eine gute Dispergierbarkeit in Betonmörtel und ein bemerkenswertes Blasenrückhaltevermögen, so daß der unter Verwendung der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste als Treibmittel erhaltene Leichtbeton eine ausgezeichnete Qualität besitzt.

Die erfindungsgemäße wäßrige Aluminiumpaste läßt sich ferner mit Vorteil für Anstrichmittel, Tinten bzw. Farben und Klebstoffe auf Wassergrundlage sowie wasserhaltige Sprengstoffe verwenden.

Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.

Beispiel 1

10 kg kleine Aluminiumstücke, die durch Zerkleinern von Aluminiumfolienschnitzeln bis zu einer mittleren Größe von etwa 5 mm hergestellt wurden, und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin (mineral spirit) und Stearinsäure (Gew.-Verhältnis 95 :5) werden in eine

Kugelmühle eingefüllt und etwa 8 Std. gemahlen. Das erhaltene Gemisch wird mit 20 kg Testbenzin verdünnt Die Mischung wird in einen Aufschlämmungsbehälter gegeben. Man versetzt das Gemisch mit 150 kg einer wäßrigen 0,25gew.-%igen Polyoxyäthylenlaurylätherlö-

sung und filtriert es dann mit Hilfe einer Filterpresse unter Emulgierung durch Rühren mit einem Schnellöser bei einer Drehzahl von 1000 UpM.

Der erhaltene Filterkuchen enthält 87 Gew.-% eines durch 3stündiges Erhitzen auf 105° C erhaltenen Rückstandes, 8 Gew.-% Wasser und 5 Gew.-% Testbenzin. Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit Kokosölfettsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel I) in einem Anteil von 0,5 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) und Wasser in einem solchen Anteil, daß der Anteil des durch Erhitzen erhaltenen Rückstands auf 65 Gew.-% verringert wird. Den erhaltenen Ansatz knetet man mit Hilfe eines Bandmischers etwa 30 Min. bei 40° C Dabei erhält man die gewünschte wäßrige

so Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowie ein ausgezeichnetes Biaser.rackhaltevennöger. aufweist

Um die Schaumeigenschaften der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für Zement zu bestimmen, führt man folgenden Test durch.

Man vermischt 0,43 g der Aluminiumpaste rasch mit

480 g eines gewöhnlichen Portlandzements und 268 g Wasser zu einem Gemisch (nachstehend wird ein solches Gemisch aus einem Treibmittel vom Aluminium-Typ, einem gewöhnlichen Portlandzement und Wasser als »Zementpaste« bezeichnet). Das Gemisch oder die Zementpaste wird dann in einen l-Ltr.-Meßzylinder gegeben. Die im Zylinder befindliche Zementpaste wird in einem konstant bei 4O⁰C gehaltenen Bad expandiert Man bestimmt die Schaumeigenschaften der Zementpaste, insbesondere den Entgasungsgrad und die Ausdehnungsgeschwindigkeit Zum Vergleich wird derselbe Test mit der Ausnahme durchgeführt, daß man

anstelle der erfindungsgemäßen wäßrigen Aluminiumpaste Aluminiumflocken allein verwendet. Die Ergebnisse sind aus Fig.! ersichtlich. Man erkennt, daß die in diesem Beispiel erhaltene wäßrige Aluminiumpaste ebenso hervorragende Schaumeigenschaften wie das herkömmliche Treibmittel oder Aluminiumflocken allein ergibt und die heftige Entgasung so weit vermindert wird, daß sich ein gutes Blasenrückhaltevermögen ergibt. Ferner erkennt man, daß die in diesem Beispiel erzeugte Aluminiumpaste selbst nach einjähriger Lagerung nicht geschädigt wird und ihre gute Wasserdispergierbarkeit und guten Schaumeigenschaften bewahrt. Die Paste besitzt somit eine hervorragende Langzeit-Lagerbeständigkeit.

Zürn weiteren Vergleich stellt man eine wäßrige Alumiiniumpaste in derselben 'weise wie zuvor her, außer daß man auf den Einsatz des Kokosölfettsäurediäthanolamids verzichtet. Man führt denselben Test durch, dessen Resultate ebenfalls aus F i g. 1 ersichtlich sind. Die ohne einverleibtes Kokosölfettsäurediäthanolamid erzeugte Paste besitzt eine gute Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit. Wenn eine Zementpaste mit einer solchen Zusammensetzung jedoch expandiert bzw. geschäumt wird, tritt eine so heftige Entgasung ein, daß die Zementpaste im Verlauf des Aufschäumens zusammenbruchartig einsinkt.

Andererseits führt man die nachstehenden Vergleichs-Schäumtests durch, um zu zeigen, daß das Ergebnis des Schäumtests an der Zemenfpaste für die Abschätzung der Schaumeigenschaften eines Zementmörtels praktisch anwendbar ist. Es werden zwei Zementmörtelrezepturen angewendet. Dje Ansätze werden dadurch hergestellt, daß man 40 Gew.-Teile SiO₂-Pulver(Blaine-Wert [ASTM Bulletin 108,17 (1941) und 123, 51 (1943)]: 3000 cm²/g), 60 Gew.-Teile Zement (100% Siebdurchfall bei 0,5 mm-Sieböffnungen), 50 Gew.-Teile Wasser und ein Treibmittel (0,06 Gew.-Teil, ausgedrückt als Aluminiumanteil) unterschiedlichen Typs vermischt Ein Treibmitteltyp besteht aus Aluminiumflocken allein, während der andere Typ eine wäßrige Aluminiumpaste (gemäß der Erfindung mit der Ausnahme, daß das Fettsäurealkanolamid weggelassen wird) darstellt Der erhaltene Zementmörtel wird 3 Min. gerührt und anschließend geformt Die Ergebnisse sind ebenfalls aus F i g. 1 ersichtlich. Aus ihnen geht hervor, daß die Zementpaste und der Zementmörtel sehr ähnliche Schaumeigenschaften aufweisen. Wenn keine Verringerung der Ausdehnungsgeschwindigkeit bei der Zementpaste während 30 Min festgestellt wird (wenn die Aluminiumflocken als Treibmittel verwendet werden), wird auch im Falle des Zementmörtels keine Verringerung der Ausdehnungsgeschwindigkeit festgestellt. Dagegen wird im Falle einer Abnahme der Ausdehnungsgeschwindigkeit bei der Zementpaste (wenn die wäßrige Aluminiumpaste ohne das Fettsäurealkanolamid verwendet wird) auch beim Zementmörtel eine Herabsetzung der Ausdehnungsgeschwindigkeit oder ein Einsinken hervorgerufen. Die Schaumeigenschaften der Zementpaste sind somit typisch für jede des Zementmörtels; verschiedene Tests in den nachfolgenden Beispielen wurden unter Verwendung einer Zementpaste durchgeführt

Beispiel 2

10 g kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmelzen und Zerstäuben eines Aluminiumblocks bis zu einer mittleren Größe von weniger als 400 μπι hergestellt wurden, und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin und Stearinsäure (Gew.-Verhältnis 94 :6) werden in eine Kugelmühle gegeben und etwa 6 Std. darin gemahlen. Die gemahlte Mischung wird mit 20 kg Testbenzin verdünnt, in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert. Man erhält einen Filterkuchen mit einen. Aluminiumgehalt von 85 Gew.-%. 57,5 kg einer 0,25gew.-%igen Polyoxyäthylenoleylätherlösung werden zu 11,5 kg des Filterkuchens gegeben. Das erhaltene Gemisch wird durch Rühren mit

to einem Hochgeschwindigkeitslöser bei einer Drehzahl von 1000 UpM emulgiert. Die Emulsion wird dann mit Hilfe der Filterpresse filtriert. Der dabei erhaltene Filterkuchen enthält 88 Gew.-% eines bei 3stündigem Erhitzen auf 105°C anfallenden Rückstands, 10 Gew.-Wasser und 2 Gew.-% Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchen mit 0,3 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) Laurinsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel II) sowie einer ausreichenden Menge Wasser, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-% vermindert wird. Der dabei erhaltene Ansatz wird mit Hilfe eines Bandmischers etwa 30 Min. bei 45° C verknetet Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit und ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermöge·! aufweist

Um das Schaumverhalten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für Zement zu bestimmen, führt man denselben Test wie in Beispiel 1 durch. Die Paste zeigt gute Schaumeigenschaften; selbst nach über einjähriger Lagerung ist keinerlei Änderung der Eigenschaften der Aluminiumpaste festzustellen.

Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor hergestellt, außer daß man auf den Einsatz des Laurinsäurediäthanolamids verzichtet Die Paste wird demselben Schaumtest wie zuvor unterworfen. Die ohne Laurinsäurediäthanolamidzusatz erzeugte Paste weist eine gute Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit auf. Beim Aufschäumen einer diese Paste enthaltenden Zementpaste erfolgt jedoch eine derart heftige Entgasung, daß die Zementpaste während des Aulschäumens bzw. der Ausdehnung zusammenstürzt

Beispiel 3

10 kg kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmelzen und Zerstäuben eines Aluminiumblocks bis zu einer mittleren Größe von weniger als 400 μπι erzeugt wurden, und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin und Stearinsäure (Gew.-Verhältnis 96 :4) werden ir. eine Kugelmühle gegeben und etwa 6 Std. darin gemahlen. Die gemahlene Mischung wird mit 20 kg Testbenzin verdünnt, in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert Der Filterkuchen enthält 93 Gew.-°/o eines bei 3stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands und 7 Gew.-% Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,1 Gew.-% ölsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel I) und 3 Gew.-% Polyoxyäthylennonylphenoläther (jeweils bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiumoxids) sowie einer ausreichenden Menge Wasser, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-*Vb verringert wird. Der dabei erhaltene Ansatz wird mit Hilfe eines Bandmischers etwa 30 Min. bei 45° C verknetet. Dabei

erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowk; ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen anweist

Das Schaumverhalten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für Zement wird dann gemäß Beispiel 1 getestet Es zeigt sich, daß die Paste gute Schaumeigenschaften besitzt und ihre Qualität selbst nach mehr als einjähriger Lagerung beibehält

Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor hergestellt wobei man jedoch auf den Einsatz des olsäurediäthanolamids verzichtet Anschließend wird der vorgenannte Schaumtest durchgeführt Die ohne ölsäurediäthanolatnidzusatz erzeugte Paste weist eine gute Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit auf. Wenn man jedoch eine dieses Material enthaltende Zementpaste zum Aufschäumen bringt, erfolgt eine derart heftige Entgasung, daß die Zementpaste während der Ausdehnung zusammenstürzt.

Beispiel 4

Man stellt Aluminiumflocken her, indem man das zurückbleibende Lösungsmittel von dem im Beispiel 3 erhaltenen Filterkuchen in einer einen Boden aufweisenden Trockenkolonne im Vakuum abdestilliert Die Rocken enthalten 93 Gew.-% eines bei 3stündigem Erhitzen auf 105° C anfallenden Rückstands.

10 kg der Aluminiumflocken werden mit 0,1 Gew.-% ölsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel II) und 2 gew.-% Polyoxyäthylennonylphenoläther (jeweils bezogen auf das im Filterkuchen enthaltene Aluminium) sowie einer ausreichenden Menge Wasser versetzt, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-% vermindert wird. Der Ansatz wird dann mit Hilfe eines Bandmischers etwa 30 Min. bei 45° C verknetet. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit und ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen aufweist

Das Schaumverhalten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für eine Zementpaste wird gemäß Beispiel 1 getestet. Es zeigt sich, daß die Paste gute Schaumeigenschaften aufweist und selbst nach mehr als einjähriger Lagerung keine Qualitätseinbuße erleidet

Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor hergestellt, außer daß man auf den Einsatz des olsäurediäthanolamids verzichtet. Anschließend wird der vorgenannte Test vorgenommen. Die ohne ölsäurediäthanolamidzusatz erhaltene Paste besitzt eine gute Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit. Beim Aufschäumen einer dieses Material enthaltenden Zementpaste erfolgt jedoch eine derart heftige Entgasung, daß die Zementpaste im Verlauf ihrer Ausdehnung zusammenstürzt.

Beispiel 5

10 kg kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmelzen und Zerstäuben eines Aluminiumblocks bis zu einer mittleren Größe von etwa 400 μίτι erzeugt wurden, und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin und Stearinsäure (Gewichtsverhältnis 96 :4) werden in eine Kugelmühle gegeben und darin etwa 6 Stunden gemahlen. Die gemahlene Mischung wird mit 20 kg Testbenzin verdünnt, in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert. Der Filterkuchen enthält S3 Gew.-% eines bei 3stündigem Erhitzen auf 105⁰C anfallenden Rückstands und 7 Gew.-% Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,05 Gew.-% ölsäurediäthanolamid (Fettsaurealkanolamid der Formel I) und 3 Gew.-% Polyoxyäthylennonylphenoläther (jeweils bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) sowie einer ausreichenden Wassermenge, daß der Anteil des beim

ό Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-% vermindert wird. Der erhaltene Ansatz wird mit Hilfe eines Bandmischers etwa 30 Min. bei 45° C verknetet Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, welche eine hervorragende Wasserdispergierbar-

is keit und Wasserbeständigkeit sowie ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen aufweist

Das Schaumverhalten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für Zement wird sodann gemäß Beispiel 1 getestet Die Paste besitzt gute Schaumeigenschaften; selbst nach mehr als einjähriger Lagerung erfolgt keinerlei Änderung der Eigenschaften der Aluminiumpaste.

Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weis wie zuvor hergestellt, außer daß man

das ölsäurediäthanolamid in einem Anteil von 14 Gew.-% (anstatt 0,05 Gew.-%), bezogen auf das Aluminium, einsetzt Der in der vorgenannten Weise durchgeführte Test zeigt, daß die erhaltene Paste eine schlechte Wasserbeständigkeit besitzt Bei einmonäti ger Raumtemperaturlagerung erfolgt beispielsweise eine Gasentwicklung, und die Paste erweist sich als für den praktischen Einsatz unbrauchbar. Wenn eine dieses Material enthaltende Zementpaste zum Aufschäumen gebracht wird, erfolgt außerdem eine derart heftige Entgasung, daß das Aussehen des geschäumten Produkts stark beeinträchtigt wird.

Beispiel 6

10 kg kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmel zen und Zerstäuben eines Aluminiumblocks bis zu einer mittleren Größe von etwa 400 μΐη erzeugt wurden, und 10 kg eines Gemisches von Solventnaphtha (Lösungsbenzol) und ölsäure (Gew.-Verhältnis 98 :2) werden in eine Kugelmühle gegeben und etwa 6 Std. darin gemahlen. Die gemahlene Mischung wird mit 20 kg Solventnaphtha verdünnt, in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert Der Filterkuchen enthält 91 Gew-% eines bei 3stündigem Erhitzen auf 105° C anfallenden Rückstands

so sowie 9 Gew.-% Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,1 Gew.-% ölsäuremonoisopropanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel I), 0,1 Gew.-% Laurinsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel II) und 2,5 Gew.-% Polyoxyäthylenmonolaurat (jeweils bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) sowie Wasser in einer ausreichenden Menge, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-% vermindert wird. Der erhaltene Ansatz wird

ω mit Hilfe eines Bandmischers etwa 30 Min bei 30⁰C verknetet. Dabei erhält man die gewünschte wäßrige Aluminiumpaste, die eine hervorragende Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowie ein ausgezeichnetes Blasenrückhaltevermögen aufweist.

Das Schaumverhalten der erhaltenen wäßriger Aluminiumpaste bei Verwendung als Treibmittel für Zement wird dann gemäß Beispiel 1 getestet. Die Paste besitzt gute Schaumeigenschaften, und selbst nach mehl

als einjähriger Lagerung bleiben die Eigenschaften der Paste völlig unverändert.

Zum Vergleich wird eine wäßrige Aluminiumpaste in derselben Weise wie zuvor hergestellt, außer daß man keine Fettsäurealkanolamide verwendet Anschließend wird die Paste dem vorgenannten Test unterworfen. Die ohne Fettsäurealkanolamidzusatz erzeugte Paste besitzt eine gute Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit Wenn man jedoch eine diese Paste enthaltende Zementpaste zum Aufschäumen bringt erfolgt eine derart heftige Entgasung, daß die Zementpaste im Verlauf ihrer Ausdehnung zusammenstürzt

Beispiel 7

10 kg gemäß Beispiel 2 hergestellte, kleine Aluminiumstücke und 10 kg eines Gemisches von Testbenzin und Stearinsäure (Gew.-Verhältnis 97:3) werden in eine Kugelmühle gegeben und etwa 6 Std. darin gemahlen. Man verdünnt die gemahlene Mischung mit 20 kg Testbenzin. Das verdünnte Gemisch wird in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und mit Hilfe einer Filterpresse filtriert Der Filterkuchen enthält 93 Gew.-% eines bei 3stündigem Erhitzen auf 105°C anfallenden Rückstands und 7 Gew.-% Testbenzin.

Um die Wirkungen des Fettsäurealkanolamide und des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels zu bestimmen, vei-setzt man 10 kg des Filterkuchens mit den aus Tabelle I ersichtlichen, unterschiedlichen Anteilen von Laurinsäurediäthanolamid (Fettsäurealkanolamid der Formel I) und Polyoxyäthylenoleyläther sowie mit einer ausreichenden Menge Wasser, daß der Anteil des beirr. Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65 Gew.-% vermindert wird. Der erhaltene Ansatz wird gemäß Beispie! 1 zur gewünschten wäßrigen Aluminiumpaste verknetet.

Die Dispergierbarkeiten der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpasten in Wasser werden visuell bestimmt; Tabelle I zeigt die Ergebnisse. Ferner läßt man die wäßrigen Dispersionen der Pasten einen Tag in Absetzgefäßen stehen und bestimmt die Dispersionsstabilitäten (im Hinblick auf eine verminderte Aggregation) visuell; die Resultate sind ebenfalls in Tabelle 1 angeführt Andererseits gibt man jeweils 13 g (ausgedrückt als Aluminium) der Aluminiumpasten in einen 200-ml-Erlenmeyer-Kolben und fügt 100 ml durch Ionenaustausch behandeltes Wasser hinzu. Der Kolben wird zur Dispergierung der Pastenprobe in Wasser kräftig geschüttelt Die Aluminiumpastenproben enthalten jeweils insgesamt 3 Gew.-Teile Laurinsäureciäthanolamid und Polyoxyäthylenoleyläther pro 100 Gew.-Teile Aluminiumflocken. Dann werden Meßpipetten mit

ίο Gummidichtungen in die Erlenmeyer-Kolben eingeführt, die in eine konstante Temperatur von 50° C aufweisenden Bädern gehalten werden. Man bestimmt die im Verlauf der Zeit erfolgende Gasbildung. Als Blindprobe verwendet man eine wäßrige Dispersion der

is Paste mit Aluminiumflocken, wobei man die Fettsäure und das Fettsäurealkanolamid wegläßt Die Ergebnisse sind aus Tabelle I und F i g. 3 ersichtlich. F i g. 3 zeigt die bei Verwendung der Pasten jeweils erzeugten Gasmengen relativ zu der bei der Blindprobe gebildeten Gasmenge. Die Schaumeigenschaften der Zementpasten werden gemäß Beispiel 1 getestet; die Resultate sind aus Tabelle I und F i g. 4 ersichtlich.

Was die Wasserdispergierbarkeit betrifft, zeigt Tabelle I, daß im Falle einer nur ein Fettsäurealkanol amid enthaltenden Paste mindestens 1,5 Gew.-Teile Fettsäurealkanolamid pro 100 Gew.-Teile der in der Paste enthaltenen Aluminiumflocken verwendet werden sollen. Andererseits geht aus Tabelle I und F i g. 3 hervor, daß die Wasserbeständigkeit stark vermindert wird, wenn der Fettsäurealkanolamidantei! 1,5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der in der Paste enthaltenen Aluminiumflocken übersteigt (unabhängig davon, ob das Alkanolamid allein oder in Kombination mit einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel eingesetzt wird). Bezüglich dei Schaumeigenschaften der Zementpasten geht aus Tabelle I und F i g. 4 hervor, daß der Anteil des Fettsäurealkanolamids ausschlaggebend ist. Es zeigt sich, daß die wäßrigen Aluminiumpasten, welche bestimmte Anteile eines Fettsäurealkanolamids und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels in Kombination enthalten, sehr gut ausgewogene Eigenschaften der Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit sowie ein hervorragendes Schaumverhalten aufweisen.

Tabelle I Wirkungen des Fettsäurealkanolamids und des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels

	Zugesetzte Menge, Gew.-Teile pro lOOGew.-Teile des vorhan denen Aluminiums	Polyoxy äthylen oleyläther	*Dispergierbarkeit in Wasser)**	Dispersions stabilität	Wasserbe ständigkeit··)	Schaumeigen schaften der Zement
	Laurinsäure diäthanolamid	0	leichte Dispergier barkeit	—	(50 C x 20 Std.)	paste)*
Vergleichsbeispiel	0,25	0	—	—	++
Vergleichsbeispiel	1,00	0	-	++	++
Vergleichsbeispiel	1,50	0	++	+ +	--
Vergleichsbeispiel	3,00	1,00	++	+ +	--
Vergleichsbeispiel	2,00	1,50	++	+ +	—	+
Vergleichsbeispiel	1,50	2,00	++	+ +	--	—
Erfindungsgemäßes	1,00	++	++	—
+ +
++

Fortsetzung

17

Zugesetzte Menge, Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des vorhandenen Aluminiums

Laurinsäure- Polyoxydiäthanolamid äthyienoleyläther

Dispergierbarkeit in Wasser*)

leichte

Dispergier-

barkeit Dispersions-Stabilität

Wasserbe	Schaumeigen
ständigkeit)**	schaftender
	Zement
(50Cx	paste·")
20 Std.)

Erfindungsgemäßes 0,25 Beispiel

Vergleichsbeispiel 0

2,77 3,00

Bemerkungen:

*) Die Wasserdispergierbarkeit wird in zweifacher Hinsicht bestimmt, und zwar durch visuelle Untersuchung der Leichtigkeit der Dispergierbarkeit der Aluminiumpaste in Wasser (Stichwort »leichte Dispergierbarkeit«) und durch visuelle Untersuchung des geringeren Auftretens einer Aggregation, nachdem die Aluminiumpaste einen Tag in einem Absetzgefiß stehengelassen wurde (Stichwort »Dispersionsstabilität«). **) Die Wasserbeständigkeit der Alurainiumpaste wird anhand der Gasmenge bestimmt, welche gebildet wird, wenn die Paste

in der aus Fig. 2 ersichtlichen Vorrichtung 20 Std. bei 50°C in Wasser gehalten wurde. ***) Die Schaumeigenschaften werden nach dem Aufschäumen mit Hilf; desselben Tests wie in Beispiel 1 bestimmt.

Die in Tabelle I angeführten Bewertungssymbole Schaumeigenschaften:

haben folgende Bedeutungen:

Leichte Dispergierbarkeit: + + gut dispergiert

- geringfügig dispergiert nicht dispergiert

Dispersionsstabilität:

+ + gut

— Aggregation

Wasserbeständigkeit: + + gut schlecht + +gut

+ relativ gut

Zusammensinken

der Schaumtest kann aufgrund der

schlechten Wasserdispergierbarkeit nicht

durchgeführt werden.

Beispiel 8

Man wiederholt die Arbeitsweise von Beispiel 3, außer daß man die Fettsäuren, Fettsäurealkanolamide und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel variiert Dann testet man gemäß Beispiel 7 die Wasserdispergierbarkeit und Wasserbeständigkeit der erhaltenen wäßrigen Aluminiumpasten sowie die Schaumeigenschaften von diese Pasten enthaltenden Zementpasten. Tabelle II zeigt die Ergebnisse.

30

35

Tabelle Π

Fettsäure	Fettsäurealkanol-	Nichtionisches ober	Wasserdispergierbarkeit	Wasserbe	Schaumeigen
	amid	flächenaktives		ständigkeit	schaften der
		Mittel	leichte Dis- Dispersions-	(50 CX	Zementpaste
			pergierbar- Stabilität	20 Std.)
			keit

Erfindungs	Ölsäurediäthanol-	Polyoxyäthylen-	gut
gemäß	amid	lauryläther
Laurinsäure	Ölsäurediäthanol-	Polyoxyäthylen-	gut
	amid	lauryläther
Behensäure	Laurinsäuremono-	Polyoxyäthylen-	gut
	äthanolamid	oleyläther
Stearinsäure	Ölsäuremono-	Polyoxyäthylen-	gut
	äthanolamid	oleyläther
Stearinsäure	Stearinsäuredi-	Polyoxyäthylen-	gut
	äthanolamid	oleyläther
Stearinsäure	Sojaölfettsäure-	Polyoxyäthylen-	gut
	diäthanolamid	oleyläther
Stearinsäure

gut gut gut

gut gut gut gut gut gut

gut gut gut

Fortsetzung

Vergleichs

27 26

036

dodecylphenyläther

30

von Beispiel 7,

Mittels variiert

Polyoxy-

-

3,00

gut gut

20

Schaumeigen

enthaltenden

Wasserbe-

Schaumeigen-

19

Fettsäure Fettsäurealkanol-

beispiel

Polyäthylen-

außer daß man die Anteile des Fettsäurealkanolamids

äthylen-

schaften der

Tabelle III zeigt die Ergebnisse.

ständigkeit

Zementpasten.

amid

Stearinsäure keines

glykotmonoleat

und nicht-ionischen oberflächenaktiven

Zugesetzte Menge, Gew.-Teile

oleyläther

3,00

gut gut

Wasserbe

Zementpaste

Nichtioc.isch.es ober

Wasserdhpergierbarkeit

Polyoxyalkylen-

Tabelle III

pro 100 Gew.-Teile des vor-

3,00

4,00

ständigkeit

Wasserdispergierbarkeit

(50CX

Stearinsäure Laurinsäuredi-

flächenaktives

lauryläther

denen Aluminiums

3,00

(50CX

20 Std.)

Schaumeigen

äthanolamid

Mittel

leichte Dis- Dispersions-

(Gew.-V erhältnis

Laurinsäure-

4,50

20 Std.)

gut

schaften der

Stearinsäure Laurinsäuredi-

pergierbar- Stabilität

Propylenoxid/

diäthanolamid

0,50

leichte Dispersions-

_

Zementpaste

äthanolamid

Beispiel 9

keit

Äthylenoxid

gut

Dispergier- stab'lität

++

Stearinsäure Laurinsäuredi-

Man wiederholt die Arbeitsweise

Polyoxyäthylen-

gut gut

= 20:80, Random-

Vergleichsbeispiel 1,05

0,25

barkeit

äthaaolamid

octyläther

Typ)

Erfindungsgemäßes 0,50

0.70

gut

++ ++

Stearinsäure Laurinsäuredi-

Polyoxyäthylen-

gut gut

Beispiel

Die in Tabelle III angeführten Bewertungssymbole

gut gut

++ ++

₊

äthanolamid

Polyoxyäthylen-

Erfindungsgemäßes 0,05

haben folgende Bedeutungen:

gut

++

Stearinsäure Laurinsäuredi-

oleyläther

Beispiel

nirht

++ ++

++

äthanolamid

keines

Vergleichsbeispiel 0

Leichte Dispergierbarkeit:

dispergiert

gut

Erfindungsgemäßes 0,50

+ + gut dispergiert

Dann testet man gemäß

++ ++

++

Beispiel

+ relativ gut dispergiert

++ ++

++

—

Vergleichsbeispiel 0,50

— geringfügig dispergiert

Erfindungsgemäßes 1,00

++ ++

₊₊

Beispiel

+ +

₊₊

—

Vergleichsbeispiel 1,00

sackt

+

Vergleichsbeispiel 0,10

zusammen

_

gut

_

Dispersionsstabilität:

Wasserdisper-

+ + gut

gierbarkeit und Wasserbeständigkeit der erhaltenen

+ relativ gut

Beispiel 7 die

wSßrigen Aluminiumpasten sowie die

Aggregation

— ein wenig schlecht

schäften von diese Pasten

Wasserbeständigkeit:

+ + gut

Schaumeigenschaften:

+ + gut

+ relativ gut

— geringfügiges Zusammensinken
Zusammensinken

der Schaumtest kann aufgrund der

schlechten Wasserdispergierbarkeit nicht durchgeführt werden.

Beispiel 10

10 kg kleine Aluminiumstücke, welche durch Schmelzen und Zerstäuben eines Aluminiumblockes hergestellt wurden, und 10 kg einer 6gewichtsprozentigen Lösung von Stearinsäure in Testbenzin werden in eine Kugelmühle gegeben und etwa 8 Stunden darin gemahlen. Die gemahlene Mischung wird mit 20 kg Testbenzin verdünnt, in einen Aufschlämmungsbehälter übertragen und durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 44 μπι gesiebt Der Siebrückstand beträgt weniger als 2%. Die gesiebten Materialien werden dann mit Hilfe einer Filterpresse filtriert. Der Filterkuchen besteht aus 86 Gew.-% Aluminium und 14 Gew.-% Testbenzin. Man versetzt 1 Gewichtsteil des Filterkuchens mit 4 Gewichtsteilen einer 03gewichtsprozentigen wäßrigen Polyoxyäthylenlaurylätherlösung und emulgiert das Gemisch durch Rühren mit einem Schnellrührer. Dann filtriert man die Emulsion durch die Filterpresse. Der erhaltene Filterkuchen enthält 87 Gew.-% eines beim Erhitzen anfallenden Rückstands, 10 Gew.-% Wasser und 3 Gew.-% Testbenzin.

Man versetzt 10 kg des Filterkuchens mit 0,1 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des im Filterkuchen enthaltenen Aluminiums) Laurinsäurediäthanolamid sowie einer ausreichenden Menge Wasser, daß der Anteil des beim Erhitzen anfallenden Rückstands auf 65% vermindert wird. Der dabei erhaltene Ansatz wird etwa 60 Minuten bei 50° C zu der gewünschten wäßrigen Aluminiumpaste verknetet

Aus dieser Aluminiumpasie stellt man gemäß folgender Rezeptur ein Latex-Anstrichmittel her:

wäßrige Aluminiumpaste, hergestellt in der vorstehend
beschriebenen Weise
Butadien/Styrol-Latexmedium
(Wassergehalt 50%)
3prozentige wäßrige Methylcellulose (Viskositätcregler)
Silikon (Schauminhibitor)
Gesamt

45 Gewichtsteile
200 Gewichtsteile

12 Gewichtsteile

1 Gewichtsteil

258 Gewichtsteile Beispiel 11

Man stellt ein blaues, metallisches Oberflächenanstrichmittel für einen Kraftfahrzeugdecklack unter Aufwendung folgender Rezeptur her:

wäßrige Aluminiumpaste,

hergestellt gemäß

Beispiel 10

wäßrige Acrylharzemulsion

(Harzgehalt 63%)

wäßrige Melaminharzemulsion

(Harzgehalt 85%)

Butylcarbitol

'sopropano!

Phthalocyaninblaupigment

Ruß

Titandioxid

entionisiertes Wasser

Das Latex-Anstrichmittel wird 3 Monate bei Raumtemperatur in einer verschlossenen Büchse ruhig stehen gelassen. Es wird keine Druckerhöhung festgestellt Wenn das auf diese Weise 3 Monate lang gealterte Latex-Anstrichmittel mit einer Bürste auf eine Metallplatte aufgetragen wird, erhält man einen Oberzug, der ein hervorragendes Aussehen besitzt und mit einem Überzug vergleichbar ist welcher mit Hilfe des gerade hergestellten Mittels erzeugt wird.

1,8 Gewichtsteil 60 Gewichtsteile

14,5 Gewichtsteile 4,0 Gewichtsteile 3,5 Gewichtsteüe 1,0 Gewichtsteil 0,08 Gewichtsteile 0,02 Gewichtsteile 115 Gewichtsteile

Gesamt 199,9 Gewichtsteile

Der erhaltene blaue metallische Oberflächenlack wird 3 Monate bei Raumtemperatur in einer verschlossenen Büchse stehen gelassen. Dabei ist keine Druckerhöhung festzustellen. Nach der dreimonatigen Lagerung wird der Lack mit entionisiertem Wasser bis zu einer für die Sprühbeschichtung geeigneten Viskosität verdünnt und auf eine Metallplatte aufgebacht Der erhaltene Überzug zeigt eine blaue, metallische Farbe vergleichbar mit jener, die mit Hilfe desselben Lacks vor der genannten Lagerung erhalten wird.

Beispiel 12

Man stellt einen wasserhaltigen Sprengstoff unter Anwendung folgender Rezeptur her:

Wasser

Ammoniumnitrat

Calciumnitrat

Äthylenglykolmononitrat

Äthylenglykol

Guar gum

Chromacetat

Zinkoxid

Mikroglasballone

wäßrige Aluminiumpaste,

hergestellt gemäß

Beispiel 10

Natriumacetat

Essigsäure

Gesamt

17,2 Gewichtsteile

36,5 Gewichtsteile

16,4 Gewichtsteile

103 Gewichtsteile

43 Gewichtsteile

0,5 Gewichtsteile

0,2 Gewichtsteile

0,5 Gewichtsteile

3^ Gewichtsteile

10 Gewichtsteile 0,1 Gewichtstci! 0,2 Gewichtsteile 1003 Gewichtsteile

Der wasserhaltige Sprengstoff wird zur Prüfung der Stabilität des Gels einen Monat bei 50°C ruhig stehen gelassen. Während der Lagerung erfolgt weder eine Reaktion mit Wasser noch eine Auftrennung in die Bestandteile. Somit weist dieser wasserhaltige Sprengstoff eine ausgezeichnete Lagerbeständigkeit auf.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wäßrige Aluminiumpaste, bestehend aus 100 Gew.-Teilen Aluminiumflocken, 0,1 bis 10 Gew.-Teilen mindestens einer gesättigten und/oder ungesättigten Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen,

0,01 bis 1 Gew.-Teil mindestens eines Fettsäuremono- oder -di-alkanolamids der allgemeinen Formeln