<Desc/Clms Page number 1>
Bindemittel
Die Erfindung betrifft ein Bindemittel aus einer Mischung eines Kunstharzes und eines alkalischen Füllstoffes. Es handelt sich dabei insbesondere um Binde- oder Klebemittel, die zum Befestigen von Tafeln oder Platten an Wänden, Decken oder Fussböden geeignet sind.
Dekorative Tafeln oder Platten aus Plastik-Schichtstoffen, Hartfaserplatten, Spanplatten oder Sperrholz, die für die Verkleidung von Konstruktionselementen in Gebäuden besonders geeignet sind, werden gewöhnlich in relativ grossen Formaten, beispielsweise 2, 75 x 1, 25 m geliefert. Bekannte Verfahren, solche Platten zu befestigen, beruhen auf der Verwendung von channelierten Abschnitten, jedoch sind diese relativ teuer und erfordern fachmännische Anlagen und Bearbeitung. Klebstoffe können ebenfalls verwendet werden, jedoch ergeben die zur Verfügung stehenden Klebstoffe, die ausreichend billig sind, um für den genannten Zweck verwendet werden zu können, keine befriedigende Bindungsfestigkeit.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein billiges Binde- oder Klebmittel, im nachstehenden der Einfachheit halber als Bindemittel bezeichnet, zu entwickeln, das in seinem ungehärteten Zustand die als Klebkraft bezeichnete Eigenschaft aufweist und eine hohe strukturelle Festigkeit besitzt, wenn der Härtungsprozess abgeschlossen ist. Die Bindemittel sind besonders brauchbar, um Platten oder Tafeln an bauliche Konstruktionselemente, insbesondere an Ziegelsteinwände und Decken, zu binden, weil die Klebkraft des Bindemittels oft ausreicht, die Tafel oder Platte an ihrem Platz zu halten, während der Härtungsvorgang abläuft, und so umständliche Befestigungsmittel bzw. Haltevorrichtungen überflüssig macht.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz ein Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt von einem solchen Kondensationsgrad ist, dass 1 Gew.-Teil des trockenen Harzes in Gegenwart von wenigstens 2 Gew.-Teilen Wasser eine opalisierende Lösung ergibt, jedoch in Gegenwart von mehr als 10 Gew.-Teilen Wasser Unverträglichkeit und beginnende Ausfällung mit gleichzeitiger Bildung eines opaken, in Wasser nur teilweise löslichen Systems zeigt, dass das Gewichtsverhältnis Harz : Füllstoff im Bereiche von 1 : 20 bis 1 : 1 liegt und dass die Mischung bei Zusatz von Wasser ein wässeriges, alkalisches Bindemittel ergibt, das bis zu seiner Härtung klebrig ist.
Bemerkenswert ist, dass die Härtung des Kunstharzes unter alkalischen Bedingungen stattfindet, während Harnstoff-Formaldehyd-Klebstoffe, die Füllmittel enthalten, gewöhnlich unter sauren Bedingungen gehärtet werden und in ungehärtetem Zustand nicht klebrig sind.
Das Härten von Kunstharzen unter neutralen oder basischen Bedingungen ist zwar bereits bekannt, doch würde die Verwendung eines Bindemittels aus einem beliebigen Kunstharz mit einem alkalischen Füllstoff, der für die nachfolgende Härtung alkalische Bedingungen schafft, nicht ausreichen, um ein für den beabsichtigten Verwendungszweck geeignetes Bindemittel zu ergeben. Eine wichtige Forderung an das Bindemittel ist, dass dasselbe eine genügende Klebkraft aufweisen muss, um ohne zusätzliche Haltevorrichtungen od. dgl. Platten oder Tafeln verschiedener Art schon vor dem vollständigen Härten auf der Unterlage zu fixieren.
Diese bevorzugte Eigenschaft des Bindemittels, die einen gegenüber dem Stand der Technik ganz neuen technischen Effekt darstellt, kann nur erreicht werden, wenn man aus der grossen Palette der Kunstharze ein solches Harz auswählt, das in Wasser nur teilweise löslich ist. Dabei kommt es nicht nur auf
<Desc/Clms Page number 2>
den chemischen Charakter des Kunstharzes an, erfindungsgemäss wird ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz verwendet, sondern auch auf das Molekulargewicht, d. h. auf den Grad der bereits erfolgten Vorkondensation.
Es kommt daher für die Verwendung in dem erfindungsgemässen Bindemittel nur eine begrenzte, sehr kleine Gruppe von Kunstharzen in Frage. Das Kunstharz darf im Wasser nicht vollständig löslich sein, soll jedoch in Gegenwart von zwei oder mehr Gewichtsteilen Wasser löslich sein ; die Wasserlöslichkeit hängt vom Polymerisationsgrad ab, wobei Harze mit höherem Molekulargewicht in Gegenwart von etwa 4 Teilen Wasser gefällt werden, hingegen bei Harzen mit einem geeigneten, jedoch niedrigeren Molekulargewicht eine Unverträglichkeit in Gegenwart von 10 Teilen Wasser lediglich durch Bildung einer leichten Trübung auftritt.
Massen, die aus Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten relativ niedrigen Molekulargewichtes, die im Gemisch mit Füllstoffen der im vorstehenden angegebenen Arten vollständig wasserlöslich sind, hergestellt wurden, besitzen nicht die als Klebkraft bezeichnete Eigenschaft und liegen nicht im Bereich der Erfindung. Die Harnstoff-Formaldehyd-Harze, die zur Verwendung in dem Klebmittel gemäss der Erfindung geeignet sind, lassen sich durch Zugabe getrennter Mengen Wasser in eine Art Sirup umwandeln, jedoch zeigt sich die Unloslichkeit des Harzes, indem es ausfällt, wenn kleine Mengen des Sirups zu grossen Mengen Wasser zugesetzt werden.
EMI2.1
diechlorid oder Phosphat versetzt worden sind, können verwendet werden, jedoch wird die Säure des Härtungsmittels durch den alkalischen Füllstoff neutralisiert und erfüllt keinen brauchbaren Zweck.
Die Alkalitat der Mischung kann sich aus dem Füllstoff oder aus einer Komponente des Füllstoffes ergeben. Nach einem Merkmal der Erfindung enthält der Füllstoff Zement oder Kalk. Der Füllstoff kann jedoch gemäss der Erfindung auch aus einem inerten, wasserunlöslichen Material in Verbindung mit einem wasserlöslichen, alkalischen Stoff bestehen. Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist der wasserlösliche alkalische Stoff Natrium- oder Kaliumhydroxyd und der Füllstoff Zement und Sand oder Quarzmehl. Das Verhältnis von Sand oder Quarzmehl : Zement liegt vorteilhafterweise im Bereich von 1 : 1 bis 6 : l.
Die wasserunlösliche Komponente des Füllstoffes kann gewünschtenfalls ein Fasermaterial sein. Ferner kann das erfindungsgemässe Bindemittel ein wasserlösliches Zellulosederivat enthalten. Die Erfindung ist schliesslich dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Harz : Füllstoff im Bereich von 1 : 8 bis 1 : 1 liegt.
Es versteht sich, dass als Füllstoffe, die in Wasser keine alkalische Reaktion geben, statt Sand oder Quarzmehl auch Porzellanerde, Kreide, Gips oder Holzmehl verwendet werden können. Auch in diesen Fällen muss, wie schon erwähnt, eine alkalische Substanz, z. B. Natriumhydroxyd, der Mischung zugegeben werden. Es ist auch möglich, Füllstoffe, die in Wasser eine alkalische Reaktion geben und Füllstoffe, die in Wasser eine praktisch neutrale Reaktion zeigen, miteinander zu vermischen. Dabei kann es erforderlich sein, der verdünnenden Wirkung des neutralen Füllstoffes durch Zugabe von Alkali, z. B.
Natriumhydroxyd, zu der Mischung entgegenzuwirken. Der Ausdruck Zement soll Portlandzement, Ciment Fondu und "417" (Super Fast Setting) einschliessen.
Die bereits erwähnten, faserigen Füllstoffe, etwa Asbestfasern oder Zellulosefasern, dienen dazu, das Fliessen der ungehärteten Masse zu verzögern und sind besonders brauchbar, wenn dicke Schichten auf nicht horizontale Oberflächen aufzubringen sind. Die ebenfalls genannten, wasserlöslichen Zellulosederivate verstärken diesen Effekt.
Mischungen von trockenem Harz und Füllstoffen können gelagert werden, und das Bindemittel lässt sich bereiten, indem unmittelbar vor der Verwendung so viel Wasser zu der trockenen Mischung zugesetzt wird, dass eine Masse der geforderten Konsistenz entsteht, oder aber, indem der Füllstoff zu einem wässerigen Harz-Sirup zugesetzt wird.
Das Gewichtsverhältnis von trockenem Harz : Füllstoff, welches vorzugsweise zwischen l : l und 1 : 8 liegt, kann auch einen grösseren Bereich, etwa von 1 : 1 bis 1 : 20 umfassen. Wenn ein Harz-Sirup verwendet wird, muss das anwesende Wasser berücksichtigt werden, wenn das Gewicht an Füllstoff bestimmt wird, das zu der Gewichtseinheit Sirup zugesetzt werden soll.
Klebmittel gemäss der Erfindung sind besonders geeignet, um Tafeln, Platten od. ähnl. Materialien an Bauelemente zu binden, und die Verfahren zur Verwendung eines Klebmittels gemäss der Erfindung umfassen die Auftragung des Klebmittels auf ein Bauelement, worauf eine Tafel fest mit der behandelten Oberfläche in Berührung gehalten wird, bis die Masse hinreichend erstarrt bzw. ausgehärtet ist, um die Entfernung des Trägers zu ermöglichen, oder aber man trägt die Klebmasse auf die Tafel auf und hält die mit dem Bindemittel überzogene Platte mit dem Bauelement in Berührung, bis die Masse ausge-
<Desc/Clms Page number 3>
härtet ist. Bei kleineren oder leichteren Tafeln reicht die Klebkraft des Bindemittels aus, um die Tafel mit der behandelten Oberfläche in Kontakt zu halten, während die Masse ohne Träger aushärtet.
Das Bindemittel kann ganz über eine Oberfläche verstrichen werden, an die eine Platte oder Tafel befestigt werden soll, oder sie kann auch an einzelnen Stellen mit geeigneten Zwischenräumen aufgetragen werden. Jede Schichtstofftafel oder Faserplatte kann mit Hilfe der erfindungsgemässen Bindemittel an geeigneten Bauelementen befestigt werden.
Bindemittel gemäss der Erfindung lassen sich beim Bau an Stelle üblicher Sand-Zement-Gemische einsetzen.
Beispiel l : Zur Herstellung eines spezifischen Bindemittels gemäss der Erfindung werden 15 Gew.-Teile eines säurebildenden Härtungsmittels, das unter dem Handelsnamen L 38 von der Firma Ciba (A. R. L. ) Ltd. vertrieben wird, mit 100 Gew. -Teilen des Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharzklebstoffes, der als wässerige sirupartige Lösung mit einem Feststoffgehalt von 690 ; 0 unter dem Markennamen AEROLITE KL vertrieben wird. Die Bestandteile wurden gründlich vermischt, die Mischung wurde dann durch Zugabe von Wasser auf das Doppelte ihres Volumens verdünnt und dazu benutzt. um eine Mischung von Sand und Zement im Verhältnis von 3 : I auf die normale Konsistenz eines Sand-Zement-Mörtels zu bringen.
Dieser Klebstoff wurde hierauf in einer entsprechenden Menge auf eine Ziegelsteinmauer aufgetragen, um Unebenheiten in deren Oberfläche auszugleichen, und eine Tafel, die aus einer Sperrholzplatte bestand, welche auf beiden Seiten mit Plastik-Schichtstoff-Tafeln bedeckt war und eine Grösse von 2, 75 x 1, 25 m aufwies, wurde aufgesetzt und in vertikaler Lage unterstützt, bis die Mischung hinreichend ausgehärtet war, dass der Träger beseitigt werden konnte.
Eine gleicherweise befriedigende Masse wurde hergestellt, indem das vorstehende Beispiel durch Weglassen des Härtungsmittels modifiziert wurde.
Beispiel 2 : Eine zweite Masse gemäss der Erfindung wurde hergestellt, indem die folgenden Bestandteile gründlich miteinander vermischt wurden :
60 Gew.-Teile tonfreier, gewaschener Quarzsand (Garside
5 CW)
25 Gew. - Teile Portlandzement
15 Gew.-Teile AEROLITE 306 (ein sprühgetrocknetes Harn- stoff-Formaldehyd-Harz der Ciba (A. R. L.) Ltd.
0, 5 Gew. - Teile Asbestfasern 0, 2 Gew.-Teile Cellofas"B" (Das Natriumsalz einer Carboxy- methylzellulose)
15 Gew. - Teile Wasser.
Ein Mass für die Haft- und Klebkraft dieser Masse nach der Härtung wurde erhalten, indem die ZugScherfestigkeit von Holz-Holzverbindungen gemessen wurde, die unter Verwendung der Masse als Klebmittel hergestellt worden waren. Verbindungen wurden hergestellt, indem die letzten 2 1/2 cm von Buchefurnier-Teststücken mit den Abmessungen 100 x 25 mm mit Klebstoff überzogen und die Stücke zusammengesetzt wurden, so dass eine Klebfläche von etwa 6 cm2 entstand. Nach dem Zusammenfügen
EMI3.1
Verbindungen be-Beispiel 3 : Eine dritte Masse gemäss der Erfindung wurde hergestellt, indem die folgenden Bestandteile gründlich miteinander vermischt wurden :
40 Gew.-Teile Quarzmehl
30 Gew.-Teile Portlandzement
30 Gew.-Teile AEROLITE 306 1, 0 Gew.-Teile Asbestfasern
0, 1 Gew.-Teile Cellofas"B"
17, 5 Gew.-Teile Wasser.
<Desc/Clms Page number 4>
Wie für das zweite Beispiel beschrieben, wurden unter Verwendung dieser Masse als Klebmittel Verbindungen hergestellt. Der Mittelwert der Zug-Scherfestigkeit von sechs solchen Verbindungenbetrug 38 kg/cm.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bindemittel aus einer Mischung eines Kunstharzes und eines alkalischen Füllstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz ein Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt von einem solchen Kondensationsgrad ist, dass 1 Gew. - Teil des trockenen Harzes in Gegenwart von wenigstens 2Gew. -Teilen Wasser eine opalisierende Lösung ergibt, jedoch in Gegenwart von mehr als 10 Gew.-Tei- len Wasser Unverträglichkeit und beginnende Ausfällung mit gleichzeitiger Bildung eines opaken, in Wasser nur teilweise löslichen Systems zeigt, dass das Gewichtsverhältnis Harz : Füllstoff im Bereiche von 1 : 20 bis 1 : 1 liegt und dass die Mischung bei Zusatz von Wasser ein wässeriges, alkalisches Bindemittel ergibt, das bis zu seiner Härtung klebrig ist.