DE1671045A1 - Verfahren zur Herstellung von aus einer Grundschicht aus Beton und einer Deckschicht aus Kunstharz bestehenden Formkoerpern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von aus einer Grundschicht aus Beton und einer Deckschicht aus Kunstharz bestehenden FormkoerpernInfo
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Description
betreffend
Verfahren zur Herstellung; von aus einer Grunds oh loht
aus Beton und einer Deckschicht aus Kunstharz bestehenden Formkörpern.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Formkörpern, die aus e iner Oberflächenschicht aus einem organischen plastischen Material als Bindemittel
und e iner ζ ementhaltigen, ζ .B .bet onhaltigen G-runds chicht
bestehen sowie die nach diesem Verfahren hergestellten
Gegenstände·
In der britischen Patentschrift 758 615 wird bereits
ein Verfahren zur Herstellung solcher Formkörper beschrieben. Danach wird eine Schicht eines hitzehärtbaren Harzes, z.B.
ein ijemisch eines Epoxyharzes und eines Harters auf oder in
109835/0365
SAD
—. 2 ■-
•eine Form gebracht und unregelmäßig geformte Stücke aus hartem, porösem Material teilweise in diese Schicht
eingebettet. Darauf läßt man das Harz in eimer chemischen ■
Reaktion härten, bringt eine tragende Schiclit aus
frischem Beton oder Gips auf und läßt diesen anseJhXiessend
abbinden. Die unregelmäßig geformten Stücke aus porösem Material, die z.T. in der Harzschielit und ζ.So
in der Betonschicht liegen, stellen die feste Yerbindung
der beiden Schichten dar und sind für dieses Terfataeii
wesentlich, da feuchter Beton nur sein? schwach auf !bereits
gehärtetem Epoxyharz haftet. Bin Hachteil dieses Verfahrens liegt in der doppelten Härte-bzw. Abbindezeit,
durch die das Verfahren für serienmäßige Herstellung wirtschaftlich uninteressant ist.
^s ist weiterhin bekannt, daß ein flüssiges Semisch
von Epoxyharz und Härter ausgezeichnet auf frisch gegossenem
Beton haftet und daß bei gleichzeitigem Aushärten bzw. Abbinden eine sehr feste Bindung erzielt wird.
Es wurde daher bereits vorgeschlagen, zur Herstellung von
Formkörpern aus Beton mit einer Kunststoffdeckschicht
zunächst eine Schicht einer flüssigen Zubereitung von
Epoxyharz und Härter in eine Form einzubringen;, unmittelbar
darauf frischen Beton auf diese Schloht zu gießen und
dann beide Schichten dee iOrmkörpers 'gleichzeitig aushärten
zu lassen.
- S -1QS835/0 365
Ein Kachteil dies«s Verfahrens liegt darin, daß
der Beton beim Stampfen oder Bütteln in die darunter liegende Harzschicht eindringt, d.h. daß die feuchte
Betonmasse, die eine höhere Dichte aufweist als die
Epoxyliarzzubereitung, in unregelmäßiger Weise in die darunter liegende Harzsehiclrb einsackt, manchmal bis
auf den Boden der Form» sodaß der Beton häufig deutlich
durch die Deckschicht hindurch scheint, nachdem der Formkörper gehärtet und aus der Form entfernt worden ist*
Unregelmäßigkeiten dieser Art in der Stärke der Beckschicht sind unerwünscht j weil Epoxyharzdecksehichten
insbesondere wegen ihrer ausgezeichneten Beständigkeit
gegenüber lösungsmitteln und Chemikalien z.B. Säuren
verwendet werden und weil durch das Eindringen x.er Betonmasse
in die Deckschicht weniger beständige StcTen gebildet werden· Außerdem beeinträchtigen die durchschei
nenden Betonstellen die Verwendung der formkörper, z.Jä.
der Kacheln oder Miesen für dekorative Zwecke. 1Um dieses
Eindringen der Betonmasse in die Deckschicht .zu verhindern,
wurde bereits versucht, zunächst, die Epoxyharzsehicht
durch. äesüEtion des Harzes mit dem Härter ,.teilweise zu"*
härten, bevor die Beiorunas.se eingefüllt wird. Hierbei ergibt
sieh wiederum der liach-iieal, daß eine doppelte Harte-
bzw.. Äbbindezeit .e-rforderliöh-lst, die bei Serienherstellung
unerwünscht ist und außerdem haftet der Beton weniger gut
aux Qereitö "Eeilweise gehärtetem Epoxj-harz.
1-D9 835/1036 S
Es wurde nun festgestellt, daß man in einfacher
Weise Formkörper mit einer Deckschicht aus Kunstharz und
einer Grundschicht aus Beton bei gleichzeitigem Härten
der "beiden Schichten herstellen kann, wenn man zunächst
eine Form mit einer flüssigen Zubereitung enthaltend ein
Epoxyharz und einen Härter auskleidet und die Form mit
der Zubereitung um mindestens 3Q°G abkühlt, worauf man Frischbeton auf die ungehärtete Harzschicht gießt und
beide Schichten gleichzeitig härtet»
Durch das Abkühlen v/ird die Viskosität der noch
flüssigen Harzschicht so erhöht, daß die Betonmasse selbst
beim Stampfen oder Rütteln nicht in die Harzschicht ein- ·
dringt«. Selbst beim gleichzeitigen Abbindenlassen und
Aushärten von Betonmasse und Epoxyharzzubereitungen findet kein Eindringen statt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht
die Herstellung von Formkörpern, bei welchen die beiden Schichten ausgezeichnet aneinander haften. Bei Zugversuchen
bis Bruch lag die Bruchstelle jedesmal im Beton. Dies bedeutet, daß die Adhäsion der .beiden Schichten größer
ist als die Kohäsion des Betons0
Wenn kalthärtende Härter verwendet werden, kann das
gleichzeitige Aushärten bzw.« Abbinden bei Raumtemperatur
vorgenommen werden oder auch, wenn die Produktion beschleunigt werden soll, bei erhöhter Temperatur, z.B. zwischen
— 5 ~" ,<..,.,>_ t| St 3 S^ O 3 S S . .
" {" bad
70 und 150 ö. Wenn.hitzehärtende Härter verwendet
werden, muß in jedem Fall bei erhöhten Temperaturen
z.B. zwischen 70 und 150 G gehärtet werdeno
Das erfindungsgemäß verwendete'Epoxyharz ist'eine
Epoxyverbindung oder ein Gemisch von Epoxyverbindungen,
die im Mittel mehr als eine Epoxygruppe im Molekül enthalten. Die verwendeten Epoxyverbindungen sind vorzugsweise
Polyglycidyläther von mehrwertigen Phenolen, z.B. —
Polyglycidyläther von 2,2-Bis(^hydroxyphenyl)propan,
Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-äthan,
Resorcin, Novolacke und Resole sowie deren Gemische.
Bevorzugt werden Polyglycidyläther von 2,2-Bis
(4-hydroxyphenyl)propan,. wie sie z.B. durch Umsetzung
von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan mit Epichlorhydrin
unter Einwirkung eines Alkalihydroxyds erhalten werden,
sowie Gemische dieser Verbindungen mit höcbsbens 40 Gew.-foeines
Gemisches aus einem flilssigen Monoepoxyd wie
Butylglycidäther, Phenylglycidyläther, Furfurylglycidyl- β
äther, Glycidyläther von einwertigen Alkoholen mit 10
bis 20 Kohlenstoffatomen im Molekül und Glycidylestern
von gesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren, deren Carboxylgruppe an^sin tertiäres oder quaternäres Kohlenstoff
atom gebunden ist. lenn. Gemische dieser Art zusammen
mit einem hitzhartenden Härter verwendet werden, werden
vorteilhafterweise Polyglycidyläther von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)
propan mit einem Epoxyaquivalentgewicht von
- 6 10 9 8 3 5/0365 »AD ORIGINAL
450 "bis 550 verwendet. Diese Polyglycidyläther sind
bei Raumtemperatur fest und erweichen bei Temperaturen
über 60 C. Bs können aber auch mit Vorteil flüssige Polyglycidyläther von 2, 2-Bis(4-hydroxyphenyl)r»
propan verwendet werden, deren Epoxyäquivalent^ewicht
zwischen 170 und 300 liegt.
Als Härter können Aminoverbindungen wie Piperidin,
Diäthylentriamin, 2,4,6-Tri(dimethylaminomethyl)phenol
und deren Salze z.B. ein Salz dieses letzteren Amins und der 2-iithylhexancarbonsäure, Polyaminamide abgeleitet von
Mono- und Polycarbonsäuren und Polyaminen, Polymercaptoverbindungen
sowie Gemische, z.B. von Amiden oder Polymere aptοverbindungen mit 2,4,6-Tri(dimethylaminomethyl)
phenol verwendet werden.
Bevorzugt werden hitzehärtende Härter verwendet,
z.B. Piperidin und ein 2-.3thylhexancarbonsaures Salz von
2,4,6,-Tri(dimethylaminomethyl)phenol, da sich dabei u.a.
eine ausgezeichnete Adhäsion der Epoxyharzschicht an die
Betonschicht ergibto
Der flüssigen Zubereitung von Epoxyharz und Härter können Farbstoffe, Pigmente, Füllstoffe wie Sand, Quarz,
pulver, Tonerde und Garborund zugesetzt werden-. Fm z.B. bei der Herstellung von Fußbodenfliesen eine gleitfeste
und abnutzungsfftpiiß Deckschicht zu erhalten, ,vird an
Füllstoffen vorzugsweise day 1-5-fache des Gewichtes der
- ^^^10 983 5/036 5 " 7 "
Zubereitung zugesetzt.
Die Forri in der die erfindungsgemässen Formkörper
hergestellt werden, besteht vorzugsweise aus einem Material
mit einer guten Wärmeleitfähigkeit,, z.B. einem' Metall Wie Eisen oder Aluminium..
Diese Form kann zunächst mit einer dünnen Schicht eines Trennmittels gestrichen werden, z.B„ einem Wachs
oder Silikon, um das Festkleben des Formkörpers an der
Form zu verhindern. Es kann auch zunächst eine Folie aus Polyäthylen oder vorzugsweise Polypropylen in die Form gegeben werden, um das Herauslösen des iaiiukörpei^ zu er«
leichtern. Diese Folien können dann leicht von dem gehärteten
Formkörper abgelöst werden.
' Darauf wird eine flüssige Zubereitung aus einem Epoxyharz
und Härter in die Form z.B» eingegossen, aufgetragen
oder mit dem Spatel verstrichen, wenn eine-größere Menge an Füllstoff enthalten ist, wobei die Dicke der Schicht vorzugsweise
1 bis 5 mm. beträgt. Zubereitungen, die nur bei erhöhter Temoeratur harten,- werden bei erhöhter 'Temperatur,
ζ.E6 bei 70. - 8O°G in die Form eingebracht,, worauf die
Form z.3. äußerlich rait Hilfe von Wasser auf Räumtenroeratur
ORIGINAL
abgekühlt wird. Zubereitungen, die bereits bei Raumtemperatur iärten, werden vorzugsweise bei'Raumtemperatur in die nichtvorbeheizte Form eingebracht,
worauf z.B* auf -10° gekühlt wird, z.B. in einem Gemisch
von Eis und Kochsalz, in tiefgekühlten Salzlösungen oder in einem Kühlgefäß mit Kohlensäureschnee
oder ähnlichem. Vorzugsweise werden das Epoxyharz und der Härter unmittelbar vor dem Einbringen in die
Form miteinander vermischt', um ein vorzeitiges Aushärten zu vermeiden, was einen Verlust an Formbarkeit
und Bearbeitbarkeit zur Folge hätte»
Darauf wird die Betonmasse auf die abgekühlte
EpoxyharzSchicht ausgegossen und zu der gewünschten
Schichtdicke gestampft oder gerüttelt. Darauf wird der Formkörper in der Form z.B4" bei erhöhter Temperatur, z.B. in einem gehärtet und dann aus der
-Form gelöst. .".-...
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich in
besonderer Meise zur Herstellung; von verschieden-■artig geformten Gegenständen, z.B. "Ziegeln-, Kacheln,
Wandfüll ungeii, Bauteil en, Fußböden für Duschräume,.
Ausgüssen, Senkgruben, Tischplatten für Werkstätten und Laboratorien, Küchenfliesen u.a. mehr»
10 9835/0365 BADORfGiNAL
_9 _ 1871045
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele
näher erläutert. \ "
Der verwendete Beton hatte folgende Zusammensetzung:
3 VoI.-Teile Kies, 2 VoI *-Teilte Fluß sand, 1 VoI *-Tei1
Zement, 1/2 VoI4-TeIl Wasser. \ ■;
Polyäther A ist ein-flüssiger Polyglycidyläther
von 2,2-Bis-(4~ hydroxyphenyl)propan mit einem.Epoxy- ^
äqui val entgei'ji ent von 200, einem mittleren Holgewicht
von 350 und einer Viskosität von 150 P bei 25°G.
Polyether D ist ein Polyglycidyläther von2f2-Bis-(^-hydroxyphenyl)propan
mit einem Epoxyäquivalentgewicht
von 500, einem mittleren Molgewicht von 900 und
einem Erweichungspunkt nach Durran von ?0°G·
Glycidylester E ist ein Gemisch von Glycidylester
von gesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren, die %
9 bis 11 Kohenstoffatome pro Molekül enthalben und
deren CarboxylFruDoe an ein tertiäres oder auaternäres
Kohlenstoffatom gebunden 1st»
Härter Ä ist 2,4,6-Tri(dlmethylaminomethyl)~phenol.
Härter B ist ein Salz von Härter Ä und 2-Xthylhexanoarbonnäure*
_
- 10 -
108835/0385 8ADORjQiNAi
- ίο -
Härter C ist ein Polyaminaniid eines aliphatlsehen
Polyamine und Polycarbonsäuren mit einer Äminzahl von
425 und einer Viskosität von 6 P bei 25°C, erhältlich
unter dem Handelsnamen "Genaniid" E5C
Soweit nicht enders angegeben, sind die In &en
Beispielen angegebenen Teile Gewichtsteile. Die in den Beispielen verwendete Form war ein 20 cm langes,
20 cm breites und 5-1Cm hohes Metallblech, Der Boden
und die Seiten waren mit einer Polypropylenfolie: als Trennmittel bedeckfc. ·
Folget Bei6tj1 el 1
ftAD 109835/0305.
1S71045
Ein Gemisch aus ·
85 Gew*-Teilen Polyäther A 300 Gew*-IeIIe IluBsand
15 Gew«-Teilen Glycidylester S 100 Gew.-Teile Quarzpulver
12 Gew.-Teilen Härter B
105/U
wurde in der auf 70 Ms 800O erhitzten Form ^leichmässig
zu einer 1 ram. dicken Schicht aufgeßra^eny Darauf wurde
die lorm von außen mit !fässer auf Raumtemperatur abgekühlt
und dann vollständig mit dem oben angegebenen Betongemisch gefüllt. Dielormmit der "feuchten" Fliese wurde
Ofen ""..--.■'■■■'■-■.■■■■:■
in einem/2 h bei 80° 0 gehalten« Hach dem Abkühlen wurde die Fliege aus der form gelöst*
in einem/2 h bei 80° 0 gehalten« Hach dem Abkühlen wurde die Fliege aus der form gelöst*
Beispiel 1 wurde mit folgendem Epo^yharagemisch
wiederholt: ■
33 Gew.-Eeile Polyäther A 10 Gew.-Seile Härter B
33 Sew.-Teile Pplyäther D- 500 Gew.-Teile ELuSsand
33 Gew.-feile Glycidylester E 100 Gew.-Teile Quarzpulver
105/U
Beispiel 3
r-- .■"■"'
Beispiel 1 wurde mit folgendem Epoxyharzgemisch wiederholt:
..-' '■--. ;. :'-■;.■.. :-'-■■" :
m OfUiSlNAl1 1O9835/036&
75 Sew,-Teile Polyäther D 300 Gew.-Teile Flußsand
25 Gew«-Teile Glycidylester E 100 Gew.-Teile Quarzpulver
iO5/U 7 Gew.-Teile Härter B / /
.Beispiel 4
Die Beispiele 1, 2 und 3 wurden mit der Ausnahme wiederholt ι daß anstelle von Härter B 5 Gew,-Teile
Piperidin verwendet wurden und daß die Formen mit den frischen Ziegeln 5 h bei 1000G gehalten
wurden. . ■
Ein Gemisch von
85 Gew.-Teilen Polyäther A 5 Gew.-tCeile Härter A
15 Gew.-Teilen Glycidyiester E 618 Gew.-Teile Flußsand
60 Gewο-Teile Härter G 206 Gew.-Teile Quarzpulver
wurde bei Raumtemperatur in der lorm zu einer 1 mm
dicken Schicht aufgetragen.
Die Form wurde auf -100G gekühlt und dann
vollständigUit dem oben angegebenen Betongemiseh
gefüllt. Darauf wurde die Fliese in der Form bei Raumtemperatur 48 h gehärtet und daiia aus der Form,'
gelöst ·-■ '
■ ■ . ■ ; - 13 -
. ■"■■"■.■... ■ .-".
10 983S/036 5
Die gemäß Beispiel 1 bis 5 hergestellten Fliesen wurden hinsichtlich Aussehen,, Gleichmassigkeit der
Epoxyharzdeckschicht und Haftung dieser Schicht an den
Beton geprüft.
Alle Fliesen zeigten eine.gleichmässige, rauhe
Oberfläche. Es wurde kein Durchdringen des Betons beobachtet.
Darauf wurden die Fliesen gebröchen. Die Bruchstücke zeigten eine gleichmässige Dicke der Epöxyharzschicht«
In der Grenzschicht trat keinerlei Bruch auf,
tat en tanRnrüche
10983S/0365
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von aus einer Grundschicht aus Beton und einer Deckschicht aus Kunstharz
bestehenden Formkörpern durch Auskleiden einer Form mit einer flüssigen Zubereitung, enthaltend ein Epoxyharz und
einen Härter, Einfüllen einer Betonmasse und gleichzeitigem
Härten der beiden Schichten, dadurch g e k e η η ζ e i c h
net, dais man die in die Form aufgebrachte Schicht aus
Epoxyharz und Härter um mindestens 30 G kühlt, bevor man die frisch bereitete Betonmasse in die Form einfüllt und
beide Schichten dann gleichzeitig härtet„
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß aan als Epoxyharz einen PoIyglycidyläther
von 2, 2-Bis(hydroxyphenyl)propan verwendet,.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e η η
zeichnet, dai3 man als Epoxyharz ein Gemisch aus
mindestens 6 Gew.-Seilen eines Polyglycidyläthers von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan vorzugsweise mit einem
109835/0365
jjlpoxyuquiväleiitgewicht von 450 bis 550 und höchstens
4 Gew.-Teilen einer flüssigen Monoglycidylverbindung
vorzugsweise eines Glycidylesters von gesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren, deren Carboxylgruppe
an ein tertiäres oder quaternär©a Kohlenstoffatom gebunden ist, verwendet»
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch g e -
Ic e η η a ei c h η e t , daß man einen Härter, der nur
bei erhöhter Temperatur wirksam ist, vorzugsweise ein οalz von 2,4, ö-'fri-(dimethylaminomethyl) phenol und
2-lthylhexancarbonsäure oder Piperidin verwendet«,
5. Verfahren nach Anspruch 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man als Härter ein von
einem Polyamin und einer öarbonsäura abgeleitetes Poly- **
aminoamid vervi'endet*
6* "Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η a
e i ch η e t r daß man das Gemisch aus Epoxyharz und
Härter bei einer Temperatur über 700C in die Form aufbringt
und darauf auf Haumtemperatur kühlt „ . ->
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch g e k e η η zeichne
t , daß man beide Schichten gleichzeitig bei
erhöhter Temperatur vorzugsweise bei 70 bis 150 C härtet»
7247
109835/0365 BAD 0RIG1NAL
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