DE1669772B2 - Verwendung von alkoxyliertem kolophonium zum herstellen waessriger epoxydharzemulsionen - Google Patents

Description

übliches, flüssiges Epoxydharz können schon mit 60 zur Herstellung von Verklebungen, zur Imprägnierung 0,8 bis 1,5 Teilen eines durch Alkoxylierung von von Textilien oder Papier, als Erdbefestigungsmittel Kolophonium, mit 30 Mol Alkylenoxyd, z. B. Äthylen- und zur Befestigung von Bohrlöchern, verwendet oxyd, erhaltenen Emulgators zu einer stabilen, auch werden. Zu diesem Zweck kann sie mit einem Härter nach einem Jahr noch vollständig mit Wasser ver- versetzt und anschließend 12 bis 24 Stunden gelagert dünnbaren Emulsion mit bis zu 70% Harzgehalt und 65 werden. Während dieser Zeit reagiert das Härtungsvon guter Lagerbeständigkeit verarbeitet werden. mittel offenbar bereits teilweise mit dem emulgierten Durch eine Vergrößerung des Emulgatorzusatzes bis Epoxydharz und wird wahrscheinlich von diesem geauf 5,5 Teile je 100 Gewichtsteile des flüssigen Epoxyd- bunden.

Beispiel 1

A.

In ein homogenes, 45 bis etwa 60⁰C warmes Gemisch aus 600 g flüssigem Epoxydharz mit einem Epoxydwert von 0,5 (Viskosität etwa 25000 cP, Molekulargewicht etwa 400) und 30 g eines äthoxylierten Kolophoniums mit etwa 30 Mol Äthylenoxyd pro Mol Kolophonium als Emulgator werden 120 g Wasser, das 2 g des gleichen Emulgators enthält, eingerührt; dabei muß für zügige Umwälzung des Gutes gesorgt werden. Sobald sich die Wasser-in-Harz-Emulsion unter exothermer Wärmetönung in die Harz-in-Wasser-Emulsion umzuwandeln beginnt, wird gekühlt und danach noch 10 bis 15 Minuten gerührt

Es entsteht eine sehr stabile, cremeartige, 80% Epoxydharz enthaltende Emulsion, deren Teilchen kleiner als 1 μ sind. Nach 2jähriger Lagerung sind die Teilchengröße und die Verdünnbarkeit mit Wasser unverändert.

20

Beispiel 2

535 g kaltes Wasser, dem 0,4 j; äthoxyliertes KoIo- Mischung I phonium mit etwa 30 Mol Athylenoxyd je Mol Mischung II Kolophonium als Emulgator zugesetzt sind, werden as in ein 45 bis 50⁰C warmes homogenes Gemisch aus 1300 g flüssigem Epoxydharz, wie im Beispiel 1 angegeben, und 15 g des gleichen Emulgators unter starkem Rühren eingebracht. Sobald die exotherme Reaktion einsetzt, wird noch stärker gerührt. Danach wird etwa 10 Minuten nachemulgiert. Falls notwendig, läßt man den Ansatz 12 bis 24 Stunden stehen und rührt dann nochmals 5 bis 10 Minuten. Man erhält eine 70% Epoxydharz und nur 0,8% Emulgator enthaltende Emulsion mit Teilchen einer Größe unter 8 μ. Die Emulsion ist auch nach 1 Jahr Lagerung noch vollkommen mit Wasser verdünnbar. Die so hergestellte Emulsion läßt sich mühelos im Zement verteilen. Die ein Epoxydharz und Äthylendiamin enthaltende Emulsion kann nach etwa 20 Stunden Stehen unmittelbar auf Beton oder Holz aufgestrichen werden und härtet dann in einem festen Überzug aus. Eine gleich aufgebaute Emulsion, die aber nicht Äthylendiamin, sondern 3,6 bis 4,2% Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol enthält, kann sofort oder schon nach ganz kurzer Lagerung auf Holz, Beton oder anderen Festkörpern aufgestrichen werden und härtet in etwa 3 bis 4 Tagen zu einem kratzfesten und harten Überzug.

Zur Prüfung der Wirkung der Epoxydharzemulsion nach Beispiel 2 im Zementmörtel werden folgende Mischungen hergestellt:

Zement

Sand bis 0,5 mm

Sand grob 0,5 bis 1,25 mm

Wasser

Epoxydharzemulsion...
Äthylendiamin

Mischung

450 g
450 g
900g
247,5 g

450 g
450 g
900g
221,4 g 90 g
3,7 g

Bei der Mischung Π wird das Äthylendiamin bereits dem Wasser zugesetzt Aus den Mischungen werden Beton-Prismen von 4 · 4 · 16 cm Kantenlänge nach is DIN 1164 zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften hergestellt Nach 28 Tagen Lagerung haben die Prismen folgende Eigenschaften:

Biegefestigkeit
trocken | naß
kg/cm² 1 kg/cm^:

85
105

91
104

Druckfestigkeit
trocken j naß
kg/cm^; ι kg/cm*

344
490

425
457

Wie die Werte der Mischung II zeigen, bewirkt der Zusatz der nach der Erfindung hergestellten Emulsion und des Äthylendiamins eine erhebliche Verbesserung der Biegezug- und der Druckfestigkeit des Betons.

B. Die Emulsion wird mit durch Wasser verdünntem Äthylendiamin versetzt und besteht danach aus
60,0 Gewichtsprozent flüssigem Epoxydharz,
0,7 Gewichtsprozent äthoxyliertem Kolophonium mit etwa 30 Mol Athylenoxyd je Mol Kolophonium,
4,45 Gewichtsprozent Äthylendiamin (98 %ig)

und
35,0 Gewichtsprozent Wasser.

Diese Emulsion wird mit wechselnden Mengen jeweils von Quarzsand und Zement vermischt, wobei die Menge des Zements so berechnet ist, daß das gesamte Wasser der Emulsion vom Zement gebunden wird und die Gesamtmenge von Quarzsand und Zement konstant bleibt. Die erhaltenen Massen bestehen aus 38,4 bis 64,6 Gewichtsprozent Quarzmehl, 39,8 bis 13,6 Gewichtsprozent Portland-Zement und 21,8 Gewichtsprozent Emulsion. Sie lassen sich ohne Schwierigkeiten herstellen und weiterverarbeiten. Auf Holz oder ausgehärtetem Beton aufgestrichene Proben sind nach 2 Tagen ausgehärtet und haften fest auf dem Untergrund.

Claims (1)

669 772 Patentamnruriv Ratzes kann die Verteilung des Harzes weiter ver- Patentanspruch. bessert ^nJ8n. Bei Zugabe von etwa 5,25 Teilen des

1. Verwendung von alkoxyliertem Kolophonium Eraulgators lassen sich beispielsweise Emulsionen mit als nichtionogenem Emulgator zum Herstellen 80% Harzgehalt herstellen, deren Teilchengröße einer wäßrigen Emulsion eines in flüssiger Phase 5 kleiner als 0,5 μ ist Die Emulsionen sind vollkommen vorliegenden Epoxydharz in einer Menge von stabil und auch nach 1- bis 2-jähriger Lagerung ohne mindestens 0,8 Gewichtsteilen Emulgator auf weiteres mit Wasser verdünnbar.
100 Gewichtsteile Epoxydharz. Die nach der Erfindung hergestellten Emulsionen

können mit für Epoxydharze üblichen Härtungs-

_xo mitteln versetzt und in an sich bekannter Wehe gehärtet werden. Hierzu eignen sich insbesondere Aminogruppen enthaltende Stoffe, wie sie z, B. im

In der deutschen Patentschrift 1 080 513 wird be- Buch »Epoxydverbindungen und Epoxydharze« von schrieben, daß Polyepoxyde mittels gewisser nicht- M. P a q u i η auf den Seiten 486 bis 508 erwähnt ionogener Emulgiermittel in Wasser emulgiert bzw. 15 werden, vorzugsweise die schnell härtenden Polyamine, dispergiert werden können. Die Lagerbeständigkeit wie Diäthylentriamin, Triäthylentetramin und Tetrader Emulsionen war jedoch so gering, daß es not- äthylenpentamin. Gegebenenfalls können auch deren wendig war, außer dem Emulgator noch ein Binde- Salze oder Addukte oder Amide, z. B. Polyaminokolloid zuzusetzen. In der USA.-Patentschrift 3 069 376 amide, verwendet werden. Sehr gute Härtungsmittel wird die Herstellung von Epoxydharz-Emulsionen be- 20 sind ferner Amine vom Typ der Mannich-Basen, wie schrieben, wobei jedoch ebenfalls Schutzkolloide mit- Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol und Dimethylamiverwendet werden (vgl. Beispiel 14). nomethylphenol. Es können auch Carbonsäureanhy-

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von dride als Härter verwendet werden, doch ist die KaItalkoxyliertem Kolophonium als nichtionogenem Emul- härtung mit Aminen vorzuziehen. Als Epoxydharze gator zum Herstellen einer wäßrigen Emulsion eines 25 eignen sich vorzugsweise flüssige Produkte, wie sie in flüssiger Phase vorliegenden Epoxydharzes in einer durch Umsetzung von höchstens etwa 10 Mol Menge von mindestens 0,8 Gewichtsteilen Emulgator Epichlorhydrin mit 1 Mol Diphenylolalkan, beispielsauf 100 Gewichtsteile Epoxydharz. weise mit Diphenylolpropan oder Diphenylolmethan Es gelingt damit überraschenderweise, in flüssiger in Gegenwart von — meistens 2 Mol — Alkali, z. B. Phase vorliegende Epoxydharze auch ohne Mitwirkung 30 Natronlauge, hergestellt werden. Die Epoxydharze eines Schutzkolloids zu stabilen wäßrigen Emulsionen können auch unter Verwendung anderer Mengenverzu verarbeiten. Mit diesen Emulgatoren lassen sich hältnisse der Komponenten hergestellt werden. Weauch Emulsionen mit einem Harzgehalt mit mehr als sentlich ist jedoch, daß das Epoxydharz in flüssigem 50, vorzugsweise 70 bis 80 Gewichtsprozent herstellen. Zustand vorliegt. Es ist zwar auch möglich, Lösungen Es können zwar auch Emulsionen mit einem niedri- 35 von Epoxydharzen zu diesem Zweck zu verwenden, geren Harzgehalt, z. B. von 20 bis 30 Gewichtsprozent, doch wird man in der Regel solche Epoxydharze vorhergestellt werden, doch zieht man in der Praxis höher ziehen, die bei Raumtemperatur flüssig sind,
konzentrierte Emulsionen vor. Die nach der Erfindung erhältlichen Epoxydharz-Der Emulgator kann beispielsweise durch Umset- emulsionen eignen sich in Verbindung mit Härtungszung von etwa 6 bis 40, vorzugsweise 25 bis 35 Mol 40 mitteln zu Verstärkung von Zementmörtel oder Beton. Äthylenoxyd mit einem Mol Kolophonium, herge- Beispielsweise kann hierfür ein Anteil von 3 Gewichtsstellt werden. Als Äthylenoxyde sind niedere Alky- prozent Epoxydharz in Form einer Emulsion oder lenoxyde, wie Propylen-, Butylen-, vorzugsweise jedoch noch weniger, bezogen auf die Mischung aus Zement Äthylenoxyd, geeignet. Es sind jedoch auch Produkte und Füllstoffen, wie Sand, verwendet werden. Für geeignet, die durch Umsetzung des Kolophoniums mit 45 diesen Anwendungszweck kommen insbesondere die Epichlorhydrin, aliphatischen Glycidyläthern, Styrol- mit nur 1,0 bis 1,5 % Emulgator, bezogen auf das Geoxyd oder ähnlichen Verbindungen erhältlich sind. Die wicht des Epoxydharzes, hergestellten Emulsionen Menge des alkoxylierten Kolophoniums in der in Frage, denen ein Aminhärter zugesetzt wurde. In Harzemulsion kann je nach dem Alkoxylierungsgrad diesem Fall werden nur 60 bis 80% der gewöhnlich des Kolophoniums variiert werden. Wenn das Alkoxy- 50 erforderlichen Menge Aminhärter benötigt. Die lierungsprodukt also aus einer größeren Menge Epoxydharzemulsion und der Zement können auch Alkylenoxyd je Mol Kolophonium hergestellt worden gegebenenfalls in einem solchen Verhältnis gemischt ist, wird man für eine bestimmte Harzmenge in der werden, daß das gesamte Wasser der Emulsion vom Regel weniger Emulgator benötigen als bei Verwen- Zement gebunden wird. In diesem Falle wird man den dung eines aus mehr Kolophonium und weniger 55 Anteil der Emulsion bzw. des darin enthaltenen Harzes Alkylenoxyd hergestellten Reaktionsproduktes. höher wählen. Es kann beispielsweise etwa 25 bis Es ist ein wesentlicher weiterer Vorteil der Erfin- 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Zement-Sanddung, daß die Menge des Emulgators sehr klein ge- Mischung, betragen.

halten werden kann. 100 Gewichtsteile handeis- Die Emulsion kann ferner als Betonaufstrich oder