DE69622378T2

DE69622378T2 - Stabile, wasserresistente wässrige schaumzubereitung

Info

Publication number: DE69622378T2
Application number: DE69622378T
Authority: DE
Inventors: H. Chao; Kuei-Jung Chao
Original assignee: Allied Foam Tech Corp
Current assignee: Allied Foam Tech Corp
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2016-02-15
Also published as: WO1996025475A1; KR100228447B1; US5696174A; EP0809686B1; CN1216660C; EP0809686A1; TW474836B; KR19980702221A; CN1173893A; DE69622378D1; AU5023496A; JPH11500477A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Schaumzusammensetzungen und insbesondere stabile und wasserbeständige wässrige Schaumzusammensetzungen, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie Anwendungen, bei denen diese eingesetzt werden.

Hintergrund der Erfindung

Wässrige Schäume, die Schaumreagenzien und verschiedene organische, polymere oder anorganische Substanzen enthalten, sind für Anwendungen eingesetzt worden, bei denen eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften erwünscht sind: verringertes Gewicht, geringerer Materialverbrauch, homogene Materialverteilung sowie leichte Verarbeitbarkeit. Wässrige Schäume sind auch nützlich für Produkte, die als Isolierung gegen Geräusche, Temperatur, teilchenförmige Substanzen oder Gerüche dienen sollen. Beispiele für Anwendungen, in denen Schäume verwendet werden, umfassen Baumaterialien, Schäume für die Brandbekämpfung, feuerfeste Beschichtungen, geschäumte Klebstoffe, Oberflächenbeschichtungen, Materialien zur Behandlung von Papier und Textilien, leichte Keramikprodukte, leichte Materialien zum Abdecken von Mülldeponien oder natürlichen Vertiefungen sowie Staubsperren. Bei den meisten dieser Anwendungen sind stabile Schäume mit feinen Porengrößen erforderlich.
Ein bekanntes Problem bei wässrigen Schäumen an sich besteht jedoch darin, dass ihre Schaumstabilität begrenzt ist. Vermutlich ist dies zumindest teilweise darauf zurückzuführen, dass Flüssigkeit aus der Wand der Luftbläschen abfließt. Bisher hat man versucht, die Stabilität und Konsistenz von Schäumen durch die Zugabe fetter Amine zu wässrigen anionischen oder amphoteren Tensiden, aus denen ein Schaum gebildet wird, zu verbessern. Allerdings können auch diese Schäume wie alle anderen bekannten Schaumzusammensetzungen nicht die für viele Anwendungen erforderliche angemessene Stabilität zur Verfügung stellen.
Von den meisten wässrigen Schäumen ist auch bekannt, dass sie in Wasser schnell wieder dispergieren, d. h. es fehlt ihnen an Wasserbeständigkeit.
Die folgenden Dokumente können als relevanter Stand der Technik angeführt werden:
EP-A-11333 offenbart eine antistatische Zusammensetzung, die als wesentliche Bestandteile eine quaternäre Ammoniumverbindung mit C&sub1;&sub6;-C&sub2;&sub2;-Alkylgruppen und eine Anionen bildende Spezies wie eine Seife mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen umfasst.
DE-A-25 48 242 offenbart Ähnliches.
Das Dokument US-A-4,307,197 zeigt, dass die Gegenwart sowohl eines Anionen bildenden Mittels wie Lignosulfonat als auch eines Kationen bildenden Mittels wie einer Trimethyltalgammoniumverbindung die Bildung eines Schaums ermöglicht.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine stabile und wasserbeständige wässrige Schaumzusammensetzung zur Verfügung zu stellen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Schaumzusammensetzung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, verschiedene Verwendungen und Anwendungen für eine solche Schaumzusammensetzung zu zeigen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung stellt eine Schaumzusammensetzung zur Verfügung, hergestellt aus einer langkettigen, organischen Kationen bildenden Verbindung der Formel (I)
worin das Kation [RR&sub1;R&sub2;R&sub3;N]+ ein langkettiges Alkyltrimethylammoniumkation ist, in dem die Alkylgruppe 10 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, und X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Halogenid, einem Sulfonat und einem Sulfat;
oder Cetylbenzyldimethylammoniumchlorid, Cetyltriethylammoniumbromid und deren Gemischen; und
einer langkettigen, organischen, Anionen bildenden Verbindung der Formel (II)
R-X&supmin;Y&spplus; (II),
worin R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen ist; X&supmin; eine anionische Gruppe, ausgewählt aus der aus Carboxylat, Sulfat, Sulfonat und Phosphat bestehenden Gruppe ist und Y+ ein kationisches Gegenion, ausgewählt aus der aus Ammonium-, Natrium- und Kaliumsalz bestehenden Gruppe ist,
wobei das aus (I) hergestellte langkettige organische, Kation und das aus (II) hergestellte langkettige organische Anion in einem Gewichtsverhältnis von 0,05 : 1 bis 15 : 1 vorliegen.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Schaums zur Verfügung. Dabei wird ein vorgefertigter Schaum aus einer flüssigen langkettigen organischen Kationen bildenden Verbindung der allgemeine Formel (I) wie vorstehend definiert oder einer flüssigen langkettigen organischen Anionen bildenden Verbindung der allgemeinen Formel (II) wie vorstehend definiert erzeugt; dem vorgeformten Schaum die andere der flüssigen langkettigen, organischen, Kationen bildenden Verbindung oder der langkettigen organischen Anionen bildenden Verbindung zugesetzt, so dass das aus (I) hergestellte langkettige organische Kation und das aus (II) hergestellte langkettige organische Anion in einem Gewichtsverhältnis von 0,05 : 1 bis 15 : 1 vorliegen; sowie aus dem vorgeformten Schaum und der zugesetzten Flüssigkeit einen einzigen Schaum herstellt, und ggfs. werden andere nachstehend offenbarte Materialien darin dispergiert.
Die Erfindung zeigt außerdem Anwendungen, in denen der erfindungsgemäße stabile Schaum verwendet wird. Diese Anwendungen umfassen geschäumte Beschichtungen; Druckfarben; Klebstoffe, vorgegossene oder an Ort und Stelle gegossene Baumaterialien einschließlich Zement- und Gipsmaterialien wie Blöcke, Bretter, Paneele, Dachplatten und Bodenplatten; Sperrmaterialien einschließlich Abdeckungen für Mülldeponien, Geruchssperren und Staubschutzhüllen; Produkte zur Behandlung von Papier und Holz, Schäume zur Brandbekämpfung und flammhemmende Schäume; sowie Materialien zum Füllen von natürlichen Hohlräumen, Mittel zur Bodenstabilisierung, zum Füllen von Bohrlöchern und Tunneln.
Die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung kann ggfs. 0 bis 10 Gew.-% Schaumreagenzien, 0 bis 80% anorganische Additive, 0 bis 80 Gew.-% in Wasser lösliche oder dispergierbare organische oder polymere Additive und 0 bis 99,8 Gew.-% Wasser enthalten.
Die in der Erfindung zusätzlich verwendeten anorganischen Additive umfassen inerte Füllstoffe, Aggregate, Ton, Sand, Fasern, Pigmente, Farbstoffe, hydraulisch härtbare Materialien wie Zement, Beton und Gips, Mull, Zementbeschleuniger und -verzögerer sowie Frostschutzadditive.
Die in Wasser löslichen oder dispergierbaren organischen Materialien sind Verdickungsmittel, in Wasser lösliche oder dispergierbare Polymere mit Glasübergangstemperaturen von -85ºC bis +80ºC, Pigmente, Farbstoffe, Schlichtungsmittel u. ä. Die erfindungsgemäßen Schaumreagenzien umfassen geladene oder ungeladene oberflächenaktive Mittel oder Emulgatoren.
Die erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzungen werden vorzugsweise dadurch hergestellt, dass man zuerst ein wässriges Gemisch bildet, das eine der ladungsbildenden langkettigen organischen Verbindungen enthält, und dann eine zweite Flüssigkeit einmischt, die die eine entgegengesetzte Ladung bildenden langkettigen organischen Verbindungen enthält.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Erfindungsgemäß werden Schaumzusammensetzungen mit ausgezeichneter Stabilität und Wasserbeständigkeit zur Verfügung gestellt. Diese Zusammensetzungen enthalten ein langkettiges Kation, das aus einer Kationen bildenden organischen Verbindung oder einem Gemisch langkettiger Kationen bildender organischer Verbindungen hergestellt ist, und ein langkettiges Anion, das aus einer Anionen bildenden organischen Verbindung oder einem Gemisch langkettiger Anionen bildender organischer Verbindungen hergestellt ist, die in einem Gewichtsverhältnis von 0,05 : 1 bis 15 : 1 vorliegen. Dieser Bereich der Gewichtsverhältnisse umfasst typischerweise einen Normalitätsverhältnisbereich für die Verbindungen von 0,1 : 1 bis 10 : 1, wobei Normalität die Molkonzentration geteilt durch die Anzahl der effektiven Ladungen, die in den einzelnen geladenen Spezies vorhanden sind, ist. Das Gewichtsverhältnis ist besonders gut dazu geeignet, die geeigneten Mengen der jeweiligen Komponenten in Ausführungsformen zu bestimmen, in denen gemischte Anionen und gemischte Kationen verwendet werden, weil das Normalitätsverhältnis schwieriger zu bestimmen ist.
Die erfindungsgemäßen langkettigen Kationen bildenden organischen Verbindungen sind in der Klasse
zu finden, worin das Kation [RR&sub1;R&sub2;R&sub3;N]+ ein langkettiges Alkyltrimethylammoniumkation ist, in dem die Alkylgruppe 10 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist,
und X&supmin; ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Halogenid, einem Sulfonat und einem Sulfat;
oder Cetylbenzyldimethylammoniumchlorid, Cetyltriethylammoniumbromid und deren Gemischen.
Spezifische Beispiele für geeignete quaternäre Ammoniumsalze sind Dodecyltrimethylammoniumbromid (oder -chlorid), Tetradecyltrimethylammoniumbromid (oder -chlorid), Hexadecyltrimethylammoniumbromid (oder -chlorid), Octodecyltrimethylammoniumbromid (oder -chlorid), Cetyltrimethylammoniumbromid (oder -chlorid), Cetylbenzyldimethylammoniumchlorid, Cetyltriethylammoniumbromid und deren Gemische.
Eine weitere besonders nützliche Klasse erfindungsgemäßer quaternärer Ammoniumverbindungen entspricht der vorstehenden allgemeinen Formel, in der R eine geradkettige aliphatische Gruppe mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; Methylgruppen sind und X ein Halogen wie Bromid ist. Jedes beliebige oder alle Wasserstoffatome in dieser und anderen Ausführungsformen können durch ein Fluoratom ersetzt werden, um eine niedrigere Oberflächenspannung und bessere Flammbeständigkeit für Feuerlöschanwendungen zu schaffen.
Die erfindungsgemäßen langkettigen Anionen bildenden organischen Verbindungen sind in der Klasse
R'-X&supmin;Y&spplus; (II),
zu finden.
Das Anion R'-X kann ein in Wasser lösliches oder dispergierbares Alkalimetallsalz einer organischen Säure mit einem aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen sein, insbesondere ein Natrium- oder Kaliumsalz oder ein entsprechendes Ammonium- oder substituiertes Ammoniumsalz. Die organische polare Gruppe X&supmin; des Anions kann Carboxylat, Sulfat oder Sulfonat sein. Beispiele geeigneter Anionen sind Carboxylate mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen. Diese umfassen beispielsweise Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Olein- und Behensäureanionen, vor allem diejenigen Anionen, die durch Aufspaltung von Triglyceridölen von den Seifen abgeleitet werden. Dazu gehören z. B. Talgfettsäureanionen, ein Gemisch von Feifsäureanionen, das hauptsächlich aus Palmitat, Stearat und Oleat besteht. Andere geeignete Fettsäureanionen werden durch handelsübliche Seifen auf der Basis von Fettsäuregemischen bereitgestellt, die aus natürlichen Quellen wie Talg, Kokosnussöl und Palmkernöl erhalten werden. Auch synthetisch hergestellte Seifen, die die Fettsäuren aus natürlichen Quellen nachahmen, sind allesamt geeignet. Weitere Sulfon- und Schwefelsäuren, die geeignete Anionen zur Verfügung stellen, sind in dem Rule et al. erteilten Patent US-A-4,173,539 beschrieben, dessen Lehre über Anionen zur Verfügung stellende Sulfon- und Schwefelsäuren hiermit in diese Anmeldung einbezogen wird.
Die Effektivität des Kombinierens entgegengesetzt geladener kationischer und anionischer Verbindungen ist völlig unerwartet. Fachleute in der Technik der Schaumherstellung hätten vor der Offenbarung der Erfindung angenommen, dass sich eine solche Kombination nachteilig auf die Schaumstabilität auswirken würde. In "Foams and Biliquid Foams - Aphrons" (John Wiley & Sons Ltd., 1987) erklärt der Autor Felix Sebba auf S. 61, dass "durch geladene Tenside stabilisierte Schäume aufgebrochen werden können, wenn sie in Kontakt mit einem Schaum kommen, der mit einem entgegengesetzt geladenen Tensid hergestellt wurde". In dieser Veröffentlichung heißt es, dass zur Zerstörung eines Schaums nur ein Schaum mit dem entgegengesetzt geladenen Tensid erzeugt werden und dieser auf den zu zerstörenden Schaum gelegt werden muss. Wie berichtet wird, ist die Zerstörung von Schäumen durch einen solchen Kontakt mit entgegengesetzt geladenen Schäumen ziemlich spektakulär.
In 197 Nature 4873 auf S. 1195 wird auch berichtet, dass nach dem Zusammenfallen eines Schaums durch den Kontakt mit einem entgegengesetzt geladenen Schaum das die gemischten Tenside enthaltende Wassersubstrat keine Tendenz zum Schäumen zeigt. Dies deutet darauf hin, dass das Tensid aus dem zusammengefallenen Schaum nicht wieder in aktiver Form in das Wasser eintritt. Der hier offenbarte, durch Kombinieren erfindungsgemäßer entgegengesetzt geladener Verbindungen erzeugte Schaum war daher nicht zu erwarten.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann bis zu 10 Gew.-% eines Schaumbildners enthalten. Der Schaumbildner kann geladen oder ungeladen sein. Ein beispielhafter Schaumbildner ist ein nichtionogenes Tensid, z. B. eines, das ausgewählt wird aus folgender Gruppe: (I) dem Kondensationsprodukt aus 1 Mol Alkylphenol, in dem die Alkylkette 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatome enthält, mit etwa 1 bis etwa 100 Mol Ethylenoxid (für das das von Union Carbide vertriebene Triton X-405 ein Beispiel ist); (2) dem Kondensationsprodukt aus 1 Mol eines aliphatischen Alkohols, in dem die Alkylkette 10 bis etwa 24 Kohlenstoffatome enthält, mit etwa 1 bis etwa 100 Mol Ethylenoxid (für die die Tergitol-Produktlinie von Union Carbide ein Beispiel ist).
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann bis zu 80 Gew.-% in Wasser lösliche oder dispergierbare Polymere enthalten. Das Polymer kann durch jede bekannte Polymerisationstechnik hergestellt werden, z. B. Suspension, Emulsionsdispersion oder Lösungspolymerisation. Polymerisationstechniken mittels wässriger Emulsion, die in der Erfindung verwendet werden können, werden detailliert von D. C. Blackley in "Emulsion Polymerization" (Wiley, 1975) erörtert, das wegen seiner Lehre zu Polymerisationstechniken mittels wässriger Emulsion hiermit in diese Anmeldung einbezogen wird.
Die Polymere können Dispersionen von Polyurethan, Polyacrylcopolymeren, Ethylen-Vinlyacetat-Copolymeren, synthetischen und natürlichen Kautschukemulsionen, Polyisocyanatdispersionen, wässrigen Harnstoff-Formaldehyd- Lösungen usw. sein. Die wässrigen Polymere können ggfs. ionische funktionelle Gruppen enthalten, die die Stabilität des erfindungsgemäßen Schaums, der die entgegengesetzt geladenen langkettigen organischen Spezies enthält, zusätzlich unterstützen.
Bei der Herstellung der ein Polymer mit ionischen funktionellen Gruppen enthaltenden erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird das Polymer vorzugsweise vor dem Schäumen entweder mit der kationischen langkettigen organischen Spezies oder mit der anionischen langkettigen organischen Spezies vermischt. Das Polymer kann auch nach der Herstellung des erfindungsgemäßen Schaums zugesetzt werden.
Aufgrund der Gegenwart der geladenen polymeren Spezies verfügt die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung üblicherweise über größere Stabilität und Viskosität. Solche Zusammensetzungen finden beim Mischen mit verschiedenen organischen oder anorganischen Additiven wie Schlichtungsmitteln, Farbstoffen, Füllstoffen und hydraulischen Substanzen ihre Anwendung in sehr stabilen und leichten Substraten vom Zement- oder Gipstyp, Materialien zur Behandlung von Papier und Holz, geschäumten Beschichtungen sowie Klebstoffen und anderen Bindemitteln.
Die Glasübergangstemperatur der Polymere in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung liegt zwischen -85 und 80ºC. Weil die Glasübergangstemperatur des Polymers über der Raumtemperatur liegt, kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung ggfs. auch ein in der Technik bekanntes Verschmelzungsmittel oder Verschnittmittel enthalten, um die Filmbildung zu erleichtern.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann dadurch hergestellt werden, dass man zuerst eine wässrige Lösung aufschäumt, die einen Typ der geladenen langkettigen organischen Verbindung und andere polymere oder anorganische Additive der vorstehend erwähnten Art enthält. Die die langkettige organische Verbindung mit entgegengesetzter Ladung enthaltende zweite Lösung wird dann unter Mischen in konzentrierter flüssiger Form zum geschäumten Gemisch der ersten Zusammensetzung gegeben. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann jedoch auch in einem Gefäß mit einem effizienten Schaumerzeuger wie Ease-E- Foamers von Ease, Inc., oder einem Texacote-Schäumer mit vorgemischten langkettigen kationischen Spezies und langkettigen anionischen Spezies geschäumt werden.
Wenn man die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung kontinuierlich auf einer Baustelle oder in einer Fabrik herstellt, kann eine Pumpe verwendet werden, die die Flüssigkeit entsprechend dosiert, abmisst oder abgibt, um die zweite und entgegengesetzt geladene langkettige organische Verbindung in flüssiger Form zu dem Schaum zu geben, der aus einem Gemisch aus Druckluft und Flüssigkeit, das die erste geladene langkettige organische Verbindung enthält, erzeugt wurde. Die erste langkettige geladene organische Komponente kann zuerst durch einen Mischarm gepumpt werden, in dem Druckluft eingemischt wird. Dann kann das Gemisch aus Luft und Flüssigkeit zu Schaum umgewandelt werden, indem man es durch eine mit Sattelschnitzeln gefüllte Mischsäule leitet. An einem zweiten Mischarm kann dann die entgegengesetzt geladene langkettige organische Verbindung als Flüssigkeit durch eine Abmess- oder Dosierungspumpe eingespeist und mit dem die erste langkettige geladene organische Verbindung enthaltenden vorgeformten Schaum vermischt werden. Der fertige Schaum passiert dann eine zweite Mischsäule und tritt als fertig gemischter Schaum durch ein Endrohr aus. Pigmente oder andere Färbemittel können in die Flüssigkeit mit der dem Vorschaum zugesetzten entgegengesetzt geladenen langkettigen organischen Verbindung gegeben werden, um die Mischeffizienz der beiden geladenen Ströme in der fertigen Schaumzusammensetzung zu überwachen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann Füllstoffe wie Ton, Sand, verschiedene Aggregate, Fasern, hydraulisch härtbare Substanzen wie Zement und Gips, Verdickungsmittel, Mull, Zementbeschleuniger, Zementverzögerer, Pigmente, Farbstoffe und Frostschutzmittel enthalten. Solche Additive können entweder vor dem Schäumen zugesetzt oder später mit den vorgeformten Schäumen vermischt werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung, die hydraulische Substanzen wie Zement, Beton oder Gips enthält, kann für leichte Dach- oder Bodenplatten, zum Füllen von Hohlräumen (z. B. zum Verfüllen von leeren Salzbergwerken, zum Verstärken von Fundamenten und zur Bodenstabilisierung), als Abdeckung von Mülldeponien und für feuerfeste Beschichtungen verwendet werden. Erfindungsgemäße zementhaltige Schäume von höherer Dichte isolieren weniger gut, aber dank ihrer größeren Festigkeit sind sie geeignet als vorgegossene Elemente, Blöcke und Paneele für strukturelle und halbstrukturelle Anwendungen.
Bei den von herkömmlichen Schaumreagenzien abgeleiteten geschäumten hydraulischen Substanzen fällt der Schaum üblicherweise zusammen, wenn man polymere Modifiziermittel wie in Wasser dispergierbare polymere Latexmaterialien vom Acryl- oder Vinylacetattyp zusetzt. Die verschiedenen in den hydraulischen Substanzen vorhandenen Modifiziermittel haben jedoch keinerlei nachteiligen Einfluss auf die Schaumstabilität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Die ausgehärtete erfindungsgemäße Zusammensetzung, die hydraulische Substanzen und polymere Substanzen enthält, hat eine viel feinere Porengröße, eine homogenere Schaumstruktur, verbesserte Wasserfestigkeit und eine höhere mechanische Festigkeit als die geschäumten hydraulischen Substanzen, die mit oder ohne solche Additive von herkömmlichen Schaumreagenzien abgeleitet werden.
Die erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzungen, die in Wasser lösliche oder dispergierbare polymere Substanzen wie Polyurethane und Latexprodukte mit Polyacryl, Vinylacryl oder Vinylacetat enthalten und alle eine Glasübergangstemperatur von -85 bis +80ºC haben, verfügen über ausgezeichnete Schaumstabilität und eine feine Porengröße. Außerdem werden im Gegensatz zu den Schäumen aus herkömmlichen Schaumbildnern die Schaumeigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzung durch viele organische und anorganische Additive nicht beeinträchtigt. Dadurch können unterschiedliche polymere Substanzen und verschiedene organische und anorganische Füllstoffe, die für die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung relevant sind, verwendet werden, um Beschichtungen, Bindemitteln, Materialien zur Behandlung von Papier und Textilien sowie Teppichrückseiten die erwünschten Isolierungs- und Verarbeitungseigenschaften zu verleihen.
Mit ihrer guten Schaumstabilität und Unempfindlichkeit gegenüber unterschiedlichen Füllstoffen wie Ton, Erde oder hydraulischen Substanzen ist die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung ideal als Abdeckung für Mülldeponien sowie als Geruchssperre bei septischem oder gesundheitsgefährdendem Müll.
Die erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzungen, die nicht entflammbare inerte Füllstoffe wie Ton enthalten, können Flammen mit hohen Temperaturen standhalten, ohne dass es zu einem ernstlichen Zusammenfallen des Schaums kommt. Das macht den Schaum geeignet für die Brandbekämpfung, als feuerfeste Beschichtung oder als Rohmaterial zur Herstellung leichter Brandziegel oder leichter Keramikmaterialien.

Beispiele 1 bis 6

Die Schaumzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 3 wurden dadurch hergestellt, dass man die Komponente 2, eine langkettige Anionen bildende organische Verbindung - Ammoniumstearat in flüssiger Form - zur Komponente 1, einem vorgeformten Schaum, der verschiedene langkettige Kationen bildende organische Verbindungen enthielt, gab. Die Vergleichsbeispiele 4 bis 6 wurden durch Schäumen nur der Komponente 1 hergestellt.
Die geschäumten Zusammensetzungen wurden dadurch hergestellt, dass man mindestens 100 g der Komponente 1 in eine Schüssel aus rostfreiem Stahl von 5 Quart Fassungsvermögen gab. Der Inhalt wurde mit einem Zehn-Gang-Mixer von Hobart (Marke Kitchen Aid) geschlagen, bis man einen Schaum mit einer geringen Dichte von 0,03 bis 0,08 g/cm³ erhielt. Dies dauerte üblicherweise 1 bis 3 Minuten. Wenn die Komponente 2 zugegeben wurde (Beispiele 1 bis 3), wurde sie in flüssiger Form in den vorgeformten Schaum aus der Komponente 1 eingemischt. Das Mischen wurde fortgesetzt, bis eine homogene Schaummischung (eine Fertigmischung) erhalten wurde. Dies dauerte 1 bis 2 Minuten. Der fertige Schaum wurde in einen Kunststoff oder Pappbecher gegossen; die Menge des nach einem festgelegten Zeitraum zusammengefallenen Schaums wurde als % Zusammenfallen ausgedrückt. Das Zusammenfallen des Schaums wurde dadurch gemessen, dass man das Gesamtvolumen des unmittelbar nach der Herstellung vorhandenen Schaums minus das Volumen des am Ende des Zeitraums noch vorhandenen Schaums durch das Volumen des unmittelbar nach der Schaumherstellung vorhandenen Schaums teilte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1 zeigt, dass auch drei Stunden nach der Herstellung noch kein Zusammenfallen zu beobachten war und dass sich der Schaum aus den Beispielen 1 bis 3, die sowohl die langkettige kationische organische Verbindung als auch die langkettige anionische organische Verbindung enthielt, in Wasser nicht auflöste.
Bei den Vergleichsbeispielen 4 bis 6 war drei Stunden nach der Herstellung ein Zusammenfallen von mehr als 50% festzustellen. Der Schaum aus den Beispielen 4 bis 6 löste sich bei Kontakt mit Wasser in weniger als einer Stunde darin auf, wenn die Schaumzusammensetzungen nur die langkettige kationische organische Komponente enthielten. Tabelle 1
Arquad T ist ein Talgalkyltrimethylammoniumchlorid von Akzo Nobel Chemicals Corporation
Triton X-405 ist ein nichtionogenes Tensid von der Union Carbide Corporation

Beispiele 7 bis 10

Die Schaumbeschichtungszusammensetzungen der Beispiele 7 und 8 wurden nach dem Verfahren der Beispiele 1 bis 3 hergestellt. Die Beispiele 7 und 8 enthielten Polymerlatexverbindungen und wiesen sowohl langkettige kationische organische Spezies als auch langkettige anionische organische Spezies in der Schaumzusammensetzung auf. Die Vergleichsbeispiele 9 und 10 wurden nach den Verfahren der Beispiele 4 bis 6 hergestellt und enthielten nur Polymerlatexverbindungen und langkettige kationische organische Spezies. Die geschäumten Beschichtungen wurden auf Pappe gestrichen und das (nasse) Beschichtungsgewicht pro Einheitsfläche gemessen und in Tabelle 3 aufgeführt. Das Zusammenfallen des Schaums auf der Pappe wurde für alle Beispiele in bestimmten Zeitintervallen geschätzt. Die Klebrigkeit der Beispiele 8 und 10 (die ein Latexpolymer mit einer niedrigen Glasübergangstemperatur enthielten) nach 24 Stunden wurde dadurch bewertet, dass man den Daumen leicht auf eine beschichtete Pappe drückte. Bei den Beispielen 7 und 8 war auch 24 Stunden, nachdem der Schaum auf die Pappe aufgebracht worden war, kein Zusammenfallen zu beobachten. Beispiel 8 erwies sich ebenfalls als klebrig, was anzeigt, dass das Polymer wegen des nicht zusammengefallenen Schaums nicht in die Pappe absorbiert worden war. Die Vergleichsbeispiele 9 und 10 zeigen, dass mehr als 80% des Schaums 20 Minuten nach dem Aufbringen der Beschichtung auf die Pappe zusammenfielen. In Beispiel 10 ging die Klebrigkeit ebenfalls völlig verloren, was zeigt, dass nur sehr wenig Polymer auf der Oberfläche der Pappe verblieben war. Tabelle 2
Airflex 320 ist Vinylacetat-Ethylen-Copolymerlatex von Air Products; das Polymer hat eine Glasübergangstemperatur von 14ºC
Airflex 465 ist Vinylacetat-Ethylen-Copolymerlatex von Air Products; das Polymer hat eine Glasübergangstemperatur von -5ºC
Triton X-405 ist ein nichtionogenes Tensid von Union Carbide Corporation

Beispiele 11 bis 14

Erfindungsgemäße geschäumte Zusammensetzungen mit hohen Gewichtsverhältnissen von Kation zu Anion (> 1)

Die Beispiele 11 bis 13 wurden mit hohen Konzentrationen der kationischen Verbindung und niedrigen Konzentrationen der anionischen Verbindung hergestellt. Die Schäume dieser Beispiele bestanden aus einem vorgeformten Schaum einer langkettigen Kationen bildenden Verbindung als Komponente 1, der man eine flüssige langkettige Anionen bildende Verbindung als Komponente 2 zusetzte, und wurden gemäß dem Verfahren der Beispiele 1 bis 3 hergestellt. Vergleichsbeispiel 14 war ein Schaum, der nur aus der langkettigen Kationen bildenden Verbindung hergestellt worden war. Sämtliche Schäume wurden 2,5 Stunden nach der Herstellung in Bezug auf den prozentualen Zusammenfall bewertet; die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Die Beispiele 11 bis 13 in Tabelle 3 zeigen, dass bei Gewichtsverhältnissen von Kation zu Anion von 14,7 bis 2,8 der prozentuale Schaumzusammenfall nach 2,5 Stunden 20% oder weniger betrug. In Vergleichsbeispiel 14, das nur die kationische Verbindung enthielt, war ein Zusammenfallen von mehr als 80% zu verzeichnen. Tabelle 3

Beispiele 15 bis 18

Erfindungsgemäße geschäumte Zusammensetzungen mit niedrigen Gewichtsverhältnissen von Kation zu Anion (< 1)

Die Beispiele 15 bis 17 wurden mit niedrigen Konzentrationen der Kationen bildenden Verbindung und hohen Konzentrationen der Anionen bildenden Verbindung hergestellt. Alle Schäume dieser Beispiele bestanden aus einem vorgeformten Schaum einer langkettigen Anionen bildenden Verbindung als Komponente 1, der man eine flüssige langkettige Kationen bildende Verbindung als Komponente 2 zusetzte, und wurden gemäß dem Verfahren der Beispiele 1 bis 3 hergestellt. Vergleichsbeispiel 18 war ein Schaum, der nur aus der langkettigen Anionen bildenden Verbindung hergestellt worden war. Sämtliche Schäume wurden 2,5 Stunden nach der Herstellung in Bezug auf den prozentualen Zusammenfall und die prozentuale Entwässerung bewertet. Die prozentuale Entwässerung wurde dadurch berechnet, dass man das Gewicht der nach einiger Zeit aus dem Behälter mit dem Schaum abgelaufenen Flüssigkeit (erhalten durch Kippen des Behälters) durch das Gesamtgewicht des Schaums und der Flüssigkeit vor dem Ablaufen teilte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt. Für die Beispiele 15 bis 17 in Tabelle 4 mit Gewichtsverhältnissen von Kation zu Anion von 0,1 bis 0,5 betrug der prozentuale Schaumzusammenfall nach 2,5 Stunden 2% oder weniger und die Entwässerung 28% oder weniger. In Vergleichsbeispiel 18, das nur die anionische Verbindung enthielt, waren ein Zusammenfallen von mehr 8% und eine Entwässerung von 41% zu verzeichnen. Tabelle 4

Beispiel 19

Herstellung der erfindungsgemäßen Schaumzusammensetzung als Ein-Topf-System

In den Beispielen 1 bis 3 und 7 bis 8 wurden erfindungsgemäße Schäume dadurch hergestellt, dass man die Komponente 2 in flüssiger Form zu einem vorgeformten Schaum aus der Komponente 1 gab. In diesem Beispiel wurde eine erfindungsgemäße Zusammensetzung in einem Gefäß mit 3 g Arquad T, 0,5 g Triton X-405, 30 g Barden-Ton, 100 g Wasser und 2,5 g Ammoniumstearat hergestellt. Das Gemisch wurde unter Verwendung eines Hobart-Mischers mit der Geschwindigkeit 10 5 Minuten lang hergestellt. Es entstand ein dicker Schaum mit einer Dichte von 0,105 g/cm³. Der Schaum löste sich in Wasser nicht auf, und auch 24 Stunden nach der Herstellung war kein Schaumzusammenfallen zu verzeichnen.

Beispiel 20

Geschäumte Beschichtungen und geschäumte Laminatklebstoffzusammensetzungen für Holz oder Spanplatten

Holzoberflächen absorbieren im allgemeinen viel Wasser, und wässrige Holzbeschichtungen und Klebstoffe müssen üblicherweise wiederholt aufgebracht werden, damit auf der Holzoberfläche genügend polymere Materialien für die erforderliche Anwendung aufgebaut werden können. Bei herkömmlichen geschäumten Beschichtungen wie in Vergleichsbeispiel 9 in Tabelle 2 und geschäumten Klebstoffen wie in Vergleichsbeispiel 10 in Tabelle 2 wird der Schaum schnell zusammenfallen, wenn man ihn auf absorbierende Flächen wie Holz oder Spanplatten aufbringt. Die geschäumte Beschichtung (Beispiel 7 in Tabelle 2) und der geschäumte Klebstoff (Beispiel 8 in Tabelle 2), die erfindungsgemäß hergestellt wurden, weisen dagegen auf absorbierenden Flächen eine ausgezeichnete Schaumstabilität auf. In Anwendungen wie Beschichtungen für Holzflächen und Laminatklebstoffe für Spanplatten kann mit einer oder zwei Schichten solcher Materialien genügend polymeres Material auf der Oberfläche verbleiben. Dies macht sich in Einsparungen bei den Materialkosten bemerkbar.

Beispiel 21

Erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung unter Verwendung eines Kaliumsalzes einer Fettsäure anstelle eines Ammoniumsalzes einer Fettsäure als organische Anionenquelle

In den Beispielen 1 bis 3 und 7 bis 8 war das verwendete langkettige organische Anion das Ammoniumsalz von Stearinsäure. In diesem Beispiel wurde ein geruchloses Kaliumsalz von Stearinsäure verwendet, und man erhielt einen stabilen Schaum. Eine Zubereitung aus 5,3 Gew.-% Kaliumsalz von Stearinsäure wurde zuerst durch Erwärmen von 581 g Wasser und 7,3 g Kaliumhydroxid auf 70ºC hergestellt. Dann wurden 32,2 g einer 90% reinen Stearinsäure unter Rühren zu der heißen Kaliumhydroxidlösung gegeben. Man erhielt eine viskose und klare Lösung von 5,3% Kaliumsalz von Stearinsäure. Dann gab man 20 g der 5,3%igen Lösung von Kaliumstearat zu einem vorgeformten Schaum, der 100 g Wasser, 3,3 g Arquad T, 0,67 g Triton X-405 und 33 g Barden-Ton enthielt. Dadurch entstand ein glatter und cremiger Tonschaum mit einer Dichte von 0,06 g/cm³. Der Schaum war geruchlos, und auch drei Stunden nach seiner Herstellung war kein Zusammenfallen zu beobachten.

Beispiel 22

Geschäumte Gipszusammensetzung, die entgegengesetzt geladene langkettige organische Verbindungen enthält

Eine gipshaltige geschäumte hydraulische Zusammensetzung wurde dadurch hergestellt, dass man eine Gipsaufschlämmung zu einem Schaumgemisch gab, das nach dem Verfahren der Beispiele 1 bis 3 hergestellte entgegengesetzt geladene langkettige organische Verbindungen enthielt. Die Gipsaufschlämmung bestand aus 300 g Paris-Putz und 200 g Wasser. Die Aufschlämmung wurde mit 50 g eines Schaumgemischs vermischt, das (I) einen vorgeformten Schaum aus der Komponente 1 mit 1, 2 Gewichtsteilen Hexadecyltrimethylammoniumchlorid, 0,5 Gewichtsteilen Triton X-405 und 100 Teilen Wasser und (2) eine flüssige Komponente 2 mit 3 Gewichtsteilen Ammoniumstearat enthielt. Der geformte Gips hatte eine Nassdichte von 0,34 g/cm³ und härtete in weniger als 24 Stunden mit einer sehr feinen Porengröße aus (durchschnittlicher Porendurchmesser weniger als 0,1 cm).

Beispiel 23

Mit der Kelle vertikal aufbringbarer Zementschaum, der entgegengesetzt geladene langkettige organische Verbindungen enthält

Eine geschäumte Zusammensetzung wurde nach dem Verfahren der Beispiele 1 bis 3 hergestellt, und zwar mit (I) einer geschäumten Komponente 1, die 100 Gewichtsteile Wasser, 67 Gewichtsteile Vinylacetatethylenlatex Airflex 500 (Air Products), 10 Gewichtsteile einer langkettigen Kationen bildenden organischen Verbindung Arquad T (Akzo Nobel) und 0,83 Gewichtsteile Triton X-405 (Union Carbide) sowie (2) eine flüssige Komponente 2 mit 6,2 Teilen Ammoniumstearat enthielt. Dann wurden 18 g dieses Schaumgemischs zu der Zementaufschlämmung gegeben, die 100 g weißen Portland-Zement Typ I, 50 g Wasser und 0,2 g Hydroxyethylcellulose-Verdickungsmittel (Sigma Chemical Company) enthielt. Die hergestellte geschäumte Zementaufschlämmung war leicht, viskos und glatt. Sie hatte eine Nassdichte von 0,46 g/cm³. Wenn diese Aufschlämmung mit einer Kelle 1,3 cm dick auf eine senkrechte Wand aufgebracht wurde, war kein Abrutschen zu beobachten. Dieser mit Polymer modifizierte Zementschaum trocknete innerhalb von zwei Tagen aus, ohne dass es zu einem Zusammenfallen oder Abrutschen kam.

Beispiel 24

Abdeckung für eine Mülldeponie

Langkettige quaternäre Ammoniumsalze sind allgemein für ihre antibakterielle (keimtötende) Wirkung bekannt. Die Hemmung oder Bekämpfung des Bakterienwachstums in Mülldeponien ist ein höchst erwünschtes Merkmal, das keine der derzeitigen Erd- und kommerziellen Schaumabdeckungen anbieten. Die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung, die als eine der beiden Hauptkomponenten ein langkettiges quaternäres Ammoniumsalz hat, ist ideal für die Verwendung als Abdeckung für eine Mülldeponie mit eingebauter antibakterieller Wirkung. Eine ebenfalls in den Rahmen der Erfindung fallende tonhaltige geschäumte Zusammensetzung wurde hergestellt, indem man 47 Gewichtsteile Barden-Ton zu einem Schaumgemisch gab, das durch das Verfahren der Beispiele 1 bis 3 hergestellt worden war. Das Schaumgemisch enthielt (I) eine Komponente 1 mit 100 Gewichtsteilen Wasser und 1,5 Gewichtsteilen Hexadecyltrimethylammoniumchlorid und (2) eine Komponente 2 mit 6 Gewichtsteilen Ammoniumstearat. Der tonhaltige Schaum war viskos und cremig mit einer Nassdichte von 0,23 g/cm³.
Der Schaum wurde über einen künstlichen Abfallhaufen aus geschäumten Polystyrolschnitzeln verschiedener Größen und Formen gegossen. Dieser tonhaltige Schaum bedeckte den Abfall effektiv und verlief kaum. Selbst nach vier Tagen bei Raumtemperatur lag keines der Polystyrolschnitzel frei. Der Tonschaum trocknete zu einer leichten und glatten Abdeckung, ohne zusammenzufallen. Die Oberfläche der Schaumabdeckung zeigte mehrere Monate lang keine Verfärbung und kein Bakterienwachstum.

Beispiel 25

Schaum zum Feuerlöschen oder zur Herstellung der Feuerfestigkeit

Man verwendete folgende Anordnung, um die Effektivität der erfindungsgemäßen Schäume als Feuersperre zu testen. Eine dünne (0,5 cm) Schicht Benzin wurde in einen zur Hälfte mit Wasser gefüllten Metalleimer gegossen. In die Mitte stellte man einen Ziegelstein, der zur Hälfte ins Wasser getaucht war. Drei identische kurze Holzstücke mit den Abmessungen 5 · 1,3 · 1,3 cm wurden auf den Ziegelstein gelegt. Dann zündete man die Benzinschicht an und zeichnete die Zeit auf, bis die Holzstücke Feuer fingen.
Zum Test des erfindungsgemäßen Schaums als Feuersperre war die Anordnung ähnlich wie beschrieben mit dem Unterschied, dass man die drei Holzstücke mit einer 2,5 cm dicken Schicht eines erfindungsgemäßen tonhaltigen Schaums bedeckte. Der Tonschaum wurde durch Zugabe von 2 Gewichtsteilen Ammoniumstearat zu einem vorgeformten Schaum, der 100 Teile Wasser, 30 Teile Barden- Ton und 2 Teile Arquad T enthielt, gemäß dem Verfahren der Beispiele 1 bis 3 hergestellt.
Im Feuersperrtest fingen die Holzstücke ohne Schaumschicht innerhalb von drei Minuten Feuer und verbrannten vollständig. In dem Test, in dem die Holzstücke mit dem erfindungsgemäßen Tonschaum bedeckt waren, zeigte der Schaum selbst nach dem Verbrennen des gesamten Benzins (was 8 Minuten dauerte) keine Anzeichen des Zusammenfallens. Am Ende des Tests wurde der pulverige Tonschaum entfernt; keines der drei Holzstücke zeigte Anzeichens eines Versengens oder Verbrennens.

Beispiel 26

Keramikschaumzusammensetzung

Man stellte einen Tonschaum her, indem man nach dem Verfahren der Beispiele 1 bis 32 Gewichtsteile Ammoniumstearat zu einem vorgeformten Schaum gab, der 100 Gewichtsteile Wasser, 30 Gewichtsteile Barden-Ton und 1 Gewichtsteil Triton X-405 enthielt. Nach gründlichem Mischen wurden 2,5 Teile Arquad T zu dem Schaumgemisch gegeben. Die fertige Schaummischung war dick und cremig und hatte eine Nassdichte von 0,13 g/cm³. Nach einer Woche Trocknen bei Raumtemperatur wurde der Tonschaum in einem Brennofen wie folgt erhitzt: (1) Er wurde in drei Stunden von Raumtemperatur auf 800ºF erhitzt, (2) wieder auf Raumtemperatur abgekühlt; (3) auf 2200ºF erhitzt; und (4) erneut auf Raumtemperatur abgekühlt. Der resultierende Keramikschaum hatte eine lineare Schrumpfung von 12% und eine Enddichte von 0,05 g/cm³; die meisten der Poren waren geschlossen mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von weniger als 1 mm.

Beispiel 27

Zementschaum sehr niedriger Dichte als Abdeckungsmaterial für eine Mülldeponie

Die erfindungsgemäße Schaumzusammensetzung ermöglicht die Herstellung von sehr stabilen Zementschäumen niedriger Dichte (< 0,15 g/cm³). Solche Schäume können wirtschaftlich als Abdeckungen für Mülldeponien eingesetzt werden. Ein Zementschaum niedriger Dichte wurde dadurch hergestellt, dass man (I) 50 Gewichtsteile weißen Portland-Zement Typ I und 25 Gewichtsteile Wasser mit (2) einem nach den Verfahren der Beispiele 1 bis 3 hergestellten Schaumgemisch, das eine Komponente 1 aus 100 Gewichtsteilen Wasser, 25 Gewichtsteilen Airflex 500 Latex, 7,5 Gewichtsteilen Arquad T und 0,63 Gewichtsteilen Triton X-405 und eine Komponente 2 mit 4 Gewichtsteilen Ammoniumstearat enthielt, vermischte. Der auf diese Weise hergestellte Zementschaum hatte eine Trockendichte von 0,09 g/cm³. Er fiel nicht zusammen, und Wassertröpfchen konnten die Schaumsperre nicht leicht durchdringen.

Claims

1. Zusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung einer wässrigen Schaumzusammensetzung, umfassend

(a) eine langkettige, organische Kationen bildende Verbindung der Formel (I)

worin das Kation [RR&sub1;R&sub2;R&sub3;N]+ ein langkettiges Alkyltrimethylammoniumkation ist, in dem die Alkylgruppe 10 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist,

und X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Halogenid, einem Sulfonat und einem Sulfat;

oder Cetylbenzyldimethylammoniumchlorid, Cetyltriethylammoniumbromid und deren Gemischen; und

(b) eine langkettige, organische Anionen bildende Verbindung der Formel (II)

R'-X&sub2;&supmin;Y&spplus; (II),

worin R' ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen ist; X&sub2;&supmin; eine anionische Gruppe, ausgewählt aus der aus Carboxylat, Sulfat, Sulfonat und Phosphat bestehenden Gruppe, ist und Y&spplus; ein kationisches Gegenion, ausgewählt aus der aus Ammonium-, Natrium- und Kaliumsalz bestehenden Gruppe ist,

wobei das aus der langkettigen, organischen Kationen bildenden Verbindung hergestellte Kation und das aus der langkettigen, organischen Anionen bildenden Verbindung hergestellte Anion in einem Gewichtsverhältnis von 0,05 : 1 bis 15 1 vorliegen.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der die langkettige, organische Kationen bildende Verbindung ausgewählt ist aus der aus Dodecyltrimethylammoniumbromid (oder -chlorid), Tetradecyltrimethylammoniumbromid (oder -chlorid), Hexadecyltrimethylammoniumbromid (oder -chlorid), Octadecyltrimethylammoniumbromid (oder -chlorid), Cetyltrimethylammoniumbromid (oder -chlorid), Cetylbenzyldimethylammoniumchlorid, Cetyltriethylammoniumbromid und deren Gemischen bestehenden Gruppe.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der die langkettige, organische Anionen bildende Verbindung ein Salz einer Fettsäure ist, die überwiegend 10 bis 24 Kohlenstoffatome enthält.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der die langkettige, organische Anionen bildende Verbindung ausgewählt ist aus der aus Ammoniumstearat, Kaliumstearat und Natriumstearat bestehenden Gruppe.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Gewichtsverhältnis 0,2 : 1 bis 5 : 1 beträgt.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Gewichtsverhältnis 0,4 : 1 bis 2,5 1 beträgt.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 6, die außerdem ein Additiv umfasst, ausgewählt aus der aus einer in Wasser dispergierbaren polymeren Spezies mit einer Glasübergangstemperatur von -85ºC bis +80ºC, einer in Wasser löslichen polymeren Spezies mit einer Glasübergangstemperatur von -85ºC bis +80ºC, einem Schaummittel, einem Schlichtemittel, einem Pigment, einem Farbstoff und einem Verdickungsmittel bestehenden Gruppe.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 7, die außerdem einen Füllstoff, ausgewählt aus der aus einem Ton und einem Calciumcarbonat bestehenden Gruppe, umfasst.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 8, die außerdem eine Substanz umfasst, ausgewählt aus der aus Zement, Beton, Gips, Sand, polymerem Zementbinder, Faser, Mineralwolle, Mull, Zementbeschleunigern und -verzögerern, inerten Füllstoffen, Aggregaten, Ton, Pigmenten, Farbstoffen, Weichmachern, Superweichmachern und Frostschutzadditiven bestehenden Gruppe.

10. Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung einer Druckfarbenbeschichtung; eines Klebstoffs; eines zementhaltigen Gegenstandes, ausgewählt aus der aus einem Block, einem Paneel, einem Brett, einer Dachplatte und einer Bodenplatte bestehenden Gruppe; oder eines vorgegossenen oder an Ort und Stelle gegossenen zementhaltigen Gegenstandes dafür; eines Gipsgegenstandes, ausgewählt aus der aus einem Brett, einem Paneel, einer Dachplatte und einer Bodenplatte bestehenden Gruppe; eines Sperrmaterials, ausgewählt aus der aus einer Mülldeponieabdeckung, einer Geruchssperre und einer Staubschutzhülle bestehenden Gruppe; eines Papierbehandlungsprodukts; eines Holzbehandlungsprodukts; eines Keramikprodukts; eines Feuerlöschschaums sowie eines flammhemmenden Schaums.

11. Schaumzusammensetzung, umfassend

(a) Wasser; und

(b) eine Zusammensetzung zur Verwendung für die Herstellung einer wässrigem geschäumten Zusammensetzung wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert.

12. Schaumzusammensetzung nach Anspruch 11, die außerdem einen Schaumerzeuger umfasst.

13. Verfahren zur Herstellung eines wässrigen Schaums, umfassend die Schritte:

(a) Erzeugen eines vorgeformten Schaums durch Bewegen einer ersten Flüssigkeit, umfassend Wasser und eines von

(i) einer langkettigen, organischen Kationen bildenden Verbindung der Formel (I)

worin das Kation [RR&sub1;R&sub2;R&sub3;N]&spplus; ein langkettiges Alkyltrimethylammoniumkation ist, in dem die Alkylgruppe 10 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, und X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Halogenid, einem Sulfonat und einem Sulfat oder Cetylbenzyldimethylammoniumchlorid, Cetyltriethylammoniumbromid und deren Gemischen; und

(ii) einer langkettigen, organischen Anionen bildenden Verbindung der Formel (II):

R'-X&sub2;&supmin;Y&spplus; (II),

(b) Zugabe einer zweiten Flüssigkeit zu diesem vorgeformten Schaum, die die andere der langkettigen, organischen Kationen bildenden Verbindungen bzw. der langkettigen organischen Anionen bildenden Verbindung umfasst, so dass das aus der langkettigen, organischen Kationen bildenden Verbindung hergestellte Kation und das aus der langkettigen, organischen Anionen bildenden Verbindung hergestellte Anion in einem Gewichtsverhältnis von 0,05 : 1 bis 15 : 1 vorliegen;

(c) Bewegen des vorgeformten Schaums und der zweiten Flüssigkeit, um einen einzigen Schaum aus dem vorgeformten Schaum und der zweiten Flüssigkeit zu erzeugen, und gegebenenfalls

(d) Dispergieren einer Aufschlämmung, enthaltend eine Substanz, ausgewählt aus der aus Zement, Beton, Gips, Sand, polymerem Zementbinder, Faser, Mineralwolle, Mull, Zementbeschleunigern und -verzögerern, inerten Füllstoffen, Aggregaten, Ton, Pigmenten, Farbstoffen, Weichmachern, Superweichmachern und Frostschutzmitteln bestehenden Gruppe, in dem einzigen Schaum.

14. Verfahren zur Herstellung eines Schaums, umfassend die Schritte

(a) Erzeugen eines flüssigen Gemischs einer langkettigen, organischen Kationen bildenden Verbindung der Formel (I) in Wasser

einer langkettigen, organischen Anionen bildenden Verbindung der Formel (II):

R'-X&sub2;&supmin;Y&spplus; (B):

worin R' ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen ist; X&sub2;&supmin; eine anionische Gruppe, ausgewählt aus der aus Carboxylat, Sulfat, Sulfonat und Phosphat bestehenden Gruppe, ist und Y&spplus; ein kationisches Gegenion, ausgewählt aus der aus Ammonium-, Natrium- und Kaliumsalz bestehenden Gruppe ist;

so dass das aus der langkettigen, organischen Kationen bildenden Verbindung hergestellte Kation und das aus der langkettigen, organischen Anionen bildenden Verbindung hergestellte Anion in einem Gewichtsverhältnis von 0,05 : 1 bis 15 : 1 vorliegen;

(b) Zugabe eines Schaumerzeugers zu diesem flüssigen Gemisch;

(c) Bewegen des Gemischs; und gegebenenfalls

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem das aus der langkettigen, organischen Kationen bildenden Verbindung hergestellte Kation und das aus der langkettigen, organischen Anionen bildenden Verbindung hergestellte Anion in einem Gewichtsverhältnis von 0,2 : 1 bis 5 : 1 vorliegen.