DE1571399B2 - Verfahren zur Verbesserung der Formbeständigkeit von Korpern aus oxidhaltigen anorganischen Stoffen und Kunstharzbindemitteln - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung der Formbeständigkeit von Korpern aus oxidhaltigen anorganischen Stoffen und Kunstharzbindemitteln

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Description

Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Formbeständigkeit von Körpern aus oxidhaltigen anorganischen Stoffen, insbesondere von anorganischen silikathaltigen Blähmaterialien und Kunstharzbindemitteln bei Einwirkung von Feuer und/oder hohen Temperaturen.
Nach DIN 4102 ist es bekannt, Baumaterialien hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Feuer und Wärme zu klassifizieren. Dabei ist es naturgemäß nicht nur von Interesse zu wissen, ob ein Stoff brennbar, schwer entflammbar oder nicht brennbar ist. Vielmehr ist es auch von Interesse und Bedeutung, darüber Aufschluß zu erhalten, wie es um die Formbeständigkeit solcher Baustoffe bei Einwirkung von Feuer und/oder hohen Temperaturen beschaffen ist, denn es liegt nahe, daß ein Bauteil, das im wesentlichen seine Form beibehält, die Ausbreitung etwa eines Feuers zumindest behindert und verzögert, wenn nicht gar verhindern kann.
In der modernen Technik werden Bauteile verwendet, die aus oxidhaltigen anorganischen Stoffen wie Blähton, Blähglimmer, Blähschiefer, Bims usw. sowie Bindemitteln aus Kunstharz wie Phenolharz, Epoxydharz usw. hergestellt sind. Dabei hat die organische Komponente dieser Stoffe, also das Kunstharzbindemittel, die nachteilige Eigenschaft, daß es einer Verbrennung relativ leicht zugänglich ist. Entsprechend zerfallen bei einer längeren Feuer- und/oder Hitzeeinwirkung von beispielsweise 15 bis 20 Minuten solche Bauteile dadurch, daß infolge der Verbrennung des Kunstharzbindemittels der Zusammenhalt, d. h. die mechanische Festigkeit verlorengeht.
Es ist nun bei der Herstellung von Wärmeisoliermaterial aus geblähtem Perlit bereits bekannt, sowohl organische und anorganische Bindemittel gleichzeitig einzusetzen. Dabei werden als Sekundärbinder organische Bindemittel wie emulaierter Asphalt. Polyvinyl acetat oder Stärke unter Zugabe von Silikon verwendet, die jedoch dem Wärmeisoliermaterial keine Formbeständigkeit verleihen, da sie bei höheren Temperaturen wegoxydieren.
Weiterhin ist die Zugabe von als Flußmittel auf die Schmelztemperatur einer Glasurmasse wirkenden bor- und siliciumhaltigen Verbindungen zur Erniedrigung der Garbrandtemperatur keramischer Grundmassen bekannt. Im übrigen ist es auch für die Herstellung
ίο von expandiertem, lamellenartigem Vermikulit bekannt, die Vermikulitteilchen mit Natriumsilikat zu umhüllen.
Es wurde nun gefunden, daß sich die Formbeständigkeit von Körpern aus oxidhaltigen anorganischen Stoffteilchen und Kunstharzbindemitteln bei Einwirkung von Feuer und/oder hohen Temperaturen dadurch erheblich verbessern läßt, daß als Bindemittel ein borhaltiges Kunstharz verwendet wird oder daß als Bindemittel ein nicht borhaltiges Kunstharz verwendet wird und diesem vor der Anwendung Alkalisilikate, Kieselsäureester, Borsäuren und deren Salze, Triphenylborat oder andere sich unter der Einwirkung von Wärme und gegebenenfalls Druck mit Metalloxyden verbindende Borverbindungen zugesetzt werden.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung soll das Kunstharz einen Borgehalt von etwa 1 bis 20, vorzugsweise etwa 2 bis 8 Gewichtsprozent aufweisen bzw. sollen die Alkalisilikate, Kieselsäureester, Borsäuren und deren Salze usw. in einer Menge von etwa 3 bis 40, vorzugsweise 10 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Kunstharz, eingesetzt werden.
Die vorteilhafte Wirkung der vorgeschlagenen Maßnahmen, die an Hand einiger Beispiele im folgenden noch näher erläutert werden, dürfte darauf beruhen, daß das im Kunstharz enthaltene Bor bzw. die hinzugebrachten Alkalisilikate, Kieselsäureester usw. sich unter der Einwirkung von Feuer und/oder hohen Temperaturen mit Bestandteilen der oxidhaltigen anorganischen Stoffe, bei denen es sich unter der Einwirkung von Feuer und/oder hohen Temperaturen mit Bestandteilen der oxidhaltigen anorganischen Stoffe, bei denen es sich beispielsweise auch um Fasern handeln kann, zu flammbeständigen emailleähnlichen Produkten verbinden, die nach dem Verbrennen des gehärteten organischen Bindemittels dessen Funktion übernehmen.
Beispiel 1
In einem Mischer wurden
28,00 kg Blähton (Siebfraktion 10 bis 15 mm),
4,20 kg Phenolharzbindemittel der Handelsbezeichnung Techn. Harz P 600 und
0,84 kg einer etwa 50 %igen wäßrigen Para-
toluolsulfosäure-Lösung
miteinander vermischt. Diese Mischung wurde anschließend in eine oben offene Kastenform mit einer Grundfläche von 100 · 100 cm und einer Höhe von 12 cm gefüllt und innerhalb von 4 Stunden bei 6O0C in der Form zu einem porösen Körper (A) ausgehärtet. Die Druckfestigkeit eines daraus entnommenen Prüfkörpers von 10 cm Kantenlänge betrug 5,7 kg/cm2.
Danach wurde der gleiche Körper nochmals hergestellt, wobei dem Phenolharzbindemittel jedoch 25 Gewichtsprozent (= 1,05 kg) Borsäure in feinpulverisierter Form zugesetzt wurden (Körper B). Die Druck-
festigkeit von aus dieser Mischung hergestellten gleich großen Prüfkörpern betrug 4,8 kg/cm2.
Danach wurden aus den Körpern A und B Würfel von 10 cm Kantenlänge entnommen und 30 Minuten lang einer vollen, nicht leuchtenden Bunsenbrennerflamme ausgesetzt. Nach dieser Flammeinwirkung besaß der Würfel A keinerlei Festigkeit mehr, er zerfiel teilweise bereits während der Beflammung, teilweise bei späterer Berührung. Würfel B zeigte während der Beflammung keinen Zerfall und hatte nach dem Abkühlen noch eine Druckfestigkeit von 1,4 kg/cm2.
Beispiel 2
Analog zum Beispiel A wurden Formkörper aus folgender Blähton-Bindemittelkombination hergestellt:
28,0 kg Blähton (Siebfraktion 10 bis 15 mm) und 5,7 kg Bindemittel, bestehend aus
3.8 kg borhaltiges Phenolharz, feinst-
pulverisiert der Handelsbezeichnung Borharz B 1200
sowie
1.9 kg 1,4-Butandioldiglycidäther.
Die Formkörper wurden innerhalb von 12 Stunden bei 500C ausgehärtet. Die Druckfestigkeit des Materials betrug 7,0 kg/cm2. Drei Prüfwürfel von 10 cm Kantenlänge wurden 15 Minuten einer vollen Bunsenbrennerflamme ausgesetzt. Sie waren während und nach der Beflammung formstabil und hatten nach dem Abkühlen noch eine Druckfestigkeit von 1,8 kg/cm2.
Beispiel 3
5
Analog zum Beispiel A wurden Formkörper aus folgender Blähron-Bindemittelkombination hergestellt:
28,0 kg Blähton (Siebfraktion 10 bis 15 mm),
6,5 kg Bindemittel, bestehend aus
5,0 kg Harnstoffharz (Handelsbe
zeichnung Techn. Harz H 520),
0,5 kg Kaliumbisulfat,
1,0 kg Natriumtetraborat,
feinstpulverisiert.
Die geschütteten Formkörper wurden 24 Stunden bei Raumtemperatur und 8 Stunden bei 50° C gehärtet. Die Druckfestigkeit der den Körper entnommenen Prüfwürfel von 10 cm Kantenlänge betrug im Mittel 5,2 kg/cm2. Die 15 Minuten in einem Muffelofen bei 8000C gelagerten Prüfkörper zeigten keinerlei Zerfall und waren absolut formstabil. Die nach dem Abkühlen der Würfel gemessene Druckfestigkeit betrug 1,8 kg/cm2.
Die gleichen Körper, die rezeptmäßig ohne Boraxzusatz hergestellt worden waren, zerfielen teilweise während der 15 Minuten bei 8000C, vollständig jedoch bei dem Versuch, die Körper aus dem Ofen zu entnehmen.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Verbesserung der Formbeständigkeit von Körpern aus oxidhaltigen anorganischen Stoffen, insbesondere von anorganischen silikathaltigen Blähmaterialien und Kunstharzbindemitteln bei Einwirkung von Feuer und/oder hohen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein borhaltiges Kunstharz verwendet wird oder daß als Bindemittel ein nicht borhaltiges Kunstharz verwendet wird und diesem vor der Anwendung Alkalisilikate, Kieselsäureester, Borsäuren und deren Salze, Triphenylborat oder andere sich unter der Einwirkung von Wärme und gegebenenfalls Druck mit Metalloxiden verbindende Borverbindungen zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunstharz mit einem Borgehalt von etwa 1 bis 20, vorzugsweise etwa 2 bis 8 Gewichtsprozent verwendet wird bzw. die Alkalisilikate, Kieselsäureester, Borsäuren und deren Salze usw. in einer Menge von etwa 3 bis 40, vorzugsweise etwa 10 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Kunstharz, angewendet werden.
DE1571399A 1965-01-19 1965-01-19 Verfahren zur Verbesserung der Formbeständigkeit von Korpern aus oxidhaltigen anorganischen Stoffen und Kunstharzbindemitteln Pending DE1571399B2 (de)

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