DE2114046A1 - Cellular insulating components - with evacuated cells - Google Patents

Abstract

The component consists of granular mainly open cell cellular material such as silica foam in which a reduced pressure exists in the cells. In the prefd. process the granular material is mixed with an epoxy-resin-hardener mix and the resultant mixture is introduced into a mould where it is allowed to set in a vacuum. Components, which may include plates and pipe sleeves, made in this way have excellent heat insulating props.

Description

Isolierkörper, insbesondere Isolierplattetaus zelligem Material und Verfahren zu dessen Herstellung Es sind Verfahren zur Herstellung von Isolierplatten bekannt, indem man ein Grundmaterial entweder zu einem Körper, z B.Insulating bodies, in particular insulating plates made of cellular material and Process for its manufacture There are processes for the manufacture of insulating panels known by converting a basic material either to a body, e.g.

Schaumglas oder Polyurethan, oder aus einem feinkörnigen, blähbaren Material, z.B. Polystyrol, in einer Form bläht, oder man erzeugt die Platten aus verschiedenen geschäumten Materialien entweder durch Sintern oder Zusammenkleben, z.B. Perlitplatten, oder verschiedene Kombinationen geschäumter Materialien mit Bindemittel.Foam glass or polyurethane, or from a fine-grained, expandable one Material, e.g. polystyrene, expands in a mold, or the panels are made out of it different foamed materials either by sintering or gluing together, e.g. perlite sheets, or various combinations of foamed materials with Binder.

Alle diese Verfahren beruhen auf der Isolierwirkung der Schaummaterialien und setzen voraus, dass deren Zellen geschlossen sind, wie z.B die Blasen eines Seifenschaumes. Offene Zellen haben sehr geringe Isoliereigenschaften, denn sie sind mit ein ander verbunden und leisten dem Wärmedurchgang folglich nur geringen Widerstand. Offenzellige Schaummaterialien galten daher als ungeeignet zur Herstellung der Isolierplatten oder mindestens als Materialien niedrigerer Qualität.All of these processes are based on the insulating effect of the foam materials and assume that their cells are closed, such as the bubbles of a Soap foam. Open cells have very poor insulating properties because they are connected to one another and consequently only provide minimal heat transfer Resistance. Open-cell foam materials were therefore considered unsuitable for production the insulating panels or at least as materials of lower quality.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Isolierkörper im wesentlichen aus offenzelligem Material, das trotzdem gute Isoliereigenschaften aufweist. Zu diesem Zweck sind diese Zellen zu evakuieren und qasfrei zu halten. Versuche haben aber gezeigt, dass nicht alle Schaurnlnaterialien sich dafür eignen. The subject of the invention is an insulating body essentially made of open-cell material, which nevertheless has good insulating properties. For this purpose, these cells must be evacuated and kept free of gas. Tests have shown, however, that not all display materials are suitable for this.

sind die Zellwände zu schwach und das Material wird beim Evakuieren vom Atmosphärendruck eingedrückt. Als Material, das dem Druck von aussen widersteht, hat man nun beispielsweise körnige, geschäumte Kieselsäure gefunden. Sie wird deshalb hier zur Herstellung von evakuierten Isolierplatten mit oder ohne Bindemittel vorgebcen.are the cell walls too weak and the material becomes depressed when evacuating from atmospheric pressure. As a material capable of printing resists outside, granular, foamed silica has now been found, for example. It is therefore used here for the production of evacuated insulation panels with or without Specify binding agent.

In Versuchen sind folgende Voraussetzungen zum Aufbau eines stabilen Systems ermittelt worden: 1. Die Zellen des Schaummaterials müssen offen sein oder nur mit so dünnen Zwischenwänden voneinander abgetrennt werden, dass sie beim Evakuieren von der Luftdruckminderung von aussen durchbrochen werden.In experiments the following prerequisites are required to build a stable System: 1. The cells of the foam material must be open or can only be separated from one another with such thin partitions that they can be evacuated be broken by the reduction in air pressure from the outside.

2. Das Schaumstoffgerüst, das nach dem Durchbruch der Bläschen bleibt, muss fest genug sein, um den Atmosphärendruck auszuhalten.2. The foam structure that remains after the bubbles have broken through, must be strong enough to withstand atmospheric pressure.

3. Das Schaummaterial muss vom Bindemittel gut benetzbar sein.3. The foam material must be easily wettable by the binding agent.

4. Das Bindemittel muss im -Vakuum chemisch härtbar sein und auf der Oberfläche des Sdhaummateriales einen zusammenhängenden homogenen Ueberzug bilden.4. The binder must be chemically curable in the vacuum and on the Form a cohesive, homogeneous coating on the surface of the foam material.

Solchen Bedingungen genügt z.B. die genannte geschäumte Kieselsäurebesonders in ihrer körnigen Form. Die Adsorptionsfähigkeit des entwässerten Kieselsäuregels ist bekannt. Daraus folgt auch die tadellose Benetzbarkeit seiner Oberfläche mit organischen Harzstoffen. Wenn man also Kieselsäureschaumkügelchen mit einem Kunststoffbindemittel vermischt, z.B. mit Epoxy oder Polyesterharz, so kann man diese Mischung im Vakuum aushärten lassen. Aus den einzelnen Kügelchen wird zuerst die Luft abgesaugt und sobald die Deckschicht des Bindemittels auf der kieselsäure dick genug ist, bildet es nach der Unterdruck-Stabil. isierun# wieder einen zusammenhängenden homogenen Ueberzug und härtet: in diesem Zustand aus. Es liegt auf der Hand, dass das Vakuum nicht herabgesetzt werden darf, bevor das Bindemittel erhärtet ist. Nach dem Aushärten und dem Ausgleich des Vakuums auf den Umgebungsdruck, behalten die Kügelchen das Vakuum, das höchstens durch Spuren von Monomerresten des Harzes ein wenig herabgesetzt wird. Die einzelnen Kügelchen sind dann gut wärme-und schallisolierend, nicht nur wegen ihrer Zellen, sondern auch dank des darin herrschenden Vakuums. Bei hochwertigem Kunstharz kann man mit einem lange dauernden Vakuum in den Kügelchen rechnen. Auch wenn man die evakuierte Masse an einer Stelle beschädigt, so wird das Vakuum nur in den zerstörten Kügelchen -aufgehoben. Selbst bei einem vollständigen Vakuumverlust wirkt das System noch immer als gute Schaumisolierung, da die Zellen beim Beschichten der Kügelchen verschlossen wurden. Für bestimmte Zwecke, z.R. zur Herstellung von Isoliergefässen oder formbaren Isolierschichten, kann man das körnige vakuumfeste Schaummaterial in einem harten oder weichen Behälter ohne Bindemittel evakuieren. In diesem Falle hält der Luftdruck die Kügelchen zusammen und verhindert ihre Häufung. Das Vakuum verbessert die Isolierfähigkeit des Systems oder ist gar allein dafür verantwortlich. Auch für solche Zwecke hat sich körniger Kieselsäureschaum als sehr geeignet gezeigt.The aforementioned foamed silica, for example, is particularly suitable for such conditions in their granular form. The adsorption capacity of the dehydrated silica gel is known. This also results in the impeccable wettability of its surface organic resin materials. So if you have silica foam beads with a plastic binder mixed, e.g. with epoxy or polyester resin, this mixture can be made in a vacuum let harden. First, the air is sucked out of the individual beads and as soon as the top layer of the binder on the silica is thick enough, forms it after the negative pressure stable. isierun # again a coherent homogeneous Coating and hardening: in this state off. It is obvious, that the vacuum must not be reduced before the binding agent has hardened. After hardening and equalization of the vacuum to the ambient pressure, keep it the pellets the vacuum, which is at most due to traces of residual monomer in the resin is lowered a little. The individual beads are then good heat and sound insulating, not only because of their cells, but also thanks to the vacuum that prevails in them. With high-quality synthetic resin, a long vacuum can be used in the beads calculate. Even if you damage the evacuated mass in one place, so will the vacuum only lifted in the destroyed spheres. Even with a full one If the vacuum is lost, the system still acts as a good foam insulation as the cells were sealed when the beads were coated. For certain purposes, e.g. to the Manufacture of insulating vessels or malleable insulating layers, one can use the granular vacuum-tight foam material in a hard or soft container with no binder evacuate. In this case, the air pressure holds the beads together and prevents them their accumulation. The vacuum improves the insulating capacity of the system or is even less solely responsible for it. Granular silica foam has also been used for such purposes shown to be very suitable.

Beispiel l Zur Herstellung einer Vakuumisolierplatte wird vorerst ein flüssiges Epoxyharz-Härter-#emisch angesetzt. In 150 6ewichtsteilen des Gemisches bringt man etwa 15D Gewichtsteile körnigen Kieselsäureschaum ein. Das Durchmischen beider Materialien muss so innig sein, dass man eine gute und zusammenhängende Schicht auf den einzelnen Kügelchen der Kieselsäure erzielt. Dann gibt man der Mischung die gewünschte Fo t evakuiert den Formkörper in einem Vakuumbehälter und lässt ihn darin aushärten.Example 1 For the production of a vacuum insulation panel, for the time being a liquid epoxy resin hardener is mixed. In 150 parts by weight of the mixture one brings about 15D parts by weight of granular silica foam. The mixing Both materials must be so intimate that you get a good and cohesive layer achieved on the individual beads of the silica. Then you give the mixture the desired Fo t evacuates the shaped body in a vacuum container and leaves it harden in it.

Ferner lässt sich der körnige Kieselsäureschaum ohne Bindemittel in einer Hülle aus Kunststoffolie evakuieren und so eine relativ feste Vakuumisolierplatte herstellen. -Man kann dieses Verfahren mit dem sog. Vakuumverpacken vergleichen, das hauptsächlich in der Nahrungsmittelindustrie verwendet wird. Auf diese Weise können nicht nur Platten hergestellt, sondern auch Bauteile, z.B. Rohre oder Krümmer, an Ort und Stelle isoliert werden.Furthermore, the granular silica foam can be used in evacuate a sleeve made of plastic film and so a relative fixed Manufacture the vacuum insulation panel. -You can do this with the so-called vacuum packaging which is mainly used in the food industry. on In this way, not only panels can be produced, but also components, e.g. pipes or bend, insulated in place.

Beispiel 2 Aus Polyäthylenfolie schweisst man einen Beutel und füllt ihn mit körnigem Kieselsäureschaum soweit, bis die Körner sich zu einer Schicht gewünschter Dicke ausgebreitet haben. Dann legt -man den Beutel um das zu isolierende Rohr und saugt die Luft ab durch ein Ventil, das an einer Ecke des Beutels angebracht ist.Example 2 A bag is welded from polyethylene film and filled cover it with granular silica foam until the grains form a layer have spread to the desired thickness. Then you put the bag around what you want to isolate Tube and sucks the air out through a valve that is attached to one corner of the bag is.

Die Aussenluft drückt auf die Kunststoffolie und also auch auf die Kieselsäurekügelchen. Die Kügelchen werden auf diese Weise nicht nur evakuiert, sondern auch vom Luftdruck aneinander gepresst, sodass eine mechanisch stabile Isolierschicht um das Rohr entsteht. Jeder weitere Isolierbeutel um das Rohr soll das Ventil des vorangehenden Beutels bedecken. Diese Ventile können z.B als flache Kunststoffröhren ausgefüh-rt sein, die sich nach dem Evakuieren durch den Luftdruck von selbst verschliessen.The outside air presses on the plastic film and therefore also on the Silica beads. The beads are not only evacuated in this way, but also pressed against each other by air pressure, creating a mechanically stable insulating layer around the pipe. Each additional insulating bag around the pipe should close the valve of the cover the previous bag. These valves can be made, for example, as flat plastic tubes be designed that close by themselves after evacuation by the air pressure.

Danach kann man die Ventile noch zuschweissen.Then you can still weld the valves.

Nach dem Anbringen der Isolierung wird das Rohr noch mit einem Schutzüberzug aus Kunststoffolie oder Klebband versehen.After applying the insulation, the pipe is still covered with a protective coating made of plastic film or adhesive tape.

Claims (5)

P a t e n t a n s p r u: c h e P a t e n t a n s p r u: c h e Isolierkörper, insbesondere Isolierplatte, aus körnigem, im wesentlichen offenzelligem Material, insbesondere Kieselsäureschaum, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen des Materials unter vermindertem Druck stehen.Insulating body, in particular insulating plate, made of granular, essentially open-cell material, in particular silica foam, characterized in that that the cells of the material are under reduced pressure. 2. Isplierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner mit einem Bindemittel gebunden sind. 2. Isplierkörper according to claim 1, characterized in that the Grains are bound with a binder. 3. Isolierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus von einer Folie umhülltem Material besteht 3. Insulating body according to claim 1, characterized in that it consists of a film wrapped material 4. Verfahren zur Herstellung eines Isolierkörpers nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das zellige Material mit einem Bindemittel, vorzugsweise einem Kunstharz, mischt und das Gemisch unter Vakuum aushärtet.4. Method of making a Insulating body according to claims 1 and 2, characterized in that the cellular material with a binder, preferably a synthetic resin, and mixes the mixture cures under vacuum. 5. Verfahren zur Herstellung eines Isolierkörpers nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das zellige Material mit einer Folie umhüllt und das umhüllte Material evakuiert. 5. A method for producing an insulating body according to claim 1 and 3, characterized in that the cellular material is wrapped in a film and evacuated the encased material. L e e r s e i t eL e r s e i t e