DE2147627C2 - Nichtbrennbare Formmassen und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Nichtbrennbare Formmassen und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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- DE2147627C2 DE2147627C2 DE19712147627 DE2147627A DE2147627C2 DE 2147627 C2 DE2147627 C2 DE 2147627C2 DE 19712147627 DE19712147627 DE 19712147627 DE 2147627 A DE2147627 A DE 2147627A DE 2147627 C2 DE2147627 C2 DE 2147627C2
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Description
a) lOOGew.-Teile einer anorganischen Mischung,
die SiO2- und CaO-haltige Verbindungen enthält.
b) 10 bis 200 Gew.-Teile Mineralfasern und r
c) einer der folgenden Stoffe
1. höchstens 20 Gew.-Teile thermoplastischer oder wärmehärtbarer polymerer Verbin-Jungen,
2. Höchstens 5 Gew.-Teile Bitumen und
3. höchstens 15 Gew.-Teile kristallines Aluminiumoxid.
2. Formmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als SiOrhaltige Verbindung
Quarzstein, Siliciumdioxidsand oder Kieselgur enthalten ist.
3. Formmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als CaO-haltige Verbindung gelöschter Kalk, ungelöschter Kalk, Calciumcarbonat
oder Zement enthalten ist.
4. Fonnmasse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von CaO —
enthaltender Verbindung zu SiO2 — enthaltender J5
Verbindung 0,5 bis 2,0 beträgt
5. Verfahren zur Herstellung einer nicht brennbaren Formmasse gemäß Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,
daß man einen der folgenden Stoffe
■40
1. höchstens 20 Gew.-Teile einer thermoplastischen oder wärmehärtbaren polymeren Verbindung,
2. höchstens 5 Gew.-Teile Bitumen
3. höchstens 15 Gew.-Teile kristallines Aluminium- «
oxid
zu einer Mischung zufügt, die 100 Gew.-Teile einer
anorganischen Mischung, die SiO2- und CaO-haltige
Verbindungen enthält, und 10 bis 200 Gew.-Teile Mineralfasern enthält, und Wasser zugibt, um eine
einheitliche Mischung herzustellen.
55
Gegenstand der Erfindung ist eine nichtbrennbare Formmasse auf der Basis einer anorganischen Mischung
aus Siliciumdioxid und Calciumoxid enthaltenden Verbindungen mit mineralischen oder organischen m>
Faserstoffen gemäß den Patentansprüchen.
In den Vergangenen Jahren bestand ein Bedarf für feuerbeständige oder nichtbrennbare Formmassenbaumaterialien,
um das Auftreten und Verbreiten von Feuer zu vermeiden. Es wurden feuerbeständige Formmassen
Vorgeschlagen, die Zement, Gips und Mineralfasern und organische Fasern enthalten, wobei die organischen
Fasern zugefügt wurden, um die Eigenschaften des Materials zu verbessern. Da die organischen Fasern
verbrennen und in großen Mengen zugefügt werden, ist es unmöglich, die Feuerbeständigkeit der Formmasse zu
verbessern, und außerdem besitzt das so hergestellte Material keine gute Biegefestigkeit.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nichtbrennbare bzw. feuerbeständige
Formmasse zu schaffen, die hohe Feuerbeständigkeit und Biegefestigkeit besitzt.
Die Erfindung betrifft nun eine nichtbrennbare dampfhärtbare Formmasse auf der Basis einer dampfhärtbaren
anorganischen Mischung aus Siliciumdioxid und Calciumoxid enthaltenden Verbindungen mit
Zusätzen an gegebenenfalls organische Verbindungen aufweisenden mineralischen Faserstoffen und
Aluminiumoxid, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung:
a) 100 Gew.-Teile einer anorganischen Mischung, die SiOj- und CaO-haltige Verbindungen enthält,
b) 10 his 200 Gew.-Teile Mineralfasern und
c) einen der folgenden Stoffe:
1. höchstens 20 Gew.-Teile thermoplastischer oder wärmehärtbarer polymerer Verbindungen,
2. höchster.« 5 Gew.-Teile Bitumen und
3. höchstens 15 Gew.-Teile kristallines
Aluminiumoxid.
Die Mischung, enthaltend eine anorganische Verbindung, die hauptsächlich Siliciumidoxid enthält, und eine
Verbindung, die hauptsächlich Calciumoxid enthält, und
die im folgender, einfach als Mischung aus anorganischer Verbindung, die hauptsächlich Siliciumdioxid und
Calciumoxid enthält, bezeichnet wird, besitzt die Eigenschaft, daß sie bei der Zugabe von Wasser und
nachfolgender Dampfhärtung abbindet. Beispiele für anorganische Verbindungen, die V'.Iiciumoxid enthalten,
umfassen Quarzstein, Siliciumdioxidsand oder Kieselgur. Anorganische Verbindungen, die hauptsächlich
Calciumoxid enthalten sind beispielsweise Zement. Löschkalk, gebrannter Kalk bzw. ungelöschter Kalk und
Calciumcarbonat.
In der dampfhärtbaren anorganischen Mischung, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beträgt
das Molverhältnis von anorganischer Verbindung, die Siliciumdioxid enthält, zu anorganischer Verbindung.die
Calciumoxid enthält, von 0.5 bis 2.0. vorzugsweise 0.6 bis
1.2.
Die dampfhärtbare anorganische Mischung liegt vorzugsweise in Form von Pulvern mit einer solchen
Teilchengröße vor. daß die Teilchen ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,18 mm. vorzugsweise von
0,045 mm passieren.
Die Mineralfasern besitzen eine Länge von 3 bis
30 mm, insbesondere von 5 bis 15 mm. Diejenigen, die
kürzer als 5 mm sind, wirken nicht als Verstärkungsmaterialien. Wenn sie langer als 15 mm sind, verwickeln
sie sich miteinander, und es wird schwierig, sie
einheitlich in der dampfhärtbaren anorganischen Mischung zu dispergieren.
Beispiele von Mineralfasern, die in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können, sind
Chrysotilasbest(3 MgO · SiO2 · 2 H2O),
Amositasbest ((FeMg)6Si8O22(OH)2),
Ib(N()
Amositasbest ((FeMg)6Si8O22(OH)2),
Ib(N()
Amphibolasbest (Ca2Mg5Si8O22(OH)2),
Tremolitasbest (Ca3Mg5SIaO22(OH))),
Actinolitasbest (Ca(MgFeJi(SiO2J4H2O),
Steinwolle, Glasfasern und
Schlackenwolle. ϊ
Tremolitasbest (Ca3Mg5SIaO22(OH))),
Actinolitasbest (Ca(MgFeJi(SiO2J4H2O),
Steinwolle, Glasfasern und
Schlackenwolle. ϊ
Die Mineralfasern sind besonders wichtig, um die geformten Artikel, die aus der nichtbrennbaren
Formmaske hergestellt werden, zu verstärken.
Die Menge an Mineralfasern beträgt 10 bis i»
200 Gew.-Teile/lOO Gew.-Teile dampfhärtbarer anorganischer
Mischung. Gute Ergebnisse erhält man, wenn man 20 bis lOOGew.-Teile, insbesondere 50 bis
80 Gew.-Teile, verwendet.
Der Ausdruck »thermoplastische oder wärmehärtbare polymere Verbindung« bedeutet vorliegend nichtfaserartige,
harzartige oder kautschukartige Materialien einschließlich thermoplastischer Harze, thermoplastischer
kautschukartiger polymerer Materialien und wärmehärtbarer Harze.
Sie werden in einer Menge von höchstens 20 Gew.-Teilen, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-Teikn/lOO Gew.-Teile
dampfhärtbare anorganische Mischung verwendet.
Beispiele von thermoplastischen Harzen, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,
umfassen Polyolefinharze wie Polyäthylenharz, Polypropylenharz, Mischpolymerisate von Äthylen und
anderen Monomeren, Styrolharze wie Polystyrolharz und Mischpolymerisate von Styrol mit anderen
Monomeren, Vinylharze wie Vinylchloridharz oder Vinylacetatharz, Polyamidharze, Polyacrylnitrilharz. P-lyacrylatharz,
gesättigter Polyesterharze. Celluloseacetatharze und Polyäthylenoxid.
Beispiele von thermoplastischen kautschukartigen polymeren Verbindungen, die in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können, umfassen natürlichen Kautschuk. Polyisoprenkautschuk. Polybutadienkautschuk,
Polypropylenoxid. Polychloroprenkautschuk, Polyisobutylenkautschuk. lsobutylen/Isopren-Mischpolymerisat,
kautschukartiges Äthylen/Propylen-Mischpolymerisat. kautschukartiges Styrol-Butadien-Mischpolymerisat.
kautschukartige chlorsulfoniertes Polyäthylen, Acrylkautschuk, kautschukartiges Äthylen/
Vinylacetat-Mischpolymerisat.
Als ν ärmehärtbares Harz ka.in man ungesättigte Polyesterharze, Epoxidharze. Harnstoffharze. Melaminharze
und Phenolharze verwenden.
Eine der Verbindungen, die als dritter Bestandteil in
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ist Bitumen einschließlich Kohleteer. Kohlepech bzw.
Pechkohle. Petroleumteer. Petroleumpech. Asphalt. Paraffin. Erdwachs und Vaseline.
Die Bitumenmenge beträgt höchstens 5 Gew.-Teile,
vorzugsweise 0r5 bis 2,0 Gew.-Teile/100 Gew.-Teile
dampfhärtbarer anorganischer Mischung.
Diese polymeren Verbindungen und Bitumen werden entweder allein oder in geeigneter Mischung verwendet.
Durch Zugabe der dritten Komponente wie oben beschrieben erhält man eine nichlbrennbare bzw nicht
entflammbare Formmasse, die nichtbrennbare bzw. nichtentflammbare, geformte Gegenstände mit hoher
Biegefestigkeit und sehr niedriger Wasserabsorption bzw. Wasseraufnahmefähigkeit ergeben. Man nimmt an,
daß diese Verbesserungen durch die Wirkung der polymeren Verbindung und des Bitumens als Bindemittel
der dampfhärtbarrn anorganischen Mischung und der Mineralfasern wirken. Man nimmt weiterhin an. daß
der zugefügte dritte Bestandteil in die Zwischenräume zwischen der dampfhänbaren anorganischen Mischung
und den Mineralfasern eintritt und durch die Einwirkung von Wärme und Druck die dampfhärtbare anorganische
Mischung und die Mineralfasern fest verbindet. Die Wirkung des dritten Bestandteils als Bindemittel hat
ebenfalls einen Einfluß auf den Preßdruck de/ entstehenden, nichtbrennbaren Formmasse, und je
höher der Preßdruck ist umso mehr werden die Biegefestigkeit und die Wasseraufnahmefähigkeit mit
kleineren Mengen an drittem Bestandteil verbessert. Verwendet man Bitumen als dritten Bestandteil, so
werden nicht nur die Biegefestigkeit und die Wasseraufnahmefähigkeit verbessert, sondern auch die Schlagfestigkeit
wird verbessert. Es wurde jedoch gefunden, daß, abhängig von der Art des Bitumens, die Stärke der
Verbesserung in der Biegefestigkeit und der Wasseraufnahmefähigkeit unterschiedlich ist. Beispielsweise werden
diese Eigenschaften besonders stark verbessert, wenn man Kohlepech verwendet, und die Verbesserung
ist etwas geringer, wenn die Mei!j,e an Pech höher als
2 Gew.-Teile, aber weniger als 5 Gew.- feile beträgt. Die Zugabe von Kohlenteer führt zu der besten Verbesserung
der Biegefestigkeit und der Schlagfestigkeit. Wenn man Kohlepech zufügt, ist der maximale Wert der
Biegv-i'estigkeit geringer als im Fall der Zugabe von
Kohleteer, aber mit Mengen unterhalb 5 Gew.-Teilen erhält man ausgezeichnete Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit.
Es wurde weiterhin gefunden, daß eine Formmasse, die 100 Gew.-Teile dampfhärtbare anorganische Mischung.
10 bis 200 Gew.-Teile Mineralfasern und höchstens 15 Gew.-Teile. vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-Teile
kristallines Aluminiumoxid enthält, ebenfalls nichtbrennbare, geformte Gegenstände mit ausgezeichneter
Biegefestigkeit ergibt. Die Verbesserung in der Biegefestigkeit ist auf Tobermorit
(5 CaO · 6 SiO2 ■ 5 H2O) und/oder Aiuminiumtobermorit
zurückzuführen, das dadurch entsteht, dab ein Teil der Si-Atome in Tobermorit durch Aluminium ersetzt
wird und der durch Erwärmen der nichtbrennbaren Pormmasse auf 150 bis 210° C. vorzugsweise 170 bis
190°C, und einem Dampfdruck von 5,1 · 10' bis 2 · 106 Pa. vorzugsweise 7.1 10* bis 1.0 · 106 Pa gebildet
wird.
Das kristalline Aluminiumoxid, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, umfaßt
a-Aluminiumoxid (a-AI2O;),
/-Aluminiumoxid (/-Al2Oi).
■x Aluminiumoxidmonohydrat(«-AI2O) · H2O).
,-i Aluminiumoxidmonohydrat (/3-AI2Oj ■ H2O),
xAluminiumoxidtrihydrat(a-AljO) · 3 H2O) und ^-Aluminiumoxidtrihydrat (Zf-AI2Oj · 3 H2O).
/-Aluminiumoxid (/-Al2Oi).
■x Aluminiumoxidmonohydrat(«-AI2O) · H2O).
,-i Aluminiumoxidmonohydrat (/3-AI2Oj ■ H2O),
xAluminiumoxidtrihydrat(a-AljO) · 3 H2O) und ^-Aluminiumoxidtrihydrat (Zf-AI2Oj · 3 H2O).
Diese kristallinen Aluminiumoxide können allein oder miteinander vermischt werden.
Wenn die verwendete Menge an kristallinen Alumi
niumoxid höher ist als 15 Gew.-Teile/100 Gew.-Teile
dampfhärtbarer anorganischer Mischung, bildet überschüssiges, kristallines Aluminiumoxid Kristalle aus
Hydrogranat (J CaO · Al2Oj · SiO2 · 4 H2O) zusammen
mit dem Aluminiumtobermorit, der im lobermorit
gebildet wird, und der Hydrogranat verursacht eine merkliche Verminderung in der Biegefestigkeit der
entstehenden gefrrmten Gegenstände.
Die Biegefestigkeit der geformten Gegenstände erreicht einen Maximalwert, wenn ungefähr 2 Gew.-Teile
kristallines Aluminitimoxid/100 Gew.-Teile dampf-
härtbarer anorganischer Mischung zugefügt werden. Wenn die Menge an kristallinem Aluminiumoxid
2 Gew.-Teile überschreitet, aber nicht höher ist als 15 Gew.-Teile, wird zusammen mit dem Aluminiumtobermorit
Hydrogranat gebildet. Da die Menge an > gebildetem Hydrogranat gering ist, ist die Biegefestigkeit
des geformten Gegenstands noch gut. Andererseils ist der Einfluß von Hydrogranat, wenn die Menge an
kristallinem Aluminiumoxid größer ist als 15 Gew.-Teile, groß und die Biegefestigkeit wird verkleinert.
Verwendet man Ton, der große Mengen amorphes Aluminiumoxid zusammen mit kristallinem Aluminiumoxid
enthält, oder fügt man Aluminiumoxid zu, das aus einer Mischung aus kristallinen und nichtkristallinen
Formen besteht, wird zusammen mit Aluminiumtobermorit
Hydrogranat in großen Mengen gebildet, und die Biegefestigkeit wird nicht so stark verbessert, verglichen
mit dem Fall, wenn man kristallines Aluminiumoxid zufügt. Daher können solche Verbindungen nicht
bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Im Hinblick darauf, ist es bei der vorliegenden Erfindung
erforderlich, reines kristallines Aluminiumoxid oder kristallines Aluminiumoxid, das nur eine kleine Menge
amorphes Aluminiumoxid enthält, zu verwenden, damit nicht die Biegefestigkeit durch die Bildung von
Hydrogranat verschlechtert wird.
Die nichtbrennbare erfindungsgemäße Formmasse wird hergestellt, indem man einheitlich
(a) 100 Gew.-Teile einer dampfhärtbaren anorganisehen
Mischung aus Si(V und CaO-haltigen
Verbindungen.
(b) 10 bis 200 Gew.-Teile Mineralfasern und
(c) eine der folgenden Stoffe:
33
1. höchstens 20 Gew.-Teile einer thermoplastischen oder wärmehärtbaren polymeren Verbindung,
2. höchstens 5 Gew.-Teile Bitumen und
3. höchstens 15 Gew.-Teile kristallines Aluminiumoxid und Wasser
vermischt. Ein Reaktionskatalysator bzw. ein Reaktionsaktivator wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid,
Lithiumhydroxid oder Aluminiumoxid kann zugefügt -»5 werden
Verschiedene bekannte Verfahren können verwendet werden, um die obigen Bestandteile zu vermischen. Ein
bevorzugtes Verfahren besteht darin, daß man eine Mischung aus den Bestandteilen (a) und (b) in einen
Zylinder gibt, während man die Mischung knetet, und dann eine wäßrige Dispersion des Bestandteils (c) in den
Zylinder einfüllt und weiterknetet, um die Dispersion einheitlich in der Mischung zu verteilen. Dieses
Verfahren wird insbesondere unter Verwendung eines Extruders durchgeführt, dessen teilweiser Querschnitt in
der Zeichnung dargestellt ist
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung werden Mineralfasern in die pulverige dampfhärtbare anorganische
Mischung gegeben und dann gut in einer Mischvorrichtung vermischt Die gewünschte Menge
der entstehenden Mischung wird dann in das Materialbeschickungs-Einlaßrohr
2 der Extrusionsformvorrichtung eingeführt
Die Mischung wird dann in einen Zylinder 7 geführt and einheitlich durch Rotation einer Schnecke 1 durch
den Antriebsmechanismus 5 verknetet Während dieser Zeit wird die Mischung über eine Extrusionsöffnung 4,
die an dem einen Ende des Zylinders 7 angebracht ist, geleitet. Ungefähr in der Mitte zwischen der Extrusionsauslaßöffnung
4 und der Einlaßöffnung 2 ist eine Einlaßöffnung 3 für Flüssigkeil vorgesehen, um eine
wäßrige Dispersion der thermoplastischen oder wärmehärtbaren polymeren Substanz, Bitumen oder kristallines
Aluminiumoxid (Bestandteil c oben) in den Zylinder 7 einzuführen. Die Dispersion wird in den Zylinder 7 aus
einem Vorratstank, der nicht gezeigt wird, durch eine nicht gezeigte Leitung durch die Wirkung einer Pumpe
eingeführt. Es ist bevorzugt, daß die Menge an Dispersion 50 bis 160 Gew.Teile/100 Gew.Teile
dampfhärtbarer anorganischer Mischung beträgt.
Das Wasser oder die Dispersion, die durch die Flüssigkeitsöffnung 3 eingeführt wird, wird einheitlich in
der Zusammensetzung, die die dampfhärtbare anorgani sehe Mischung und Mineralfasern enthält, verteilt, und
dann wird die Zusammensetzung in den Zylinder 7 geleitet, wobei sie kontinuierlich geknetet wird, und von
dort wird sie durch die Extrusionsöffnung 4 extrudiert, bevor die dampfhärtbare anorganische Mischung
vollständig härtet
Bei diesem Verfahren werden die Mineralfasern in Extrusionsrichtung orientiert, und dadurch erhält man
ein nichtbrennbares, geformtes Material, das in der Extrusionsrichtung sehr hohe Biegefestigkeit besitzt.
Die Oberfläche des entstehenden Materials ist glatt
Verwendet man eine Form bzw. Matrize der gewünschten Form, wie eine Platte oder einen Zylinder,
am hinteren Ende des Zylinders, so kann man kontinuierlich nichtbrennbare, geformte Gegenstände
der gewünschten Form herstellen. Weiterhin kann man die Länge der geformten Gegenstände frei einstellen.
Die Herstellung der geformten Gegenstände aus der erfindungsgemäßen Formmasse beschränkt sich nicht
auf das oben beschriebene Formverfahren, sondern man kann auch andere Verfahren verwenden. Beispielsweise
kann man 300 bis 2000 Gew.-Teile Wasser zu 100 Gew. Teilen nichtbrennbarer Formmasse zufügen und die
Mischung in eine Form geben und direkt durch Einwirkung von Druck unter Entwässerung verformen.
Alternativ kann man die Mischung in eine Folien liefernde Vorrichtung geben, oder man kann eine
Filtrationsvorrichtung verwenden und geeignete plattenartige Gegenstände herstellen und gewünschtenfalls
die plattenartigen Gegenstände in einen Formrahmen der gewünschten Form geben, wobei plattenartige
Gegenstände gebildet werden.
Der so geformte Gegenstand wird unter der Einwirkung von einem Druck von mindestens
43 ■ 106 Pa auf einen Feuchtigkeitsgehalt vc\ 5 bis
50 Gew. % entwässert. Bei gewöhnlichen Verformungsarbeitsgängen ist es bevorzugt den Preßdruck
auf 43 · 106Pa bis 5,8 · 107 Pa und den Feuchtigkeitsgehalt
auf 5 bis 50 Gew.-% zu beschränken.
Wenn man den Feuchtigkeitsgehalt der plattenförmigen Gegenstände auf 5 bis 50 Gew.-% einstellt, nimmt
der Gehalt an amorphem Calciumsilicat zu, wohingegen der Gehalt an kristallinem Calciumsilicat abnimmt Das
amorphe Calciumsilicat wirkt als Bindemittel für die kristalline Verbindung und die Mineralfasern, wobei
Wasser entfernt und der Preßdruck erhöht wird. Dementsprechend ist die Kristallstruktur am dichtesten,
und man erhält einen nichtbrennbaren, geformten Gegenstand mit hoher Biegefestigkeit
Wenn der Wassergehalt des geformten Gegenstands geringer ist als 5 Gew.-%, verbleiben große Mengen an
nicht umgesetztem SiO? und CaO und bei der Bildung
von Calciumsilicat freien Schwierigkeiten auf. Andererseits
wird, wenn der Wassergehalt 50% übersteigt, der Gehalt ari amorpher Verbindung gering, und der Gehalt
an kristalliner Verbindung nimmt zu, wobei in diesem Fall ein geformter Gegenstand mit hoher Biegefestigkeit
nicht erhalten werden kann.
Es ist bevorzugt, daß während der Einstellung des Fei^lligkeilsgehaltes der Preßdruck bei 4,9 · 10* bis
5.8 · 10; Pa gehalten wird. Wenn das Verformen bei
einem Druck durchgeführt wird, der kleiner ist als
4.9 · 106Pa, ist es schwierig, den Feuchtic'teitsgehalt auf
weniger als 50Gew-% zu vermindern, und es ist schwierig, die dampfhärtbare anorganische Mischung
und die Mineralfasern zu verdichten. Wenn der Formdruck Ober 5,8 ■ 10' Pa liegt, kann es schwierig
sein, den Feuchtigkeitsgehalt über 5 Gew.-% zu erhöhen.
Der so entwässerte, geformte Gegenstand wird dann erwärmt und gehärtet. GewünschtenfnHs kann der
geformte Gegenstand durch Erwärmung auf 60 bis 90°C bei Atmosphärendruck während 5 bis 10 Stunden und
dann in einem Autoklaven durch Erwärmen auf 150 bis 2IO°C und 5,1 105 bis 2,0 1O6Pa während 5 bis
20 Stunden gealtert werden. Schließlich wird der geformte Gegenstand getrocknet, wobei ein nichtbrennbarer Gegenstand mit sehr hoher Biegefestigkeit
gebildet wird. Der Gegenstand wird dann in die gewünschten Größen und Formen geschnitten und
poliert, um die fertigen Gegenstände herzustellen.
Bekannte Zusatzstoffe wie anorganische Pigmente odf- Füllstoffe können zu den nichtbrennbaren
erfindungsgemäßen Formmassen zugefügt werden.
Der wie oben beschrieben erhaltene geformte Gegenstand besitzt eine sehr hohe Biegefestigkeit, eine
niedrige Wasseraufnahmefähigkeit und raucht kaum, ist schwer entflammbar und besitzt kaum Nachglüheigenschaften.
Die erfindungsgemäße Formmasse kann in jede gewünschte Form verforml werden. So kann man
beispielsweise Platten oder gewellte Gegenstände herstellen und sie ist nützlich als Material für Wände,
Fußböden, Decken und andere Gegenstände, die nicht brennen sollen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Die verschiedenen Eigenschaften wurden gemäß den
folgenden Verfahren bestimmt Alle Teile sind als Gewichtsteile angegeben.
Nichtbrennbarkeit
Eine Probe mit einer Größe von 22 · 22 cm wurde mit einem Stadtgasbrenner während 3 Minuten, in den Luft
mit einer Geschwindigkeit von 1,5 l/min eingeführt wurde, verbrannt Danach wurde sie mit einer
elektrischen Heizvorrichtung, die einen Nickel-Chrom-
Tabelie I
Draht halte und eine Kapazität von 1,5 kW/Std. besaß,
während 17 Minuten weiterverbrannt Die Rauchbildung, das Auftreten von Flammen und das Nachglühen
werden beobachtet und die Nichtbrennbarkeit wird ■5 bestimmt, indem man die gesamten Beobachtungsergebnisse
verwertet
Biegefestigkeit
Eine Probe mit einer Größe von 50 mm · 120 mm · 30—80 mm wird verwendet Die
Bestimmung wird durchgeführt indem man einen Autoklaven in einem Raum mit konstanter Feuchtigkeit
von 65 ± 5% und konstanter Temperatur von 20 ± TC verwendet
Schlagfestigkeit
Bestimmt gemäß dem JIS-A-5410-Verfahren.
Bestimmt gemäß dem JIS-A-5410-Verfahren.
Wasseraufnahmefähigkeit
(Äbsorptionsgeschwindigkeit)
(Äbsorptionsgeschwindigkeit)
Bestimmt gemäß dem JIS-A-5905- Verfahren.
Beispiele 1 bis 5
Beispiele 1 bis 5
Kieselgur (SiO2 78,56%, Al2O313,21%,
Fe2Oj 4,11%, CaO 1,51%. MgO 1,25%,
Fe2Oj 4,11%, CaO 1,51%. MgO 1,25%,
H2O 2-3%, Glühverlust 1,11%,
die Größe der Teilchen war geringer
als es einem Sieb mit einer lichten
Maschenweite von 0,05 mm entspricht) 57 Teile
gelöschter Kalk 43 Teile
gelöschter Kalk 43 Teile
Asbest 50 Teile
kautschukartiges Styrol/Butadien-
Mischpolymerisat 0J5,1,5,10 bzw. 20 Teile
800 Teile Wasser wurden zu 100 Teilen der nichtbrennbaren Formmasse der oben beschriebenen Rezeptur
zugefügt Die Mischung wurde dann in einer Knetvorrichtung gut verknetet und in eine Form mit
einer Größe von 910-1820-6 mm gegeben. Die
Mischung wurde bei einem Druck von 2,0 · 107 Pa
verformt und der Feuchtigkeitsgehalt wurde aur 40Gew.-% vermindert Man alterte dann zuerst
während 10 Stunden bei 800C und dann in einem Autoklaven bei 1800C und 7.1 · 105 Pa während
10 Stunden.
Der so hergestellte geformte Gegenstand wurde gut getrocknet und die Biegefestigkeit und die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit
wurden bestimmt Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß
die geformten Gegenstände hohe Biegefestigkeit und e'ne niedrige Wasseraufnahmefähigkeit besitzen und
daß sie nicht b.rennbar waren.
Styrol/Butadlen-Mlschpolym. (Pa)
(Gehalt an Feststoffen
In Teilen)
0,2
1
5
5
24» ■ 107
34 · ΙΟ7
3,2 - 10*
34 · ΙΟ7
3,2 - 10*
Feuchtlgkeltsabsorptlons- | Feuer |
geschwlndlgkeit | beständig |
(*) | kelt |
der geformt Gegenst | |
48 | ausge |
zeichnet | |
44 | ausge- |
ZCiCiiitCi | |
38 | aiisee- |
ίο
Fortsetzung
Beispiele | Menge an kautschukart. | Biegefestigkeit | Feuchtlgkeltsabsorpllons- | Feuer- |
Styrol/Dutadlen-Mlschpolym. | (Pa) | geschwindigkeit | beständlg- | |
(Gehalt an Feststoffen | (%) | ketl | ||
In Teilen) | der geformt. Gegenst |
10
20
20
3,0 10'
2,7 · 207 25
25
2,7 · 207 25
25
ausgezeichnet ausgezeichnet
15
Für Vergleichszwecke wurde das gleiche Verfahren wie oben beschrieben wurde wiederholt mit der
Ausnahme, daß das kautschukartige Styrol/Buladien-Mischpolymerisat
nicht zugefügt wurde. Der entstehende geformte Gegenstand hatte eine Biegefestigkeit von
2,2 · 10' Pa und eine Feuchtigkeitsabsotptionsgeschwindigkeit
von 52%. Wurde das gleiche Verfahren
kautschukartigem Styrol/Butadien-Mischpolymerisat zu 30 Gew.-Teilen verändert wurde, so hatte der
entstehende geformte Gegenstand eine Biegefestigkeit von 2,25 · 107 Pa und eine gute Feuerbeständigkeit.
Beispiele 6bis22
Das in den Beispielen 1 bis 5 beschriebene Verfahren
wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß man als nichtbrennbare Formmasse die in Tabelle II gezeigten
zu Zusammensetzungen ansiciic ucf ϊίίΟπίιίΓεΤιΓιυΰΓβΓι
Formmasse der Beispiele 1 bis 5 verwendete. Die Ergebnisse sind in Tabelle It aufgezeigt.
Beispiele | 7 | 8 | 9 | 10 |
6 | 57 | 57 | 57 | 57 |
57 | 43 | 43 | 43 | 43 |
43 | 50 | 50 | 50 | 50 |
50 | 1 | 5 | 10 | 20 |
0,5 | ||||
Bestandt. d. feuerbest. Formmasse (In Teilen)
Kieselgur
gelöscht. Kalk
Asbest
ungesättigtes Polyesterharz
Epoxiharz
Äthylacrylatharz
Eigenschaften des geformten Gegenstands
Biegefestigkeit (Pa · 107)
Geschwindigkeit der Wasserabsorption (%)
Feuerbestandlgkeit
Biegefestigkeit (Pa · 107)
Geschwindigkeit der Wasserabsorption (%)
Feuerbestandlgkeit
2.9 3,5 | 3,2 | 3,0 | 2,7 |
48 44 | 38 | 25 | 25 |
ausgezeichnet |
Tabelle | II (2. Teil) | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |
Beispiele | 57 | 57 | 57 | 57 | 57 | 57 | 57 | 57 | 57 | 57 | |
U | 12 | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 |
57 | 57 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
43 | 43 | 2 | 5 | 10 | 20 | ||||||
50 | 50 | - | 0,1 | 0,5 | 1 | 5 | 10 | 20 | |||
0,5 | I | 2,6 | 3,4 | 2,7 | 2,5 | 2,7 | 3,5 | 3,8 | J,/ | 2,3 | |
30 | 28 | 22 | 22 | 40 | 34 | 34 | 30 | 23 | 20 | ||
2,3 | 2,5 | ||||||||||
40 | 38 | ||||||||||
Beispiele 23 bis
IO
Kieselgur (SiO2 78,56%, Ai2Oj 13.21%.
Fe2O3 4.Ϊ 5%. CaO 1.51%. MgO 1.25%.
H2O 2-3%. Glühvertust 1.11%.
die Teilchen hatten eine Größe, die kleiner war als sie einem Sieb mit
einer lichten Maschenweite von
0,048 mm entspricht) 57 Teile
gelöschter Kalk 43 Teile
Asbest 50 Teile
Pechkohle l,2u. 5Teile
700 Teile Wasser wurden zu 100 Teilen der nichtbrennbaren
Formmasse der obigen Formulierung «53 zugefügt. Die Mischung wurde gut in einer Knetvorrichlung
geknetet und in eine Form mit einer Größe von 910 · 1820 · 6 mm gegeben. Die verknetete Mischung
wurde dann bei einem Druck von 2,0 · 10' Pa verformt,
wobei der Wassergehalt auf 40Gew.-% vermindert wurde. Der geformte Gegenstand wurde 10 Stunden
durch Erwärmen bei 800C und Atmosphärendruck und 10 Stunden durch Erwärmen in e'nem Autoklaven auf
1800Cund 7,1 ■ 105 Pagealtert.
Der entstehende geformte Gegenstand wurde put
getrocknet und dann wurde die Biegefestigkeit, Schlagfestigkeit und die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit
und die Feuerbeständigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle Ül angegeben.
Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß der entstehende geformte Gegenstand überlegene Biegefestigkeit und
Schlagfestigkeit, eine niedrige Wasserabsorptionsgeschwindigkeit und ausgezeichnete Feuerbeständigkeit
aufweist
lelsplcle
Menge an Pechkohle
(Teile)
Biegefestigkeit (Pa)
Schlagfestigkeit
(Pa)
3,3 · 107 2,6 · 107 2,3 ■ 10'
Das gleiche Verfahren wie oben wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Menge an Pechkohle zu
lOGew.-Teilen geändert wurde. Man fand, daß der 2,3 · 107
2,5 · 107
2,3 · 10'
2,5 · 107
2,3 · 10'
Feuerbeständigkeit
ausgezeichnet
ausgezeichnet
ausgezeichnet
ausgezeichnet
ausgezeichnet
entstehende geformte Gegenstand eine Biegefestigkeit von 2,2-107Pa und eine Schlagfestigkeit von
2,0· 107Pa hatte.
Beispiele 26bis31
Das in den Beispielen 23 bis 25 beschriebene Beispielen 23 bis 25 verwendete Zusammensetzung
Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß -»o einsetzte. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle IV
man als feuerbeständige Formmasse die in Tabelle IV aufgezeigt,
gezeigten Zusammensetzungen anstelle der in den
Beispiele 26
30
31
Beslandt. d. feuerbeständigen Formmasse (Teile)
Kieselgur
Quarzstein
(elöschter Kalk
Zement
Asbest
Teerkohle
Eigenschaften des geformten Gegenstands Biegefestigkeit (Pa-IO7)
Schlagfestigkeit (Pa · 107)
Geschwindigkeit der Wasserabsorption (SS) Feuerbeständigkeit
Schlagfestigkeit (Pa · 107)
Geschwindigkeit der Wasserabsorption (SS) Feuerbeständigkeit
57 43
50 1
2,7 2,1 37 57
43
43
50
2
2
3,7
2,3
28
2,3
28
ausgezeichnet
57
43
43
50
5
5
3,0
2,4
30
3,9
25
25
50
50
30
3,6
23
23
50
50
30
2,8
18
18
In den Beispielen 26 bis 28 wurden 800Teile Wasser/100 Teile der nichtbrennbaren Fonnmasse und In den Beispielen
29 bis 31 1000 Teile Wasser auf der gleichen Grundlage zugefügt.
Beispiele 32bis36
Quarzstein (SiO2 99,4%, Al2O3 0,44%,
Fe2O3 0,04%, Glühverlust 0,22%
gelöschter Kalk
Asbest
kristallines Aluminiumoxid
1,2,5,10 und
50 Teile
50Teile
50 Teile
50Teile
50 Teile
15 Teile
Wasser (800 Teile) wurden zu 100 Teilen nichtbrenn- ι ο barer Formmasse der obigen Formulierung zugegeben.
Die Mischung wurde in einer Knetvorrichtung gut verknetet und dann in eine Form mit einer Größe von
910 · 1820 · 6 mm gegeben. Die Mischung wurde bei einem Druck von 2,0-107Pa verformt und der
Feuchtigkeitsgehalt wurde auf 40% vermindert. Der geformte Gegenstand wurde 10 Stunden durch Erwärmen
bei 800C und Atmospharendruck gealtert und dann
10 Stunder, in einem Autoklaven durch Erwärmen bei 1800C und 7,1 105Pa gealtert. Die entstehende
Mischung wurde gut getrocknet und dann wurde das Röntgenbeugungsspektrum analysiert und die Verbindung
mikroskopisch untersucht. Man fand, daß in dem geformten Gegenstand Tobermorit und Aluminiumtobermorit
vorhanden waren. Die Biegefestigkeit des geformten Produkts wurde bestimmt und die Ergebnisse
sind in Tabelle V angezeigt Der geformte Gegenstand bildete kaum Rauch oder Flammen und zeigte kaum
Nachglühen und wies eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit auf.
Tabelle V | Menge an kristall. | Biegefestigkeit | 10' | Feuerbeständigkeit |
Beispiele | Aluminiumoxid | der geformt. Gegenst. | 10' | |
(Teile) | (Pa) | 10' | ||
1 | 3,6 ■ | 10' | ausgezeichnet | |
32 | 2 | 4,9 | 10' | ausgezeichnet |
33 | 5 | 4,4 | ausgezeichnet | |
34 | 10 | 3,8 | ausgezeichnet | |
35 | 15 | 2,9 | ausgezeichnet | |
36 | ||||
Kieselgur (SiO2 78,56%, Al2O3 13,21%,
Fe2O3 4,11%, CaO 1,51%, MgO 1,25%,
H2O 2-3%, Glühverlust, die Teilchengröße war geringer als es einem Sieb
mii einer lichten Maschenweite von
0,048 mm entspricht)
gelöschter Kalk
Asbest
kristallines Aluminiumoxid
Fe2O3 4,11%, CaO 1,51%, MgO 1,25%,
H2O 2-3%, Glühverlust, die Teilchengröße war geringer als es einem Sieb
mii einer lichten Maschenweite von
0,048 mm entspricht)
gelöschter Kalk
Asbest
kristallines Aluminiumoxid
50 Teile
50 Teile
50 Teile
5 Teile
800 Teile Wasser wurden zu 100 Teilen nichtbrennbarer
Formmasse der obigen Formulierung gegeben. Die entstehende Mischung wurde in einer Knetvorrichtung
geknetet und in eine Form mit einer Größe von 910 · 1820 · 6 mm gegeben. Die geknetete Mischung
wurde bei einem Druck von 2,0 ■ 107 Pa verpreßt, wobei
ihr Feuchtigkeitsgehalt auf 40% -ermindert wurde. Der geformte Gegenstand wurde 10 Stunden durch Erwärmen
bei 800C und Atmosphärendruck und dann während 10 Stunden durch Erwärmen bei 180°C und.
7.1 ■ 10'Pa gealtert Der entstehende geformte Gegenstand
wurde gut getrocknet und dann wurde das Röntgenbeugungsspeklrum aufgenommen und analysiert
und der Gegenstand mit dem Elektronenmikroskop untersucht Man fand, daß sich Tobermorit und
Aluminiumtobermorit gebildet hatten.
Der geformte Gegenstand hatte eine Biegefestigkeit von 3,7 · 107 Pa und ausgezeichnete Feuerbeständigkeit
und zeigte praktisch keine Rauch- oder Flammenbildung und wies keine Nachglüheigenschaften auf.
Zum Vergleich wurde das obige Verfahren wiederholt wobei man eine Zusammensetzung verwendete,
die 50 Teile Quarzstein (SiO2 99,4%, Al2O3 0,44%, Fe2O3
0,04%, einen Glühverlust von 0,22%), 50 Teile gelöschten Kalk, 0 oder 16 Teile kristallines Aluminiumoxid und
50 Teile Asbest enthielt Durch Röntgenbeugungsanalyse und Untersuchung mit dem Elektronenmikroskop
fand man, daß Aluminiumtobermorit nicht gebildet wird, wenn man kein kristallines Aluminiumoxid zufügt Fügt
man kristallines Aluminiumoxid in einer Menge von 16 Teilen hinzu, so werden große Mengen an Hydrogranat
zusätzlich zu Aluminiumtobermorit gebildet
Der entstehende Gegenstand hatte eine gute Feuerbeständigkeit, aber eine Biegefestigkeit von
2,5 · 10' Pa (ohne Zugabe von kristallinem Aluminiumoxid)
und 2,4 · 107 Pa (bei Zugabe von 16 Teilen Aluminiumoxid).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Nichtbrennbare Formmasse auf der Basis einer dampfhärtbaren anorganischen Mischung aus Silici- ί
umdioxid und Calciumoxid enthaltenden Verbindungen mit Zusätzen an gegebenenfalls organische
Verbindungen aufweisenden mineralischen Faserstoffen und Aluminiumoxid, gekennzeichnet
durch die folgende Zusammensetzung: i<>
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712147627 DE2147627C2 (de) | 1971-09-23 | 1971-09-23 | Nichtbrennbare Formmassen und Verfahren zu deren Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712147627 DE2147627C2 (de) | 1971-09-23 | 1971-09-23 | Nichtbrennbare Formmassen und Verfahren zu deren Herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2147627A1 DE2147627A1 (en) | 1972-05-18 |
DE2147627C2 true DE2147627C2 (de) | 1982-06-24 |
Family
ID=5820416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712147627 Expired DE2147627C2 (de) | 1971-09-23 | 1971-09-23 | Nichtbrennbare Formmassen und Verfahren zu deren Herstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2147627C2 (de) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
US5338349A (en) * | 1992-08-27 | 1994-08-16 | Firecomp, Inc. | Fire resistant and high temperature insulating composition |
NO328449B1 (no) * | 2005-04-26 | 2010-02-22 | Hallvar Eide | Stopemasse omfattende hydraulisk sement og anvendelse av aplitt som bestanddel i sement for slik stopemasse. |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE154625C (de) * | 1900-01-01 | |||
DE654369C (de) | 1935-02-21 | 1937-12-18 | Ivar Setterberg | Verfahren zur Herstellung von porigen, feuerfesten Formlingen |
DE1172594B (de) * | 1959-01-26 | 1964-06-18 | Erik Huettemann Dipl Ing | Verfahren zum Herstellen thermohydraulisch gebundener Steine |
GB1172007A (en) | 1967-06-09 | 1969-11-26 | Koppers Co Inc | Synthetic Resin Emulsion Hydraulic Cement Composition |
US3574113A (en) * | 1968-04-18 | 1971-04-06 | Owens Corning Fiberglass Corp | Method of producing calcium silicate type high temperature thermal insulation materials |
-
1971
- 1971-09-23 DE DE19712147627 patent/DE2147627C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2147627A1 (en) | 1972-05-18 |
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