DE2166855A1 - Verfahren zur herstellung eines nichtbrennbaren geformten gegenstands mit leichtem gewicht - Google Patents

Description

SEKISUI KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Osaka / Japan

Verfahren zur Herstellung eines nichtbrennbaren geformten Gegenstands mit leichtem Gewicht

[Ausscheidung aus Patent . ... ,.. (Patentanm. P 21 47 627.7-45]

Die Erfindung betrifft nichtbrennbare Formmassen. Die Erfindung betrifft insbesondere nichtbrennbare Formmassen, die eine hydraulische anorganische Mischung aus Siliciumdioxyd, Calciumoxyd, Mineralfasern und eine organische Verbindung enthalten. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung der Formmasse.

In den vergangenen Jahren bestand ein Bedarf für feuerbeständige oder nichtbrennbare Formmassenbaumaterialien, so daß das Auftreten und Verbreiten von Feuer vermieden wird. 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 werde.n, 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,

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die hohe Feuerbeständigkeit und Biegefestigkeit besitzt. Der vorliegenden Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung der feuerbeständigen Formmasse zu schaffen und ein Verfahren zu schaffen, um aus der feuerbeständigen Formmasse feuerbeständige bzw. nichtbrennbare geformte Artikel herzustellen.

Gegenstand der Erfindung ist eine nichtbrennbare bzw.feuerbeständige Formmasse, die enthält:

(a) 100 Gew.Teile einer hydraulichen anorganischen Mischung, enthaltend eine Verbindung, die hauptsächlich Siliciumdioxyd enthält, und eine Verbindung, die hauptsächlich Calciumoxyd enthält,

(b) 10 bis 200 Gew.Teile Minerfalfasern und

(c) einen der folgenden Bestandteile

(1) eine Mischung von höchstens 10 Gew.Teilen einer organischen Faser und höchstens T Gew.Teil einer thermoplastischen oder thermohärtbaren polymeren Verbindung,

(2) höchstens 20 Gew.Teile einer thermoplastischen oder wärmehärtbaren polymeren Verbindung,

(3) höchstens 5 Gew.Teile Bitumen,

(4) höchstens 2 Gew.Teile eines Alkylcelluloseharzas, das in Wasser quellbar oder löslich ist, und

(5) höchstens 15 Gew.Teile von kristallinem Aluminiumoxyd.

Bei der vorliegenden Erfindung werden Zement oder Gips, die in Anwesenheit von Wasser abbinden, nicht als "hydraulische anorganische Verbindungen" verwendet, da sie nur Produkte liefern, die niedrige Biegefestigkeit, thermische Stabilität und di-* mensionale Stabilität besitzen.

Die Mischung, enthaltend eine anorganische Verbindung, die hauptsächlich Siliciumdioxyd enthält, und eine Verbindung, die hauptsächlich Calciumoxyd enthält, und die im folgenden einfach als Mischung aus anorganischer Verbindung, die hauptsächlich Siliciumdioxyd und Calciumoxyd enthält, bezeichnet wird, besitzt die

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schaft, daß sie bei der Zugabe von Wasser und beim Erwärmen abbindet. Beispiele für anorganische Verbindungen, die Siliciumdioxyd enthalten, umfassen Quarzstein, Siliciumdioxydsand, Aplit, Lehm- bzw. Tongesteine, Silicate, Kaolin, Diaspor, Kieselgur und Plugasche. Anorganische Verbindungen, die hauptsächlich Calciumoxyd enthalten, sind beispielsweise Zement, Löschkalk, gebrannter'Kalk bzw.ungelöschter Kalk, Calciumcarbonat und Gips.

In der hydraulischen anorganischen Mischung, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beträgt das Molverhältnis von anorganischer Verbindung, die Siliciumdioxyd enthält, zu anorganischer Verbindung, die Calciumoxyd enthält, von 0,5J2,0, vorzugsweise 0,6:1,2.

Die hydraulische 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 (80-mesh Tyler sieve), vorzugsweise von 0,045 mm (300-mesh Tyler sieve) passieren.

Der Ausdruck "Mineralfaser", wie er in der vorliegenden Erfindung gebraucht wird, bedeutet faserartige Substanzen, die nicht hydraulisch sind und die eine Länge von 3 bis 30 mm, insbesondere von 5 bis 15 mm, besitzen.

Beispiele von Mineralfasern, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Chrysotilasbest (3MgO⁴SiO₂ ⁰2H₂O), Amositasbest((FeMg)₆Si₈O₂₂(OH)₂), Crocidolitasbest (Na₂Fe₆Si₈O₂₂(OH)₂), Amphibolasbest (Ca₂Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂), Tremolitasbest (Ca₂Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂), Actinolitasbest (Ca(MgFeU(SiO₂).H₂O), Holzasbest (rock wool), Glasfasern und Metallwolle (slug wool). Die Mineralfasern sind besonders wichtig, um die geformten Artikel, die aus der nichtbrennbaren Formmasse hergestellt werden, zu verstärken. Vorzugsweise besitzen die Mineralfasern eine Länge von 5 bis 15 mm. Mineralfasern, die kurzer als 5 mm sind, wirken nicht als Verstärkungsmaterialien. Wenn die

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Mineralfasern länger als 15 dm sind, verwickeln sie sich, miteinander, und es wird schwierig, sie einheitlich in der hydraulischen anorganischen Mischung zu dispergieren.

Die Menge an Mineralfasern beträgt 10 bis 200 Gew.Teile/100 Gew.Teile hydraulischer anorganischer Mischung., Gute Ergebnisse erhält man, wenn man 20 bis 100 Gew.Teile, insbesondere 50 bis 80 Gew.Teile, verwendet.

Die organischen lasern wirken zusammen mit den Mineralfasern und dienen dazu, die nichtbrennbaren, geformten Artikel zu verstärken, und umfassen beispielsweise Polypropylenfasern, Polyäthylenfasern, Polyvinylalkoholfasern,Polyamidfasern, Acrylfasern, Polydinitrilfasern, Polyesterfasern, Polyvinylchloridfasern, Polyvinylidenchloridfasern, Polynosefasern (polynosic fibers), Acetatfasern, Harnstofffasern, künstliche Seide-, Reyonstapelfasern, Baumwoll- , Seiden-, Flachs-"und tierische Fasern". —— -

Die Menge an organischen Pasern, die zugefügt wird, beträgt nicht mehr als 10 Gew.Teile/100 Gew.Teile hydraulischer anorganischer Mischung.

Wenn die Menge an organischen Fasern höher als 10 Gew.Teile ist, nimmt die Biegefestigkeit mit steigender Menge an organischen Fasern ab. Da die organischen Fasern Verbrennbarkeit zeigen, führt eine Erhöhung an organischen Fasern nicht zur Herstellung nichtbrennbarer Formmassen. Es wurde gefunden, daß,abhängig von den Arten der organischen Fasern, die Starke der Verbesserung der Biegefestigkeit der nichtbrennbaren Formmasse etwas variiert. Beispielsweise bringen Polyamidfasern in Mengen unterhalb 5 Gew.Teilen eine beachtenswerte Steigerung in der Biegefestigkeit mit sich. Verwendet man mehr als 5 Gew.Teile und weniger als 10 Gew.Teile, so ist die Verbesserung in ■ der Biegefestigkeit relativ gering. Polypropylenfasern geben die beste Verbesserung in der Biegefestigkeit. PoIy-

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vinylalkoholfasern ergeben einen schlechteren maximalen Wert der Biegefestigkeit als Polyamidfasern oder PoIypropylenfasern* Mit Mengen weniger als 10 Gew.Teilen ergeben alle diese Fasern ausgezeichnete Biegefestigkeit.

Der Ausdruck "thermoplastische oder wärmehärtbare polymere Verbindung" bedeutet in der vorliegenden Anmeldung und in den Ansprüchen nicht-faserartige, harzförmige oder kautschukförmige Materialien einschließlich thermoplastischer Harze, -thermoplastischer kautschukartiger polymerer Materialien und wärmehärtbarer Harze. Diese polymeren Materialien werden entweder allein oder zusammen mit organischen Harzen verwendet. Werden sie zusammen mit organischen Pasern verwendet, so werden diese polymeren Verbindungen in einer Menge von höchstens 1 Gew.Teil, vorzugsweise 0,5 bis 0,8 Gew.Teilen/100 Gew.Teilen der hydraulischen anorganischen Mischung eingesetzt. Werden sie allein verwendet, werden sie in einer Menge von höchstens 20 Gew.Teilen, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.Teilen/100 Gew.Teile hydraulische anorganische Mischung verwendet.

Beispiele von thermoplastischen Harzen, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,umfassen PoIyölefinharze 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, Polyacrylatharz, gesättigter Polyesterharze, Celluloseacetatharze und Polyäthylenoxyd *

Beispiele von thermoplastischen kautschukartigen polymeren Verbindungen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen natürlichen Kautschuk* Polyisoprenkautschuk, Polybutadienkautsch.uk, Polypropylenbxyd, PoIychloroprenkautschuk, Polyisobutylenkautschuk, Isobutylen/

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Isopren-Mischpolymerisat, kautschukartiges Äthylen/ Propylen-Mischpolymerisat, kautschukartiges Styrol-Butädien-Mischpolymerisat, kautschukartiges chlorsulfoniertes Polyäthylen, Acrylkautsch.uk, kautschukartiges Äthyl en/ Vinylacetat-Mischpolymerisat.

Als wärmehärtbares Harz kann man ungesättigte Polyesterharze, Epoxyharze, 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, Paraffinen, Erdwachs und Vaseline.

Die Bitumenmenge beträgt höchstens 5 Gew.Teile, vorzugsweise 0,5 bis 2,0 Gew.Teile/100 Gew.Teile hydraulischer anorganischer Mischung.

Eine andere Verbindung, die als dritter Bestandteil bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist ein Alkylcelluloseharz, das in V/asser quellbar oder löslich ist. Beispiele dafür sind Carboxymethylhydroxymethylcellulose, Äthylhydroxyäthylcellulose, Carboxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Athylcellulose-, und Hydroxyäthylcellulose. Die Menge an Alkylcelluloseharz beträgt höchstens 2 Gew.Teile, vorzugsweise 0,2 bis 1,0 Gew.Teile/100 Gew.Teile hydraulischer anorganischer Mischung.

Diese organischen Fasern, polymeren Verbindungen, Bitumen und Alkylcelluloseharz werden entweder allein oder in geeigneter Mischung verwendet.

Durch Zugabe der dritten Verbindung wie oben beschrieben erhält man eine nichtbrennbare bzw« nicht entflammbare J?orm-

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masse, 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, des Bitumens und des Alkylcelluloseharzes als Bindemittel der hydraulischen anorganischen Mischung und der Mineralfasern (oder organischen Pasern) wirken. Man nimmt weiterhin an, daß der zugefügte dritte Bestandteil in die Zwischenräume zwischen der hydraulischen anorganischen Mischung und den Mineralfasern (organischen Fasern) eintritt und durch die Einwirkung von Wärme und Druck die hydraulische anorganische Mischung und die Mineralfasern fest verbindet. Die Wirkung·des dritten Bestandteils als Bindemittel hat ebenfalls einen Einfluß auf den Preßdruck der 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 S-fcärke 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 Menge an Pech höher als 2 Gew.Teile, aber weniger als 5 Gew.Teile beträgt. Die Zugabe von Kohlenteer führt zu der besten Verbesserung der Biegefestigkeit und der Schlagfestigkeit. Wenn man Kohlepech zufügt, ist der maximale Wert der Biegefestigkeit geringer als im Fall der Zugabe von Kohleteer, aber mit Mengen unterhalb 5 Gew.Teilen erhält man ausgezeichnete Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit.

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Es wurde ebenfalls gefunden, daß eine Formmasse, die 100 Gew.Teile hydraulische anorganische Mischung, 10 bis 200 Gew.Teile Mineralfasern und höchstens 15 Gew.Teile, vorzugsweise 1 bis 5 ^&ew.Teile kristallines Aluminiumoxyd enthält, ebenfalls nichtbrennbare, geformte Gegenstände mit ausgezeichneter Biegefestigkeit ergibt. Die Verbesserung in der Biegefestigkeit ist auf Tobermolit (5CaO'6SiO₂*5H₂O) und/oder Aluminiumtobermolit zurückzuführen, das dadurch entsteht, daß ein Teil der Si-Atome in Tobermolit durch Aluminium ersetzt wird und der durch Erwärmen der nichtbrennbaren Formmasse auf 150 bis 210⁰C, vorzugsweise 170 bis 190⁰C, und einem Dampfdruck von 5 bis 20 at, vorzugsweise 7 bis 10 at, gebildet wird.

Das kristalline Aluminiumoxyd, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, umfaßt OC -Aluminiumoxyd (CX -Al₂O₅), γ -Aluminiumoxyd ( V^-Al₂O₅), ςχ -Aluminiumoxydmonohydrat ( C* -Al₂O₅^H₂O), ß-Aluminiumoxydmonohydrat (B-Al₂O₅*H₂O), O< -Aluminiumoxydtrihydrat ( CX-Al₂O₅* 3H₂O) und ß-Aluminiumoxydtrihydrat (B-Al₂O₅*-3H₂O). Diese kristallinen Aluminiumoxyde können allein oder miteinander vermischt oder zusammen mit den oben beschriebenen organischen Fasern, polymeren Substanzen, Bitumen und Alkylcelluloseharzen verwendet werden.

Wenn die verwendete Menge an kristallinem Aluminiumoxyd höher ist als 15 Gew.Teile/100 Gew.Teile hydraulischer anorganischer Mischung, bildet überschüssiges, kristallines Aluminiumoxyd Kristalle aus Hydro granat (3CaO⁰Al₂O^SiO₂ zusammen mit dem Aluminiumtobermolit, der im Tobermolit gebildet wird, und der Hydro granat verursacht eine merkliche Verminderung in der Biegefestigkeit,der entstehenden geformten Gegenstände.

Die Biegefestigkeit der geformten Gegenstände erreicht einen Maximalwert, wenn ungefähr 2 Gew.Teile kristallines

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Aliiminiumoxyd/10O Gew.Teile hydraulischer anorganischer Mischung zugefügt werden. Wenn die Menge an kristallinem Aluminiumoxyd 2 Gew.Teile überschreitet, aber nicht höher ist als 15 Gew.Teile, wird zusammen mit dem Aluminiumtobermolit Hydrogranat gebildet. Da die Menge an gebildetem Hydrogranat gering ist, ist die Biegefestigkeit des geformten Gegenstands noch gut. Andererseits ist der Einfluß von Hydrogranat, wenn die Menge an kristallinem Aluminiumoxyd größer ist als 15 Gew.Teile, groß und die Biegefestigkeit wird verkleinert. Verwendet man Ton, der große Mengen amorphes Aluminiumoxyd zusammen mit kristallinem Aluminiumoxyd enthält, oder fügt man -A-luminiurnoxyd zu, das aus einer Mischung aus kristallinen und nichtkristallinen Formen besteht, wird zusammen mit Aluminiumtobermolit Hydrogranat in großen Mengen gebildet, und die Biegefestigkeit wird nicht so stark verbessert, verglichen mit dem Fall, wenn man-kristallines Aluminiumoxyd zufügt. Daher können solche Verbindungen nicht bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Im Hinblick darauf, ist es bei der vorliegenden Erfindung erforderlich, reines kristallines Aluminiumoxyd oder kristallines Aluminiumoxyd, das nur eine kleine Menge amorphes Aluminiumoxyd 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 hydraulischen anorganischen Mischung, enthaltend eine Verbindung, die hauptsächlich Siliciumdioxyd enthält, und eine Verbindung, die hauptsächlich Calciumoxyd enthält, (b) 10 bis 200 Gew.-Teile Mineralfasern und (c) eine der folgenden Verbindungen (1) eine Mischung von höchstens 10 Gew.Teilen einer organischen Faser und höchstens 1 Gew.Teil einer thermoplastischen oder wärmehartenden polymeren Verbindung,(2) höchstens 20 Gew.Teile einer thermoplastischen oder wärmehärtbaren polymeren Verbindung, (3) höchstens 5 Gew.Teile Bitumen, (4) höchstens 2 Gew.Teile Alkylcelluloseharz, das mit

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Wasser quellbar oder darin löslich ist, und (5) höchstens 15 G-ew.l'eile kristallines Aluminiumoxyd und Wasser vermischt. Ein Reaktionskatalysator bzw. ein Reaktionsaktivator wie Natriumhydroxy, Kaliumhydroxyd, Lithiumhydroxyd oder Aluminiumoxyd kann zugefügt 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 beigefügten Zeichnung dargestellt ist.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung werden Mineralfasern (und organische Fasern) in die pulverige hydraulische 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 und einheitlich durch Rotation einer Schnecke 1 durch den Antriebsmechanismus 5 verknetet. Während dieser Zeit wird die Mischung über eine Extrusions öffnung 4, die an dem . einen Ende des Zylinders 7 angebracht ist, geleitet. Ungefähr in der Mitte zwischen der Extrusionsauslaßöffnung und der Einlaßöffnung 2 ist eine -Einlaßöffnung 3 für Flüssigkeit vorgesehen, um eine wäßrige Dispersion der thermoplastischen oder wärmehärtbaren polymeren Substanz, Bitumen, Alkylcellulose oder kristallines Aluminiumoxyd (Bestandteil c oben) in den Zylinder 7 einzuführen. Die Dispersion, wird in den Zylinder 7 aus einem Vorratstank, der

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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 hydraulischer anorganischer Mischung beträgt.

Das Wasser oder .die Dispersion, die durch die Flüssigkeitsöffnung 5 eingeführt wird, wird einheitlich in der Zusammensetzung, die hydraulische anorganische Mischung und Mineralfasern (und organische Fasern) 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 hydraulische anorganische Mischung vollständig härtet.

Bei diesem Verfahren werden die Mineralfasern oder organischen Fasern 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 ^nde 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 einer 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 Filtrations-

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vorrichtung verwenden und geeignete plattenartige Gegenstände herstellen und gewünsentenfalls 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 50 kg/cm auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 50 Gew.% entwässert. Bei gewöhnlichen Verformungsarbeitsgängen ist es bevorzugt, den

ρ ρ

Preßdruck auf 50 kg/cm bis 600 kg/cm 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 nicht-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 SiOp und CaO und bei der Bildung von Calciumsilicat treten Schwierigkeiten auf. Anderseits wird, wenn der Wassergehalt 50% übersteigt, der Gehalt an 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 Feuchtig-

keitsgehaltes der Preßdruck bei 50 bis 600 kg/cm gehalten wird. Wenn das Verformen bei einem Druck durchgeführt wird,

2
der kleiner" ist als 50 kg/cm , ist" es schwierig, den Feuch-

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tigkeitsgehalt auf weniger als 50 Gew.% zu vermindern, und es ist schwierig, die hydraulische anorganische Mischung und die Mineralfasern zu verdichten. Wenn der Formdruck über 600 kg/cm liegt, kann es schwierig sein, den Feuchtigkeitsgehalt über 5 Gew.% zu erhöhen.

Der so entwässerte, geformte Gegenstand wird dann erwärmt und gehärtet. Gewünschtenfalls kann der geformte Gegenstand durch Erwärmung auf 60 bis 90⁰C bei Atmosphärendruck während 5 bis 10 Stunden und dann in einem Autoklaven durch Erwärmen auf 150 bis 210⁰C und 5 bis 20 Atmosphären 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.

Soll ein nichtbrennbarer, geformter Gegenstand mit niedrigem Gewicht hergestellt werden, so wird ein organisches Treibmittel zu der nichtbrennbaren Formmasse zusammen mit Wasser zugegeben, und man erhält einen geschäumten Gegenstand mit niedrigem Gewicht.

Das organische Treibmittel oder Blasmittel, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sollte sich bei einer Temperatur von 150 bis 200⁰C zersetzen. Beispielsweise kann man als Treibmittel Dinitrosopentamethylentetramin, 1,1'-Azodicarbonamid, Benzylsulfonylhydrazid, Benzolsulf onylhydrazid-Derivate , 4,4'-Hydroxybisbenzolsulfonylhydrazid, p-Toluolsulfoazid oder Toluolsulfonylhydrazid verwenden. Diese organischen Treibmittel können entweder allein oder miteinander vermischt verwendet werden. Die bevorzugte Menge an organischem Treibmittel beträgt 5 bis 10 Gew.Teile, insbesondere 7 bis 9 Gew.Teile, berechnet auf die Mischung der hydraulischen anorganischen Mischung und

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der Mineralfasern. Wenn die Menge an Treibmittel zu gering ist, ist der entstehende geformte Artikel nicht leicht genug, obgleich seine Biegefestigkeit erhöht ist. Andererseits ist bei zu großer Treibmittelmenge der geformte entstehende Artikel sehr leicht, aber seine Biegefestigkeit nimmt stark ab.

Flüssige, gasförmige Treibmittel, die sich bei 150 bis 200 C zersetzen oder verflüchtigen, können ebenfalls bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Bekannte Zusatzstoffe wie anorganische Pigmente oder Füllstoffe können zu den nichtbrennbaren erfindungsgemäßen Formmassen zugefügt werden.

Der wie oben beschrieben erhaltene erfindungsgemäße geformte Gegenstand besitzt eine sehr hohe Biegefestigkeit, eine niedrige Y/asseraufnahmefähigkeit und raucht kaum, ist schwer entflammbar und besitzt kaum Nachglüheigenschaften. Die erfindungsgemäße Formmasse kann in jede gewünschte Form verformt 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, ohne sie jedoch zu beschränken. Die verschiedenen Eigenschaften wurden gemäß den folgenden Verfahren bestimmt. Alle Teile sind als Gewichtsteile angegeben.

NiiShtbrennbarkeit

Eine Probe mit einer Größe von 22 χ 22 cm wurde mit einem Stadtgasbrenner während 3 Minuten, j._n den Luft mit einer Geschwindigkeit von 1,5 l/min eingeführt wurde, verbranntT

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Danach wurde sie mit einer elektrischen Heizvorrichtung, die einen Nickel-Chrom-Draht hatte 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 bestimmt, indem man die gesamten Beobachtungsergebnisse verwertet.

Biegefestigkeit

Eine Probe mit einer Größe von 50 mm χ 120 mm χ 30-80 mm wird verwendet. Die Bestimmung wird durchgeführt, indem man einen Autoklaven 18-200 (hergestellt von Shimazu Seisakusho) in einem Raum mit konstanter Feuchtigkeit von 65-5$ lind konstanter Temperatur von 20^1⁰C verwendet.

Schlagfestigkeit

Bestimmt gemäß dem JIS-A-5410-Verfahren.

Wasseraufnahmefähigkeit (Absorptionsgeschwindigkeit) Bestimmt gemäß dem JIS-A-5905-Verfahren.

Beispiel 1 ;

Kieselgur (SiO₂ 78,56$, Al₂O₃ 13,21$,

J3₃ 4,11$, CaO 1,51$, MgO 1,25$, H₂O 2-3$, Brennverlust 1,11$, Teilchengröße kleiner als sie einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,05 mm (300 mesh Tyler) entspricht)

Löschkalk Asbest

Polypropylenfasern (Faserlänge

5 bis 15 mm) 2

kautschukartiges Styrοl/Butadien-Mischpolymerisat 0,5

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57	Teile
43	Il
50	ti

Wasser (800 Teile) wurden zu 100 Teilen einer nichtbrenn-"baren Formmasse entsprechend der obigen Rezeptur zugegeben. Die Mischung wurde dann in einer £ne tvorrichtung gut vermischt und in eine Form mit einer Größe von 910 χ 1820 χ 6 mm

gegeben. Man formte bei einem Druck von 200 kg/cm und verminderte den Feuchtigkeitsgehalt auf 40$ und alterte 10 Stunden bei 80⁰C und Atmosphärendruck. Man erwärmte weitere bei 7 at und 130 C während 10 Stunden in einem Autoklaven, wobei Härtung auftrat. Der entstehende geformte Gegenstand wurde gut getrocknet, und dann wurde die Biege-

festigkeit bestimmt. Die Biegefestigkeit betrug 340 kg/cm Der Gegenstand rauchte nicht, er bildete keine Flamme und glühte nicht nach.

Für Vergleichszwecke wurde ein Gegenstand unter den gleichen Formbedingungen wie oben angegeben geformt, mit der Ausnahme, daß die Formmasse keine Polypropylenfasern und kein kautschukartiges Styrol/Butadien-Mischpolymerisat enthielt. Der entstehende geformte Gegenstand hatte eine

Biegefestigkeit von 220 kg/cm .

Wurde das Verfahren dieses Beispiels unter Verwendung von 15 Teilen Polypropylenfasern anstelle von 2 Teilen der Fasern wiederholt, so hatte der entstehende geformte Gegenstand eine Biegefestigkeit von 180 kg/cm .

Beispiele 2 bis 21

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß eine nichtbrennbare Formmasse, die in Tabelle I angegeben ist, verwendet wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.

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Tabelle I
Beispiele 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 H . 15 16 17 18 19 20 21

Kieselgur 57 57 57 57 60 60 60 60 57 57 57 57 57 50 50 50 50 50 50 50 g Löschkalk 43 43 43 43 40 40 40 40 43 43 43 43 43 50 50 50 50 50 50 50 £ Asbest 50 50 50 50 40 40 40 40 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

g Polyamid-

-p fasern 12 5 10

ξ> Polyvinyl- to

°> u alkoholfasern 1 2 5 10 —*

O Q) CH

to g Polypropylen- co

oo «η fasern 1 2 5 10 1 1 2 5 1 2 5 10 co

cn ¹^ ^ kautschukart. ^

\ ω ·η Styrol/Buta-

dien-Misch-

polymerisat 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 11112

"ö""¹ nichtgesätt.

$ g Polypropylen-

ω g harz 0,5 0,5 0,5

^{m a} Äthylacrylatharz _ι 0.5 0.5 0.5 0,5

• -ρ Biegefestig-'S § -J' ■ keit _o
g^o m (kg/cm^) 340 265 230 225 290 300 315 245 340 300 260 230 240 330 280 240 340 275 230 230

S)SoS) !Feuerbeständigkeit ausgezeichnet

H τ3 ca

*) in den Beispielen 10 bis 17 wurden 1000 Teile Wasser zu der nichtbrennbaren Formmasse zugefügt.

Beispiele 22 bis 26

Kieselgur (SiO₂ 78,56$, Al₂O₅ 13,21%, Pe₂O₃ 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 (300 mesh Tyler) entspricht) 57 Teile gelöschter Kalk · 43 "

Asbest 50 "

kautschukartiges Styrol/ Butadien-Mischpolymerisat 0,5, 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 Kentvorrichtung gut verknetet und in eine Form mit einer Größe von 910 χ 1820 χ 6 mm gegeben. Die Mischung wurde bed einem Druck von 200 kg/cm verformt, und der Feuchtigkeitsgehalt wurde auf 40 Gew.% vermindert. Man alterte dann zuerst während 10 Stunden bei 80 C und dann in einem Autoklaven bei 180⁰C und 7 at während 10 Stunden.

Der so hergestellte geformte Gegenstand wurde gut getrock-. net und die Biegefestigkeit und die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit wurden bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II angegeben. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die geformten Gegenstände hohe Biegefestigkeit und eine niedrige Wasseraufnahme-· fähigkeit besitzen und daß sie nicht brennbar waren.

609816/0836

Tabelle II

Bei- Menge an kautschuk- BiegefespJeLe art. Styrol/Butadien-stigkeit

Mischpolym.(Gehalt (kg/cmr)

an Feststoffen in

Teilen)

Feuchtigkeitsa'bsorpΐionsgeschwindigkeit (fo) der geformt .Gegenst.

Feuerbeständigkeit

0,2

23	1
24	5
25	10
26	20

300

360 330 310 280

48

44 38 25 25

ausgezeichnet

Il Il Il It

Für Vergleichszwecke wurde das gleiche Verfahren wie o"ben beschrieben wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß das kautschukartige Styrol/Butadien-Mischpolymerisat nicht zugefügt wurde. Der entstehende geformte Gegenstand hatte eine Biegefestigkeit von 220 kg/cm und eine Feuchtigkeitsabsorptionsgeschwindigkeit von 52$. Wurde das gleiche Verfahren wiederholt mit der Ausnahme, daß die Menge an kautschukartigem Styrol/Butadien-Mischpolymerisat zu 30 Gew.Teilen verändert wurde, so hatte der entstehende geformte Gegenstand eine Biegefestigkeit von 229 kg/cm und eine gute Feuerbeständigkeit.

Beispiele 27 bis 43

Das in den Beispielen 22 bis 26 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß man als nichtbrennbare Formmasse die in Tabelle III gezeigten Zusammensetzungen anstelle der nichtbrennbaren Formmasse der Beispiele 22 bis 26 verwendete. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgezeigt.

609816/0 836

Tabelle III

Beispiele 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

. Kieselgur 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57

% gelöscht.Kalk 43· 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43

SU Asbest 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

ρω ungesättigtes
£ 3 Polyesterharz 0,5 1 5 10 20

_ro λ ^EH Epoxyharz 0,5 1 2 5 10 20

ο S ω·Η Athylacrylatharz 0,1 0,5 1 5 10 20

CD pq ^Q

CD	§ Biegefestigkeit j* (kg/cm )	300	360	330	310	280	230	250 260 350 270 230	250	280	360	390	380	230
nschafi	ä Geschwindigkeit ^ der »Vasserab- a ra sorption ($)	48	44	38	25	25	40	38 30 28 22 22	40	34	34	30	23	20
I Eige	OR mcq digkeit							ausgezeichnet

In den Beispielen 27 bis 31 wurden 700 Teile Wasser/100 Teile feuerbeständiger
Formmasse verwendet.

CD CD OO I on oa ■

57	Teile
43	Il
50	U
1 ,2 und 5	Il

Beispiele 44 bis 4-6

Kieselgur (SiO₂ 78,56$, Al₂O₅ 13,21$, Fe₂O₃ 4,11$, CaO 1,51$, MgO 1,25$, H₂O 2-3$, Glühverlust 1,11$, die Teilchen hatten eine Größe, die kleiner war als sie einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,048 mm (3OO mesh Tyler) entspricht

gelöschter Kalk Asbest Pechkohle

700 Teile Wasser wurden zu 100 Teilen der nichtbrennbaren !Formmasse der obigen Formulierung zugefügt. Die Mischung wurde gut in einer Knetvorrichtung geknetet und in eine Form mit einer Größe von 910 χ 1820 χ 6 mm gegeben. Die

verknetete Mischung wurde dann bei einem Druck von 200 kg/cm verformt, wobei der Wassergehalt auf 40 Gew.$ vermindert wurde. Der geformte Gegenstand wurde 10 Stunden durch Erwärmen bei 80⁰C und Atmosphärendruck und und 10 Stunden durch Erwärmen in einem Autoklaven auf 180⁰C und 7 at gealtert.

Der entstehende geformte Gegenstand wurde gut getrocknet und dann wurde die Biegefestigkeit, Schlagfestigkeit und die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit und die Feuerbeständigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IY angegeben. Aus dieser Tabelle ist ersicht-

' daß der entstehende geformte Gegenstand überlegene Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit, eine niedrige Wasserabsorptionsgeschwindigkeit und ausgezeichnete Feuerbeständigkeit aufweist.

6098 1 6/0836

Tabelle IY

216685a

Bei- Menge an spiele Pechkohle (Teile)

Biegefestig keit ₉ (kg/cnT)

Schlagfestigkeit (kg/cm )

Feuerbeständigkeit

1 2 3

340 265 230

230 250 230

ausgezeichnet

Il Ii

Das gleiche Verfahren wie o"ben wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Menge an Pechkohle zu 10 Gew.Teilen geändert wurde. Man fand, daß der entstehende geformte Gegenstand eine Biegefestigkeit von 225 kg/cm und eine Schlagfestigkeit von 200 kg/cm hatte.

Beispiele 47 "bis 52 ,

Das in den Beispielen 44 his 46 "beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß man als feuerbeständige Formmasse die in Tabelle V gezeigten Zusammensetzungen anstelle der in den Beispielen 44 bis 46 verwendete Zusammensetzung einsetzte. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle V aufgezeigt.

609816/0836

(TQ Φ H₃

NI M

ο y

B ρ»

B Φ

P ί3

CQ

ω ω

φ φ

H-

ρ; co

P. H-

H- H

a φ

ω cf

Φ	Η·
H-	CQ
CQ
1O	-£-
H-	VD
Φ
H	Si
Φ "
	Ρ«
VJl	Φ
O	α
j-ji	οο
H-	ο
CQ	ο
VJl
IV)	Φ
	H-
_α	H
O	Φ
O
O	3£
	P
=€1	CQ
P	CQ
CQ	Φ
CO
Φ	\.
4	—ι
P	O
	O
H3
	Η3
Ρ»	Φ
Φ	H-
4	H
	Φ
cm
H	Ρ·
φ	Φ
H-	|-j
O
	J3
Φ	H-
	O
	H-
8'	CJ1 4
	Φ
Ρ· H	g
P	σ1
cm	P
CD
	Φ

Eigenschaften d. geformten Gegenstands

Ni	P	(D	cm ir	O
φ	CQ	co		ro
ρ!	CO	ο	ο ρ	UJ
Φ	Φ		IVHo	ο
4	■ J	H-	^—.'Φ	-
Φ	εί	{3	CQ	ro
CQ	ω	Pi	H-	UJ
H-	ο	H-	H-	ο
	4		cm
£S"		P^
Ρ-	Η·	φ	φ
H-	H-	H-	H-
cm	O	H-	H-
φ		P-
H-	S	Φ 4
H-	13
	tv»
	00
P
pi	UJ
CQ	O
cm
φ
N
φ
H-
O	ro Ul
r
φ
H-	ro
	UJ
	cn

IVH-

cm ω

O Φ

B H₃

ΓΟΦ

H-H-

cm φ

H-H-

Bestandt.d.feuerbeständigen
Formmasse(Teile

1-3 ic» CSi cm ο M

φ co φ φ ρ: η-

Φ σ' P H P Φ

Φ Φ ο: 4 CQ

CQ

H
Φ

H- H-O

H-Φ
4

PJ

CQ N Φ

CQ H

η- cm

φ ρ:

H- 4

ro -J ο	ro	VJl ο	Ul O	UJ	Ul O	Ul -0
380	Ul	Ul O	UI O	UJ	Ul O	Ul -J
UJ ο		Ul O	Ul O	UJ	Ul O	Ul
400	ro	UJ O
370	VJI	UJ O
062	UJ O

td

Η·

CQ

¹O

H-

H'

00

4 VO

UI O

VJl

Ul

ro

S9899 L Z

-²⁴~ 216685

Beispiele 53 Ms 56

■ Kieselgur (SiO₂ 78,56$, Al₂O₅ 13,21$,

Pe₂O₃ 4,11$, CaO 1,51$,

MgO 1,25$, H₂O 2-3$, Glühverlust ■ 1, 11$, die Teilchen

hatten eine Größe, die kleiner

war als entsprechend einem Sieb

mit einer lichten Maschenweite

von 0,048 mm 57 Teile

gelöschter Kalk 43 "

Asbest (Faserlänge 5 bis 15 mm) 50 "

Äthylcellulose 0,2, 0,5, 1 und 2 »

700 Teile Wasser fügte man zu 100 Teilen nichtbrennbarer Formmasse der obigen Formulierung. Die Mischung wurde in einer Knetvorrichtung gut geknetet. Die entstehende geknetete Mischung wurde in eine Form mit einer Größe von 910 χ 1820 χ 6 mm gegeben und bei einem Druck von 200 kg/cm verpreßt, wobei der Feuchtigkeitsgehalt auf 40$ vermindert wurde. D_er geformte Gegenstand wurde 10 Stunden durch Erwärmen auf 80⁰C bei Atmosphärendruck und dann 10 Stunden in einem Autoklaven durch Erwärmen auf 180⁰C und 7 at gealtert.

Der entstehende geformte Gegenstand wurde vollständig ge- *' trocknet und die Biegefestigkeit und die Mchtbrennbarkeit wurden bestimmt. Diese Eigenschaften waren,wie in der folgenden Tabelle Vl gezeigt wird, ausgezeichnet.

6098 16/0836

Tabelle VI

Bei- Menge an Äthyl- Biegefestigkeit Feuerteständigspiele cellulose(Teile) (kg/cm^) keit

53 54 55 56

0,2

0,5

240	ausgezeichnet
300	M
260	ti
230	Il

Zum Vergleich wurde das oben beschriebene Verfahren wiederholt mit der Ausnahme, daß man nur 5 Teile Äthylcellulose verwendete. Der entstehende geformte Gegenstand hatte eine

Biegefestigkeit von 200 kg/cm und er zeigte nur eine

schlechte Feuerbeständigkeit.

Beispiele 57 bis 60

Das in den Beispielen 53 bis 56 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß man die in Tabelle VII angegebene, nichtbrennbare Formmasse anstelle der Formmassen der Beispiele 53 bis 56 verwendete. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle VII.angegebene

	nichtbrennbare	gel. Kalk (Gew.	Tabelle VII	Methyl- cellulose 0	Eigensch.	d.gef.Gegenst.
Bei	Kiesel gur	43	; Formmasse	0,2	Biegefe stigkeit (kg/cm^)	ieuerbestän- digkeit
spiele	57	43	As best ,Teil*	0,5	240	ausgezeichnet
57	57	43	43	1	300	Il
58	57	43	43	2	260	Il
59	57	43		230	Il
60	43

6 0 9816/083a

Beispiele 61 bis 65

Quarzstein (SiO₂ 99,4$, Al₂O₅ 0,44$,

Fe₂O, 0,04$, Glühverlust

0,22$) 50 Teile

gelöschter Kalk 50 "

Astest 50 "

kristallinies Aluminiumoxyd 1, 2, 5, 10 und 15 Teile

Wasser (800 Teile) wurden zu 100 Teilen nichtbrennbarer
Formmasse der obigen Formulierung zugegeben. Die Mischung wurde in einer Knetvorrichtung gut verknetet und dann in
eine Form mit einer Größe von 910 χ 1820 χ 6 mm gegeben.
Die Mischung wurde bei einem Druck von 200 kg/cm verformt und der Feuchtigkeitsgehalt wurde auf 40$ vermindert. Der geformte Gegenstand wurde 10 Stunden durch Erwärmen bei
80⁰C und Atmosphärendruck gealtert und dann 10 Stunden in einem Autoklaven durch Erwärmen bei 180°C und 7 at 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 Tobermolit und Aluminiumtobermolit
vorhanden waren. Die Biegefestigkeit des geformten Produkts wurde bestimmt und die Ergebnisse sind in Tabelle VIII angezeigt. Der geformte Gegenstand bildete kaum Rauch oder
Flammen und zeigte kaum Nachglühen und wies eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit auf.

	Tabelle VIII	Biegefestigkeit	Feuerbeständig
Bei	Menge an kristall.	d.gef.Gegenst. (kg/cmz)	keit
spiele	Aluminiumoxyd(Teile)	370	ausgezeichnet
61	1	500	Il
62	2	450	η
63	5	390	Il
64	10	300	ti
65	45

6 0 9 8 16/0836

Beispiel 66

Kieselgur (SiO₂ 78,56$, Al₂O₅ 13,21$, Fe₂O₃ 4,11%, CaO 1,51$, MgO 1,25%, H₂O 2-3$, Glühverlust, die Teilchengröße war geringer als es einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,048 mm (300 mesh

Tyler) entspricht 50 Teile

gelöschter Kalk 50 "

Asbest " 50 "

kristallines Aluminiumoxyd 5 "

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 χ 1820 χ 6 mm gegeben. Die geknetete Mischung wurde bei einem Druck von 200 kg/cm verpreßt, wobei ihr Feuchtigkeitsgehalt auf 40$ vermindert wurde. Der geformte Gegenstand wurde 10 Stunden durch Erwärmen bei 80 C und Atmosphärendruck und dann während 10 Stunden durch Erwärmen bei 180⁰C und 7 at gealtert. Der entstehende geformte Gegenstand wurde gut getrocknet und dann wurde das Röntgenbeugungsspektrum aufgenommen und analysiert und der Gegenstand mit dem Elektronenmikroskop untersucht. Man fand, daß sich Tobermolit und Aluminiumtobermolit gebildet hatten.

Der geformte Gegenstand hatte eine Biegefestigkeit von 380 kg/cm 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$, Al₂O₅ 0,44$, Fe₃O₅ 0,04$, einen Glühverlust von 0,22$), 50 Teile gelöschten Kalk, 0 oder 16 Teile kri-

6098 16/0836

stallines Aluminiumoxyd und 50 Teile Asbest enthielt. Durch Röntgenbeugungsanalyse und Untersuchung mit dem Elektronenmikroskop fand man, daß Aluminiumtobermolit nicht gebildet wird, wenn man kein kristallines Aluminiumoxyd zufügt. Fügt man kristallines Aluminiumoxyd in einer Menge von 16 Teilen hinzu,, so werden große Mengen an Hydrogranat zusätzlich zu Aluminiumtobermolit gebildet.

Der entstehende Gegenstand hatte eine gute Feuerbeständig-

keit, aber eine Biegefestigkeit von 250 kg/cm (ohne

Zugabe von kristallinem Aluminiumoxyd) und 240 kg/cm (bei Zugabe von 16 Teilen Aluminiumoxyd).

Beispiele 67 bis 99

Diese Beispiele zeigen,welche unterschiedlichen Ergebnisse man erhält, wenn man die Alterungsbedingungen und den Feuchtigkeitsgehalt nach der Entwässerung und dem Formdruck variiert. Die nichtbrennbarenFormmassen, die verwendet wurden, hatten die folgende Zusammensetzung:

Quarzstein 57 Teile

gelöschter Kalk 43 " ■

Asbest 50 "

Polypropylenfasern 1 ··

kautschukartiges Styrol/
Butadien-Mischpolymerisat 1 "

Aluminiumoxyd (Reaktionsaktivator) 1 "

Wasser 800 Teile/100

Teile der obigen fünf Bestandteile

Die Größe der verwendeten Form war 910 χ 1820 χ 6 mm. Die Bedingungen, die in Tabelle IX nicht angegeben sind, waren die gleichen wie in Tabelle I. In der folgenden Tabelle IX sind die erhaltenen Ergebnisse und die verwendeten Bedingungen aufgezeigt.

609816/0836

Tabelle IX Beispiele

67

68

69

70

73

75

CD O CO 00

200

200 40

Formdruck (kg/cm²j. 200 200 200 200 200 200 200 Feuchtigkeitsgehalt ·- 40''") 40 40 40 40 40 40

nach d.Entwässerung' /

(Gew./o) — ^J j ^:

Alterungs- 1 .Altern 80⁰0,10 h 80°, 10h 80°, 10h 80°, 10h 80°,2 h 80°,5 h 80°, 10h 80°, 15h8.0°,20h

■»0

bedingungen 2.Altern 180⁰C 180° 180° 180° 180°

-. . 12at,13h 12 at,5h 12at,10h 12at,15h 12at,

siegele- 10h

stigkeit

(kg/cm²) 380 430 520 340

Eigenschaften d.geformten Gegenstände 180"

12at,

Feuerbeständigkeit

ausgezeichnet 180

1
10h

450

350

180^w 180

. 12aV. ;^:·\ 12at, 1Oh 1Oh

50 5

80^u. 10_oh 180°

12 at 10h

300 330

CD OD Ol U?

Beispiele

78 Tabelle IX (Portsetzung)
80 81 82 83

84

85

86

Formdruclc (kg/cm X 50

Peuchtigkeitsgehalt 10
nach d.Entwässerung(#)

Alterungs- 1.Altern
bedingungen 2.Altern 180⁰O 180°

8O⁰C 10 h

50 20

80^υ 10 h

50 30

80" 10 h 180°

50 40

80'

10

180^c

50 50

80⁽ 180*

80°
h
180°

100
10

80°
h
180°

100 20

80^C 180^C

100 30

100 40

)° !o¹

80^v h 180^r

80^v 10_rh 180^c

Biegefe

stigkeit
(kg/cnr) 360

° Eigen-

oo schäften

Ot d.geform-

ο te, Gegen- ;·£*£

⁰⁰ stände keit
ω

7at,10h 7at,1Ch 7at, 10h7at,10h 7at,1oh 7at,1Oh7at, 10h 7at,10h 7at,10h 7at, 10h 7at,10h

400 400 360 330 ausgezeichnet

450

500

530

470

Beispiele

88 89 tabelle IX (Fortsetzung) 91 92 93 94 95 96

98

Formdruck (kg/cm X

Feuchtigkeitsgehalt nach d.i£ntwässerung(!jS)

Alterungs- !.Altern

bedingungen 2.Altern cn
ο Eigen- Biegefe-S schäften .?Ji?5!i? ^ d.geform-

^ ten Gegenoo stände

i'euerbeständigkeit

200 200 200 200 200 200 500 500 500 500 500 500

5 10 20 30 40 50 5 10 20 30 40 50

alle bei 80⁰C, 10 h

alle bei 180⁰O, 7 at und 10 h

510 530 570 580 550 510 590 620 660 660 570 470

eusgezeichnet

cn oo cn cn

50	Teile
50	ti
50	Il
. 2	Il
1 und 5	Il
2	Il

Beispiel 100 Quarzstein (SiO₂ 99,4$, Al₂O₅ 0,44$,

Fe_?0, 0,04$, Glühverlust

0,22$)

gelöschter Kalk (98$ Reinheit) Asbest
Polypropylenfasern

Dinitropentamethylentetramin (Treibmittel)

Aluminiumoxyd (Reaktionsaktivator)

800 Teile Wasser wurden zu 100 Teilen der nichtbrennbaren Formmasse der obigen Formulierung zugefügt. Die Mischung wurde gut in einer Knetvorrichtung geknetet. Die entstehende geknetete Mischung wurde in einer Form mit einer Größe von

910 χ 1820 χ 6 mm gegeben und bei einem Druck von 200 kg/cm während 3 bis 10 Minuten verformt, um überschüssiges Wasser zu entfernen, wobei ein plattenförmiger," "geformter Gegenstand gebildet wurde. Der geformte Gegenstand wurde dann 10 Stunden durch Erwärmen auf 172⁰C und 7 at in einem
Autoklaven gehärtet.

Der entstehende, leichte, nichtbrennbare, geformte Gegenstand wurde vollständig getrocknet. Die Biegefestigkeit
und das spezifische Gewicht wurden bestimmt und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle X aufgeführt. Die geformten Gegenstände hatten eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit und sie zeigten praktisch keine Rauchbildung, keine Flammenbildung und keine Nachglüheigenschaften.

Tabelle X-

Menge an organischem spez.Gewicht des Biegefestigkeit d._? Treibmittel (Teile) geformten Gegenst. gef.Gegenst.(kg/cm )

1. 1,0 380

5 - ' 0,8 320

609816/0836

Beispiel 101

Quarzstein (SiO₂ 99,4$, Al₂O₃ 0,44% Pe₂O₅ 0,04% Glühverlust 0,22%,die teilchengröße / war kleiner als entsprechend einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,04 mm (350 mesh Tyler) 57 Teile

Asbest (Faserlänge 5 bis 15 mm) 50 Teile

gelöschter Kalk 43 Teile

Polypropylenfasern 1 Teil

kautschukartiges Styrol/Butadien-Mischpolym. 1 Teil

Die obige Zusammensetzung wurde in einer Knetvorrichtung gut verknetet. Das entstehende gepulverte Material wurde in eine Zylinderform über ein Einlaßrohr eingeführt. Während es einheitlich verknetet wurde, leitete man in den Zylinder über ein Flüssigkeitseinlaßrohr, das zwischen der Einlaßöffnung für das Beschickungsmaterial und der Extrusionsauslaßöffnung angebracht war, Wasser in einer Menge von 25, 70 bis 80 und 210 Teilen. Die geknetete Mischung wurde durch die Extrusionsöffnung an dem vorderen Ende des Zylinders extrudiert.

Der geformte Gegenstand wurde kontinuierlich von dem Extruder extrudiert und zu der gewünschten Länge zerschnitten und dann bei 80⁰O und Atmosphärendruck 10 Stunden und dann in einem Autoklaven durch Erwärmen auf 18O⁰C bei 7 at 10 Stunden gealtert. " ~ ~

Der entstehende nichtbrennbare geformte Gegenstand wurde vollständig getrocknet und die Biegefestigkeit wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle XI aufgezeigt. Diese geformten Gegenstände zeigten ebenfalls eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit.

609816/0836

	Tabelle XI	2166855
Menge an zugefügtem V/asser aus der Flüs- sigkeitsöffnung (Teile)	Biegefestigkeit (!.geformten Ge genstands ρ . (kg/cnT)	Feuerbeständigkeit
25	450	ausgezeichnet
70 - 80	500	It
210	300	Il
Beispiel 102

Quarzstein (SiO₂ 99,4$, Al₂O₅ 0,44$, Fe₂O₃ 0,04$, Glühverlust 0,22$,die Teilchen hatten eine Größe, die kleiner war entsprechend einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,045 mm (325 mesh Tyler) 57 Teile

gelöschter Kalk 43 Teile

Asbest (Faserlänge 5 bis 15 mm-) 50 Teile

Polypropylenfasern 1 Teil

kautschukartiges'Styrol/Butadien-Mischpolymer. 1 Teil

Die obige Zusammensetzung wurde in einer Knetvorrichtung gut verknetet. Das entstehende pulverige Material wurde in einen Zylinder über eine Einlaßöffnung für das Beschickungsmaterial eingeführt. V/ährend es einheitlich verknetet wurde, gab man in den Zylinder aus einer Flüssigkeitsbeschickungsöffnung, die zwischen der Einlaßöffnung für das Beschickungsmaterial und der Sxtrusionsauslaßöffnung angebracht war, eine Dispersion aus einem Teil Methylcelluloseharz in ■ 50 bis 60 Teilen, 70 bis 80 Teilen und 110 bis 120 Teilen Wasser. Die geknetete Mischung wurde durch die Extrusionsöffnung mit einer Geschwindigkeit von 150 kg/h extrudiert.

Der geformte Gegenstand wurde kontinuierlich aus dem Extruder extrudiert und in Stücke geschnitten und bei 80⁰C und Atmosphärendruck während 10 Stunden und dann in einem Autoklaven bei 18O⁰C und 7 at während 10 Stunden gealtert.

6098 16/0836

Der entstehende nichtbrennbare geformte Gegenstand wurde vollständig getrocknet und die Biegefestigkeit wurde zusammen mit der Feuerbeständigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in 'i'abelle XII angegeben.

Tabelle XlI

Menge an Wasser in der Biegefestig- Feuerbeständigkeit

wäßrigen Dispersion keitd.geformt*

(Teile) Gegenst. (kg/cm ) __

50 - 60 . 70 - 80 110 - 120

530	ausgezeichnet
650	!I
420

6098 16/0836

Claims (4)

- 36 Patentansprüche 1y Verfahren zur Herstellung eines nichtbrennbaren geformten Gegenstands mit leichtem Gewicht,dadurch gekennzeichnet, daß man zu einer nichtbrennbaren Formmasse, enthaltend a) 100 Gewichtsteile einer hydraulischen anorganischen Mischung, die als anorganische Verbindungen eine Verbindung enthält, die hauptsächlich Siliciumdioxyd enthält, und eine Verbindung enthält, die hauptsächlich Calciumoxyd enthält, b) 10 bis 200 Gewichtsteile Mineralfasern und c) eine der folgenden Verbindungen:

1) eine Mischung von höchstens 10 Gewichtsteilen organischer Fasern und höchstens 1 Gewichtsteil einer thermoplastischen oder wärmehärtbaren polymeren Verbindung,

2) höchstens 20 Gewichtsteile thermoplastischer oder wärmehärtbarer polymerer Verbindung,

3) höchstens 5 Gewichtsteile Bitumen,

4) höchstens 2 Gewichtsteile eines Alkylcelluloseharzes, das in Wasser löslich oder quellbar ist, und

,5) höchstens 15 Gewichtsteile kristallines Aluminiumöxyd,

ein organisches Treibmittel und Wasser zufügt, die Mischung formt, den geformten Gegenstand zur Entfernung von überschüssigem Wasser entwässert, den geformten Gegenstand unter Druck erwärmt, wobei das organische Triebmittel Schaum bildet, und den geformten Gegenstand härtet.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Treibmittel ein organisches, in der Wärme zersetzbares Treibmittel ist, das sich bei 150 bis 25O°C zersetzt.

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Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Treibmittel Dinitrosopentamethylentetramin, : 1,l^f-AzodicarbQnamid, Benzolsulfοnylhydrazid, Benzolsulf onylhydrazidderivate, 4,4'-Hydroxybisbenzolsulfonylhydrazid, p-Toluolsulfoazid und Toluolsulfonylhydrazid verwendet.

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