DE2166856A1 - Verfahren zur herstellung eines nichtbrennbaren geformten gegenstands - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines nichtbrennbaren geformten gegenstandsInfo
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Description
SEKISUI KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Osaka / Japan
Verfahren zur Herstellung eines nichtbrennbaren geformten Gegenstands
[Ausscheidung aus Patent . ... ... (Patentanm. P 21 47 627.7-45]
Die Erfindung betrifft nichtbrennbare Formmassen. Die Erfindung
betrifft insbesondere nientbrennbare 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 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,
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■ 2 ■" 2165-856.
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 1 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 Alkylcelluloseharzes,
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 dimensionale
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 Eigen-"
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.^- 2166858 :
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 Flugasche. 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 0,5:2,0, vorzugsweise 0,6:1,2.
Die hydraulische anorganische Mischung liegt vorzugsweise in Form von Pulvern mit einer solchen Teilchengröße vor,
daß die leuchen 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
(3MgO'SiO2*2H2O), Amositasbest((FeMg)6Si8O22(OH)2),
Crocidolitasbest (Na2Fe6Si8O22(OH)2), Amphibolasbest .
(Ca2Mg5Si8O22(OH)2), Tremolitasbest (Ca2Mg5Si8O22(OH)2),
Actinolitasbest (Ca(MgFe)5(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 nun
sind, wirken nicht als Verstärkungsmaterialien. Wenn die
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Mineralfasern länger als 15 mm 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 Fasern wirken zusammen mit den Mineralfasern und dienen dazu, die nichtbrennbaren, geformten Artikel
zu verstärken, und umfassen beispielsweise PoIypropylenfasern, Polyäthylenfasern, Polyvinylalkoholfasern,Polyamidfasern,
Acrylfasern, Polydinitrilfasern, Polyesterfasern, Polyvinylchloridfasern, Polyvinylidenchloridfasern,
Polynosefasern.(polynosic fibers), Acetatfasern, Harnstoff-
fasern, künstliche Seide-, Reyonstapelfasern, Baumwoll- ,
Seiden-, Flachs- und tierische Fäserni ~' ~~~~
Die Menge an organischen Fasern, 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 Stärke der Verbesserung der Biegefestigkeit der nichtbrennbaren Formmasse etwas variiert. Bei- ■
spielsweise 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 Polypropylenfasern. Mit Mengen weniger als 10 Gew.Teilen ergeben
alle diese Fasern ausgezeichnete Biegefestigkeit.
Der Ausdruck "thermoplastische oder wärmehärfbare 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 Fasern 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 PoIyolefinharze
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, Polybutadienkautschuk, Polypropylenbxyd, PoIychloroprenkautschuk,
Polyisobutylenkautschuk, Isobutylen/
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Isopren-Mischpolymerisat, kautschukartiges Äthylen/
Propylen-Mischpolymerisat, kautschukartiges Styrol-Butadien-Mischpolymerisat,
kautschukartiges chlorsulfoniertes Polyäthylen, Acrylkautschuk, kautschukartiges Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat.
Als wärmehärfbares Harz kann man ungesättigte Polyester- __
harze, 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 Wasser quellbar oder löslich ist. Beispiele dafür sind Carboxymethylhydroxymethylcellulose,
Äthylhydroxyäthylcellulose, Carboxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Äthylcellulose,
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 Porm-
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masse, die nicht "brennbare Id zw. nicht entflammbare, 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 Pasern) 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 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 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 Pail 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 Gew.Teile kristallines Aluminiumoxyd enthält, ebenfalls nichtbrennbare, geformte Gegenstände
mit ausgezeichneter Biegefestigkeit ergibt. Die Verbesserung in der Biegefestigkeit ist auf Tobermolit (5CaO«6SiO2*5H 0)
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 1900O, und einem Dampfdruck von 5 bis 20 at, vorzugs-
^ weise 7 bis 10 at, gebildet wird.
Das kristalline Aluminiumoxyd, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, umfaßt CK -Aluminiumoxyd
(CX -AIpO.,), y*· -Aluminiumoxyd' ( y -AIpO.,), CX-Aluminiumoxydmonohydrat
( O<-AIpO,·HpO), ß-Aluminiumoxydmonohydrat
(B-Al2O5·Η20), CK-Aluminiumoxydtrihydrat ( CX-Al2O '3H2O)
und ß-Aluminiumoxydtrihydrat (B-Al2O,'-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 Hydrogranat (3CaO·AIpO·SiOp·4HpO)
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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Aluminiumoxyd/TOO 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 γόη 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 Aiuminiumoxyd
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 Oalciumoxyd 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 wärmehärtenden 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 Gew.l'eile kristallines Aluminiumoxyd und Wasser vermischt.
Ein Reaktionskatalysator "bzw. ein Reaktionsaktivator wie ÜTatriumhydroxy, 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 Materialbeschiekungs-Einlaßrohr 2 der Extruslonsformvorrichtung 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 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
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 Di spersion 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 eew.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 Pasern) 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 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 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 gewünschtenfalls die plattenartigen
Gegenstände in einen Pormrahmen 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
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
SiO2 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 Feuchtigkeitsgehaltes
der Preßdruck bei 50 bis 600 kg/cm gehalten wird. Wenn das Verformen bei einem Druck durchgeführt wird,
der kleiner ist als 50 kg/cm , ist es schwierig, den Feuch-
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tigkeitsgehalt auf weniger als 50 Gew. 1° 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. Gewünsentenfalls 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 21O0C 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, Benzolsulfonylhydrazid-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. Anderer-'
seits 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 2000O
zersetzen oder verflüchtigen, können ebenfalls bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Bekannte Zusatzstoffe wie anorganische Pigmente oder
stoffe können zu den nichtbrennbaren erfindungsgemäßen Formmassen zugefügt werden.
Der wie oben beschrieben erhaltene erfindungsgemäße 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 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.
Eine Probe mit einer Größe von 22 χ 22 cm wurde mit einem
Stadjbgasbrenner während 3 Minuten, ±n den Luft mit einer
Geschwindigkeit von 1,5 l/min eingeführt wurde," verbrannt Γ
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Danach wurde sie mit einer elektrischen Heizvorrichtung, die einen Mckel-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.
Eine 3?robe 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 ^aum mit konstanter Feuchtigkeit von
65^5$ und konstanter Temperatur von 20^10C verwendet.
Bestimmt gemäß dem JIS-A-5410-Verfahren.
Wasseraufnahmefähigkeit (Absorptionsgeschwindigkeit) Bestimmt gemäß dem JIS-A-5905-Verfahren.
Kieselgur (SiO2 78,56$, Al2O5 13,21$,
—"■"' Fe2O5 4,11$, CaO 1,51$,
MgO 1,25$, H2O 2-3$, Brennverlust 1,11$, Teilchengröße
kleiner als sie einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von Ό,05 mm (300 mesh Tyler)
entspricht)
Löschkalk Asbest
Polypropylenfasern (Faserlänge
5 bis 15 mm) 2
kautschukartiges Styrol/Butadien-Mischpolymerisat
. 0,5
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57 | Teile |
43 | Il |
50 | U |
211685a
Wasser (800 Teile) wurden zu 100 Teilen einer nichtbrennbaren Formmasse entsprechend der obigen Rezeptur zugegeben.
Die Mischung wurde dann in einer Kne tvorrichtung gut vermischt
und in eine Form mit einer Größe von 910 χ 1820 χ 6 mm
gegeben. Man formte bei einem Druck von 200 kg/cm und verminderte
den Feuchtigkeitsgehalt auf 40$ und alterte
10 Stunden bei 8O0C 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 fe 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 Ge-
genstand eine Biegefestigkeit von 180 kg/cm .
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.
809829/068S
• Tabelle I
Beispiele' 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Beispiele' 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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
ö Polyamid-
-P fasern 1 2 5 10
^ ' Polyvinyl-
f-i alkoholfasern 1 2 5 10
m g Polypropylen-
° iHH fasern 12 5 10 112 5 12 5 10
^^ kautschukart. '
^ ω ή Styrol/Buta-
^ Ih=4 dien-Misch- ^
ο V^ polymerisat 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 1 12 ^
^ Ή'Η nichtgesätt. ; '
^ « g Polypropylen-
ra w harz 0,5 0,5 0,5
m a Äthylacrylatharz _______________«_« 0,5 0.5 0.5
• ■η Biegefestig-
g ο g (kg/cm^) 340 265 230 225 290 300 315 245 340 300 260 230 240 330 280 240 340 275 230
S)SoS) Feuerbeständigkeit ausgezeichnet iv>
Fr] rrt rh
*) in den Beispielen 10 bis 17 wurden 1000 Teile Wasser .zu der nichtbrennbaren Formmasse co
zugefügt. OO
' cn
2116859
Kieselgur (SiO2 78,56$, Al2O3 13,21%, Fe2O3 4,11%,
CaO 1,51%, MgO 1,25%, Η£0 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 · 4-3 "
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 bei einem Druck von 200 kg/cm verformt, und der Feuchtigkeitsgehalt wurde auf 4-0 Gew.%
vermindert. Man alterte dann zuerst während 10 Stunden
bei 8O0C und dann in einem Autoklaven bei ISO0O und 7 at
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 II angegeben. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die geformten Gegenstände
hohe Biegefestigkeit und eine niedrige Wasseraufnahmefähigkeit besitzen und daß sie nicht brennbar waren.
6098 2 9/0685
216685a
Bei- Menge an kautschuk- Biegefespiele art.Styrol/Butadien—stigkeit
Mischpolym.(Gehalt (kg/cm^)
an Peststoffen in
Teilen)
Feuchtigkeitsabsorptionsge- schwindigkeit (fo) der geformt.Gegenst.
Feuerbeständigkeit
0,2
23 | 1 |
24 | 5 |
25 | 10 |
26 | 20 |
300
360 330 310 280
44 38 25 25
ausgezeichnet
η η η
Il
Pur Vergleichszwecke wurde das gleiche Verfahren wie oben
"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.
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.·
809829/068
Tabelle III Beispiele 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 4-0 41 42 43
Ä· Kieselgur 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57 57
|g gelöscht.Kalk 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43
^ £U Asbest ■ 50 50' 50 50 50" 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
..... ,
iJ ungesättigtes
iJ ungesättigtes
3 Polyesterharz 0,5 1 5 10 20
*'Ja Epoxyharz 0,5 1 2 5 10 20
*'Ja Epoxyharz 0,5 1 2 5 10 20
m S S-H Athylacrylatharz 0,1 0,5 1 5 10 20
JJjJ
co
CD I"» |
Jegeni | Biegefestigkeit (kg/cm ) |
300 | 360 | 330 | 310 | 280 | 230 | 250 260 350 270 230 | 250 | 280 | 360 | 390 | 380 | 230 |
nschafi | rmten ( ds |
Geschwindigkeit der tfasserab- sorption (^) |
48 | 44 | 38 | 25 | 25 | 40 | 38 30 28 22 22 | 40! | 34 | 34 | 30 | 23 | 20 |
I Eige | I gefo I stan |
Feuerbestän digkeit |
ausgezeichnet |
In den Beispielen 27 bis 31 wurden 700 Teile Wasser/100 Teile feuerbeständiger
Formmasse verwendet.
CJ5 CO
-21- 216685a'
57 | Teile |
43 | ir |
50 | ti |
1 ,2 und 5 | Il |
Kieselgur (SiO2 78,56$, Al2O5 13,21$, Pe2O3
4,1136, 'OaO 1,51$, MgO 1,25$, H2O
2-3$, Glühverlust 1,11$, die Teilchen hatten eine Größe, die kleiner war als sie einem Sieb mit einer
lichten Maschenweite von 0,048 mm (300 mesh Tyler) entspricht
gelöschter Kalk Asbest Pechkohle
700 Teile Wasser wurden zu 100 Teilen der nichtbrennbaren
Formmasse der obigen Formulierung zugefügt. Die Mischung wurde gut in einer Knetvorrichtung geknetet und in eine
Form mit einer Größe von 910 χ 1820 χ 6 mm gegeben. Die verknetete Mischung wurde dann bei einem Druck von 200 kg/cm
verformt, wobei der Wassergehalt auf 40 Gew.$ 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, Sehlagfestigkeit
und die Wasserabsorptionsgeschwindigkeit und die Feuerbeständigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle IT angegeben. Aus dieser Tabelle ist ersicht-
0 ' daß der entstehende geformte Gegenstand überlegene
Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit, eine niedrige Wasserabsorptionsgeschwindigkeit
und ausgezeichnete Feuerbeständigkeit aufweist.
609 829/06 85
Bei- Menge anspiele Pechkohle (Teile)
Biegefestigkeit 0 (kg/cnr)"
Schlagfestigkeit (kg/cm )
Feuerbeständigkeit
1 2 3
340 265 230
230 250 230
ausgezeichnet
Il Il
Das gleiche Verfahren wie oben 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.
Das in den Beispielen 44 Ms 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.
609829/0 685
ο co οο
iön Kieselgur ■
M &£ Quarzstein • röcD gelöschter Kalk
„ , S Zement
CÖ CQ Ö
-p cd g Asbest
CQ ,Q fH
££ΐΓ ο. Teerkohle
Tabelle | Y | 50 | 51 | 52 | |
47 | 48 | 49 | |||
57 | 57 | 57 | 50 | 50 | 50 |
43 | 43 | 43 | 50 | 50 | 50 |
30 | 30 | 30 | |||
50 | 50 | 50 | 1 | 2 | 5 |
1 | 2 | 5 | |||
• I CD |
Biegefestigkeit (kg/cm2) |
270 | 380 | 310 400 | 370 | 290 |
CD (D ca ä |
Schlagfestigkeit (kg/cm^) |
210 | 230 | 230 | ||
EigenscL· geformte stands |
Geschwindigkeit der Wasserabsorption ($) |
37 | 28 | 30 25 | 23 | 18 |
Peuerbeständigkeit | ausgezeichnet |
In den Beispielen 41 bis 49 wurden 800 Teile Wasser/100 Teile der nichtbrennbaren
Formmasse und in den Beispielen 50 bis 52 1000 Wasserauf der gleichen Grundlage zugefügt.
Beispiele 53 bis 56
Kieselgur (SiO£ 78,56$, Al2O, 13,21$,
Fe2O5 4,11$, 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 δ
7OO 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. Der 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 getrocknet und die Biegefestigkeit und die Nichtbrennbarkeit
wurden bestimmt. Diese Eigenschaften waren,wie in der folgenden Tabelle VI gezeigt wird, ausgezeichnet.
0 9 8 2 9/0685
Menge an Äthyl- | Tabelle VI | Feuerbeständig | |
Bei | cellulose(Teile) | Biegefestigkeit | keit |
spiele | 0,2 | (kg/cnr) | ausgezeichnet |
53 | 0,5 | 240 | Il |
54 . | 1 | 300 | Il |
55 | 2 | 260 | Il |
56 | 230 | ||
Zum Vergleich wurde das oben beschriebene Verfahren wiederholt
mit der Ausnahme, daß man nur 5 Teile Äthylcellulose verwendete.
Der entstehende geformte Gegenstand hatte eine
2 Biegefestigkeit von 200 kg/cm und er zeigte nur eine
schlechte Feuerbeständigkeit.
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. angegeben,,
nichtbrennbar« | 43 | Tabelle VII | Methyl- cellulose 0 |
Eigensch. | d.eef.Gegenst. | |
Bei | Kiesel- gel. gur Kalk (Gew. |
43 | i Formmasse | 0,2 | Biegefe stigkeit (kg/cnr) |
i; euer be stän digkeit |
spiele | 57 | 43 | As best ,Teil« |
0,5 | 240 | ausgezeichnet |
57 | 57 | 43 | 43 | 1 | 300 | Il |
58 | 57 | 43 | 2 | 260 | Il | |
59 | 57 | 43 | 230 | Il | ||
60 | 43 | |||||
0 9 8 2 9/0685
-26- 2186856
Quarzstein (SiO2 99,4$, Al2O5 0,44$,
Pe2O3 0,04%, Glühverlust
0,22$) 50 Teile
gelöschter Kalk 50 "
Asbest 50 "
kristallinies Aluminiumoxyd. 1, 2, 5, 10 und 15 Teile
Wasser (800 Teile) wurden zu 100 Teilen nichtbrennbarer Pannmasse der obigen Formulierung zugegeben. Die Mischung
wurde in einer Knetvorrichtung gut verknetet und dann in eine Form mit einer Größe von 910 χ 1820 χ 6 mm gegeben.
Die Mischung wurde bei einem Druck von 200 kg/cm verformt
und der Feuchtigkeitsgehalt wurde auf 40$ 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/cm2-) |
keit |
spiele | Aluminiumoxyd(Teile) | 370 | ausgezeichnet |
61 | 1 | 500 | If |
62 | 2 | 450 | If |
63 | 5 | 390 | Il |
64 | 10 | 300 | n |
65 | 15 |
6 0 9829/0685
Kieselgur (SiO2 78,56$, Al2O3 13,215*, Fe2O3
4,11%, OaO 1,51$, MgO 1,2596, H2O
2-3$, Glühverlust, die Teilchengröße
war geringer als es einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,048 mm (300 mesh
Tyler) entspricht 50 Teile
gelöschter Kalk 50 "
Asbest " 50 "
kristallines Aluminiumoxyd 5 "
800 Teile Wasser wurden zu 100 Teilen nichtbrennbarer Formmasse der obigen Formulierung gegeben. Die entstehende Mischung
wurde in einer Knetvorrichtun& geknetet und in eine Form mit einer Größe von 910 χ 1820 χ 6 mm gegeben. Die
geknetete Mischung wurde bei einem Druck von 200 kg/cm verpreßt, wobei ihr Feuchtigkeitsgehalt auf 40$ vermindert
wurde. Der geformte Gegenstand wurde 10 Stunden durch Erwärmen bei 80 G 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$, Al2O3 0,44$, Fe2O3 0,04$, einen Glühverlust
von 0,22$), 50 Teile ...gelöschten Kalk, 0 oder 16 Teile kri-
.809829/0 685
2186856.
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).
Diese Beispiele zeigen,welche unterschiedlichen Ergebnisse
man erhält, wenn man die Alterungsbedingungen und den Feuchtigkeitsgehalt nach der Entwässerung und dem Formdruck
variiert. Die nichtbrennbaren Formmassen, die verwendet
wurden, hatten die folgende Zusammensetzung:
Quarzstein | 57 | Teile |
gelöschter Kalk | 43 | Il |
Asbest | 50 | Il |
Polypropylenfasern | 1 | Il |
kautschukartiges Styrol/ | • | |
Butadien-Mischpolymerisat | 1 | Il |
Aluminiumoxyd (Reaktionsaktivator) | 1 | Il |
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 di.e gleichen wie in Tabelle I. In der folgenden Tabelle IX
sind die erhaltenen Ergebnisse und die verwendeten Bedingungen aufgezeigt.
609829/068
67
68
Tabelle IX 69
73
75
76
ο co oo
Formdruck (kg/cm X 200 200 200 200 200 20Ό 200 200 200
Feuchtigkeitsgehalt - 40"Ί 40 40 40 40 40 40 40 40
nach d.Entwässerung' J ,
(Gew.^) . j
Alterungs- 1 .Altern 8000,10 h 80°, 10h 80°, 10h 80°, 10h 80°,2 h 80°,5 h 80°, 10h 80°, 15h8J0°,20 h
"bedingungen 2.Altern
50
Eigenschaften d.geformten Gegenstände
Biegefestigkeit (kg/cm-1)
Feuerbeständigkeit
1800O 12at,13h
180'
180
180
12 at, 5h. 12at,10h12at,15h 12at,
380
430
520
340
ausgezeichnet
180υ
12at,,
180w
12 at,·
10h
12 at,·
10h
450
180° '180" 12at,i::'\ 12 at,
10h 10h
350
80" 100n
12 at
10h
300 330
ro
OO
cn
77
78 Tabelle IX (Portsetzung) 80 81 82 83
84
85
86
O CO GO
Formdruck (kg/cm J. Feuchtigkeitsgehalt
nach d.Entwässerung(^)
Alterungs- !.Altern
10 a
50 20
80u 10 h
bedingungen 2, Alt em 1800O 180°
50
40
40
80u
h
180°
h
180°
50
50
50
80"
a
180°
a
180°
100
5
5
80u
h
180°
h
180°
100 10
80
10
180
100 20
80w h 180°
100 30
80° h 180°
100 40
80" 10 h 180°
Eigenschaften d.geformten Gegenstände
7at, 10a 7at,1Ch7at, 10h7at,10h 7at,1oh 7at,10h7at, 10h 7at,10h 7at,10a 7at, 10h 7at,10h
Biegefestigkeit (kg/ear) 360
Feuerbeständig keit
400
360
330
450
500
530
470
ausgezeichnet
GTD CD CXD
cn
CD
88 89 Tabelle IX (Fortsetzung) 91 92 93 94 95 96
98
Foradruck
Feuchtigkeitsgehalt nach d.Mtwäaserung(^)
(Gev,#)
Alterungs- 1.Altern
bedingungen 2»Altern
cd Eigen- Biegefe-
200
200 10
200
30 40
30 40
200
50
50
500 5
500 10
500 20
500 30
500 40
schaft en
°° d.geforaco ten Ge gen-CD etand«
g stigkeit (kg/cmz)
tfeuerbe-Btändigkeit
alle bei 80°Ö, 10 h alle bei 1800O, 7 at und 10 h
510 530 570 580 550 510 590 620 660 660 570 470
ausgezeichnet
50 | Teile |
50 | Il |
50 | Il |
. 2 | Il |
1 und 5 | Il |
2 | It |
_ 32 - .
Beispiel 100
Quarzstein (SiO2 99,4$, Al2O5 0,44%,
Pe2O, 0,04$, Glühverlust
0,22%)
gelöschter Kalk (98% Reinheit) Astest
Polypropylenfasern
Polypropylenfasern
Dinitropentamethylentetramin (Treibmittel)
Aluminiumoxyd (Reaktionsaktivator)
800 Teile Wasser wurden zu 100 Teilen der nicht "brennbaren
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 x 1820 χ 6 mm gegeben und bei einem Druck von 200 kg/cm während 3 bis 10 Minuten verfo'rmt, 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.
wurde gut in einer Knetvorrichtung geknetet. Die entstehende geknetete Mischung wurde in einer Form mit einer Größe von 910 x 1820 χ 6 mm gegeben und bei einem Druck von 200 kg/cm während 3 bis 10 Minuten verfo'rmt, 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.
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.
Menge an organischem spez.Gewicht des Biegefestigkeit d.?
Treibmittel (Teile) geformten Gegenst. gef.Gegenst.(kg/cm )
1 1,0 380
5 0,8 320
609829/0685
Quarzstein (SiO2 99,4$, Al2O5 0,44$, Fe2O5 0,04$,
Glühverlust 0,22$,die Teilchengröße.-.·.
war kleiner als entsprechend einem Sieh
mit einer lichten Maschenweite von
0,04· mm (350 mesh Tyler) 57 Teile
Glühverlust 0,22$,die Teilchengröße.-.·.
war kleiner als entsprechend einem Sieh
mit einer lichten Maschenweite von
0,04· mm (350 mesh Tyler) 57 Teile
Ashest (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 ex- trudiert.
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 ex- trudiert.
Der geformte Gegenstand wurde kontinuierlich von dem Extruder
extrudiert und zu der gewünschten Länge zerschnitten und
dann bei 800C und Atmosphärendruck 10 Stunden und dann in einem Autoklaven durch Erwärmen auf 1800C bei 7 at IO Stunden gealtert. ~ ~
dann bei 800C und Atmosphärendruck 10 Stunden und dann in einem Autoklaven durch Erwärmen auf 1800C bei 7 at IO 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.
vollständig getrocknet und die Biegefestigkeit wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle XI
aufgezeigt. Diese geformten Gegenstände zeigten ebenfalls eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit.
6098 29/06 8
Tabelle XI | 2166856 | |
Menge an zugefügtem Wasser aus der Flüs- sigkeitsöffnung (Teile) |
Biegefestigkeit d.geformten Ge genstands ~ (kß/cnr) |
Feuerbeständigkeit |
25 | 450 | ausgezeichnet |
70 - 80 | 500 | Il |
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. Während es einheitlich verknetet wurde,
gab man in den Zylinder aus einer Flüssigkeitsbeschickungsöffnung,
die zwischen der Einlaßöffnung für das Beschickungsmaterial und der Extrusionsauslaßöffnung 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 80 0 und Atmosphärendruck
während 10 Stunden und dann in einem Autoklaven bei 1800C und 7 at während 10 Stunden gealtert.
609829/068«
Der entstehende nichtbrennbare geformte Gegenstand wurde vollständig getrocknet und die Biegefestigkeit wurde zusammen
mit der Feuerbeständigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle XII angegeben.
Menge an Wasser in der Biegefestig- Feuerbeständigkeit
wäßrigen Dispersion keit d.geformt*
(Teile) Gegenst. (kg/cm )
;
50-60 . 530 ausgezeichnet
70 - 80 650 "
110-120 420 "
609.829/0685
Claims (5)
1.^Verfahren zur Herstellung eines nichtbrennbaren geformten
^^^ Gegenstands, 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 Aluminiumoxyd,
Wasser zufügt, die Masse verformt, den geformten Gegenstand
bei einem Druck von mindestens 50 kg/cm bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 50 Gewichts-% entwässert und dann
den geformten Gegenstand erwärmt, wobei dieser härtet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der nichtbrennbaren Formmasse ein Reaktionsaktivator
zugefügt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Reaktionsaktivator Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Lithiumhydroxyd
und Aluminiumoxyd verwendet.
609829/0685
216685a'
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man härtet, indem man den geformten Gegenstand bei Atmosphärendruck
während 5 bis 10 Stunden auf 60 bis 90°C und dann in einem Autoklaven während 5 bis 20 Stunden
bei 150 bis 210 C und einem Druck von 5 bis 20 at erwärmt.
609829/068S
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Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8419970A JPS4914192B1 (de) | 1970-09-24 | 1970-09-24 | |
JP8420070A JPS4914193B1 (de) | 1970-09-24 | 1970-09-24 | |
JP8446870A JPS4914194B1 (de) | 1970-09-25 | 1970-09-25 | |
JP45093221A JPS508725B1 (de) | 1970-10-22 | 1970-10-22 | |
JP10123170A JPS5027055B1 (de) | 1970-11-16 | 1970-11-16 | |
JP12694170 | 1970-12-28 | ||
JP12412070A JPS4819539B1 (de) | 1970-12-29 | 1970-12-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2166856A1 true DE2166856A1 (de) | 1976-07-15 |
DE2166856C2 DE2166856C2 (de) | 1982-09-02 |
Family
ID=27565386
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2166855A Expired DE2166855C2 (de) | 1970-09-24 | 1971-09-23 | Verfahren zur Herstellung eines nichtbrennbaren Leichtformkörpers |
DE2166856A Expired DE2166856C2 (de) | 1970-09-24 | 1971-09-23 | Verfahren zur Herstellung eines nichtbrennbaren Formkörpers |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2166855A Expired DE2166855C2 (de) | 1970-09-24 | 1971-09-23 | Verfahren zur Herstellung eines nichtbrennbaren Leichtformkörpers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE2166855C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4654084A (en) * | 1983-10-12 | 1987-03-31 | Construction Products Research Inc. | Method for controlling contraction in setting cementitious systems |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE154625C (de) * | 1900-01-01 | |||
DE1172594B (de) * | 1959-01-26 | 1964-06-18 | Erik Huettemann Dipl Ing | Verfahren zum Herstellen thermohydraulisch gebundener Steine |
DE1916553A1 (de) * | 1968-04-18 | 1969-11-13 | Owens Corning Fiberglass Corp | Verfahren zur Herstellung hochtemperaturfester Isolierungen |
GB1172007A (en) * | 1967-06-09 | 1969-11-26 | Koppers Co Inc | Synthetic Resin Emulsion Hydraulic Cement Composition |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE654369C (de) * | 1935-02-21 | 1937-12-18 | Ivar Setterberg | Verfahren zur Herstellung von porigen, feuerfesten Formlingen |
-
1971
- 1971-09-23 DE DE2166855A patent/DE2166855C2/de not_active Expired
- 1971-09-23 DE DE2166856A patent/DE2166856C2/de not_active Expired
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE154625C (de) * | 1900-01-01 | |||
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 |
DE1916553A1 (de) * | 1968-04-18 | 1969-11-13 | Owens Corning Fiberglass Corp | Verfahren zur Herstellung hochtemperaturfester Isolierungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2166856C2 (de) | 1982-09-02 |
DE2166855A1 (de) | 1976-04-15 |
DE2166855C2 (de) | 1982-06-03 |
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CH593319A5 (de) |
Legal Events
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Ref country code: DE Ref document number: 2147627 Format of ref document f/p: P |
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D2 | Grant after examination | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |