DE3222078A1 - Harte, wasserbestaendige, phosphathaltige keramikmaterialien und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Harte, wasserbestaendige, phosphathaltige keramikmaterialien und verfahren zu deren herstellungInfo
- Publication number
- DE3222078A1 DE3222078A1 DE19823222078 DE3222078A DE3222078A1 DE 3222078 A1 DE3222078 A1 DE 3222078A1 DE 19823222078 DE19823222078 DE 19823222078 DE 3222078 A DE3222078 A DE 3222078A DE 3222078 A1 DE3222078 A1 DE 3222078A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- metal oxide
- parts
- reaction solution
- mixture
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 60
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 title claims description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 100
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 100
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 98
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 94
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 88
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 86
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 52
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 48
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims description 46
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 46
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 44
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 43
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 43
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 41
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 37
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 31
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 21
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 20
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 20
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims description 20
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 20
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 19
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical group [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 14
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 10
- UOCIZHQMWNPGEN-UHFFFAOYSA-N dialuminum;oxygen(2-);trihydrate Chemical compound O.O.O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] UOCIZHQMWNPGEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 150000004684 trihydrates Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 2
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims 4
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 claims 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 103
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 36
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 36
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 33
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 26
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 26
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 16
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- -1 calcium silicate Chemical compound 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 4
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 4
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 4
- CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N trichlorofluoromethane Chemical compound FC(Cl)(Cl)Cl CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 4
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 4
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AJDIZQLSFPQPEY-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-Trichlorotrifluoroethane Chemical compound FC(F)(Cl)C(F)(Cl)Cl AJDIZQLSFPQPEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004619 high density foam Substances 0.000 description 1
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052914 metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- RJSZFSOFYVMDIC-UHFFFAOYSA-N tert-butyl n,n-dimethylcarbamate Chemical group CN(C)C(=O)OC(C)(C)C RJSZFSOFYVMDIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XJUNLJFOHNHSAR-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+);dicarbonate Chemical compound [Zr+4].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O XJUNLJFOHNHSAR-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/34—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders
- C04B28/342—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders the phosphate binder being present in the starting composition as a mixture of free acid and one or more reactive oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
HARTE, WASSERBESTÄNDIGE. PHOSPHATHALTIGE KERAMIKMATERIALIEN UND VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG
Vorliegende Erfindung betrifft harte, wasserbeständige, phosphathaltige Keramikmaterialien und insbesondere
harte, wasserbeständige, phosphathaltige Keramikmaterialien, die keiner anschließenden Wärmeaushärtung
bedürfen.
Feuerfeste Metallphosphate werden schon seit langem als geeignete Bau- und Isolierstoffe angesehen. Phosphorsäure,
ein Metalloxid und Metallsilikate enthaltende Zusammensetzungen sind bekannt, die Herstellung
solcher Zusammensetzungen, die diese Bestandteile aufweisen und die erforderliche Festigkeit aufweisen,
ist jedoch äußerst schwierig. Gemische aus Aluminiumoxid
und 8596 Phosphorsäure sind beispielsweise zäh
und schwierig zu handhaben. Durch die Verdünnung mit Wasser kann die Handhabung dieser Gemische beträchtlich
verbessert werden. Wenn jedoch Silikat, wie z.B. Calciumsilikat, zugegeben und das erhaltene Phosphat
mit Wärme ausgehärtet wird, um das Überschußwasser
■■-:. -:- ■*·""** ' 3222073
-At- '
abzudestillieren, weist das so erhaltene feuerfeste Material eine verhältnismäßig geringe Zugfestigkeit
auf. Wenn andererseits alle Komponenten gleichzeitig und ohne Zusatz von Wasser miteinander vermischt
werden, läuft die Reaktion so schnell ab, daß sie unter normalen Herstellungsbedingungen nicht durchführbar
ist.
Es sind verschiedene Eho sphatzusanunense tzungen und Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt. In der US-PS
2,992,930 von William Wheeler et al sind beispielsweise Zusammensetzungen aus pulverförmigem Zirkoniumoder
Aluminiumoxid, Calciumsilikat als Schaumstabilisator, Phosphorsäure, Kieselerdesol als Bindemittel,
sowie einem Blähmittel beschrieben, die hergestellt werden, indem man die trockenen Bestandteile vermengt,
das Kieselerdesol zugibt, das Gemisch mit Phosphorsäure verrührt und den erhaltenen Schaum erstarren
läßt. In der US-PS 3,148,996 von Mark Vukasovich et al sind Zusammensetzungen beschrieben, die ohne Wärmebehandlung
zu harten Massen erstarren, und die durch Einarbeiten von Gasblasen porös gemacht werden. Diese
Zusammensetzungen enthalten Wasser, ein saures Phosphat, bestehend aus Phosphorpentoxid, Calcium-, AIuminium-
oder Zirkoniumoxid, sowie fein zerteilte CaI-ciumsilikate,
und werden erhalten, indem man eine viskose Lösung aus Wasser, Phosphorpentoxid und einem geeigneten
Metalloxid herstellt, diesem Gemisch Calciumsilikat zugibt und es anschließend teilweise erhärten
läßt. Durch Zusetzen eines internen Schaumbildners oder durch mechanisches Einbringen von Gasblasen
wird dann Schaumentwicklung bewirkt. In der US-PS 3,300,675 von Jules Magder werden Zusammensetzungen
aus saurem Aluminiumphosphat, Magnesium- oder Zirkonium-Carbonat, -Oxid, -Hydroxid oder -Silikat, und
organisches oder anorganisches Gas erzeugenden Materi-
-χ-
alien beschrieben. In anderen Patentschriften sind ebenfalls ähnliche Phosphatschäume beschrieben, wobei
ein Metall in Pulverform in das saure Gemisch eingebracht wird, so daß durch die Abgabe von Wasserstoffgas
die Schaumbildung induziert wird.
Obwohl es aufgrund dieser Literaturstellen auf der Hand liegt, daß beträchtliche Anstrengungen unternommen
wurden, um geeignete Phosphatschäume zu entwickeln,
gibt es doch noch viele Probleme. Die meisten dieser bekannten Schäume besitzen eine schlechte Bindefestigkeit,
was ihre Verwendung als Baumaterial ausschließt. Einige sind feuchtigkeitsempfindlich, viele bedürfen
einer Wärmeaushärtung zur Verbesserung der Bindefestigkeit, und die meisten davon enthalten andere Zusätze
zur Erzielung der erforderlichen Härte. Außerdem sind in den meisten kommerziell hergestellten Schäumen
Blähmittel enthalten, die das Produkt verteuern und manchmal für die fehlende Bindefestigkeit verantwortlieh
sind.
Demnach ist ein Ziel vorliegender Erfindung die Bereitstellung von festen, feuchtigkeitsbeständigen,
phosphathaltigen Keramikmaterialien, die ohne Anwendung von Außenhitze hergestellt werden können.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, Verfahren zur Herstellung von harten Phosphatschäumen
ohne Zusatz von Blähmitteln bereitzustellen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, Verfahren zur bequemen und kontinuierlichen Herstellung von Phosphatschäumen
zu schaffen, wobei das Zusammenfallen des Schaumes verhindert wird.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die Erfindung betrifft harte, wasserbeständige, phosphathaltige
Keramikmaterialien, die aus Metalloxid, Calciumsilikat und Phosphorsäure hergestellt werden
können. Durch Vorreaktion eines Teils des Metalloxids mit der Phosphorsäure und/oder durch Einstellen der
Temperatur der Säurelösung bei deren Vermischen mit den anderen Komponenten -kann die Eigenschaft des zu
erhaltenden Produktes so beeinflußt werden, daß man entweder geschäumte oder ungeschäumte phosphathaltige
Keramikmaterialien erhält.
Gemäß einer Ausführungsform umfaßt das Verfahren die folgenden Verfahrensstufen:
(1) Auswahl mindestens eines Metalloxids aus der Gruppe,
enthaltend AIpCU, MgO, CaO oder ZnO oder deren
Hydrate, wobei die Metalloxidmenge ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gewichtsteile, berechnet auf wasserfreier
Basis, beträgt;
(2) Herstellen einer Reaktionslösung aus einem Teil des
genannten Metalloxids und ungefähr 80 bis ungefähr Gewichtsteilen einer Phosphorsäure, entsprechend dem
Äquivalent von ungefähr 35 "bis ungefähr 75 Gew.-% Phosphorpentoxid,
bezogen auf das Gewicht der Säurelösung, wobei das Hydratwasser des genannten Metalloxids in
die Berechnung des Phosphorpentoxidgehaltes miteinbezogen
wird; und
(3) Herstellen eines Gemisches aus dem restlichen Metalloxid und ungefähr 100 Gewichtsteilen Calciumsilikat.
Die Temperatur der Reaktionslösung wird auf einen gewünschten "Wert eingestellt, und das Gemisch
wird proportional mit der besagten Reaktionslösung vermischt. Man bringt das erhaltene Gemisch in eine
gewünschte Form und läßt seine Komponenten aufeinander einwirken. Die Menge des zur Herstellung der Reak-
tionslösung verwendeten Metalloxids und die Temperatur
der Reaktionslösung werden so gewählt, daß der Zeitpunkt, bei welchem die vermischte Masse sich erhärtet,
annähernd vorherbestimmt werden kann in Bezug auf den Zeitpunkt, bei dem die Wasserverdampfung eintritt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform umfaßt das Verfahren folgende Verfahrensschritte:
(1) Herstellen eines Gemisches enthaltend ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gew.-%, berechnet auf wasserfreier
Basis, mindestens eines Metalloxids, ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Al2O,, MgO, CaO, ZnO oder deren
Hydrate, und ungefähr 100 Gev.-% Calciumsilikat; und
(2) Herstellen einer Reaktionslösung
aus ungefähr 80 bis ungefähr 190 Gewichtsteilen einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von
ungefähr 35 bis ungefähr 75 Gew.-?6 Phosphorpent oxid,
bezogen auf das Gewicht der Säurelösung, wobei das Hydratwasser des genannten Metalloxids in die Berechnung
des Phosphorpentoxidgehaltes miteinbezogen wird. Die
Temperatur der Reaktionslösung wird auf einen gewünschten Wert eingestellt, und das Gemisch wird anteilig
mit der Lösung vermischt.Man bringt das erhaltene Gemisch in
eine gewünschte Form und läßt ihre Komponenten aufeinander
einwirken. Die Temperatur der Reaktionslösung wird so gewählt, daß der Zeitpunkt, bei dem die vermischte
Masse sich erhärtet, annähernd vorherbestimmt werden kann in Bezug auf den Zeitpunkt, bei dem die
Wasserverdampfung eintritt.
Gemäß einer dritten Ausführungsform umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Verfahrensschritte:
(1) Auswahl mindestens eines Metalloxids aus der Gruppe, enthaltend Al2O,, MgO, CaO oder ZnO oder deren Hydrate,
wobei der Gesamtanteil des Metalloxids ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gewichtsteile, berechnet auf wasserfreier
Basis, beträgt;
(2) Herstellen einer Reaktionslösung aus einem Teil des Metalloxids und ungefähr 80 bis ungefähr 190 Gewichtsteilen
einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von ungefähr 35 "bis ungefähr 75 Gew.-%
Phosphorpentoxid, bezogen auf das Gewicht der Saurelösung,
wobei das Hydratwasser des genannten Metalloxids in die Berechnung des Phosphorpentoxidgehaltes
miteinbezogen wird; und
(3) Herstellen eines Gemisches aus dem restlichen Metalloxid und ungefähr 100 Gewichtsteilen Calciumsilikat. Man vermischt das Gemisch proportional mit der Reaktionslösung, bringt das erhaltene Materialgemisch in eine gewünschte Form und läßt die Komponenten aufeinander einwirken. Die zur Herstellung der Reaktionslösung verwendete Menge an Metalloxid wird so gewählt, daß der Zeitpunkt, bei dem das Materialgemisch sich erhärtet, annähernd in Bezug auf den Zeitpunkt,der eintretenden Wasserverdampfung vorherbestimmt werden kann.
(3) Herstellen eines Gemisches aus dem restlichen Metalloxid und ungefähr 100 Gewichtsteilen Calciumsilikat. Man vermischt das Gemisch proportional mit der Reaktionslösung, bringt das erhaltene Materialgemisch in eine gewünschte Form und läßt die Komponenten aufeinander einwirken. Die zur Herstellung der Reaktionslösung verwendete Menge an Metalloxid wird so gewählt, daß der Zeitpunkt, bei dem das Materialgemisch sich erhärtet, annähernd in Bezug auf den Zeitpunkt,der eintretenden Wasserverdampfung vorherbestimmt werden kann.
Gemäß einer vierten Ausführungsform vorliegender Erfindung wird eine geeignete Zusammensetzung bereitgestellt,
die die Herstellung eines harten, wasserbeständigen, phosphathaltigen Keramikmaterials ermöglicht,
wobei diese Zusammensetzung (1) ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gewichtsteile, berechnet auf wasserfreier
Basis, mindestens eines Metalloxids, ausgewählt aus.
der Gruppe, enthaltend AIpO,, MgO, CaO, ZnO oder deren
Hydrate; (2) ungefähr 80 bis ungefähr 190 Gewichtstei-
30· Ie einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von ungefähr 35 "bis ungefähr 75 Gew.-% Phosphorpentoxid,
bezogen auf das Gewicht der Säurelösung, wobei das Hydratwasser des genannten Metalloxids in die
Berechnung des Phosphorpentoxidgehaltes miteinbezogen wird; und (3) ungefähr 100 Gewichtsteile Calciumsilikat
enthält.
Gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung wird
ein hartes, wasserbeständiges, phosphathaltigeε Keramikmaterial
geschaffen, erhalten durch die Reaktion von (1) ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gewichtsteilen,
berechnet auf wasserfreier Basis, mindestens eines Metalloxids, ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend
AIpCU, MgO, CaO, ZnO oder deren Hydrate; (2) von ungefähr
80 bis ungefähr 190 Gewichtsteilen einer Phosphorsäurelösung, enthaltend das Äquivalent von ungefähr
35 bis ungefähr 75 Gew.-% Phosphorpentoxid, bezogen
auf das Gewicht der Säurelösung, wobei das Hydratwasser des Metalloxids in die Berechnung des Phosphorpentoxidgehaltes
miteinbezogen wird; und (3) von ungefähr 100 Gewichtsteilen Calciumsilikat.
Die zur Ausführung der Erfindung verwendeten Bestandteile sind alle im Handel erhältlich. In. der Erfindung
wird Calciumsilikat (100 Gewichtsteile) bevorzugt, obgleich man mit anderen Silikaten ebenfalls zufriedenstellende
Ergebnisse erhalten kann. Calciumsilikat kommt in der Natur vor und wird als Wollastonit bezeichnet.
Bei der Verwendung dieses Materials in Pulverform, wie nachstellend beschrieben, können geeignete
geschäumte oder ungeschäumte Produkte erhalten werden. Zur Schaumerzeugung wird die Teilchengröße
vorzugsweise so klein gehalten, daß die Mehrzahl der Silikate ein 0,074-mm-Sieb passieren.
Um ein zufriedenstellendes phosphathaltiges Keramikmaterial
zu erhalten, kann eine ganze Reihe von Metalloxiden, wie z.B. Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid
und Zinkoxid, verwendet werden. Diese Oxide werden in Pulverform verwendet, wobei man mit Oxiden
kleinerer Teilchengröße (0,043-mm-Sieb oder darunter) im allgemeinen bessere Resultate erzielt. Hydratisierte
Formen der Oxide können ebenfalls verwendet werden;
sie werden in vielen Fällen bevorzugt. Bei Verwendung
eines Hydrats muß das Hydratwasser berücksichtigt werden, damit sich für die Reaktion kein Wasserüberschuß
ergibt. Dies läßt sich dadurch bewerkstelligen, daß man das Hydratwasser bei der Berechnung des Phosphorpentoxidgehalts
in die Phosphorsäurelösung miteinbezieht.
Zur Ausführung vorliegender Erfindung können ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gewichtsteile Metalloxid, berechnet
auf wasserfreier Basis und bezogen auf 100 Gewichtsteile Calciumsilikat, verwendet werden; jedoch sind
ungefähr 13 bis 26 Gewichtsteile Metalloxid bevorzugt, und der am meisten bevorzugte Gehalt liegt bei ungefähr
15-20 Gewichtsteilen. Die Menge des einzusetzenden Oxides hängt davon ab, ob es in hydratisierter Form
vorliegt, und/oder sie hängt von seinem Reaktionsvermögen
ab.
Wasserfreies Magnesiumoxid reagiert mit Phosphorsäure viel schneller als wasserfreies Aluminiumoxid. Beispielsweise
reagiert Ersteres innerhalb von Minuten, während Letzteres, je nach der Temperatur der Säurelösung
Stunden benötigen kann. Bei Verwendung von hydratisieren Formen verringert sich jedoch der Unterschied
in der Reaktionszeit drastisch. Hydratisiertes Magnesiumoxid reagiert schneller als wasserfreies
Magnesiumoxid, und es reagiert auch viel schneller als hydratisiertes Aluminiumoxid. Dennoch ist
hydratisiertes Aluminiumoxid im wesentlichen reaktionsfreudiger als wasserfreies Aluminiumoxid,
weil es mit der Phosphorsäurelösung bereits nach wenigen Minuten und nicht erst nach Stunden reagiert. Auf
den Einfluß der Reaktionszeiten wird im folgenden noch ausführlicher eingegangen werden.
Um geeignete Produkte zu erhalten, können alle genannten Oxide, allein oder kombiniert, verwendet wer-
den, Jedoch sind zur Ausführung der Erfindung wasserfreies (kalziniertes) Magnesiumoxid und hydratisiertes
Aluminiumoxid besonders bevorzugt. Magnesiumoxid bewirkt eine Erhöhung der Festigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit
des Endproduktes, während Aluminiumoxid zur Verbesserung der Härtungseigenschaften
beiträgt.
Phosphorsäure ist in verschiedenen Konzentrationen erhältlich, wobei 85% die am häufigsten vorkommende
Konzentration der Orthophosphorsäure ist. Andere Verbindungen, wie z.B. Polyphosphorsäure, welche nach
Verdünnung mit Wasser Phosphorsäure ergeben, eignen sich ebenfalls zur Ausführung der Erfindung, vorausgesetzt,
daß der Gesamtwassergehalt des Reaktionssystems nicht zu hoch ist. Wasserüberschuß muß vermieden
werden, weil sonst die erhaltenen Produkte, obzwar sie wasserbeständig sind, nur eine geringe
Festigkeit aufweisen. Andererseits ist zu wenig Wasser
ebenfalls nachteilig, nicht nur, weil die Materialien dann schwer mischbar sind, sondern auch,weil
bei der Herstellung von geschäumten Produkten nur Schäume von hoher Dichte erhalten werden.
In der Regel ist die Phosphorsäure geeignet, wenn sie
dem Äquivalent von ungefähr 35 bis ungefähr 75 Gew.-% Phosphorpentoxid, bezogen auf das Gewicht der Säurelösung,
entspricht. Vorzugsweise liegt das Äquivalent des Phosphorperitoxids bei ungefähr 40-70%, und noch
bevorzugter ist das Äquivalent von ungefähr 45-65%. Der Restanteil der Säurelösung wird von Wasser, einschließlich
Hydratwasser des Metalloxids aus Gründen der Berechnung, gebildet. Zur Ausführung der Erfindung
können ungefähr 80 bis ungefähr 190 Gewichtsteile Säurelösung, vorzugsweise 90 bis ungefähr 150 Gewichtsteile Säurelösung, verwendet werden, am meisten bevorzugt
sind jedoch ungefähr 100 bis ungefähr 130 Gewichtsteile Säure.
1 Obwohl die zur Ausführung der Erfindung verwendeten
Komponenten schon seit langem bekannt sind, wurden die bei der Kombination dieser Komponenten erfindungsgemäß
erzielten Vorteile nie erkannt. Es wurde gefunden, daß ein Produkt erhalten werden kann, welches
wasserbeständig ist und keiner Hitzehärtung bedarf, wenn die Art und Weise, wie die Bestandteile miteinander
kombiniert werden, entsprechend gesteuert und Wasserüberschuß vermieden wird. Obwohl die Anmelderin
sich an keine Theorie bezüglich der. Art der erfindungs gemäß ablaufenden Reaktionen gebunden sieht, so treten
offensichtlich doch zwei unabhängige, jedoch verwandte
Erscheinungen, nämlich die Wasserverdampfung und die Bindung der Materialien, auf. Die von den Reaktionsteilnehmers
erzeugte Hitze verdampft das Wasser, wobei der Wasserdampf als Schaumbildner wirken kann.
Innerhalb ungefähr der gleichen Zeitspanne findet die Bindung (Härtung) statt, wodurch ein festes, keramikartiges
Material erhalten wird. Diese zwei Vorgänge werden hier als"Verdampfung" oder als "Verdampfungsstufe" bzw. als "Härtung" oder als "Härtungsstufe"
bezeichnet.
Zur Ausführung der Erfindung wird die Reaktionslösung vorzugsweise durch Zusetzen einer gewünschten Menge
Metalloxids zur Phosphorsäurelösung hergestellt. Außer dem können noch flüssige Zusätze, wie Tenside, in die
Reaktionslösung eingearbeitet werden. Das restliche Metalloxid und das gesamte Calciumsilikat werden daraufhin
miteinander vereinigt und mit einem festen Zusatz, wie Verstärkungsfasern, Verdickungsmitteln, Pigmenten
und dergleichen, vermischt. Die Temperatur der Reaktionslösung wird vorzugsweise auf einen gewünschten
Wert eingestellt und die Lösung anteilig mit den restlichen trockenen Bestandteilen vermischt. Man
bringt das Materialgemisch in die gewünschte Form und
läßt die Komponenten des Systems aufeinander einwirken. Die erhaltenen Produkte bedürfen keiner Hitzehärtung
und können in kochendes Wasser gestellt werden, ohne daß nachteilige Wirkungen auftreten. Sie sind
nicht hitzeempfindlich. Probeweise wurden nämlich einige Produkte auf 871 C erhitzt, ohne daß ein bedeutender
Festigkeitsverlust festzustellen war.
Es wurde herausgefunden, daß die miteinander in Beziehung stehenden Zeitpunkte^ der Verdampfung und der
Härtung die Eigenschaft des 'zu erhaltenden Produktes bestimmen. Beispielsweise führt, wenn die Verdampfungsstufe vor der Härtungsstufe ereicht wird, der Wasserdampf
zur Schäumung des Gemisches, bevor die Masse erhärtet. Im Gegensatz dazu ist, wenn die Härtung zuerst
eintritt, das Material schäumungsunfähig, und der Wasserdampf entweicht durch die Zwischenräume. Auf
den Einfluß der letzteren Stufenfolge wird später noch ausführlich eingegangen werden, man erhält Jedoch in
beiden Fällen ein Produkt, das keiner Hitzehärtung bedarf und trotzdem wasserbeständig ist.
Zwei Faktoren, die auf die genannten Vorgänge einwirken, sind einerseits die Menge des mit der Phosphorsäure
vorgängig umgesetzten Metalloxids und andererseits die Temperatur der Reaktionslösung zum Zeitpunkt
ihrer Vermischung mit den übrigen trockenen Bestandteilen. Wenn nur einer dieser Faktoren gesteuert wird,
so kann noch ein keramikartiges Produkt hergestellt werden. Vorzugsweise steuert man jedoch beide Parameter,
um die Handhabung zu erleichtern und um ein besseres Produkt zu erhalten.
Wie diese Faktoren variiert werden können, wird im folgenden aufgezeigt. Im allgemeinen wird das Ausmaß
der während der nachfolgenden Vermischung und vor der Erhärtung des Materialgemisches auftretenden Schäumung
umso größer, Je weniger Metalloxid mit der Phosphorsäure
vorgängig reagiert, vorausgesetzt, daß die Temperatur der Säurelösung nicht zu niedrig ist. Wenn
im Gegensatz dazu verhältnismäßig viel Metalloxid mit der Phosphorsäure vorgängig reagiert, tritt vor
der Erhärtung der Masse eine weniger starke Schäumung auf. Wenn entsprechend viel Metalloxid vorgängig
reagiert, tritt im wesentlichen keine Schäumung auf. Dies ergibt sich augenscheinlich aus der Tatsache,
daß die vorherige Zugabe an Metalloxid die Dauer der exothermischen Reaktion oder der Wasserverdampfungsreaktion
verlängert.
Die Temperatur der Reaktionslösung bei der anschliessenden Mischstufe kann ebenfalls einen bedeutenden
Einfluß auf das Endprodukt ausüben. Je höher die Temperatur dieser Lösung ist, desto stärker ist die Wasserdampfentwicklung
und desto früher tritt die Wasserverdampfung auf, wenn die Reaktionslösung mit den
übrigen trockenen Bestandteilen vermischt wird. Demnach ist bei höheren Temperaturen die Wahrscheinlichkeit
größer, Schäume mit Hohlräumen oder Schäume, die schnell schäumen und dann zusammenfallen, zu erhalten.
Dieser Effekt kann jedoch durch Zugabe eines Tensids in die Reaktionslösung etwas abgeschwächt werden.
Bei einer zu niedrigen Temperatur kann die exothermische
Reaktion unterdrückt werden, so daß keine Schäumung stattfindet. Außerdem kann sich eine zu niedrige
Temperatur insofern nachteilig auswirken, als das erhaltene Material eine verhältnismäßig geringe Bindungsfestigkeit
aufweisen kann. Die optimale Temperatur der Reaktionslösung kann je nachdem, welche Reaktionsteilnehmer
eingesetzt werden, variieren, jedoch wurde allgemein herausgefunden, daß bei einem Temperaturbereich
zwischen ungefähr 1,7°C bis ungefähr 27°C zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden können.
Zi .L Ζ:.'·--"-" "*" 3"222Q78
Der bei der Schaumerzeugung bevorzugte Temperaturbereich liegt bei ungefähr 3,4°C bis 7,5°C, am besten
bei 4,50C, außer wenn, wie nachfolgend aufgezeigt, ein Schaumbildner zugegeben wird.
In der Praxis müssen außer der Menge an vorgängig reagiertem Material und der Temperatur der Säurelösung
auch noch andere Faktoren in Betracht gezogen werden, von denen viele vom Typ des herzustellenden Produktes
abhängen. Bei der Schaumbildung wird darauf abgezielt, daß der Schaum ungefähr zu dem Zeitpunkt, bei dem die
Härtung eintritt, ein gewünschtes Ausmaß erreicht. Die die Schäumung hervorrufende Wasserverdampfung soll im
wesentlichen zeitlich so gesteuert sein, daß nach dem Erhärten das Produkt eine gleichförmige Zellengröße mit
der richtigen Größe aufweist und daß die endgoiltige Dichte erreicht ist. Die Zellgröße wird beeinflußt
durch die Geschwindigkeit der Wasserverdampfung und der Viskosität der Säurelösung. Die Viskosität hängt
wiederum vom Typ des/der verwendeten Oxide(s) und. der Temperatur der Säurelösung ab.
Lösungen mit verschiedener Viskosität erhält man durch Auflösen verschiedener Oxide in Phosphorsäure. Wenn
beispielsweise zunehmende Mengen Magnesiumoxid einer Teilmenge eines Titers einer Säurelösung (z.B. 8596)
zugegeben werden, stellt man Viskositätsgrade fest, die zwischen ungefähr 50 cp und 1000 cp schwanken,
wenn die Temperatur der Säurelösung 22,5°C beträgt.
Wenn Jedoch vergleichbare Molmengen an Aluminiumoxid einer zweiten Teilmenge der gleichen Säurelösung mit
22,5°C zugegeben werden, stellt man Viskositätswerte von ungefähr 50 cp bis nur 400 cp fest. Um bessere
Schäume zu erhalten, soll die Viskosität der Säurelösung beim Vermischen mit den übrigen Komponenten vorzugsweise
nicht mehr als 400 cp betragen. Demzufolge
22
22078
stellt die Viskosität der Reaktionslösung bei Verwendung
des Magnesiumoxids, neben dessen Tendenz zu kräftiger Schaumentwicklung, eine zweite Einschränkung bei
der Verwendung dieses Materials dar.
Je höher die Viskosität der Reaktionslösung ist, desto schlechter lassen sich die Komponenten vermischen und
desto geringer wird die Schaumqualität des erhaltenen Produktes. Aus diesem Grunde ist es oft angebracht,
mehr als nur ein Oxid einzusetzen. Demnach kann ein Oxid zur Herstellung der Reaktionslösung verwendet und
ein anderes mit dem Calciumsilikat vermischt werden.
Wahlweise kann das Oxid auch als Gemisch verwendet werden, sowohl zur Bildung der Reaktionslösung, als
auch für die Vermischung mit dem Calciumsilikat. Da eine ganze Reihe von Möglichkeiten existieren, sollen
alle Variationsmöglichkeiten im Geltungsbereich vorliegender Erfindung enthalten und die Erfindung nicht
auf diese zwei Beispiele beschränkt sein.
Die Dichte des Endproduktes hängt in hohem Grade von
der Menge des für die Herstellung der Reaktionslösung verwendeten Metalloxids ab, d.h., je mehr Metalloxid,
desto größer die Dichte. In der Regel werden ohne Einsatz von Schaumbildnern Schäume mit einer Dichte von
ungefähr 0,64072 g/cm3 bis ungefähr 0,24027 g/cnr erhalten,
wenn ungefähr 0 bis 0,3 Teile Metalloxid pro
Teil P2 0K i-n der Säurelösung zur Herstellung der Reaktionslösung
verwendet werden. Bei der Verwendung von mehr als 0,3 Teilen Metalloxid ist jedoch ein ungeschäumter
Keramikprodukt zu erwarten. Dennoch wird die Obergrenze der Menge an vorgängig reagiertem Material
durch praktische Überlegungen, wie z.B. Viskosität, bedingt, weshalb gewöhnlich nicht mehr als
50% des Metalloxids in geeigneter Weise vorreagiert
werden können.
Weitere Überlegungen, wie die Teilchengröße, Oberflächeneigenschaften
und Verstärkungsmaterialien, bedingenebenfalls die Schäume. Wegen der Tendenz solcher Materialien,
die Bildung einer feinen Zellstruktur zu fördern, wird erfindungsgemäß eine kleine und gleichförmige
Teilchengröße am meisten bevorzugt. Wie früher schon erwähnt, werden Metalloxide, die ein 0,043-Mn-Sieb
passieren, und Calciumsilikat*, welches ein 0,074-mm-Sieb passiert, bevorzugt.
Die Zellgröße hängt auch von den Oberflächeneigenschaften des Materials ab, und der Einsatz eines oder
mehrerer Tenside zur Förderung der Zellstabilität ist häufig angebracht. Jedes Tensid, das nicht von der
Phosphorsäure angegriffen wird, kann praktisch verwendet werden. Ein besonders geeignetes Tensid ist Dimethylcocamin,
das von Armak unter dem Namen Aramox DMC vertrieben wird. Dieses Material muß jedoch mit
Vorsicht gehandhabt werden, da es Haut und Augen reizt.
Da Schäume poröse Eigenschaften aufweisen, besitzen sie meistens eine geringere Zugfestigkeit als ungeschäumte
Materialien. Deshalb ist es häufig zweckmäßig, Verstärkungsfasern zur Festigkeit des Schaumes zuzugeben.
Polyester, Glas, Polypropylen und Nylon sind neben anderen mit Erfolg verwendet worden, obwohl die Bedingungen,
unter denen das Endprodukt verwendet werden soll, die Auswahl des Faserstoffes beeinflussen können.
Beispielsweise sind Glasfasern bei der Anwendung unter hohen Temperaturen viel stabiler als organische Fasern.
In der Regel sind Fasernlängen von 0,375 cm bis 2,54 cm geeignet, wobei Fasern mit ungefähr 1,27 cm
Länge besonders bevorzugt sind.
Bei der Herstellung von ungeschäumten phosphathaltigen
Keramikmaterialien kommen solchen Faktoren wie Teilchengröße, Viskosität, Temperatur und Oberflächenei-
O ο 9 O Π" <">
'
OZZZU / Q4
OZZZU / Q4
genschaften geringere Bedeutung zu, weil die Zellstruktur keine Rolle spielt. Folglich ist auch die
Verwendung von Materialien mit größeren Teilchengrößen und von Reaktionslösungen mit höherer Viskositat
möglich, vorausgesetzt, daß die Handhabung der Reaktionsteilnehmer gewährleistet ist. Die Temperatur
der Reaktionslösung kann ebenfalls höher sein, da die ungeschäumten Materialien nicht zusammenfallen. Außerdem
benötigt man kein Tensid, .weil sich das Problem der Zellstruktur nicht stellt.
Abgesehen von diesen Erwägungen ist bei der Herstellung
eines ungeschäumten Keramikmaterials das Ziel vergleichbar mit dem der Herstellung eines geschäumten
Materials, mit dem Unterschied, daß bei ungeschäumten Materialien ein Aufschub der Verdampfungsstufe bis zum
Erhärten der Masse erforderlich ist, um die Ausdehnung des phosphathaltigen Materials zu verhindern. Dies
läßt sich am besten dadurch bewerkstelligen, daß man eine größere Menge an Metalloxid vorreagiert. Es ist
Jedoch zu beachten, daß der Wasseraustritt aus dem ungeschäumten Material gewährleistet ist. Wenn der Innendruck
der Struktur aufgrund des Wasserdruckes zu hoch wird, kann das harte Keramikmaterial zerspringen. Aus
diesem Grunde ist bei der Herstellung von ungeschäumten phosphathaltigen Keramikmaterialien häufig das
Einarbeiten von porösen Füllstoffen ratsam, welche für die Entstehung von Durchlässen, durch die der Wasserdampf
entweichen kann, sorgen. Als solche Füllstoffe eignen sich beispielsweise Vermiculite und Perlit.
Die Anmelderin hat überraschenderweise auch herausgefunden, daß durch die Kombination der erfindungsgemäßen
Verfahren mit den bekannten Schaumbildnern zufriedenstellende
geschäumte Produkte erhalten werden können. Im Stand der Technik wird auf die Verwendung
von Kohlendioxid oder Kohlendioxid erzeugende Materi-
alien, auf Wasserstoff oder Wasserstoff erzeugende Materialien, sowie aux andere organische oder anorganische
Gase erzeugende Materialien bei der Herstellung von phosphathaltigen Produkten verwiesen. Solche
Mittel sind ebenfalls bei der Herstellung der erfindungsgemäßen harten, wasserbeständigen, phosphathaltigen
Keramikmaterialien vorteilhaft.
Obwohl praktisch alle bekannten Schaumbildner eingesetzt werden können, sind nur die bei der Verwendung
verschiedener Carbonate erhaltenen Ergebnisse durch Beispiele belegt. Carbonate,wie MgCO,, CaCO,, ZnCO,,
Li2CO, und dergleichen, oder deren Gemische, die relativ
unlösliche Phosphate bilden, sind bevorzugt. MgCO, ist jedoch besonders bevorzugt, weil es beispielhaft
Schäume mit ziemlich gleichmäßiger Zellgröße und mit im allgemeinen geeigneter Dichte erzeugt. Andere Carbonate,
wie z.B. NapCO^ und KpCO,, die verhältnismässig
lösliche Phosphatsalze bilden, können ebenfalls verwendet werden, und zwar in den Fällen, wo sich das
Durchsickern des Phosphats aus dem erhaltenen phosphathaltigen Keramikmaterial nicht nachteilig auswirkt.
Bei der Verwendung von trockenen Schaumbildnern ist es in der Regel angebracht, diese mit den anderen
trockenen Komponenten, enthaltend das Calciumsilikat und einen Teil des Metalloxids, zu vermischen; sie
können Jedoch auch getrennt zugegeben werden. Da die mit diesen Mitteln erhaltene Schaumbildung nicht durch
Wasserverdampfung induziert wird, ist es nicht wünschenswert, die exotherme Reaktion vor dem Erhärten stattfinden
zu lassen. Deshalb ist es gewöhnlich erforderlich, eine größere Menge des Metalloxid.es mit der
Phosphorsäure vorgängig zu reagieren. Dies führt jedoch häufig zu einer unerwünschten Erhöhung der Viskosität
der Säurelösung. Folglich kann sich bei ds<r Ver-
wendung eines zugegebenen Schaumbildners die Notwendig
ergeben, die Säurelösung etwas zu verdünnen, um die Viskosität regulieren zu können. Dabei ist aber
zu beachten, daß kein Wasserüberschuß entsteht, denn die Verwendung zusätzlichen Wassers, kombiniert mit
vorgängiger Reaktion einer größeren Menge Metalloxids, führt dazu, daß die Temperatur der exotherm en
Reaktion absinkt, wodurch die Wahrscheinlichkeit, phosphathaltige Keramikmaterialien mit unbefriedigenden
Leistungsdaten zu erhalten, erhöht wird.
Außerdem ist zu berücksichtigen, daß die Temperatur der Reaktionslösung zum Zeitpunkt der Vermischung
mit den trockenen Komponenten häufig höher sein kann,
wenn die Schaumentwicklung unter Verwendung von trokkenen
Schaumbildnern erzielt wird, als wenn sie durch Wasserverdampfung bewirkt wird, da die Erhärtung vor
dem Einsetzen der exothermen Reaktion stattfinden muß. Bei der Verwendung von trockenen Schaumbildnern ist
es deshalb oft wünschenswert, daß die Temperatur der Reaktionslösung eher in einem bevorzugten Bereich von
ungefähr 100C bis 15,5°C liegt, anstatt in dem vorher
im Zusammenhang mit dem durch Wasserverdampfung induzierten Schaumbildung erwähnten Bereich von ungefähr
3,4°C bis 7,5°C.
Natürlich kann auch ein flüssiger Schaumbildner,wie.
z.B. fluorierter Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt, der niedriger ist als die Temperatur, bei dem
die Schaumhärtung eintritt, verwendet, eingesetzt werden. Beispiele solcher Kohlenwasserstoffe sind die von
DuPont vertriebenen Freon-11 oder Freon 113. Diese Kohlenwasserstoffe können der Säurelösung zugegeben
und mit ihr vermischt werden, oder sie können getrennt beim Vermischen mit den festen Komponenten zugegeben
werden. Nichtfluorierte Kohlenwasserstoffe mit einem angemessenen Siedepunkt können zwar ebenfalls verwen-
det werden, sie sind jedoch aufgrund der mit ihrem Einsatz verbundenen Feaersgefahr weit weniger geeignet.
Die Art und Weise, wie diese Schaumbildner, ob flüssig oder trocken, zugesetzt werden, bleibt dem Fachmann
überlassen, oder sie kann von vielerlei Faktoren abhängen, wie der Art des gewünschten Produktes und/oder
dem Typ der benutzten Vorrichtung. Unter bestimmten Umständen kann die Eigenschaft des Schaumbildners die
Art und Weise seiner Verwendung bedingen. Beispielsweise gehen Carbonate mit der Säurelösung eine chemische
Reaktion ein, weshalb sie der Säurelösung nicht zu einem zu frühen Stadium des Reaktionsablaufes zugegeben
werden dürfen. Im Gegensatz dazu bewirken fluorierte Kohlenwasserstoffe die Schaumbildung durch
Übergehen vom flüssigen in den gasförmigen Zustand, weshalb sie mit der Säurelösung in Kontakt gehalten
werden können, vorausgesetzt, daß die Temperatur des Gemisches niedrig genug bleibt. Es ist jedoch zuzugeben,
daß im letzteren Falle die fluorierten Kohlenwasserstoffe ein Zwei-Phasen-System mit der Säurelösung
bilden. Deshalb soll darauf geachtet werden, daß die gleichmäßige Vermischung des Zwei-Phasen-Systems
vor dem Vermengen mit den festen Bestandteilen gewährleistet ist.
Da gemäß dem Stand der Technik eine ganze Reihe von Materialien vorliegen, die in verschiedenster Art und
Weise zur Herstellung der erfindungsgemäßen phosphathalt igen Keramikmaterialien verwendet werden können,
soll der in vorliegender Anmeldung verwendete Begriff "Schaumbildner" alle diese Materialien umfassen, vorausgesetzt,
man erhält phosphathaltige Produkte mit den vorstehend genannten Eigenschaften.
Die Vorteile vorliegender Erfindung sollen anhand der
-μτ-
folgenden Beispiele, worin alle Bestandteile in Gewichtsteile ausgedrückt sind, aufgezeigt werden.
BEISPIELE
5
5
Es wurde ein phosphathaltiger Schaum aus folgenden
Komponenten hergestellt:
Teile pro Komponente _. Gewicht in g 100 Teile CaSiO,
14,42
85% H3PO4 41,58
(61,6% P2O5)
15 CaSiO3 40,0
Tensid 0,04
Bei Berechnung dieser Verhältnisse unter Zugrundelegung
des Metalloxids in wasserfreier Form und unter Miteinbeziehung des Hydratwassers als Teil der Säurelösung
erhält man folgende Verhältnisse:
| 36 | ,04 |
| 104 | ,0 |
| 100 | |
| 0 | ,1 |
| 23, | 56 |
| 116, | 5 |
| 100 | |
| 0, | 1 |
25 £3
75,9% H3PO4
(55% P2O5)
CaSiO3
Tensid
(55% P2O5)
CaSiO3
Tensid
Die Reaktionslösung wurde hergestellt, indem man 1,04 Teile Al2O3^3H2O zu 104 Teilen Phosphorsäure zusetzte
und das Gemisch bei mäßigem Rühren ungefähr 15 Minuten verrührte, bis eine klare Lösung erhalten wurde. Der
Reaktionslösung, die dann auf 4,5°C abgekühlt war, wurde das Tensid (0,1 Teil) zugegeben. Die übrigen trokkenen
Bestandteile ("1.00 Teile Calciumsilikat und 35
Teile Aluminiumoxidtrihydrat) wurden vermischt und
einer kontinuierlich arbeitenden Readco-Vorrichtung zugeführt. Die Reaktionslösung wurde ebenfalls, Jedoch
durch eine andere Zufuhröffnung, in den Readco-Mischer
eingebracht. Die Bestandteile wurden darin proportional gemischt, auf ein mit einer dünnen Polster-Leinwand
bedecktes Förderband geladen und nivelliert . Die Schaumbildung begann nach ungefähr 1,5
Minuten, und die Masse wurde innerhalb" von 2 Minuten hart. Man erhielt so einen 2,54 cm dicken und 12,70
cm breiten durchgehenden Block aus geschäumtem Material. Das geschäumte Material hatte eine feine Zellstruktur
und eine Dichte von 0,28832 g/cm5. Die Druckfestigkeit des Materials betrug 0,29580 kg/cm2 gemäß ASTM D1621,
und der Bruchmodul gemäß ASTM C209 betrug 0,34510
kg/cm . Weder nachdem man 20-g Würfel des Materials 1/2 Stunde in siedendes Wasser gelegt und trocknen
gelassen hatte, noch nachdem man sie mit 50 g Wasser
bei Raumtemperatur befeuchtet und trocknen gelassen hatte, konnten irgendwelche Anzeichen von Rissen festgestellt
werden.
Ein phosphathaitiger Schaum wurde aus den gleichen
Komponenten, die in Beispiel 1 verwendet wurden, hergestellt. Die Reaktionslösung erhielt man, indem man
1,04 Teilen Al2O^H2O 104 Teile einer Phosphorsäure
zugab und das Gemisch bei mäßigem Rühren 15 Minuten verrührte, bis eine klare Lösung erhalten wurde. Daraufhin
setzte man der Reaktionslösung das Tensid (0,1 Teil) zu. Die übrigen trockenen Bestandteile
(100 Teile Calciumsilikat und 35 Teile Aluminiumoxidtrihydrat) wurden vermischt und einer kontinuierlich
arbeitenden Readco-Vorrichtung zugeführt. Die Reak-
tionslösung, die Raumtemperatur aufwies, wurde ebenfalls
in den Readco-Mischer eingebracht, Jedoch durch eine andere Zufuhr öffnung. Die Kqinponenten wurden
darin proportional vermischt, auf' ein mit einer dünnen Polster-Leinwand bedecktes Förderband geladen und
nivelliert. Nach ungefähr 42 Sekunden begann die Schaumbildung und innerhalb von ungefähr 50 Sekunden
wurde die Masse hart. Man erhielt auf diese Weise einen 2,54 cm dicken und 12,70 cm breiten, durchgehenden
Block aus geschäumtem Material. Das geschäumte Material hatte eine grobe, ungleichmäßige Zellstruktur
und eine Dichte von 0,2723 g/cm . Die Druckfestigkeit des Materials nach ASTM D1621 des Materials betrug
0,24650 kg/cm und der Bruchmodul gemäß ASTM C209
ebenfalls 0,24650 kg/cm . Weder nachdem man 20-g Würfel des Materials 1/2 Stunde in kochendes Wasser gelegt
und trocknen gelassen hatte, noch nachdem man sie mit 50 g Wasser bei Raumtemperatur befeuchtet und
trocknen gelassen hatte, konnten irgendwelche Anzeichen von Rissen festgestellt werden.
Ein phosphathaltiger Schaum wurde aus folgenden Komponenten
hergestellt:
| Komponente | Gewicht in μ | Teile pro |
| 100 Teile CaSiO | ||
| AIpO,.,HpO | 11,44 | 30,1 |
| 30 MgO (kalziniert) | 3,0 | 7,9 |
| 8056 H3PO4 | 43,56 | 114,63 |
| (58,0% P2O5) | ||
| CaSiO, | 38 | 100 |
| Tensid | 0,3 | 0,79 |
| 35 Polyesterfasern | 0,2 | 0,53 |
| • mit 1,27 cm Länge |
Bei Berechnung dieser Verhältnisse unter Zugrundele-
gung des Metalloxids in wasserfreier Form und unter Berücksichtigung des Hydratwassers als Teil der
Säurelösung ergeben sich folgende Verhältnisse:.
Komponente Teile pro 100 Teile CaSiO^.
| Al2O3 | 19,7 |
| MgO (kalziniert) | 7,9 |
| 73,3% H3PO4 | 125,05 |
| (53,2% P2O5) | |
| CaSiO3 | 100 |
| Tensid | 0,79 |
| Polyesterfasern | 0,53 |
| mit 1,27 cm Länge |
Die Reaktionslösung wurde hergestellt, indem man 1,15
Teile AIpO313H2O 114,63 Teilen einer Phosphorsäure
zusetzte und das Gemisch bei mäßigem Rühren ungefähr 15 Minuten verrührte, bis eine klare Lösung erhalten
wurde. Der Reaktionslösung, die bis dahin auf 4,5°C abgekühlt war, wurde das Tensid (0,79 Teile) zugegeben.
Die übrigen trockenen Bestandteile (100 Teile Calciumsilikat, 28,95 Teile Aluminiumoxidtrihydrat, 7,9 Teile
Magnesiumoxid und 0,53 Teile Polyesterfasern) wurden vermischt und einer kontinuierlich arbeitenden Readco-Vorrichtung
zugeführt. Die Reaktionslösung wurde ebenfalls, jedoch durch eine andere Zufuhröffnung, in den
Readco-Mischer eingebracht. Die Komponenten wurden im Mischer proportional vermischt, auf ein mit einer dünnen
Polster-Leinwand bedecktes Förderband geladen und nivelliert. Nach ungefähr 57 Sekunden begann die Schaumbildung,
und innerhalb 1 Min. 51 Sekunden wurde die Masse hart. Auf diese Weise erhielt man einen 2,54 cm
dicken und 12,70 cm breiten, durchgehenden Block aus geschäumtem Material, das eine feine Zellstruktur
und eine Dichte von 0,3043 g/cm, hatte. Das Material wies eine Druckfestigkeit gemäß ASTM D1621 von
0,4930 kg/cm und ein Bruchmodul gemäß ASTM C209 von
0,3944 kg/cm auf. Weder nachdem man 20-g Würfel des erhaltenen Materials 1/2 Stunde in kochendes
Wasser gelegt und trocknen gelassen hatte, noch nachdem man sie mit 50 g Wasser bei Raumtemperatur befeuchtet
und trocknen gelassen hatte, ließen sich irgendwelche Anzeichen von Rissen feststellen.
Beispiel 4 IO
Ein phoshathaltiger Schaum wurde aus folgenden Komponenten hergestellt:
15
8596 H3PO4 (61,696 P2O5)
CaSiO-
| Gewicht in g | Teile | pro 1i |
| Teile | CaSiO | |
| 16,0 | 40,0 | |
| 40,0 | 100,0 | |
| 40,0 | 100,0 | |
| 0,04 | 0,1 |
'3 20 Tensid
Bei Berechnung dieser Verhältnisse unter Zugrundelegung des Metalloxids in wasserfreier Form und unter
Miteinbeziehung des Hydratwassers als Teil der Säurelösung ergeben sich folgende Verhältnisse:
Al2O3 30 74,796 H3PO4
(54,1% P2O5)
CaSiO3
Tensid
Die Reaktionslösung wurde hergestellt, indem man 5 Teile Al2O3^H2O 100 Teilen Phosphorsäure zusetzte
und das Gemisch bei mäßigem Rühren ungefähr 15 Minuten
| 26, | 15 |
| 113, | 85 |
| 100 | |
| 0, | 1 |
verrührte, bis eine klare Lösung erhalten wurde. Der Reaktionslösung, die zu diesem Zeitpunkt auf 4,5°C
abgekühlt war, wurde das Tensld (0,1 Teile) zugegeben. Die übrigen trockenen Bestandteile (100 Teile Calciumsilikat
und 35 Teile Aluminiumoxidtrihydrat) wurden miteinander vermischt und einer kontinuierlich arbeitenden
Readco-Vorrichtung zugeführt. Die Reaktionslösung wurde ebenfalls, jedoch durch eine andere Zufuhröffnung,
in den Readco-Mischer eingebracht. Die Bestandteile wurden in dem Mischer proportional vermischt,
auf ein mit einer dünnen Polster-Leinwand bedecktes Förderband geladen und nivelliert. Nach ungefähr
1 Minute und 45 Sekunden begann die Schaumbildung, und innerhalb von ungefähr 2 Minuten und 5 Sekunden
wurde die Masse hart. Auf diese Weise erhielt man einen 2,54 cm dicken und 12,70 cm breiten, durchgehenden
Block aus geschäumtem Material mit einer feinen Zellstruktur und einer Dichte von 0,46452 g/cm . Das Material
wies eine Druckfestigkeit von 0,59160 kg/cm2 gemäß ASTM D1621 und ein Bruchmodul von 0,59160 kg/cm2
gemäß ASTM C209 auf. Weder nachdem man 20-g Würfel des Materials 1/2 Stunde in kochendes Wasser gelegt
und trocknen gelassen hatte, noch nachdem man sie mit 50 Wasser bei Raumtemperatur befeuchtet und trocknen
gelassen hatte, konnten Anzeichen von Rissen festgestellt werden.
Ein ungeschäumtes phosphathaltiges Keramikmaterial
wurde aus folgenden Komponenten hergestellt: Komponente Gewicht in g Teile pro
| Al2O3.3H20 | 18 | ,4 | 100 | Teile | CaSiO, | |
| 85% H3PO4 | 39 | ,6 | 40, | 89 | ||
| 35 | (61,696 P2O5) | 88, | 0 | |||
| CaSiO, | 45 | ,0 | ||||
| 100 | ||||||
Bei der Berechnung dieser Verhältnisse unter Zugrundelegung
des Metalloxids in wasserfreier Form und unter Miteinbeziehung des Hydratwassers als Teil der Säurelösung
ergeben sich folgende Verhältnisse:
Al2O3 26,73
73,2# H3PO4 102,16
(53,196 P2O5) .
CaSiO3 100
Die Reaktionslösung wurde hergestellt, indem man 9,78 Teile Al2O3^H2O 88 Teilen Phosphorsäure zusetzte
und das Gemisch bei mäßigem Rühren ungefähr 15 Minuten verrührte, bis eine klare Lösung erhalten wurde. Die
restlichen trockenen Bestandteile (100 Teile Calciumsilikat und 31,1 Teile Aluminiumoxidtrihydrat) wurden
miteinander vermischt und einer kontinuierlich arbeitenden Readco-Vorrichtung zugeführt. Die Reaktionslösung wurde bei Raumtemperatur ebenfalls dem Readco-Mischer
zugeführt, jedoch durch, eine andere Öffnung. Die Komponenten wurden im Mischer proportional ver-„.
mischt, auf ein mit einer dünnen Polster-Leinwand bedecktes Förderband geladen und nivelliert. Es trat
keine Schaumbildung auf, und das Gemisch erhärtete sich innerhalb von 2 Minuten und 10 Sekunden zu einer festen
Masse. Das harte, keramikartige Material hatte eine Dichte von 0,96108 g/cm .
■
Ein phosphathaltiges Keramikmaterial wurde aus folgen-.
den Komponenten hergestellt:
| Komponente | Gewicht in g | Teile pro 100 |
| Teile CaSiO, | ||
| Al2O3.3H20 | 17,44 | 38,76 |
| 72% H3PO4 | 40,56 | 90,13 |
| (52,18% P2O5) | ||
| CaSiO3 | 45 | 100 |
| Vermiculit | 4 | 8,89 |
(0,096108 g/cm3)
Bei der Berechnung dieser Verhältnisse unter Zugrundelegung
des Metalloxids in wasserfreier Form und unter Miteinbeziehung des Hydratwassers als Teil der Säurelösung
ergeben sich folgende Verhältnisse:
Komponente Teile pro 100
Al2O3 25,34
63% H3PO4 103,55
(45,4% P2O5)
CaSiO3 100
Vermiculit 8,89
Die Reaktionslösung wurde hergestellt, indem man 7,65 Teile Al3O3113H2O 90,13 Teilen Phosphorsäure zusetzte
und das Gemisch bei mäßigem Rühren ungefähr 15 Minuten verrührte, bis eine klare Lösung erhalten wurde. Die
übrigen trockenen Bestandteile (100 Teile Calciumsilikat, 31,11 Teile Aluminiumoxidtrihydrat und 8,89 Teile
Vermiculit) wurden miteinander vermischt und einer kontinuierlich arbeitenden Readco-Vorrichtung zugeführt.
Die Reaktionslösung wurde bei Raumtemperatur (22,5°C) ebenfalls dem Readco-Mischer zugeführt, Jedoch durch
eine andere Öffnung. Die Bestandteile wurden im Mischer proportional vermischt, auf ein mit einer dünnen
Polster-Leinwand bedecktes Förderband geladen und nivelliert. Es trat keine Schaumbildung auf, und das
Gemisch erhärtete sich innerhalb von 2 Minuten und 30 Sekunden zu einer festen Masse. Das harte, keramikartige
Material hatte eine Dichte von 0,94506 g/cm ,
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung eines bekannten trockenen Schaumbildners im erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines phosphathaltigen Keramikmaterials. Man stellte einen phosphathaltigen Schaum
aus folgenden Komponenten her:
| Komponente | Gewicht in g | Teile pro 100 Teile CaSiO |
| Al 0 .. H 0 | 8,97 | 17,94 |
| 68% H3PO4 | 56,03 | 112,06 |
| (49,3% P2O5) | ||
| CaSiO3 | 50,00 | 100,0 |
| MgCO3 MgO (kalziniert) |
2,0 7,0 |
4,0 14,0 |
| Talkfüllstoff | 10,0 | 20,0 |
Bei der Berechnung dieser Verhältnisse unter Zugrundelegung
des Metalloxids in wasserfreier Form und unter Miteinbeziehung des Hydratwassers als Teil der Säurelösung
ergeben sich folgende Mengenverhältnisse:
Komponente Teile pro 100 Teile CaSiO,
Al2O3 11,72
64,4% H3PO4 118,27
(46,7% P2O5)
CaSiO3 100,0
MgCO3 4,0
MgO (kalziniert) 14,0
Talkfüllstoff 20,0
Die Reaktionslösung wurde hergestellt bei Raumtemperatur,
indem man 17,94 Teile Al2O,.,H2O unter Rühren
112,06 Teilen Phosphorsäurelösung-zusetzte. Die erhaltene
klare Lösung wurde auf 12,60C abgekühlt. Die restliehen
trockenen Bestandteile (100 Teile Calciumsilikat, 4,0 Teile Magnesiumcarbonat, 14 Teile Magnesium
oxid und 20 Teile Füllstoff) wurden miteinander vermischt und einer kontinuierlich arbeitenden Readco-Vorrichtung
zugeführt. Die Reaktionslösung mit einer Temperatur von 12,6°C wurde ebenfalls in den Readco-Mischer
eingebracht, Jedoch durch eine andere Zufuhröffnung. Die Komponenten wurden im Mischer proportional
vermischt und auf ein mit einer dünnen Polster-Leinwand bedecktes Förderband geladen. Aufgrund der
in dem Gemisch anwesenden Säure trat beim Entfernen des Materials aus dem Mischer Schaumbildung auf. Das
schäumende Material wurde nivelliert und erhärtete sich innerhalb ungefähr 1 Minute und 30 Sekunden.
30 Sekunden später lief eine durch Dampfentwicklung induzierte exotherme Reaktion ab. Das harte, geschäumte
Material wies eine feine Zellstruktur auf und hatte eine Dichte von 0,19221 g/cm . Die Druckfestigkeit
gemäß ASTM D1621 dieses Materials betrug 0,44370 kg/cm , und das Bruchmodul gemäß ASTM C209
betrug 0,19720 kg/cm . Dieses Material schwamm im Wasser, was bedeutet, daß das Wasser nicht ohne weiteres
das Schaummaterial durchdringen konnte.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung eines bekannten flüssigen Schaumbildners bei der Herstellung
des erfindungsgemäßen phosphathaltigen Keramikmaterials. Man stellte einen phosphathaltigen Gegenstand
aus folgenden Komponenten her:
| 3222078 *> .?. | Gewicht in g | Teile pro 100 |
| Komponente | Teile CaSiO, | |
| 9,0 | 18,0 | |
| Al2O3.3H20 | 53,0 | 106,0 |
| 80,2% H3PO4 | ||
| (58,2% P2O5) | 50,0 | 100,0 |
| CaSiO, | 4,0 | 8,0 |
| Freon-11 | ) 5,0 | 10,0 |
| MgO (kalziniert | 10,0 | 20,0 |
| Talkfüllstoff |
Bei der Berechnung dieser Verhältnisse unter Zugrundelegung
des Metalloxids in wasserfreier Form und unter Berücksichtigung des Hydratwassers als Teil der Säurelösung
ergeben sich folgende Mengenverhältnisse:
| Al2O3 | 11,8 |
| 75,8% H3PO4 | 112,2 |
| (55% P2O5) | |
| CaSiO3 | 100,0 |
| Freon-11 | 8,0 |
| MgO (kalziniert) | 10,0 |
| Talkfüllstoff | 20,0 |
Die Reaktionslösung wurde bei Raumtemperatur herge-, stellt, indem man 10 Teile Al2O3^H2O unter Rühren
mit 106 Teilen Phosphorsäure vermischte, woraufhin die Reaktionslösung auf 12,60C gekühlt wurde. Die
übrigen trockenen Bestandteile (100 Teile Calciumsilikat, 8 Teile Aluminiumoxidtrihydrat, 10 Teile Magnesiumoxid
und 20 Teile Füllstoff) wurden miteinander vermischt und einer kontinuierlich arbeitenden Readco-Vorrichtung
zugeführt. Dort wurden die Bestandteile proportional gemischt und das Freon-11 durch einen
separaten Reihen-Mischer zugegeben, um eine gute Dispersion zu gewährleisten. Das vermischte Material ver-
ließ den Mischer, und innerhalb von 3 Minuten trat nach und nach die Schaumbildung auf. Nach 4 Minuten
trat die Erhärtung ein, und nach 4 1/2 Minuten trat die exotherme Reaktion auf. Der erhaltene grobzellige
Schaum hatte eine Dichte von 0,3043 g/cm .
Die Erfindung soll nicht nur auf die vorstehenden Beispiele und Beschreibungen beschränkt sein, sondern
sie umfaßt all die in den Ansprüchen aufgezeigten Variationsmöglichkeiten.
Claims (80)
1) Verfahren zur Herstellung eines harten, wasserbeständigen, phosphathaltigen Keramikmaterials,
dadurch gekennzeichnet , daß es folgende Verfahrensstufen umfaßt:
Bereitstellen eines Metalloxids, nämlich ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gewichtsteilen, berechnet auf wasserfreier
Basis, mindestens eines Metalloxids, ausgewählt aus der Gruppe AIpCU, MgO, CaO, ZnO oder deren Hydrate,
Herstellen einer Reaktionslösung aus einem Teil des genannten Metalloxids und ungefähr 80 bis ungefähr
190 Gewichtsteilen einer Phosphorsäurelösung, entsprechend
dem Äquivalent von ungefähr 35 bis 75 Gew.-% Phosphorpentoxid, bezogen auf das Gewicht der Säurelösung,
wobei das Hydratwasser des genannten Metalloxids in die Berechnung des Phosphorpentoxidgehaltes miteinbezogen
wird,
Herstellen eines Gemisches aus dem restlichen Metalloxid und ungefähr 100 Gewichtsteilen Calciumsilikat,
Einstellen der Temperatur der erwähnten Reaktionslösung
auf einen gewünschten Wert, Proportionales Vermischen des genannten Gemisches mit
der Reaktionslösung, und
Bereitstellen des erhaltenen Materialgemisches in einer gewünschten Form, in welcher man die Bestandteile dann
aufeinandereinwirken läßt, wobei die Menge des zur
Herstellung der Reaktionslösung verwendeten Metalloxids und die Temperatur der Reaktionslösung so gewählt
werden, daß der Zeitpunkt der Erhärtung dieses vermischten Materials in Bezug auf den Zeitpunkt der
eintretenden Wasserverdampfung in etwa vorherbestimmt werden kann.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß ungefähr 13 bis ungefähr
26 Teile Metalloxid, ungefähr 100 Teile Calciumsilikat und ungefähr 90 bis ungefähr 150 Teile einer
Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von ungefähr 40 bis ungefähr 70% Phosphorpentoxid, verwendet
werden.
3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet
, daß ungefähr 15 bis ungefähr 22 Teile Metalloxid, ungefähr 100 Teile Calcium silikat und ungefähr 100 bis ungefähr 130 Teile einer
Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von ungefähr 45 bis ungefähr 65% Phosphorpentoxid, verwendet
werden.
4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperatur der Reaktionslösung ungefähr im Bereich von 1,7 bis 27°C liegt.
5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur der
Reaktionslösung ungefähr im Bereich von 3,^ bis 7,50C
liegt.
6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur der
Reaktionslösung ungefähr 4,5°C beträgt.
02
7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, ■ dadurch gekennzeichnet, daß
die Teilchengröße des Metalloxids nicht größer als 0,043 mm und die Teilchengröße des Calciumsilikats
nicht größer als 0,074 mm ist.
8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß
das besagte Metalloxid Aluminiumoxidtrihydrat ist.
;
9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß
das Metalloxid Magnesiumoxid ist.
10) Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2, 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß
das besagte Metalloxid ein Gemisch aus Aluminiumoxidtrihydrat und Magnesiumoxid ist.
11) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die
besagte Reaktionslösung ein Tensid enthält.
12) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet , daß das besagte Gemisch faserartiges Verstärkungsmaterial
enthält.
13) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a durch
gekennzeichnet , daß das
besagte Materialgemisch einen Schaumbildner enthält.
14) Verfahren nach Anspruch. 13, dadurch gekennzeichnet , daß dieser Schaumbildner
ein Carbonat, ausgewählt aus der Gruppe MgCO,, CaCO,,
ZnCO, oder Li,,CO ist.
15) Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der besagte Schaumbildner
ein fluoriertem Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt, der unter der Temperatur liegt, bei der
das genannte Materialgemisch erhärtet, ist.
16) Wasserbeständiges, phosphathaltiges Keramikprodukt nach dem in einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 15 beschriebenen Verfahren.
17) Keramikprodukte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine geschäumte
Struktur aufweisen.
18) Keramikprodukte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine ungeschäumte
Struktur aufweisen.
19) Keramikprodukte nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet , daß sie einen Füllstoff
enthalten.
20) Verfahren zur Herstellung eines harten, wasserbeständigen, phosphathaltigen Keramikmaterials, d a durch
gekennzeichnet , daß es folgende Verfahrensstufen umfaßt:
Herstellen eines Gemisches aus ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gewichtsteilen, berechnet auf wasserfreier Basis,
mindestens eines Metalloxids, ausgewählt aus der Gruppe AIpO,, MgO, CaO, ZnO oder deren Hydrate, und ungefähr
100 Gewichtsteilen Calciumsilikat, Herstellen einer Reaktionslösung aus ungefähr 80 bis
ungefähr 190 Gewichtsteilen einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von ungefähr 35 bis ungefähr
75 Gew.-% Phosphorpentoxid, bezogen auf das Gewicht der Säurelösung, wobei das Hydratwasser des genannten
Metalloxids in die Berechnung des Phosphorpentoxidgehaltes miteinbezogen wird,
Einstellen der Temperatur der besagten Reaktionslösung
auf einen gewünschten Wert,
Proportionales Vermischen des erwähnten Gemisches mit der Reaktionslösung, und
bereitstellen des erhaltenen Materialgemisches in einer
gewünschten Form, in der man die Bestandteile aufeinandereinwirken
läßt, wobei die Temperatur der Reaktionslösung so gewählt wird, daß der Zeitpunkt der Erhärtung
dieses Materialgemisches in Bezug auf den Zeitpunkt der eintretenden Wasserverdampfung in etwa vorherbestimmt
werden kann.
21) Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet
, daß ungefähr 13 bis ungefähr 26 Teile Metalloxid, ungefähr 100 Teile Calciumsilikat
und ungefähr 90 bis ungefähr 150 Teile einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von
ungefähr 40 bis ungefähr 70% Phosphorpentoxid, verwendet
werden.
22) Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet
, daß ungefähr 15 bis ungefähr 22 Teile Metalloxid, ungefähr 100 Teile Calciumsilikat
und ungefähr 100 bis ungefähr 130 Teile einer Phosphorsäurelösung,, entsprechend dem Äquivalent von
ungefähr 45 bis ungefähr 65% Phosphorpentoxid, verwendet werden.
23) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß
die Temperatur der Reaktionslösung ungefähr im Bereich von 1,7 bis 27°C liegt.
24) Verfahren nach Anspruch 23, dadurch g e kennzeichnet , daß die Temperatur der
Reaktionslösung ungefähr im Bereich von 3,4 bis 7,5°C liegt.
25) Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur der
Reaktionslösung ungefähr 4,5 C beträgt.
26) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet , daß
die Teilchengröße des Metalloxids nicht größer als 0,043 d™ und die Teilchengröße des Calciumsilikats
nicht größer als 0,074 mm ist.
IO
IO
27) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet , daß
das Metalloxid Aluminiumoxidtrihydrat ist.
28) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet , daß
das Metalloxid Magnesiumoxid ist.
29) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet , daß
es sich bei dem erwähnten Metalloxid um ein Gemisch aus Aluminiumoxidtrihydrat und Magnesiumoxid handelt.
30) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 29,
dadurch gekennzeichnet , daß die besagte Reaktionslösung ein Tensid enthält.
31) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet , daß
das besagte Gemisch ein faserartiges Verstärkungsmaterial enthält.
32) Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet , daß
das Materialgemisch einen Schaumbildner enthält.
33) Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet
, daß der besagte Schaumbildner ein Carbonat aus der Gruppe MgCO^, CaCO,, ZnCO^
oder LipCO-y ist.
34) Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet
, daß der erwähnte Schaumbildner ein fluorierter Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt, der unter der Temperatur liegt, bei der
das besagte Materialgemisch erhärtet, ist.
j."
35) Wasserbeständiges, phosphathaltiges Keramikprodukt
nach dem in einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 34 beschriebenen Verfahren.
36) Keramikprodukte nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet , daß sie eine geschäumte
Struktur aufweisen.
37) Keramikprodukte.nach Anspruch 35» dadurch
gekennzeichnet , daß sie eine ungeschäumte Struktur aufweisen.
38) Keramikprodukte nach Anspruch 37» dadurch
gekennzeichnet , daß sie einen Füllstoff
enthalten.
39) Verfahren zur Herstellung eines harten, wasserbeständigen, phosphathaltigen Keramikmaterials, d a durch
gekennzeichnet , daß es folgende
Verfahrensstufen umfaßt:
Bereitstellen eines Metalloxids, nämlich ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gewichtsteile, berechnet auf wasserfreier
Basis, mindestens eines Metalloxids, ausgewählt aus der Gruppe AIpO,, MgO, CaO, ZnO oder deren
Hydrate,
Herstellen einer Reaktionslösung aus einem Teil des
Herstellen einer Reaktionslösung aus einem Teil des
1 obengenannten Metalloxids und ungefähr 80 bis ungefähr 190 Gewichtsteilen einer Phosphorsäurelösung, entsprechend
dem Äquivalent von ungefähr 35 bis ungefähr 75 Gfew.-% Phosphorpentoxid, bezogen auf das Gewicht
der Säurelösung, wobei das Hydratwasser des genannten Metalloxids in die Berechnung des Phosphorpentoxidgehaltes
miteinbezogen wird,
Herstellen eines Gemisches aus dem restlichen Metalloxid und ungefähr 100 Gewichtsteilen Calciumsilikat,
Proportionales Vermischen des genannten Gemisches mit der Reaktionslösung, und
Bereitstellen des erhaltenen Materialgemisches in einer gewünschten Form, in der man die Bestandteile aufeinandereinwirken
läßt,
wobei die Menge des zur Herstellung der Reaktionslösung verwendeten Metalloxids so gewählt wird, daß der Zeitpunkt
der Erhärtung dieses Materialgemisches in Bezug auf den Zeitpunkt der eintretenden Wasserverdampfung
in etwa vorherbestimmt werden kann.
40) Verfahren nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet , daß ungefähr 13 bis ungefähr
26 Teile Metalloxid, ungefähr 100 Teile Calciumsilikat und ungefähr 90 bis ungefähr 150 Teile einer
Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von
ungefähr 40 bis ungefähr 70?£ Phosphorpentoxid, verwendet
werden.
41) Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet
, daß ungefähr 15 bis ungefähr 22 Teile Metalloxid, ungefähr 100 Teile Calciumsilikat
und ungefähr 100 bis ungefähr 130 Teile einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von
ungefähr 45 bis ungefähr 65% Phosphorpentoxid, verwendet
werden.
42) Verfahren nach einem der Ansprüche 39, 40 oder 41,
dadurch gekennzeichnet , daß
die Teilchengröße des besagten Metalloxids nicht größer als 0,043 nun und die Teilchengröße des genannten
Calciumsilikats hicht größer als 0,074 mm ist.
43) Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 42,
dadurch gekennzeichnet , daß das Metalloxid Aluminiumoxidtrihydrat ist.
44) Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 42,
dadurch gekennzeichnet , daß das genannte Metalloxid Magnesiumoxid ist.
45) Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 42,
dadurch gekennzeichnet , daß es sich bei dem erwähnten Metalloxid um ein Gemisch
aus Aluminiumoxidtrihydrat und Magnesiumoxid handelt.
46) Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 45, dadurch gekennzeichnet , daß
die erwähnte Reaktionslösung ein Tensid enthält.
47) Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 45, dadurch gekennzeichnet , daß
das erwähnte Gemisch ein faserartiges Verstärkungsmaterial enthält.
48) Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 45, dadurch gekennzeichnet , daß
das erwähnte Materialgemisch einen Schaumbildner enthält.
49) Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet , daß dieser Schaumbildner
ein Carbonat aus der Gruppe MgCO,, CaCO,,
ZnCO, oder Li2CO, ist.
09
50) Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet , daß dieser Schaumbildner
ein fluorierter Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt, der unter der Temperatur liegt, bei der das
erwähnte Materialgemisch erhärtet, ist.
51) Wasserbeständiges, phosphathaltiges Keramikprodukt nach dem in Ansprüche 39 bis 50 beschriebenen
Verfahren.
52) Keramikprodukte nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine geschäumte
Struktur aufweisen.
53) Keramikprodukte nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine ungeschäumte
Struktur aufweisen.
54) Keramikprodukte nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Füllstoff
enthalten.
55) Zur Herstellung eines harten, wasserbeständigen, phosphathaltigen Keramikmaterials geeignete Zusammensetzung,
dadurch gekennzeichnet , daß diese Zusammensetzung folgende Bestandteile
enthält:
ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gewichtsteile, berechnet auf wasserfreier Basis, mindestens eines Metalloxids
aus der Gruppe AIpO,, MgO, CaO oder ZnO oder deren
Hydrate,
ungefähr 80 bis ungefähr 190 Gewichtsteile einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von
ungefähr 35 bis ungefähr 75 Gew.-?6 Phosphorpentoxid,
bezogen auf das Gewicht der Säurelösung, wobei das Hydratwasser des genannten Metalloxids in die Berechnung
des Phosphorpentoxidgehaltes miteinbezogen wird, und
10
ungefähr 100 Gewichtsteile Calciumsilikat.
56) Zusammensetzung nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet , daß sie ungefähr 13
bis ungefähr 26 Teile Metalloxid, ungefähr 100 Teile Calciumsilikat und ungefähr 90 bis ungefähr 150 Teile
einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von ungefähr 40 bis ungefähr 70% Phosphorpentoxid,
enthält.
10
10
57) Zusammensetzung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet , daß sie ungefähr 15
bis ungefähr 22 Teile Metalloxid, ungefähr 100 Teile Calciumsilikat und ungefähr 100 bis ungefähr 105
Teile einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von ungefähr 55 bis ungefähr 6596 Phosphorpentoxid,
enthält.
58) Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 55 bis 57, dadurch gekennzeichnet ,
daß die Teilchengröße des erwähnten Metalloxids nicht größer als 0,043 mm und die Teilchengröße des Calciumsilikats
nicht größer als 0,074 mm ist.
59) Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 55 bis 57, dadurch gekennzeichnet ,
daß das erwähnte Metalloxid Aluminiumoxidtrihydrat ist.
60) Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 55 bis 57, dadurch gekennzeichnet ,
daß das erwähnte Metalloxid Magnesiumoxid ist.
61) Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 55 bis 57,
dadurch gekennzeichnet , daß sie ein Gemisch aus Aluminiumoxidtrihydrat und Magnesiumoxid
enthält.
ΊΟ
62) Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 55, 56 oder 57, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ein Tensid enthält.
63) Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 55, 56 oder 57, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ein faserartiges Verstärkungsmaterial enthält.
64) Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 55, 56
oder 57, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Schaumbildner enthält.
65) Zusammensetzung nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet , daß dieser Schaumbildner
ein Carbonat aus der Gruppe MgCO,, CaCO,, ZnCO, oder Li2CO, ist.
66) Zusammensetzung nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet , daß dieser Schaumbildner
ein fluorierter Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt, der unter der Temperatur liegt, bei der
das erwähnte Materialgemisch erhärtet, ist.
67) Hartes, wasserbeständiges, phosphathaltiges
Keramikmaterial, welches man erhält durch Reagieren von
(1) ungefähr 11 bis ungefähr 65 Gewichtsteilen, berechnet auf wasserfreier Basis, mindestens eines Metalloxids,
ausgewählt aus der Gruppe enthaltend AIoO,, MgO, CaO oder ZnO oder deren Hydrate,
(2) ungefähr 80 bis ungefähr 190 Gewichtsteilen einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von
ungefähr 35 bis ungefähr 75 Gew.-?6 Phosphorpentoxid,
bezogen auf das Gewicht der Säurelösung, wobei das Hydratwasser des erwähnten Metalloxids in die Berechnung
des Phosphorpentoxidgehaltes miteinbezogen
12
wird, und
(3) ungefähr 100 Gewichtsteilen Calciumsilikat.
68) Zusammensetzung nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet , daß sie ungefähr
13 bis ungefähr 26 Teile Metalloxid, ungefähr 100 Teile Calciumsilikat und ungefähr 90 bis ungefähr
150 Teile einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von ungefähr 40 bis ungefähr 70%
Phosphorpentoxid, enthält.
69) Zusammensetzung nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet , daß sie ungefähr 15
bis ungefähr 22 Teile Metalloxid, ungefähr 100 Teile Calciumsilikat und ungefähr 100 bis ungefähr 130 Teile
einer Phosphorsäurelösung, entsprechend dem Äquivalent von ungefähr 45 bis ungefähr 65% Phosphorpentoxid,
enthält.
70) Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 67, 68 oder 69» dadurch gekennzeichnet,
daß man das Keramikmaterial durch Reagieren einer Reaktionslösung und eines Komponentengemisches erhält,
wobei die Reaktionslösung die erwähnte Phosphorsäurelösung
und mindestens einen Teil des genannten Metalloxids, und das besagte Komponentengemisch Calciumsilikat
und das restliche Metalloxid enthält.
71) Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 67, 68 oder 69» dadurch gekennzeichnet
, daß die Menge des zur Herstellung der genannten Reaktionslösung verwendeten Metalloxids und
die Temperatur dieser Reaktionslösung so gewählt werden, daß der Zeitpunkt der Erhärtung dieses Materialgemisches
in Bezug auf den Zeitpunkt der eintretenden Wasserverdampfung in etwa vorherbestimmt werden kann.
72) Zusammensetzung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilchengröße
des erwähnten Metalloxids nicht größer als 0,043 nun und die Teilchengröße des Calciumsilikats nicht größer
als 0,074 mm ist.
73) Zusammensetzung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet , daß das besagte Metalloxid
Aluminiumoxidtrihydrat ist.
74) Zusammensetzung nach Anspruch 71, dadurch
gekennzeichnet , daß das besagte Metalloxid Magnesiumoxid ist.
75) Zusammensetzung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet , daß es sich bei dem
genannten Metalloxid um ein Gemisch aus Aluminiumoxidtrihydrat und Magnesiumoxid handelt.
76) Zusammensetzung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet , daß das genannte
Keramikmaterial ein Tensid enthält.
77) Zusammensetzung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet , daß das genannte
Keramikmaterial ein faserartiges Verstärkungsmaterial enthält.
78) Zusammensetzung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Schaumbildner
enthält.
79) Zusammensetzung nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet , daß dieser Schaumbildner
aus der Gruppe MgCO,, CaCO,, ZnCO-, oder Li2CO,
ist.
80) Zusammensetzung nach Anspruch 78, dadurch
gekennzeichnet , daß der erwähnte Schaumbildner ein fluorierter Kohlenwasserstoff mit
einem Siedepunkt, der unter der Temperatur liegt, bei der das genannte Materialgemisch erhärtet, ist.
15
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US27415681A | 1981-06-16 | 1981-06-16 | |
| US35175382A | 1982-03-02 | 1982-03-02 | |
| US06/378,522 US4375516A (en) | 1982-03-02 | 1982-05-18 | Rigid, water-resistant phosphate ceramic materials and process for preparing them |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3222078A1 true DE3222078A1 (de) | 1983-02-24 |
| DE3222078C2 DE3222078C2 (de) | 1989-06-01 |
Family
ID=27402634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823222078 Granted DE3222078A1 (de) | 1981-06-16 | 1982-06-11 | Harte, wasserbestaendige, phosphathaltige keramikmaterialien und verfahren zu deren herstellung |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU544513B2 (de) |
| CA (1) | CA1186130A (de) |
| DE (1) | DE3222078A1 (de) |
| ES (2) | ES513167A0 (de) |
| FR (1) | FR2507591B1 (de) |
| GB (1) | GB2100246B (de) |
| HK (1) | HK25986A (de) |
| IT (1) | IT1152973B (de) |
| NL (1) | NL186236C (de) |
| SE (1) | SE455194B (de) |
| SG (1) | SG7686G (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3425182A1 (de) * | 1983-07-09 | 1985-01-24 | Sumitomo Cement Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Poroeses keramisches material und verfahren zu seiner herstellung |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE8205096D0 (sv) * | 1982-09-08 | 1982-09-08 | Antiphon Ab | Sintrad poros keramisk formkropp |
| CA1229294A (en) * | 1984-03-12 | 1987-11-17 | Jeffery L. Barrall | Laminated composites |
| CA1236491A (en) * | 1984-10-09 | 1988-05-10 | Alan J. Cisar | Low density phosphate bonded spinel refractories |
| US4605570A (en) * | 1985-08-09 | 1986-08-12 | Armstrong World Industries, Inc. | Epoxy-phosphate ceramic compositions and methods of preparation |
| US5614074A (en) * | 1994-12-09 | 1997-03-25 | Harris Corporation | Zinc phosphate coating for varistor and method |
| AU3865595A (en) * | 1995-11-17 | 1997-06-11 | Vrije Universiteit Brussel | Inorganic resin compositions, their preparation and use thereof |
| ATE195198T1 (de) * | 1996-05-09 | 2000-08-15 | Littlefuse Inc | Zink-phosphatbeschichtung für varistor und verfahren zur herstellung |
| US6214685B1 (en) * | 1998-07-02 | 2001-04-10 | Littelfuse, Inc. | Phosphate coating for varistor and method |
| CN116283321B (zh) * | 2023-05-18 | 2023-08-11 | 中南大学 | 一种耐烧蚀包覆锆基磷酸盐材料及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2992930A (en) * | 1959-06-23 | 1961-07-18 | Martin Co | Low density refractory oxide |
| US3148996A (en) * | 1962-03-26 | 1964-09-15 | Horizons Inc | Foamed ceramic |
| US3300675A (en) * | 1964-04-03 | 1967-01-24 | Deshaw Zoltan | Electric incandescent lamp filament support |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3067045A (en) * | 1960-03-28 | 1962-12-04 | American Pipe & Constr Co | Inorganic coating |
| US3379544A (en) * | 1966-03-07 | 1968-04-23 | Richard O. Burhans | Refractory bonding mortar |
| GB1477133A (en) * | 1974-05-29 | 1977-06-22 | Plibrico Co Ltd | Refractory products |
-
1982
- 1982-06-02 CA CA000404306A patent/CA1186130A/en not_active Expired
- 1982-06-08 AU AU84665/82A patent/AU544513B2/en not_active Ceased
- 1982-06-08 FR FR8209929A patent/FR2507591B1/fr not_active Expired
- 1982-06-11 DE DE19823222078 patent/DE3222078A1/de active Granted
- 1982-06-11 NL NLAANVRAGE8202362,A patent/NL186236C/xx not_active IP Right Cessation
- 1982-06-15 GB GB8217324A patent/GB2100246B/en not_active Expired
- 1982-06-15 SE SE8203688A patent/SE455194B/sv not_active IP Right Cessation
- 1982-06-15 IT IT21868/82A patent/IT1152973B/it active
- 1982-06-16 ES ES513167A patent/ES513167A0/es active Granted
- 1982-06-16 ES ES513168A patent/ES513168A0/es active Granted
-
1986
- 1986-01-27 SG SG76/86A patent/SG7686G/en unknown
- 1986-04-10 HK HK259/86A patent/HK25986A/xx unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2992930A (en) * | 1959-06-23 | 1961-07-18 | Martin Co | Low density refractory oxide |
| US3148996A (en) * | 1962-03-26 | 1964-09-15 | Horizons Inc | Foamed ceramic |
| US3300675A (en) * | 1964-04-03 | 1967-01-24 | Deshaw Zoltan | Electric incandescent lamp filament support |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3425182A1 (de) * | 1983-07-09 | 1985-01-24 | Sumitomo Cement Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Poroeses keramisches material und verfahren zu seiner herstellung |
| DE3425182C2 (de) * | 1983-07-09 | 1996-09-05 | Sumitomo Cement Co | Poröses osteogenetisches keramisches Material und Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2100246A (en) | 1982-12-22 |
| HK25986A (en) | 1986-04-18 |
| GB2100246B (en) | 1985-10-02 |
| ES8305288A1 (es) | 1983-04-01 |
| SE455194B (sv) | 1988-06-27 |
| DE3222078C2 (de) | 1989-06-01 |
| ES8305287A1 (es) | 1983-04-01 |
| NL8202362A (nl) | 1983-01-17 |
| AU544513B2 (en) | 1985-05-30 |
| SG7686G (en) | 1986-08-01 |
| FR2507591B1 (fr) | 1985-10-18 |
| ES513168A0 (es) | 1983-04-01 |
| IT8221868A0 (it) | 1982-06-15 |
| ES513167A0 (es) | 1983-04-01 |
| SE8203688L (sv) | 1982-12-17 |
| NL186236B (nl) | 1990-05-16 |
| IT1152973B (it) | 1987-01-14 |
| CA1186130A (en) | 1985-04-30 |
| FR2507591A1 (fr) | 1982-12-17 |
| AU8466582A (en) | 1982-12-23 |
| NL186236C (nl) | 1990-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60017100T2 (de) | Die hydration von gebranntem gips verbesserndes zusatzmittel | |
| EP0701540B1 (de) | Flammwidriger polyharnstoff-schaum | |
| DE2922815C2 (de) | Sorel-Zementmasse | |
| EP0151452A1 (de) | Verfahren zur Schnellerstarrung einer giessfähigen Rohmischung und Verwendung hiervon | |
| DE1023389B (de) | Gegen Feuchtigkeit und Feuer widerstandsfaehiger Isolierkoerper und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE3222078A1 (de) | Harte, wasserbestaendige, phosphathaltige keramikmaterialien und verfahren zu deren herstellung | |
| DE2756198C3 (de) | Anorganischer Schaumstoff auf Basis von Metallphosphaten, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung als Wärmeschutzmaterial | |
| EP0217080A1 (de) | Füllstoffhaltige Intumeszenzmassen und Konstruktionselemente | |
| DE2442098A1 (de) | Verfahren zur herstellung poroeser koerper auf basis von gips, insbesondere anhydrit | |
| DE2732577A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines gefuellten anorganischen harzzementes | |
| DE2160168C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines steifen Formkörpers aus Alkalimetallsilicatschaum und dadurch hergestellter Formkörper | |
| DE2840572A1 (de) | Quellzemente | |
| USRE33366E (en) | Rigid, water-resistant phosphate ceramic materials and process for preparing them | |
| DE3728397A1 (de) | Brandhemmendes material mit geringem raumgewicht, verfahren zu seiner herstellung und es enthaltende verschlussmassen und konstruktionselemente | |
| DE3030611A1 (de) | Impraegniermasse, verfahren zu deren herstellung und verfahren zur herstellung von produkten unter verwendung der impraegniermasse | |
| EP0001992A1 (de) | Verschäumbare Magnesiazementmischung, ihre Verwendung und Verfahren zur Herstellung poröser Formkörper | |
| DE1285677B (de) | Formstoffmischung zum Herstellen von Giessformen | |
| LU84193A1 (de) | Harte,wasserbestaendige,phosphathaltige keramikmaterialen und verfahren zu deren herstellung | |
| DE2551311B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von hydrothermal gehärteten Massen, die Verstärkungsmittel enthalten und gegebenenfalls anschließend carbonisiert werden | |
| DE69207828T2 (de) | Herstellung von feuerfesten Gegenständen durch einen Gefrier-Giessprozess | |
| DE4227536C1 (de) | Nicht brennbarer, Füllstoff enthaltender Hartschaum auf Phenol-Furanharzbasis | |
| DE654369C (de) | Verfahren zur Herstellung von porigen, feuerfesten Formlingen | |
| DE4036200A1 (de) | Verfahren zur herstellung von hydraulischen bindemitteln enthaltenden versteifungsmaterialien, insbesondere gipsbinden | |
| DE610607C (de) | Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes aus Aluminiumhydrosilikat und einer Erdalkalibase | |
| DE848622C (de) | Verfahren zur Herstellung von mit Poren durchsetzten Gipsmassen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |