DE3622780A1

DE3622780A1 - Waermedaemmendes, lichtdurchlaessiges verbundelement, welches durch kunststoff verbundene hohlkoerper enthaelt, sowie mittel und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE3622780A1
Application number: DE19863622780
Authority: DE
Inventors: Stefan Meinhardt
Original assignee: HOHNHOLZ AUGUST FA
Current assignee: HOHNHOLZ AUGUST FA
Priority date: 1986-07-07
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1988-01-21

Description

Stand der Technik

Als wärmedämmende, lichtdurchlässige Verbundelemente sind bekannt Acrylschäume mit geschlossenen Innenzellen sowie Stegplatten aus Acrylkunststoff mit linearen Hohlräumen mit kleinem oder größerem Querschnitt. Acrylkunststoffe haben jedoch den Nachteil mangelnder Hitzebeständigkeit sowie Empfindlichkeit gegen UV-Strahlen. Ein bekannter Wärmedämmstoff ist auch Glaswolle, welche jedoch bereits bei geringer Schichtdicke nur noch wenig lichtdurchlässig und in der Verarbeitung unbequem ist.

Durch die Erfindung soll nun ein wärmedämmendes, lichtdurchlässiges Verbundelement geschaffen werden, das gegen Licht, UV-Strahlen und Erwärmen bis 150°C beständig und andererseits aus leicht verfügbaren Ausgangsmaterialien in einfacher Weise ohne aufwendige Apparaturen und gegebenenfalls an Ort und Stelle herstellbar ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein wärmedämmendes, lichtdurchlässiges Verbundelement mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sowie Verfahren und Mittel zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundelements sind in Unteransprüchen angegeben.

Durch die Erfindung wird erstmals ein wärmedämmendes, lichtdurchlässiges Verbundelement geschaffen, das aus billigem Ausgangsmaterialien in einfachster Weise herstellbar ist und außer den oben angegebenen Eigenschaften noch den Vorteil der Schwerentflammbarkeit und praktischen Unbrennbarkeit hat, da der Kunststoffanteil im Verhältnis zum Glasanteil gering ist.

Die verwendeten Glashohlkugeln sind im Handel verfügbar. Sie haben üblicherweise einen Durchmesser von 2 bis 5 mm und können als Produkt mit gleichmäßigem Durchmesser oder auch Gemisch verschieden großer Hohlkugeln (Sieblinie) verwendet werden. Zwischen den aufgeschütteten Glashohlkugeln verbleiben Zwischenräume. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundelements werden die Glashohlkugeln mit einer klaren Kunststofflösung vermischt oder in eine solche eingerührt. Auf diese Weise wird mindestens die gesamte Oberfläche der Glashohlkugeln von der Kunststofflösung benetzt. Die Kunststofflösung besteht aus einem gummielastischen, wasserunlöslichen Polymer auf der Basis eines linearen Polyurethans, das lichtecht, gegen UV-Strahlen und Erwärmen bis 150°C beständig ist. Dieses Polymer ist in einem leicht flüchtigen Lösungsmittelgemisch, das insbesondere niedrige Alkohole und Ester enthält, gelöst und scheidet sich aus dieser Lösung beim Eintrocknen derselben ab. Man erhält auf diese Weise, durch einfaches physikalisches Trocknen des Gemisches von Glashohlkugeln/Polymerlösung eine dünne Schicht des Polymers auf der Oberfläche der Glashohlkugeln, welche diese umhüllt und miteinander verklebt. Da das Polymer gummielastisch ist, behält auch das Verbundelement eine gewisse Elastizität und schalldämmende Eigenschaften.

Das gummielastische Polymer verklebt auch die Außenfläche des Verbundelements mit einer daraufliegenden Platte, beispielsweise Glasplatte, oder verbindet die Masse mit einer Gebäudewand, so daß auf diese Weise ein Verbundelement entsteht. Das Polymer ist auch wasserunlöslich und wasserabweisend.

Im einen Fall kann das Verbundelement vorgefertigt werden und als plattenförmiges Element auf einer oder beiden Seiten mit einer Glas- oder Kunststoffplatte versehen sein, welche seine mechanische Festigkeit erhöht und besonders eine glatte Oberfläche bildet.

Im anderen Anwendungsfall wird das erfindungsgemäße Mittel, nämlich das Gemisch Glashohlkugel/lösungsmittelhaltiges Bindemittel unmittelbar auf die mit einer Wärmedämmung zu versehende Wand wie ein Putz aufgetragen und sofort mit der Traufel geglättet, so daß eine im wesentlichen glatte Oberfläche entsteht. Dieser "Dämmputz" trocknet dann in kurzer Zeit an der Luft durch Verdunstung des Lösungsmittels.

Für besondere Zwecke kann dem Mittel kolloidale Kieselsäure und/oder ein fein verteiltes festes Flammschutzmittel zugesetzt werden. Dadurch wird allerdings die Lichtdurchlässigkeit verringert.

Die Klebrigkeit des linearen Polyurethans wird zweckmäßigerweise durch Zusatz eines bekannten Klebrigmachers, wie Polyvinylacetat, erhöht.

Von besonderem Vorteil ist auch die Verwendung einer bei Temperaturerhöhung verschattenden Platte aus Glas oder Kunststoff als Außenschicht des wärmedämmenden, lichtdurchlässigen Verbundelements, da auf diese Weise eine zu starke örtliche Erwärmung des Wärmedämmelements verhindert werden kann.

Die Erfindung wird weiter erläutert durch die folgenden Ausführungsbeispiele.

Beispiel 1

Ein erfindungsgemäßes wärmedämmendes, lichtdurchlässiges Verbundelement wird auf folgende Weise hergestellt: 70 Raumteile Glashohlkugeln aus Borosilikatglas mit einem Durchmesser von etwa 3 mm und einem scheinbaren Gewicht von 100 g/dm³ werden mit 30 Raumteilen Bindemittel überschichtet und gut gemischt. Das Bindemittel besteht aus 25 Gewichtsprozent eines Masterbatches des nicht reaktiven, linearen Polyurethans auf der Grundlage Isophoron-Isocyanat/Polyester (Desmolac, e. Wz.) mit einem Feststoffgehalt von 25%, und 75 Gewichtsprozent Lösungsmittel, nämlich ein Gemisch von Ethanol/Ethylacetat im Volumenverhältnis 8 : 2.

Die zubereitete Masse wird auf einem mit einem feinmaschigen Sieb überzogenen Behälter von überschüssigem Bindemittel abgetrennt und zwischen zwei in Abstand voneinander gehaltene Glasscheiben gebracht. Selbstverständlich muß ein Austreten der Masse am Rand der Glasscheiben verhindert werden. Auch sollte ein Möglichkeit zum Abziehen der Lösungsmitteldämpfe vorhanden sein. Nach dem physikalischen Trocknen erhält man ein gut lichtdurchlässiges (35% Transluzenz), wärmedämmendes Verbundelement mit ausgezeichnetem Lamdawert und guter mechanischer Stabilität.

Beispiel 2

Ein erfindungsgemäßes wärmedämmendes Verbundelement wird an Ort und Stelle durch Auftrag als Wandputz mit hoher diffuser Transluzenz hergestellt.

Die Glashohlkugeln aus Borosilikatglas mit einem Durchmesser von etwa 4 mm und einem scheinbaren Gewicht von etwa 100 g/dm³ werden in einer Menge von 3 bis 20 Raumteilen in eine Mischvorrichtung, vorzugsweise einen rotierenden Fallmischer gegeben. Dann werden etwa 30 Raumteile des Bindemittels zugegeben, und es wird durch Rotieren gemischt.

Das Bindemittel besteht aus:
30 Gewichtsteilen des gleichen Masterbatches wie im Beispiel 1,
0,5 bis 3 Gewichtsteilen einer Polyvinylacetatverbindung als Klebrigmacher,
1 bis 8 Gewichtsteilen Bariummetaborat-Monophosphat (BUSAN 11M) als Flammschutzmittel,
0,1 bis 3 Gewichtsteilen kolloidale Kieselsäure,
51 bis 75 Gewichtsteilen Verdünnungsmittel bestehend aus Ethylacetat/Ethanol/Butanol im Volumenverhältnis 1 : 8 : 1.

Eine intensive Durchmischung ist schon nach wenigen Minuten erreicht. Die Mischung kann dann mit einer Traufel sofort auf die Wand aufgezogen und geglättet werden. Dichte und Festigkeit der Schicht lassen sich durch den Anteil Bindemittel steuern. Das Raumgewicht des fertigen Putzes (nach dem Trocknen) beträgt etwa 100 g/dm³.

Die an sich sehr gute Elastizität und Haftung des Wärmedämmaterials am Untergrund wird durch den eingesetzten Klebrigmacher noch verstärkt. Das Flammschutzmittel verstärkt die schwer entflammbare Eigenschaft des Bindemittels und führt bei Erhitzung zu einer Kohleschichtbildung. Eine Entflammung des Wärmedämmaterials ist ausgeschlossen. Die kolloidale Kieselsäure, deren Teilchengröße im Nanometerbereich unter der Lichtwellenlänge liegt, und die dadurch keinerlei deckende Eigenschaften aufweist, liefert eine pastenähnliche Viskosität der Mischung. Die Masse trocknet an der Luft innerhalb weniger Minuten und bildet einen dauerhaften Wandputz, insgesamt also ein dauerhaftes, wärmedämmendes, lichtdurchlässiges Verbundelement.

Claims

1. Wärmedämmendes, lichtdurchlässiges Verbundelement, dadurch gekennzeichnet, daß es Glashohlkugeln enthält, die von einer dünnen Schicht aus lichtechtem, gegen UV-Strahlen und Erwärmen bis 150° beständigem, gummielastischem, wasserunlöslichem Polymer auf der Basis eines nicht reaktiven linearen Polyurethans umhüllt und miteinander verklebt sind.

2. Verbundelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerschicht die Zwischenräume zwischen den Glashohlkugeln nicht vollständig ausfüllt.

3. Verbundelement nach Anspruch 1 oder 2, worin die Glashohlkugeln aus Borosilikatglas einen Durchmesser von 2 bis 5 mm, eine Wandstärke von etwa 0,1 bis 0,2 mm und eine scheinbare Dichte von etwa 100 g/dm³ haben.

4. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als gummielastisches Polymer ein lineares Polyurethan auf der Basis Isophoron-Diisocyanat-Polyester eingesetzt wird.

5. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es schichtförmig ausgebildet ist und mindestens auf der einen Seite eine Außenschicht aus Glas oder Kunststoff aufweist, die durch das gummielastische Polymer mit dem Verbundelement verbunden ist.

6. Verbundelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht aus einer lichtdurchlässigen, reversibel wärmesensiblen, bei Temperaturerhöhung verschattenden Glasschicht besteht.

7. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es unmittelbar mit einer Gebäudewand verbunden und seine freie Oberfläche geglättet ist.

8. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel einen Zusatz von bis zu 5 Gewichtsprozent eines Flammschutzmittels enthält.

9. Verfahren zur Herstellung eines Verbundelements nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von etwa 70 Raumteilen Glashohlkugeln und etwa 30 Raumteilen Bindemittel, welches aus einem mit einem leicht flüchtigen Lösungsmittelgemisch verdünnten Masterbatch des linearen Polyurethans besteht, hergestellt, von überschüssigem Bindemittel befreit und die feuchte Masse zwischen zwei in Abstand gehaltene Platten, besonders Glasplatten, gebracht und dort physikalisch getrocknet wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Verbundelements nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von etwa 98 bis 80 Raumteilen Glashohlkugeln mit 2 bis 20 Raumteilen Bindemittel bestehend aus einem Gemisch von bis zu 50 Gewichtsteilen eines etwa 25 Gewichtsprozent Festkörper enthaltenden Masterbatches des linearen Polyurethans und 50 bis 80 Gewichtsteilen leicht flüchtigem Verdünnungsmittel sowie gegebenenfalls mit geringen Anteilen von kolloidaler Kieselsäure und Flammschutzmittel hergestellt, als Wandputz aufgetragen, sofort geglättet und sodann an der Luft getrocknet wird.

11. Mittel zur Herstellung des Verbundelements nach einem der Ansprüche 1 bis 8 nach dem Verfahren des Anspruchs 9, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 70 Raumteilen Glashohlkugeln und 30 Raumteilen verdünntes Bindemittel, bestehend aus 25 Gewichtsprozent eines 25%igen Masterbatches des linearen Polyurethans und 75 Gewichtsprozent eines Alkohol-Ester-Gemisches als Verdünnungsmittel.

12. Mittel zur Herstellung des Verbundelements nach einem der Ansprüche 1 bis 8 nach dem Verfahren des Anspruchs 10, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 98 bis 80 Raumteilen Glashohlkugeln und 2 bis 20 Raumteilen Bindemittel bestehend aus einem Gemisch von bis zu 50 Gewichtsteilen eines etwa 25 Gewichtsprozent Feststoffe enthaltenden Masterbatches des linearen Polyurethans und 50 bis 80 Gewichtsteilen eines leicht flüchtigen Verdünnungsmittels auf der Grundlage Alkohol/Ester und gegebenenfalls weiteren Anteilen an kolloidaler Kieselsäure und Flammschutzmittel.