NL8202362A - RIGID, WATER RESISTANT CERAMIC PHOSPHATE MATERIALS AND METHOD FOR PREPARING IT. - Google Patents

Description

- 1 - Λ _ .- '2 N/30.892-Kp/Pf/cs- 1 - Λ _ .- '2 N / 30.892-Kp / Pf / cs

Starre, waterbestendige_keramische fosfaatmaterialen en werk-wijze voor de bereiding ervan.Rigid, water-resistant ceramic phosphate materials and process for their preparation.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op starre, waterbestendige keramische fosfaatmaterialen en meer in het bijzonder op starre, waterbestendige keramische fosfaatmaterialen die geen latere thermische harding vereisen.The present invention relates to rigid, water-resistant ceramic phosphate materials, and more particularly to rigid, water-resistant ceramic phosphate materials, which do not require subsequent thermal curing.

5 Vuurvaste metaalfosfaten zijn reeds lang onderkend als nuttige bouw- en isolatiematerialen. Samenstellingen die fosforzuur, metaaloxide en metaalsilicaten bevatten, zijn reeds bekend? samenstellingen echter die deze bestanddelen bevatten en voldoende sterkte hebben, zijn uiterst moeilijk te 10 bereiden. Mengsels van aluminiumoxide en 85% fosforzuur zijn bijvoorbeeld visceus en moeilijk te hanteren. Wanneer derge-lijke mengsels verdund worden met water worden deze aanzien-lijk gemakkelijker hanteerbar; wanneer silicaat, bijvoorbeeld calciumsilicaat wordt toegevoegd en het verkregen fosfaat ther-15 misch gehard wordt teneinde de overmaat water te verdrijven, heeft desalniettemin het verkregen vuurvaste materiaal een relatief slechte treksterkte. Wanneer anderzijds alle compo-nenten in §en keer tezamen worden gemengd zonder het gebruik van extra water volgt een snelle reactie, welke niet in de hand 20 kan worden gehouden onder normale fabrieksomstandigheden.5 Refractory metal phosphates have long been recognized as useful construction and insulation materials. Are compositions already known containing phosphoric acid, metal oxide and metal silicates? however, compositions containing these ingredients and having sufficient strength are extremely difficult to prepare. For example, mixtures of alumina and 85% phosphoric acid are viscous and difficult to handle. When such mixtures are diluted with water, they become considerably easier to handle; nevertheless, when silicate, for example, calcium silicate, is added and the resulting phosphate is thermally cured to expel the excess water, the resulting refractory nevertheless has a relatively poor tensile strength. On the other hand, when all components are mixed together at once without the use of additional water, a rapid reaction ensues, which cannot be controlled under normal factory conditions.

Verschillende fosfaatsamenstellingen en werkwijzen voor de bereiding daarvan zijn reeds beschreven. In het Ameri-kaanse octrooischrift 2.992.930 worden bijvoorbeeld samenstellingen beschreven die poedervormigezirconium- of aluminium-25 oxiden, calciumsilicaat voor schuimstabilisatie, fosforzuur, en silicasol bindmiddel en een blaasmiddel bevatten, welke samenstellingen bereid worden door de droge bestanddelen te mengen, de silicasol toe te voegen, het mengsel te roeren met fosforzuur en de resulterende schuim vast te laten worden. In 30 het Amerikaanse octrooischrift 3.148.996 worden samenstellingen beschreven welke zonder verwarming uitharden tot een starre massa en die poreus gemaakt kunnen worden door het opnemen van gasbellen. Deze samenstellingen bestaan uit water, een zuurfos-faat bestaande uit fosforpentoxide en calcium-, aluminium- of 35 zirconiumoxiden, en fijn verdeeld calciumsilicaat. Deze samenstellingen worden gevormd door een visceuze oplossing van 8202362 t i - 2 - water, fosforpentoxide en een geschikt metaaloxide te maken, calciumsilicaat aan het mengsel toe te voegen en dit mengsel gedeeltelijk hard te laten worden. Schuiming wordt daarop op-gewekt door toevoeging van een intern schuimmiddel of door 5 mechanisch gasbelletjes in te brengen. In het Amerikaanse oc-trooischrift 3.330.675 worden samenstellingen beschreven welke zuur aluminiumfosfaat, het carbonaat, oxide, hydroxide of sili-caat van magnesium of zirconium, en organische of anorganische gas producerende materialen bevatten. Evenzo worden in andere 10 octrooischriften soortgelijke fosfaatschuimen vermeld, waar-bij een gepoederd materiaal opgenomen wordt in het zure mengsel, waardoor door het vrijkomen van waterstofgas schuimen wordt opgewekt.Various phosphate compositions and methods for their preparation have already been described. For example, U.S. Pat. , stirring the mixture with phosphoric acid and allowing the resulting foam to solidify. US Pat. No. 3,148,996 discloses compositions which cure without heating to a rigid mass and which can be made porous by incorporating gas bubbles. These compositions consist of water, an acid phosphate consisting of phosphorus pentoxide and calcium, aluminum or zirconium oxides, and finely divided calcium silicate. These compositions are formed by making a viscous solution of 8202362 t - 2 - water, phosphorus pentoxide and a suitable metal oxide, adding calcium silicate to the mixture and allowing this mixture to partially cure. Foaming is then generated by adding an internal foaming agent or by introducing mechanical gas bubbles. U.S. Pat. No. 3,330,675 discloses compositions containing acidic aluminum phosphate, the carbonate, oxide, hydroxide or silicate of magnesium or zirconium, and organic or inorganic gas producing materials. Likewise, other patents disclose similar phosphate foams, wherein a powdered material is incorporated into the acidic mixture, thereby generating foams through the release of hydrogen gas.

Hoewel het duidelijk is uit de genoemde literatuur, 15 dat aanzienlijke inspanning is verricht voor de ontwikkeling van bruikbare fosfaatschuimen, zijn nog veel problemen blijven bestaan. De meeste bekende schuimen hebben slechte bindings-sterkte, waardoor deze ongeschikt blijken als bouwraaterialen. Sommige zijn vochtgevoelig, en vele vereisen warmteharding ter 20 verbetering van de bindingssterkte, en de meeste bevatten andere additieven teneinde problemen betreffende de zwakte te omzeilen. Bovendien bevatten de meeste commercieel vervaardig-de schuimen blaasmiddelen, die de kosten van het product kun-nen verhogen en soms bijdragen tot bindingszwakte.While it is clear from the aforementioned literature that considerable effort has been put into the development of useful phosphate foams, many problems remain. Most known foams have poor bond strength, making them unsuitable as building materials. Some are moisture sensitive, and many require heat curing to improve bond strength, and most contain other additives to overcome weakness problems. In addition, most commercially manufactured foams contain blowing agents, which can increase the cost of the product and sometimes contribute to bond weakness.

25 Dienovereenkomstig is een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in sterke vochtbestendige keramische fosfaatmaterialen, die bereid kunnen worden zonder de toepassing van externe warmte.Accordingly, an object of the present invention is to provide strong moisture resistant ceramic phosphate materials which can be prepared without the use of external heat.

Een volgend doel van de onderhavige uitvinding is te 30 voorzien in werkwijzen voor de bereiding van starre fosfaatschuimen zonder het gebruik van toegevoegde blaasmiddelen.A further object of the present invention is to provide processes for the preparation of rigid phosphate foams without the use of added blowing agents.

Verder is nog een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in werkwijzen voor de eenvoudige en continue bereiding van fosfaatschuimen, waarbij inzakken van het schuim 35 wordt vermeden.Furthermore, another object of the present invention is to provide methods for the simple and continuous preparation of phosphate foams, avoiding collapse of the foam.

Deze en andere voordelen van de onderhavige uitvinding worden duidelijk uit de thans volgende beschrijving van de uitvinding.These and other advantages of the present invention become apparent from the following description of the invention.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op starre 40 waterbestendige keramische fosfaatmaterialen, die bereid wor- 8202362 S*\ % * - 3 - - den uit componenten welke metaaloxiden, calciumsilicaat en fosforzuur bevatten. Door een voorreactie van een gedeelte van het metaaloxide met het fosforzuur uit te voeren en/of door de temperatuur van de zuuroplossing aan te passen wan-5 neer deze samengevoegd wordt met de andere bestanddelen, kan de aard van het resulterende product zodanig geregeld worden dat geschuimde of niet-geschuimde keramische fosfaatmaterialen worden verkregen.The present invention relates to rigid 40 water-resistant ceramic phosphate materials, which are prepared from components containing metal oxides, calcium silicate and phosphoric acid. By pre-reacting part of the metal oxide with the phosphoric acid and / or adjusting the temperature of the acid solution when it is combined with the other ingredients, the nature of the resulting product can be controlled such that foamed or non-foamed ceramic phosphate materials are obtained.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de 10 onderhavige uitvinding wordt (1) tenminste €δη metaaloxide uit de groep van MgO, CaO of ZnO of de hydraten ervan, gekozen, terwijl het metaaloxide een totaal van 11-65 gew.-delen, berekend op watervrije basis/ uitmaakt; (2) een reactie-oplossing bereid welke een gedeelte van het metaaloxide en 15 80-190 gew.delen van een fosforzuuroplossing met het equivalent op basis van het gewicht van de zuuroplossing van 35-75 gew.% fosforpentoxide, bevat, waarbij het hydratatiewater van het metaaloxide inbegrepen is bij de berekening van het fos-forpentoxidegehalte; en (3) wordt een mengsel bereid, dat het 20 restant van het metaaloxide en ca. 100 gew.delen calciumsilicaat bevat. De temperatuur van deze reactieoplossing wordt ge-bracht op een gewenste waarde en het mengsel wordt evenredig vermengd met de reactieoplossing. Het resulterende vermengde materiaal wordt gebracht in een gewenste vormgeving en men 25 laat de bestanddelen ervan op elkaar inwerken. De hoeveelheid metaaloxide die gebruikt wordt voor de bereiding van de reactieoplossing, en de temperatuur van de reactieoplossing worden zodanig gekozen dat bij benadering vooraf het tijdstip wordt bepaald, waarop het vermengde materiaal star wordt ten op-30 zichte van het tijdstip waarop verdamping van het water op-treedt.In an embodiment of the method according to the present invention (1) at least € δη metal oxide is selected from the group of MgO, CaO or ZnO or its hydrates, while the metal oxide is calculated a total of 11-65 parts by weight, on an anhydrous basis / (2) prepare a reaction solution containing a portion of the metal oxide and 80-190 parts by weight of a phosphoric acid solution with the equivalent based on the weight of the acid solution of 35-75% by weight of phosphorus pentoxide, the water of hydration of the metal oxide is included in the calculation of the phosphorus oxide content; and (3) a mixture is prepared containing the remainder of the metal oxide and about 100 parts by weight of calcium silicate. The temperature of this reaction solution is brought to a desired value and the mixture is mixed proportionally with the reaction solution. The resulting mixed material is brought into a desired shape and its components are allowed to interact. The amount of metal oxide used for the preparation of the reaction solution, and the temperature of the reaction solution are chosen to determine approximately the time at which the mixed material becomes rigid relative to the time of evaporation of the water. occurs.

In een tweede uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt (1) een mengsel bereid, dat 11-65 gew.delen, berekend op watervrije basis, van ten-35 minste een metaaloxide gekozen uit AI2Q3, MgO, CaO of ZnO, of de hydraten ervan, en ca. 100 gew.delen calciumsilicaat bevat; en wordt (3) een reactieoplossing bereid, welke 80-190 gew.delen, berekend op watervrije basis, bevat van een fosforzuuroplossing met het equivalent op basis van gewicht van de zuur- 8202362 \ » - 4 - oplossing van 35-75 gew.% fosforpentoxide, waarbij het hydra-tatiewater van het metaaloxide inbegrepen is bij de berekening van het fosforpentoxidegehalte. De temperatuur van de reactie-oplossing wordt op een gewenste waarde gebracht en de oplos-5 sing wordt evenredig vermengd met het mengsel. Het verkregen vermengde materiaal wordt in een gewenste vormgeving gebracht en men laat de componenten ervan op elkaar inwerken. De tempe-ratuur van de reactieoplossing wordt zodanig gekozen, dat bij benadering vooraf het tijdstip wordt bepaald waarop het ver-10 mengde materiaal star wordt ten opzichte van het tijdstip waarop verdamping van het water optreedt.In a second embodiment of the method of the present invention, (1) a mixture is prepared comprising 11-65 parts by weight, calculated on an anhydrous basis, of at least one metal oxide selected from Al2Q3, MgO, CaO or ZnO, or its hydrates, and contains about 100 parts by weight of calcium silicate; and (3) a reaction solution is prepared containing 80-190 parts by weight, calculated on an anhydrous basis, of a phosphoric acid solution having the equivalent by weight of the acid 8202362-4 solution of 35-75 wt. % phosphorus pentoxide, the hydration water of the metal oxide being included in the calculation of the phosphorus pentoxide content. The temperature of the reaction solution is brought to a desired value and the solution is mixed proportionally with the mixture. The resulting mixed material is shaped to a desired shape and its components are allowed to interact. The temperature of the reaction solution is chosen to determine approximately the time at which the mixed material becomes rigid relative to the time at which water evaporation occurs.

In een derde uitvoeringsvorm van de onderhavige uit-vinding wordt (1) tenminste den metaaloxide gekozen uit A1203, MgO, CaO of ZnO of de hydraten ervan, terwijl het metaaloxide 15 een totaal van 11-65 gew.delen, berekend op watervrije basis, uitmaakt; wordt (2) een reactieoplossing bereid die een ge-deelte van het metaaloxide en 80-190 gew.delen bevat van een fosforzuuroplossing met het equivalent op basis van het ge-wicht van de zuuroplossing van 35-75 gew.% fosforpentoxide, 20 waarbij het hydratatiewater van het metaaloxide inbegrepen is bij de berekening van het forsforpentoxidegehalte; en wordt (3) een mengsel bereid, dat het restant van het metaaloxide en 100 gew.delen calciumsilicaat bevat. Het mengsel wordt evenredig vermengd met de reactieplossing en het resulterende 25 vermengde materiaal wordt in een gewenste vormgeving gebracht, waarin men de bestanddelen op elkaar laat werken. De hoeveel-heid metaaloxide die gebruikt wordt voor de bereiding van de reactieoplossing wordt zodanig gekozen, dat bij benadering vooraf het tijdstip wordt bepaald waarop het vermengde mate-30 riaal star wordt, ten opzichte van het tijdstip waarop verdamping van het water optreedt.In a third embodiment of the present invention, (1) at least the metal oxide is selected from Al2 O3, MgO, CaO or ZnO or its hydrates, while the metal oxide is a total of 11-65 parts by weight, calculated on an anhydrous basis, matters; (2) a reaction solution is prepared containing a portion of the metal oxide and 80-190 parts by weight of a phosphoric acid solution having the equivalent based on the weight of the acid solution of 35-75% by weight of phosphorus pentoxide, wherein the water of hydration of the metal oxide is included in the calculation of the phosphorus pentoxide content; and (3) a mixture is prepared containing the remainder of the metal oxide and 100 parts by weight of calcium silicate. The mixture is mixed proportionally with the reaction solution and the resulting mixed material is brought into a desired shape in which the ingredients are allowed to interact. The amount of metal oxide used for the preparation of the reaction solution is chosen to determine approximately the time at which the mixed material becomes rigid relative to the time at which water evaporation occurs.

De onderhavige uitvinding omvat verder een samenstel-ling die geschikt is voor het verkrijgen van een star, water-bestendig keramisch fosfaatmateriaal, welke samenstelling be-35 staat uit (1) 11-65 gew.delen, berekend op watervrije basis, van tenminste έέη metaaloxide gekozen uit de groep van A1202, MgO, CaO of ZnO of de hydraten ervan; (2) 80-190 gew.delen van een fosforzuuroplossing welke het equivalent op basis van het gewicht van de zuuroplossing bevat van 35-75 gew.% fosforpent-40 oxide, waarbij’het hydratatiewater van het metaaloxide inbe- 8202362 v * - 5 - grepen is bij de berekening van het fosforpentoxidegehalte; en (3) 100 gew.delen calciumsilicaat.The present invention further comprises a composition suitable for obtaining a rigid, water-resistant ceramic phosphate material, which composition consists of (1) 11-65 parts by weight, calculated on an anhydrous basis, of at least έέη metal oxide selected from the group of Al 2 O 2, MgO, CaO or ZnO or its hydrates; (2) 80-190 parts by weight of a phosphoric acid solution containing the equivalent by weight of the acid solution of 35-75% by weight of phosphorus pent-40 oxide, the water of hydration of the metal oxide including 8202362%. - handles in calculating the phosphorus pentoxide content; and (3) 100 parts by weight of calcium silicate.

Verder omvat de onderhavige uitvinding een star, waterbestendig fosfaatmateriaal, dat verkregen is door (1) 5 11-65 gew.delen, berekend op watervrije basis, van tenminste . §£n metaaloxide uit de groep van A^Og, MgO, CaO of ZnO of de hydraten ervan; (2) 80-190 gew.delen van een fosforzuuroplos-sing welke op basis van het gewicht van de zuuroplossing het equivalent van 35-75 gew.% fosforpentoxide bevat, waarbij het 10 hydratatiewater van het metaaloxide inbegrepen is bij de berekening van het fosforpentoxidegehalte; en (3) 100 gew.delen calciumsilicaat tot reactie te brengen.The present invention further comprises a rigid, water-resistant phosphate material, which is obtained by (1) 5 11-65 parts by weight, calculated on an anhydrous basis, of at least. One metal oxide from the group of AlOg, MgO, CaO or ZnO or its hydrates; (2) 80-190 parts by weight of a phosphoric acid solution which, based on the weight of the acid solution, contains the equivalent of 35-75% by weight of phosphorus pentoxide, the hydration water of the metal oxide being included in the calculation of the phosphorus pentoxide content ; and (3) reacting 100 parts by weight of calcium silicate.

De bij de uitvoering van de onderhavige uitvinding te gebruiken bestanddelen zijn alle commercieel verkrijgbaar. 15 Calciumsilicaat (100 gew.delen) verdient volgens de leer van de uitvinding de voorkeur, hoewel -andere silicaten ook tot be-vredigende resultaten kunnen leiden. Calciumsilicaat komt in de natuur voor en wordt in die vorm wollastoniet genoemd. Ge-schikte geschuimde of niet-geschuimde producten kunnen worden 20 verkregen wanneer dit materiaal als onderstaand beschreven in gepoederde vorm wordt gebruikt. Voor het maken van schuimen is de deeltjesgrootte bij voorkeur voldoende klein, zodat het merendeel van het silicaat een zeef volgens 200-mesh Tyler Standard passeert (maaswijdte 0,074 mm).The ingredients to be used in the practice of the present invention are all commercially available. Calcium silicate (100 parts by weight) is preferred according to the teachings of the invention, although other silicates can also lead to satisfactory results. Calcium silicate occurs in nature and is called wollastonite in that form. Suitable foamed or non-foamed products can be obtained when this material is used in powdered form as described below. The particle size is preferably small enough to make foams, so that the majority of the silicate passes through a sieve of 200-mesh Tyler Standard (mesh size 0.074 mm).

25 Een aantal metaaloxiden, zoals aluminiumoxide, mag- nesiumoxide, calciumoxide en zinkoxide, kunnen gebruikt worden voor het verkrijgen van bevredigend keramisch f osf aatmateriaal. Deze oxiden worden gebruikt in poedervorm, waarbij fijner ver-deelde oxiden met een deeltjesgrootte van 0-,043 mm of kleiner 30 (325 mesh Tyler Standaard) in het algemeen superieure resultaten geven. Gehydrateerde vormen van het oxide kunnen ook worden gebruikt en verdienen in veel gevallen de voorkeur.A number of metal oxides, such as aluminum oxide, magnesium oxide, calcium oxide and zinc oxide, can be used to obtain a satisfactory ceramic phosphate material. These oxides are used in powder form, with more finely divided oxides having a particle size of 0, 043 mm or smaller (325 mesh Tyler Standard) generally giving superior results. Hydrated forms of the oxide can also be used and are preferred in many cases.

Voor het geval dat een hydraat wordt gebruikt, moet met het hydratatiewater rekening worden gehouden, teneinde een over-35 maat water voor de reactie te vermijden. Dit kan op eenvoud.ige wijze geschieden door het hydratatiewater mede te betrekken bij de berekening van- het fosforpentoxidegehalte van de fos-forzuuroplossing.In case a hydrate is used, the hydration water must be taken into account, in order to avoid excess water for the reaction. This can be done in a simple manner by including the hydration water in the calculation of the phosphorus pentoxide content of the phosphoric acid solution.

In de praktijk van de onderhavige uitvinding kunnen 40 ca. 11-65 gew.delen metaaloxide, berekend op watervrije basis, 8202362 - 6 - ten opzichte van 100 gew.delen calciumsilicaat worden gebruikt; het verdient echter de voorkeur ca. 13-26 gew.delen metaal-oxide te gebruiken, in het bijzonder ca. 15-20 gew.delen. De hoeveelheid gebruikt oxide zal afhangen van het feit of het 5 in de gehydrateerde vorm is en/of van zijn reactiviteit.In the practice of the present invention, about 11-65 parts by weight of metal oxide, calculated on an anhydrous basis, 8202362-6, relative to 100 parts by weight of calcium silicate, may be used; however, it is preferred to use about 13-26 parts by weight of metal oxide, in particular about 15-20 parts by weight. The amount of oxide used will depend on whether it is in the hydrated form and / or on its reactivity.

Watervrij magnesiuraoxide reageert aanzienlijk snel-ler met fosforzuur dan watervrij aluminiumoxide. Het eerste zal bijvoorbeeld binnen enige minuten reageren, terwijl het laatste verscheidene uren nodig kan hebben afhankelijk van de 10 temperatuur van de zuuroplossing. Wanneer echter gehydrateerde vormen worden gebruikt, worden de onderlinge afwijkingen in de reactietijden aanzienlijk verminderd. Gehydrateerd magnesium-oxide reageert sneller dan watervrij magnesiumoxide en het reageert ook veel sneller dan gehydrateerd aluminiumoxide.Anhydrous magnesium oxide reacts much faster with phosphoric acid than anhydrous alumina. For example, the former will respond within a few minutes, while the latter may take several hours depending on the temperature of the acid solution. However, when hydrated forms are used, the deviations in the reaction times are considerably reduced. Hydrated magnesium oxide reacts faster than anhydrous magnesium oxide, and it also reacts much faster than hydrated aluminum oxide.

15 Desalniettemin is gehydrateerd aluminiumoxide aanzienlijk reactiever dan watervrij aluminiumoxide want het reageert met de fosforzuuroplossing binnen een aantal minuten in plaats van uren. De gevolgens van de reactietijden zullen onderstaand verder worden uiteengezet.Nevertheless, hydrated alumina is considerably more reactive than anhydrous alumina because it reacts with the phosphoric acid solution within a few minutes instead of hours. The consequences of the reaction times will be further explained below.

20 Geschikte producten kunnen worden verkregen door een van de aangegeven oxiden te gebruiken, alleen of in combinatie, maar watervrij magnesiumoxide (gecalcineerd) en gehydrateerd aluminiumoxide hebben in de praktijk van de onderhavige uit-vinding in het bijzonder de voorkeur. Magnesiumoxide heeft de 25 neiging de sterkte en de vochtweerstand van het eindproduct te verhogen, terwijl aluminiumoxide de neiging heeft te zorgen voor superieure hardingseigenschappen.Suitable products can be obtained by using one of the indicated oxides, alone or in combination, but anhydrous magnesium oxide (calcined) and hydrated alumina are particularly preferred in the practice of the present invention. Magnesium oxide tends to increase the strength and moisture resistance of the final product, while alumina tends to provide superior curing properties.

Fosforzuur is beschikbaar in allerlei concentraties, waarbij 85% de meest voorkomende concentratie van ortho-fosfor-30 zuur is. Andere samenstellingen, zoals polyfosforzuur, welke bij verdunning met water fosforzuur leveren, kunnen ook be-vredigend zijn voor het uitvoeren van de onderhavige uitvin-ding, onder voorwaarde dat het totale watergehalte van het reactiesysteem niet te hoog is. Te veel water moet vermeden 35 worden omdat anders producten worden verkregen welke, hoewel waterbestendig zwakke sterkte hebben. Aan de.andere kant is ook te weinig. water schadelijk, niet alleen omdat het vermen-gen van de materialen moeilijk te bewerkstelligen is, maar omdat in het geval van geschuimde producten slechts schuimen met 40 hoge dichtheid worden verkregen.Phosphoric acid is available in a variety of concentrations, with 85% being the most common concentration of ortho-phosphoric acid. Other compositions, such as polyphosphoric acid, which, when diluted with water, provide phosphoric acid, may also be satisfactory for carrying out the present invention, provided that the total water content of the reaction system is not too high. Too much water should be avoided because otherwise products are obtained which, although water resistant, have weak strength. On the other hand, there is also too little. water harmful, not only because mixing of the materials is difficult to accomplish, but because in the case of foamed products only high density foams are obtained.

8202362 - 7 - «' “8202362 - 7 - «'“

Als algemene regel zal het fosforzuur geschikt zijn wanneer het het equivalent van ca. 35-75 gew.% fosforpent-oxide op basis van het gewicht van de zuuroplossing bevat.As a general rule, the phosphoric acid will be suitable if it contains the equivalent of about 35-75 wt% phosphorus pentoxide based on the weight of the acid solution.

Bij voorkeur bedraagt het equivalent van fosforpentoxide ca.Preferably, the equivalent of phosphorus pentoxide is ca.

5 40-70%/ en meer in het bijzonder ca. 45-65%. Het resterende gedeelte van de zuuroplossing bestaat uit water met inbegrip van eventueel hydratatiewater van het metaaloxide voor de ver-eenvoudiging van de berekening. Van de zuuroplossing kunnen ca. 80-190 gew.delen worden gebruikt bij de uitvoering van de 10 onderhavige uitvinding, maar bij voorkeur zijn dit ca. 90-150 gew.delen, in het bijzonder ca. 100-130 gew.delen zuur.40-70% / and more particularly about 45-65%. The remainder of the acid solution consists of water including any hydration water of the metal oxide for the purpose of simplifying the calculation. About 80-190 parts by weight of the acid solution can be used in the practice of the present invention, but preferably these are about 90-150 parts by weight, especially about 100-130 parts by weight of acid.

Hoewel de volgens de praktijk van de uitvinding ge-bruikte bestanddelen reeds lang als zodanig in de stand der techniek bekend zijn, zijn de voordelen die bereikt worden 15 wanneer deze bestanddelen als volgens de uitvinding worden ge-combineerd, nog nooit onderkend. Gevonden werd dat wanneer de manier waarop de bestanddelen worden samengevoegd, wordt ge-regeld en overmaat water wordt vermedeh, een product wordt verkregen dat geen warmteharding nodig heeft en waterbesten-20 dig is. Hoewel generlei theorie met betrekking tot de aard van de betrokken reactiesbepalend mag zijn voor de gevraagde be-schermingsomvang, blijken twee aparte maar toch onderling af-hankelijke fenomenen op te treden? dit zijn de verdamping van het water en de binding van de materialen. Door de reagentia 25 opgewekte warmte doet het meeste water verdampen, waardoor de waterdamp als een schuimmiddel kan dienen. Gedurende ongeveer dezelfde tijdsduur treedt zowel binding als harding op, het-geen leidt tot de vorming van een star keramiekachtig mate-riaal. Deze twee fenomenen zullen onderstaand "verdamping" of 30 de "verdampingstrap" en "harding" of de "hardingstrap" worden genoemd.Although the ingredients used according to the practice of the invention have long been known as such in the prior art, the advantages achieved when these ingredients are combined as according to the invention have never been recognized. It has been found that when the way in which the ingredients are combined is controlled and excess water is avoided, a product is obtained which does not require heat curing and is water resistant. Although no theory regarding the nature of the reactions involved may determine the scope of protection requested, do two separate yet interdependent phenomena appear to occur? these are the evaporation of the water and the bonding of the materials. Heat generated by the reactants causes most of the water to evaporate, allowing the water vapor to serve as a foaming agent. Both binding and curing occur for approximately the same time, leading to the formation of a rigid ceramic-like material. These two phenomena will be referred to below as "evaporation" or the "evaporation step" and "curing" or the "curing step".

Voor het uitvoeren van de onderhavige uitvinding wordt bij voorkeur een reactieoplossing bereid door een ge-wenste hoeveelheid van het metaaloxide toe te voegen aan de 35 fosforzuuroplossing. Bovendien kunnen ook vloeibare additieven zoals oppervlakteactieve middelen opgenomen worden in de reactieoplossing. Het restant van het metaaloxide en de gehele hoeveelheid calciumsilicaat worden vervolgens samengevoegd en vermengd met eventuele vaste additieven, zoals verstevigings- 8202362 - 8 - vezels, verdikkingsmiddelen, kleurstoffen en dergelijke. De temperatuur van de reactieoplossing wordt bij voorkeur ge-bracht op een gewenste waarde en de oplossing wordt evenredig vermengd met de overige droge bestanddelen. Het vermengde 5 materiaal wordt daarop gebracht in een gewenste vormgeving, waarop de bestanddelen van het systeem op elkaar in kunnen werken. De verkregen producten vereisen geen warmteharding en kunnen zonder nadelig effect in kokend water worden geplaatst. Desalniettemin zijn ze niet warmtegevoelig aangezien monsters 10 zijn verwarmd tot 870°C zonder dat een significant verlies van sterkte optrad.For the practice of the present invention, a reaction solution is preferably prepared by adding a desired amount of the metal oxide to the phosphoric acid solution. In addition, liquid additives such as surfactants can also be included in the reaction solution. The remainder of the metal oxide and the entire amount of calcium silicate are then combined and mixed with any solid additives, such as reinforcing fibers, thickeners, dyes and the like. The temperature of the reaction solution is preferably brought to a desired value and the solution is mixed proportionally with the other dry ingredients. The mixed material is placed thereon in a desired shape on which the components of the system can interact. The products obtained do not require heat curing and can be placed in boiling water without any adverse effect. Nevertheless, they are not heat sensitive since samples 10 have been heated to 870 ° C without significant loss of strength.

Gevonden werd, dat de relatieve tijdstippen, waarop verdamping en harding optreden, de aard van het verkregen product dwingend bepalen. Wanneer bijvoorbeeld de verdampingstrap 15 bereikt wordt voor de hardingstrap zal de waterdamp het meng-sel doen schuimen voordat de massa star wordt. Wanneer daaren-tegen harding eerst optreedt, kan het materiaal niet meer schuimen en ontsnapt de waterdamp via de tussenporien. De ge-volgenvan de laatstgenoemde volgorde van gebeurtenissen zullen 20 onderstaand nader worden uiteengezet, maar in beide gevallen kan een product worden verkregen dat enerzijds geen warmteharding nodig heeft maar anderzijds bestendig tegen water is.It has been found that the relative times at which evaporation and curing occur determine the nature of the product obtained. For example, when the evaporation step 15 is reached for the curing step, the water vapor will foam the mixture before the mass becomes rigid. On the other hand, when curing first occurs, the material can no longer foam and the water vapor escapes via the intermediate pores. The consequences of the latter sequence of events will be explained in more detail below, but in both cases a product can be obtained which does not require heat curing on the one hand but is water resistant on the other.

Twee factoren die bijdragen tot het bovenstaande zijn de hoeveelheid metaaloxide die in de voorreactie met het fos-25 forzuur wordt gebruikt en de temperatuur van de reactieoplossing op het moment dat deze samen wordt gevoegd met de overige droge bestanddelen. Wanneer slechts e§n van deze factoren wordt geregeld, kan toch nog een keramiekachtig materiaal worden bereid. Toch verdient het de voorkeur beide parameters te 30 regelen teneinde de behandeling eenvoudiger te doen verlopen en een superieur product te verkrijgen.Two factors contributing to the above are the amount of metal oxide used in the pre-reaction with the phosphoric acid and the temperature of the reaction solution when it is combined with the remaining dry ingredients. If only one of these factors is controlled, a ceramic-like material can still be prepared. Still, it is preferable to control both parameters in order to simplify the treatment and obtain a superior product.

Uit het volgende kan worden gezien hoe deze factoren kunnen worden gevarieerd. In het algemeen gesproken zal, wanneer relatief minder metaaloxide in de voorreactie met het 35 fosforzuur wordt gebruikt, relatief meer schuiming optreden gedurende de daarop volgende mengtrap voordat de materiaal-massa star wordt, onder voorwaarde dat de temperatuur van de zuuroplossing niet te laag is. Wanneer daarentegen meer metaaloxide in de voorreactie met fosforzuur wordt gebruikt, zal 8202362 * ' - 9 - minder schuiming optreden voordat de massa star wordt. Wan-neer voldoende metaaloxide voor de voorreactie wordt gebruikt, zal vrijwel geen schuiming optreden. Dit resultaat wordt blijkbaar verkregen omdat de toevoeging vooraf van het metaal-5 oxide de neiging heeft de duur van de exotherme reactie of reacties welke het water doen verdampen, te verlengen.From the following it can be seen how these factors can be varied. Generally speaking, when relatively less metal oxide is used in the pre-reaction with the phosphoric acid, relatively more foaming will occur during the subsequent mixing step before the material mass becomes rigid, provided that the temperature of the acid solution is not too low. In contrast, if more metal oxide is used in the pre-reaction with phosphoric acid, 8202362 * - 9 - less foaming will occur before the mass becomes rigid. When sufficient metal oxide is used for the pre-reaction, virtually no foaming will occur. This result is apparently obtained because the pre-addition of the metal oxide tends to extend the duration of the exothermic reaction or reactions which cause the water to evaporate.

De temperatuur van de reactieoplossing gedurende de daaropvolgende mengbehandeling kan ook in significante mate het te verkrijgen product beinvloeden. Hoe hoger de tempera-10 tuur van deze oplossing, hoe heftiger de ontwikkeling van waterdamp en hoe sneller waterverdamping optreedt wanneer de reactieoplossing gemengd wordt met de overige droge bestand-delen. Zo is, wanneer de temperatuur te hoog is, de waar-schijnlijkheid groter dat schuimen worden verkregen welke lege 15 plekken bevatten of welke snel opschuimen en vervolgens inzak-ken. Dit effect kan enigszins worden gematigd door een opper-vlakteactieve stof in de reactieoplossing op te nemen.The temperature of the reaction solution during the subsequent mixing treatment can also significantly affect the product to be obtained. The higher the temperature of this solution, the more vigorous the development of water vapor and the faster water evaporation occurs when the reaction solution is mixed with the other dry ingredients. For example, when the temperature is too high, the likelihood is greater that foams are obtained which contain voids or which foam quickly and then collapse. This effect can be somewhat mitigated by including a surfactant in the reaction solution.

Wanneer de temperatuur te laag is, kan de exotherme reactie zozeer worden onderdrukt dat geen schuiming zal op-20 treden. Verder kan een te lage temperatuur schadelijk zijn omdat het materiaal, dat verkregen wordt, een relatief. zwakke bindingssterkte kan hebben. De optimale temperatuur van de reactieoplossing kan afwisselen afhankelijk van de reagentia, maar in het algemeen is gebleken dat een temperatuurgebied van 25 ca. 2-27°C tot bevredigende resultaten zal leiden. Wanneer schuimen worden gemaakt is het voorkeurstemperatuurgebied ca.When the temperature is too low, the exothermic reaction can be suppressed so much that no foaming will occur. Furthermore, too low a temperature can be harmful because the material obtained is a relative one. may have weak bond strength. The optimum temperature of the reaction solution may vary depending on the reagents, but it has generally been found that a temperature range of about 2-27 ° C will lead to satisfactory results. When foams are made, the preferred temperature range is approx.

3-7°C, in het bijzonder 4,5°C, tenzij een schuimmiddel wordt toegevoegd als onderstaand beschreven.3-7 ° C, especially 4.5 ° C, unless a foaming agent is added as described below.

In de praktijk moeten andere factoren, afgezien van 30 de hoeveelheid voor te reageren materiaal en de temperatuur van de zuuroplossing, in aanmerking worden genomen, waarvan vele afhankelijk zijn van de aard van het te bereiden product. Wanneer schuimen worden gemaakt, is het doel het schuim een gewenste hoogte te laten bereiken op het moment dat harding 35 optreedt. In wezen moet de waterverdamping, welke het schuimen veroorzaakt, betreffende de tijdsduur zodanig worden geregeld dat het een uniforme celgrootte oplevert in een product dat de juiste hoogte en dichtheid heeft bereikt bij het voltooien van de harding. De celgrootte wordt belnvloed door de snelheid 8202362 - 10 - waarmee de waterdamp vrijkomt en door de viscositeit van de zuuroplossing. De viscositeit hangt op zijn beurt weer af van het gebruikte soort oxide of oxiden, de deeltjesgrootte van het oxide, en de temperatuur van de zuuroplossing.In practice, other factors apart from the amount of material to be reacted and the temperature of the acid solution must be taken into account, many of which depend on the nature of the product to be prepared. When foams are made, the goal is to allow the foam to reach a desired height when curing occurs. Essentially, the water evaporation causing the foaming must be controlled over time to yield uniform cell size in a product that has reached the correct height and density upon completion of the curing. The cell size is influenced by the rate of the water vapor release 8202362 - 10 and by the viscosity of the acid solution. The viscosity in turn depends on the type of oxide or oxides used, the particle size of the oxide, and the temperature of the acid solution.

5 Oplossingen met verschiliende viscositeiten worden verkregen wanneer de verschiliende oxiden opgelost worden in fosforzuur. Wanneer bijvoorbeeld toenemende hoeveelheden mag-nesiumoxide toegevoegd worden aan een afgepaste hoeveelheid van een zuuroplossing met standaardsterkte (bijv. 85%) worden 10 viscositeiten waargenomen die varieren van ca. 0,05-1,00 Pa.s bij 22,2°C. Wanneer echter vergelijkbare molaire hoeveelheden aluminiumoxide toegevoegd worden aan een tweede portie van de-zelfde zuuroplossing bij 22,2°C worden viscositeiten vanaf ca. 0,05 Pa.s tot slechts 0,40 Pa.s waargenomen. Voor het 15 maken van superieure schuimen.verdient het de voorkeur dat de viscositeit van de zuuroplossing op het moment van mengen met de overige bestanddelen niet 0,40 Pa.s te boven gaat. Zo blijkt dat een tweede beperking van de toepasbaarheid van magnesium-oxide, afgezien van zijn neiging tot het heftig veroorzaken 20 van schuimen, de viscositeit van de reactieoplossing is die bij gebruik ervan wordt verkregen.Solutions of different viscosities are obtained when the different oxides are dissolved in phosphoric acid. For example, when increasing amounts of magnesium oxide are added to a metered amount of a standard strength acid solution (e.g., 85%), 10 viscosities ranging from about 0.05-1.00 Pa.s at 22.2 ° C are observed. However, when comparable molar amounts of alumina are added to a second portion of the same acid solution at 22.2 ° C, viscosities from about 0.05 Pa.s to only 0.40 Pa.s are observed. For making superior foams, it is preferred that the viscosity of the acid solution at the time of mixing with the other ingredients does not exceed 0.40 Pa.s. Thus, it appears that a second limitation on the applicability of magnesium oxide, apart from its tendency to violently cause foaming, is the viscosity of the reaction solution obtained when using it.

Hoe hoger de viscositeit van de reactieoplossing, hoe slechter het mengen van de bestanddelen en hoe slechter de schuimkwaliteit van het verkregen product. Daarom is het dik-25 wijls wenselijk meer dan §en oxide te gebruiken. Zo zou een oxide gebruikt kunnen worden voor het bereiden van de reactieoplossing en een andere samengevoegd worden met het calcium-silicaat. Anderzijds kan het oxide gebruikt worden in de vorm van een mengsel zowel voor het vormen van de reactieoplossing 30 als voor het mengen met het calciumsilicaat. Talloze mogelijk-heden bestaan, welke dan ook alle tot de omvang van de onder-havige uitvinding moeten worden gerekend, en de onderhavige uitvinding moet niet beperkt worden tot deze twee toegelichte voorbeelden.The higher the viscosity of the reaction solution, the poorer the mixing of the ingredients and the poorer the foam quality of the product obtained. Therefore, it is often desirable to use more than one oxide. For example, one oxide could be used to prepare the reaction solution and another could be combined with the calcium silicate. On the other hand, the oxide can be used in the form of a mixture both to form the reaction solution and to mix with the calcium silicate. Numerous possibilities exist, all of which should be included within the scope of the present invention, and the present invention should not be limited to these two illustrated examples.

35 De dichtheid van het eindproduct zal in grote mate afhangen van de hoeveelheid metaaloxide die gebruikt wordt voor het vormen van de reactieoplossing, want hoe meer metaaloxide gebruikt wordt hoe groter de dichtheid is. Als algemene regel wordt in afwezigheid van toegevoegde schuimmiddelen bij 40 gebruik van ca. 0-0,3 gew.deel metaaloxide per deel P2O5 in 8202362 Λ ' - 11 - * de zuuroplossing voor de vorming van de reactieoplossing, schuimen met dichtheden van 640 kg/m en lager tot aan 240 kg/ *3 m verkregen. Wanneer echter meer dan 0,3 delen metaaloxide wordt gebruikt, kan een niet geschuimd keramisch materiaal 5 worden verwacht. Desalniettemin beinvloeden praktische over-wegingen, zoals viscositeit, de bovengrens van het voor te reageren materiaal? zo kan doorgaans niet meer dan 50% van het metaaloxide eenvoudig in de voorreactie worden gebruikt.The density of the final product will largely depend on the amount of metal oxide used to form the reaction solution, because the more metal oxide used, the greater the density. As a general rule, in the absence of added foaming agents, using about 0-0.3 part by weight of metal oxide per part of P2O5 in 8202362 - '- 11 - * the acid solution to form the reaction solution, foams with densities of 640 kg / m and lower up to 240 kg / * 3 m. However, if more than 0.3 parts of metal oxide is used, a non-foamed ceramic material 5 can be expected. Nevertheless, practical considerations, such as viscosity, affect the upper limit of the material to be reacted? for example, typically no more than 50% of the metal oxide can be easily used in the pre-reaction.

Andere overwegingen welke de schuimen beinvloeden, 10 zijn deeltjesgrootte, oppervlakte-eigenschappen en versterken-de materialen. Een geringe en gelijkmatige deeltjesgrootte verdient in aanzienlijke mate de voorkeur in de praktijk van de onderhavige uitvinding vanwege de tendens van dergelijk materiaal fijne celstructuur te bevorderen. Zoals reeds opge-15 merkt, verdient metaaloxide met een deeltjesgrootte kleiner dan 0,043 mm en calciumsilicaat met een deeltjesgrootte van kleiner dan 0,074 mm de voorkeur.Other considerations affecting the foams are particle size, surface properties and reinforcing materials. A small and uniform particle size is significantly preferred in the practice of the present invention because of the tendency of such material to promote fine cell structure. As already noted, metal oxide with a particle size of less than 0.043 mm and calcium silicate with a particle size of less than 0.074 mm is preferred.

Celformaat hangt tevens af van de oppervlakte-eigenschappen van het materiaal en het helpt dikwijls den of 20 meer oppervlakteactieve middelen op te nemen voor het bevorderen van de celstabiliteit. Vrijwel ieder oppervlakteactief middel, dat niet met het fosforzuur reageert, kan worden gebruikt. Een oppervlakteactief middel, dat bijzonder geschikt is gebleken, is dimethylcocamineoxide dat door Armak onder de 25 naam Aramox DMC op de markt wordt gebracht. Bij de hantering van dit materiaal moet echter zorgvuldig worden opgetreden om-dat het een irriterende werking op huid en ogen heeft.Cell size also depends on the surface properties of the material, and it often helps to incorporate one or more surfactants to promote cell stability. Virtually any surfactant that does not react with the phosphoric acid can be used. A surfactant which has been found to be particularly suitable is dimethyl cocamine oxide which is marketed by Armak under the name Aramox DMC. However, care should be taken when handling this material because it has an irritating effect on skin and eyes.

Omdat schuimen een poreuze natuur hebben, hebben deze de neiging een geringere treksterkte te vertonen dan niet-ge-30 schuimde materialen. Dienovereenkomstig verdient het dikwijls aanbeveling vezelachtige verstevigingsmaterialen toe te voegen ter versterking van het schuim. Polyester, glas, polypropyleen, . en nylon zijn onder andere met succes gebruikt, hoewel de omstandigheden, waaronder het eindproduct gebruikt zal worden, 35 de keuze van vezel kan beinvloeden. Voor een toepassing bij hoge temperatuur zijn bijvoorbeeld glasvezels aanzienlijk stabieler dan organische vezels. In het algemeen zullen vezel-lengten van 3-25 mm geschikt zijn, met een zekere voorkeur voor vezels van ongeveer 12 mm.Because foams have a porous nature, they tend to exhibit less tensile strength than non-foamed materials. Accordingly, it is often recommended to add fibrous stiffeners to strengthen the foam. Polyester, glass, polypropylene,. and nylon have been used, inter alia, successfully, although the conditions under which the final product will be used may affect the choice of fiber. For example, for a high temperature application, glass fibers are considerably more stable than organic fibers. In general, fiber lengths of 3-25 mm will be suitable, with some preference for fibers of about 12 mm.

8202362 - 12 -8202362 - 12 -

Bij de bereiding van niet-geschuimde fosfaatkera-mieken worden factoren, zoals deeltjesgrootte, viscositeit, temperatuur en oppervlakte-eigenschappen veel minder belang-rijk omdat de celstructuur niet een te overwegen factor vormt.In the preparation of non-foamed phosphate ceramics, factors such as particle size, viscosity, temperature and surface properties become much less important because the cell structure is not a factor to be considered.

5 Dienovereenkomstig kunnen materialen met grovere deeltjesgrootte en een hogere viscositeit van de reactieoplossing ge-bruikt worden, welke slechts zijn beperkt door voorwaarden als gevolg van de hanteerbaarheid van de reagentia. Een veel hogere temperatuur voor de reactieoplossing kan ook gebruikt 10 worden omdat het niet-geschuimde materiaal niet zal inzakken. Verder zal geeri oppervlakteactieve stof nodig zijn omdat er geen probleem met betrekking tot de celstabiliteit bestaat.Accordingly, materials with coarser particle size and higher viscosity of the reaction solution can be used, which are limited only by conditions due to the handling of the reagents. A much higher temperature for the reaction solution can also be used because the non-foamed material will not collapse. Furthermore, there will be no need for surfactant because there is no cell stability problem.

Afgezien van deze overwegingen is het doel bij het bereiden van een niet-geschuimd keramiek te vergelijken met 15 dat van de bereiding van een geschuimd materiaal, waarbij het belangrijkste verschil het feit is, dat bij niet-geschuimde materialen het noodzakelijk is de verdampingstrap uit te stel-len totdat de massa star geworden is, waardoor expansie van het fosfaatmateriaal verhinderd wordt. Dit wordt eenvoudig 20 bereikt door een grotere hoeveelheid van het metaaloxide in de voorreactie te gebruiken. Er moet echter voor worden gezorgd, dat verzekerd wordt- dat het water uit het niet-geschuimde materiaal kan ontsnappen. Wanneer de interne druk van de struc-tuur te. hoog wordt vanwege waterdruk, kan het starre keramiek 25 barsten. Daarom verdient het bij de bereiding van niet-geschuimde fosfaatkeramieken dikwijls de voorkeur poreuze vul-middelen op te nemen welke kunnen zorgen voor doorgangen waardoor de waterdamp kan ontsnappen. Voorbeelden van dergelijke geschikte vulmiddelen zijn vermiculiet en perliet.Apart from these considerations, the objective in the preparation of a non-foamed ceramic is to compare that of the preparation of a foamed material, the main difference being that with non-foamed materials it is necessary to remove the evaporation step. adjust until the mass has become rigid, thereby preventing expansion of the phosphate material. This is easily accomplished by using a larger amount of the metal oxide in the pre-reaction. However, care must be taken to ensure that water can escape from the non-foamed material. When the internal pressure of the structure is too. becomes high due to water pressure, the rigid ceramic can crack 25. Therefore, in the preparation of non-foamed phosphate ceramics, it is often preferable to include porous fillers which can provide passages through which the water vapor can escape. Examples of such suitable fillers are vermiculite and perlite.

30 Verrassenderwijze werd tevens ontdekt dat bevredigen- de geschuimde producten verkregen kunnen worden door de tech-nieken volgens de onderhavige uitvinding te combineren met reeds bekende schuimmiddelen. In de stand der techniek wordt verwezen naar de toepassing van kooldioxide of kooldioxide 35 producerende materialen en waterstof of waterstof producerende materialen, alsmede andere organische of anorganische gas producerende materialen bij de bereiding van fosfaatproducten. Dergelijke middelen kunnen ook met voordeel gebruikt worden bij de bereiding van de starre, waterbestendige fosfaatkera-40 mieken volgens de onderhavige uitvinding.Surprisingly, it has also been discovered that satisfactory foamed products can be obtained by combining the techniques of the present invention with already known foaming agents. The prior art refers to the use of carbon dioxide or carbon dioxide producing materials and hydrogen or hydrogen producing materials, as well as other organic or inorganic gas producing materials in the preparation of phosphate products. Such agents can also advantageously be used in the preparation of the rigid, water-resistant phosphate ceramics of the present invention.

8202362 < 4 - 13 - * *8202362 <4 - 13 - * *

Hoewel vrijwel elk bekend schuimmiddel gebruikt kan worden, worden bij wijze van voorbeeld de resultaten verkregen bij het gebruik van verschillende carbonaten weergegeven. Car-bonaten zoals MgCOg, CaCO^, ZnCO^, Li2COg en dergelijke, of 5 mengsels daarvan, welke relatief onoplosbare fosfaten opleve-ren, verdienen de voorkeur; MgCO^ is echter in het bijzonder te prefereren omdat het bij uitstek een schuim oplevert met een relatief gelijkmatige celgrootte en een in het algemeen geschikte dichtheid. Andere carbonaten, zoals Na2C(>2 en KjCO^ 10 zullen relatief oplosbare fosfaatzouten leveren, maar kunnen ook worden gebruikt wanneer het uitlogen van het fosfaat uit het verkregen fosfaatkeramiek, wanneer dit wordt blootgesteld aan water, niet schadelijk zal zijn.While virtually any known foaming agent can be used, for example, the results obtained using different carbonates are shown. Carbonates such as MgCOg, CaCO2, ZnCO2, Li2COg and the like, or mixtures thereof, yielding relatively insoluble phosphates are preferred; However, MgCO 2 is particularly preferable because it provides a supreme foam with relatively even cell size and generally suitable density. Other carbonates, such as Na2C (> 2 and KjCO ^ 10) will provide relatively soluble phosphate salts, but can also be used when leaching the phosphate from the resulting phosphate ceramic when exposed to water will not be harmful.

Bij het gebruik van droge schuimmiddelen is het dik-15 wijls gewenst deze te mengen met de andere droge be'standdelen omvattende het calciumsilicaat en een gedeelte van het metaal-oxide; deze schuimmiddelen kunnen echter ook gescheiden worden toegevoegd. Omdat de in aanwezigheid van dergelijke middelen verkregen schuiming niet veroorzaakt wordt door waterverdam-20 ping, is het ongewenst de exotherme reactie te laten optreden voorafgaande aan de harding. Daarom is het dikwijls noodzake-lijk een groter gedeelte van het metaaloxide in de voorreactie met de fosforzuuroplossing te gebruiken. Dikwijls leidt dit tot een ongewenste toename van de viscositeit van de zuurop-25 lossing. Dienovereenkomstig kan het bij gebruik van een toegevoegd schuimmiddel noodzakelijk zijn de zuuroplossing enigs-zins te verdunnen teneinde de viscositeit te regelen. Er moet daarbij echter voor worden gezorgd, dat het gebruik van over-maat water wordt vermeden omdat de combinatie van het gebruik 30 van extra water en de voorreactie van meer van het metaaloxide de neiging heeft de temperatuur van de exotherme reactie te verlagen, waardoor de kans van het verkrijgen van een fosfaatkeramiek met onbevredigende kwaliteit toeneemt.When using dry foaming agents, it is often desirable to mix them with the other dry ingredients including the calcium silicate and a portion of the metal oxide; however, these foaming agents can also be added separately. Since the foaming obtained in the presence of such agents is not caused by water evaporation, it is undesirable for the exothermic reaction to occur prior to curing. Therefore, it is often necessary to use a larger portion of the metal oxide in the pre-reaction with the phosphoric acid solution. This often leads to an undesirable increase in the viscosity of the acid solution. Accordingly, when using an added foaming agent, it may be necessary to slightly dilute the acid solution in order to control the viscosity. However, care must be taken to avoid the use of excess water because the combination of the use of additional water and the pre-reaction of more of the metal oxide tends to lower the temperature of the exothermic reaction, thereby probability of obtaining a phosphate ceramic of unsatisfactory quality increases.

Als bijkomende overweging kan de temperatuur van de 35 reactieoplossing op het moment van het vermengen met de droge bestanddelen dikwijls hoger’ zijn wanneer het schuimen wordt bereikt door toepassing van droge schuimmiddelen in plaats van het gebruik van waterverdamping, omdat de harding zal optreden voor het optreden van de exotherme reactie. Zo is het bij ge- 8202362 - i4 - bruik van droge schuimmiddelen dikwijls gewenst, dat de reactieoplossing een temperatuur heeft in het gebied van ca. 10-15°C in plaats van de eerder vermelde 3-7°C in samenhang met de door waterverdamping veroorzaakte schuiming.As an additional consideration, the temperature of the reaction solution at the time of mixing with the dry ingredients can often be higher when the foaming is achieved using dry foaming agents instead of using water evaporation, because the curing will occur before the occurrence of the exothermic reaction. For example, when using dry foaming agents, it is often desired that the reaction solution has a temperature in the range of about 10-15 ° C instead of the aforementioned 3-7 ° C in conjunction with the water evaporation caused foaming.

5 Het is natuurlijk ook mogelijk een vloeibaar schuim- middel te gebruiken, zoals een gefluoreerde koolwaterstof met een kookpunt lager dan de temperatuur waarbij de harding van het schuim optreedt. Voorbeelden van dergelijke koolwaterstof-fen zijn Freon-11 of Freon-113 welke verkocht worden door 10 duPont. Koolwaterstoffen van dit type kunnen toegevoegd worden aan en vermengd worden met de zuuroplossing, of deze kunnen gescheiden worden toegevoegd op het moment van het vermen-gen met de vaste bestanddelen. Niet-gefluoreerde koolwaterstof-fen met een geschikt kookpunt kunnen ook worden gebruikt, maar 15 deze zijn minder gewenst vanwege het ermee gepaard gaande risico van brand.It is of course also possible to use a liquid foaming agent, such as a fluorinated hydrocarbon with a boiling point lower than the temperature at which the foam hardens. Examples of such hydrocarbons are Freon-11 or Freon-113 sold by 10 duPont. Hydrocarbons of this type can be added to and mixed with the acid solution, or they can be added separately at the time of mixing with the solid components. Non-fluorinated hydrocarbons with an appropriate boiling point can also be used, but are less desirable because of the associated risk of fire.

De manier van toevoeging van deze schuimmiddelen in hetzij droge of natte vorm, kan een kwestie van keuze van de vakman zijn of kan afhangen van allerlei factoren zoals de 20 aard van het gewenste product en/of de aard van de gebruikte uitrusting. Onder bepaalde omstandigheden kan de te gebruiken methode bepaald worden door de aard van het schuimmiddel. De carbonaten reageren bijvoorbeeld chemisch met de zuuroplossing; deze kunnen dus niet toegevoegd worden aan de zuuroplossing op 25 een te vroeg moment in de reactievolgorde. Daarentegen veroor-zaken de gefluoreerde koolwaterstoffen schuiming door overgang van een vloeibare in een gasvormige toestand; deze kunnen dus in contact worden gehouden met de zuuroplossing wanneer d'e temperatuur van het mengsel voldoende laag blijft. In het 30 laatste geval echter moet worden beseft dat de gefluoreerde koolwaterstoffen een twee-fasesysteem met de zuuroplossing vormen. Daarom moet ervoor worden gezorgd dat wordt verzekerd dat het twee-fasesysteem gelijkmatig wordt gemengd voordat de vaste bestanddelen worden bijgemengd.The manner of addition of these foaming agents in either dry or wet form may be a matter for the skilled person or may depend on various factors such as the nature of the desired product and / or the nature of the equipment used. Under certain circumstances, the method to be used can be determined by the nature of the foaming agent. For example, the carbonates react chemically with the acid solution; thus they cannot be added to the acid solution at an early stage in the reaction sequence. In contrast, the fluorinated hydrocarbons cause foaming by transition from a liquid to a gaseous state; they can thus be kept in contact with the acid solution if the temperature of the mixture remains sufficiently low. In the latter case, however, it should be recognized that the fluorinated hydrocarbons form a two-phase system with the acid solution. Therefore, care must be taken to ensure that the two-phase system is mixed evenly before the solids are mixed in.

35 Omdat in de stand der techniek allerlei materialen worden beschreven die op verschillende wijzen kunnen worden gebruikt voor het verkrijgen van de fosfaatkeramieken volgens de onderhavige uitvinding, wordt de uitdrukking "schuimmidde-len", zoals hier gebruikt, bedoeld al dergelijke materialen te 40 omvatten, onder voorwaarde dat deze leiden tot fosfaatkera- 8202362 ♦ - 15 - mieken met de bovenstaand uiteengezette eigenschappen.Since the prior art describes a variety of materials which can be used in various ways to obtain the phosphate ceramics of the present invention, the term "foaming agents" as used herein is intended to include all such materials, provided that they lead to phosphate ceramic mics with the properties set forth above.

De volgende voorbeelden, waarin alle delen als ge-wichtsdelen zijn vermeld, dienen ter toelichting van de voor-delen van de onderhavige uitvinding.The following examples, in which all parts are reported as parts by weight, are intended to illustrate the advantages of the present invention.

5 . VOORBEELDEN5. EXAMPLES

Voorbeeld 1Example 1

Een fosfaatschuim werd bereid uit de volgende be-standdelen:A phosphate foam was prepared from the following ingredients:

Delen per 10 Bestanddeel Gewicht (g) 100 delen CaSiOg A1203.3H20 14,42 36,04 85% H3P04 41,58 104,0 (61,6% P2°tj)Parts per 10 Ingredient Weight (g) 100 parts CaSiOg A1203.3H20 14.42 36.04 85% H3P04 41.58 104.0 (61.6% P2 ° tj)

CaSiOg 40,0 100 15 Oppervlakteactieve stof 0,04 0,1CaSiOg 40.0 100 15 Surfactant 0.04 0.1

Indien deze verhoudingen omgerekend worden door het metaaloxide op een watervrije basis mee te nemen en het hy-dratatiewater als deel van de zuuroplossing mee te tellen, 20 wordt het volgende beeld verkregen:If these ratios are converted by taking the metal oxide on an anhydrous basis and counting the water of hydration as part of the acid solution, the following picture is obtained:

Delen perShare per

Bestanddeel 100 delen CaSiOgIngredient 100 parts CaSiOg

AlgOg 23,56 75,9% HgP04 116,5 25 (55% P205)AlgOg 23.56 75.9% HgP04 116.5 25 (55% P205)

CaSiOg 100CaSiOg 100

Oppervlakteactieve stof 0,1Surfactant 0.1

De reactieoplossing werd bereid door 1,04 delen Al20g.3H20 toe te voegen aan 104 delen fosforzuur en het 30 mengsel onder matige beroering gedurende 15 min te roeren tot-dat een heldere oplossing was verkregen. De oppervlakteactieve stof (0,1 deel) werd toegevoegd aan de reactieoplossing welke daarop gekoeld werd tot 4°C. De overige droge bestanddelen (100 delen calciumsilicaat en 35 delen aluminiumoxidetrihy-35 draat) werden samen gemengd en gebracht in een continue Readco-processor. De reactieoplossing werd ook in de Readco-meng- 8202362 - 16 - inrichting gebracht via een andere invoeropening. De bestand- delen werden evenredig erin vermengd, gestort op een lopende band welke bedekt was met een bekledingsmateriaal en afge- vlakt. Schuimen begon op te treden in ca. 1,5 min en de ma- 5 teriaalmassa werd star in ca. 2 min. Een continu blok ge- schuimd materiaal met een dikte van 25 mm en een breedte van 125 mm werd op deze manier verkregen. Het geschuimde materiaal 3 had een fijne celstructuur en een dichtheid van 288 kg/cm .The reaction solution was prepared by adding 1.04 parts Al 2 O 3 3H 2 O to 104 parts phosphoric acid and stirring the mixture under moderate agitation for 15 min until a clear solution was obtained. The surfactant (0.1 part) was added to the reaction solution which was then cooled to 4 ° C. The remaining dry ingredients (100 parts calcium silicate and 35 parts alumina trihydrate 35) were mixed together and placed in a continuous Readco processor. The reaction solution was also introduced into the Readco blender 8202362-16 through another inlet. The ingredients were mixed in proportion, deposited on a conveyor belt covered with a coating material and flattened. Foaming started to occur in about 1.5 min and the material mass became rigid in about 2 min. A continuous block of foamed material with a thickness of 25 mm and a width of 125 mm was obtained in this way . The foamed material 3 had a fine cell structure and a density of 288 kg / cm.

De druksterkte van dit materiaal was volgens ASTM D1621 10 4,2 kg/cm . De breukmodulus was volgens ASTM C209 4,9 kg/cm . Geen aanwijzingen van het optreden van barsten werden waarge-nomen wanneer blokjes van 20 g van het product hetzij geduren-de een half uur in kokend water werden geplaatst en daarna ge-droogd, hetzij met 50 g water bij kamertemperatuur werden be-15 nat en vervolgens gedroogd.The compressive strength of this material according to ASTM D1621 was 4.2 kg / cm. The breaking modulus according to ASTM C209 was 4.9 kg / cm. No evidence of cracking was observed when 20 g cubes of the product were either placed in boiling water for half an hour and then dried or wetted with 50 g of water at room temperature and then dried.

Voorbeeld 2Example 2

Een •fosfaatschuim werd bereid uit dezelfde bestand- delen als gebruikt in voorbeeld 1. De reactieoplossing werd bereid door 1,04 delen AljOg.S^O toe te voegen aan 104 delen 20 fosforzuur en het mengsel onder matige beroering te roeren ge- durende 15 min totdat een heldere oplossing was verkregen. De oppervlakteactieve stof (0,1 deel) werd vervolgens toegevoegd aan de reactieoplossing. De overige droge bestanddelen (100 delen calciumsilicaat en 35 delen aluminiumoxidetrihydraat) 25 werden samen gemengd en gebracht in een continue Readco-pro- cessor. De reactieoplossing met een temperatuur van 22°C werd ook via een andere toevoeropening gebracht in de Readco-mixer.A phosphate foam was prepared from the same ingredients as used in Example 1. The reaction solution was prepared by adding 1.04 parts AljOg.S 2 O to 104 parts 20 phosphoric acid and stirring the mixture under moderate agitation for 15 hours. min until a clear solution was obtained. The surfactant (0.1 part) was then added to the reaction solution. The remaining dry ingredients (100 parts of calcium silicate and 35 parts of alumina trihydrate) were mixed together and placed in a continuous Readco processor. The reaction solution at a temperature of 22 ° C was also introduced into the Readco mixer through another inlet opening.

De bestanddelen werden evenredig gemengd daarin, gestort op een lopende band die bedekt was met een bekledingsmateriaal 30 en afgevlakt. Het schuimen begon op te treden in ca. 42 s en de materiaalmassa werd in ca. 50 s star. Een continu blok ge- schuimd materiaal met een dikte van 25 mm en een breedte van 125 mm werd op deze manier verkregen. Het geschuimde materiaal had een ruwe, onregelmatige celstructuur en een dichtheid vanThe ingredients were mixed proportionally therein, deposited on a conveyor belt covered with a coating material 30 and flattened. The foaming started to occur in about 42 s and the material mass became rigid in about 50 s. A continuous block of foamed material 25 mm thick and 125 mm wide was obtained in this way. The foamed material had a rough, irregular cell structure and a density of

35 272 kg/m . De druksterkte van dit materiaal was volgens ASTM35 272 kg / m. The compressive strength of this material was according to ASTM

D1621 3,5 kg/cm^. De drukmodulus was volgens ASTM C209 3,5 kg/ 2 cm . Geen aanwijzingen voor barstvorming werden waargenomen wanneer blokjes van 20 g van het product hetzij gedurende een 8202362 ♦ ' - 17 - half uur in kokend water werden geplaatst en gedroogd, hetzij met 50 g water bij kamertemperatuur werden benat en vervolgens gedroogd.D1621 3.5 kg / cm ^. The pressure modulus according to ASTM C209 was 3.5 kg / 2 cm. No indications of cracking were observed when 20 g cubes of the product were either placed in boiling water for 8202362 ½ - 17 hours and dried, or were wiped with 50 g of water at room temperature and then dried.

Voorbeeld 3 5 Een fosfaatschuim werd bereid uit de volgende be- standdelen:Example 3 A phosphate foam was prepared from the following ingredients:

Delen perShare per

Bestanddeel Gewicht (g) 100 delen CaSiO^Ingredient Weight (g) 100 parts CaSiO ^

Al203.3H20 , 11,44 30,1 10 MgO (gecalcineerd) 3,0 7,9 80% H3P04 43,56 114,63 (58,0% P2°5)Al203.3H20, 11.44 30.1 10 MgO (calcined) 3.0 7.9 80% H3PO4 43.56 114.63 (58.0% P2 ° 5)

CaSi03 38 100CaSiO 3 38 100

Oppervlakteactieve 15 stof 0,3 0,79 12 mm lang polyester vezel 0,2 0,53Surfactant fabric 0.3 0.79 12mm long polyester fiber 0.2 0.53

Indien deze verhoudingen werden omgerekend door het metaaloxide op een watervrije basis mee te nemen en het hy-20 dratatiewater als deel van de zuuroplossing op te nemen, werd het volgende beeld verkregen:If these ratios were converted by taking the metal oxide on an anhydrous basis and incorporating the water of hydration as part of the acid solution, the following picture was obtained:

Delen perShare per

Bestanddeel 100 delen CaSi03 A1203 19,7 25 MgO (gecalcineerd) 7,9 73,3% H3P04 125,05 (53,2% P205)Ingredient 100 parts CaSi03 A1203 19.7 25 MgO (calcined) 7.9 73.3% H3P04 125.05 (53.2% P205)

CaSi03 100CaSiO 3 100

Oppervlakteactieve stof 0,79 30 12 mm polyestervezel 0,53Surfactant 0.79 30 12mm Polyester Fiber 0.53

De reactieoplossing werd bereid door 1,15 delen Al203.3H20 toe te voegen aan 114,63 delen fosforzuur en het mengsel onder matige beroering gedurende ongeveer 15 min te roeren totdat een heldere oplossing was verkregen. De opper-35 vlakteactieve stof (0,79 deel) werd toegevoegd aan de reactieoplossing die daarop werd gekoeld tot 4°C. De overige droge 8202362The reaction solution was prepared by adding 1.15 parts of Al2O3.3H2O to 114.63 parts of phosphoric acid and stirring the mixture under moderate agitation for about 15 minutes until a clear solution was obtained. The surfactant (0.79 part) was added to the reaction solution which was then cooled to 4 ° C. The other dry 8202362

1 V1 V

♦ v - 18 - bestanddelen (100 delen calciumsilicaat, 28,95 delen alumi-niumoxidetrihydraat, 7,9 delen magnesiumoxide en 0,53 delen polyestervezel) werden samen gemengd en in een continue Readco-processor gebracht. De reactieoplossing werd ook via een an-5 dere toevoeropening gebracht in de Readco-menginrichting. De bestanddelen werden evenredig erin vermengd, gestort op een lopende band die was bedekt met een bekledingsmateriaal en gelijk gemaakt. Het schuimen begon in ca. 57 s en de materiaal-massa werd in ca. 1 min 51 s star. Een continu blok geschuimd 10 materiaal met een dikte van 25 mm en een breedte van 125 mm werd op deze manier verkregen. Het geschuimde materiaal had 3 een fijne celstructuur en een dichtheid van 304 kg/m . De 2 druksterkte van dit materiaal volgens ASTM D1621 was 7 kg/cm .V 18 components (100 parts of calcium silicate, 28.95 parts of aluminum oxide trihydrate, 7.9 parts of magnesium oxide and 0.53 parts of polyester fiber) were mixed together and placed in a continuous Readco processor. The reaction solution was also introduced into the Readco mixer through another feed port. The ingredients were mixed in proportion, poured onto a conveyor belt covered with a coating material and leveled. The foaming started in about 57 s and the material mass became rigid in about 1 min 51 s. A continuous block of foamed material 25 mm thick and 125 mm wide was obtained in this way. The foamed material had a fine cell structure and a density of 304 kg / m. The compressive strength of this material according to ASTM D1621 was 7 kg / cm.

22

De breukmodulus volgens ASTM C209 was 5,6 kg/cm . Geen aan- 15 wijzingen van barstvorming werden waargenomen wanneer blokjes • van 20 g van het product hetzij gedurende een half uur in kokend water werden geplaatst en vervolgens gedroogd, hetzij met 50 g bij kamertemperatuur werden benat en daarna gedroogd.The fracture modulus according to ASTM C209 was 5.6 kg / cm. No indications of cracking were observed when cubes of 20 g of the product were either placed in boiling water for half an hour and then dried, or were wetted with 50 g at room temperature and then dried.

Voorbeeld 4 20 Een fosfaatschuim werd bereid uit de volgende be standdelen:Example 4 A phosphate foam was prepared from the following ingredients:

Delen perShare per

Bestanddeel Gewicht (g) 100 delen CaSiOgIngredient Weight (g) 100 parts CaSiOg

Al203.3H20 16,0 40,0 25 85% HgP04 40,0 100,0 (61,6% P205)Al203.3H20 16.0 40.0 25 85% HgP04 40.0 100.0 (61.6% P205)

CaSiOg 40,0 100,0CaSiOg 40.0 100.0

Oppervlakteactieve stof 0,04 0,1Surfactant 0.04 0.1

Wanneer deze verhoudingen werden omgerekend door het 30 metaaloxide op een watervrije basis te nemen en het hydrata-tiewater als deel van de zuuroplossing te rekenen, werd het volgende beeld verkregen: 8202362 I \ ’ - 19 - ’ ' Delen perWhen these ratios were converted by taking the metal oxide on an anhydrous basis and counting the water of hydration as part of the acid solution, the following picture was obtained: 8202362 I - 19 - Parts per

Bestanddeel 100 delen. CaSi03 A1203 26,15 74,7% H3P04 113,85 5 (54,1% P205)Component 100 parts. CaSi03 A1203 26.15 74.7% H3P04 113.85 5 (54.1% P205)

CaSi03 100CaSiO 3 100

Oppervlakteactieve stof 0,1Surfactant 0.1

De reactieoplossing werd bereid door 5 delen 10 Al203.3H20 toe te voegen aan 100 delen fosforzuur en het meng-*sel onder matige beroering gedurende ca. 15 min te roeren totdat een heldere oplossing werd verkregen. De oppervlakteactieve stof (0,1 deel) werd toegevoegd aan de reactieoplossing, die daarop werd gekoeld tot 4°C. De overige droge be-' 15 standdelen (100 delen calciumsilicaat en 35 delen aluminium- oxidetrihydraat) werden samen*gemengd en in een continue Readco-processor gebracht. De reactieoplossing werd ook via een andere toevoeropening in de Readco-menginrichting gebracht. De bestanddelen werden evenredig erin vermengd, ge-.The reaction solution was prepared by adding 5 parts of Al 2 O 3 .3H 2 O to 100 parts of phosphoric acid and stirring the mixture under moderate agitation for about 15 minutes until a clear solution was obtained. The surfactant (0.1 part) was added to the reaction solution, which was then cooled to 4 ° C. The remaining dry ingredients (100 parts of calcium silicate and 35 parts of alumina trihydrate) were mixed together and placed in a continuous Readco processor. The reaction solution was also introduced into the Readco mixer through another feed port. The ingredients were mixed proportionally in it.

20 stort op een lopende band die was bedekt met een bekledings-materiaal en afgevlakt. Het schuimen begon in ca. 1 min 45 s en de materiaalmassa werd in ca. 2 min 5 s star. Een continu blok schuimmateriaal met een dikte van 25 mm en een breedte van 125 mm werd op deze manier verkregen. Het schuimmateriaal 25 had een fijne celstructuur en een dichtheid van 464 kg/cm .20 lands on a conveyor belt covered with a coating material and flattened. Foaming started in about 1 min 45 s and the material mass became rigid in about 2 min 5 s. A continuous block of foam material with a thickness of 25 mm and a width of 125 mm was obtained in this way. The foam material 25 had a fine cell structure and a density of 464 kg / cm.

De druksterkte van dit materiaal volgens ASTM D1621 was 8,4 kg/ 2 2 cm . De breukmodulus volgens ASTM C209 was 8,4 kg/cm . Geen aanwijzingen voor barstvorming werden waargenomen wanneer blokjes van 20 g van het product hetzij gedurende een half 30 uur in kokend water werden geplaatst, hetzij met 50 g water bij kamertemperatuur werden benat en vervolgens gedroogd.The compressive strength of this material according to ASTM D1621 was 8.4 kg / 2 cm. The fracture modulus according to ASTM C209 was 8.4 kg / cm. No evidence of cracking was observed when 20 g cubes of the product were either placed in boiling water for half an hour or wet with 50 g of water at room temperature and then dried.

Voorbeeld 5Example 5

Een niet-geschuimd fosfaatkeramiek werd bereid uit de volgende bestanddelen; 35 8202362 * ' - 20 -A non-foamed phosphate ceramic was prepared from the following ingredients; 35 8202362 * '- 20 -

Delen perShare per

Bestanddeel Gewicht (g) 100 delen CSi03Ingredient Weight (g) 100 parts CSi03

Al203.3H20 18,4 40,89 85% H3P04 39,6 88,0 5 (61,6% P205)Al203.3H20 18.4 40.89 85% H3P04 39.6 88.0 5 (61.6% P205)

CaSi03 45,0 100CaSiO 3 45.0 100

Wanneer deze verhoudingen werden omgerekend door het metaaloxide op een watervrije basis mee te nemen en het hy-dratatiewater als deel van de zuuroplossing te tellen, werd 10 het volgende beeld verkregen:When these ratios were converted by taking the metal oxide on an anhydrous basis and counting the water of hydration as part of the acid solution, the following picture was obtained:

Delen perShare per

Bestanddeel 100 delen CaSiC>3 A1203 26,73 73,2% H3P04 102,16 15 (53,1% P205)Ingredient 100 parts CaSiC> 3 A1203 26.73 73.2% H3P04 102.16 15 (53.1% P205)

CaSiC>3 100CaSiC> 3 100

De reactieoplossing werd bereid door 9,78 delen Α1203·3Η20 toe te voegen aan 88 delen fosforzuur en het meng-sel onder matige beroering gedurende ca. 15 min te roeren tot-20 dat een heldere oplossing werd verkregen. De overige droge bestanddelen (100 delen calciumsilicaat en 31,1 delen alumi-niumoxidetrihydraat) werden samen gemengd en in een continue Readco-processor gebracht. De reactieoplossing bij kamertem-peratuur werd ook via een andere toevoeropening in de Readco-25 menginrichting gebracht. De bestanddelen werden evenredig erin vermengd, gestort op een lopende band die bedekt was met een bekledingsmateriaal en afgevlakt. Geen schuiming trad op en het mengsel hardde tot een vaste massa in 2 min 10 s. Het harde, keramiekachtige materiaal had een dichtheid van 30 960 kg/m3.The reaction solution was prepared by adding 9.78 parts of 201203 · 3Η20 to 88 parts of phosphoric acid and stirring the mixture under moderate agitation for about 15 min until -20 to obtain a clear solution. The remaining dry ingredients (100 parts of calcium silicate and 31.1 parts of aluminum oxide trihydrate) were mixed together and placed in a continuous Readco processor. The reaction solution at room temperature was also introduced to the Readco mixer via another inlet opening. The ingredients were mixed in proportion, poured onto a conveyor belt covered with a coating material and flattened. No foaming occurred and the mixture set to a solid mass in 2 min 10 s. The hard ceramic-like material had a density of 30 960 kg / m3.

Voorbeeld 6Example 6

Een fosfaatkeramiek werd bereid uit de volgende bestanddelen ; ; 8202362 - 21 -A phosphate ceramic was prepared from the following ingredients; ; 8202362 - 21 -

Delen perShare per

Bestanddelen Gewicht (g) 100 delen CaSiO^ A1203.3H20 17,44 38,76 72% H3P04 40,56 90,13 5 (52,18% P205)Components Weight (g) 100 parts CaSiO ^ A1203.3H20 17.44 38.76 72% H3P04 40.56 90.13 5 (52.18% P205)

CaSi03 45 100CaSiO 3 45 100

Vermiculiet 4 8,89Vermiculite 4 8.89

Wanneer deze verhoudingen worden omgerekend door het metaaloxide op een watervrije basis mee te nemen en het hydra-10 tatiewater als deel van de zuuroplossing te tellen, werd het volgende beeld verkregen:When these ratios were converted by taking the metal oxide on an anhydrous basis and counting the hydration water as part of the acid solution, the following picture was obtained:

Delen perShare per

Bestanddeel 100 delen CaSi03 A1203 25,34 15 63% H3P04 103,55 (45,4% P205)Ingredient 100 parts CaSi03 A1203 25.34 15 63% H3P04 103.55 (45.4% P205)

CaSi03 100CaSiO 3 100

Vermiculiet 8,89Vermiculite 8.89

De reactieoplossing werd bereid door 7,65 delen 20 A1203.3H20 toe te voegen aan 90,13 delen fosforzuur en het mengsel onder matige beroering gedurende 15 min te roeren tot-dat een heldere oplossing werd verkregen. De overige droge bestanddelen (100 delen calciumsilicaat, 31,11 delen aluminium-oxidetrihydraat en 8,89 delen vermiculiet) werden samen ge-25 mengd en in een continue Readco-processor gebracht. De reactieoplossing bij kamertemperatuur (22°C) werd ook via een andere toevoeropening in de Readco-menginrichting gebracht. De bestanddelen werden evenredig erin vermengd, gestort op een lopende band bedekt met een bekledingsmateriaal en afgevlakt.The reaction solution was prepared by adding 7.65 parts of Al2 O3.3H2 O to 90.13 parts of phosphoric acid and stirring the mixture under moderate agitation for 15 min until a clear solution was obtained. The remaining dry ingredients (100 parts of calcium silicate, 31.11 parts of aluminum oxide trihydrate and 8.89 parts of vermiculite) were mixed together and placed in a continuous Readco processor. The reaction solution at room temperature (22 ° C) was also introduced into the Readco mixer through another feed port. The ingredients were mixed in proportion, poured onto a conveyor belt covered with a coating material and flattened.

30 Geen schuiming trad op en het mengsel hardde tot een vaste massa in 2 min 30 s. Het harde, keramiekachtige materiaal had een dichtheid van 944 kg/m .No foaming occurred and the mixture set to a solid mass in 2 min 30 s. The hard ceramic-like material had a density of 944 kg / m.

Voorbeeld 7Example 7

Dit voorbeeld licht het gebruik van een bekend droog schuimmiddelin combinatie met de onderhavige uitvinding toe 35 voor de bereiding van een keramisch fosfaatmateriaal. Een fos- 8202362 - 22 - faatschuim werd bereid uit de volgende bestanddelen:This example illustrates the use of a known dry foaming agent in combination with the present invention for the preparation of a ceramic phosphate material. A phospho-8202362-22-phate foam was prepared from the following ingredients:

Delen perShare per

Bestanddelen Gewicht (g) 100 delen CaSiOg A1203.3H20 8,97 17,94 5 68% H3P04 (49,3% P205) 56,03 112,06Components Weight (g) 100 parts CaSiOg A1203.3H20 8.97 17.94 5 68% H3P04 (49.3% P205) 56.03 112.06

CaSi03 50,00 100,0CaSiO 3 50.00 100.0

MgC03 2,0 4,0MgCO 3 2.0 4.0

MgO (gecalcineerd) 7,0 14,0 10 Talkvulmiddel 10,0 20,0MgO (calcined) 7.0 14.0 10 Talc filler 10.0 20.0

Wanneer deze verhondingen werden omgerekend door het metaaloxide op een watervrije basis mee te nemen en het hydra-tatiewater als deel van de zuuroplossing te rekenen, werd het volgende beeld verkregen: - 15 Delen perWhen these injuries were converted by taking the metal oxide on an anhydrous basis and counting the water of hydration as part of the acid solution, the following picture was obtained: - 15 parts per

Bestanddeel 100 delen CaSiOg A1203 11,72 64,4% H3P04 (46,7% PgOg) 118,27 20 CaSiOg 100Ingredient 100 parts CaSiOg A1203 11.72 64.4% H3P04 (46.7% PgOg) 118.27 20 CaSiOg 100

MgCOg 4,0MgCOg 4.0

MgO (gecalcineerd) 14,0MgO (calcined) 14.0

Talkvulmiddel 20,0Talc filler 20.0

De reactieoplossing werd bereid bij kamertemperatuur 25 door 17,94 delen Al20g.3H20 toetevoegen onder roeren aan 112,06 delen fosforzuuroplossing. De verkregen heldere oplos-sing werd gekoeld tot 13°C. De overige droge bestanddelen (100 delen calciumsilicaat, 4,0 delen magnesiumcarbonaat, 14,0 delen magnesiumoxide en 20,0 delen vulmiddel) werden 30 samen gemengd en in een continue Readco-processor gebracht. De reactieoplossing met een temperatuur van 13°C werd tevens via een andere toevoeropening gebracht in de Readco-menginrichting. De bestanddelen werden erin evenredig vermengd, en vervolgens uitgestort op een lopende band die was bedekt met een bekle-35 dingsmateriaal. Vanwege de aanwezigheid van het zuur in het mengsel trad het schuimen op zodra het materiaal de mengin-richting had verlaten. Het opschuimende materiaal werd gelijk- 8202362 « s; - 23 - gemaakt en het werd in ca. 1 min 30 s vast, waarna nog een exotheme reactie gedurende 30 s optrad hetgeen bleek uit het vrijkomen van stoom. Het starre geschuimde materiaal had een fijne celstructuur en een dichtheid van 192 kg/m . De druk- 2 5 sterkte van dit materiaal volgens ASTM D1621 was 6,3 kg/cm 2 en de drukmodulus volgens ASTM C209 was 2,8 kg/cm . Dit materiaal dreef op water, hetgeen aangeeft dat het water niet zo-raaar de schuimmatrix kon binnendringen.The reaction solution was prepared at room temperature by adding 17.94 parts of Al 2 O 3 3H 2 O with stirring to 112.06 parts of phosphoric acid solution. The clear solution obtained was cooled to 13 ° C. The remaining dry ingredients (100 parts of calcium silicate, 4.0 parts of magnesium carbonate, 14.0 parts of magnesium oxide and 20.0 parts of filler) were mixed together and placed in a continuous Readco processor. The reaction solution at a temperature of 13 ° C was also introduced into the Readco mixer through another feed opening. The ingredients were mixed proportionally therein, and then poured onto a conveyor belt covered with a coating material. Due to the presence of the acid in the mixture, foaming occurred as soon as the material had left the mixer. The foaming material was equalized to 8202362; - 23 - and it solidified in about 1 min 30 s, after which another exotic reaction occurred for 30 s, as evidenced by the release of steam. The rigid foamed material had a fine cell structure and a density of 192 kg / m. The compressive strength of this material according to ASTM D1621 was 6.3 kg / cm 2 and the pressure modulus according to ASTM C209 was 2.8 kg / cm. This material floated on water, indicating that the water could not so easily enter the foam matrix.

Voorbeeld 8 10 Dit voorbeeld illustreert het gebruik van een bekend vloeibaar schuimmiddel voor de bereiding van het fosfaatkera-miek volgens de onderhavige uitvinding. Een fosfaatkeramiek werd bereid uit de volgende bestanddelen:Example 8 This example illustrates the use of a known liquid foaming agent for the preparation of the phosphate ceramic of the present invention. A phosphate ceramic was prepared from the following ingredients:

Delen per 15 Bestanddeel Gewicht (g) 100 delen GaSiOg.Parts per 15 Ingredient Weight (g) 100 parts GaSiOg.

A1203 9,0 18,0 80,2% H3P04 (58,2% P205) 53,0 106,0Al2 O3 9.0 18.0 80.2% H3 PO4 (58.2% P205) 53.0 106.0

CaSiO3 50,0 100,0 20 Freon-11® 4,0 ' 8,0CaSiO3 50.0 100.0 20 Freon-11® 4.0 '8.0

MgO (gecalcineerd) 5,0 10,0MgO (calcined) 5.0 10.0

Talkvulmiddel 10,0 20,0Talc filler 10.0 20.0

Wanneer deze verhoudingen werden omgerekend door het metaaloxide op een watervrije basis mee te nemen en het hydra-25 tatiewater als deel van de zuuroplossing te nemen, werd het volgende beeld verkregen:When these ratios were converted by taking the metal oxide on an anhydrous basis and using the water of hydration as part of the acid solution, the following picture was obtained:

Delen perShare per

Bestanddeel 100 delen CaSi03 A1203 11,8 30 75,8% H3P04 112,2 (55% P205)Ingredient 100 parts CaSi03 A1203 11.8 30 75.8% H3P04 112.2 (55% P205)

CaSi03 . 100,0CaSiO 3. 100.0

Freon-11® 8,0Freon-11® 8.0

MgO (gecalcineerd) 10,0 35 Talkvulmiddel 20,0MgO (calcined) 10.0 35 Talc filler 20.0

De reactieoplossing werd bereid bij kamertemperatuur 8202362 « ' - 24 - door 10 delen A^Og.S^O onder roeren te mengen met 106,0 delen fosforzuuroplossing, waarna de reactie werd gekoeld tot 13°C. De overige droge bestanddelen (100 delen calciumsili-caat, 8,0 delen aluminiumoxidetrihydraat, 10,0 delen magne-5 siumoxide en 20,0 delen vulmiddel) werden samen gemengd en in een continue Readco-processor gebracht. De bestanddelen werden evenredig vermengd, waarbij het Freon-11 via een aparte directe menginrichting werd toegevoegd teneinde een goede dispersie te verkrijgen. Het gemengde materiaal werd 10 uit de menginrichting gehaald en schuiming trad langzaam op over een periode van 3 min. Vastworden trad op in 4 min, en de exotherme reactie trad op in 4,5 min. Het verkregen schuim met grove celstructuur had een dichtheid van 304 kg/m .The reaction solution was prepared at room temperature 8202362 - 24 - by mixing 10 parts of A 2 O 2 S 2 O with stirring with 106.0 parts of phosphoric acid solution and the reaction was cooled to 13 ° C. The remaining dry ingredients (100 parts of calcium silicate, 8.0 parts of alumina trihydrate, 10.0 parts of magnesium oxide and 20.0 parts of filler) were mixed together and placed in a continuous Readco processor. The ingredients were mixed proportionally, with the Freon-11 added via a separate direct mixer to obtain a good dispersion. The mixed material was removed from the mixer and foaming occurred slowly over a 3 min period. Curing occurred in 4 min, and the exothermic reaction occurred in 4.5 min. The coarse cell structure foam obtained had a density of 304 kg / m.

* i 8202362* i 8202362

Claims (77)

1. Werkwijze voor de bereiding van star, waterbestendig keramisch fosfaatmateriaal, met het kenmerk, dat een metaaloxide wordt bereid bevattende 11-65 gew.-delen, berekend op watervrije basis, van tenminste een metaal-5 oxide uit de groep bestaande uit A1203, MgO, CaO, ZnO en de hydraten ervan, dat een reactieoplossing wordt bereid bevattende een gedeelte van het metaaloxide en 80-190 gew.delen van een fos-forzuuroplossing met het equivalent op basis van het gewicht 10 van de zuuroplossing van 35-75 gew.% fosforpentoxide, waarbij het hydratatiewater van het metaaloxide inbegrepen is bij de berekening van het fosforpentoxidegehalte, dat een mengsel wordt bereid bevattende het restant van het metaaloxide en 100 gew.delen calciumsilicaat, 15 dat de temperatuur van de reactieoplossing op een ge- wenste waarde wordt gesteld, dat evenredig het mengsel met de reactieoplossing wordt vermengd, en dat het verkregen gemengde materiaal in een gewenste 20 vormgeving wordt gebracht en de componenten ervan worden toe-gestaan te reageren, waarbij de hoeveelheid metaaloxide die gebruikt wordt voor de bereiding van de reactieoplossing, en de temperatuur van de reactieoplossing zodanig worden gekozen dat bij benadering vooraf het tijdstip wordt bepaald waarop 25 het gemengde materiaal star wordt ten opzichte van het tijdstip waarop verdamping van het water optreedt.Process for the preparation of rigid, water-resistant ceramic phosphate material, characterized in that a metal oxide is prepared containing 11-65 parts by weight, calculated on an anhydrous basis, of at least one metal oxide from the group consisting of Al2O3, MgO, CaO, ZnO and the hydrates thereof, that a reaction solution is prepared containing a portion of the metal oxide and 80-190 parts by weight of a phosphoric acid solution with the equivalent by weight of the acid solution of 35-75% by weight % phosphorus pentoxide, the hydration water of the metal oxide being included in the calculation of the phosphorus pentoxide content, that a mixture is prepared containing the remainder of the metal oxide and 100 parts by weight of calcium silicate, that the temperature of the reaction solution is at a desired value it is stated that the mixture is mixed proportionally with the reaction solution, and that the obtained mixed material is brought into a desired shape and the compo its components are allowed to react, the amount of metal oxide used for the preparation of the reaction solution, and the temperature of the reaction solution being selected to predetermine approximately the time at which the mixed material becomes rigid with respect to the time when evaporation of the water occurs. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 13-26 delen metaaloxide, 100 delen calciumsilicaat en 90-150 delen fosforzuuroplossing met het equivalent 30 van 40-70 % fosforpentoxide, worden gebruikt.2. Process according to claim 1, characterized in that 13-26 parts of metal oxide, 100 parts of calcium silicate and 90-150 parts of phosphoric acid solution with the equivalent of 40-70% phosphorus pentoxide are used. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15-22 delen metaaloxide, 100 delen calciumsilicaat en 100-130 delen fosforzuuroplossing met het equivalent van 45-65% fosforpentoxide, worden gebruikt.Process according to claim 1, characterized in that 15-22 parts of metal oxide, 100 parts of calcium silicate and 100-130 parts of phosphoric acid solution with the equivalent of 45-65% phosphorus pentoxide are used. 4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de temperatuur van de reactieoplossing 2-27°C bedraagt.Process according to claims 1-3, characterized in that the temperature of the reaction solution is 2-27 ° C. 5. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de temperatuur van de reactieoplossing 8202362 - 26 - 3-7°C bedraagt.Process according to claims 1-3, characterized in that the temperature of the reaction solution is 8202362-26-3-7 ° C. 6. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met h e t k e n m e r k, dat de temperatuur van de reactieoplossing 4,5°C bedraagt.6. Process according to claims 1-3, characterized in that the temperature of the reaction solution is 4.5 ° C. 7. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met h e t k e n m e r k, dat de deeltjesgrootte van het metaaloxide niet groter is dan 0,043 mm (325 mesh Tyler Standaard) en de deeltjesgrootte van het calciumsilicaat niet groter is dan 0,074 mm (200 mesh Tyler Standaard).7. Process according to claims 1-3, characterized in that the particle size of the metal oxide does not exceed 0.043 mm (325 mesh Tyler Standard) and the particle size of the calcium silicate does not exceed 0.074 mm (200 mesh Tyler Standard). 8. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het k e n m e r k, dat het metaaloxide aluminiumoxidetrihydraat is.8. Process according to claims 1-3, characterized in that the metal oxide is alumina trihydrate. 9. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het metaaloxide magnesiumoxide is. ' 15 10. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het metaaloxide een mengsel van aluminiumoxidetrihydraat en magnesiumoxide bevat.Process according to claims 1-3, characterized in that the metal oxide is magnesium oxide. 10. Process according to claims 1-3, characterized in that the metal oxide contains a mixture of alumina trihydrate and magnesium oxide. 11. Waterbestendig keramisch fosfaatproduct verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens een der conclusies 20 1-10.11. Water-resistant ceramic phosphate product obtained using the method according to any one of claims 20 1-10. 12. Product volgens conclusie 11, met het ken merk, dat het product een schuimstructuur heeft.Product according to claim 11, characterized in that the product has a foam structure. 13. Product volgens conclusie 11, met het ken merk, dat het product een niet-geschuimde structuur heeft.Product according to claim 11, characterized in that the product has a non-foamed structure. 14. Product volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het product een vulmiddel omvat.Product according to claim 13, characterized in that the product comprises a filler. 15. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de reactieoplossing een oppervlakteactief middel bevat. 30 16. , Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het mengsel vezelachtig versterkingsmate-riaal bevat.Method according to claims 1-3, characterized in that the reaction solution contains a surfactant. 16. A method according to claims 1-3, characterized in that the mixture contains fibrous reinforcing material. 17. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het vermengde materiaal een schuimmiddel 35 bevat.Method according to claims 1-3, characterized in that the mixed material contains a foaming agent 35. 18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het ken merk, dat het schuimmiddel een carbonaat is uit de groep van MgCOg, CaCOg, ZnCOg en Li2COg.Process according to claim 17, characterized in that the blowing agent is a carbonate from the group of MgCOg, CaCOg, ZnCOg and Li2COg. 19. Werkwijze volgens conclusie 17, met het ken- 8202362 - 27 - m e r k, dat het schuimmiddel een gefluoreerde koolwaterstof met een kookpunt lager dan de temperatuur waarbij het ver-mengde materiaal star wordt, is.19. Process according to claim 17, characterized in that the blowing agent is a fluorinated hydrocarbon with a boiling point lower than the temperature at which the mixed material becomes rigid. 20. Werkwijze voor de bereiding van star, waterbestendig 5 keramisch fosfaatmateriaal, met het kenmerk, dat een mengsel wordt bereid bevattende 11-6.5 gew.delen berekend op watervrije basis van tenminste £§n metaaloxide uit de groep bestaande uit A^Og, MgO, CaO, ZnO en de hydra-ten ervan, en 100 gew.delen calciumsilicaat, 10 een reactieoplossing wordt bereid bevattende 80-190 gew.delen van een fosforzuuroplossing met het equivalent op basis van het gewicht van de zuuroplossing van 35-75 gew.% fosforpentoxide, waarbij het hydratatiewater van het metaaloxide inbegrepen is bij de berekening van het fosforpentoxide-15 gehalte, dat de temperatuur van de reactieoplossing op een ge-wenste waarde wordt gesteld, dat het mengsel evenredig met de reactieoplossing wordt vermengd, en dat 20 het verkregen gemengde materiaal in een gewenste vormgeving wordt gebracht en de verbindingen ervan wordt toe-gestaan te interageren, waarbij de temperatuur van de reactieoplossing zo-danig wordt gekozen dat bij benadering vooraf het tijdstip 25 wordt bepaald waarop het gemengde materiaal star wordt ten opzichte van het tijdstip waarop verdamping van het water op-treedt.20. Process for the preparation of rigid, water-resistant ceramic phosphate material, characterized in that a mixture is prepared containing 11-6.5 parts by weight, calculated on an anhydrous basis, of at least § n metal oxide from the group consisting of A-Og, MgO , CaO, ZnO and its hydrates, and 100 parts by weight of calcium silicate, a reaction solution is prepared containing 80-190 parts by weight of a phosphoric acid solution with the equivalent based on the weight of the acid solution of 35-75% by weight. % of phosphorus pentoxide, the hydration water of the metal oxide being included in the calculation of the phosphorus pentoxide content, that the temperature of the reaction solution is adjusted to a desired value, that the mixture is mixed proportionally with the reaction solution, and that resultant mixed material is shaped and its compounds are allowed to interact, the temperature of the reaction solution being selected as such that approximately the time is determined at which the mixed material becomes rigid relative to the time at which evaporation of the water occurs. 21. Werkwijze volgens conclusie 20, met het ken- . m e r k, dat 13-26 gew.delen metaaloxide, 100 gew.delen cal- 30 ciumsilicaat, en 90-150 gew.delen fosforzuuroplossing met het equivalent van 40-70% fosforpentoxide worden gebruikt.A method according to claim 20, characterized in that. Note that 13-26 parts by weight of metal oxide, 100 parts by weight of calcium silicate, and 90-150 parts by weight of phosphoric acid solution with the equivalent of 40-70% phosphorus pentoxide are used. 22. Werkwijze volgens conclusie 20, met het ken merk, dat 15-22 delen metaaloxide, 100 delen calciumsilicaat, en 100-130 delen fosforzuuroplossing met het equivalent 35 van 45-65% fosforpentoxide worden gebruikt.A method according to claim 20, characterized in that 15-22 parts of metal oxide, 100 parts of calcium silicate, and 100-130 parts of phosphoric acid solution with the equivalent of 45-65% phosphorus pentoxide are used. 23. Werkwijze volgens conclusies 20-22, met het kenmerk, dat de temperatuur van de reactieoplossing 2-26°C bedraagt.A method according to claims 20-22, characterized in that the temperature of the reaction solution is 2-26 ° C. 24. Werkwijze volgens conclusies 20-22, met het 40 kenmerk, dat de temperatuur van de reactieoplossing 3-7°C 8202362 - 28 -4 bedraagt.24. Process according to claims 20-22, characterized in that the temperature of the reaction solution is 3-7 ° C 8202362-28-4. 25. Werkwijze volgens conclusies 20-22, met h e t k e n m e r k, dat de temperatuur van de reactieoplossing 4,5°C bedraagt.25. Process according to claims 20-22, characterized in that the temperature of the reaction solution is 4.5 ° C. 26. Werkwijze volgens conclusies 20-22, met h e t kenmerk, dat de deeltjesgrootte van het metaaloxide niet groter is dan 0,043 mm (325 mesh Tyler Standard) en de deeltjesgrootte van het calciumsilicaat niet groter is dan 0,074 mm (200 mesh Tyler Standard).26. A process according to claims 20-22, characterized in that the particle size of the metal oxide does not exceed 0.043 mm (325 mesh Tyler Standard) and the particle size of the calcium silicate does not exceed 0.074 mm (200 mesh Tyler Standard). 27. Werkwijze volgens conclusies 20-22, met het kenmerk, dat het metaaloxide aluminiumoxidetrihydraat is.27. A method according to claims 20-22, characterized in that the metal oxide is alumina trihydrate. 28. Werkwijze volgens conclusies 20-22, met het kenmerk, dat het metaaloxide magnesiumoxide is.28. A method according to claims 20-22, characterized in that the metal oxide is magnesium oxide. 29. Werkwijze volgens conclusies 20-22, met het kenmerk, dat het metaaloxide een mengsel van aluminiumoxidetrihydraat en magnesiumoxide bevat.29. A process according to claims 20-22, characterized in that the metal oxide contains a mixture of alumina trihydrate and magnesium oxide. 30. Waterbestendig keramisch fosfaatproduct verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens een der conclusies 20 20-29. -31. Product volgens conclusie 30, met het ken merk, dat het product een schuimstructuur heeft.30. A water-resistant ceramic phosphate product obtained using the method according to any one of claims 20-29. -31. Product according to claim 30, characterized in that the product has a foam structure. 32. Product volgens conclusie 30, met het kenmerk, dat het product een niet-geschuimde structuur heeft.Product according to claim 30, characterized in that the product has a non-foamed structure. 33. Product volgens conclusie 32, .met het ken merk, dat het product een vulmiddel omvat.33. A product according to claim 32, characterized in that the product comprises a filler. 34. Werkwijze volgens conclusies 20-29, met het kenmerk, dat de reactieoplossing een oppervlakactieve stof bevat.34. Process according to claims 20-29, characterized in that the reaction solution contains a surfactant. 35. Werkwijze volgens conclusies 20-29, met het kenmerk, dat het mengsel een vezelachtig versterkings-materiaal bevat.A method according to claims 20-29, characterized in that the mixture contains a fibrous reinforcing material. 36. Werkwijze volgens conclusies 20-29, met het kenmerk, dat het gemengde materiaal een schuimmiddel 35 bevat.A method according to claims 20-29, characterized in that the mixed material contains a foaming agent 35. 37. Werkwijze volgens conclusie 36,m et het ken merk, dat het schuimmiddel een carbonaat uit de groep van MgC03, CaC03, ZnC03 en Li2C03 is.The process according to claim 36, characterized in that the blowing agent is a carbonate from the group of MgCO 3, CaCO 3, ZnCO 3 and Li 2 CO 3. 38. Werkwijze volgens conclusie 36, met het ken- 8202362 * - 29 - λ m e r k, dat het schuimmiddel een -gefluoreerde koolwaterstof met een kookpunt lager dan de temperatuur waarbij het gemengde materiaal star wordt, is.38. Process according to claim 36, characterized in that the foaming agent is a fluorinated hydrocarbon with a boiling point lower than the temperature at which the mixed material becomes rigid. 39. Werkwijze voor de bereiding van star, waterbestendig 5keramisch fosfaatmateriaal, met het kenmerk, dat een metaaloxide wordt bereid bevattende 11-65 gew.-delen berekend op watervrije basis van tenminste een metaaloxide uit de groep bestaande uit A^O^, MgO, CaO, ZnO en de hydraten ervan, 10 een reactieoplossing wordt bereid bevattende een ge- deelte van het metaaloxide en 80-190 gew.delen van een fosfor-zu'uroplossing met het equivalent op basis van het gewicht van de zuuroplossing van 35-75 gew.% fosforpentoxide, waarbij het hydratatiewater van het metaaloxide inbegrepen is bij de be-15 rekening van het fosforpentoxidegehalte, dat een mengsel wordt bereid bevattende het restant van het metaaloxide en 100 gew.delen calciumsilicaat, dat het mengsel evenredig wordt vermengd met de reactieoplossing, en 20 dat het verkregen gemengde materiaal in een gewenste vormgeving wordt gebracht en de bestanddelen ervan wordt toe-gestaan te interageren, waarbij de hoeveelheid metaaloxide, die gebruikt wordt voor de bereiding van de reactieoplossing, zodanig 25 wordt gekozen dat bij benadering vooraf het tijdstip wordt be-paald waarop het vermengde materiaal star wordt ten opzichte van het tijdstip waarop verdamping van het water optreedt.39. Process for the preparation of a rigid, water-resistant 5-ceramic phosphate material, characterized in that a metal oxide is prepared containing 11-65 parts by weight, calculated on an anhydrous basis, of at least one metal oxide from the group consisting of A 2 O 2, MgO, CaO, ZnO and its hydrates, a reaction solution is prepared containing a portion of the metal oxide and 80-190 parts by weight of a phosphoric acid solution with the equivalent based on the weight of the acid solution of 35-75 wt.% phosphorus pentoxide, the hydration water of the metal oxide being included in the calculation of the phosphorus pentoxide content, that a mixture is prepared containing the remainder of the metal oxide and 100 parts by weight of calcium silicate, that the mixture is mixed proportionally with the reaction solution , and that the resulting mixed material is shaped into a desired shape and its components are allowed to interact, wherein the amount of metal oxide, such as e is used for the preparation of the reaction solution, so that it is approximately determined in advance the time at which the mixed material becomes rigid relative to the time at which evaporation of the water occurs. 40. Werkwijze volgens conclusie 39, met het kenmerk, dat 13-26 delen metaaloxide, 100 delen calciumsili- 30 caat, en 90-150 delen fosforzuuroplossing met het equivalent van 45-70% fosforpentoxide, worden gebruikt.40. Process according to claim 39, characterized in that 13-26 parts of metal oxide, 100 parts of calcium silicate, and 90-150 parts of phosphoric acid solution with the equivalent of 45-70% phosphorus pentoxide are used. 41. Werkwijze volgens conclusie 39, met het kenmerk, dat 15-22 delen metaaloxide, 100 delen calciumsilicaat, en 100-130 delen fosforzuuroplossing met het equivalent 35 van 45-65% fosforpentoxide, worden gebruikt.41. A method according to claim 39, characterized in that 15-22 parts of metal oxide, 100 parts of calcium silicate, and 100-130 parts of phosphoric acid solution with the equivalent of 45-65% phosphorus pentoxide are used. 42. Werkwijze volgens conclusies 39-41, met het kenmerk, dat de deeltjesgrootte van het metaaloxide niet groter is dan 0,043 mm (325 mesh Tyler Standard) en de deel-tjesgrootte van het calciumsilicaat niet groter is dan 0,074 mm 40 (200 mesh Tyler Standard). 8202362 • c- 4 -30' -A method according to claims 39-41, characterized in that the particle size of the metal oxide does not exceed 0.043 mm (325 mesh Tyler Standard) and the particle size of the calcium silicate does not exceed 0.074 mm 40 (200 mesh Tyler Standard). 8202362 • c- 4 -30 '- 43. Werkwijze. volgens conclusies 39-41, met h e t k e n m e r k, dat het metaaloxide aluminiumoxidetrihydraat is.43. Procedure. according to claims 39-41, characterized in that the metal oxide is alumina trihydrate. 44. Werkwijze volgens conclusies 39-41, met het Skenmerk, dat het metaaloxide magnesiumoxide is.A method according to claims 39-41, characterized in that the metal oxide is magnesium oxide. 45. Werkwijze volgens conclusies 39-41, met het k e n m e r k, dat het metaaloxide een mengsel van aluminiumoxidetrihydraat en magnesiumoxide omvat.45. A process according to claims 39-41, characterized in that the metal oxide comprises a mixture of alumina trihydrate and magnesium oxide. 46. Waterbestendig keramisch fosfaatproduct verkregen 10 onder toepassing van de werkwijze volgens een der conclusies 39-45.46. Water-resistant ceramic phosphate product obtained by using the method according to any one of claims 39-45. 47. Product volgens conclusie 46, met het ken- m e r k, dat het een schuimstructuur heeft.47. A product according to claim 46, characterized in that it has a foam structure. 48. Product volgens conclusie 46, met het ken- 15. e r k, dat het.product een ongeschuimde structuur heeft.48. A product according to claim 46, characterized in that the product has a non-foamed structure. 49. Product volgens conclusie 48, met het ken- m e r k, dat het product een vulstof omvat.49. A product according to claim 48, characterized in that the product comprises a filler. 50. Werkwijze volgens conclusies 39-45, met het k e n m e r k, dat de reactieoplossing een oppervlakteactieve 20 stof bevat.50. A process according to claims 39-45, characterized in that the reaction solution contains a surfactant. 51. Werkwijze volgens conclusies 39-45, met het k e n m e r k, dat het mengsel vezelachtig verstevigingsmate-riaal omvat.51. A method according to claims 39-45, characterized in that the mixture comprises fibrous reinforcing material. 52. Werkwijze volgens conclusies 39-45, met het 25kenmerk, dat het gemengde materiaal een schuimmiddel omvat.52. A method according to claims 39-45, characterized in that the mixed material comprises a foaming agent. 53. Werkwijze volgens conclusie 52, met het ken- m e r k, dat het schuimmiddel een carbonaat is uit de groep van MgCOg, CaC03, ZnC03 en Li2C03·53. A process according to claim 52, characterized in that the blowing agent is a carbonate from the group consisting of MgCOg, CaCO3, ZnCO3 and Li2CO3 · 54. Werkwijze volgens conclusie 52, methet ken- m e r k, dat het schuimmiddel een gefluoreerde koolwaterstof is met een kookpunt lager dan de temperatuur waarbij het gemengde materiaal star wordt.54. A process according to claim 52, characterized in that the blowing agent is a fluorinated hydrocarbon with a boiling point lower than the temperature at which the mixed material becomes rigid. 55. Samenstelling voor het verschaffen van een star, 35 waterbestendig keramisch fosfaatmateriaal, met het k e n m e r k, dat de samenstelling omvat: 11-65 gew.delen berekend op watervrije basis van ten-minste een metaaloxide uit de groep bestaande uit Al203, MgO, CaO, ZnO en de hydraten ervan; 40 80-190 gew.delen fosforzuuroplossing met het equiva- 8202362 - 31 - lent op basis van het gewicht van de zuuroplossing van 35-75 gew.% fosforpentoxide, waarbij het hydratatiewater van het metaaloxide inbegrepen is bi j de berekening van het fosforpent-oxidegehalte, en 5 100 gew.delen calciumsilicaat.55. A composition for providing a rigid, water-resistant ceramic phosphate material, characterized in that the composition comprises: 11-65 parts by weight calculated on an anhydrous basis of at least one metal oxide from the group consisting of Al2O3, MgO, CaO , ZnO and its hydrates; 40 80-190 parts by weight of phosphoric acid solution with the equivalent based on the weight of the acid solution of 35-75% by weight of phosphorus pentoxide, which includes the hydration water of the metal oxide in the calculation of the phosphorus pent- oxide content, and 100 parts by weight of calcium silicate. 56. Samenstelling volgens conclusie 55, met het k e n m e r k, dat deze 13-26 delen metaaloxide, 100 delen calciumsilicaat, en 90-150 delen fosforzuuroplossing met het equivalent van 40-70% fosforpentoxide, bevat.56. A composition according to claim 55, characterized in that it contains 13-26 parts of metal oxide, 100 parts of calcium silicate, and 90-150 parts of phosphoric acid solution with the equivalent of 40-70% phosphorus pentoxide. 57. Samenstelling volgens conclusie 55, met het k e n m e r k, dat deze 15-22 delen metaaloxide, 100 delen calciumsilicaat, en 100-130 delen fosforzuuroplossing met het equivalent van 45-65% fosforpentoxide, bevat.57. A composition according to claim 55, characterized in that it contains 15-22 parts of metal oxide, 100 parts of calcium silicate, and 100-130 parts of phosphoric acid solution with the equivalent of 45-65% phosphorus pentoxide. 58. Samenstelling volgens conclusies 55-57, met 15. e t kenmerk, dat de deeltjesgrootte van het metaaloxide niet groter is dan 0,043 mm (325 mesh Tyler Standard) en de deeltjesgrootte van het calciumsilicaat niet groter is dan 0,074 mm (200 mesh Tyler Standard).58. A composition according to claims 55-57, characterized in that the particle size of the metal oxide does not exceed 0.043 mm (325 mesh Tyler Standard) and the particle size of the calcium silicate does not exceed 0.074 mm (200 mesh Tyler Standard). ). 59. Samenstelling volgens conclusies 55-57, met 20 het kenmerk, dat het metaaloxide aluminiumoxidetri-hydraat is.59. A composition according to claims 55-57, characterized in that the metal oxide is alumina trihydrate. 60. Samenstelling volgens conclusies 55-57, met het kenmerk, dat het metaaloxide magnesiumoxide is.60. A composition according to claims 55-57, characterized in that the metal oxide is magnesium oxide. 61. Samenstelling volgens conclusies 55-57, met 25 het kenmerk, dat de samenstelling een mengsel van aluminiumoxidetrihydraat en magnesiumoxide omvat.61. A composition according to claims 55-57, characterized in that the composition comprises a mixture of alumina trihydrate and magnesium oxide. 62. Samenstelling volgens conclusies 55-57, met het kenmerk, dat de samenstelling een oppervlakte-actieve stof omvat.A composition according to claims 55-57, characterized in that the composition comprises a surfactant. 63. Samenstelling volgens conclusies 55-57, met het kenmerk, dat deze een vezelachtig versterkings-materiaal omvat.63. A composition according to claims 55-57, characterized in that it comprises a fibrous reinforcement material. 64. Samenstelling volgens conclusies 55-57, met het kenmerk, dat deze een schuimmiddel omvat.64. A composition according to claims 55-57, characterized in that it comprises a foaming agent. 65. Samenstelling volgens conclusie 64, met het kenmerk, dat het schuimmiddel een carbonaat is uit de groep van MgCO^, CaCO^, ZnCO^ en I^CO-j.65. A composition according to claim 64, characterized in that the foaming agent is a carbonate from the group of MgCO 2, CaCO 2, ZnCO 2 and 10 CO-1. 66. Samenstelling volgens conclusie 64, met het kenmerk, dat het schuimmiddel een gefluoreerde kool-40 waterstof is met een kookpunt lager dan de temperatuur waar- 8202362 * · * - 32 - * bij het vermengde materiaal star wordt.A composition according to claim 64, characterized in that the foaming agent is a fluorinated hydrocarbon having a boiling point lower than the temperature at which the mixed material becomes rigid. 67. Star, waterbestendig keramisch fosfaatmateriaal, verkregen door reactie van (1) 11-65 gew.delen berekend op watervrije basis van 5 tenminste een metaaloxide gekozen uit de groep bestaande uit A1203, MgO, CaO, ZnO en de hydraten ervan; (2) 80-190 gew.delen van een fosforzuuroplossing met het equivalent op basis van het gewicht van de zuuroplossing van 35-75 gew.% fosforpentoxide, waarbij het hydratatiewater 10 van het metaaloxide inbegrepen is bij de berekening van het fosforpentoxidegehalte; en (3) 100 gew.delen calciumsilicaat.67. Rigid, water-resistant ceramic phosphate material, obtained by reacting (1) 11-65 parts by weight calculated on an anhydrous basis of at least one metal oxide selected from the group consisting of Al 2 O 3, MgO, CaO, ZnO and its hydrates; (2) 80-190 parts by weight of a phosphoric acid solution having the equivalent based on the weight of the acid solution of 35-75% by weight of phosphorus pentoxide, the hydration water of the metal oxide included in the calculation of the phosphorus pentoxide content; and (3) 100 parts by weight of calcium silicate. 68. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 67, met het k e n m e r k, dat 13-26 delen metaaloxide, 100 delen calcium-15 silicaat en 90-150 delen fosforzuuroplossing met het equivalent van 40-70% fosforpentoxide zijn gebruikt.68. Phosphate material according to claim 67, characterized in that 13-26 parts of metal oxide, 100 parts of calcium-15 silicate and 90-150 parts of phosphoric acid solution with the equivalent of 40-70% phosphorus pentoxide are used. 69. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 67, met het k e n m e r k, dat 15-22 delen metaaloxide, 100 delen calciumsilicaat en 100-130 delen fosforzuuroplossing met het equiva- 20 lent van 45-65% fosforpentoxide, zijn gebruikt.69. Phosphate material according to claim 67, characterized in that 15-22 parts of metal oxide, 100 parts of calcium silicate and 100-130 parts of phosphoric acid solution with the equivalent of 45-65% phosphorus pentoxide have been used. 70. Fosfaatmateriaal volgens conclusies 67-69, met het kenmerk, dat het keramische materiaal verkregen is door reactie van een reactieoplossing en een componenten-mengsel, waarbij de reactieoplossing de fosforzuuroplossing 25 en tenminste een gedeelte van het metaaloxide bevat en het componentenmengsel het calciumsilicaat en de rest van het metaaloxide bevat.70. Phosphate material according to claims 67-69, characterized in that the ceramic material is obtained by reaction of a reaction solution and a component mixture, the reaction solution containing the phosphoric acid solution and at least a part of the metal oxide and the component mixture the calcium silicate and the rest of the metal oxide. 71. Fosfaatmateriaal volgens conclusies 67-69, met het kenmerk, dat de hoeveelheid metaaloxide, die is 30 gebruikt voor de bereiding van de reactieoplossing, en de tem-peratuur van de reactieoplossing zodanig gekozen zijn dat bij benadering vooraf het tijdstip wordt bepaald waarop het vermengde materiaal star wordt ten opzichte van het tijdstip waarop verdamping van het water optreedt.71. Phosphate material according to claims 67-69, characterized in that the amount of metal oxide used for the preparation of the reaction solution and the temperature of the reaction solution are chosen such that approximately the time at which the mixed material becomes rigid relative to the time when water evaporates. 72. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 71, met het kenmerk, dat de deeltjesgrootte van het metaaloxide niet groter is dan 0,043 mm (325 mesh Tyler Standard) en de deeltjesgrootte van het calciumsilicaat niet groter is dan 0,074mm (200 mesh Tyler Standard). 8202362 *· - 33 - *·The phosphate material according to claim 71, characterized in that the particle size of the metal oxide does not exceed 0.043 mm (325 mesh Tyler Standard) and the particle size of the calcium silicate does not exceed 0.074 mm (200 mesh Tyler Standard). 8202362 * - - 33 - * · 73. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 71, met het k e n m e r k, dat het metaaloxide aluminiumoxidetrihydraat is.73. A phosphate material according to claim 71, characterized in that the metal oxide is alumina trihydrate. 74. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 71, met het Skenmerk, dat het metaaloxide magnesiumoxide is.The phosphate material according to claim 71, characterized in that the metal oxide is magnesium oxide. 75. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 71, met het k e n m e r k, dat het metaaloxide een mengsel van aluminiumoxidetrihydraat en magnesiumoxide omvat.75. A phosphate material according to claim 71, characterized in that the metal oxide comprises a mixture of alumina trihydrate and magnesium oxide. 76. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 71, met het lOkenmerk, dat het keramische materiaal een oppervlakte- actieve stof omvat.76. A phosphate material according to claim 71, characterized in that the ceramic material comprises a surfactant. 77. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 71, met het kenmer k, dat het keramiek een vezelachtig verstevigings-materiaal omvat.A phosphate material according to claim 71, characterized in that the ceramic comprises a fibrous reinforcement material. 78. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 71, met het k e n m e r k, dat het een schuimmiddel omvat.78. A phosphate material according to claim 71, characterized in that it comprises a foaming agent. 79. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 78, met het. k e n m e r k, dat het schuimmiddel een carbonaat is uit de groep bestaande uit MgCOg, CaCOg, ZnCOg, en Id^COg.A phosphate material according to claim 78 including the. Note that the foaming agent is a carbonate from the group consisting of MgCOg, CaCOg, ZnCOg, and Id ^ COg. 80. Fosfaatmateriaal volgens conclusie 78, met het k e n m e r k, dat het schuimmiddel een gefluoreerde kool-waterstof is met een kookpunt lager dan de temperatuur waarbij het gemengde materiaal star wordt. 25 820236280. A phosphate material according to claim 78, characterized in that the foaming agent is a fluorinated hydrocarbon having a boiling point lower than the temperature at which the mixed material becomes rigid. 25 8202362