<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von kieselsäurehaltigen Produkten, insbesondere für Isolierzwecke
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kieselsäurehaltigen Produkten, Produkte, die eine Hauptmenge an kieselsäurehaltigem Material enthalten und die Verwendung derartiger Produkte.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kieselsäurehaltigen Produkten, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine wässerige Lösung eines Alkalisilikates mit einem organischen Isocyanat oder Isothiocyanat, vorzugsweise einem organischen Polyisocyanat umsetzt. Durch Abwandlung der Art und der relativen Mengenverhältnisse der Reaktionskomponenten und der Reaktionsbedingungen können Feststoffe mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften erhalten werden. Beispielsweise kann man ein Reaktionsprodukt erhalten, das die Konsistenz eines Kittes aufweist, oder alternativ eine harte dichte Masse oder anderseits auch ein zelliges Gebilde mit niedriger Dichteoder ein Produkt mit einem physikalischen Zustand, der zwischen den genannten Zuständen liegt.
Es wurde gefunden, dass bei dieser Reaktion die Alkalisilikatlösung aushärtet, und es wird für wahrscheinlich gehalten, dass eine Vielzahl von chemischen Reaktionen stattfindet. So ist es bekannt, dass organische Polyisocyanate und Wasser miteinander reagieren unter Bildung von Polymeren, deren Struktureinheiten durch Harnstoffbindungen aneinander gebunden sind. Als Nebenprodukt dieser Reaktion entsteht Kohlendioxyd. Es steht nahezu fest, dass zumindest ein Teil der Umsetzung die Bildung von Kohlendioxyd darstellt und dass die Umsetzung in der Bildung von Kohlendioxyd und der Reaktion dieses Kohlendioxyd mit dem Alkalisilikat unter Bildung eines festen Silika-Hydrogels besteht.
Aus dem allgemeinen Aussehen der zelligen Zusammensetzungen könnte man jedoch schliessen, dass in gewissem Masse eine Polymerisation stattfindet, die nicht durch die anorganischen Reaktionen zu erklären ist. Die Polymerstruktur kann auf die Bildung von Polyharnstoffen oder die Polymerisation des Isocyanates zu einem Komplex von Isocyanat- und bzw. oder Isocyanuratverbindungen zurückzuführen sein. Eine andere Erklärung besteht in der Bildung einer Silikonkettenstruktur durch Reaktion der Hydroxylgruppen des Silikates mit dem Isocyanat.
Geeignete Polyisocyanate, die beim erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden können, sind beispielsweise die organischen Diisocyanate der allgemeinen Formel 0=C=N-R-N=C=0 in welcher R ein zweiwertiger organischer Rest wie beispielsweise ein Alkylen-, Aralkylen-oder Arylenrest ist. Geeignete derartige Reste können beispielsweise 2 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten.
Beispiele derartiger Diisocyanate sind : p, p'-Diphenylmethan-diisocyanat
Phenylen- diisocyanat
<Desc/Clms Page number 2>
Chlorophenylen-diisocyanat
Tolylen-diisocyanat m-Xylylen-diisocyanat
Benzidin-diisocyanat
Naphthylen- diisocyanat
Tetramethylen-diisocyanat
Pentamethylen-diisocyanat
Hexamethylen-diisocyanat
Decamethylen-diisocyanat
Thiodipropyl-diisocyanat.
Andere Polyisocyanate, Polyisothiocyanate und deren Derivate können ebenfalls verwendet werden.
Auch Fettsäurediisocyanate der allgemeinen Formel
EMI2.1
in welcher x + y zusammen den Wert 6 bis 22 aufweist und z den Wert 0 bis 2 hat, z. B. Isocyanatstearylisocyanat sind geeignet. Von den angeführten Verbindungen hat sich p, p'-Diphenylmethan-di- isocyanat als für die Praxis besonders zweckmässig erwiesen. Tolylen-diisocyanate, z. B. die 2, 4- und 2, 6-Isomere sind ebenfalls leicht erhältlich und zur Verwendung geeignet.
Der Einfachheit halber werden im folgenden nur die Isocyanate beschrieben, während selbstverständlich die Isothiocyanate sich analog verhalten.
Es wurde gefunden, dass die im Handel erhältlichen wässerigen Alkalisilikate befriedigende Ergebnisse liefern. Derartige Silikate können durch die Formel O. SiO dargestellt werden, worin M ein Alkalimetallatom bedeutet und in welchen das Verhältnis MO:SiO variiert. Es wurde gefunden, dass die Natriumsilikate in hohem Masse befriedigend sind, während die andern Alkalisilikate, z. B. Kalium-und Lithiumsilikate die ebenfalls verwendet werden können, aus ökonomischen Gründen weniger vorzuziehen sind. Bei Verwendung des bevorzugten Natriumsilikates kann das Verhältnis Na 0 : SiO variieren, beispielsweise von 1, 6 bis 3, 3. Es wurde jedoch im allgemeinen gefunden, dass ein Silikat, in welchem dieses Verhältnis im Bereich von 2, 0 bis 2, 3 liegt, vorzuziehen ist.
Die relativen Verhältnisse des Alkalisilikates und des Isocyanates können variieren, wobei, wie oben angeführt, Produkte mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften und vermutlich auch verschiedener chemischer Struktur erhalten werden.
Im allgemeinen ist es erwünscht, einen Überschuss des Silikates zu verwenden, d. h. eine Menge, die grösser ist als die dem verwendeten Isocyanat stöchiometrisch äquivalente Menge. Anderseits ist es wesentlich, nicht so wenig Isocyanat zu verwenden, dass eine unzureichende Umsetzung erfolgt, Typischerweise kann bei Verwendung von p, p'-Diphenylmethan-diisocyanat (welches im Handel mit einer Stärke von etwa 85 bis 90%, berechnet auf ein Molekulargewicht von 250, erhältlich ist), und einem Natriumsilikat mit einem Nap : Si02 - Verhältnis von 2, 0 bis 2, 3 das Gewichtsverhältnis von Silikat zu Isocyanat von 1 : 7, 75 bis 3 : 1 variieren.
Innerhalb dieses Bereiches gilt, dass bei höheren Anteilen von Isocyanat die Reaktion sehr rasch verläuft und die Produkte eine geringe Dichte aufweisen, während bei hohen Anteilen an Silikat bei der Reaktion Produkte mit höherer Dichte entstehen.
Die direkte Umsetzung zwischen der Alkalisilikatlösung und dem Isocyanat erfolgt im allgemeinen nur langsam, und es ist daher im allgemeinen zweckmässig, sie zu beschleunigen. Es wurde gefunden, dass eine Beschleunigung der Reaktion durch die Anwesenheit eines tertiären Amins erreicht werden kann.
Geeignete tertiäre Amine, die als Beschleuniger dienen können, sind beispielsweise Trialkylamine,
EMI2.2
Es können auch andere Verbindungen mit katalytischer oder beschleunigender Wirkung verwendet werden, beispielsweise Bleibenzoat und-oleat, Zinn (IV) chlorid, Zinn (II) octoat, Wismutnitrat, Anti-
<Desc/Clms Page number 3>
montrichlorid und Dibutylzinndilaurat. Oder es kann eine Mischung des tertiären Amins mit einem der genannten Salze verwendet werden.
Der besondere physikalische Zustand des Endproduktes hängt von den bestimmten verwendeten Agenzien und ihren relativen Mengenverhältnissen ab. So wurde gefunden, dass bei Einstellung der Bedingungen in einer Weise, dass die Entwicklung einer beträchtlichen Menge an Kohlendioxydgas erfolgt, ein Schäumen des Reaktionsgemisches stattfindet, so dass die Produkte in einem in hohem Masse zelligen Zustand aushärten.
Gegebenenfalls kann das Schäumen durch die Verwendung eines an sich bekannten Treibmittels in der Zusammensetzung, beispielsweise eines flüchtigen fluorierten Kohlenwasserstoffes, wie er unter dem Namen Freon und Arcton im Handel ist, wie z. B. Trichlorfluormethan oder eine Substanz wie Azoisobutyronitril unterstützt werden.
Die erfindungsgemäss hergestellten zellhaltigen Produkte sind wegen ihrer geringen Dichte und ihrer hohen wärme- und schallisolierenden Wirksamkeit von besonderer Bedeutung. Bei ihrer Herstellung ist es zweckmässig, in das Reaktionsgemisch ein Agens einzuarbeiten, welches die zellhaltige Struktur stabilisiert oder festigt und sie gleichmässiger gestaltet.
Es wurde gefunden, dass in dieser Beziehung wertvolle Vorteile erzielt werden können, indem in das Reaktionsgemisch einoberflächenaktivesMittel eingearbeitet wird. Dieses kann anionisch, kationisch oder nichtionisch sein ; eine Vielzahl derartiger oberflächenaktiver Verbindungen sind im Handel erhältlich und können angewendet werden, z. B. langkettige Alkylsulfate, Alkylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate u. ähnl. anionische Mittel, Cetyltrimethylammor umsalze u. ähnl. kationische Mittel und die Äthylenoxyd-Kondensate an sich oder gemeinsam mit Phenolen oder Aminen u. ähnl. nichtionischen Mitteln. In der Praxis wurde gefunden, dass die nichtionischen Mitteln im allgemeinen zu bevorzugen sind. Auch Silikone, d. h. Polysiloxane sind wertvolle schaumstabilisierende Mittel.
Die Umsetzung gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird vorzugsweise bei Umgebungstemperatur, d. h. bei 15 bis 250C, durchgeführt. Bei höheren Temperaturen wird die Reaktion zwar beschleunigt, ist jedoch schwieriger zu kontrollieren.
Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können im Reaktionsgemisch vorteilhafterweise zusätzlich zu dem Isocyanat und dem Silikat ein Beschleuniger oder Katalysator für die Reaktion, ein Schäumungsmittel und ein Schaumstabilisierungsmittel vorhanden sein. Im allgemeinen ist es vorzuziehen, dass die Mengenanteile der Hauptbestandteile, nämlich Isocyanat und Silikat zu den Zusatzstoffen etwa folgende sind :
Verhältnis von Silikat zu Katalysator oder Beschleuniger, 40 bis 60 : 1
Verhältnis von Silikat zum Schäumungsmittel, 12 bis 15 : 1
Verhältnis von Isocyanat zu Schaumstabilisierungsmittel, 12 bis 18 :
1
Es ist jedoch selbstverständlich, dass in dem Reaktionsgemisch auch andere Zusatzstoffe enthalten sein können und dass diese entweder an der Reaktion teilnehmen oder unverändert jedoch im Endprodukt dispergiert bleiben können.
Zu der vorhergehenden Kategorie gehören an sich bekannte Zusatzstoffe, die an der Isocyanatpolymerbildung teilnehmen, z. B. Polyole wie Hexantriol.
Manchmal ist es ungewiss, ob der Zusatzstoff an der Reaktion teilnimmt oder nicht. So wurde beispielsweise gefunden, dass die Eigenschaften der Produkte zweckmässig modifiziert werden können durch Einarbeitung von vorgeformten Polymeren wie Polyvinylacetat, CopolymerenvonVinylacetatundAcryl- säure oder Methylacrylat oder Methylmethacrylat und Copolymeren von Styrol mit Acrylsäure, Methylacrylat, Methylmethacrylat oder andere äthylenisch ungesättigten Monomeren.
Jedoch können diese Polymere auch restliche Hydroxylgruppen enthalten, die mit dem Isocyanat reagieren. Polymere, die zur Gänze aus Kohlenwasserstoffen gebildet werden, wie Polyäthylen, sind im allgemeinen weniger wirksame Zusatzstoffe.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens beruht auf der Einarbeitung von inerten Lösungsmitteln in das Reaktionsgemisch, welche infolge der Reaktion in der festen Matrix des Endproduktes verteilt werden. Die Erfindung kann daher auch für die Herstellung von starren Produkten angewendet werden, in welchen die Alkalisilikatlösung einen Vorläufer eines Bindemittels für einen Füllstoff darstellt, d. h. durch das erfindungsgemässe Verfahren zu einer starren Matrix, die die Teilchen miteinander verbindet, überführt wird. Die Füllstoffe können organisch oder anorganisch, faserartig oder teilchenförmig sein oder Mischungen von solchen darstellen, wie z. B.
Sand, Aluminiumoxyd, Aluminosilikate, Magnesia u. a. teilchenförmige feuerfeste Materialien ; Metallfasern, Asbest, Glasfasern,
<Desc/Clms Page number 4>
Schlackenwolle, Aluminosilikat-, Calciumsilikat-Fasern u. a. faserartige feuerfeste Materialien ; Holz- mehl, Koks u. a. organische oder kohlenstoffhaltige Teilchen ; Papierbrei, Baumwollabfälle, Baum- wolle, Jute, Sisal, Hanf, Flachs, Kunstseide oder synthetische Fasern, wie Polyester-, Polyamid- und Acrylnitril-Fasern u. a. organische Fasermaterialien.
In dieser Beziehung ist das erfindungsgemässe Verfahren besonders wertvoll zur Herstellung von wärmeisolierenden Formkörpern, die in der Metallurgie, z. B. in der Giesserei, verwendet werden können und das Bindemittel in Sandformen und bei Verfahren zur Herstellung von Kernen oder Auskleidungen von Speisekästen und Aufsätzen von Metallgussformen darstellen.
Ferner können die teilchenförmigen Materialien Bestandteile enthalten, die beim Zünden exotherm miteinander reagieren, z. B. aluminothermische Zusammensetzungen, die bei der Herstellung der oben angeführten Auskleidungen geeignet sind.
So können die teilchenförmigen Materialien beispielsweise eine Mischung von feinteiligem Aluminium, einem Oxydationsmittel für dieses (z. B. ein Nitrat oder Chlorat oder Eisenoxyd oder Mangandioxyd) allein und gemeinsam mit einem teilchenförmigen feuerfesten Material darstellen. Bei Verwendung von aluminothermischen Zusammensetzungen soll die Menge des Oxydationsmittels vorzugs- weise unter der stöchiometrischen Menge, die zur Umsetzung mit dem gesamten vorhandenen Aluminium erforderlich ist, liegen, und die Zusammensetzung soll eine geringe Menge eines Fluorids, z. B.
Kryolith, Aluminiumfluorid oder einen Fluoridkomplex wie beispielsweise Fluorborat, Fluortitanat oder Fluorsilikat, enthalten.
Erfindungsgemäss hergestellte zellhaltige Produkte sind gegen das Eindringen der Metallschmelze nicht immer genügend resistent, um für Auskleidungen bei Warmköpfen, Aufsätzen od. dgl. in der Giesserei mit Erfolg verwendet werden zu können. In diesem Falle ist es erwünscht, die Oberfläche, die mit der Metallschmelze in Berührung steht, mit einem nichtgeschäumten Material zu versehen.
Dieses nichtgeschäumte Oberflächenmaterial kann nach zahlreichen Verfahren erhalten werden. So kann das geschäumte Material beispielsweise mit einer Verkleidungsschicht versehen werden, die gegen das Eindringen von Metall resistent und manchmal feuerfester ist als der geschäumte Isolator. Eine solche Schicht kann aus einem feinteiligen feuerfesten Material, z. B. Kernsand, Silikamehl, Aluminiumoxyd, die mit einem Bindemittel wie einem Kernöl oder Furanharz gebunden sind, bestehen. Eine solche feuerfeste Schicht ist vorzugsweise 1, 5 bis 4 mm, am besten etwa 2, 5 mm dick.
Zu andern geeigneten feuerfesten Überzügen, die verwendet werden können, gehören Überzüge, die ein feinteiliges feuerfestes Material, bis zu 5% eines bei Zimmertemperatur wirksamen Bindemittels, 0, 5 bis 5% eines bei hoher Temperatur wirksamen Bindemittels und 0, 1 bis 10% eines Suspendierungsmittels, das im allgemeinen in einem flüssigen Medium, vorzugsweise Wasser, dispergiert ist, enthalten und Überzüge, die Chromoxyd und ein anorganisches Bindemittel für dieses, das vorzugsweise in einem flüssigen Medium, vorzugsweise Wasser, dispergiert ist, enthalten. Diese feuerfesten Überzüge können auf die Platten aus geschäumten wärmeisolierendem Material nach jedem geeigneten Verfahren wie Sprühen oder Aufstreichen aufgebracht werden.
Ein Alternativverfahren zur Erzeugung eines Materials mit einer ungeschäumten Oberfläche besteht in der teilweisen Entschäumung der Platte während ihrer Herstellung. Dies kann beispielsweise durch Aufsprühen eines Entschäumungsmittels auf die Wände der Form erfolgen. Geeignete Entschäumungsmittel sind Hexanol und Nonanol. Beim Zusammenfallen des Schaumes an der Oberfläche erhält man als Endprodukt eine Platte, die mit ihrer nichtgeschäumten Oberfläche einstückig ausgebildetist, und die gegen das Eindringen der Metallschmelze in hohem Masse resistent ist.
Wenn das geschäumte feuerfeste wärmeisolierende Material im Kopf der Ingotform oder im Kopfkasten in situ gebildet wird, werden die inneren Ausmasse des Schaumisolators im allgemeinen dadurch reguliert, dass in den Kopfkasten oder die obere Öffnung der Form eine Schablone eingebracht wird, die im allgemeinen aus Pappe besteht. Dann wird der Schaumisolator-Vorläufer in den Raum zwischen die Schablone und die Form oder die Wände des Kopfkastens gebracht und dort unter Bildung eines festen feuerfesten geschäumten wärmeisolierenden Materials schäumen und härten gelassen.
Durch Aufbringen eines geeigneten Überzuges auf jene Wände der Schablone, die mit dem Schaum in Berührung kommen, kann der Schaum bei Berührung mit den Schablonenwänden entschäumt werden, wobei man nach der Entfernung der Pappschablone eine ungeschäumte Oberfläche des Isoliermaterials erhält. Alternativ kann die Pappschablone einen feuerfesten Überzug wie oben beschrieben aufweisen, der auf die Vorderseite des Schaumisolators übertragen wird, wenn der Isolator schäumt und härtet, und von welchem die Pappschablone anschliessend abgestreift werden kann.
Aus dem Vorhergehenden ist zu ersehen, dass die erfindungsgemäss hergestellten Produkte, die eine
<Desc/Clms Page number 5>
zellhaltige Struktur aufweisen, gute Wärmeisolationsmittel sind und daher in der Isolationsindustrie weitverbreitete Anwendung finden. Die Isoliermittel werden allgemein in zwei Kategorien eingeteilt : organische zur Verwendung bei niedrigen Temperaturen und anorganische zur Verwendung bei hohen Temperaturen. Die erfindungsgemäss hergestellten geschäumten Produkte vereinigen die Eigenschaften dieser beiden Typen.
Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens wird es daher möglich, Zusammensetzungen mit einem hohen Gehalt an anorganischen Stoffen zu erhalten, und die sohergestelltenzellhaltigen Produkte sind beträchtlich weniger brennbar als die herkömmlicheren bekannten geschäumten Kunststoffmaterialien wie Polystyrol und Polyurethan.
Es ist bekannt, geschäumte Polyurethane mit geringer Dichte für die Herstellung von Isolationsund Verpackungsmaterial zu verwenden, jedoch weisen diese den Nachteil auf, dass sie ziemlich brennbar und somit feuergefährlich sind. Die erfindupgsgemäss hergestellten Zusammensetzungen sind hingegen entweder flammensicher oder zumindest selbstverlöschend. Die relative Nichtbrennbarkeit der
EMI5.1
rung und Erzielung von Feuerfestigkeit ; als Verpackungsmaterial ; zum Abdichten von Gesteinsfronten zur Verhinderung von Oxydation und Erosion im Bergbau. Die nichtzellhaltigen Produkte können mit Vorteil als Kitte oder Dichtungsverbindungen oder als Zemente und Bindemittel verwendet werden.
Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.
EMI5.2
EMI5.3
<tb>
<tb> l <SEP> : <SEP> Aus <SEP> den <SEP> folgenden <SEP> Bestandteilen <SEP> wird <SEP> eine <SEP> Zusammensetzung <SEP> hergestellt <SEP> :Natriumsilikat-Lösung <SEP> (48% <SEP> Feststoffe-20 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> SiO <SEP> : <SEP> NaO=2 <SEP> :
<SEP> 1) <SEP>
<tb> p, <SEP> p'-Diphenylmethan-diisocyanat <SEP> 8 <SEP> Gew. <SEP> -Teile <SEP>
<tb> Trichlorfluormethan <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Ein <SEP> Silikon <SEP> als <SEP> Schaumstabilisator <SEP> 1 <SEP> Gew.-Teil
<tb> Amin-Katalysator <SEP> (eine <SEP> Mischung <SEP> von <SEP> 4 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP> be-
<tb> 3 <SEP> Teilen <SEP> N-ss-Hydroxyäthyldimethyl- <SEP> zogen <SEP> auf <SEP> das
<tb> amin <SEP> und <SEP> 1 <SEP> Teil <SEP> Triäthylendiamin) <SEP> vorhandene <SEP> Isocyanat
<tb>
Alle Bestandteile ausser dem Isocyanat werden gründlich miteinander vermischt, und das Isocyanat wird unmittelbar vor Gebrauch dazugemischt. Die so hergestellte Flüssigkeit wird zur Herstellung von Schaumplatten und Schaumformkörpern in geeignete Formen gegossen, oder sie kann auf jene Stelle gegossen werden, an welcher ein Schäumen in situ erfolgen soll, z.
B. zur Isolierung von Decken, oder in einer Form, die rund um eine Stahlkonstruktion od. dgl. aufgebaut ist. Das Produkt hat eine Dichte von 304 g/dm3.
Beispiel2 :DurchMischenderfolgendenBestandteileindergleichenReihenfolgewiebeiBeispiel 1 wird eine weitere Zusammensetzung hergestellt :
EMI5.4
<tb>
<tb> Natriumsilikat-Lösung <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1) <SEP> 20 <SEP> Gew.-Teile
<tb> p, <SEP> p'-Diphenylmethan-diisocyanat <SEP> 40 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Ein <SEP> Silikon <SEP> als <SEP> Schaumstabilisator <SEP> (wie <SEP> 1 <SEP> Gew.-Teil
<tb> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb> Amin-Katalysator <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1) <SEP> 4 <SEP> Gew.-% <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> das <SEP> Isocyanat
<tb>
Diese Zusammensetzung ist zur Wärme-und Schallisolierung und für Verpackungszwecke geeignet, als Feuerschutzmittel jedoch weniger geeignet.
Sie hat eine Dichte von 10, 5 g/dm3,
Die Zusammensetzungen gemäss Beispiel 1 sind nichtbrennbare Schäume und mechanisch fester als die gemäss Beispiel 2. Bei Aufbringen einer Flamme auf diese Zusammensetzungen tritt nur geringe Rauchentwicklung auf.
<Desc/Clms Page number 6>
Die Zusammensetzungen gemäss Beispiel 2 sind selbstverlöschend, jedoch nicht vollkommen feuersicher, und bei Berührung mit einer Flamme entstehen grössere Mengen Rauch. Sie sind sehr gute Isolatoren, jedoch mechanisch weicher.
Obgleich bei beiden vorhergehenden Beispielen die gleiche Natriumsilikatlösung verwendet wird, können Lösungen eines beliebigen andern Alkalisilikates mit der gleichen Wirkung verwendet werden.
Ferner können auch andere Polyisocyanate, z. B. die oben angeführten, verwendet werden. Die Mengenangaben für die in den obigen Beispielen angeführten aktiven Bestandteile stellen einen besonders günstigen Bereich dar, können jedoch je nach den verwendeten Polyisocyanaten modifiziert werden. Zusammensetzungen, die unter Verwendung von dazwischenliegenden Mengenanteilen hergestellt werden, haben entsprechend abgestufte Eigenschaften.
Um die feuerschützenden Eigenschaften dieser Materialien zu verbessern, kann eine kleine Menge an anorganischem Fasermaterial, z. B. 1 bis 2 Gew. -0/0 Asbest, in die Zusammensetzungen eingearbeitet werden. Ebenso ist es möglich, gegebenenfalls in die Zusammensetzungen an sich bekannte flammensichere Materialien, z. B. Phosphate, einzuarbeiten.
Beispiel 3 : In einem Kernsandmischer wird die folgende Zusammensetzung gemischt :
EMI6.1
<tb>
<tb> Silikasand <SEP> 100 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Natriumsilikat-Lösung <SEP> (wie <SEP> 4 <SEP> Gew.-Teile
<tb> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb> Diphenylmethan-diisoeyanat <SEP> l <SEP> Gew.-Teil <SEP>
<tb> Tributylamin <SEP> (Beschleuniger) <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb>
Der Sand und das Silikat werden zuerst 2 min gemischt, und nach der Zugabe der übrigen Bestandteile wird das Mischen weitere 2 min fortgesetzt. Die erhaltene Mischung, die eine Haltbarkeit von etwa 10 min hat, wird zu Sandformen und Kernstücken geformt. Unter Verwendung dieser Formen und Kernstücke werden Eisengüsse hergestellt, wobei eine Gusstemperatur von 14000C angewendet wird.
Die Formen und Kernstücke sind gut ausgebildet, jedoch nichtsdestoweniger aus den erhaltenen Gussstücken leicht zu entfernen.
Beispiel 4 : Eine weitere Zusammensetzung, die für die Herstellung von Formen für die Giesserei und Kernstücken geeignet sind, enthält folgende Bestandteile :
EMI6.2
<tb>
<tb> Feinteiliger <SEP> Silikasand <SEP> 100 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Natriumsilikat-Lösung <SEP> (wie <SEP> 6 <SEP> Gew. <SEP> -Teile <SEP>
<tb> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb> Diisocyanat <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Bei- <SEP> Gew.-Teil
<tb> spiel <SEP> 1)
<tb> Amin-Katalysator <SEP> (wie <SEP> in <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 1) <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> das
<tb> Diisocyanat
<tb>
Beispiel 5 :
Die folgenden Bestandteile werden rasch gemischt, wobei das Isocyanat als letztes zugegeben wird, und unter Bildung eines starren Schaumes reagieren gelassen :
EMI6.3
<tb>
<tb> Natriumsilikat-Lösung <SEP> (wie <SEP> 40 <SEP> Gew. <SEP> -Teile <SEP>
<tb> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb> Diphenylmethan-diisocyanat <SEP> 20 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Ein <SEP> Palmkernöl-Polyglycol-2 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> ester
<tb> Polyäthoxy-tert.
<SEP> Amin <SEP> mit <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb> 15 <SEP> Äthoxygruppen <SEP> und <SEP> einer
<tb> Kokosfettsäure-Alkylgruppe
<tb> im <SEP> Molekül
<tb>
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
<tb>
<tb> Alkyldimethylamin, <SEP> in <SEP> welchem <SEP> 3 <SEP> Gew.-Teile
<tb> die <SEP> Alkylgruppe <SEP> vorwiegend
<tb> Palmityl <SEP> ist <SEP>
<tb> Trichlorfluormethan <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Ein <SEP> Silikon <SEP> als <SEP> Schaumstabili-0, <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> sator <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb>
Das Produkt bildete einen Schaumstoff mit gleichmässigem Gefüge und einer Dichte von 160 g/dm3.
Beispiel 6 : Die folgende Vorschrift ist ähnlich dem vorhergehenden Beispiel, wobei jedoch die Verwendung eines verschiedenen Katalysators beschrieben wird :
EMI7.2
<tb>
<tb> Natriumsilikat-Lösung <SEP> (wie <SEP> in <SEP> 40 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Beispiel <SEP> 1)
<tb> Diisocyanat <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1) <SEP> 20 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Amin-Katalysator <SEP> (wie <SEP> in <SEP> 3 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Beispiel <SEP> 1)
<tb> Palmkernöl-Polyglycolester <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 5)
<tb> Trichlorfluormethan <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Ein <SEP> Silikon <SEP> als <SEP> Schaumstabili-0, <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> sator <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb>
Die Bestandteile werden gemischt und in Plattenformen gegossen,
wo sie unter Bildung eines Schaumkörpers mit feinzelligem Gefüge mit einer Dichte von etwa 174 gjdm3 reagieren gelassen werden,
Beispiel 7 : In der folgenden Zusammensetzung wird ein verschiedenes Isocyanat verwendet, und es ist notwendig, ein Treibmittel einzuarbeiten, um einen Schaumkörper mit ähnlichen Eigenschaften wie bei den Beispielen 5 und 6 zu erhalten :
EMI7.3
<tb>
<tb> Natriumsilikat-Lösung <SEP> (wie <SEP> in <SEP> 40 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Beispiel <SEP> 1)
<tb> Tolylen-diisocyanat <SEP> 20 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Palmkernöl-Polyglycolester <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 5)
<tb> Polyäthoxy-tert. <SEP> Amin <SEP> (wie <SEP> in <SEP> 1 <SEP> Gew. <SEP> -Teil <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 5)
<tb> Alkyldimethylamin <SEP> (wie <SEP> in <SEP> 3 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Beispiel <SEP> 5)
<tb> Ein <SEP> Silikon <SEP> als <SEP> Schaumstabili- <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> Gew. <SEP> -Teile <SEP>
<tb> sator <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb>
Diese Materialien werden wie in den vorhergehenden Beispielen gemischt und unter Bildung eines starren Schaumes mit einer Dichte von 120 g/dm3 erstarren gelassen.
Jedes der gemäss den Beispielen 5, 6 und 7 erhaltenen Materialien hat geringe Brennbarkeit und ist zum Ausfüllen des Hohlraumes innerhalb der Wände einer Höhlung zur Verbesserung der Wärme- und Schallisolierung geeignet Derartige Höhlungen können ausgefüllt werden, indem eine entsprechende Menge des Reaktionsgemisches in den freien Raum zwischen den Wänden eingegossen und in situ schäumen gelassen wird.
Be ispiel 8 : Ein weiteres ähnliches Produkt kann erhalten werden, indem ein Anteil eines Polyols oder Polyesters in die Zusammensetzung eingearbeitet wird. Dabei erhält man ein Produkt mit ge-
<Desc/Clms Page number 8>
ringerer Dichte, aber auch geringerer mechanischer Festigkeit. Die folgenden Mischungen liefern einen Schaumstoff mit einer Dichte von etwa 144 g/dm3.
EMI8.1
<tb>
<tb>
Natriumsilikat <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Bei-39 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> spiel <SEP> 1)
<tb> Diisocyanat <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Bei-20 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> spiel <SEP> 1) <SEP>
<tb> wasserfreies <SEP> Polyäthertriol <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> mit <SEP> einem <SEP> Molekulargewicht <SEP> von <SEP> etwa <SEP> 315
<tb> Palmkernol-Polyglycolester <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 5)
<tb> Polyäthoxy-tert. <SEP> Amin <SEP> (wie <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile
<tb> in <SEP> Beispiel <SEP> 5)
<tb> Alkyldimethylamin <SEP> (wie <SEP> in <SEP> 3 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Beispiel <SEP> 5)
<tb> Trichlorfluormethan <SEP> 3 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Ein <SEP> Silikon <SEP> als <SEP> Schaum-0, <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> stabilisator <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb>
EMI8.2
9 :
Es werden Isolierplatten mit bedeutendfasern locker gefüllt wurde, worauf die Form verschlossen und die Mischung zwischen den Fasern schäumen gelassen wird. Für diese Zwecke wird die Verwendung von langfaserigen Materialien, wie den sogenannten Glas-Rovings bevorzugt, da die Fasern dann beim Füllen der Form leicht in jeder gewünschten Ebene (oder Ebenen) orientiert werden können. Im allgemeinen ist es zweckmässig, etwa 10 bis 15 Grew.-% Glasfasern, bezogen auf das Reaktionsgemisch, zu verwenden.
Der Schäumungsgrad der Produkte kann geregelt werden durch die Menge und die Art der oberflächenaktiven Mittel, der Treibmittel, usw., die verwendet werden. Im folgenden Beispiel wird ein vollkommen ungeschäumtes Produkt erhalten.
Beispiel 10 :
EMI8.3
<tb>
<tb> Natriumsilikat-Lösung <SEP> (wie <SEP> 60 <SEP> Gew.-Teile
<tb> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb> Diisocyanat <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Bei-20 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> spiel <SEP> 1) <SEP>
<tb> Alkyldimethylamin <SEP> (wie <SEP> 1 <SEP> Gew.-Teil
<tb> in <SEP> Beispiel <SEP> 5)
<tb>
Diese Bestandteile reagieren unter Bildung eines harten, ungeschäumten Materials mit einer Dichte von etwa 929 g/dm3. Es kann als sehr rasch erhärtender Zement verwendet werden.
Beispiel 11 : Bei der Herstellung von Stahlingots werden Isolierziegel zum Auskleidendes Kop- fes der Ingotformen in folgender Weise hergestellt : die unten angeführten Bestandteile werden gründlich
EMI8.4
einem homogenen Gemisch verarbeitet worden waren.
EMI8.5
<tb>
<tb> Natriumsilikat <SEP> (wie <SEP> in <SEP> 13, <SEP> 1 <SEP> Gew.
<SEP> -Teile <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 1)
<tb> Ein <SEP> Silicon <SEP> als <SEP> Schaumsta-0, <SEP> 7 <SEP> Gew.-Teile
<tb> bilisator <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb>
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
<tb>
<tb> Trichlorfluormethan <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> Amin-Katalysator <SEP> (wie <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb> Feinkörniger <SEP> Silika-72, <SEP> 5 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> sand <SEP> (-0,25 <SEP> mm)
<tb> Schlackenwollefasern <SEP> 2,05 <SEP> Gew.
<SEP> -Teile <SEP>
<tb> Diisocyanat <SEP> (wie <SEP> in <SEP> 6,6 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Beispiel <SEP> 1)
<tb>
Die Mischung wird dann in Plattenformen gegossen, die im Inneren die Masse 22, 9 x 22, 9 x 5, 0 cm aufweisen, und deren eine Fläche durch eine 5 mm dicke Platte aus mitSilikat gebundenem Sand (feinteiliger Silikasand, der mit 6 Gel.-% einer Natriumsilikatlösung gebunden und getrocknet wurde) gebildet wird. Die Ziegel werden nach vollständiger Reaktion in Gestalt von Zwillingskörpern, mit einer dichten (2 g/cm3) Vorderseite aus Silikat-gebundenem Sand und einer 50, 4 mm dicken (0, 51 g/cm3) wärmeisolierenden Rückseite aus der Form herausgenommen.
Sie werden zum Auskleiden von Ingotformen verwendet, bei welchen die dichte Vorderseite gegen das Innere der Form gerichtet ist, so dass sie beim Füllen der Form mit der Metallschmelze in Berührung kommen.