Die Erfindung betrifft ein Leichtbauelement und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Es sind schon viele offen- oder geschlossenzellige Materialien, gegebenenfalls in Teilchenform mit einem Bindemittel zu Formkörpern verpresst, als Leichtbaustoffe vorgeschla gen worden und haben sich zum Teil für bestimmte Anwendungen eingeführt. Die z. B. aus Kunststoffschäumen bestehenden Elemente sind zwar sehr leicht, unverrottbar, wärme isolierend,gut bearbeitbar und weisen eine gewisse Elastizität auf, haben aber z. B. die Nachteile, dass sie nur beschränkt wärmebeständig oder gar brennbar sind, wobei die entstehenden Zersetzungsprodukte kprrosiv wirken und giftig sein können, den Schall verhältnismässig schlecht isolieren und eine für viele Zwecke ungenügende mechanische Festigkeit aufweisen.
Leichtbaustoffe aus anorganischem Material, z. B. Blähton, sind wohl unbrennbar, gut schallisolierend und zeigen eine höhere mechanische Festigkeit; sie sind aber dampfdurchlässig, haben eine höhere Dichte, lassen sich nur unter starkem Werkzeugverschleiss bearbeiten und zeigen z. B. als mit Blech oder Eternit verkleidete Verbundplatten bei Temperaturschwankungen eine ungenügende Elastizität, um die durch ungleiche Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Schichten bedingten Spannungen aufnehmen zu können.
Es bestand daher ein Bedürfnis, die vorteilhaften Eigenschaften der beiden Baustoffe in einem Element zu vereinigen und dabei zugleich möglichst viele Nachteile auszuschalten.
In exfoliiertem Vermiculit war nun ein an sich ideales, anorganisches Material gegeben, das die geringe Dichte der Schaumstoffe mit der Unbrennbarkeit und mechanischen Festigkeit, z. B. von Blähton, gepaart aufwies und deshalb schon als Füllstoff anstelle von Sand oder Kies für Leichtbeton verwendet wurde. Ein solcher Beton war aber für viele Zwecke noch immer zu schwer und liess sich wegen seines Zementanteiles nur mühsam bearbeiten. Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Bindemittel zu finden, das im erhärteten Zustand unbrennbar ist, sich aber dennoch gut bearbeiten lässt und eine genügende Elastizität aufweist, um die z. B. in Verbundplatten auftretenden mechanischen Spannungen aufnehmen zu können.
Als in diesem Sinne geeignete Bindemittel haben sich nun bestimmte Phenolharze, insbesondere ein modifiziertes Phenol-Resol, bzw. Mischkondensat, das unter der Bezeichnung T 2621 als Handelsprodukt von der Dynamit Nobel Aktiengesellschaft, Troisdorf erhältlich ist, sowie Monoaluminiumphosphat, erwiesen.
Das erfindungsgemässe Bauelement ist also gekennzeichnet durch mit einem unbrennbaren, dauerelastischen, ausgehärteten Bindemittel gebundenes exfoliiertes Vermiculit.
Bauelement aus mit derartigen Bindemitteln gebundenem Vermiculit sind nicht brennbar bis 1100 "C und weisen alle übrigen oben erwähnten gewünschten Eigenschaften auf.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden die Bauelemente dadurch hergestellt, dass man exfoliiertes Vermiculit mit dem unbrennbaren, dauerelastischen Bindemittel umhüllt und das umhüllte Vermiculit zu Formkörpern aushärtet. Diese Aushärtung erfolgt gewöhnlich mittels eines nicht sauren Härters und unter Wärme- und Druckeinwirkung.
Materialverbrauch pro 2 m eines 4 cm dicken Elementes: Vermiculit exfoliiert Nr. 4 80 1 Binder T 2621 4 1 Härter F 500 g
Das Vermiculit fällt aus einer Dosieranlage durch einen intensiven genau geregelten Bindernebel und wird dadurch vollständig umhüllt. Das so umhüllte Vermiculit gelangt in Pressformen, wird darin auf das halbe Volumen verdichtet und in diesem Zustand bei 240 "C ausgehärtet. Die Platte ist nach 7 bis 8 Minuten ausgehärtet und damit ausformbar und lässt sich wie Holz bearbeiten.
Die Stabilität der Platten kann durch grössere oder kleinere Verdichtung gesteuert werden.
Bei Verwendung von Monoaluminiumphosphat als Bindemittel, z. B. Feuerfestbinder 32 der Metallgesellschaft Aktiengesellschaft, Frankfurt am Main, sind die Bindermengen verschieden und die Aushärtungstemperaturen erheblich höher, z. B. 300 "C.
Ein handelsübliches erfindungsgemässes Bauelement weist z. B. folgende technische Daten auf: Wärmeleitzahl: 0,04 Kcal/m/m2/h C Dichte: 0,4 Sintertemperatur: 1260 "C Schmelzpunkt: 1315 "C Spezielle Wärme: 0,3 Härte: 1,5 bis 3 (Mohs'sche Skala) pH-Wert: 7 (in Wasser) Feuerbeständigkeit: bis 1100 C Kationen-Austauschvermögen: 90 bis 100 mVal pro 100 g Chemisches Verhalten: inert gegenüber organischen
Lösungsmitteln
Die Oberflächen der erfindungsgemässen Bauelemente lassen sich auch mit anderen Materialien, wie Blech, Eternit und dergleichen beschichten. Das besonders bevorzugte Kaschieren mit Aluminiumfolien kann gleichzeitig mit dem Aushärten erfolgen. Als Kleber für das Befestigen von Beschichtungsmaterialien eignet sich z.
B. ein lösungsmittelfreier Kleber auf Epoxyharzbasis, der auch nach Jahren elastisch bleibt und zugleich als zusätzliche Dampfsperre wirkt.
Die erfindungsgemässen Bauelemente lassen sich in jeder beliebigen Form herstellen und so dem jeweiligen Verwendungszweck anpassen. Praktische Anwendung finden sie z. B. als Fassaden- und Brüstungselemente, Trennwandelemente, Heizungselemente, Unterlagsböden (Trockenverfahren), Kaminummantelungen und Isolationen aller Art.
PATENTANSPRÜCH E
I. Bauelement, gekennzeichnet durch mit einem unbrennbaren, dauerelastischen, ausgehärteten Bindemittel gebundenes exfoliiertes Vermiculit.
II. Verfahren zur Herstellung des Bauelementes nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man exfoliiertes Vermiculat mit einem unbrennbaren, dauerelastischen Bindemittel umhüllt und zu Formkörpern aushärtet.
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The invention relates to a lightweight construction element and a method for its production.
Many open- or closed-cell materials, optionally in particle form with a binding agent, have been pressed to form molded bodies, have been proposed as lightweight building materials and some have been introduced for certain applications. The z. B. consisting of plastic foams elements are very light, rot-proof, heat-insulating, easy to work with and have a certain elasticity, but have z. B. the disadvantages that they are only heat-resistant or even flammable to a limited extent, the resulting decomposition products having a kprrosive effect and can be poisonous, insulate sound relatively poorly and have insufficient mechanical strength for many purposes.
Lightweight building materials made of inorganic material, e.g. B. expanded clay, are probably incombustible, good soundproofing and show a higher mechanical strength; But they are permeable to vapor, have a higher density, can only be machined with heavy tool wear and show z. B. clad with sheet metal or Eternit composite panels with temperature fluctuations insufficient elasticity to absorb the stresses caused by unequal expansion coefficients of the various layers.
There was therefore a need to combine the advantageous properties of the two building materials in one element and at the same time eliminate as many disadvantages as possible.
Exfoliated vermiculite was an ideal inorganic material that combined the low density of the foams with the non-flammability and mechanical strength, e.g. B. of expanded clay, paired and was therefore already used as a filler instead of sand or gravel for lightweight concrete. However, such a concrete was still too heavy for many purposes and was difficult to work with because of its cement content. The task was therefore to find a binder that is non-flammable in the hardened state, but can still be processed well and has sufficient elasticity to allow the z. B. to be able to absorb mechanical stresses occurring in composite panels.
Certain phenolic resins, in particular a modified phenolic resole or mixed condensate, which is available under the name T 2621 as a commercial product from Dynamit Nobel Aktiengesellschaft, Troisdorf, as well as monoaluminum phosphate, have proven to be suitable binders in this sense.
The component according to the invention is thus characterized by exfoliated vermiculite bound with an incombustible, permanently elastic, cured binder.
Construction elements made of vermiculite bound with such binders are not flammable up to 1100 "C and have all the other desired properties mentioned above.
According to the method according to the invention, the components are produced by enveloping exfoliated vermiculite with the non-flammable, permanently elastic binder and hardening the enveloped vermiculite to form molded bodies. This hardening usually takes place by means of a non-acidic hardener and under the action of heat and pressure.
Material consumption per 2 m of a 4 cm thick element: Vermiculite exfoliated No. 4 80 1 Binder T 2621 4 1 Hardener F 500 g
The vermiculite falls from a dosing system through an intensive, precisely regulated binder mist and is thus completely enveloped. The vermiculite encased in this way is placed in press molds, is compressed to half its volume and cured in this state at 240 ° C. The panel is cured after 7 to 8 minutes and can thus be shaped and processed like wood.
The stability of the panels can be controlled by increasing or decreasing compression.
When using monoaluminum phosphate as a binder, e.g. B. refractory binder 32 from Metallgesellschaft Aktiengesellschaft, Frankfurt am Main, the amounts of binder are different and the curing temperatures are considerably higher, e.g. B. 300 "C.
A commercially available component according to the invention has z. B. the following technical data: thermal conductivity: 0.04 Kcal / m / m2 / h C density: 0.4 sintering temperature: 1260 "C melting point: 1315" C special heat: 0.3 hardness: 1.5 to 3 (Mohs Scale) pH value: 7 (in water) Fire resistance: up to 1100 C Cation exchange capacity: 90 to 100 mVal per 100 g Chemical behavior: inert to organic
Solvents
The surfaces of the structural elements according to the invention can also be coated with other materials such as sheet metal, Eternit and the like. The particularly preferred lamination with aluminum foils can take place simultaneously with the curing. As an adhesive for attaching coating materials such.
B. a solvent-free epoxy resin-based adhesive that remains elastic even after years and also acts as an additional vapor barrier.
The components according to the invention can be produced in any desired shape and thus adapted to the respective purpose. They can be used in practice e.g. B. as facade and parapet elements, partition wall elements, heating elements, underlay floors (dry process), chimney jackets and insulation of all kinds.
PATENT CLAIMS E.
I. Component, characterized by exfoliated vermiculite bound with an incombustible, permanently elastic, hardened binder.
II. A method for producing the component according to claim 1, characterized in that exfoliated vermiculate is wrapped with a non-flammable, permanently elastic binding agent and cured to form molded bodies.
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