DE10060875B4 - Mineral molded body, process for its production and its use - Google Patents
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Abstract
Mineralischer Formkörper enthaltend ein Blähglasgranulat als Leichtfüllstoff mit einer Schüttdichte im Bereich zwischen 15 und 35 kg/m3 und ein Alkalisilicat als Bindemittel, wobei der Formkörper eine Rohdichte im Bereich zwischen 50 und 150 kg/m3 besitzt.Mineral molded body containing expanded glass granules as light filler with a bulk density in the range between 15 and 35 kg / m 3 and an alkali silicate as binder, the molded body having a bulk density in the range between 50 and 150 kg / m 3 .
Description
Die Erfindung betrifft einen mineralischen Formkörper enthaltend ein Blähglasgranulat als Leichtfüllstoff und ein Alkalisilikat als Bindemittel sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses mineralischen Formkörpers. Verwendung findet dieser mineralische Formkörper vor allem in der Herstellung von Dämmplatten und Formteilen.The invention relates to a mineral shaped body containing expanded glass granules as a light filler and an alkali silicate as a binder and a process for producing it of this mineral shaped body. This mineral shaped body is mainly used in manufacturing of insulation boards and molded parts.
Unter den Dämmstoffen nehmen seit einiger Zeit mineralische Dämmstoffe einen wichtigen Platz ein. Hier zielt das Interesse besonders auf nicht brennbare, faserfreie Dämmstoffe, die in die Baustoffklasse A1 oder A2 eingeordnet werden. Die verfahrenstechnische Herstellung verläuft im wesentlichen nach zwei unterschiedlichen Methoden.Taking the insulation materials for some time mineral insulation materials an important place. Here the interest is particularly targeted non-combustible, fiber-free insulation materials, which are classified in building material class A1 or A2. The procedural Manufacturing proceeds essentially using two different methods.
So werden mineralische, faserfreie
Dämmstoffe
zum einen durch das Aushärten
eines Schaums, wie es die
Eine andere Möglichkeit zur Herstellung faserfreier mineralischer Dämmstoffe besteht darin, eine Schüttung eines Leichtfüllstoffes mit Bindemittel zu benetzen, sowie anschließend diese feuchte Masse zu Platten zu pressen und anschließend zu trocknen.Another way to make fiber free mineral insulation materials is a fill a light filler to wet with binding agent, and then this moist mass To press plates and then to dry.
So lehrt die
Die WO 98/32 713 A1 lehrt einen Leichtwerkstoff enthaltend geblähten Perlit, Alkalisilikate sowie gegebenenfalls Zusätze von Härtern und Hydrophobierungsmitteln. Der expandierte Perlit besitzt dabei eine Korngröße im Bereich zwischen 0,8 und 6 mm.WO 98/32 713 A1 teaches a lightweight material containing swollen Perlite, alkali silicates and, if necessary, additions of hardeners and water repellents. The expanded pearlite has a grain size in the range between 0.8 and 6 mm.
Nachteil dieses Standes der Technik ist es allerdings, dass Dämmstoffe mit minimalen Rohdichten unterhalb von 100 kg/m3 bislang nicht möglich waren. Eine niedrige Rohdichte ist aber entscheidendes Kriterium für eine bessere Wärmedämmeigenschaft des Dämmstoffes.However, it is a disadvantage of this prior art that insulation materials with minimum bulk densities below 100 kg / m 3 have not been possible until now. A low bulk density is, however, a decisive criterion for better thermal insulation properties of the insulation material.
Aus der WO/98 32 713 A1 ist ein mineralischer Formkörper bekannt, der aus Perlit und Alkalisilikat besteht.From WO / 98 32 713 A1 is a mineral moldings known, which consists of pearlite and alkali silicate.
Die Dichte dieser Formkörper liegt nach den Beispielen über 100 kg/m3.According to the examples, the density of these moldings is above 100 kg / m 3 .
Die Verwendung von Blähglas als
Leichtfeststoffe für
Formkörper
ist noch aus folgenden Dokumenten bekannt:
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und damit mineralische Formkörper zu liefern, die eine deutlich niedrigere Rohdichte aufweisen.Object of the present invention is therefore to eliminate these disadvantages of the prior art and thus mineral moldings to deliver that have a significantly lower bulk density.
Diese Aufgabe wird durch den gattungsgemäßen mineralischen Formkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Die jeweiligen Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf. Die Verwendung der mineralischen Formkörper wird in den Ansprüchen 22 bis 24 beschrieben.This task is carried out by the generic mineral moldings with the features of claim 1 and by the method with the Features of claim 9 solved. The respective subclaims show advantageous developments. The use of the mineral moldings will in the claims 22 to 24.
Erfindungsgemäß wird ein mineralischer Formkörper zur Verfügung gestellt, der ein Blähglasgranulat als Leichtfüllstoff und ein Alkalisilikat als Bindemittel enthält. Der Leichtfüllstoff besitzt dabei eine Schüttdichte im Bereich zwischen 15 und 35 kg/m3, wodurch eine Rohdichte des Formkörpers in einem Bereich zwischen 50 und 150 kg/m3 erzielt werden kann. Derartige Leichtfüllstoffe sind z.B. bei den Quarzwerken GmbH, Kaskadenweg 40 in 50226 Frechen erhältlich.According to the invention, a mineral shaped body is provided which contains expanded glass granules as a light filler and an alkali silicate as a binder. The light filler has a bulk density in the range between 15 and 35 kg / m 3 , as a result of which a bulk density of the shaped body in a range between 50 and 150 kg / m 3 can be achieved. Such light fillers are available, for example, from Quarzwerke GmbH, Kaskadenweg 40 in 50226 Frechen.
Bevorzugt besitzt der Formkörper eine Rohdichte im Bereich zwischen 70 und 100 kg/m3 und das Blähglasgranulat eine Schüttdichte im Bereich zwischen 15 und 25 kg/m3.The molded body preferably has a bulk density in the range between 70 and 100 kg / m 3 and the expanded glass granulate has a bulk density in the range between 15 and 25 kg / m 3 .
Das Blähglasgranulat wird dabei bevorzugt in einer Konzentration zwischen 40 und 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Formkörpers, eingesetzt. Das Blähglasgranulat besitzt dabei vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich zwischen 0,035 und 0,04 W/mK.The expanded glass granulate is preferred in a concentration between 40 and 80 wt .-%, based on the total composition of the molded body, used. The expanded glass granulate preferably has a thermal conductivity in the range between 0.035 and 0.04 W / mK.
Als Bindemittel ist bevorzugt ein alkalihaltiges Wasserglas in Konzentrationen zwischen 20 und 60 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Konzentration von 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Formkörpers, enthalten.A is preferred as the binder alkaline water glass in concentrations between 20 and 60 % By weight, particularly preferably in a concentration of 40% by weight, based on the total composition of the molded body.
Neben den Grundkomponenten kann der Formkörper bevorzugt auch ein mit dem Bindemittel verträgliches Hydrophobierungsmittel in Konzentration zwischen 1 und 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Formkörpers, enthalten. Dieses Hydrophobierungsmittel dient dazu, dem erfindungsgemäßen mineralischen Formkörper einen möglichst hohen wasserabweisenden Charakter zu verleihen. Als besonders bevorzugtes Hydrophobierungsmittel wird hierfür z.B. ein Alkylsilikonharz aufgrund seiner guten Verträglichkeit mit wasserglashaltigen Bindemitteln eingesetzt.In addition to the basic components, the molded body can be preferred also a hydrophobizing agent compatible with the binder in a concentration between 1 and 10% by weight, based on the total composition of the molded body, contain. This hydrophobizing agent serves the mineral according to the invention moldings one if possible to give a high water-repellent character. As a particularly preferred Hydrophobing agents are used e.g. an alkyl silicone resin due to its good tolerance used with binders containing water glass.
Der mineralische Formkörper kann zusätzlich zur Stabilisierung an den Oberflächen ein- und/oder beidseitig kaschiert werden. Aufgrund der extrem geringen Rohdichten des mineralischen Formkörpers ist diese Kaschierung oft unerlässlich, da nur so eine verbaubare Dämmstoffplatte hergestellt werden kann.The mineral shaped body can additionally be used for stabilization on the surfaces. and / or laminated on both sides. Due to the extremely low bulk densities of the mineral molded body, this lamination is often indispensable, since this is the only way to produce a buildable insulation board.
Das Verfahren zur Herstellung eines mineralischen Formkörpers mit einer Rohdichte im Bereich zwischen 50 und 150 kg/m3 beruht auf zwei Schritten. Zunächst wird das Blähglasgranulat mit einer Schüttdichte im Bereich zwischen 15 und 35 kg/m3 als Leichtfüllstoff mit einem Alkalisilikat als Bindemittel in einer Mischvorrichtung vermischt. Anschließend wird das gemischte Schüttgut in einer Pressform bis zu einer Verdichtung auf weniger als 50 Vol.-% und gegebenenfalls einer Formgebung unterzogen. Abschließend wird der auf diese Weise hergestellte Formkörper getrocknet.The process for producing a mineral molded body with a bulk density in the range between 50 and 150 kg / m 3 is based on two steps. First, the expanded glass granulate is mixed with a bulk density in the range between 15 and 35 kg / m 3 as a light filler with an alkali silicate as a binder in a mixing device. The mixed bulk material is then subjected to compression molding in a press mold to less than 50% by volume and, if appropriate, shaping. Finally, the molded article produced in this way is dried.
Bevorzugt besitzt der auf diese Weise hergestellte Formkörper eine Rohdichte im Bereich zwischen 70 und 100 kg/m3 und das Blähglasgranulat eine Schüttdichte im Bereich zwischen 15 und 25 kg/m3.The molded body produced in this way preferably has a bulk density in the range between 70 and 100 kg / m 3 and the expanded glass granulate has a bulk density in the range between 15 and 25 kg / m 3 .
Als Leichtfüllstoff wird dabei vorzugsweise ein Blähglasgranulat in einer Konzentration zwischen 40 und 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Formkörpers, eingesetzt. Dieses Blähglasgranulat besitzt dabei bevorzugt eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich zwischen 0,035 und 0,04 W/mK.A is preferably used as the light filler expanded glass granulate in a concentration between 40 and 80 wt .-%, based on the Overall composition of the molded body, used. This expanded glass granulate preferably has a thermal conductivity in the range between 0.035 and 0.04 W / mK.
Als Bindemittel wird bevorzugt ein gelöstes alkalihaltiges Wasserglas in einer Konzentration zwischen 20 und 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Formkörpers, verwendet.A is preferred as the binder dissolved alkali Water glass in a concentration between 20 and 60 wt .-%, based on the overall composition of the shaped body used.
Zur Reduzierung der Wasseraufnahme des Dämmstoffes kann zusätzlich ein Hydrophobierungsmittel in Konzentration zwischen 1 und 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Formkörpers, zugesetzt werden. Das Hydrophobierungsmittel wird dabei bevorzugt vorab mit dem Bindemittel gemischt und zu dieser Lösung anschließend der Leichtfüllstoff zugesetzt. Die Mischung aus Bindemittel und Hydrophobierungsmittel wird dann vorzugsweise zerstäubt und so während des Mischprozesses auf die Oberfläche des Leichtfüllstoffes aufgebracht.To reduce water absorption of the insulation material can additionally a hydrophobizing agent in a concentration between 1 and 10 wt .-%, based on the total composition of the molded body, are added. The Hydrophobing agent is preferred in advance with the binder mixed and to this solution subsequently the light filler added. The mixture of binder and water repellent is then preferably atomized and so during of the mixing process applied to the surface of the light filler.
Als typische Mischvorrichtungen sind z.B. Freifall- oder Trommelmischer einsetzbar.As typical mixing devices are e.g. Free fall or Drum mixer can be used.
Das gemischte Schüttgut wird durch einen Pressvorgang bevorzugt auf weniger als 50 Vol.-%, besonders bevorzugt auf 40 Vol.-%, verdichtet.The mixed bulk material is pressed preferably to less than 50% by volume, particularly preferably to 40 Vol .-%, compressed.
Die Trocknung des auf diese Weise hergestellten Presslings erfolgt anschließend bevorzugt durch Mikrowelleneinstrahlung, aber auch die Verwendung anderer Trocknungsarten wie z.B. IR-Trockner oder Trockenkammern sind möglich.The drying of this way produced compact is then preferably carried out by microwave radiation, but also the use of other types of drying such as IR dryer or drying chambers are possible.
Nach der Trocknung des Formkörpers kann an diesen an mindestens zwei gegenüberliegenden Oberflächen eine Kaschierung kraftschlüssig angebracht und/oder aufgetragen werden. Diese dient dazu, die Stabilität des Formkörpers für die Verbauung zu erhöhen.After the molded body has dried, one on at least two opposite surfaces Lamination non-positive attached and / or applied. This serves to increase the stability of the molded body for the installation increase.
Als Materialien für die Kaschierung kommen dabei bevorzugt Glasvliese, aber auch Folien, Gewebe, Gelege, Fasern oder Papier in Frage. Nach der Kaschierung erfolgt anschließend eine weitere Trocknung des Formkörpers. Als Kaschierkleber zum Aufbringen und/oder Auftragen der Kaschierung kommt bevorzugt eine silikatische, nichtbrennbare Masse niedriger Viskosität zur Anwendung.Here come as materials for the lamination preferably glass fleeces, but also foils, fabrics, scrims, fibers or Paper in question. After the lamination there is a further drying of the shaped body. As a lamination adhesive for applying and / or applying the lamination comes preferably a silicate, non-combustible mass lower viscosity to use.
Die mineralischen Formkörper finden dabei bevorzugt Verwendung bei der Herstellung von Wärmedämmplatten. Beispielsweise solche Platten, die zum Brandschutz und zur Isolierung von gegen Feuer zu schützenden Bauteilen geeignet sind. Die Nutzung dieser Platten als akustisch wirksame Dämmplatte ist ebenso möglich. Vorteilhafterweise können die mineralischen Formkörper auch im Verbund mit Bauklebern oder anderen Bindemitteln verwendet werden.Find the mineral moldings preferred use in the production of thermal insulation boards. For example, such panels for fire protection and insulation of those to be protected against fire Components are suitable. The use of these panels as acoustic effective insulation board is also possible. Advantageously, the mineral moldings can also be used in conjunction with construction adhesives or other binders.
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