DE1071568B

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Publication number: DE1071568B
Application number: DENDAT1071568D
Authority: DE
Publication date: 1959-12-17

Description

Verfahren zur Herstellung von Formstücken aus Glimmer Bei der Herstellung von Formstücken aus Glimmer kann man entweder von großflächigen Glimmerplättchen oder von Glimmer in feiner Verteilung ausgehen. Großflächige Glimmerplättchen lassen sich verständlicherweise nur unter Anwendung eines Bindemittels miteinander verbinden, für das es zahlreiche Vorschläge gibt, etwa ein Gemisch aus @atriuinmotiophosphat und Borax; Natriumsilicat, Natriumcarbonat, Calciumcarbonat; Natriummetaphosphat, Natriumcarbonat, Calciumolyd. Im allgegemeinen werden die aus Glimmerplättchen und Binder bestehenden Platten durch Druck und Wärme verpreßt, wobei der Binder in einen glasartigen Zustand übergeführt wird.
In neuerer Zeit geht man dazu über, Formkörper nicht mehr aus großflächigen Glimmerplättchen, sondern aus Glimmer in Form feiner Partikeln herzustellen. wobei der Glimmer entweder in Form eines Glimmerpulvers oder in Form feinster Schüppchen verwendet wird. Bei Glimmerpulver liegen die Verhältnisse ähnlich wie bei Glimmer in Form großflächiger Plättchen insofern, als man aus Pulver einen Formkörper nur herstellen kann, wenn man ihn mit einem Binder mischt. der den festen Zusammenhalt derTeilchen ergibt. Auch hier wählt man wieder einen Binder, der nach Erhitzung eine glasartige Struktur aufweist, etwa metallisches Borat. Borsäure, Borsilicat usw. Dabei ist es erforderlich, den Anteil des Binders am Gemisch sehr hoch zu wählen (etwa 40%). Der Glimmer stellt dann mehr eine Füllmasse für ein Glas dar. Es leuchtet ein. daß Formkörper dieser Art in ihrem Verhalten sehr stark vom Glimmer selbst unterschiedlich sein müssen. Sie sind nicht mehr elastisch und haben wegen des als Bindemittel dienenden Glases einen sehr niedrigen Erweichungspunkt.
Anders liegen die Verhältnisse, wenn man von kleinsten Glimmerpartikeln ausgeht, die ihre Plättchenstruktur behalten haben. Man kann Glimmer in dieser Form nach verschiedenen bekannten Verfahren gewinnen, insbesondere dadurch. daß man den Glimmer zunächst erhitzt und ihn dann in einer wäßrigen Lösung zerteilt. Die Plättchen haben dann eine ausgesprochene Flächenorientierung und lassen sich wegen ihrer besonderen Oberflächeneigenschaften auch Ohne Anwendung eines Binders zur Herstellung von Formkörpern verwenden. Formstücke dieser Art haben jedoch den -Nachteil, daß sie gegen Feuchtigkeit empfindlich sind. Bei Berührung mit Wasser zerfallen sie. Man verwendet deshalb häufig wasserunlösliche Bindemittel, wie Schellack, härtbare Kunstharze, welche die geforderte Wasserbeständigkeit ergeben. Nur hat man auch hier wieder den Nachteil der relativ niedrigen Erw-eichungstemperatur> die es verhindert, die hohe Hitzebeständigkeit des Glimmers auszunutzen. Das Bindemittel brennt und zersetzt sich bei hoher Temperatur. Damit werden die Formstücke, deren Anwendungsgebiet in erster Linie elektrotechnische Erzeugnisse sind. für viele Zwecke unbrauchbar.
Die Erfindung geht zur Herstellung von wasserbeständigen und hochhitzebeständigen Formkörpern aus Glimmer einen anderen Weg. Ausgangsmaterial ist wieder der in Form feinster Schüppchen vorliegende Glimmer. Die Bindung der Glimmerschüppchen aneinander wird aber jetzt nicht durch einen als Kitt wirkenden glasartigen Binder herbeigeführt, sondern dadurch. daß man die Glimmerschüppchen an ihrer Oberfläche mit Phosphorsäure oder Borsäure in der Wärme umsetzt. Es bildet sich hierbei ein Phospliatsilicat, das wie ein Kitt die Schüppchen miteinander verbindet. Das zugegebene Mittel ist also nicht der Binder selbst. sondern es ist ein Agens, das durch chemische Einwirkung auf die Glimmerschüppchen deren Oberflächeneigenschaften so ändert, daß eine Klebewirkung entsteht. Damit schafft man eine Bindung zwischen den Glimmerschüppchen. die nicht nur wasserbeständig ist. sondern auch bis zum Schmelzbereich des Glimmers kaum an Festigkeit verliert.
An Stell< von Phosphorsäure oder Borsäure kann man auch saures Phosphat oder s::i@re@ Rorat verwenden mit einer Ausnahme, daß die Phosphate oder Borate nicht Alkaliphosphate oder Alkaliborate sein dürfen. Denn in diesem Falle würde wie bei glasartigen Bindern der Erweichungspunkt des fertigen Formstückes zu niedrig liegen, und auch die Wasserbeständigkeit wäre nicht mehr gewährleistet.
Der Gehalt an Phorphorsäure im fertigen Erzeugnis kann etwa 0.2 bis 10% betragen. Die Umsetzung findet am besten unter Druck statt. Die Umsetzungstemperatur liegt im allgemeinen etwa zwischen 150 und 300° C, doch kann die Anwendung höherer Temperaturen unter Umständen vorteilhafter sein.
Es war gesagt, daß man bei der Herstellung von Formstücken von Glimmer in Form kleiner Schüppchen ausgehen sollte. Sofern es gelingt, Glimmer auch in Form sehr dünner großflächiger Plättchen herzustellen, läßt sich das Verfahren gemäß der Erfindung auch mit diesem Glimmer durchführen. Seine Hauptbedeutung dürfte jedoch bei der Verarbeitung von feinen Glimmerschüppchen liegen.
Man kann beispielsweise geglühten Glimmer in 5- bis 20%iger Phosphorsäure fein verteilen, auf ein Sieb oder eine \utsche bringen und den Säureüberschuß durch Abquetschen oder Absaugen beseitigen und hierauf unter Druck z-,vischen Platten oder in einer Form erhitzen. Auch kann man aus einer Wasser-Gliminerschüppchen-Pülpe hergestellte, also bindemittelfreie Formstücke nachträglich mit wäßriger oder alkoholischer Phosphorsäure imprägnieren und dann unter Druck erhitzen.
Unter Umständen kann man dem Gemisch aus Phosphorsäure und Glimmerschüppchen auch noch in Phosphorsäure gelöste Kieselsäure oder Silicate zufügen.
Beispiel 1 Man tränkt Glimmerschüppchen mit 30%iger Phosphorsäure, quetscht den Überächuß ab, bringt die Masse zwischen unter Druck stehende Platten und erhitzt auf 500° C. Man erhält klangharte Glimmerplatten von höchster Temperaturfestigkeit und einer elektrischen Durchschlagfestigkeit von 40 kV/mm. Beim Erhitzen auf 800° C, beispielsweise 1 Stunde lang, wird die Platte noch härter.
Da konzentrierte Phosphorsäure Silicate löst, so kann man sie mit diesen mehr öder weniger absättigen und diese sauren Phosphatsilicatlösungen als Bindemittel benutzen. wenn man eine erhöhte Menge des Bindemittels einbringen will, z. B. um Hohlräume bei ungenügendem Druck zu vermeiden oder zu vermindern. Beispiel 2 Klan gibt zu konzentrierter Phosphorsäure bis zu 15% Glimmerpulver und erhitzt bis zur Lösung. Die Lösung wird dann auf 30% verdünnt und wie Phosphorsäure verwendet. In analoger 'Weise kann mit Borsäure oder Mischungen von Borsäure und Phosphorsäure verfahren «-erden.

Claims

. .;r;:xxsPi;i Ci;:: 1. \-erfahren zur Herstellung von Formstücken aus Glimmer, vorzugsweise Glimnierschiippchen, insbesondere für elektrotechnische Zwecke, dadurch gekennzeichnet. daß die Glimmerteilchen an ihrer Oberfläche in derWärme mit Phosphor-,oder Dorsäurc, sauren Phosphaten oder Boraten, ausgenonmen die der Alkalien, umgesetzt werden. derart, daß unter Bildung einer als Bindemittel dienenden Phosphat- oder Boratsilicatscliicht die Glimmerteile miteinander verkittet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung hei et\va 1.50 bis 300° C und mehr erfolgt.
3. \'erfalireri nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung unter Druck erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem umzusetzenden Gemisch in Phosphorsäure gelöste Kieselsäure oder Silicate zugesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Glimmer eine derartige Menge von Phosphorsäure, Borsäure oder deren Mischung zugesetzt wird, daß das Endprodukt etwa 0,2 bis 10% Säure enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Endprodukt durch Er.-Kitzen auf 800 bis 900° C gehärtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß geglühter Glimmer in 5- bis 30%iger Phosphorsäure oder noch konzentrierter fein verteilt, der Säureüberschuß abgequetscht oder abgesaugt, die Masse anschließend ohne Auswaschen unter Druck in einer Form, zwischen Platten od. dgl., erhitzt wird. B. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß fertige, bindemittelfreie Formstücke aus feinverteiltem Glimmer mit wäßriger oder alkoholischer Phosphorsäurelösung oder Borsäure oder sauren Salzen dieser Säuren imprägniert und anschließend unter Druck erhitzt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 601771; USA.-Patentschriften Nr. 1872 234, 2 186 954.