-
Bei einer Reihe von Werkstoffen, die zur Wärmeisolation verwendet
werden, wird die niedrige Wärmeleitzahl dadurch erreicht, daß die Konvektion der
Luft in der Isolationsschicht, d. h. die von der unterschiedlich erwärmten Luft
erzeugte Temperaturströmung, unterbunden wird. Als solche Werkstoffe mit niedriger
Wärmeleitzahl sind bisher mit Erfolg faserige Werkstoffe verwendet worden, die in
Form von Bahnen, Platten oder Fliesen auf die zu isolierenden kalten oder warmen
Flächen aufgeklebt wurden.
-
Diese faserigen Werkstoffe vermindern im wesentlichen die Bewegung
der Luft, die durch das Temperaturgefälle in der Isolationsschicht entsteht, und
vermindern dadurch den Wärmeausgleich in der Isolationsschicht. Sie halten also
ein Temperaturgefälle aufrecht, durch das die Wärmeenergie nur sehr langsam nach
außen fließen kann. Infolgessen kann man die Wärmeleitzahl von Faserstoffen so niedrig
einstellen daß sie annähernd mit der geringen Wärmeleitzahl stehender Luft übereinstimmt.
-
Bekanntlich vermindern Schaumstoffe mit poriger Struktur in ähnlicher
Weise wie Fasermatten die Konvektion der Luft, und man kann daher ebenfalls sehr
niedrige Wärmeleitzahlen mit porigen Schaumstoffen erzielen. Schaumstoffe mit zelliger
Struktur enthalten in den Zellen abgeschlossene Lufträume, die sich nicht miteinander
vermischen können, weil die Zellwände dies verhindern. Da hierdurch die Konvektion
völlig unterbunden ist, hat man mit zelligen Schaumstoffen, z. B. geschäumtem Polystyrol,
bisher die niedrigsten Wärmeleitzahlen überhaupt erreicht. Da alle die genannten
Werkstoffe in Form von Platten, Bahnen oder Fliesen auf die zu isolierenden Flächen
aufgeklebt oder aufgelegt werden müssen, entsteht ein umständliches Verarbeitungsverfahren.
Das Verarbeitungsverfahren wird besonders umständlich bei Rohren, Rohrkrümmern und
zylindrischen Körpern, die in umständlicher Weise mit diesen Werkstoffen umwickelt
oder belegt werden müssen.
-
Schließlich wurden auch Verfahren entwickelt, mit denen die Isolationswerkstoffe
auf zu isolierende Flächen aufgespritzt werden können. Insbesondere wurden Asbestfasern
in einem besonderen Spritzverfahren aufgetragen und auch Korkschrot, das mit einem
Bindemittel sehr locker zusammengehalten wurde, wodurch Lufthohlräume entstanden,
die die Vermischung der verschieden warmen Luftschichten in der Isolationsschicht
vermeiden. Diese porigen Werkstoffe nehmen nach dem Trocknen im Laufe der Zeit wieder
Feuchtigkeit auf, so daß sie ihre isolierende Wirkung zum Teil wieder einbüßen.
Organische Naturstoffe sind außerdem nur bedingt fäulnisbeständig.
-
Auch Schaumstoffe wurden bereits aufgespritzt. Zu diesem Zweck werden
zwei Mischungskomponenten, die bei ihrer Mischung den Schäumungsprozeß in Gang setzen,
in getrennten Leitungen zur Spritzpistole geführt und beim Versprühen innig gemischt,
so daß beim Verlassen der Pistole bzw. beim Auftreffen auf die mit Schaumstoff zu
behandelnde Fläche die Aufschäumung beginnt. Bei diesem Verfahren benötigt man also
teure Spezialgeräte und, damit die beiden Mischungskomponenten nicht durch unsachgemäße
Behandlung verwechselt bzw. vorzeitig vermischt werden, Spezialarbeiter oder auch
werksfremde Spezialspritzkolonnen.
-
Außer diesem Verarbeitungsverfahren hat man auch zur Verwertung von
Abfällen Schaumstoff-
partikeln mit Bindemitteln vermischt. Diese Mischungen dienten
unter anderem auch dazu, Leckstellen in Booten abzudichten oder schwimmfähige Gegenstände
herzustellen, z. B. Schwimmwesten u. a. Als Isoliermittel gegen Kälte und Wärme
haben sie den Nachteil, daß ihre Luft und Wasserdampfdurchlässigbreit zu groß sind.
Man hat zwar durch Verwendung kleinkörniger Schaumstoffpartikeln diese Nachteile
zu beheben versucht, eine befriedigende Lösung dieses Problems aber erst durch Pressen
erreicht.
-
Beim Pressen werden dann aber die Zwischenräume zwischen den Schaumstoffpartikeln
so dicht mit Bindemitteln gefüllt, daß die Wärmeleitung solcher Körper fast nur
noch von den Bindemitteln bestimmt wird, deren Wärmeleitvermögen aber wesentlich
größer ist als das der Schaumstoffe. Andererseits entstehen hierdurch wieder Platten
mit ihren bereits genannten Verarbeitungsschwierigkeiten.
-
Ertindungsgegenstand ist die Verwendung einer Masse, bestehend aus
a) mindestens 50 Volumprozent der Gesamtmasse an Flocken oder Körnern von anorganischem,
porigem Material und/oder von einem organischen, geschlossene Zellen enthaltenden
Schaumstofferzeugnis oder einem schäumungsfähigen Kunststoff, der nach dem Auftragen
durch Erwärmen ein geschlossene Zellen enthaltendes Schaumstofferzeugnis ergibt,
sowie b) einem organischen synthetischen Bindemittel, das c) Glimmer, Vermiculit,
Kreidepulver oder Talkum als Füllstoff enthält, als durch Spritzen oder Spachteln
auftragbares Wärmeisolationsmaterial.
-
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß auf Grund der vorgeschlagenen
Verwendung nunmehr in einfacher Weise auch Rohre, Rohrkrümmer und andere zylindrische
Körper isoliert werden können. Außerdem besteht der Vorteil der Beständigkeit gegen
Fäulnis. Spezialspritzgeräte sind nicht erforderlich.
-
Außerdem bietet die Erfindung den Vorzug, daß die Wärmeisolationswirkung
gegenüber den bekannten, Bindemittel enthaltenden Isoliermischungen nicht verschlechtert
wird. Messungen haben nämlich ergeben, daß Mischungen von Körnern aus Polystyrolzellkörpern
mit Bindemitteln eine Wärmeleitzahl von A = 0,055 kcal/m h OC erreichen. Diese Mischungen
lassen sich jedoch nichl spritzen oder spachteln, da sich die leichten Schaumstoffperlen
sehr schnell vom Bindemittel trennen. Mischungen von Wurmstein (Vermiculit) mit
verschiedenen Bindemitteln haben Wärmeleitzahlen von R = 0,08 kcal/m h OC, die man
also auch im vorliegenden Fall an sich hätte erwarten müssen. Überraschenderweise
hat sich jedoch gezeigt, daß die Vermischung dieser beiden beschriebenen Mischungen
ein Material ergibt, bei dem die gute Wärmeisolation der gebundenen Körner aus Polystyrolzellkörpern
unverändert ist (R 0,055 kcal/m h OC), so daß also entgegen den Erwartungen die
Eigenschaften des besseren Wärmeisolators nicht durch den schlechten Wärmeisolator
beeinflußt werden.
-
Außerdem läßt sich dieses Material gut verarbeiten, z. B. durch Aufspritzen
oder Spachteln.
-
Als Schaumstoff kann z. B. gekörntes, vorgeschäumtes Polystyrol oder
es können körnige bzw. flockige Kunstschaumabfälle verwendet werden. Auch die Verwendung
schaumähnlicher Naturstoffe ist möglich, z. B. Bimskörner oder Perlit.
-
Es ist auch möglich, an Stelle der geschäumten Stoffe ungeschäumte,
aber schäumungsfähige Stoffe dem Bindemittel zuzusetzen, die nach dem Auftragen
des Werkstoffes auf die zu isolierende Fläche zum Schäumen gebracht werden. Dies
kann z. B. bei der Zugabe von Polystyrol, das ein Treibmittel enthält, durch nachträgliche
Hitzeeinwirkung geschehen.
-
Mischungen der zuletzt geschilderten Art sind besonders zur Herstellung
feuerhemmender Bauteile geeignet, da sie bei der Brandentstehung einen isolierenden
Schaum auf dem Bauteil erzeugen, der die benötigte Temperaturdifferenz aufrechterhält,
die zur Vermeidung der Entzündung im Nachbarraum notwendig ist.
-
Wichtige Voraussetzung für einen Isolierwerkstoff gegen Wärme ist
vor allem, daß die niedrige Wärmeleitzahl auch bei hohen Temperaturen erhalten bleibt.
-
Diese selbstverständliche Forderung wird aber von der geschilderten
Mischung erfüllt, denn wenn durch hohe Temperaturen die Schaumstoffe schmelzen,
hinterlassen sie Hohlräume, die die Luft in getrennten Kammern abschließen und dadurch
einen Temperaturausgleich durch Luftbewegung vermeiden.
-
Der spritz- oder spachtelfähige Werkstoff kann, da die Schaumstoffflocken
mit gefüllten Bindemitteln vermischt sind, eine hohe innere Dämpfung und eine hohe
dynamische Steife haben, so daß der Werkstoff gieichzeitig entdröhnend wirkt. Zur
Erzielung statischer Steife werden erfindungsgemaß Bindemittel ohne Weichmacher
verwendet. Ferner ist es möglich, die Bindemittel durch Zusatz geeigneter Stoffe,
z. B.
-
Antimonoxyd, schwer entfiammbar zu machen oder durch Zusatz geeigneter
Gifte pilzbeständig, termitenfest und schmiermittelfest einzustellen, so daß sie
auch für den Einsatz in tropischen Gebieten geeignet sind.
-
Als Bindemittel können z. B. Kunststoffe, wie Polyvinyl acetat, Polyisobutylen,
Polyacrylsäurederi-
vate u. a., in dispergierter oder gelöster Form, aber auch Kautschuk
verwendet werden.
-
Die als Füllstoffe verwendeten Materialien, nämlich Glimmer, Wurinstein
(Vermiculit), Kreidepulver, Talkum, sind wärmedämmend und anorganisch, so daß die
bei Verwendung von organischen Zusätzen auftretenden Nachteile vermieden sind.
-
Beispiele für die erfindungsgemäß zu verwendende Masse sind folgende:
I. 10 kg Polyvinylchlorid, 5 kg expandierter Wurmstein (Vermiculit), 30 kg Wasser,
3 kg Weichmacher (Dibutylphthalat), 50 1 geschäumtes Polystyrol; II. 10 kg Polyvinylchlorid,
5 kg expandierter Wurmstein (Vermiculit), 30 kg Wasser, 3 kg Weichmacher (Dibutylphthalat),
1,5 kg ungeschäumtes Polystyrol.
-
Die einzelnen Bestandteile dieser Mischungen werden in einfacher
Weise durch Rühren bei Zimmertemperatur vermengt.