DE1496555B2 - Aus einer glasig erstarrten schaummasse bestehendes anorga nisches isoliermaterial und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

1 2

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein an- Gemäß der Erfindung können in der die Schaumorganisches, isolierendes Material, welches zumin- struktur aufweisenden glasig erstarrten Masse Teile dest teilweise aus einer glasig erstarrten Schaum- zumindest eines porösen Füllstoffes eingebettet sein, masse besteht, welche Schaumstruktur aufweist, so- Der Gehalt an porösem Füllstoff bedingt ein verwie auf ein Verfahren zur Herstellung eines der- 5 hältnismäßig niedriges Raumgewicht, welches je nach artigen Materials. Das erfindungsgemäße isolierende dem spezifischen Gewicht des Füllstoffes und je nach Material ist im wesentlichen dadurch gekennzeich- dem Mengenverhältnis zwischen der glasig erstarrten net, daß die die Makroporen umgebenden Zellwände Masse und dem porösen Füllstoff zwischen 0,15 und selbst von Mikroporen durchsetzt sind. 0,3 g/cm³ schwanken kann. Durch die Porosität des

Schaumglas ist an sich bekannt. Es weist Poren io Füllstoffes können die Isolationseigenschaften noch auf, welche durch verhältnismäßig dünne Zellwände weiter verbessert werden. Anderseits bedingt die gegeneinander abgeschlossen sind. Diese Poren be- Bindung mittels der glasig erstarrten Masse eine verwirken die gute Isolierfähigkeit gegen Temperatur hältnismäßig hohe Festigkeit. Weiter ist auch dann, und auch Schall, und das Raumgewicht dieses wenn die glasig erstarrte Masse eine geschlossen-Schaumglases ist durch das Gewicht der in dem be- 15 zellige Schaumstruktur aufweist, erreicht, daß der treffenden Volumen enthaltenen dünnen Zellwände Füllstoff nach außen hin dicht abgeschlossen ist und bestimmt, welche selbst aus vollem Material bestehen. somit keine Saugfähigkeit aufweist. Verglichen mit Diesen Poren, welche die Schaumstruktur des be- einem aus Zement und einem porösen Füllstoff gekannten Schaumglases ergeben, entsprechen die bildeten Material weist dieses Material wesentlich Makroporen des erfindungsgemäßen isolierenden 20 höhere Festigkeitswerte auf, und es ist gegenüber Materials. einem aus Zement und einem porösen Füllstoff

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Material gebildeten Material auch die Saugfähigkeit wesentdie Lamellenwände, welche diese Makroporen von- Hch geringer, wenn die glasig erstarrte Masse eine einander trennen, selbst von Mikroporen durchsetzt geschlossenzellige Schaumstruktur aufweist. Die sind, werden wesentliche Vorteile erreicht. Glas bzw. 25 glasig erstarrte' Masse kann jedoch auch eine glasartiges Material ist hart und spröde. Das be- ollenzellige Schaumstruktur aufweisen, und das so kannte Schaumglas, bei welchem die Poren durch ausgebildete Material ist dann für Gase und volle Zellwände gegeneinander abgeschlossen waren, Wasserdampf durchlässig. Ein weiterer wesentkonnte daher nur schwer spanabhebend bearbeitet licher Vorteil des erfindungsgemäßen Materials bewerden, und das auch nur bei relativ dünnen Zeil- 30 ruht auf seiner Bindung durch die glasig erstarrte wänden zwischen den Poren, wodurch nur eine ge- Masse und besteht darin, daß dieses Material eine ringe Druckfestigkeit gegeben war. Es mußte daher hohe Hitzebeständigkeit aufweist. Auf Grund dieser im allgemeinen in Formen hergestellt werden, welche Tatsache kann es beispielsweise überall dort Verwender gewünschten Form des Schaumglaskörpers ent- det werden, wo es auf eine hohe Wärmebeständigkeit sprachen. Dies setzte naturgemäß die Anfertigung 35 ankommt. Zweckmäßig besteht hierbei der Füllstoff und Lagerhaltung einer großen Anzahl von kost- aus einem bei der Erweichungstemperatur der glasig spieligen Formen voraus. Bei dem erfindungsgemäßen erstarrten Masse wärmebeständigen Material. Bei Material stellen nun die die Zellwände durchsetzen- entsprechender Größe der den Füllstoff bildenden den Mikroporen sozusagen Sollbruchstellen der Zeil- Körper wird aber bei einer Temperatur, bei welcher wände dar. Es hat sich gezeigt, daß durch diese ₄₀ das Material der glasig erstarrten Masse schmilzt, Mikroporen in den Zellwänden eine sehr gute span- ein Schmelzen der den Füllstoff bildenden Körper abhebende Bearbeitbarkeit durch Sägen, Bohren, noch nicht eintreten bzw. werden diese Körper nur Fräsen u. dgl. erreicht wird. Es können somit die an der Oberfläche angeschmolzen. Es ist daher auch gewünschten Schaumglas- od. dgl. -formkörper aus möglich, als Füllkörper ein Material mit niedrigerem Blöcken geschnitten bzw. gesägt oder gefräst werden, 45 Erweichungspunkt zu verwenden, und es kann bei- und es kann die Lagerhaltung der Formen für die spielsweise auch das gleiche Material für die Füllverschiedenen Formkörper erspart werden. Trotzdem körper wie für das glasig erstarrende Material verwird, verglichen mit einem bekannten Schaumglas- wendet werden. Der Füllstoff kann hierbei entweder körper von gleichem Raumgewicht, die Druckfestig- aus einem mineralischen Material, wie beispielsweise keit des Schaumglas- od. dgl. -körpers nicht herab- 50 expandiertem Glimmer (Vermiculit), expandiertem gesetzt, sondern sogar vergrößert, da die gesamte Perlit oder Bimsstein bestehen oder aber auch aus Materialstärke der Zellwände zwischen den Makro- einem künstlich hergestellten porösen Material, beiporen gleichbleibt, jedoch die Zellwände durch die spielsweise aus Blähton, Schaumschlacke, Hütten-Mikroporen eine im Querschnitt fachwerkartige bims, Schaumglas, Ziegelsplit od. dgl. Als Füllstoff Struktur erhalten. Überdiest wird die Schalldämmung 55 kann aber auch ein anorganisches Fasermaterial, dadurch verbessert, daß der dynamische Elastizitäts- beispielsweise Steinwolleflocken, verwendet werden, modul durch die durch die Mikroporen erfolgte welche vorzugsweise zu Kügelchen von beispiels-Unterteilung des Materialquerschnitts der Zellwände weise 1 bis 10 mm Durchmesser geformt werden, in kleinere Materialquerschnitte verkleinert wird. Weiter kann der Füllstoff von hohlkugelförmigen Auch die Isolierfähigkeit des Materials gegen Wärme 60 Teilchen gebildet sein, deren Wandungen im wesentwird durch die Durchsetzung der Zellwände mit liehen aus Silikaten, insbesondere aus Alkalisili-Mikroporen verbessert. Ein wesentlicher Vorteil ist katen, bestehen.

auch darin zu erblicken, daß durch die Durchsetzung Die glasig erstarrte Masse kann aus einem natür-

der Zellwände mit Mikroporen das Schaumglas liehen oder künstlichen Glas mit Schaumstruktur,

od. dgl. gegen Temperaturschwankungen weniger 65 beispielsweise einem Natron-Kalk-Schaumglas oder

empfindlich wird und auch das Abkühlen aus der aus einer Schaumschlacke oder aber auch aus

Frittungstemperatur daher weniger vorsichtig erfolgen Schaumbasalt oder Schaumquarz bestehen,

muß. Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungs-

3 4

gemäßen Isoliermaterials ist dadurch gekennzeichnet, gebunden bleibt, welches erst bei den höheren Tem-

daß gemahlenes Glas bzw. glasartiges Material ange- peraturen frei gemacht wird, dabei verdampft und

feuchtet und, gegebenenfalls in feiner Verteilung mit eben diese kleinen zusätzlichen Poren bildet,

dem Füllstoff vermischt, zur Ausbildung einer An Stelle vom Glasmehl, wie dies z.B. aus den

Schaumstruktur des Glases bzw. des glasartigen Ma- 5 Bruchglasabfällen billig zur Verfügung steht, können

terials erhitzt und hierauf abgekühlt wird, wobei das auch Quarzmehl (gemahlener Quarzsand oder FeIs-

Erhitzen kurzfristig erfolgt. Durch das kurzzeitige quarzit), Basaltmehl u. dgl. verwendet werden, die

Erhitzen wird eine Zerstörung der Mikroporen zwar eine etwas höhere Frittungstemperatur erfor-

verhindert. Die Dauer des kurzzeitigen Erhitzens dem, aber auch eine höhere Festigkeit des fertigen

kann in Abhängigkeit von den Rohstoffen experi- io Glasschaummaterials ergeben. Außerdem sind sie in

mentell ermittelt werden. vielen Fällen noch billiger als Glasmehl. Höhere

Je nachdem, ob nun auf eine offenporige oder auf Gehalte an Quarzmehl, beispielsweise 80 Gewichtseine geschlossenporige Struktur der glasig erstarrten prozent, ergeben auch die Möglichkeit einer rasche-Masse abgezielt wird, kann hierbei in verschiedener ren Abkühlung infolge des geringen Ausdehnungs-Weise vorgegangen werden. 15 koeffizienten von Quarzmehl.

Wenn auf eine offenporige Struktur der glasig er- Eine raschere Abkühlungsgeschwindigkeit kann

starrten Masse abgezielt wird, so wird die Erhitzung auch durch Zusätze von gebranntem und gemahle-

der Mischung bis zur Sinterungstemperatur der nem Magnesit (MgO) etwa in Mengen von 5 bis

glasig erstarrenden Masse durchgeführt, welche bei- 20 Gewichtsprozent auf Festkörper bezogen, erreicht

spielsweise bei einem langen Natron-Kalkglas etwa 20 werden, weil durch den größeren Ausdehnungs-

700° C beträgt. koeffizienten von Magnesiumoxid sich diese rascher

Wenn hingegen auf eine geschlossenporige Struk- kontrahiert und das Glas daher unter Druckspannung tür der glasig erstarrten Masse abgezielt wird, so gerät, was sich weiter auf die Festigkeit des erzielten wird die Erhitzung bis zur Schmelztemperatur des Glasschaumes günstig auswirkt.
Glases bzw. des glasartigen Materials durchgeführt, 25 Es ist wesentlich, daß die Gelierung homogen veralso beispielsweise bei einem langen Natron-Kalk- läuft und nicht etwa zu einer Fällung aus der glas bis auf etwa 800° C. Auch in diesem Falle er- kolloiden Lösung führt. Ein solcher langsamer Überfolgt die Erhitzung kurzzeitig, um das Entweichen gang in den Gelzustand kann z.B. im Falle von der Einschlüsse aus den Poren zu vermeiden. Wasserglas in bekannter Weise durch Zusatz von

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, das 30 Natriumsilicofluorid erreicht werden. Durch die langgemahlene Glas bzw. das gemahlene glasartige Ma- same Oxydation einer Lösung, die schwefelige Säure terial, also beispielsweise ein Glasmehl, in einer enthält oder entwickelt, z.B. mittels Wasserstoff-Korngröße von weniger als 100 μηι, vorzugsweise Superoxid, kann so langsam Schwefelsäure entstehen, weniger als 50 Lim, zu verwenden. Gerade bei einer daß diese die Wasserglaslösung zum Gelieren bringt, derart geringen Korngröße des Glases bzw. glasarti- 35 Es hat sich des weiteren als sehr zweckmäßig gen Materials ergibt sich ein besonders günstiger gezeigt, wenn noch während der Mischarbeit, vorEffekt hinsichtlich der Schäumung. . zugsweise vor der Gelierung und jedenfalls vor der

Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Iso- Trocknung der Schaummasse noch ein Faserliermaterials ist gemäß der Erfindung dadurch ge- material in Mengen von beispielsweise 0,5 bis kennzeichnet, daß Glasmehl bzw. eine gemahlene, 40 10,0 Gewichtsprozent (auf Glasmehl bezogen) der glasig erstarrte oder bei einer Frittung glasig er- Mischung zugefügt wird, welches die Handhabung starrende Substanz, gegebenenfalls mit Füllstoff ver- der beispielsweise durch eine Strangpresse geformten mischt, mit einem wässerigen Schaum aus einer Schaumkörper unmittelbar nach der Formgebung gelierbaren Kolloidlösung angefeuchtet wird und der gestattet und ein Aufblähen während der Trocknung so erhaltene Schaum bei erhöhter Temperatur ge- 45 verhindert, welches ansonsten durch die entweichentrocknet und gefrittet wird. den Wasserdämpfe bedingt sein würde. Als solche

Hierbei kann beispielsweise so vorgegangen wer- Fasermaterialien kommen z.B. Stein-, Glas- oder den, daß irgendeine bekannte Schaummittellösung, Schlackenwolle in Frage, das sind Fasern, die aus wie beispielsweise eine Alkylarylsulfonatlösung, ver- geschmolzenem Glas oder aus anderen keramischen schäumt wird, worauf diesem nassen Schaum ge- 50 Schmelzen, wie z.B. aus Hochofenschlacke u.dgl., mahlenes Glaspulver zugesetzt wird. Um nun diesem hergestellt wurden und die beim anschließenden Ernassen Schaum eine genügende Festigkeit zu ver- hitzen des Glases auf die Schmelztemperatur teilleihen, wird vorzugsweise eine Kolloidlösung, die der weise oder zur Gänze im Schaumkörper aufgehen. Gelierung fähig ist, entweder gleichzeitig mit der Aber auch Asbestwolle, zerfaserte Asbestabfälle, Schaummittellösung verschäumt, oder dem fertigen 55 also reine mineralische Faserstoffe, am besten Horn-Naßschaum zugemischt. Als Kolloidlösung kann z. B. blendeasbest der Crude Nr. 3 bis 4 können hier eineine verdünnte Lösung von technischem Wasserglas gesetzt werden.

Verwendung finden, wobei dann das Schaummittel Die Biegezug- und Zugfestigkeit des fertigen

alkalibeständig sein muß. Die Wasserglaslösung kann Schaumkörpers kann z. B. durch Metalleinlagen, die

durch Zusatz von schwachen Säuren aus dem Sol- 60 vor der Trocknung mit dem Schaummörtel zusam-

in einen Gelzustand übergeführt werden. An Stelle mengebracht werden, etwa in Form von Draht oder

des dabei anfallenden Siliziumhydroxidgels können Drahtnetzen od. dgl., z. B. aus einem 1 mm-Draht

natürlich auch Aluminium-, Titan- oder dergleichen mit einer Maschenweite von 10 mm, erhöht werden,

-hydroxidgele oder auch thixotrope Substanzen, wie Wenn Füllstoffe verwendet werden, kann vor der

z. B. Bentonit, ein Tonerdesilikat, Verwendung fin- 65 Trocknung und Frittung dieses Schaummaterials die

den. Hierbei entstehen die Mikroporen offenbar da- noch feuchte Schaummasse mit stückigen oder ge-

durch, daß ein gewisser Rest des eingebrachten körnten porösen Füllstoffen, wie beispielsweise Bläh-

Wassers als Hydroxid-, bzw. als Konstitutionswasser ton, Schaumschlacke, Hüttenbims, Schaumglas, Zie-

5 6

gelsplit, Flocken aus anorganischem Fasennaterial eingebaut ist. In den Behälter 10 münden vier mit oder hochkugelförmigen Teilchen, deren Wandungen den Bezugszeichen 12 bis 15 bezeichnete Leitungen, im wesentlichen aus Silikaten bestehen, vermischt welche in der Zeichnung lediglich durch Pfeile darwerden. Diese Füllstoffe können in Mengen bis zu gestellt sind. Durch die Leitung 15 wird beispiels-50 Volumprozent und in Sonderfällen auch mehr zu- 5 weise eine Schaummittellösung, z. B. eine Lösung gesetzt werden. Als ganz besonders vorteilhaft hat eines Alkylarylsulfonates, eingebracht, worauf durch sich ein Zusatz von expandiertem Glimmer (Vermi- die Wirkung des Turborührers 11 aus dieser Lösung culit) als poröser Füllstoff erwiesen. ein Naßschaum erzeugt wird. Diesem Naßschaum

Mikroporen in den die Makroporen voneinander kann nun eine kolloidale Lösung durch die Leitung

trennenden Zellwänden von Schaumglaskörpern wur- io 1.4 zugesetzt werden, welche durch Zusatz einer

den bisher noch nicht hergestellt. Solche Schaum- schwachen Säure im Behälter 10 geliert. Durch die

glaskörper herzustellen gelang auch nicht bei den Leitung 13 wird Glasmehl und durch die Leitung 12

Verfahren gemäß den deutschen Patentschriften werden die porösen Füllstoffe, wie beispielsweise

594 257, 661965, 669159, 818 749, 831973, expandierter Glimmer, expandierter Perlit, Blähton.

881411, 883 948, 899 546 und 1063 351 und mit 15 Schaumschlacke, Hüttenbims, Schaumglas, Ziegel-

dem Verfahren gemäß der britischen Patentschrift split oder Flocken aus anorganischem Fasermaterial

613 461. Auch die allgemeinen Angaben in »Silikat- oder aber hohlkugelförmige Teilchen, deren Wan-

technik«, 1954, S. 243 bis 247, in »Silikattechnik«, düngen im wesentlichen aus Silikaten bestehen, zu-

1960, S. 350, und in »Glastechnische Berichte«, gesetzt. Das den Behälter 10 durch die Leitung 16

11943, S. 213 bis 228, ermöglichen nicht die Her- 20 verlassende Schaummaterial wird in eine Form 17

stellung von Mikroporen in den die Makroporen eingebracht, in welcher es zu einem Block geformt

voneinander trennenden Zellwänden aufweisenden wird. Das Schaummaterial kann entweder in dieser

Schaumglaskörpern. Form gesintert werden, vorausgesetzt, daß die Form

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der temperaturbeständig ist, oder aber es kann das geErfindung schematisch dargestellt. 25 formte Schaummaterial nach einiger Zeit aus der

F i g. 1 der Zeichnung zeigt in starker Vergröße- Form 17 entfernt und ohne diese Form gesintert

rung ein Schaummaterial, welches unter Verwendung werden.

eines gelierbaren Kolloids hergestellt wurde und F i g. 4 der Zeichnung zeigt in schematischer Daraus welchem das erfindungsgemäße isolierende Ma- stellungsweise eine Vorrichtung zur Herstellung eines terial hergestellt werden kann; 30 Schaummaterials unter Anwendung pneumatischer

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 entsprechende Dar- Verschäumung. In einen Behälter 18 münden zwei

stellung eines isolierenden Materials, welches durch durch Pfeile 19 und 20 dargestellte Leitungen, wobei

Trocknen und Erhitzen des in F i g. 1 dargestellten durch die Leitung 19 eine kolloidale Lösung, bei-

Schaummaterials erhalten wurde; spielsweise eine Wasserglaslösung, und durch die

F i g. 3 zeigt in schematischer Darstellung die Her- 35 Leitung 20 eine Schaummittellösung, beispielsweise

stellung eines erfindungsgemäßen Materials unter eine Alkylarylsulfonatlösung, eingebracht wird.

Verwendung eines Turborührers und Durch eine Fritte 21 wird über eine Leitung 22 Luft

F i g. 4 zeigt ebenfalls in schematischer Darstellung in den Behälter 18 eingepreßt und das im Behälter eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungs- 18 befindliche Schaummittel verschäumt. Das Gegemäßen isolierenden Materials unter Anwendung 40 misch aus Schaummittel und kolloidaler Lösung geeiner pneumatischen Verschäumung. langt über einen Auslaß 23 in einen Trichter 24, in

Aus dem in F i g. 1 dargestellten Ausschnitt aus welchen ein Auslaß 25 mündet, durch welchen ein einem Schaummaterial ist zu ersehen, daß Schaum- Gemisch von Glasmehl 26, Füllstoff, wie beispielsblasen 1 von Lamellen 2 eingeschlossen sind, welche weise Vermiculit 27, und Fasermaterial 28, wie beiim wesentlichen aus einem gelierten Kolloid be- 45 spielsweise Asbestfasern, in den Trichter 24 eingestehen (in der Zeichnung durch Punkte angedeutet), bracht werden. Das auf diese Weise erhaltene Schaumin welchem Glasmehlteilchen 3 enthalten sind. Außer material 29 wird mittels einer Schnecke 30 der diesen Glasmehlteilchen 3 sind im Kolloid noch Formenöffnung 31 zugeführt und aus dieser Formen-Pulverteilchen 4, beispielsweise aus Backstein, Öffnung ausgetragen. Mit 32 ist eine Schneidvorrich-Schlackenmehl od. dgl., und Füllstoffteilchen 5, bei- 50 tung bezeichnet, mittels welcher das Schaummaterial spielsweise aus geblähtem Vermiculit, enthalten. 29 in Blöcke 33 unterteilt wird. Diese Blöcke 33 Weiter können in den Lamellen noch Fasern 6, wie werden mittels eines Förderbandes 34 in Richtung beispielsweise Asbestfasern od. dgl., enthalten sein. des Pfeiles 35 in einen Ofen 36 gefördert, in welchem

F i g. 2 der Zeichnung zeigt einen Ausschnitt aus sie gesintert werden.

einem durch Trocknen und Erhitzen des in F i g. 1 55 Im folgenden werden einige Ausführungsformen

dargestellten Schaummaterials erhaltenen isolieren- des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand einiger

den Materials. Dieses isolierende Material besteht Ausführungsbeispiele näher erläutert,

aus Makroporen 7, welche den in F i g. 1 darge- . ^₁₁

stellten Blasen 1 entsprechen. Diese Makroporen7 Beispiel 1

sind von Zellwänden 8 umschlossen, in welchen 60 Es werden 6 kg expandierter Glimmer (Vermiculit)

Mikroporen 9 eingesprengt sind. Die Zellwände 8 be- mit einem Schüttgewicht von etwa 80 kg/m^;i mit

stehen aus einer glasigen bzw. glasartigen Masse, 10 Liter einer verdünnten Wasserglaslösung (3 Teile

welche durch Frittung der Lamellen 2 bzw. der in Wasserglas zu 7 Teilen Wasser) angefeuchtet, und es

diesen Lamellen enthaltenen Glasteilchen 3 und Zu- wird die so erhaltene Masse mit 10 kg Glasmehl der

schlagstoffe 4 gebildet wurden. 65 Körnung 0 bis 0,1 mm gleichmäßig bepudert und

Fig. 3 zeigt ein Schema einer Vorrichtung zur hierauf getrocknet.

Herstellung eines Schaummaterials. Mit 10 ist ein Die auf diese Weise mit Glasmehl umhüllten

Behälter bezeichnet, in welchem ein Turborührcr 11 Vermiculit-Körper können nun entweder sofort oder

aber auch zu einem späteren Zeitpunkt in Eisenformen eingegossen werden, welche vorher mit einem Graphitanstrich versehen worden waren. Diese Eisenformen werden zusammen mit ihrem Inhalt möglichst rasch auf etwa 800° C erhitzt. Auf diese Weise werden alle Hohlräume, welche zwischen den einzelnen Vermiculit-Körpern vorhanden sind, mit aufgeblähter Glasmasse ausgefüllt, und man erhält einen hitzebeständigen Isolierkörper mit einem spezifischen Gewicht von 0,18 g/cm³ und einer Wärmeleitfähigkeit von 0,05.

Beispiel 2

Es werden Steinwolleflocken zu Kügelchen mit einem Durchmesser von beispielsweise 1 bis 10 mm geformt, und es wird 1 Liter derartiger Kügelchen mit einem Schüttgewicht von 0,09 in einen Glasmehlschlicker, bestehend aus 5 kg Wasser und 2 kg Glasmehl, eingebracht und hierauf rasch getrocknet. Infolge der sich sofort an der Oberfläche der Steinwollekügelchen bildenden Glasmehlschicht dringt der Glasmehlbrei nicht in das Innere der Steinwollekügelchen ein. Das Glasmehl haftet auch ohne jedes weitere Bindemittel relativ fest an den Steinwollekügelchen, so daß diese nach einer Trocknung in beliebige Formen eingefüllt werden können, ohne hierbei zu zerfallen. Bei einer kurzzeitigen Erhitzung auf 800° C frittet das an den Kügelchen haftende Glas unter Ausbildung einer Schaumstruktur, und es bildet sich ein die einzelnen Kügelchen einschließender zusammenhängender Glasschaum, wobei infolge der kurzen Erhitzung die Steinwolle nicht verschmilzt.

Beispiel 3

170 cm³ (245 g) eines 36gewichtsprozentigen technischen Wasserglases (37° Be) werden mit 20 cm^;i Schaummittel, z. B. Natriumdiisobutylnaphthalinsulfonatlösung, unter Zusatz von 830 cm³ Wasser mit Hilfe eines Turborührers aufgeschäumt. Man setzt nach und nach 1,2 kg Glasmehl der Körnung 0 bis 10 ,um und 30 g Steinwolle zu. Sobald die Mischung homogenisiert ist, werden 15 g Weinsäure zugefügt und nochmals bis zur Homogenisierung gerührt. Der schaumige, schlickartige Mörtel kann hierauf in.eine Form gefüllt (Fig. 3) oder innerhalb von etwa 20 Minuten zweckmäßig bei Zimmertemperatur durch eine an sich bekannte Strangpresse verarbeitet werden. Die Masse kann hierauf sofort in einen Sinterofen eingesetzt und innerhalb von etwa 1 bis 2 Stunden auf 750⁰C aufgeheizt werden. Die Abkühlung erfolgt vorzugsweise langsam innerhalb von etwa 6 Stunden. Es resultiert ein Glasschaum vom Raumgewicht 0,20 g/cm³ und einer durchschnittliehen Makroporengröße von 0,5 mm. Die Druckfestigkeit dieses Materials beträgt etwa 25 kp/cm². Wurde die Masse in eine Form, z.B. aus Backstein, gefüllt, haftet sie nach der Frittung fest an den Wandungen. Für die Herstellung von Formsteinen kann die Form entweder zerschlagen oder sonstwie entfernt werden.

Beispiel 4

20 cm³ einer Natriumdiisobutylnaphthalinsulfonatlösung als Schaummittel werden zusammen mit 100 g Sulfitablauge in 11 Wasser gelöst und unter Zugabe von 1,340 g Glasmehl der Körnung 0 bis 10 μπι mit Hilfe eines Turborührers aufgeschäumt. Unter fortdauerndem Rühren werden zuerst eine Mischung von 200 cm³ technischem Wasserglas und 10 cm³ 3O°/oiger Wasserstoffsüperoxydlösuhg, nachher 30 g Asbestwolle, beispielsweise aus Hornblendeasbest der Crude Nr. 3 oder 4, zugefügt. Der resultierende Mörtelschlicker kann innerhalb etwa 15 Minuten, wie in Beispiel 3 erwähnt, getrocknet und gefrittet werden.

Beispiel 5

Ein Schaummittel wird durch eine Friedl-Krafts-Reaktion zwischen Benzol und Phenol und einem bei der Aufarbeitung von Erdöl anfallenden Kohlenwasserstoffgemisch von C 6 bis C 16 (welches nicht nur gerade, sondern teilweise auch verzweigte Ketten haben kann), hergestellt. 20 g dieses Schaummittels werden zusammen mit 100 g Bentonit (einer Tonsubstanz mit besonderem Montmorillonit-Gehalt) in 11 Wasser eingetragen und bis zu vollständigem Anquellen des Bentonits, vorzugsweise über Nacht, stehengelassen. Mit Hilfe eines Turborührers wird die Masse jetzt aufgeschäumt, und es werden nach und nach 1,5 kg Glasmehl, 50 g Steinwolle, beispielsweise einer Faserstärke von 10 μΐη und einer Faserlänge zwischen 1 und 50 mm, durchschnittlich etwa 5 bis 10 mm, und schließlich 50 g expandierter Glimmer (Vermiculit) eingetragen. Der schlickartige Schaummörtel kann jetzt vorzugsweise in Formen vergossen werden und ist innerhalb ¹U bis Va Stunde gelartig erstarrt. Die Masse kann innerhalb Va Stunde auf 750° C aufgeheizt und Va Stunde bei dieser Temperatur belassen werden, worauf sie sofort dem Ofen entnommen, bei Raumtemperatur ausgekühlt und den Formen entnommen werden kann.

Beispiel 6

Ein in Pulverform vorliegendes Alkalisilikat mit einem Wassergehalt von 20 Gewichtsprozent und mit Korngrößen von 0,01 bis 0,2 mm mit einem überwiegenden Gehalt an Teilchen mit einer Korngröße von etwa 0,1 mm, wird auf einer Eisenunterlage ausgebreitet, so daß jeweils höchstens 2 bis 3 Körner übereinander zu liegen kommen. Die Unterlage wird dann zusammen mit den darauf befindlichen Silikatteilchen für 10 Sekunden in einen auf 750° C vorgeheizten Muffelofen geschoben und nach Ablauf, dieser Zeitspanne sofort wieder " aus dem Muffelofen entnommen. Man erhält auf diese Weise hohlkugelförmige Teilchen mit Durchmessern zwischen 0,1 bis 0,5 mm, insbesondere mit einem Durchmesser von 0,2 mm und einer ungefähren Wandstärke von 0,1 bis 0,2 μΐη. Die Hauptmenge dieser Teilchen liegt in Form von voneinander getrennten Einzelteilchen vor.

Die so erhaltenen hohlkugelförmigen Teilchen werden mit einer 10%igen Wasserglaslösung benetzt, und zwar beispielsweise durch Eintauchen in diese Lösung bzw. durch Besprühen mit dieser Lösung, worauf diese Teilchen sofort in einer rotierenden Mischvorrichtung mit Glasmehl von einer Korngröße unter 0,1 mm bestäubt werden. Das auf diese Weise erhaltene Gemenge wird lose in offene Formen eingebracht und in diesen Formen in einem Muffel- oder Tunnelofen etwa 20 Minuten auf 770° C erhitzt. Nach dem Ausbringen aus dem Ofen

109 530/151

35

soll die Abkühlung bis auf etwa 100° C möglichst langsam, vorzugsweise während einer Zeitspanne von mindestens 3 Stunden, erfolgen, um Haarrisse und Spannungen in dem gebildeten Glasschaum zu vermeiden.

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Aus einer glasig erstarrten Schaummasse bestehendes anorganisches Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Makroporen umgebenden glasigen Zellwände selbst von Mikroporen durchsetzt sind.

2. Isoliermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der die Schaumstruktur aufweisenden glasig erstarrten Masse Teile zumindest eines porösen Füllstoffes eingebettet sind.

3. Isoliermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus einem mineralischen Material, beispielsweise expandiertem Glimmer oder expandiertem Perlit, besteht.

4. Isoliermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus künstlich hergestelltem porösem Material, beispielsweise aus Blähton, Schaumschlacke, Hüttenbims, Schaumglas oder Ziegelsplit, besteht.

5. Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die glasig erstarrte Masse aus einem Natron-Kalk-Schaumglas oder einer Schaumschlacke besteht.

6. Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Armierung, insbesondere aus Metalleinlagen, beispielsweise aus Draht- bzw. Drahtnetzeinlagen.

7. Verfahren zur Herstellung eines Isoliermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß gemahlenes Glas bzw. glasartiges Material angefeuchtet und, gegebenenfalls in feiner Verteilung mit dem Füllstoff vermischt, zur Ausbildung einer Schaumstruktur des Glases bzw. des glasartigen Materials erhitzt und hierauf abgekühlt wird, wobei das Erhitzen kurzzeitig erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von langem Natron-Kalk-Glas das Material auf eine Temperatur von etwa 700° C erhitzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von langem Natron-Kalk-Glas das Material auf eine Temperatur von etwa 800° C erhitzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas bzw. das glasartige Material mit einer Wasserglaslösung angefeuchtet wird.

11. Verfahren zur Herstellung eines Isoliermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Glasmehl bzw. eine gemahlene, glasig erstarrte oder bei einer Frittung glasig erstarrende Substanz, gegebenenfalls mit Füllstoff vermischt, mit einem wässerigen Schaum aus einer gelierbaren Kolloidlösung angefeuchtet wird und der so erhaltene Schaum bei erhöhter Temperatur getrocknet und gefrittet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als gelierbare Kolloidlösung eine unter Bildung eines thixotropen Kolloids gelierende Lösung verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als gelierbare Kolloidlösung eine durch Einwirkung einer schwach sauren Substanz gelierende Lösung eines anorganischen Stoffes, beispielsweise von Wasserglas, Alkalialuminat oder Alkalititanat, verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß als gelierbare Kolloidlösung eine Bentonitsuspension mit einem Feststoffgehalt von 4 bis 10 Gewichtsprozent verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluß- bzw. Geliermittel Natriumsilicofluorid und/oder Calciumfluorid verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse vor der Verschäumung Fasermaterial in einer Menge von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent zugesetzt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasermaterial künstlich hergestellte anorganische Fasern, beispielsweise Stein-, Glas oder Schlackenwolle oder Mineralfasern, beispielsweise Asbestfasern, verwendet werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse Teilchen aus porösem keramischem Material, beispielsweise aus Backstein, Blähton, Bims oder expandiertem Glimmer zugesetzt werden.

Hierzu !BlattZeichnungen