DE1696259A1

DE1696259A1 - Process for the production of porous, binder-free asbestos disks, in particular asbestos membranes

Info

Publication number: DE1696259A1
Application number: DE19511696259
Authority: DE
Inventors: Philipp Dr Jaeger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1971-11-18
Also published as: DE1696259C3; DE1696259B2

Description

Verfahren zur Herstellung poröser,,bindemittelfreier Asbestscheiben, insbesondere Asbestmembranen Die Herstellung von Asbestscheiben, Asbestpapieren und Asbestmembranen geschieht gewöhnlich in der Weise, daß man-zunächst aus Asbestfasern und einem Bindemittel eine wäesrige Suspension darstellt, das Bindemittel auf den Fasern aufziehen lädt und aus der hierbei gebildeten Aufschlämmung das Wasser ansehleßend wieder abtrennt. Die Eigenschaften der nach. Trocknen und Pressen vorliegenden Asbesterieugnisse werden hierbei weitgehend von dem verwendeten Bindemittel bestimmt.Process for the production of porous, binder-free asbestos discs, in particular asbestos membranes The manufacture of asbestos discs, asbestos papers and asbestos membranes are usually done in such a way that one-first of all asbestos fibers and a binder is an aqueous suspension, the binder on the The fibers are drawn up and the water is attached from the slurry formed in the process separates again. The properties of the after. Drying and pressing present asbestos products are largely determined by the binder used.

Als Bindemittel verwendet man gewöhnlich einen wässrigen Latex eines Butadien-Styrol-, Buutadien=Acrylsäurentril- oder eines Polychlorogrenkautschuks, wobei aus wirtschaftlichen Gründen ein Butadien-Styrol-Kautschuk bevorzugt eingesetzt wird. So hergestellte Asbestpapiere und Asbestmembranen haben nur eine geringe Volumenporosität und sind als Dichtungen hervorragend geeignet. Pür verschiedene Anwendungszwecke, beispielsweise als Gassperren zwischen dem Elektrolyt- und Gasraum in Brennstoffelementen, sind sie jedoch völlig ungeeignet:: In der deutschen Patentanmeldung Akt.Z. P 15 96 241.1-45 wurde deshalb auch bereite vorgeschlagen., als Asbestmembranen in Brennstoffelementen solche zu verwenden, bei denen der als Bindemittel verwendete Kunststoff nur einen Bruchteil des bisher verwendeten beträgt. Auf diese Weise kann eine ausreichende Volumenporosität-erreicht werden.An aqueous latex is usually used as the binder Butadiene-styrene, butadiene = acrylic acid trile or a polychlorogren rubber, butadiene-styrene rubber is preferably used for economic reasons will. Asbestos papers and asbestos membranes produced in this way only have a low volume porosity and are ideally suited as seals. For various purposes, for example as a gas barrier between the electrolyte and gas space in fuel elements, however, they are completely unsuitable: In the German patent application Akt.Z. P 15 96 241.1-45 was therefore already proposed, as asbestos membranes in fuel elements to use those in which the plastic used as a binder is only one Fraction of the amount previously used. In this way, a sufficient Volume porosity can be achieved.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung poröser Asbestscheiben, insbesondere Asbestmembranen, anzugeben, bei dem auf einen Zusatz eines Bindemittels verzichtet werden kann. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin,' daß Asbestfasern zunächst mit alkalischen laugen vorbehandelt und anschließend bei Temperaturen von 300 bis 70000 getempert werden.The object of the invention is to provide a method for producing porous asbestos disks, in particular asbestos membranes, in which the addition of a binding agent can be dispensed with. The object of the invention is achieved in that asbestos fibers are first pretreated with alkaline lyes and then tempered at temperatures of 300 to 70,000.

Als Ausgangsmaterial werden bei dem neuen Verfahren reine Asbestfasern verwendet,- die frei von unaufgeschlossenen Faserbündeln und Verunreinigungen, beispielsweise Grude= und Gesteinsstückchen, sind: Die Reinigung der im Handel erhältlichet Rohasbestfasern kann-in an'sich bekannter Weise durch Aufschlämmen in Wasser und/ oder durch mehrmalige Behandlung im -Windsichter oder drozyklon erfolgen.Pure asbestos fibers are used as the starting material in the new process used - which are free from undigested fiber bundles and impurities, for example Grude = and pieces of rock, are: The cleaning of the raw asbestos fibers that are commercially available can - in a manner known per se by suspending in water and / or by repeated Treatment in the windsifter or drozyklon.

Reine Asbestfasern können auch durch mehrmaliges Windsichten und anschließendes mehrtägiges Auslaugen in heißet wäseriger KOH oder NaaH, beispielsweise 6 n KOR, gewonnen wdrderi. Der Vorteil dieses Reinigungsverfahrens liegt darin, daß die hierbei stattfindende alkalische Behandlung die erfindungsgemäße Vorbehandlung mit alkalischen laugen überflüssig macht. In. diesem Fall braucht vor der Temperung die anhaftende lauge aus den Asbestfasern nicht vollständig ausgewaschen werden. Der pH-Wert der Waschlauge darf nicht unter 8 sinken, jedoch nicht größer als 13 sein.Pure asbestos fibers can also be separated by repeated air sifting and subsequent leaching for several days in hot aqueous KOH or NaaH, for example 6 n KOR, won wdrderi. The advantage of this cleaning method is that the here alkaline treatment taking place the pretreatment according to the invention with alkaline makes alkalis superfluous. In. In this case, the adhesive needs to be applied before the tempering lye cannot be completely washed out of the asbestos fibers. The pH of the The detergent solution must not drop below 8, but not be greater than 13.

Völlig reine Asbestfasern müssen vor der Wärmebehandlung mit alkalischen Lösungen vorbehandelt werden. Besonders geeignet sind hierzu wässrige Lösungen der Alkalihydroxide, jedoch können auch Lösungen der Erdalkalihydroxide verwendet werden'. Her pH-Wert dieser Lösungen sollte, wie: bereits erwähnt, zwischen 8 und 13 liegen. Die bei der Temperung überraschenderweise eintretende Verfestigung der Asbestfasern hängt sowohl. von der Temperg als auch von der Zeit -ab. Der Verfestgungegrad nimmt mit steigender Temperatur und länger werdender Behandlungszeit zu. Dabei wird das spröder und zeigt in Wasser nur noch eine sehr geringe Quellfähigkeit oder schließlich gar keine. Demnach wird man jeweils- und Zeit auf die gewünschten Eigenschaften der Aabeatscheiben, Papiere und Membranen abstellen. Wie Versuche gezeigt haben, lassen sich bei Temperaturen zwsehen 450 und 550°C und einer Behandlungsdauer von 15 bis 60 Minuten noch biegsame und in 30%iger KOH schwach quellende Papiere herstellten. Bei entsprechender Wahl der Behandlungedauer kann jedoch auch noch- bei Temperaturen von 300 und `I00.00 getempert werden.Completely pure asbestos fibers must be pretreated with alkaline solutions before heat treatment. Aqueous solutions of the alkali metal hydroxides are particularly suitable for this purpose, but solutions of the alkaline earth metal hydroxides can also be used. As already mentioned, the pH of these solutions should be between 8 and 13. The solidification of the asbestos fibers surprisingly occurring during tempering depends on both. from the tempering as well as from the time. The degree of solidification increases with increasing temperature and longer treatment time. This becomes more brittle and shows only a very low swelling capacity in water or ultimately none at all. Accordingly, the desired properties of the Aabeat disks, papers and membranes will be based on each time and time. Tests have shown that at temperatures between 450 and 550 ° C and a treatment time of 15 to 60 minutes, papers that are still flexible and swell slightly in 30% KOH can be produced. If the duration of the treatment is selected accordingly, tempering can also be carried out at temperatures of 300 and `100.00.

Anhand des nachstehendenBeispiela wird nun der Gegenstand der Erfindung näher erläutert. The subject of the invention will now be explained in more detail with reference to the following example.

Rhodesischer Asbest T 38 wurde zunächst im Windsichter ohne Zugluft zerrissen und anschließend zweimal mit 15 m3/h Zugluft gesichtet. 15 g des so gesichteten Asbeste-wurden dann in 750 ml Wasser suspendiert und drei Minuten im Mixer behandelt. Die Behandlung im Mixer ist deshalb: erforderlich, weil das gemäß diesem Ausführungsbeispiel hergestellte Asbestpapier als Gassperre zwischen Elektrolyt- und Gasraum in Brennstoffelementen eingesetzt werden sollte; wie sich jedoch gezeigt hat, lassensich gasdichte Papiere nur mit Asbestfasern bestimmter Länge erreichen.Rhodesian asbestos T 38 was first torn up in the wind sifter without drafts and then sighted twice with 15 m3 / h draft. 15 g of the asbestos thus classified were then suspended in 750 ml of water and treated in a mixer for three minutes. The treatment in the mixer is therefore: required because the asbestos paper produced in accordance with this embodiment, should be used as a gas barrier between the electrolyte and the gas space in the fuel elements; However, as has been shown, gas-tight papers can only be achieved with asbestos fibers of a certain length.

Der so aufbereitete Asbest wurde über einen Zeitraum von @ Tagen mit 6 n KOH und 900C ausgelaugt und anschließend mit destilliertem Wasser solange gewaschen, bis der pH-Wert der Asbestmasse ca. 9 betrug. Das auf dem Blattbildner hergestellte 375 cm2 große Papier wurde dann eine Stunde lang bei 450o0 getempert. Wie .die Druckprüfung gezeigt hat, sind die so hergestellten Aabestpapiere, die eine Flächendichte von 40 mg/cm 2 haben, bis über 1 atü gasdicht und mechanisch. $ehr stabil.The asbestos prepared in this way was leached with 6N KOH and 90 ° C. over a period of 4 days and then washed with distilled water until the pH value of the asbestos mass was approx. The 375 cm2 paper produced on the sheet former was then tempered for one hour at 450o0. As the pressure test has shown, the Aabest papers produced in this way, which have a surface density of 40 mg / cm 2, are gas-tight and mechanical to over 1 atm. $ very stable.

Die Gasdichtigkeit der Aabestmembranen war auch nach 5000 Stunden Betriebszeit in Brennstoffelementen bei einer Temperatur von 700C und 6 n KOH als Elektrolyt noch vorhanden.. Eine Zerfaserung der Membranen trat unter den obengenannten Betriebehzdingungen nicht ein.The gas tightness of the Aabest membranes was even after 5000 hours Operating time in fuel elements at a temperature of 700C and 6N KOH as Electrolyte still present .. A defibration of the membranes occurred among the above Operating conditions are not a.

Die gleichen Ergebnisse wurden mit Asbestmembranen mit einer Flächendichte von 20 mg/cm 2 erreicht.The same results were obtained with asbestos membranes with an areal density of 20 mg / cm 2 is achieved.

Die Verwendung der neuen Asbestmembranen ist nicht auf Brennstoffelemente beschränkt. Beispielsweise können sie sich als `Diaphragmen in Elektrolyteeuren und Akkumulatoren eingesetzt werden.The use of the new asbestos membranes is not based on fuel elements limited. For example, they can be `Diaphragms in electrolytes and accumulators are used.

Claims

Claims 1. A method for producing porous, binder-free Asbestos discs, in particular asbestos membranes, characterized in that aabest fibers initially pretreated with alkaline lyes and then at temperatures of 300 to 700 ° C are tempered.

2. The method according to claim 1, characterized in that that-the pretreatment with NaOH or KOH solutions with a pH of at least 8 takes place.

3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that the tempering takes place at temperatures of 450 to 550 ° C.

4. The method according to claim 3, characterized in that the tempering takes place over a period of 15 to 60 minutes he follows.