DE1964000C3 - Verfahren zur Herstellung eines keramischen Leichtformkörpers - Google Patents

Description

auf 50 bis 30O⁰C unter Zersetzung Gas erzeugt, Azodicarbonsäureamid, ρ,ρ-Oxybisbenzolsulfonylhydra-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 65 zid, p-Toluolsulfonylsemicarbazid, Benzolsulfonyl-

eines keramischen Leichtformkörpers, der besonders semicarbazid, Dinitroso-pentamethylentetramin, p-To-

als Baumaterial verwendet werden kann. luolsulfonylhydrazid, Benzolsulfonylhydrazid, Azo-

Mit der schnellen Entwicklung von Hochhäusern in biscyclohexannitril, Azo-bisisobutyronitril, Natrium-

\ ycarbonat, Ammonimnbicarbonat oder Ammonium- verfügbar sind, erwünscht Typische Beispiele bevorcarboaat eingesetzt wird, das mit pulverisiertem kera- zugter keramischer Ausgangsmateriaüen sind Quarz, • \usgangsmalerial und einer wäßrigen Lösung Quarzit, Pyrophylht, Töpferstein, siliciumhalüger löslichen hochm jlekul arec Substanz unter Sand, Aluminiumoxid und Silimanit Diese keramischen

^ einer schäumoaren pastenartigen kera- 5 Ausgangsmaterialien werden in Pulverform einzeln

j^jjijcben Masse mil einer Viskosität von 5000 bis oder in Mischung miteinander verwendet Die Partikel-SOOOÖcP, dte **** ^wasserl JsBche hochmolekulare größe der keramischen Ausgangsmateriaüen kann aus j Substanz in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsprozent, einem Bereich ausgewählt werden, je nach den gefeezogea auf das Gewicht des keramischen Ausgangs- wünschten Anwendungen der Produkte, es ist jedoch materials, enthält, vermischt wird, die schäumbare 10 gewöhnlich wünschenswert, ein Pulver zu verwenden, j^asse in einer Form auf 50 bis 300⁰C unter Ver- das durch ein Tyler-Sieb mit Sieböffnungen von scfaäuiaeß und Aushärten erhitzt wird und das ge- wenigstens 0,29 mm hindurchgeht. Die günstigste schäumte Produkt bei einer Temperatur von 800 bis Partikeigröße der keramischen Ausgangsmaterialien 169Q⁰C unter Zersetzung und Verdampfung der ist die eines Materials, das durch ein Sieb mit Siebwjsserlöstichen hochmolekularen Substanz gebrannt 15 öffnungen von 0,15 mm, jedoch nicht durch ein Sieb ,rird. "üt Sieböffungen von 0,05 mm hindurchgeht.

Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird die als In der Erfindung ist es wesentlich, als Bindemittel

Bifldemfttei verwendete, wäßrige Lösung der wasser- wasserlösliche hochmolekulare Substanzen zu ver- !ösüchen hochmolekularen Substanz getrocknet, um wenden. Die in der Erfindung verwendeten wasserdie Zusammensetzung während des Schäumvorganges, 20 löslichen hochmolekularen Substanzen sind in der wo das Treibmittel zersetzt wird, zu härten und da- Lage, eine η Film zu erzeugen, wenn die wäßrige Lösung durch ein wirksames Schäumen sicherzustellen und derselben getrocknet ist. Typische Beispiele solcher ein geschäumtes Formstück herzustellen, das zahlreiche Substanzen sind Polyvinylalkohol, Carboxymethylfileichmäßig darin verteilte feine Poren enthält. Durch cellulose, Natriumalginat, Gelatine, lösliche Stärke, die Verwendung der wasserlöslichen hochmolekularen 25 Dextrin, Endmelasse usw., und diese Substanzen Substanz als ein Bindemittel kann die zu verwendende können allein oder in Mischung von zwei oder mehre-Menge derselben merkbar reduziert werden, ver- ren Arten verwendet werden. Von diesen Substanzen glichen mit der Verwendung von hitzehärtbaren werden Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Kunstharzen als Bindemittel, so daß während des an- und Natriumalginat bevorzugt, wobei Polyvinylalkohol schließenden Brennens praktisch keine Schrumpfung 30 am günstigsten ist. Diese Bindemittelsubstanz kann eintritt, wodurch geschäumte keramische Produkte von in einer kleinen Menge von 1 bis 20 Gewichtsprozent, geringem Gewicht mit ausgezeichneter mechanischer bezogen auf das Gewicht des pulverisierten kerami- und struktureller Festigkeit und engen Abmessungs- sehen Ausgangsmaterials, verwendet werden. Es betoleranzen leicht erhalten werden können. Ferner steht keine Notwendigkeit, die Bindemittelsubstanz in führt die Verwendung der wäßrigen Lösung der hoch- 35 einer größeren Menge als 20 Gewichtsprozent zu vermolekularen Substanz zur Herstellung einer schäum- wenden, und die Verwendung in größeren Mengen verbaren pastenartigen Masse, die leicht zu einer großen hindert dagegen nicht das unerwünschte Schrumpfen Vielzahl von gewünschten Formen geformt werden während des Brennens mit dem Ergebnis, daß ein kann. Das fertige geschäumte Produkt von ausge- geformtes Produkt mit unerwünschten Rissen und zeichneter struktureller Festigkeit kann leicht in ge- 40 ungenauen Abmessungen erhalten wird. Die bevorwünschte Abmessungen oder Formen geschnitten zugte Menge der Substanz liegt im Bereich von 2 bis

" "' ' 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des

keramischen Ausgangsmaterials. Die hochmolekulare Bindemittelsubstanz sollte in Form einer wäßrigen 45 Lösung verwendet werden. Die Konzentration der wäßrigen Lösung variiert über einen weiten Bereich, je nach den Arten der verwendeten hochmolekularen Substanzen, es muß jedoch eine solche Konzentration

_>m_ verwendet werden, daß eine schäumbare Zusammen-

• -λ ■ "ήκΓ"η"'νι r "m" qm τ μ tm so setzung von 5000 bis 50000 cP erhalten werden kann,

1. Nitride, wie BN, Be₃N₂, CrN, SiN, TaN, TiN, ^_n ^ _{Bindemittelsubstanz mit} dem keramischen

ZrN usw., Ausgangsmaterial und dem Treibmittel in der Menge

2. Ox.de, wie Al₂O₃, B₂O₃, BaO, CaO, CoO, Cr₂O₃, ^* ^ _{M Gewichtsprozent( bezog}en auf das Ge-FeO usw., - _{wjcht des keram}j_schen Ausgangsmaterials, gemischt

3. Carbide wie B₄C Be₂C, Cr₃C₂, MoC, SiC, TaC, Gewöhnlich liegt eine solche Konzentration im Th^ TiC, WC, ZrC USW und _{Rpmrh vnn} _, _{hjs 20} Gewichtsprozent. Für die Ver-

4 Steingutmaterialien, wie Kaolin (Al₂O₃ · 2SiO₂ · 2H₄O), Sillimanit (AI₂SiO₆), Baryt (BaSO₄),

wünschte Abmesg g

werden, und außerdem macht die Oberfläche des Produktes, welche viele Arten der Verzierung erlaubt, das vorliegende Produkt für dekorative Zwecke verwendbar.

In der Erfindung sind als das keramische Ausgangsmaterial alle Rohmaterialien verwendbar, die im all- «meinen in der keramischen Industrie verwendet werden Solche Materialien umfassen z. B.:

2 ₄), ₂

Quarz (SiO₂) Feldspat (KAlSi₃CV NaAlSi₃ · CaAl₂Si₂O₈), Pyrophylht (Al₂O₃-4SiO₂-H₂O), Topfe« Kalkstein (CaCO₃) Talk (3 MgO 4SiO₂-H₂O), Dolomit (CaCo₃-MgCO₃), Wollastonit (CaSiO₃), usw.

Von diesen keramischen Ausgangsmaterialien

i h l 50

_{Berejch γοη 5 Ws 20GewichtS}prozent.

_{besser der Druckfestigke}it _der fertigen geschäumten

_Produkt(f _{kann die} Bindemittelsubstanz auch in Kom-

_{mit ejner wäßri ko}i_loidaien Dispersion _{von siljciumoxid oder} Aluminiumoxid verwendet

Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, kolloi- ^ _{Dispersionen mit einer} Feststoffkonzentration _{von 5 bis 50} Gewichtsprozent zu verwenden, die kolloidale Siliciumdioxid-oder Aluminiumoxidteilchen

hl S h

Von diesen keramischen Ausgangsmaterialien kolloidale Siliciumdioxidd

' sind siliciumhaltige Materialien, die mehr als 50 65 von 1 bis 100 ηιμ im Durchmesser enthalten So ehe

Gewichtsprozent SiO₂ enthalten und Tonerde- kolloidale Dispersionen von Siliciumoxid und kolloi-

materialien die mehr als 50 Gewichtsprozent dale Dispersionen von Aluminiumoxid sind im Hanaei

- ΑΙΑ enthalten welche in der keramischen Industrie erhältlich. Die kolloidale Dispersion wird in einer

Feststoff menge von 1 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der hochmolekularen Substanz, verwendet Wasserglas kana aoch in Kombination mit der wäßögea Lösung der hochmolekularen Bindemittelsubstanz zu demselben Zweck wie die kolloidale Dispersion von Siliciumoxid o*ier Aluminiumoxid verwendet werden. Das Wasserglas wird auch in einer Menge von 1 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf

das Gewicht der hochmcJekuJaren Substanz, verwendet.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Treibmittel sind in der Lage, durch Zersetzung Gas zu erzeugen, 5 wenn sie auf eine Temperatur von 50 bis 300" C erhitzt werden. Sie umfassen sowohl organische als auch anorganische Verbindungen, die nachfolgend wiedergegeben sind:

Verbindung	Strukturformel	Zersetzungs temperatur (Q
Azodicarbonsäureamid	H8N v .NH8
	C-N - N-C	200
	O* O
ρ,ρ-Oxybisbenzolsulfonylhydrazid	H8N · NH · O8S _y~N_O— / V	160
	SO8- NH · NK2
p-Toluolsulfonylsemicaibazid	CH3-/ V- SO8NH -CO-NH- NH2	210
Benzolsulfonylsemicarbazid	^ >— SO8NH -CO-NH- NH8	207
Dinitroso-pentamethylentetramin	CH8-N CH8 I ■ I	204
	I ι I ON-N CH2 N-NO
	CH8-N CH8
p-Toluolsulfonylhydrazid	CH3-/ V-SO8-NH-NH8	115
BenzolsuUOnylhydrazid	/ V-SO8-NH-NH8	105
Azo-biscyclohexannitril	Ο-ν-μίΟ CN CN	115
Azo-bisisobutyronitril	CH3 CH8	103
	I I CH3-C-N = N —C-CH8 j I
	CN CN
Natriumbicarbonat	NaHCO3	65—90
Ammonium bicarbonat	NH4HCO3	60
Arnmoniumcarbobai	(NH4J1CO.	58

^ Die Treibmittel werden in einer Menge von 0,5 der wasserlöslichen hochmolekularen Substanz und bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 6 Ge- das Treibmittel homogen gemischt, um eine schäum-Wichtsprozenl, bezogen auf das Gewicht der kerami- 6s bare keramische Masse mit einer Viskosität von 5000 sehen Ausgangsmaterialien, verwendet. bis 5000OcP herzustellen. Die Viskosität wird mit

Geniäß dem Verfahren der Erfindung werjjen das einem Brookfield-Viskosimeter bei 25⁰C gemessen, keramische Ausgangsmaterial, die wäßrige Lösung Wenn die schäumbare Masse eine pastenähnliche

Form und den obigen Bereich der Viskosität aufweist, dampft das Wasser in der Masse unter Härtung der kijtin sie leicht in eine große Vielzahl gewünschter Masse und es werden somit gehärtete und geschäumte Formen geformt werden, Die bevorzugte Viskosität Formteile mit gleichmäßig darin verteilten offenen der Zusammensetzung Hegt in dem Bereich von oder halb geschlossenen feinen Poren erhalten. Dann 10000 ,'bis 25000 cP. 5 läßt man die Form auf Zimmertemperatur abkühlen,

Verschiedene Zusätze können der schäumbaren und der erhaltene geschäumte Formkörper wird aus Klasse beigemischt weiden. Wenn z.B. Borsäure, der Form gernnmen.

Borax oil. dgl. in einer Menge von nicht mehr als Im den geschäumten Formkörpern ausgezeichnete

1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des mechanische Festigkeit zu erteilen, werden sie gekeramischen Ausgangsmaterials. beigemischt wird, io branm Die Brenntemperatur wird je nach den Arten nimmt die Viskosität der Masse zu. Um ferner die der verwendeten keiamischen Ausgangsmaterialien Bildung von ungewünschtem Schaum in der Masse bestimmt, jedoch wird gewöhnlich eine Temperatur zu verhindern, werden der Masse Antischaum-Mittel, von 800 bis 1600⁰C, vorzugsweise 1100 bis 1200⁰C wie beispielsweise Tributylphosphat, Silicium usw. in angewendet. Durch dieses Brennen wird die hocheiner Menge von 0,01 bis 0,05 Gewichtsprozent, be- is molekulare Substanz verdampft und das keramische zogen auf das Gewicht der hochmolekularen Binde- Pulver gebrannt, um miteinander zu binden, wodurch mittelsubstanz, beigemischt. Um das Dispensations- ein geschäumtes Produkt von geringem Gewicht ervermögen des Treibmittels zu verbessern, werden der halten wird.

Masse Bentonit, Talk und ähnliche Dispergiermittel in Da die Menge des verwendeten Bindemittels nur 1

einer Menge von nicht mehr als 2 Gewichtsprozent, oo bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht bezogen auf das Gewicht des keramischen Rohmateri- der keramischen Ausgangsmaterialien, beträgt, tritt als, zugesetzt. Um das Aushärten der verwendeten bei diesem Brennen keine Kontraktion ein. Die er-Bindemittelsubstanz zu beschleunigen, werden Na- haltenen geschäumten keramischen Produkte besitzen triumchlorid. Natriumsulfat od. dgl. zu der Masse in ausgezeichnete mechanische Festigkeit und geringes einer Menge von nicht mehr als 2 Gewichtsprozent, as Gewicht und sind genau in der Abmessung und Form, bezogen auf das Gewicht der Bindemittelsubstanz, ohne von Rissen und Deformationen begleitet zu sein, zugegeben. Wenn erforderlich, werden auch Natrium- Das gebrannte Produkt der Erfindung kann für ver-N-lauroylsarcosinat und dergleichen anionische ober- schiedene Zwecke, so wie es ist, oder nachdem es beflächenaktive Mittel als Stabilisatoren und Calcium- arbeitet wurde, oder seine Obei fläche mit einer verhydroxid zur Beschleunigung der Zersetzung des Treib- 30 zierenden Fertigbearbeitung versehen worden ist, vermittels zugesetzt. wendet werden.

Die somit erhaltene schäumbare Masse wird dann Zum Beispiel kann die Obei fläche des Produktes

in eine Form aus Metall, Gips, Holz usw. gefüllt. Auf durch Auftragen einer Glasur mit oder ohne Farbstoff die Innenfläche der Form «erden Trennmaterialien und anschließendes Brennen der Glasur oder durch aufgetragen, wie beispielsweise Papier, Stoff, Be- 35 Beschichten der Oberfläche mit einem hitzehärtbaren Schichtungen aus Siliconharz, oder fluorhaltige Harze Harz, z. B. Epoxyharz, Polyesterharz, Melaminharz, usw. Eine geeignete, in die Form zu füllende Menge Urethanharz usw. und anschließendes Härten des der Masse wird gemäß den gewünschten Eigen- Harzes oder durch Ausmeißeln oder Streichen der schäften und Anwendungen der Fertigprodukte be- Oberfläche verliert werden.

stimmt, jedoch ist es gewöhnlich zweckmäßig, daß die 40 Die gebrannten keramischen Produkte der Erfinin die Form eingebrachte Masse 40 bis 80 Volum- dung besitzen geringes Gewicht, sind feuerhemmend, prozent des Volumens der Form füllt. Die Form ist hitzebeständig ,wetterbeständig, schallsicher und weisen entweder geschlossen oder offen, ist jedoch Vorzugs- wärmespeichernde Eigenschaften sowie hohe meweise mit Löchern versehen, damit der von der Masse chanische Festigkeit auf. Sie können für verschiedene erzeugte Dampf austreten kann. Die Form wird dann 45 Zwecke verwendet werden, die solche Eigenschaften von außen zugeführter HiUe ausgesetzt, die mittels verlangen. Zum Beispiel sind sie gut verwendbar als eines geeigneten Heizgerätes, wie beispielsweise eines Ziegel, keramische Platten, Deckenmaterial, Wandluftgeheizten Ofens, eines Elektroofens usw., zugeführt material und anderes Baumaterial, wärmeisolierendes wird. EiM Temperatur im Bereich von 50 bis 300C Malerial. elektrisch isolierendes Material, Luftfilter, wird angewendet, je nach der Art der verwendeten 50 Filter, Träger für Katalysatoren esw. MH verziertet Treibmittel rad der Bindemittelsubstanz. Im all- Oberfläche können sie als dekorative Platten für Tische, gemeinen wird vorzugsweise eine Temperatur nicht Spiegel, Türen, Fernsehanlagen ami andere Materianiedriger als die Zersetzungstemperalur des ver- üen für die Innendekoration verwendet werden, wendeten Treibmittels, jedoch nicht höher als jene Zatn besseren Verständnis der Erfindung sind in·

der verwendeten Bindemiltelsubstanz angewendet, ob- 55 folgenden Beispiele angegebea, in welchen die physi gteicli eine Temperatur niedriger ah die Zersetzungs- kaiischen Eigenschaften nach den folgenden Norme temperatui des Treibmittels auch anwendbar ist, gemessen sind: sofern das Treibmittel bei einer solchen Temperatur

Gas erzeugt. Zum Beispiel erzeugen anorganische Spezifisches Gewicht JlSA-951: Treibmittel, wie beispielsweise Natnumbicarbonal, 60 Scheinporosität JIS R-220: Ammoniumbicarbonat oder Ammoniumcarbonat bei Wassergehalt JIS A-5411 Zersetzung gasförmige Substanz, wenn sie auf 50C AbsorpiionseigeiiäclMftenfer

erhitzt werden, was niedriger ist ah ihre Zersetzungs- Feuchtigkeit (Hygroskopizität) JlS Z-070

temperature». DiebevorzugteTemperaturfurdieMasse. Wasserfiltrierung JIS A-54K

die solche anorganischen Treibmittel enthält, liegt 65 Druckfestigkeit JIS A-54V

gewöhnlich im Bereich von 50 bis 100 C. Die Zer- Wärmeleitfähigkeit . ......... JIS A-951

setzung der Treibmittel ist gewöhnlich innerhalb etwa

3 bis 15 Minuten beendet, während dieser Zeit ver- uis japanische lmiustr»era>rm>

10

B e i s D i e 1 1 ^'^e °*"$^en Bestandteile wurden homogen geknetet,

wodurch eine pastenartige Masse mit einer Viskosität

Pyrophyllit 700 g _{von e}twa 2500OcP erhalten wurde. Die erhaltene

Quarz ... 400 g pastenartige Masse wurde in ein« quadratische Metall-Töpferstein 100 g 5 f_{orm V}on 300 X300 χ 15 mm gebracht, deren Inneh-

Sillimanit 50 g fläche zur Ablösung mit Hartpapier bezogen war und

(Die obigen keramischen Materialien gehen alle 30 Minuten auf 20O⁰C erhitzt, dann abkühlen ge-

dürch ein Sieb mit Sieböffnungen von 0,15 mm hin- lassen, um einen gehärteten und geschäumten Form-

durch). körper herzustellen. Der erhaltene, aus der Form ge-

lo nommene geschäumte Formkörper wurde dann 4 Stun-

lOgewichtsprozentige wäßrige <*^{εη m} einem ölofen bei 1200⁰C gebrannt, wodurch Lösung von Polyvinylalkohol 600 g ^em weißes, geschäumtes Halbporzellan-Produkt erWasserglas (38° B6) 10 g halten wurde, das zahlreiche, gleichmäßig darin ver-

Azodicarbonsäureamid 25 g teilte, feine, halb geschlossene Poren enthielt. Dieses

Borax 3 g *5 Produkt besaß eine genaue Abmessung und Gestalt,

Silicium 0,05 g die i™ wesentlichen der verwendeten Form ent-

Natrium-N-lauroylsarcosinat 0,5 g sprach, und es wurden keine Risse beobachtet. Die

Bentonit 20 g physikalischen Eigenschaften des Produktes waren

wie folgt:

Die obigen Bestandteile wurden homogen geknetet. _ao .,-..,

wodurch eine Masse mit einer Viskosität von etwa Spezifisches Gewicht.... 1,08 g/cm^s

30000 cP erhalten wurde. Druckfestigkeit 225 kp/cm²

Die erhaltene pastenartige Masse wurde in eine Wassergehalt 0,018 Gewichtsprozent

quadratische MetaHform von 300 χ 300 χ 15 mm ge- Hygroskopizität 0,25 Gewichtsprozent

bracht, deren Innenfläche zur Ablösung mit einem _a5 Dieses Produkt war als Ziegelplatte usw. von

Baumwollstoff bezogen war, wurde in einer thermo- geringem Gewicht verwendbar

statischen Kammer 30 Minuten auf 200°C erhitzt und

konnte dann abkühlen, um einen gehärteten und ge- „ . . . ,

schäumten Formkörper herzustellen. Der aus der ι s ρ j e ι

Form genommene erhaltene geschäumte Formkörper _3O Pyrophyllit 220 e

wurde dann in einem ölofen 2 Stunden bei 1300⁰C Quarz 180 g

gebrannt, wodurch ein weißes, geschäumtes Halb- Töpferstein 130e

porzellan-Produkt erhalten wurde, das zahlreiche, Sillimanit 20 g

feine, gleichmäßig darin verteilte halb geschlossene Feldspat 250 e

Poren enthielt. Dieses Produkt besaß eine genaue Ab- ₃₅

messung und Gestalt, die im wesentlichen der ver- _{(Die obigen} keramischen Ausgangsmaterialien ginwendeten Form entsprechen, und es wurden keine gen alle durch ein Sieb mit Sieböffnungen von 0,15 mm Risse beobachtet. Die physikalischen Eigenschaften hindurch),
des Produktes waren wie folgt:

Spezifisches Gewicht 0_;90 g/cm³ 4° 5gewichtsprozentige wäßrige

Druckfestigkeit 205 kp/cm² Natriumalginatlösung 400 g

Wassergehalt 0,012 Gewichtsprozent Wasserglas (38" Be) 20 g

Hygroskopizität 0,16 Gewichtsprozent Ρ,ρ-Oxybisbenzol-sulfonylhydrazid.. 15 g

Wärmeleitfähigkeit 0,11 kcal/m. h"C Natriumsiliconfiuorid Ig

_ , , , 45 Bentonit \5 a

Das somit erhaltene Produkt war als Decken- ' ''

material. Wandmaterial, thermisches Isolationsmate- _{Die objgen} Bestandteile wurden homogen geknetet

nal usw. verwendbar. wodurch eine pastenartige Masse mit einer Viskositäi

^von etwa 20000 cP erhalten wurde. Diese pastenartig«

B e i s ρ i e 1 2 50 Masse wurde in eine quadratische rostfreie Stahlfom?

Pyrophyllit 400 g ^vo? 300 χ 300 χ 15 mm gebracht, deren Innenflädu

Quarz 400 g ^mit Siliconharz beschichtet war und 30 Minuten au!

Töpferstein 400 g 200^rC erhitzt und abkühlen gelassen, um einen ge

,t^ . , · . . .... härteten und geschäumten Formkörper herzustellen

^(DS Ä ^k<^^m'^« j^«^^«™ P"- 55 Der erhaltene, aus der Form genommene geschäumt,

geaaUedurchein&ebmit S^boffnungen von0,15 mm Formkörper wurde dann 2 Stunden in eiSnT Ölofe,

mndurcti). to _{noo c} gebrannt, wodurch ein braunes geschäumte

lOgewichtsprozentige wäßrige Produkt erhalten wurde, das zahlreiche, gleichmäßi]

Gelatinelösung 500 g ^darin weilte, feine, halb geschlossene Poren enthielt

Kolloidale SiHciumdioxiddispersion *· Dieses Produkt besaß eine genaue Abmessung um

(»Snowtex-20«) 100 g Gestalt, die im wesentlichen der verwendeten Forn

Azodicarbonsäureamid 20 g entsprach, und es wurden keine Risse beobachtet

Bentonit 10 g ⁰^ Physikalischen Eigenschaften des Produktes warei

wie folgt:

Beachte: 6_S

•Snowtex-20« ist eine wäßrige kolloidale Dispersion von St- e_. ·.. , „

Hchnndioxid, die Siliciumdioxid in Fern« kolloidaler Par- spezifisch« Gewicht 0,74 g/cm^a

tikeln von 10 bis 20 mp enthalt und eine Feststoffkonzen- Druckfestigkeit 90 kp/cm·

tration von 20 Gewichtsprozent aufweist. Hygroskopizität 0.22 Gewichtsprozent

Beispiel 4

Pyrophyliit 25Og

Quarz 83 g

Töpferstein 420 g

Feldspat 83 g

(Die obigen keramischen Atisgangsmaterialien gingen alle durch ein Sieb mit Sieböffnurigen von 0,15 mm hindurch).

Sgewichtsprozentige wäßrige Lösung

von Carboxymethylcellulose 35Og

Kolloidale Siliciumdioxiddispersion

(die gleiche wie im Beispiel 1) 13 g

Dinitrosopentamethylentetramin ... 13 g

Die obigen Bestandteile wurden homogen geknetet, wodurch eine pastenartige Masse mit einer Viskosität von 1500OcP erhalten wurde. Diese pastenartige Masse wurde in eine quadratische Eisenform von χ 300 χ 10 mm gebracht, deren Innenfläche zur Ablösung mit einem Baumwolltuch bedeckt war und wurde 30 Minuten auf 220⁰C erhitzt und dann abkühlen gelassen, um einen gehärteten und geschäumten Formkörper herzustellen. Der aus der Form genommene geschäumte Formkörper wurde dann Stunden in einem ölofen bei 1200⁰C gebrannt, wodurch ein weißes, geschäumtes Halbporzellanprodukt erhalten wurde, das zahlreiche, gleichmäßig darin verteilte, feine, halb geschlossene Poren enthielt. Dieses Produkt besaß eine genaue Abmessung und Gestalt, die im wesentlichen der verwendeten Form entsprach, und es wurden keine Risse beobachtet. Die physikalischen Eigenschaften des Produktes waren wie folgt:

Spezifisches Gewicht 0,92 g/cm³

Druckfestigkeit 210 kp/cm*

Hygroskopizität 0,17 Gewichtsprozent

Beispiel 5

Pyrophyliit 500 g

Quarz 250 g

Töpferstein 125 g

Feldspat 375 g

(Die obigen keramischen Ausgangsmaterialien gingen alle durch ein Sieb mit SieböfTnungen von 0,15 mm hindurch).

lOgewichtsprozemige wäßrige Lösung

Polyvinyiaikoholfösung WK) g

Kolloidale Siiiciumdioxiddispersion

(die gleiche wie im Beispiel 1) 50 g

Natriumbicarbonat Mg

Silicium 0,05 g

Natrium-N-lauroylsarcosinat 0,5 g

Natriumsulfat 3 g

Bentonit 20 g

Die obigen Bestandteile wurden homogen gemischt, wodurch eine pastenartige Masse mit einer Viskosität von etwa 28000 cP erhalten wurde. Diese pastenartige Masse wurde in eine quadratische Metallform von 300x300x15 mm gebracht, deren Innenfläche zur Ablösung mit Baumwollstoff überzogen war. Die Zusammensetzung in der Form wurde zuerst 10 Minuten auf IpO⁰C erhitzt, dann weitere 20 Minuten auf 20O⁰C erhitzt, um einen gehärteten und geschäumten

ίο Formkörper herzustellen. Der aus der Form genommene, geschäumte Formkörper wurde dann 2 Stunden bei 1200" C gebrannt, wodurch ein geschäumtes Porzellanprodukt erhalten wurde, das zahlreiche, gleichmäßig darin verteilte, feine, halb geschlossene Poren

is enthielt. Dieses Produkt besaß eine genaue Abmessung und Gestalt, die im wesentlichen der verwendeten Form entsprach, und es wurden keine Risse beobachtet. Die physikalischen Eigenschaften des Produktes waren wie folgt:

Spezifisches Gewicht 0,90 g/cm³

Druckfestigkeit 200 kp/cm*

Wärmeleitfähigkeit 0,15 kcal/m. h°C

»5 Beispiele

100 g einer Mischung von Quarz und Pyrophillit im Gewichtsverhältnis von 1: 1 und die ein Sieb mit Sieböffnungen von 0,15 mm passierten, wurden mit 1,5 g Bentonit, 50 g einer 5gewichtsprozentigen wäßrigen Polyvinylalkohollösung und 2 g Azodicarbonsäureamid homogen gemischt, wodurch eine pastenartige Masse mit einer Viskosität von 20000 cP erhalten wurde. Diese pastenartige Masse wurde in eine 80 mm hohe, hohle zylindrische Form mit einem Innendurchmesser von 40 mm gebracht, die mit einem konzentrischen Zylinder eines Außendurchmessers von 24 mm versehen war, dessen Innenfläche mit Fluoiharz überzogen war. Die Masse in der Form wurde 30 Minuten auf 200⁰C erhitzt und dann abkühlen gelassen, um einen gehärteten und geschäumten Formkörper herzustellen. Der aus der Form genommene geschäumte Formkörper wurde 4 Stunden in einem Elektroofen bei 1150⁰C gebrannt, wodurch ein weißes, zylindrisches, geschäumtes Produkt erhalten wurde, das zahlreiche, gleichmäßig darin verteilte, feine, halb geschlossene Poren enthielt. Das somit erhaltene Produkt besaß eine genaue Abmessung und Gestalt, die im wesentlichen der verwendeten Foim

so entsprach. Die Eigenschaften des Produktes waren wie folgt:

Spezifisches Gewicht 0,72 g/cm^s

Scheinporosität 60,4%

Druckfestigkeit 95 kp/cm·

Hygroskopizität 0,32 Gewichtsprozent

Wasserfiltrierung 470 l/min/m·.

Claims (6)

den letzten Jahren wir4 die Schaffung von leichter. Patentansprüche: Baumaterialiea ein schwerwiegendes Problem. Es iit

1. Verfahre* air HereteHang eines keramischen bekannt, geschäumte Betonprodukte durch die Verl^cfctfojiakSrpeis «ater VerarfjeitUBg von pulveri- wendung der chemischen Reaktion zwischen AIusiertem keramischen Äesgaegsmaterial, Wasser, 5 miniüm od. dgL Metallpulver nut alkalischen Sub-

wasseriSsBchen hodunofekalaren Substanz stanzen zur trzeugung von Wasserstoögas herzu-Treibmittel und anschließendem Brennen des stellen. Nach diesem Verfahren besteht jeooch wegen Bköi^pcr^dadurchgekennzeichaet, des erzeugten Wasserstoffgases die Gefahr der hxiJaS ate Treibmittel, das bei Eriikzen auf 50 bis plosion, uad wenn der geschäumte Beton einem an-300⁰C unter Zersetzung Gas erzeugt, Azodicarbon- io schließenden Härtuagsvorgang ausgesetzt wird, welsftareaniid, ρ,ρ-OxybisbeiBEQlsöBon^hydrazid, eher zur Erreichung eines leichten Betopproduktes mit p-Toluolsulfonylsemicarbazid, Beazolsalfoayisenii- ausreichender mechanischer Festigkeit wesertlich ist, caioazid, Dinitroso-pentamethylentetramin, p-To- tritt unvermeidlich eine beträchtliche Kontraktion luolsnlfonylhydrazid, Benzolsulfonylhydrazid, Azo- oder Expansion ein und macht es somit schwierig, das biscyclohexannitril, Azo-bisisobutyronitril, Natri- *5 Produkt frei von Rissen und mit genauen Abmessungen umbiearbonat, Ammoniumbicarbonat oder Am- und gewünschten Formen zu erhalten. Dies bedeutet, moniumcarbonat eingesetzt wird, das mit pulveri- daß das obige Verfahren für die Herstellung versiertem keramischen Ausgangsmaterial und einer . schiedener Baumaterialien nicht anwendbar ist, wie wäßrigen Lösung einer wasserlöslichen hochmole- beispielsweise Ziegel, Waodmaterialien usw., welche kularen Substanz unter Herstellung einer schäum- 20 genaue Abmessungen und gewünschte hormen aufbaren pastenartigen, keramischen Masse mit einer weisen müssen.

Viskosität von 5000 bis 50000 cP, die die wasser- herner ist in der US-PS 3 175 918 ein Verfahren zur

lösliche hochmolekulare Substanz in einer Menge Herstellung poröser feuerfester Körper aus fempulverivon 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das sierten anorganischen Substanzen durch die Verwen-Gewicht des keramischen Ausgangsmaterials, ent- 25 dung von Phenolharz, Epoxyharz und ähnlichen hält, vermischt wird, die schäumbare Masse in hiuehärtbaren Harzen als ein Bindemittel in Anweseneiner Form auf 50 bis 300 C unter Verschäumen heil vorgeschäumter Phenolharze und dergleichen harz- und Aushärten erhitzt wird und das geschäumte artigen Treibmitteln veröffentlicht. Um jedoch durch Produkt bei einer Temperatur von 800 bis 1600⁰C dieses Verfahren leichte Produkte zu erhalten, ist es unter Zersetzung und Verdampfung der wasser- 30 wesentlich, das Bindemittelharz in einer großen Menge löslichen hi/chmolekularen Substanz gebrannt wird. von mehr als 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- anorganischen Substanzen, zu verwenden und ferner zeichnet, daß das pulverisierte keramische Aus- das Harz durch Erhitzen zu carbonisieren. Während gangsmaterial aus Partikeln besteht, die durch ein des Carbonisieren tritt leicht wegen der Zersetzung Sieb mit Sieböffnungen von 0,29 mm hindurch- 35 einer solch großen Harzmenge ein beträchtliches gehen. Schrumpfen ein, was ein Produkt mit unerwünschten

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Rissen und ungenauen Abmessungen und Formen gekennzeichnet, daß die wasserlösliche hochmole- ergibt.

kulare Substanz aus wenigstens einem der Ma- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Her-

terialien Polyvinylalkohol, Carboxymethylceüu- 40 stellungsverfahren für rißfreie, leichte, geschäumte, lose, Natriumalginat, Gelatine, lösliche Stärke, keramische Produkte mit engen dimensionaien ToIe-Dextrin und Endmelasse besteht. ranzen in einer großen Vielzahl von gewünschten

4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch Formen und mit ausgezeichneter mechanischer Festiggekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung der keit ohne unerwünschtes Schrumpfen während uer wasserlöslichen hochmolekularen Substanz in Korn- 45 Herstellung ders*·¹' ..1 vorzusehen, wobei die zellartigen bination mit einer wäßrigen kolloidalen Lösung keramischen Produkte offene oder halb geschlossene von Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid verwendet Zellstrukturen und gleichmäßige Festigkeit aufweisen, wird, wobei die wäßrige kolloidale Lösung in einer um ein Schneiden, Schleifen und dergleichen maschi-Feststoffmenge, bezogen auf das Gewicht der neue Verarbeitung zu erlauben und zu ermöglichen, hochmolekularen Substanz, von 1 bis 50 Gewichts- 50 daß die Produkte durch Glasur, Beschichtung mit prozent verwendet wird. Harzen, Drucken, Ausmeißeln usw. verziert werden

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch können. Dabei sind die keramischen Produkte der gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung der obigen Eigenschaften aus pulverisierten keramischen wasserlöslichen hochmolekularen Substanz in Korn* Rohmaterialien unter Verwendung von äußerst kleinen bination mit 1 bis 50 Gewichtsprozent Wasserglas, 55 Mengen an Bindemittel auf einfache Weise herzustellen, bezogen auf das Gewicht der hochmolekularen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Substanz, verwendet wird. Herstellung eines keramischen Leichtformkörpers

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch unter Verarbeitung von pulverisiertem keramischen gekennzeichnet, daß das Treibmittel in einer Ausgangsmaterial, Wasser, einer wasserlöslichen hoch-Menge von 2 bis 6 Gewichtsprozent, bezogen auf 60 molekularen Substanz und Treibmittel und anschliedas Gewicht des keramischen Ausgangsmaterials, ßendem Brennen des Formkörpers, aas dadurch geverwendet wird. kennzeichnet ist, daß als Treibmittel, das bei Erhitzen