DE2048391A1

DE2048391A1 - Flussige anorganische feuerfeste Zu sammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2048391A1
Application number: DE19702048391
Authority: DE
Inventors: M Watanabe; R Watanabe
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1969-10-01
Filing date: 1970-10-01
Publication date: 1971-04-08
Also published as: US3709723A; SE375787B

Description

Gase 45 520-2

l'okyo Shibaura Electric Co. Ltd., Kawasaki-shi, Japan

Flüssige anorganische feuerfeste Zusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung

Sie Erfindung bezieht sich auf flüssige anorganische feuerfeste Zusammensetzungen und ein Verfahren zum Herstellen feuerfester Stoffe, die nach Aushärten dieser Zusammensetzungen erhalten werden.

Als übliche feuerfeste Anstrichmittel nimmt man Anstrichmittel, die feuerfest durch Zugabe anorganischer Salze zu organischen Harzen« wie dem Alkydharz oder Silikonharz, gemacht wurden. Diese Anstrichmittel bestehen nicht vollkommen aus anorganischer Materiei solche Anstrichmittel können daher nur als flaamenverzögernd bzw. flammwidrig bezeichnet werden. Werden solche Anstrichmittel auf eine Temperatur oberhalb JOO bis AOO⁰C erwärmt, so erleiden sie eine Verschlechterung dieser Eigenschaft aufgrund von Weichwerden oder aufgrund von Mißbildung. Sind solche Anstrichmittel Flammen auegesetzt, so verbrennen sie mit schwarzem Hauch und setzen ein giftiges Gas frti.

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Als Zusammensetzungen mit besserer ieuerbeständigkeit sind anorganische feuerfeste Materialien, wie Aluminiumphosphat, Borphosphat etc., bekannt. Aluminiumphosphat insbesondere ist beständig bei !Temperaturen oberhalb '150O⁰V.: und besitzt auch adäquate physikalische festigkeit. Solche feuerfeste iiaterialien können offensichtlich in größerem Umfang Verwendung finden, wenn diese anorganischen feuerfesten Stoffe als flüssige Zusammensetzungen sich herstellen lassen, die auf die Oberfläche eines Basismaterials oder Substrats aufgebracht und dann durch Erwärmung auf Temperaturen unterhalb 15O°O erwärmt werden und einen anorganischen feuerfesten Überzug, der völlig unbrennbar, feuerbeständig und physikalisch fest ist, bilden· Es ist jedoch schwierig gewesen, die obengenannte feuerfeste tfoerzugaschicht auf das Basismaterial von geringerer Jeuerbeständigkeit auszubilden, da diese anorganischen feuerfesten Stoffe als Verbindung erhalten wurden, die vorher gebrannt war und hernach in die gewünschte Gestalt zum Sintern bei hohen Temperaturen oberhalb 1000⁰C geformt wurde.

Unter Berücksichtigung der obengenannten Nachteile sollen erfindungsgemäß anorganische feuerfeste Stoffe in ü'orm einer flüssigen Zusammensetzung sowie ein '/erfahren vorgeschlagen werden, durch das verschiedenen Basismaterialien hohe Feuerbeständigkeit verliehen wird, indem diese flüssigen Zusammen-Setzungen auf die Oberflächen der verschiedenen Basismaterialien aufgebracht und hernach diese aufgebrachten flüssigen Zusammensetzungen gehärtet werden. Auch sollen erfindungsgemäß diese flüssigen Zusammensetzungen als feuerfeste Klebstoffe vorgesehen werden.

Die flüssigen anorganischen feuerfesten Zusammensetzungen zeichnen sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß sie als Hauptbestandteile (1) ein rietallnitrid aus der Gruppe Aluminiumnitrit, Bornitrit, Titannitrit, Jäisennitrit, Thalliumnitrit

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und Zirkonnitrit und (2) einen Bestandteil aus der Gruppe Phosphorsäure und Ammoniumphosphate aufweisen, wobei diese flüssigen Zusammensetzungen axif die Oberfläche eines Basismaterials aufgebracht werden und anschließend für deren Reaktion zum Härten bei einer iemperatur im Bereich zwischen Zimmertemperatur und 150⁰^ gesorgt wird, so daß ein anorganischer feuerfester Überzug erhalten wird.

Unter den Metallnitriden, die für die flüssige Zusammensetzung nach der Erfindung brauchbar sind, sind Aluminiumnitrit, 'i'itannitrit, Eisennitrit und Thalliumnitrit relativ aktiv in ihren Reaktionen mit Phosphorsäure, wodurch schnell ein hochbindendes gehärtetes Material gebildet wird. Ein Metallnitrit hat im allgemeinen die Neigung, in seiner Reaktion gegen Phosphorsäure zu härten ; Metallnitride der aktiven Materialien, die zur Gruppe I und II des Periodischen Systems gehören, wie Magnesiumnitrit oder chemisch instabile Hetallnitride, wie Molybdännitrit und Wolframnitrit, sind zu reaktionsfähig gegen Phosphorsäure, um sie erfindungsgemäß nutzbar machen zu können. Als Ammoniumsalze der Phosphorsäure können gewünschtenfalls Verwendung finden: Monoammoniumphosph&t, Biammoniumphosphat und l'riammoniumphosphat. Der Vorteil, der in der Verwendung dieser Ammoniumsalze der Phosphorsäure liegt, ist zunächst darin zu sehen, daß Zusammensetzungen, die diese iietallnitride und ein Ammoniumphosphat als Hauptbestandteil enthalten, chemisch neutral sind und auf Basismaterialien sich aufbringen lassen, die empfindlich gegen saure Bestandteile sind, wie Aluminium und Magnesium, und ist zweitens darin zu sehen, daß eine große Menge Ammoniak bei der Reaktion des Ammoniumphosphats mit diesen Metallnitriden freigesetzt wird und daß der Überzug die folgenden Eigenschaften erhält: porös, von leichtem Gewicht, hinsichtlich des Wertes der physikalischen Festigkeit relativ hoch; im Wärmeleitvermögen niedrig. Die letztgenannten Werte machen ihn geeignet zur Verwendung als wärmeisolierendes ha~

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terial. Wird ein Gchäuinungsmittel, Vfie Aliiminiumpulver zu der Zusammensetzung gemischt, so erhält man den besser geschäumten Körper.

Weiterhin können Ferrioxid, ein flüchtiges u'luid, wie Wasser, Alkohol etc., und wärmebeständige anorganische Substanzen, wie oiliziuiiidioxid, Tonerde etc., zur Zusammensetzung außer den genannten Hauptbestandteilen hinzugefügt werden. Ferrioxid wirkt, wenn die feuerfeste flüssige Zusammensetzung auf elektronische Bauteile, wie ein Widerstandselement, aufgebracht wird, dahingehend, die Reaktion dieser flüssigen Zusammensetzung mit dem die Basis bildenden beständigen Katerial zu unterdrücken. Für den Fall, daß ein Anstrichmittel, welches aus Aluminiumnitrit und Phosphat besteht, ,jedoch kein Ferrioxid enthält, auf ein Widerstandselement aus Zinnoxid aufgebracht wird, wird der Widerstandswert etwa zehnmal größer; für den Fall jedoch, daß ein Ferrioxid enthaltendes Anstrichmittel aufgebracht wird, variiert der Widerstandswert kaum. Der Zusatz feuerfester anorganischer Stoffe, wie Tonerde etc., ist günstig zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit und der physikalischen Festigkeit und erleichtert auch die Steuerung der Härtungsgeschwindigkeit und der Temperatur, bei der das Härten beginnt. Der Zusatz flüchtigen Fluide, wie Wasser, Alkohol etc., trägt dazu bei, die Viskosität der flüssigen Zusammensetzung einzustellen.

Las Kischungsverhältniß eines Ketallnitrits, wie Aluminiumnitrit, Bornitrit etc., mit !Phosphorsäure oder AmmoniumphoB-phat wird nicht besonders angegeben ; es ist jedoch nicht gewünscht, daß Phosphorsäure oder Ammoniumphpsphat über das stöchiometrische Verhältnis für die Reaktion zur Bildung eines Metallphosphats hinausgehend vorgesehen ist, da der Überschuß an solchen Bestandteilen die Eigenschaft der Wasserbeständigkeit_v des^ Überzugs herabsetzt. Ist die llenge an Phosphorsäure

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extrem kleiner als das sböchiomebrische Verhältnis, so wird es notwendig, die Viskosität der Zusammensetzung zu regeln, indem Lösungsmittel, wie Wasser, Alkohol etc., zugemischt werden.

Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen haßnahme beginnen die flüssigen Zusammensetzungen bei einer Temperatur zwischen Zimmertemperatur und '150⁰O auszuhärten, nie Temperaturen oberhalb 150⁰C sollten vermieden werden, da die Reaktion plötzlich bei -"solchen 'Temperaturen stattrindet, wodurch der Oberzug poröfci wird und andere Defekte hervorgerufen werden.

Die folgenden Beispiele beschreiben die Erfindung, ohne sie zu begrenzen»

19 Gewichtsprozent Aluminiumnibrib wurden zu 4-5 Gewichtsprozent Phosphorsäure (Konzentrationj 85 %) und 38 Gewichtsprozent Siliziumdioxid zugesetzt und dann wurde das Gemisch ausreichend durchrührt. Das Gemisch ist ein viskoses i'luid und hat günatig~ ste Eigenschaften hinsichtlich Ausdehnungemöglichkeit und Haftvermögen zur Verwendung als Anstrichmittel und Klebstoffe. Me Mischung wurde als Oberzug auf Platten aus ftetall, Glas, Asbest aufgebracht und dann bei etwa 50⁰O 10 Limiten lang unter Bildung eines dünnen steifen Überzugs getrocknet, der Aluminiumphoephat als Hauptbestandteil enthielt. Dieser !Überzug wurde über 100O⁰O mit; einem Knallgesbrenner erwärmt; er zeigte Jedoch weder Verbrennungeerscheinungen noch Hisse. Das Klebvermögen zwischen Basismaterial (Substrat) und Uberzugsfilm war so groß, daß selbst ein scharfkantiges Werkzeug den Uberaug nicht ab~ aukrataen vermochte.

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Beispiel 2 , , ,._IV„._:.,....

12 Gewichtsprozent Äthylalkohol wurden der Mischung; aus 22 üewichtsprozent Aluminiumnitrit, 33 Gewichtsprozent Phosphorsäure und 33 Gewichbsproaent Silica zugegeben; das resultierende viskose Fluid wurde auf das gleiche Basismaterial wie in Beispiel 1 als Überzug aufgebracht. Nach 10-minübiger Trocknung bei 100⁰C erhielt man einen dünnen steifen überzug, der Aluminiumphosphat als Hauptbes bandbeil enthielt und ausgezeichnete Wärmeböständigkeib und Klebvermögen wie im Falle des BeI-" spiel 1 aufwies.

Für den Fall, daß Alkohol nicht zugegeben wurde, härbete die Mischung aus, wenn sie bei Zimmertemperatur 24 Stunden lang allein belassen wurde. Für den if all, daß Alkohol augegeben und dann das Ganze stehen gelassen wurde, härtete die Mischung nicht und behielt ihren nicht-umgasetzten Zustand bei, bis der Alkohol völlig verdunstet war. Dieses Merkmal einer Mischung ist von großem Vorteil für Schutz- oder Imprägnierungszwecke·

Natürlich verdampft der Alkohol völlig bei oder nach dem Härten und beeinflußt die Unverbrennbarkeit nicht ungünstig.

Beispiel 5

Unmittelbar nach dem Vermischen von 40 Gewichtsprozent AIueiniumnitrit mit 60 Gewichtsprozent Phosphorsäure war die Mischung ein viskoses Fluid, wurde jedoch zu Aluminiumphosphat nach 2 bis 3 Minuten als Ergebnis der Härtungereaktion. Diese Zusammensetzung ist von geringer festigkeit und Waseerbeständigkeit, verglichen mit den Zusammensetzungen der Beispiele 1 und 3, wo Erwärmungen auf Temperaturen oberhalb 5O⁰O nach der Sugabe von Tonerde etc. zur Mischung vorgenommen wurden, iüese ZueammenaetEung ist jedooh sehr brauchbar, wenn

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da β für den Überzug oder zur Haftung bestimmte Material Temperaturen oberhalb Zimmertemperatur nicht ausgesetzt werden soll.

20 Gewichtsprozent Bornrtrit und 80 Gewichtsprozent Phosphorsäure wurden unter Bildung einc^j.r Mischung gemischt und diese rdßchung wurde wie nach den vorhergehenden Beispielen als Überzug aufgebracht. Die Reaktion lief schnell ab, wenn eine Trocknung bei 150°G etwa 15 Minuten lang vorgenommen wurde; ein Überzug aus Borphosphat wurde gebildet. Obwohl die Reaktion bei dieser Behandlung abgeschlossen wurde, ist es empfehlenswert, den Überzug bei einer Temperatur oberhalb 400⁰O mehr als 1 Stunde lang wärmezubehandeln, da die Festigkeit, Wasserdichtigkeit und das Klebvermögen des Überzugs durch die Wärmebehandlung in beachtlicher Weiae gesteigert v/erden.

Beispiel ^

2 Seile Aluminiumnitrit, 20 Teile einer wäßrigen Lösung aus Diammoniumphosphat (NE^HPQ^ (H₂O : (NH^)₂HP0^ «1:2) und 4- Teile Siliziumdioxid als Füllstoff wurden vermischt und zu einer viskosen schlammigen Mschung gerührt; der pH-Wert der Mischung lag bei 7· Wurde die Mischung auf ein Aluminiumblech als überzug aufgebracht und bei 70⁰O 30 Hinuten lang zum Harten erwärmt, so haftete der Überzug fest am Aluminiumblech im festen Zustand. Der überzug riß nicht, pellte nicht ab und rief auch nicht andere Defekte hervor, selbst wenn eine Erwärmung bei etwa 400⁰C 3 Stunden lang vorgenommen wurde; das Klebvermögen wurde in beachtlicher Weise gesteigert\ der Überzug ließ sich mit dem Messer nicht abkratzen.

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20 Teile einer Mischung mit einem pH-Wert von 7 aus

2 Teilen Aluminiumnitrit, einer wäßrigen Lösung aus Konoammoniumphosphat (NH₄)H₂PO₄ (H₂O : (HH₄)H₂PO₄ « 1 ; 2) und

3 Teilen Kaiiumhydroxid KOH wurden mit 2 Seilen Siliziumdioxid und 1 Teil Eisen als Pigment vermischt? die resultierende Mischung wurde gerührt· Die Mischung war ein viskoses Fluid, wie die nach Beispiel 1 hergestellte, und "besaß eine gute AuBdehnungsmöglichkeit und Klebvermögen und war geeignet als Anstrichmittel und Klebstoff. Wurde diese Mischung ale Überzug auf Aluminium und Asbestplatten aufgebracht und zum Härten bei normaler Temperatur getrocknet, so erhielt man einen steifen, rot gefärbten Überzug.

Dieser überzug sseigte ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich Wärmebeständigkeit und Klebvermögen, wie der Überzug nach Bei«- spiel 1.

Beispiel 7

2 Teile Aluminiumnitrit, 60 Teile einer wäßrigen Lösung aus Triammoniumphosphat (HH^)₃PO₄-JH₂O (HgO : (NH₄),PO₄/3H₃O « 1 : 5) und 20 Teile Siliziumdioxid wurden zur Bildung eines Fluids vermischt und dann in eine kubische Form eingefüllt. Nach Erwärmung und Verfestigung über 1 Stunde bei 100⁰O erhielt man eine hinsichtlich des Gewichtes leichte Substanz mit einer Dichte von 2 g/cnr. Das kubische Produkt behielt seine Festigkeit ohne Verformung, selbst wenn eine Erwärmung auf hohe Temperaturen oberhalb 1000⁰O mit einem Knallgasbrenner vorgenommen wurde.

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Beispiel 8

2 Seile Aluminiumnitrit, 4- 'Beile Phosphorsäure, 2 £eile Siliziumdioxid und 1 Teil Ferrioxid FegO* w¹¹¹'^®¹¹ gemischt und zu einem Anstrichmittel gerührt. Ideses Anstrichmittel bestand aus einem viskosen Fluid und war hinsichtlich Ausdehnungsvermögen und Klebfestigkeit für ein Anstrichmittel geeignet· Dieses Anstrichmittel wurde als Überzug auf einen Widerstandskörper aus einer Zinnoxidfolie aufgebracht und dann durch Trocknen bei 7O⁰G etwa 3 Stunden lang gehärtet. Der getrocknete Oberzug war sehr steif, glatt und glänzend. Wurde der mit diesem Anstrich überzogene Widerstandskörper bei 100O⁰C 1 Stunde lang erwärmt und dann auf Zimmertemperatur getrocknet, so ergab sich ein nicht-brennbarer Überzug, der auch keinerlei giftiges Gas freisetzte, noch für Risse sorgte. Im übrigen blieb der Widerstandswert dieses mit diesem Anstrichmittel als Überzug versehenen Widerstandskörpers meist unverändert; der Widerstandskörper von etwa 500 KfI änderte den Widerstandswert nur innerhalb von Grenzen von + T,.5 #, der von 10 KiI nur innerhalb * 1,0 %.

iiir den ?all, daß ^epO, allein aus der obengenannten Zusammensetzung eliminiert wurde, stieg der Widerstandswert des Widerstandskörpers auf das Vier- bis !Fünffache des Widere tandswert es vor dem Überziehen.

Beispiel 9

2 2eile Aluminiumnitrit, 4,5 OJeile Phosphorsäure, 2 Seile AlgO,, 1 I'eil tfe₂°3 ^¹¹⁴ ^ ^Teil Wasser wurden zur Bildung eines Anstrichmittels vermischt. Dieses Anstrichmittel hatte eine für einen Anstrich entsprechend Beispiel 1 geeignete Fluidität· Das Anstrichmittel wurde ale Überzug auf einen Widerstandskörper aus einer Zinnoxidfolie aufgebracht und dann etwa 10 Stunden

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lang bei 70 C getrocknet. Der Wärraewiderstand und die physikalische Festigkeit dieses fJberzuga waren genauso ausgezeichnet wie die nach Beispiel 1 erhaltenen. Die zum Härten des Oberzugs durch Erwärmung bei 70⁰C erforderliche Zeit betrug aber mehr als das Dreifache, verglichen mit der nach Beispiel 1. Dies war auf die Zugabe von Wasser zurückzuführen und das Anstrichmittel dieser Zusammensetzung zeigte sich als zweckmäßig, wenn es viele Stunden nach der Herstellung aufgehoben wurde. Der Einfluß auf den Widerstandswert des Zinnoxidwiderstands war kaum bemerkbar wie im Falle des Beispiels 8.

Beispiel 10

2 Teile Aluminiumnitrit AlN, 4- Teile Phosphorsäure, 2 Teile Siliziumdioxid und 0,2 Teile Ferrioxid Fe₂O, wurden vermischt und aur Bildung eines Anstrichmittels gerührt. Das resultierende Produkt war ein viskoses Fluid. Dieses Anstrichmittel wurde als Überzug auf einen Widerstand aus einer Zinnoxidfolie entsprechend Beispiel 8 aufgebracht und bei 7O⁰C 1 Stunde lang getrocknet. Der Wärmewiderstand und die physikalische Festigkeit dieses Überzuges zeigten ebenso ausgezeichnete Werte wie die nach den Beispielen 8 und 9· Jedoch war der Einfluß dieses Überzuges auf den Widerstandswert des Widerstandes etwas größer als in Beispiel 8 und 9j der Widerstandswert variierte innerhalb etwa + 1,8 % beim Widerstand von 300 RiX und innerhalb + 1,3 % beim Widerstand von 10 KjCt · Diese änderung dee Widerstandawertes innerhalb eines kleinen Bereiches braucht in Praxis keine Beachtung zu finden, da die WiderstandsSchwankung von etwa + 5 % in dem Falle betrug, wo übliche organische Ane'trichmittel als Überzug aufgebracht und getrocknet wurden.

Beispiel 11

20 Teile Titannitrit (Mischung aus TiN und Ti₂N), 39 Teile Phoe-

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phorsäure und 4-1 Seile ßiliziumdioxid wurden mit Wasser geknetet und als Überzug auf die Böden von zwei zylindrischen Tonerdeporzellankörpern von 2 cm Durchmesser aufgebracht· Sind beide mit überzug versehenen Flächen bei etwa 12O⁰G 10 Minuten lang, während sie noch in Kontakt miteinander stehen, getrocknet, so härtete die Mischung aus und beide Tonerdeporzellankörper hafteten fest. Die Biege- oder Verschiebefestigkeit dieser Klebeverbindung betrug mehr als 100 kg/cm und die JELebefestigkeit nahm selbst bei einer Erwärmung bis über 800°0 nicht ab.

Beispiel 12

21 ieile Sioennitrit (Gemisch aus Fe^N und Fe₂N), 30 Seile Phosphorsäure und 49 Seile Glimmer wurden mit Wasser zur Bildung eines Fluids geknetet und die Mischung als Überzug auf Platten aus Metall, Glas, Asbest etc. aufgebracht. Ist der überzug bei 50⁰C 10 Hinuten lang getrocknet, so härtet er aus und bildet einen Überzug und haftet fest an dem darunter befindlichen Basismaterial. Bei diesem Beispiel sind die Festigkeit des Überzugs und das Haftungsvermögen an das Basismaterial besonders ausgezeichnet für den Fall, daß der Überzug auf Bisenblech oder Sisenplatten aufgebracht wurde.

Beispiel 13

24 Seile Ehalliumnitrit und 15 Seile Phosphorsäure wurden zur Bildung eines Fluids vermischt und die Mischungen wie nach dem vorhergehenden Beispiel mit Überzug versehen. War der überzug bei ?O°0 etwa 10 Minuten lang getrocknet, so fand die Reaktion schnell statt und der getrocknete Überzug war gebildet.

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Beispiel 14

10 Teile Zirkoniumnitrit und 9 Teile Phosphorsäure wurden gemischt und zur Bildung eines Fluids gerührt und die Mischung als Überzug wie nach dem vorhergehenden Beispiel aufgebracht. War der iJberzug bei 70⁰C etwa 10 Minuten lang getrocknet, so fand die Reaktion schnell statt und der gehärtete Überzug war gebildet.

Beispiel 15

20 Teile einer wäßrigen Diammoniumphosphat-Löeung CNH₄)₂HP0₄ (H₂O : (NH^)₂HPO₄ «1:2) und 2 Teile Bornitrit wurden «u 5 Seilen Zirkoniumnitrit zur Bildung einer viskosen schlammigen Lischung zugegeben. Wurde die Mschung als Überzug auf Platten aus Aluminium und Asbest aufgebracht und dann bei etwa 70⁰C 30 Minuten lang zur Härtungsbehandlung erwärmt, so entstand eine feste Haftung an den Platten im festen Zustand. Selbst wenn der überzug erhöhten Temperaturen von etwa 500⁰C 3 Stunden lang ausgesetzt war, so zeigte er weder Risse noch Abschälungserscheinungen, sondern hatte sein Klebevermögen um so viel mehr gesteigert, daß er sich mit einem Messer nicht abkratzen ließ.

Beispiel 16

3 Teile Titannitrit (Mschung aus TiN und Ti₂N), eine wäßrige Löeung aus Nonoammoniumphosphat NH₄H₂PO₄ (H₂O 5 NH₄H₂PO₄ * 1 } 2) wurde durch Kaliumhydroxid KOH auf einen pH-Wert von 7 eingestellt, und 2 Teile Siliciumdioxid und 1 Teil Eisenoxid als Pigment wurden miteinander vermischt.

Biese Mschung ist ein viskoses Fluid wie im vorhergehenden Beispiel und hat Eigenschaften hinsichtlich Ausdehnungs- und

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Klebevermögen, die sie als Anstrichmittel geeignet machen·

Vird die Mischung auf Platten oder Bleche aus Aluminium und Asbest als Überzug aufgebracht und dann 8 Stunden lang bei Zimmertemperatur getrocknet, so bildete sich ein gehärteter Überzug wie im Falle des Beispiel 15·

Beispiel 17

3 Teile Zirkoniumnitrit, 20 pfeile einer wäßrigen Lösung aus Monoammdniumphospbat NH^HgPO^ und 20 Teile Asbest wurden vermischt und gerührt. Die sich ergebende Mischung wurde in eine kubische IPorm eingefüllt und 30 Minuten lang bei 150⁰C erwärmt : man erhielt eine kubische Substanz geringen Gewichtes mit einer Dichte von etwa 1,4· g/cm .

kubische Produkt behielt seine festigkeit ohne Deformation bei, selbst wenn eine Erwärmung auf hohe (Temperaturen oberhalb 1000⁰C mit einem Knallgasbrenner erfolgte.

Wie oben erwähnt, kann ein metallisches Salz der Phosphorsäure, ein feuerfestes oder hoch wärmebeständiges anorganisches Material bei niedrigen Temperaturen entsprechend der Erfindung zusammengesetzt bzw. gebildet werden; die Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Maßnahme sind also sehr breit. AIuminiumphosphat und vorher beispielsweise gebranntes Bo!phosphat müssen auf hohe Temperaturen oberhalb 1000⁰C zum Sintern erwärmt werden und solche hohe Temperaturen sorgen für Schwierigkeiten, wie Beschädigung am Füllmaterial und dem darunter befindlichen Material. Feuerfeste flüssige Zusammensetzungen nach der Erfindung reagieren und härten jedoch bei normalen Temperaturen oder Temperaturen nahe dieser Temperatur; es besteht also keine Möglichkeit, Beschädigungen hervorzurufen; die Anwendung kann also erfolgreich auf Baeismaterialien mit niedrig

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gem Wärmewiderstand erfolgen.

Die Mischung aus den lieaktionsteilnehmern dieser Zusammensetzung, das ist ein Netallnitrit und Phosphorsäure oder eine Lösung aus Ammoniumphosphat, ist ein viskoses Fluid und solch eine Mischung hat einen großen Vorteil, da ihre Viskosität oder Reaktionsgeschwindigkeit geregelt werden kann, indem Wasser oder ein flüchtiges Lösungsmittel, wie Alkohol, zugesetzt werden. Sie besitzt jedoch gutes Ausdehnungs- und !Klebvermögen und kann daher als nicht-brennbarer anorganischer Anstrich oder als Klebmittel verwendet werden und die Klebfestigkeit zwischen dem gehärteten Phosphat einerseits und dem Basismaterial andererseits ist sehr groß und die meisten Materialien lassen sich als Basismaterial!en einsetzen. Im Falle, daß Ferrioxid der Zusammensetzung zugegeben wird, reagiert dieses nicht mit dem Widerstandsmaterial, wie Zinnoxid, und hindert auch dessen elektrische Eigenschaft nicht, wenn der Überzug auf solch ein Widerstandsmaterial erfolgt* Andere anorganische Stoffe, wie Siliziumdioxid und Tonerde, können als Additive zur Vergrößerung der festigkeit zugegeben werden und es wird auch möglich, die Härtungsausgangstemperatur im Bereich zwischen Zimmertemperatur und 15O⁰C abhängig von der Verwendungsart zu ändern, was zu einem weiteren Vorteil führt. Das gehärtete Phosphat ist beständig bei Temperaturen oberhalb 100O⁰C und gibt keinen Rauch oder giftiges Gas frei und ist völlig unbrennbar; die ?euerbeständigkeit ist also wesentlich besser als bei üblichen flammenverzögernden feuerfesten Stoffen, die organische Materialien als Hauptbestandteile enthalten.

Nach den obengenannten Beispielen werden feuerfeste flüssige Zusammensetzungen nach der Erfindung als Anstrichmittel oder Klebstoffe verwendet; die Anwendung der Zusammensetzungen nach der Erfindung ist Jedoch nicht auf solche Beispiele begrenzt und kann sich beispielsweise auch auf gießfähige feuerfeste

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Bindemittel, feuerbeständige lionstruktionamaterialien, feuerbeständige f-chichtmaterialien oder feuerbeständige elektrisch leitende Materialien beziehen; weiter können andere gewöhnliche anorganische feuerfeste Materialien, wie Glimmerschlacke» Asbfst, Giliaiurakarbid, Metallpulver etc=, als Additive zusätzlich üura genannten ßiliziumdioxid und zur Tonerde Verwendung findenc

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Io Flüssige anorganische feuerfeste Zusammensetzungen, gekennzeichnet als Hauptbestandteile durch Ca) aus der Gruppe Phosphorsäure und Ammoniumsalze der Phosphorsäure und (b) ein hetallnitrit aus der Gruppe, die besteht aus Aluminiumnitrit, Bornitrit, Sitannitrit, Eisennitrit, Thalliumnitrit und Zirkoniumnitrit.

2« Flüssige anorganische feuerfeste Zusammensetzungen, gekennzeichnet als Bestandteile durch (a) einen aus der Gruppe Phosphorsäure und Ammoniumsalze der Phosphorsäure und Cb) eiii^: Hetallnitrit und (c) Additive-

3. Zusammensetzungen nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv aus einem oder mehreren aus der Gruppe besteht, die Ferrioxid, Lösungsmittel und anorganische Füllstoffe umfaßt.

4. Zusammensetzungen nach Anspruch 55 dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel aus der Wasser und Alkohol umfassenden Gruppe und der anorganische Füllstoff als wenigstens einer aus der Gruppe Siliziumdioxid, 2onerde, Glimmerschlacke, Asbest, Siliziumkarbid und Metallpulver gewählt ist.

5° Verfahren zum Bilden anorganischer feuerfester Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß flüssige Zusammensetzungen hergestellt werden, indem ia) ein Bestandteil aus der Gruppe Phosphorsäure und Ammoniumsalze der Phosphorsäure und (b) ein Metallnitrit gemischt werden und diese flüssige Zusammensetzung auf ein Basismaterial aufgebracht wird und nachher diese Zusammensetzung bei einer Temperatur im Bereich zwischen Zimmertemperatur und 150⁰G zur Bildung eines Phosphats dieses Metalls

zur Reaktion gebracht wird.

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6»" Verfahren zum Herstellen anorganischer feuerfester Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß flüssige Zusammensetzungen hergestellt werden, indem Ca) ein Bestandteil aus der Gruppe Phosphorsäure und Ammoniumsalze der Phosphorsäure, (b) ein Metallnitrit und ic) wenigstens ein Bestandteil aus der Gruppe gemischt werden, die Ferrioxid, Lösungsmittel und anorganische Füllstoffe umfaßt, daß diese flüssige Zusammensetzung auf ein Basismetall aufgebracht wird und nachher dieee Zusammensetzung bei einer Temperatur im Bereich zwischen Zimmertemperatur und 150⁰O zur Bildung eines Phosphats dieses Metalls zur Reaktion gebracht wird.

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