DE2242548A1 - Feuerfestes raum- oder flaechengebilde und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Feuerfestes raum- oder flaechengebilde und verfahren zu seiner herstellung

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DE2242548A1
DE2242548A1 DE19722242548 DE2242548A DE2242548A1 DE 2242548 A1 DE2242548 A1 DE 2242548A1 DE 19722242548 DE19722242548 DE 19722242548 DE 2242548 A DE2242548 A DE 2242548A DE 2242548 A1 DE2242548 A1 DE 2242548A1
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Geb Herberholz Herta Hoener
Hermann Hoener
Peter Dipl Ing Luethge
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ZELTER KARL F
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ZELTER KARL F
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/10Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/12Condensation polymers of aldehydes or ketones
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E04B1/941Building elements specially adapted therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/16Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products of fibres, chips, vegetable stems, or the like

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Description

Patentanwalt* «λ ι λγ / Q
Dr. R. Pöschenrieder Dr. E. Boc-ttner L L H Z D H
DipL-lng-H.-J. Müller Dr. Th. ßerendt
8 Miiachen 80
*. 3*, Tet. 47 51 55
Hermann Höner,. 28 Bremen, Hemhertistr. 9 Peter Lüthge, 2801 Heiligenrode, Ahornweg 4 Karl F. Zelter, 2819 Nordwohlde, Heide Kr. 108 Erwin H. Fietz, 283 Bassum, Lange Wand 1.
Herta Höner geb. Heberholz, 28 Bremen, RemJ)ertistr.
Feuerfestes Saum- oder Flächengetilde und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung "betrifft ein feuerfestes Raum- oder Flächengebilde, insbesondere ein Bauelement, das im wesentlichen aus einem expandierbaren-Mineral und einem Aminoplast-Bindemittel zusammengesetzt ist.
Die Mineralien Perlit und Vermiculit sind als feuerfeste Stoffe vulkanischen Ursprungs "bekannt, die aufgrund von Wassereinschlüssen beim Erhitzen iiber etwa 10000C expandieren und dadurch ihr Volumen vergrössern. Die aufgeblähten Mineralien finden u.a. zusammen mit G-ips oder Zement als Bindemittel Verwendung zur feuerfesten Umkleidung von Stahlträgern oder zur Herstellung von Bauteilen.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 659 083 ist ferner eine feuerfeste Bauplatte bekannt, die aus nichtaufgeblähtem Perlit oder Vermiculit, Holzspänen und einem Aminoplastharz als Bindemittel zusammengesetzt
409810/0705
ist und 10 bis 80 Gewichtsprozent Mineralstoffe, bezogen auf das Holzgewicht, enthalten soll.
Es wurde gefunden, dass aus expandiertem Perlit oder Vermiculit zusammen mit einem bestimmten /Uninoplast-Bindemittel feuerfeste Raum- oder Flächengebilde, wie Bauelemente, feuerfeste Beschichtungen, Hitzeschilde für Raketen und Raumfahrzeuge, Isolierstoffe und dergleichen erzeugt werden können, die bemerkenswerte Festigkeitseigenschaften neben einem geringen Raumgewicht und weitgehender Dimensionsstabilität bei Hitzeeinwirkung haben und diesbezüglich den nach dem Stand der Technik vergleichbaren Werkstoffen überlegen sind.
Das erfindungsgemässe Raum- oder Flächengebilde, insbesondere Bauelement, bestehend aus einem expandierbaren Mineral, einem Aminoplast-Bindemittel und gegebenenfalls zusätzlichen, festigkeitserhöhenden Hilfsstoffen ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus mit einem Melamin- oder Harnstoff-Formaldehydkondensat gebundenem thermisch expandiertem Perlit und/oder Vermiculit zusammengesetzt ist und einen Perlit- bzw. Vermiculitgehalt von etwa 60 bis 85 Volumenprozent aufweist.
Als festigkeitserhöhende Einlagen können solche aus Metall, Glas- oder Mineralfasern verwendet werden.
Das Verfahren zur Herstellung dieses Raum- oder Flächengebildes ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein wasserlösliches Melamin- oder Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat in Wasser löst, expandiertes Perlit oder Vermiculit im Volumenverhältnis von 1 Teil Vorkondensat
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zu 3 Ms 6 Teilen Perlit bzw. Vermiculit sowie ein übliches Härtungsmittel für das Vorkondensat zusetzt, nach dem gründlichen Vermischen das pastenartige Gemenge formt, aushärtet und trocknet.
Gemäss einer besonderen und für die Herstellung von Isolierbauteilen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden aufgeschäumte, porige Raum- oder · Flächengebilde dadurch geschaffen, dass man dem Gemisch aus dem expandierten Perlit und/oder Vermiculit mit der wässrigen Lösung des Vorkondensats einen bei einer Temperatur unterhalb etwa 1600C unter Gasbildung zersetzbaren Stoff als Treibmittel' sowie vor, während, oder nach dem Treibmittelzusatz ein übliches Härtungsmittel für das Vorkondensat zusetzt, das pastenartige Gemenge formt, auf die Zersetzungstemperatur des Treibmittels erhitzt, aushärtet und trocknet.
Um ein derart hergestelltes poriges Produkt mit geringer Dichte von z.B* 0,6 bis 0,8 wasserfest zu machen und die mechanische Festigkeit zu verbessern, wird das aufgeschäumte getrocknete Produkt mit einer wässrigen Lösung aus dem Vorkondensat und gegebenenfalls einem Härtungsmittel für das Vorkondensat nachimprägniert und getrocknet.
Als Treibmittel können z.B. Ammoniumcarbonat oder
Azodicarbonamid in Mengen von z.B. 2 bis 10 Gewichtsmehr
prozent oder/nach den jeweiligen Erfordernissen verwendet werden. Geeignete Härtungsmittel für das Vorkondensat sind Ammoniumsalze, wie Ammoniumphosphat
A09810/0705
oder -Chlorid, anorganische Säuren, wie Salzsäure, organische Säuren, wie Ameisen- oder Essigsäure oder Lewis-Säuren, wie sie an sich als Härter bzw. Kondensationebeschleuniger fur Aminoplaste bekannt sind· Sie werden in Mengen von 3 bis 20 %f vorzugsweise 5 bis 10 #, bezogen auf das Gewicht des Gemisches, eingesetzt.
Die festigkeitserhöhenden Einlagen, wie sie insbesondere für mechanisch steife oder selbsttragende Bauelemente bevorzugt werden, wie Metalleinlagen (Baustahlgewebe und dergleichen), Glasfaserstränge oder -sttioke oder Mineralfasern (Asbest, Steinwolle) können beim Ausformen des pastenartigen Gemenges aus dem Mineral und der Vorkondensateeung mit Zusätzen, wie Härtungs- und/oder Treibmitteln in die Form eingelegt werden, bis der Formkörper ausreichend ausgehärtet ist und der Form entnommen werden kann, wae nach Erwärmen auf 70 - 900C nach etwa 1,5 Stunden der Fall ist.
Gemäss einer weiteren AusfUhrungsform kann das paetenartige Gemenge auch auf elektrostatischem oder mechanischem Wege, z.B. mittels Spritzvorrichtungen, auf eine feste Oberfläche, z.B. von Bauelementen aus
anderen Stoffen, wie Stahlträger, Holzwände oder Zement- bzw. Gipswände aufgebracht und gegebenenfalls nach Erhitzen dort ausgehärtet werden. Hierdurch können an sich nicht ausreichend feuerfeste Baustoffe und Formkörper, wie Bauelemente, feuerfest gemacht werden.
/,0981 0/070S
Demzufolge ist eine bevorzugte Anwendungsform der erfindungsgemässen Raum- oder Flächengebilde das Ummanteln von feuerempfindlichen Raum- oder Flächenge-Mlden.
Die erfindungsgemässen Raum- oder Flächengebilde lässt man vorzugsweise nach dem Aushärten "bei erhöhter Temperatur 1/2 bis 2 Tage bei 20 bis 300C nachhärten,
um eine maximale Bindefestigkeit zu erzielen. Sie können sodann gegebenenfalls noch einer weiteren Bearbeitung unterzogen werden. Ihre Flammfestigkeit ist ungewöhnlich gross. Sie werden z.B. von Schweissbrennerflammen auch nach längerer Einwirkung kaum verändert, so,dass sie für spezielle Hochtemperatur-Anwendungen, wie Geldschrankisolierungen, Raketenspitzen und dergleichen besonders geeignet sind. Sie sind somit nach DIN 4102 in die Gruppe A der nichtbrennbaren Baustoffe einzureihen. Diese Eigenschaften machen den Werkstoff auch geeignet zur Herstellung explosionsge-
in fährdeter Räume, wie auf Schiffen oder/chemischen Fabriken. Auch unbrennbare Möbel sowie Rohre können daraus hergestellt werden. Gegen Lösungsmittel, wie Wasser, Benzin, Benzol, Methylenchlorid, Äthyläther, Aceton, Äthylacetat und Äthanol ist das Material beständig. Daher können die Raum- oder Flächengebilde auch mit Üblichen Anstrichen versehen werden.
- Patentansprüche -
409810/Q705

Claims (9)

Patentansprüche
1. Feuerfestes Raum- oder Flächengebilde, insbesondere Bauelement, bestehend aus einem expandierbaren Mineral, einem Aminoplast-Bindemittel und gegebenenfalls zusätzlichen, festigkeitserhöhenden Hilfestoffen, dadurch gekennzeichnet, dass es aus mit einem Melamin- oder Harnstoff-Formaldehydkondensat gebundenem thermisch expandiertem Perlit und/oder Vermiculit zusammengesetzt ist und einen Perlit- bzw. Vermiculitgehalt von etwa 60 bis 85 Volumenprozent aufweist.
2. Raum- oder Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in aufgeschäumter, poriger bzw. Form vorliegt. zelliger
3. Raum- oder Flächengebilde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich feetigkeitserhöhende Einlagen aus Metall, Glas- oder Mineralfasern enthält.
4-. Verfahren zur Herstellung eines Raum- oder Flächengebildes nach Anspruch 1 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass man ein wasserlösliches Melamin- oder Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat in Wasser löst, expandiertes Perlit oder Vermiculit im Volumenverhältnis von 1 Teil Vorkondensat zu 3 bis 6 Teilen Perlit bzw. Vermiculit sowie ein Übliches Härtungsmittel fUr das Vorkondensat zusetzt, nach dem gründlichen Vermischen das pastenartige Gemenge formt, aushärtet und trocknet.
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5. Verfahren zur Herstellung eines Raum- oder llächengebildes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein wasserlösliches Melamin- oder Harnstoff-.Formaldehyd-Vorkondensat in Wasser löst, expandiertes Perlit und/oder Vermiculit im Volumenverhältnis von 1 Teil Vorkondensat, zu 3 bis 6 Teilen Perlit bzw. Vermiculit zugesetzt, einen bei einer Temperatur unterhalt» etwa 1600C unter Gasbildung zersetzbaren Stoff als. Treibmittel sowie vor, während, oder nach dem Treimi'ttel- zusatz ein übliches Härtungsmittel für das Vorkondensat zusetzt, das pastenartige Gemenge formt, auf die Zersetzungstemperatur des Treibmittels erhitzt, aushärtet und trocknet.
6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet", daß man das aufgeschäumte getrocknete Produkt mit einer wässrigen Lösung aus dem Vorkondensat und gegebenenfalls einem Här.tungsmittel für das Vorkondensat nachimprägniert und trocknet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Treibmittel Azodicarbonamid oder Ammoniumcarbonat verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemenge in einer Form ausformt, die festigkeitserhöhende Einlagen aus Metall, Glas- oder Mineralfasern enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß man das pastenartige Gemenge elekirostatisch oder mechanisch auf eine feste Oberfläche aufbringt und anschließend gegebenenfalls nach Erhitzen trocknet.
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Verwendung des Raum- oder Flächengebilde8 nach Anspruch 1, 2 oder 3 zum Versehen von feuerempfindlichen Raum- oder Flächengebilden mit einer feuerfesten Ummantelung.
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