DE2310559A1 - Schaumbeton, ein verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung zur herstellung von bauelementen - Google Patents

Schaumbeton, ein verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung zur herstellung von bauelementen

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Description

509 Leverkusen. Bayerwerk GM/Bn
28, Feb. I973
Schaumbeton, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung zur Herstellung von Bauelementen
Es ist bereits bekannt, daß unter Verwendung mineralischer Körner und von Kunstharzen Dämmstoffe erhalten werden können. Auch Verfahren zur Herstellung von Kunststoffbeton aus porösen mineralischen Materialien und schaumfähigen Gemischen sind Stand der Technik (Deutsche Auslegeschrift 1 239 229).
In diesen Fällen wird das mineralische Material stets durch den Kunststoff verkittet oder verklebt. Die so hergestellten Kunststoffbetonmaterialien haben indessen den Nachteil der Inhomogenität, was mechanisch unterschiedlich stark beanspruchbare Bereiche zur Folge hat. Weiterhin sind oft beträchtliche Mengen an teurem, organischem Kunststoff erforderlich, wodurch auch das Brandverhalten zumeist negativ beeinflußt wird.
Die Magerung von für Bauzwecke üblicherweise verwendeten Betonmaterialien mit organischen, porösen Kunststoffen ist ebenso bekannt wie die Verfahrenswelse, Betonmischungen Treibmittel zuzusetzen oder Gase in situ zu erzeugen, um dadurch poröse Materialien mit erniedrigter Rohdichte zu erhalten.
Nachteile dieser weitgehend anorganischen Materialien sind die relativ hohe Sprödigkeit, die im Vergleich zu organischen
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Schaumgebilden schlechte Wärmedännnurg sowie die relativ langen Abbindezeiten»
Weiterhin ist bekannt, Bauelemente aus porösen organischen Kunststoffen mit festen, feuerwidrigen, meist anorganischen oder metallischen Deckschichten herzustellen.
Diese Materialien haben aufgrund ihrer organischen Natur den Nachteil, in der Bauanwendung ohne feuerhemmende Deckschichten nicht brauchbar zu sein.
Es ist ferner bekannt, Zementmassen aus Wasserzement, einem Kieselerde-Füllstoff und einer organischen Verbindung mit einer Mehrzahl von Isocyanatgruppen herzustellen (Deutsche Offenlegungsschrift 1 924 468). Hauptnachteile dieser porigen Zementmassen sind die noch recht lange Abbindezeit von 5-6 Stunden sowie die nicht sehr gute Wärmedämmung. Ein vorwiegendes Einsatzgebiet für diese Materialien sind Estrichbeläge.
Weiterhin ist vorgeschlagen worden, Schaumstoffe aus Isocyanaten und Alkalisilikaten herzustellen (Deutsche Offenlegungsschrift 1 770 384). Nach dieser Verfahrensweise erhält man Schaumstoffe, die die Nachteile haben, im allgemeinen stark wasserhaltig zu sein und im Verhältnis zu ihrer Rohdichte für einen Schaumbeton zu geringe mechanische Festigkeit aufzuweisen.
Hitzebeständige Schaumstoffe können aus verschäumbaren oder bereits zelligen thermoplastischen Kunststoffen in Gegenwart von wässrigen Alkalisilikatlösungen erhalten werden (Deutsche Auslegeschrift 1 494 955). Nachteile dieses Verfahrens sind die erforderliche Wärmezufuhr, um die thermoplastischen Kunststoffe zum Aufschäumen zu bringen, das Problem der Aushärtung der Alkalisilikatlösungen sowie der Wassergehalt des resultierenden Verbundmaterials.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Schaumbetone zu vermeiden und darüberhinaus einen Schaumbeton herzustellen, welcher die Vorteile rascher Abbindezeiten, hoher Druckfestigkeiten im Verhältnis zur Rohdichte, guter Wärme- und Schallisolierung sowie guter Flammwidrigkeit und ausgezeichneter Feuerwiderstandsdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäß zur Verfugung gestellten Schaumbeton gelöst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neuartiger Schaumbeton, erhältlich durch Reaktion eines Gemischs aus
10-80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, wäßriger
Alkalisilikatlösung, 10-80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, organischem
Polyisocyanat, / y y
10-80 Gew.-96, bezogen auf die Gesamtmischung, yasser- r *^*->-
ogU
Dabei kann das Reaktionsgemisch gegebenenfalls zusätzlich Treibmittel, Katalysatoren, Emulgatoren und/oder Stabilisatoren sowie weitere Hilfsstoffe wie z.B. flammhemmende Substanzen, organische und anorganische Füllstoffe enthalten.
Bevorzugt ist ein Schaumbeton, erhältlich durch Reaktion eines Gemischs aus
20 - 70 Gew.-#, bezogen auf die Gesamtmischung, wäßriger
Alkalisilikatlösung,
10-50 Gew.-56, bezogen auf die Gesamtmischung, organischem
Polyisocyanat, und
20 - 70 Gew.-56, bezogen auf die Gesamtmischung, wasserbindenden Zuschlagstoffen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Schaumbetons durch Umsetzung eines organischen Polyisocyanats mit wäßriger Alkalisilikatlösung und wasserbindenden Zuschlagstoffen
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gegebenenfalls Zusatzmitteln, welches darin besteht, daß man ein Reaktionsgemisch bestehend aus
10-80 Gew.-?6, bezogen auf die Gesamtmischung, wäßriger
Alkalisilikatlösung,
10-80 Gew.-96, bezogen auf die Gesamtmischung, organischem
Polyisocyanat,
10 - 80 Gew.-^, bezogen auf die Gesamtmischung, wasserbindenden Zuschlagstoffen, verwendet.
Erfindungsgemäß ist bevorzugt, daß anorganische oder organische Treibmittel der an sich bekannten Art mitverwendet werden.
Es ist auch vorteilhaft, die Isocyanatreaktion beschleunigende Aktivatoren sowie Schaumstabilisierungsmittel und/oder Emulgierhilfsmittel mitzuverwenden.
Oft werden erfindungsgemäß auch organische, feuerhemmende Zusätze sowie polymere Substanzen mitverwendet.
Es hat sich herausgestellt, daß auch die Mitverwendung von inerten anorganischen und/oder organischen, teilchenförmigen und/oder faserförmigen Materialien zweckmäßig sein kann.
Erfindungsgemäß werden vorteilhaft Verbindungen mit gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen vom Molekulargewicht 62-10 000 mitverwendet.
Unter wäßrigen Lösungen von Alkalisilikaten kommen erfindungsgemäß die üblicherweise als "Wasserglas" bezeichneten bekannten Lösungen von Natrium- und/oder Kaliumsilikat in Wasser infrage. Es können auch rohe technische Lösungen, welche zusätzlich z.B. Calciumsilikat, Magnesiumsilikat, Borate und Aluminate enthalten, Verwendung finden. Das Molverhältnis von Me20/Si02 (Me = Na, Z, NH4) ist nicht kritisch und kann in
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weiten Grenzen schwanken; vorzugsweise beträgt es 4 - 0,2. Es kann jedoch auch unbedenklich neutrales Na-Silikat eingesetzt werden, von welchem sich 25 - 40 Gew.-%ige Lösungen herstellen lassen.
Vorzugsweise werden indessen 32 - 54 Gew.-^ige Silikatlösungen eingesetzt, die nur bei hinreichender Alkalität die für eine problemlose Verarbeitung erforderliche Viskosität von unter 500 Poise aufweisen. Auch Ammoniumsilikatlösungen können verwendet werden, allerdings sind diese weniger bevorzugt.
Unter den erfindungsgemäß einzusetzenden wäßrigen Lösungen von Alkalisilikaten versteht man sowohl echte Lösungen als auch kolloidale Lösungen. Die echten Lösungen sind indessen erfindungsgemäß bevorzugt.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, daß man als Alkalisilikat Natriumsilikat mit einem Na20:Si02-Molverhältnis im Bereich von 1:1,6 bis 3t 3 verwendet.
Als erfindungsgemäß einzusetzende organische Polyisocyanate kommen aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische, aromatische und heterocyclische Polyisocyanate in Betracht, wie sie z.-B. von W. Sieiken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, Seiten 75 bis 136, beschrieben werden, beispielsweise Äthylen-diisocyanat, 1,4-Tetramethylendiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1,12-Dodecandiisocyanat, Cyclobutan-1,3-diisocyanat, Cyclohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (DAS 1 202 785), 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Hexahydro-1,3- und/oder -A ,4-phenylen-diisocyanat, Perhydro-2,4'- und/oder -4,4l-diphenylmethan-diisocyanat, 1,3- und 1,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4'- und/oder -4,4'-diisocyanat, Naphthylen-
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1,5-diisocyanat, Trlphenylmethan-4,4',4"-triisocyanatf PoIyphenyl-polymethylen-polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten und z.B. in den britischen Patentschriften 874 430 und 848 671 beschrieben werden, perchlorierte Ary!polyisocyanate, wie sie z.B. in der deutschen Auslegeschrift 1 157 beschrieben werden, Carbodiimidgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in der deutschen Patentschrift 1 092 007 beschrieben werden, Diisocyanate, wie sie in der amerikanischen Patentschrift 3 492 330 beschrieben werden, Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der britischen Patentschrift 994 890, der belgischen Patentschrift 761 626 und der veröffentlichten holländischen Patentanmeldung 7 102 524 beschrieben werden, Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in den deutschen Patentschriften 1 022 789, 1 222 067 und 1 027 394 sowie in den deutschen Offenlegungsschriften 1 929 034 und 2 004 048 beschrieben werden, Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der belgischen Patentschrift 752 261 oder in der amerikanischen Patentschrift 3 394 164 beschrieben werden, acylierte Harnstoffgruppeη aufweisende Polyisocyanate gemäß der deutschen Patentschrift 1 230 778, Biuretgruppen aufweisend· Polyisocyanate, wie sie z.B. in der deutschen Patentschrift 1 101 394, in der britischen Patentschrift 889 050 und in der französischen Patentschrift 7 017 514 beschrieben werden, durch Telomerisationsreaktionen hergestellte Polyisocyanate, wie sie z.B. in der belgischen Patentschrift 723 640 beschrieben werden, Estergruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in den britischen Patentschriften 965 474 und 1 072 956, in der amerikanischen Patentschrift 3 567 763 und in der deutschen Patentschrift 1 231 688 genannt werden, Umsetzungeprodukte der obengenannten Isocyanate mit Acetaleη gemäß der deutschen Patentschrift 1 072 385.
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Es ist auch möglich, die bei der technischen Isocyanatherstellung anfallenden Isocyanatgruppen aufweisenden Destillationsrückstände, gegebenenfalls gelöst in einem oder mehreren der vorgenannten Polyisocyanate, einzusetzen. Ferner ist es möglich, beliebige Mischungen der vorgenannten Polyisocyanate zu verwenden.
Bevorzugt werden in der Regel die technisch leicht zugänglichen Polyisocyanate, z.B. das 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren ("TDI"), Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung her gestellt werden ("rohes MDI") und Carbodiimidgruppen, Urethan- gruppen, Allophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Harnstoff gruppen ader Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate ("modifizierte Polyisocyanate").
Besonders bevorzugt werden Ionengruppen aufweisende Polyisocyanate, wobei ionische Gruppen verschiedenartiger chemischer Konstitution in Betracht kommen. Beispielhaft seien erwähnt:
11 JJ
0H , J\
0 0 Κ
Ganz besonders bevorzugt werden Sulfonsäure- und/oder Sulfonatgruppen aufweisende Polyisocyanate.
Derartige Isocyanate werden gemäß einem eigenen älteren Vorschlag dadurch hergestellt, daß man flüssige Mehrkomponentengemische aromatischer Polyisocyanate, welche einen NCO-Gehalt von 10-42 Gew.-9t und eine Viskosität von 50-10 000 cP bei 25°C aufweisen, mit 0,1 bis 10 Gew.-^ Schwefeltrioxid oder einer äquivalenten Menge Oleum, Schwefelsäure bzw. Chlor-Le A 14 913 - 7 -
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sulfonsäure bei -20 bis +2000C vermischt und ausreagieren läßt und die auf diese Weise erhaltenen SuIfonierungsprodukte gegebenenfalls ganz oder teilweise mit einer basischen Verbindung neutralisiert (Deutsche Patentanmeldung P 22 27 111.0)
Erfindungsgemäß einzusetzende Ausgangskomponenten sind ferner an sich bekannte wasserbindende Zuschlagstoffe organischer oder anorganischer Natur, wobei bevorzugt anorganische Materialien wie Wasserzemente, synthetischer Anhydrit, Gips oder gebrannter Kalk Verwendung finden.
Als Wasserzement kommt hierbei insbesondere Portlandzement, schnellbindender Zement, Hochofen-Portlandzement, niedrig gebrannter Zement, sulfatbeständiger Zement, Mauerzement, Naturzement, Kalkzement, Gipszement, Puzzolanzement und Calciumsulfatzement zum Einsatz.
Erfindungsgemäß können zusätzlich auch inerte Füllstoffmaterialien mitverwendet werden.
Die Füllstoffmaterialien können organisch oder anorganisch, vorzugsweise faserig oder teilchenförmig oder beliebige Gemische davon sein, z.B. Sand, Aluminiumoxid, Aluminiumsilicate, Magnesiumoxid und andere teilchenförmige feuerfeste Materialien, Metallfasern, Asbest, Glasfasern, Steinwolle oder Mineralfasern, Aluminiumsilicat-, Calciumsilicatfasern und andere faserartige feuerfeste Materialien, Säge- oder Holzmehl, Koks und andere organische oder kohlenstoffhaltige Teilchen, Papierbrei, Baumwollabfall, Baumwolle, Jute, Sisal, Hanf, Flachs, Rayon oder synthetische Fasern, z.B. Polyester-, Polyamid- und Acrylnitrilfasern und andere organische faserige Materialien.
Erfindungsgemaß werden oft leicht flüchtige anorganische und/ oder organische Substanzen als Treibmittel mitverwendet. Als organische Treibmittel kommen z.B. Aceton, Äthylacetat,
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Methanol, Äthanol, halogensubstituierte Alkane wie Methylenchlorid, Chloroform, Äthylidenchlorid, Vinylidenchlorid, Monofluortrichlormethan, Chlordifluormethan, Dichlordifluormethan, ferner Butan, Hexan, Heptan oder Diäthylather infrage. Eine Treibwirkung kann auch durch Zusatz von bei Temperaturen über Raumtemperatur unter Abspaltung von Gasen, beispielsweise von Stickstoff, sich zersetzenden Verbindungen, z.B. Azoverbindungen wie Azoisobuttersäurenitril, erzielt werden. Weitere Beispiele für Treibmittel sowie Einzelheiten über die Verwendung von Treibmitteln sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Viewg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z.B. auf den Seiten 108 . und 109, 453 bis 455 und 507 bis 510 beschrieben. Jedoch kann auch das in der Mischung enthaltene Wasser die Funktion des Treibmittels übernehmen. Ferner können feine Metallpulver, z.B. Calcium, Magnesium, Aluminium oder Zink durch Wasserstoffentwicklung mit ausreichend alkalischem Wasserglas ab Treibmittel dienen, wobei sie gleichzeitig eine härtende und verstärkende Wirkung ausüben.
Erfindungsgemäß werden ferner oft Katalysatoren mitverwendet. Als mitzuverwendende Katalysatoren kommen solche der an sich bekannten Art infrage, z.B. tertiäre Amine, wie Triäthylamin, Tributylamin, N-Methy1-morpholin, N-Äthyl-morpholin, N-Cocomorpholin, N,N,N1,N'-Tetramethyl-äthylendiamin, 1,4-Diaza-bicyclo-(2,2,2)-octan, N-Methyl-N'-dimethylaminoäthylpiperazin, Ν,Ν-Dimethylbenzylamin, Bis-(N,N-diäthylaminoäthyl)-adipat, N,N-Diäthylbenzylamin, Pentamethyldiäthylentriamin, Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin, N,N,N1,N'-Tetramethyl-1,3-butandiamin, N,N-Dimethyl-ß-phenyläthylamin, 1,2-Dimethylimidazol, 2-Methylimidazol sowie insbesondere auch Hexahydrotriazin-derivate.
Gegenüber Isocyanatgruppen aktive Wasserstoffatome aufweisende tertiäre Amine sind z.B. Triäthanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl-diäthanolamin, N-Äthyl-diäthanolamin,
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Ν,Ν-Dimethyl-äthanolamin, sowie deren Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden, wie Propylenoxid und/oder Äthylenoxid.
Als Katalysatoren kommen ferner Silaamine mit Kohlenstoff-Silizium-Bindungen, wie sie z.B. in der deutschen Patentschrift 1 229 290 beschrieben sind, infrage, z.B. 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin, 1,3-Diäthylaminomethyl-tetramethyl-disiloxan.
Als Katalysatoren kommen auch stickstoffhaltige Basen wie Tetraalkylammoniumhydroxide, ferner Alkalihydroxide wie Natriumhydroxid, Alkaliphenolate wie Natriumphenolat oder Alkalialkoholate wie Natriummethylat in Betracht. Auch Hexahydrotriazine können als Katalysatoren eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß können auch organische Metallverbindungen, insbesondere organische Zinnverbindungen, als Katalysatoren verwendet werden.
Als organische Zinnverbindungen kommen vorzugsweise Zinn(ll)-salze von Carbonsäuren wie Zinn(II)-acetat, Zinn(Il)-octoat, Zinn(ll)-äthylhexoat und Zinn(II)-laurat und die Dialkylzinnsalze von Carbonsäuren, wie z.B. Dibutyl-zinndiacetat,. Dibutylzinn-dilaurat, Dibutylzinn-maleat oder Dioctylzinndiacetat in Betracht.
Weitere Vertreter von erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren sowie Einzelheiten über die Wirkungsweise der Katalysatoren sind im Kunststoff-Handbuch, Band VII, herausgegeben von Viewg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z.B. auf den Seiten 96 bis 102 beschrieben.
Die Katalysatoren werden in der Regel in einer Menge zwischen etwa 0,001 und 10 Gew.-?6, bezogen auf die Menge an Isocyanat, eingesetzt.
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Erfindungsgemäß können auch oberflächenaktive Zusatzstoffe (Emulgatoren und Schaumstabilisatoren) mitverwendet werden. Als Emulgatoren kommen z.B. die Natriumsalze von Ricinusölsulfonaten, Natriumsalze sulfonierter Paraffine oder auch von Fettsäuren oder Salze von Fettsäuren mit Aminen wie ölsaures Diäthylamin oder stearinsaures Diäthanolamin infrage, Auch Alkali- oder Ammoniumsalze von Sulfonsäuren wie etwa von Dodecylbenzolsulfonsäure oder Dinaphthylmethandisulfonsäure oder auch von Fettsäuren wie Ricinolsäure oder von polymeren Fettsäuren können als oberflächenaktive Zusatzstoffe mitverwendet werden.
Als Schaumstabilisatoren kommen vor allem wasserlösliche Polyäthersiloxane infrage. Diese Verbindungen sind im allgemeinen so aufgebaut, daß ein Copolymerisat aus Äthylenoxid und Propylenoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest verbunden ist. Derartige Schaumstabilisatoren sind z.B. in der amerikanischen Patentschrift 2 764 565 beschrieben.
Erfindungsgemäß können ferner auch Reaktionsverzögerer, z.B. sauer reagierende Stoffe wie Salzsäure oder organische Säurehalogenide, ferner Zellregler der an sich bekannten Art wie Paraffine oder Fettalkohole oder Dimethylpolysiloxane sowie Pigmente oder Farbstoffe und Flammschutzmittel der an sich bekannten Art, z.B. Tris-chloräthylphosphat oder Ammoniumphosphat und -Polyphosphat, anorganische Salze der Phosphorsäure, chlorierte Paraffine, ferner Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witterungseinflüsse, Weichmacher und fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen, Füllstoffe wie Bariumsulfat, Kieselgur, Ruß oder Schlämmkreide mitverwendet werden.
Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mitzuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reaktionsverzögerern,
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Stabilisatoren, flammhemmende Substanzen» Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen sowie fungistatisch und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie Einzelheiten über Verwendungs- und Wirkungsweise dieser Zusatzmittel sind im Kunststoff-Handbuch, Band VI, herausgegeben von Viewg und Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, z.B. auf den Seiten 103 bis 113 beschrieben.
Erfindungsgemäß vorzugsweise mitzuverwendende Ausgangskomponenten sind ferner Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen von einem Molekulargewicht in der Regel von 62-10 000. Hierunter versteht man neben Aminogruppen, Thiolgruppen oder Carboxylgruppen aufweisenden Verbindungen vorzugsweise Polyhydroxy !verbindungen, insbesondere zwei bis acht Hydroxylgruppen aufweisende Verbindungen, speziell solche vom Molekulargewicht 400 bis 10 000, vorzugsweise 1000 bis 6Ό00, z.B. mindestens zwei, in der Regel 2 bis 8, vorzugsweise aber 2 bis 4 Hydroxylgruppen aufweisende Polyester, PoIyäther, Polythioäther, Polyacetale, Polycarbonate, Polyesteramide, wie sie für die Herstellung von homogenen und von zellförmigen Polyurethanen an sich bekannt sind. Diese Verbindungen werden in der Regel in einer Menge bis 1 - 30 Gew.-#, bezogen auf das Gemisch aus Polyisocyanat, Alkalisilikat und wasserbindendem Zuschlagstoff, mitverwendet.
Die in Frage kommenden Hydroxylgruppen aufweisenden Polyester sind z.B. Umsetzungsprodukte von mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen und gegebenenfalls zusätzlich dreiwertigen Alkoholen mit mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen, Carbon säuren. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niedrigen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyester verwendet werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatischer, cycloaliphatische^ aromatischer und/oder heterocyclischer Natur sein und gegebenenfalls, z.B. durch Halogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfür seien genannt: Bernsteinsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacin-Le A 14 913 - 12 -
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säure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Trimellltsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, dimere und trimere Fettsäuren wie ölsäure, gegebenenfalls in Mischung mit monomeren Fettsäuren, Terephthalsäuredimethylester,
Terephthalsäure-bis-glykolester. Als mehrwertige Alkohole kommen ζ.B. Äthylenglykol, Propylenglykol-(1,2) und -(1,3), Butylenglykol-(1,4) und -(2,3), Hexandiol-(1,6), Octandiol-(1,8), Neopentylglykol, Cyclohexandimethanol (1,4-Bis-hydroxymethylcyclohexan), 2-Methyl-1,3-propandiol,
Glycerin, Trimethylolpropan, Hexantriol-(1,2,6), Butantriol-(1,2,4), Trimethyloläthan, Pentaerythrit, Chinit, Mannit und Sorbit, Methylglykosid, ferner Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, Polyäthylenglykol Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Dibutylenglykol und Polybutylenglykole in Frage. Die Polyester können anteilig endständige Carboxylgruppen aufweisen. Auch Polyester aus Lactonen, z.B. i-Caprolacton oder Hydroxycarbonsäuren, z.B. <y-Hydroxycapronsäure, sind einsetzbar. Erfindungsgemäß können auch die obengenannten niedermolekularen Polyole eingesetzt werden. Auch niedermolekulare Amine wie Alkylendiamin kommen infrage.
Auch die erfindungsgemäß in Frage kommenden, mindestens zwei» in der Regel zwei bis acht, vorzugsweise zwei bis drei, Hydroxylgruppen aufweisenden Polyäther sind solche der an sich bekannten Art und werden z.B. durch Polymerisation von Epoxlden wie Äthylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Tetrahydrofuran, Styroloxid oder Epichlorhydrin mit sich selbst, z.B. in Gegenwart von BF^, oder durch Änderung dieser Epoxide, gegebenenfalls im Gemisch oder nacheinander, an Startkomponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen wie Alkohole oder Amine, z.B. Wasser, Äthylenglykol, Propylenglykol-(1,3) oder -(1,2), Trimethylolpropan, 4,4'-Dihydroxydiphenylpropan, Anilin, Ammoniak, Äthanolamin, Äthylendiamln
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hergestellt. Auch Sucrosepolyäther, wie sie z.B. in den deutschen Auslegeschriften 1 176 358 und 1 064 938 beschrieben werden, kommen erfindungsgemäß in Frage. Vielfach sind solche Polyäther bevorzugt, die überwiegend (bis zu 90 Gew.-#, bezogen auf alle vorhandenen OH-Gruppen im Polyäther) primäre OH-Gruppen aufweisen. Auch durch Vinylpolymerisate modifizierte Polyäther, wie sie z.B. durch Polymerisation von Styrol, Acrylnitril in Gegenwart von PoIyäthern entstehen (amerikanische Patentschriften 3.383.351» 3.304.273» 3.523.093, 3.110.695, deutsche Patentschrift 1.152.536), sind ebenfalls geeignet, ebenso OH-Gruppen aufweisende Polybutadiene.
Unter den Polythioethern seien insbesondere die Kondensationsprodukte von Thiodiglykol mit sich selbst und/oder mit anderen Glykolen, Dicarbonsäuren, Formaldehyd, Aminocarbonsäuren oder Aminoalkoholen angeführt. Je nach den Co-Komponenten handelt es sich bei den Produkten um Polythiomischattier, Polythioätherester, Polythioätheresteramide.
Als Polyacetale kommen z.B. die aus Glykolen, wie Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, 4,4'-Dioxäthoxy-diphenyldimethylmethan, Hexandlol und Formaldehyd herstellbaren Verbindungen in Frage. Auch durch Polymerisation cyclischer Acetale lassen sich erfindungsgemäß geeignete Polyacetale herstellen.
Als Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate kommen solche der an sich bekannten Art in Betracht, die z.B. durch Umsetzung von Diolen wie Propandiol-(1,3), Butandiol-(1,4) und/oder Hexandiol-(1,6), Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Tetreäthylenglykol mit Diarylcarbonaten, z.B. Diphenylcarbonat oder Phosgen,hergestellt werden können.
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Zu den Polyesteramiden und Polyamiden zählen z.B. die aus mehrwertigen gesättigten und ungesättigten Carbonsäuren bzw. deren Anhydriden und mehrwertigen gesättigten und ungesättigten Aminoalkoholen, Diaminen, Polyaminen und ihre Mischungen gewonnenen, -vorwiegend linearen Kondensat·.
Auch bereits Urethan- oder Harnstoffgruppen enthaltende PoIyhydroxylverbindungen sowie gegebenenfalls modifizierte natürliche Polyole, wie Rizinusöl, Kohlenhydrate, Stärke, sind verwendbar. Auch Anlagerungsprodukte von Alkylenoxiden an Phenol-Formaldehyd-Harze oder auch an Harnstoff-Formaldehydharze sind erfindungsgemäß einsetzbar.
Vertreter dieser erfindungegemäß zu verwendenden Verbindungen sind z.B. in High Polymere, Vol. XVI, »Polyurethanes, Chemistry and Technology", verfaßt von Saunders-Frisch, Interscience Publishers, New York, London, Band I, 1962, Selten 32 - 42 und Seiten 44 - 54 und Band II, 1964, Seiten 5-6 und 198 - 199, sowie im Kunststoff-Handbuch, Band VII, Vieweg-Höchtlen, Carl-Hanser-Verlag, München, 1966, z.B. auf den Seiten 45 bis 71, beschrieben.
Die erfindungsgemäße Herstellung des Schaumbetons erfolgt in der Regel so, daß man in einer diskontinuierlich oder kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung die beschriebenen Reaktionskomponenten einstufig oder in mehreren Stufen miteinander vermischt und das entstandene Gemisch zumeist außerhalb der Mischvorrichtung in Formen oder auf geeigneten Unterlagen aufschäumen und erstarren läßt. Hierbei kann die zwischen ca. 00C und 2000C, bevorzugt zwischen 5O0C und 16O0C, liegende Reaktionstemperatür entweder so erreicht werden, daß man eine oder mehrere Reaktionskomponenten bereits vor dem Mischprozeß vorwärmt oder die Mischapparatur selbst beheizt oder das hergestellte Reaktionsgemisch nach dem Mischen aufheizt. Selbstverständlich sind auch Kombinationen dieser oder anderer Verfahrensweisen zum Einstellen der Reaktionstemperatur geeignet. In den meisten Fällen entwickelt sich während der Reaktion selbst genügend Wärme, so daß die Reaktionstemperatur nach Be-
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ginn der Reaktion bzw. des AufSchäumens auf Werte über 10O0C ansteigen kann.
Bei der Vermischung der Komponenten wird im allgemeinen so verfahren, daß der wasserbindende Zuschlagstoff zunächst dem Polyisocyanat oder dem Alkalisilikat oder sowohl dem Polyisocyanat als auch dem Alkalisilikat zudosiert wird. Ohne Nachteil kann der wasserbindende Zuschlagstoff aber auch nachträglich dem Gemisch aus Isocyanat und Alkalislikat zugemischt werden oder umgekehrt.
Hilfsstoffe wie z.B. Treibmittel, Katalysatoren, Stabilisatoren, Emulgatoren, Flammschutzmittel und inerte Füllstoffe können den verschiedenen Reaktionspartnern zugesetzt werden. Vorzugsweise wird jedoch das Treibmittel zum Isocyanat und der Katalysator zum Alkalisilikat gegeben.
Die Vermischung der Reaktionskomponenten erfolgt bevorzugt bei Raumtemperatur, doch kann die Verarbeitungstemperatur durchaus auch -200C bis +800C betragen.
Das Mengenverhältnis der drei Reaktionskomponenten Polyisocyanat, Alkalisilikat und wasserbindendem Zuschlagstoff wurde bereits genannt. Es kann in weiten Grenzen schwanken, z.B. zwischen 10:10:80 Gewichtsteilen und 10:80:10 Gewichtsteilen und 80:10:10 Gewichtsteilen. Schaumbeton mit optimalen Gebrauchseigenschaften, insbesondere hohe Festigkeit, Elastizität, Wärmeformbeständigkeit und gute brandwidrige Eigenschaften, erhält man, wenn der Anteil an wäßriger Alkalisilikatlösung zwischen 20 und 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, anorganischem Polyisocyanat zwischen 10 und 50 Gew.-ji, bezogen auf die Gesamtmischung, und an wasserbindenden Zuschlagstoffen zwischen 20 und 70 Gew.-^, bezogen auf die Gesamtmischung, beträgt. Dieser Bereich ist daher bevorzugt.
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η*
Vom Standpunkt eines sowohl überragenden Eigenschaftsbilds als auch hoher Wirtschaftlichkeit sind Mischungen aus
30 - 60 Gew.-96, bezogen auf die Gesamtmischung, wäßriger
Alkalisilikatlösung,
10-35 Gew.-#, bezogen auf die Gesamtmischung, organischem
Polyisocyanat,
30 - 60 Gew.-#, bezogen auf die Gesamtmischung, wasserbindenden Zuschlagstoffen
ganz besonders bevorzugt.
Aus den angeführten Mengenverhältnissen geht hervor, daß für die Herstellung von Schaumbeton aus Polyisocyanat, Alkalisilikat und wasserbindendem Füllstoff das Mengenverhältnis nicht kritisch ist. Dies ist für eine kontinuierliche Herstellung besonders vorteilhaft, da nicht auf eine exakte Dosierung geachtet werden braucht. So lassen sich robuste Fördereinrichtungen wie Zahnrad- und Monho-Pumpen oder Schnecken einsetzen.
Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Schaumbetons z.B. seine Dichte ist bei gegebener Rezeptur von den Einzelheiten des Mischprozesses, z.B. Gestalt und Tourenzahl des Rührers, Gestaltung der Mischkammer usw. sowie der gewählten Reaktionstemperatür beim Einleiten der Verschäumung etwas abhängig. Die Dichte kann zwischen ungefähr 100 und 1300 kg/m5 variieren. Bevorzugt werden jedoch Rohdichten zwischen 200 und 800 kg/m .
Der Schaumbeton kann geschlossen- oder offenporigen Charakter haben, zumeist ist er jedoch weitgehend offenporig und weist bei Dichten zwischen 100 und 800 kg/m5 Druckfestigkeiten zwischen 5 und 150 kp/cm auf.
Man kann das schaumfähige Reaktionsgemisch auch in kalte oder erhitzte Formen gießen und es in diesen Formen, seien es Relief- oder massive oder Hohlformen, bei Raumtemperaturen
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oder Temperaturen bis 200 C, gegebenenfalls unter Druck, erhärten lassen.
Bei Anwendung dieser Formverschäumungstechnik lassen sich Formteile mit verdichteten Randzonen und völlig porenfreien, glatten Oberflächen erhalten. Hierbei ist die Mitverwendung von verstärkenden Elementen, seien es anorganische und/oder organische bzw. metallische Drähte, Fasern, Vliese, Schaumstoffe, Gewebe, Gerüste usw. durchaus möglich. Die so zugänglichen Schaumbeton-Formteile können direkt als Bauelemente oder aber z.B. in Form von direkt oder nachträglich durch Laminieren mit Metall, Glas, Kunststoff usw. hergestellten Sandwich-Formteilen verwendet werden.
Außer durch das günstige Brandverhalten zeichnen sich diese Materialien dadurch aus, daß nachträglich aufgebrachte organische oder anorganische Massen, z.B. Anstrichmaterialien, Gips, Kitt oder Sandmassen, hervorragend auf dem Schaumbeton haften.
Aus dem erfindungsgemäßen Schaumbeton lassen sich selbstverständlich auch Blöcke herstellen, die durch nachträgliches Zersägen in Platten oder Leichtbausteine zerlegt und gegebenenfalls in der oben beschriebenen Weise laminiert oder durch andere Techniken mit Dedcschichten versehen werden können. Bevorzugt ist aber die Ausführungsform bei der direkt die gewünschten Formteile hergestellt werden.
Die gemäß der Erfindung erzielten Druckfestigkeiten sind in hohem Maße vom Mischungsverhältnis der Ausgangskomponenten sowie dem resultierenden Raumgewicht abhängig, z.B. werden Dichten zwischen 200 und 600 kg/nr und Druckfestigkeiten von 10 bis 100 kp/cm bei Anwendung eines Gemisches aus etwa gleichen Teilen Polyisocyanat, Alkalisilikat und wasserbindendem Füllstoff unter gleichzeitiger Verwendung von ca.
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5 Gew.-?G (bezogen auf die Gesamtmenge) eines niedrigsiedenden Treibmittels erreicht.
Wichtige erfindungsgemäße Vorteile sind die kurzen Mischzeiten, die Vermischung erfolgt bei der diskontinuierlichen Arbeitsweise innerhalb von 15 Sekunden bis maximal etwa 5 Minuten, sowie die rasche Aushärtung, die im allgemeinen weniger als 30 Minuten dauert.
Bei einer Produktion lassen sich durch diese Vorteile kurze Formstandzeiten und damit rasche Fertigungscyclen erreichen.
Erfindungsgemäß erhält man ausgezeichnet feuerwidrigen Schaumbeton, wenn die Summe der anorganischen Bestandteile mehr als 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise jedoch mehr als 50 Gew.-#, bezogen auf die Gesamtmischung, beträgt.
Beachtliche Vorteile bietet die Bearbeitbarkeit eines erfindungsgemäßen Schaumbetons. So läßt er sich beispielsweise ausgezeichnet sägen, schrauben, nageln, bohren und fräsen und hat dadurch vielseitige Anwendungsmöglichkeiten.
Je nach Zusammensetzung und Struktur ist der erfindungsgemäße Schaumbeton in der Lage, Wasser und/oder Wasserdampf aufzunehmen oder aber auch gegen Wasser und/oder Wasserdampf beträchtlichen Diffusionswiderstand aufzuweisen.
Der erfindungsgemäße Schaumbeton eröffnet neue Möglichkeiten im Hoch- und Tiefbau, sowie bei der Herstellung von Fertigteilen und Elementen.
Beispielhaft seien als Anwendungsmöglichkeiten die Herstellung von Wandelementen im Fertigbau, verlorene Schalungen, Rolladenkästen, Fensterbänken, Eisenbahn- und U-Bahn-Schwellen, Bordsteinen, Treppen, die Ausschäumung von Fugen sowie die Hinterschäumung von Keramikfliesen genannt.
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Vorteilhaft läßt sich der Schaumbeton auch zum Binden von Kies, Marmorstücken usw. einsetzen. Man kann so dekorative Platten erhalten, wie sie beispielsweise als Fassadenelemente Verwendung finden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert:
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Beispiel 1;
Folgende Komponenten werden eingesetzt:
16000 g sulfoniertes Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanat, erhalten durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung und Sulfonierung mit gasförmigem Schwefeltrioxid (Schwefelgehalt: 0,98 #, NCO-Gehalt: 30,2 #, Viskosität bei 220C; 1200 cP, Herstelluag s. Le A 14 370),
1600 g Trichlorfluormethan,
8000 g schnellbindender Zement,
12000 g wäßrige Natriumsilikatlösung (44 $> Feststoff gehalt,
Si02:Na20 = 2:1),
40 g Na-SaIz eines sulfochlorierten Paraffingemisches C..q-C. . als Emulgator,
240 g N,N,N-( a>-dimethylamino-n-propyl)-hexahydrotriazin als Katalysator.
Das sulfonierte Polyisocyanat wurde bei Raumtemperatur mit dem schnellbindenden Zement und Trichlorfluormethan gründlich zusammengemischt, die Natriumsilikatlösung, der Emulgator und der Katalysator wurden ebenfalls vermischt, und beide Mischungen mit einem Schnellrührer 40 Sekunden intensiv miteinander verrührt. Das Reaktionsgemisch wurde in eine offene Kastenform ausgegossen, begann nach 60 Sekunden aufzuschäumen und war bereits nach 100 Sekunden zu einem Schaumbeton hoher Festigkeit und regelmäßiger Zellstruktur erstarrt. Während des Treib- und Aushärtungsprozesses erwärmte sich das Reaktionsgemisch bis auf ca. 1200C. Aus dem erkalteten Material wurden Probekörper entnommen und einige mechanisch physikalische und analytische Daten bestimmt:
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0, 180 2310559 kg/m3
Raumgewicht 12,9 p
kp/cm
Druckfestigkeit £.„
bei +230C dF 		12,6 kp/cm
bei +1700C 1 050 kcal/m h C
Wärmeleitzahl 8,7 kp/cm
Zugfestigkeit 3-q 1,1
Bruchdehnung £ g 2,9 kp/cm
Biegefestigkeit oj-,g
Wärmebiegefestigkeit 218 0C
/bei f = 10,0 mm7
Volumenänderung 0
3 h -600C 0
5 h +2000C 92 Vol.-%
Offenzelligkeit 89 g/m Tg
Wasserdampfdurchlässigkeit 22,3 Gew.-%
Wa s s e rdampfaufnähme 13 - 14 Vol.-#
Wasseraufnahme
Ein nach gleicher Rezeptur hergestellter Schaumbeton mit einem Raumgewicht von 240 kg/m zeigte folgende mechanische Werte:
Druckfestigkeit 21,2 kp/cm2
Biegefestigkeit 28,5 kp/cm
Schubmodul 1717 kp/cm2
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4098A3/U388
Beispiel 2: ©
Folgende Komponenten werden eingesetzt:
150 g sulfoniertes Polyisocyanat gemäß Beispiel 1, 20 g Trichlor fluorine than,
100 g schnellbindender Zement,
150 g Natriumsilikatlösung gemäß Beispiel 1, 0,5 g Emulgator gemäß Beispiel 1,
3 g Katalysator gemäß Beispiel 1.
Die Vermischung wurde wie in Beispiel 1 angegeben durchgeführt, jedoch wurde der Zement auf Polyisocyanat und Natriumsilikatlösung zu gleichen Gewichtsteilen verteilt. Die Rührzeit betrug 15 Sekunden, nach 32 Sekunden begann das Reaktionsgemisch aufzuschäumen und war nach 55 Sekunden unter Wärmeentwicklung erstarrt.
Der erkaltene Schaumbeton hatte ein Raumgewicht von 235 kg/nr und eine Druckfestigkeit von 19,1 kp/cm .
Beispiel 3:
Folgende Komponenten werden eingesetzt:
90 g sulfoniertes Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanat, erhalten durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung,
70 g TDI-Rückstand (Rückstand von der Toluylendiisocyanat-Destillation, fester Pfannenrückstand ca. 15 Gew.-56 NCO),
20 g Trichlorfluormethan,
200 g Zement gemäß Beispiel 1,
150 g Natriumsilikatlösung gemäß Beispiel 1,
1 g Triäthylamin als Katalysator, 0,2 g Emulgator gemäß Beispiel 1.
Das sulfonierte Polyisocyanat, TDI-Rtickstand, Trichlorfluormethan und 50 g Zement wurden vorgemischt, dazu die Mischung aus wässriger Natriumsilikatlösung, Triäthylamin, Emulgator
Le A 14 913 - 23 -
409843/0388 °™'NAL INSPECTED
und dem restlichen Zement gegeben.
Die gesamte Mischung wurde 13 Sekunden intensiv verrührt, schäumte 15 Sekunden nach Vermischungsbeginn auf und war in 45 Sekunden ausgehärtet.
Der resultierende Schaumbeton weist ein Raumgewicht von
•ζ ρ
348 kg/nr und eine Druckfestigkeit von 20 kp/cm auf.
Beispiel 4ϊ
Folgende Komponenten werden eingesetzt:
200 g sulfoniertes Polyisocyanat gemäß Beispiel 1,
20 g Trichlorfluormethan, 100 g synth. Anhydrit 150 g Natriumsilikatlösung gemäß Beispiel 1,
3 g Katalysator gemäß Beispiel 1, 0,5 g Emulgator gemäß Beispiel 1, 1 g Kaliumsulfat.
Die Vermischung erfolgte wie in Beispiel 1 angegeben, der synthetische Anhydrit wurde zuvor mit dem Polyisocyanat verrührt. Die Gesamtmischzeit betrug 20 Sekunden, der Aufschäumprozeß setzte nach 45 Sekunden ein, nach 78 Sekunden war das Reaktionsgemisch erstarrt. Der Schaumbeton hatte ein Raumgewicht von 240 kg/m und
eine Druckfestigkeit von 22,8 kp/cm .
Le A 14 913 - 24 -
409843/0388
Beispiel 5:
Folgende Komponenten werden eingesetzt:
2800 g sulfoniertes Polyisocyanat gemäß Beispiel 1,
308 g Trichlorfluormethan, 1400 g schnellbindender Zement, 700 g chloriertes Paraffingemisch
(Witaclor 71 der Fa. Dynamit Nobel),
70 g Glasfaser (3 mm lang), 2100 g Natriumsilikatlösung, 1400 g schnellbindender Zement, 42 g Katalysator gemäß Beispiel 1
Komponente A Komponente B
Zunächst wurden getrennt die Komponenten von A und B innigst durchmischt, anschließend mit einem Schnellrührer 30 Sekunden vermischt und in eine verschließbare 50 χ 50 χ 50 cnr gewachste Holzform gegeben. Nach 10 Minuten wurde entformt. Man erhielt ein Schaumbetonteil mit vollständig glatter, porenfreier Oberfläche und - wie nach Anschneiden zu erkennen war - integral verdichteten Randzonen. Das so hergestellte Schaumbeton-Formteil hatte ein Gesamtraumgewicht von 543 kg/m
ο und eine Druckfestigkeit von 92,8 kp/cm
Im Brandkammerversuch in Anlehnung an DIN 4102 (Kleinbrandversuch) zeigte diese 5 cm dicke Schaumbetonplatte eine Feuerwiderstandsdauer von über 50 Minuten.
Beispiel 6;
Folgende Komponenten werden eingesetzt:
160 g sulfoniertes Polyisocyanat gemäß Beispiel 1,
16 g Trichlorfluormethan, , 80 g schnellbindender Zement, 120 g Natriumsilikatlösung, 2,4 g Katalysator gemäß Beispiel 1, 0,4 g Emulgator gemäß Beispiel 1.
Le A 14 913 - 25 -
409Ö43/Ü3 88
Die Reaktionskomponenten wurden wie in Beispiel 1 angegeben vermischt und daraus 20 χ 20 χ 1 cm Handplatten in einem Metallwerkzeug mit an der Schmalseite befindlicher Einfüllöffnung hergestellt. Die Form wurde auf 45 - 500C temperiert. Nach ca. 15 Minuten entnahm man die Schaumbetonplatten und temperte anschließend 5 Stunden bei 75 - 10O0C. Diese Schaumbetonteile zeigten vollständig glatte Oberflächen und eine ausgeprägte Integralschaumstruktur im Innern. An 6 derartigen Schaumbetonplatten wurden folgende mechanische Werte ermittel:
Raumgewicht Zugfestigkeit Bruc hd e hnung Druc kfestigkeit Biegefestigkeit Randfaserdehnung Ε-Modul (aus Biegeversuch) Wärmestandfestigkeit
500 - 600 2 50 kg/m3
60 - 70 - 200 kp/cm
A _ 3 *
40 - kp/cm
150 kp/cm
2 -
>8000 ρ
kp/cm
220 °C
Le A 14 913 - 26 -
409843/0388

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung eines Schaumbetons durch Umsetzung eines organischen Polyisocyanate mit wäßriger Alkalisilikatlösung und gegebenenfalls Zusatzmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Reaktionsgemisch bestehend aus
a) 10 - 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung,
wäßriger Alkalisilikatlösung,
b) 10-80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung,
organischem Polyisocyanat,
c) 10-80 Gew.-#, bezogen auf die Gesamtmischung,
wasserbindenden Zuschlagstoffen verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Treibmittel mitverwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen die Isocyanatreaktion beschleunigenden Aktivator mitverwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Schaumstabilisierungsmittel und/oder ein Emulgierhilfsmittel mitverwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4» dadurch gekennzeichnet, daß man organische, feuerhemmende Zusätze mitverwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine polymere Substanz mitverwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß man inertes anorganisches, teilchenförmiges und/oder faserförmiges Material mitverwendet.
Le A 14 913 - 27 -
INSPECTED 409843/0388 IfcD
8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß man inertes organisches, teilchenförmiges und/oder faserförmiges Material mitverwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen mit gegenüber Isocyanat reaktionsfähigen Wasserstoffatomen mitverwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalisilikat Natriumsilikat mit einem Na2OiSiO2-Molverhältnis im Bereich von 1:1,6 bis 3,3 verwendet.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyisocyanat ein Ionengruppen aufweisendes PoIyisocyanat verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ionengruppen aufweisende Polyisocyanat ein Sulfonsäure- und/oder Sulfonatgruppen aufweisendes Polyisocyanat ist.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als wasserbindenden Füllstoff Wasserzement, synthetischen Anhydrit, Gips oder gebrannten Kalk verwendet.
14. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Treibmittel einen Halogenkohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt unter 1000C verwendet.
15.Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aktivator ein tertiäres Amin verwendet.
16. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als inertes Material Glasfasern mitverwendet.
Le A 14 913 - 28 -
A09843/Ü388
£ 7310559
17. Verwendung eines gemäß Anspruch 1-16 hergestellten Schaumbetons zur Herstellung von Bauelementen.
18. Schaumbeton, erhältlich durch Reaktion eines Gemisches aus
10-80 Gew.-# (vorzugsweise 20 - 70 Gew.-#), bezogen auf die Gesamtmischung, wäßriger Alkalisilikatlösung,
10-80 Gew.-# (vorzugsweise 10-50 Gew.-%), bezogen auf die Gesamtmischung, organischem Polyisocyanat,
10-80 Gew.-% (vorzugsweise 20 - 70 Gew.-%), bezogen auf die Gesamtmischung, wasserbindenden Zuschlagstoffen.
Le λ 14 913 - 29 -
409843/0388
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