DE2349481A1 - Verfahren zur erzeugung eines steifen, kohaerenten gels - Google Patents

Verfahren zur erzeugung eines steifen, kohaerenten gels

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DE2349481A1 DE19732349481 DE2349481A DE2349481A1 DE 2349481 A1 DE2349481 A1 DE 2349481A1 DE 19732349481 DE19732349481 DE 19732349481 DE 2349481 A DE2349481 A DE 2349481A DE 2349481 A1 DE2349481 A1 DE 2349481A1
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Description

Patentanwalt
München 4-O
Josef-Raps-Str. 2
13 367 Ke/ce
ZIRKONAL PROCESSES LIMITED
Cosmos House, Bromley Common Bromley BR 2 9 TL/England
Verfahren zur Erzeugung eines steifen, kohärenten Gels
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines steifen, kohärenten Gels aus bestimmten, ausgewählten Aluminiumhydroxyhalogeniden. Die Aluminiumhydroxyhalogenide lassen sich durch die allgemeine Formel Al0(OH) X,„ ,
Zn C6-nJ
m H2O oder einem Polymer davon darstellen, wobei η eine Zahl kleiner als 6 ist, m eine Zahl kleiner als 4 und X ein Chlor-, Chrom- oder 3odatom darstellt. Ganz allgemein gesprochen, sind die Aluminiumhydroxyhalogenide Feststoffe, die sich in Wasser oder einem Gemisch aus Wasser mit Alkoholen, Glykol, Polyglykol oder Glyzerin lösen. In der obigen Formel ist X vorzugsweise ein Chloratom, und η hat den Wert 4 oder darüber.
Erfindungsgemäß wird nun ein steifes, kohärentes Gel durch Behandlung einer Lösung aus wenigstens einem Aluminium-
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hydroxyhalogenld der obigen allgemeinen Formel, bei der η den Wert 4 oder darüber hat, in Wasser oder einem Gemisch aus Wasser und wenigstens einem Alkohol, Glykol, Polyglykol oder Glyzerin mit einem Azetat oder Laktat, wodurch sich eine wässrige, alkalische Lösung ergibt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die -Aluminiumhydroxyhalogenid-Lösung einen erheblichen Anteil eines Aluminiumhydroxychlorids der obigen Strukturformel enthält, wobei η den Wert 4 oder höher hat.
Desweiteren werden erfindungsgemäß geformte, hitzebeständige Gegenstände dadurch erzeugt, daß ein hitzebeständiges Pulver in einer Lösung dispergiert wird, die wenigstens ein Aluminiumhydroxyhalogenid der obigen Strukturformel enthält, wobei η den Wert 4 ader höher hat, und dieses Alumniumhydroxyhalogenid in Wasser oder einem Gemisch aus Wasser und wenigstens einem Alkohol, Glykol, Polyglykol oder Glyzerin zusammen mit einem Azetat oder Laktat vorhanden ist, das eine wässrige Lösung ergibt, die alkalisch ist. Während diese Dispersion geliert, wird sie in Formen vergossen, daraufhin getrocknet und gebrannt, um einen hitzebeständigen Gegenstand zu erhalten.
Die Gelierungszeit und die Steifigkeit bzw. Festigkeit und Kohärenz oder der Zusammenhalt des Gels hängen von der Aluminiumkonzentration in der Lösung ab, die geliert wird, aber auch von dem verwendeten Lösungssystem. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Gegenstandes betrifft die Steuerung der Gelierungszeit und die Geschwindigkeit des GeIfestigkeitsans'tiegs . durch Veränderung des verwendeten Lösungssystems. Wenn die Aluminiumkonzentration zu niedrig ist, dann ist das erhaltene Gel nicht steif, oder es ergibt sich kein kohärentes Gel. Das Azetat oder Laktat wird zweckmäßigerweise in wässriger Lösung benutzt, und der Zusatz
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einer großen Menge an Azetat - oder Laktatlösung muß vermieden werden. Konzentrierte wässrige Lösungen von Azetaten oder Laktaten sind deshalb erwünscht.· Wenn eine konzentrierte wässrige Aluminiumhydroxychloridlösung mit Wasser verdünnt wird und mit einer vorhandenen Menge der wässrigen Azetat- oder Laktatlösung vermischt wird, dann steigt mit wachsender Verdünnung die Gelierungszeit an. Bei einer Verdünnung mit Glykolsn oder Glyzerinen steigt die Gelierungszeit ebenfalls mit wachsender Verdünnung an. Bei einer Verdünnung mit monohydratischen Alkoholen verringert sich jedoch die Gelierungszeit mit steigender Verdünnung. Diese unerwartete Wirkung ist bei der Herstellung hitzebeständiger Formen von großem Wert, da sich die Gelfestigkeit sehr rasch erhöht. Das bedeutet, daß die geformten Gegenstände sich sehr bald nach der Gelierung aus der Gießform entfernen lassen. Als Beispiele für bevorzugte Alkohole können mon.ohydratische, mit Wasser vermischbare Alkohole, wie Methanol, Äthanol und Isopropanol, genannt werden. Die bevorzugten ,Glykole sind Äthylenglykol und Propylenglykol.
Die am meisten bevorzugten Aluminiumhydroxychloride sind diejenigen, bei denen η annähernd, 5 beträgt und m zwischen 2 und 3 liegt. Die am meisten bevorzugten Materialien haben ein Atomverhältnis von A1:C1 * 1,9 - 2,1 : 1. Ammoniumazetat, Ammoniumlaktat und Magnesiumazetat sind die bevorzugten Azetate und Laktate, die sich besonders Hur die-Herstellung geformter, hitzebeständiger Gegenstände· eignen.
Das erhaltene Gel läßt sich bei der Herstellung geformter, hitzebestMndiger Gegenstände zur Bindung hitzebeständiger Pulver ben utzen. Es läßt sich auch für die Herstellunggeformter katalytischer Massen verwenden; Desweiteren läßt'
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es sich als Klebstoff und als Bindemittel für keramische Fasern zur Erzeugung einer starren Masse benutzen. Darüberhinaus ist das Gel für das Zusammenkleben von vakuumgeformten Gegenständen geeignet, die aus Keramikfasern bestehen· Schließlich eignet sich das Gel für kosmetische Präparate, so beispielsweise für die Herstellung von der Schweißabsonderung entgegenwirkenden Mitteln.
Formen zum Vergießen von Metallen oder Legierungen lassen sich dadurch herstellen, daß ein hitzebeständiges Pulver geeigneter Körnung in einer wässrigen Alkohollösung eines Aluminiumhydroxyhalogenids der obigen Strukturformel, wobei η den Wert 4 oder darüber hat, in einem Azetat oder Laktat dispergiert wird, das eine wässrige Lösung ergibt, die alkalisch ist, wobei während der Gelierung der Dispersion diese in Formen vergossen wird, der in der gelierten Form vorhandene Alkohol entzündet wird und das Gel daraufhin gebrannt wird, um eine Gießform, ein Formenteil oder einen Kern zu erhalten, die sich beim Vergießen von Metallen oder Legierungen verwenden lassen.
Das bevorzugte Aluminiumhydroxychlorid steht in fester Form oder als 5o%ige wässrige Lösung zur Verfügung. Vorzugsweise werden aus den festen Materialien wässrige Lösungen hergestellt, da diese Lösungen zu Gelierungszeiten führen, welche kurzer sind als diejenigen,die sich bei Lösungen derselben Aluminiumkonzentration ergeben, die durch Verdünnen der 5o%igen wässrigen Lösung hergestellt werden. Glyzerin und Äthylenglykol verlängern die Gelierungszeit, während Methanol, Äthanol und Isopropanol die Gelieru'ngszeit verkürzen. ■ -"■'■-·
Im folgenden werden einige Gelbildungssysteme beispielshalber beschrieben.
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Beispiel 1
Hierbei wird die im Handel erhältliche Chlorhydratlösung verwendet, die die folgenden Eigenschaften aufweist:
AlCl- Atomverhältnis 1,9 - 2,1 : 1 Spezifisches Gewicht 1,325 - 1,345 Aluminiumgehalt 23-24% als Al2O3
Eine Ammoniumazetatlösung wird als Gelierungsbeschleunigungsmittel verwendet. Eine hierfür geeignete Ammoniumazetatlösung ist die starke Ammoniumazetatlösung der Ausgabe 1953 der British Pharmacopoea. Diese Lösung enthält 55,0 bis 60,0 % Ammoniumazetat.
Wenn 14 ml der starken Ammoniumazetatlösung einerMenge von 100 ml der Aluminiumchlorhydratlösung zugesetzt und gut gerührt werden, dann erhält man ein kohärentes Gel in annähernd 4 Minuten. . ■
Beispiel 2
Hierbei werden 25o Gramm Aluminiumchlorhydrat in fester Form in 35o ml Wasser gelöst und diese Lösung 24 Stunden stehengelassen, bevor sie weiterverwendet wird. Das verwendete Aluminiumchlorhydrat kennzeichnet sich dadurch, daß η annähernd 5 und m annähernd 2 betragen.
Wenn 1o ml der starken Ammaniumazetatlösung den I00 ml der obigen Aluminiumchloridhydratlösung zugesetzt und das Ganze gut- gerührt wird, so ergibt sich in nahezu zwei Minuten ein steifes, kohärentes Gel. Dieses Gel wird noch schneller fester* als das im obigen Beispiel 1 erhaltene Gel,
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Beispiel 3
Hierbei wird eine Volumeneinheit der obigen Aluminiumchlorhydratlösung des Beispiels 2 mit einer Volumeneinheit Äthylalkohol 64 O.P. I.M.S. verdünnt. Wenn dann 1o ml der starken Ammoniumazetatlösung 1oo ml der obigen Aluminiumchlorhydratlösung zugesetzt und das Ganze gut gerührt wird, so ergibt sich annähernd 28 Sekunden ein steifes, kohärentes Gel, das sich sehr rasch verfestigt.
Eine alternative Gelierungs-Beschleunigungslösung ist Sirup-Ammoniumlaktat lösung. Diese Lösung enthält etwa 6o Gew% tH .CHC/H).100NHft pro ml bei 2o° C. 5o ml Aluminiumoxidbindemittel + 1o ml Sirup-Ammonium/azetatlösung gelieren in 1 ο Minuten, während 5o ml Aluminiumoxidbindemittel + 5 ml Sirup-Ammohium>azetatlösung- in 18 Minuten gelieren.
Eine andere Gelierungsbeschleunigungslösung aus Magnesiumazetat wurde durch Lösen von 3o,o Gramm (CH_.10CU)
Mg.4H2O in 100 ml Wasser. Es wurden die folgenden Gelie-
rungszeiten festgestellt; xerhalten 5o ml Aluminiumoxidbindemittel des Beispiels 3 t 9,0 ml Magnesiumazetatlösung - Gelierungszsit 21 Minuten.
5o ml Aluminiumoxidbindemittel des Beispiels 3 t 15 ml Magnesiumazetatlösung - Gelierungszeit 6 Minuten·.
Beispiel 4
Es wurde ein Bindemittel durch Lösen von 75,0 Gramm festem Aluminiumbromhydrat in 1o5 ml Wassei/und Zusetzen von 1oo ml Äthylalkohol 64 /.P. I.M.S. hergestellt. Dieses Bindemittel besaß die folgenden Gelierungseigenschaften: 25 ml Bindemittellösung 4· 2,0 ml starke Ammoniumazetat-
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lösung [Ausgabe 1953 der B.P. ) - Gelierungszeit 51/4 Minuten
25 ml Bindemittellösung + 2,5 ml starke Ammoniumazetatlösung [Ausgabe 1953 der B.P.) - Gelierungszeit 2 1/4 Minuten.
Beide Gels waren zufriedenstellend und wurden ausreichend fest.
Das obige verwendete Aluminiumbromhydrat wurde durch die Firma Reheis, USA hergestellt. Die Formel dafür heißt: Al„ COH)5 Br.2~3H20. Das Produkt besaß folgendes Atomverhältnis: Al:Br - 2,1 : 1 bis 1,D :
Diese vier Gelerzeugungssysteme lassen sich bei der im folgenden beschriebenen Herstellung geformter, hitzebeständiger Massen verwenden.
Beispiel A
Es wurden geformte hitzebeständige Gegenstände aus tafelförmigem Aluminiumoxid wie folgt hergestellt. Das verwendete Aluminiumoxid entsprach der Güte T-60 der Alcoa of Great Britain Ltd. Die Anteile sind Gewichtsteile und die Korngrößen entsprechen der Tyler-Siebreihe.
-8 + 14 Güte - 2 Teile
-14 + 28 Güte - 1 Teil
-28 ♦ 48 Güte - 1 Teil -48 Süte - 1 Teil -I00 Güte - 1 Teil
Für jeweils 0,454 kp der obigen tafelförmigen Aluminiumoxidmischung war der Anteil an Bindemittel und Gelierungsbeschleunigungslösung wie folgt:
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-B-
Ca) 45 ml der Bindemittellösung von No.1
mit 7 ml der starken .Ammoniumazetatlösung
Cb) 45 ml der Bindemittellösung von No. 2
mit 4 ml der starken Ammoniumazetatlösung
(c) 45 ml der Bindemittellösung von No. 3
mit 3 ml der starken Ammoniumazetatlösung
Das hitzebeständige Pulver wurde in dem Gemisch aus Bindemittellösung und Ammoniumazatatlösung dispergiert, und während der Gelierung der Dispersion wurde das Gemisch in Formen vergossen und konnte ausgelieren. Danach trocknete das Gel und wurde dann gebrannt, um auf diese Weise einen geformten, hitzebeständigen Gegenstand zu erhalten.
Was das tafelförmige Aluminiumoxid anbelangt, so sind dessen Herstellung und Eigenschaften bekannt und beispielsweise in der "Zeitschrift "Refractories Journal 1971, Seiten B- 9, beschrieben.
Beispiel B
Geformte, hitzebeständige Gegenstände wurden aus den folgenden Mischungen hitzebeständiger Pulver hergestellt. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile, und die Korngrößen entsprechen den Siebeweiten nach British Standard. -1/4 "f 8 Malochit (hergestellt aus Porzellanton
(Kaolin), der bei über 15oo° C kalziniert . wurde . - Heil
-8 + 16 Malochit ■ - Heil
-16 + 3o Malochit - 1Teil
1oo CML P.B. Sillimanit - 2/3TeIIe
-1oo geschmolzenes Aluminiumoxid - 2/3Teile
Portasil G (Aluminiumsilikat mit 85 % Al3O3, wobei 9o % Al durch ein Sieb der Maschenweite 125 Mikrometer hindurchgehen) - 2/3Teile
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Für jede 0,454 kp des obigen Gemisches-aus hitzebeständigen Pulvern betrug der Anteil an Bindemittel und Gelierungsbeschleunigungslösung:
Ca) 5o ml der Bindemittellösung von No. 1 mit 7 ml starker Ammoniumazetatlösung
Cb) 5o ml der Binelemittellösung von No. 2 mit 4 ml starker Ammoniumazetatlösung
(c) 5o ml der Bindemittellösung von No. 3 mit 3 ml starker Ammoniumazetatlösung
Dashitzebeständige Pulver wurde in einem Gemisch aus Bindemittellösung und Ammoniumazetatlösung dispergiert, und während die Dispersion gelierte, wurde sie in Formen vergossen und konnte ausgelieren. Nach der Gelbildung konnte sie trocken-werden und wurde dann gebrannt, um einen geformten, hitzebeständigen Gegenstand zu erhalten.
ti
Beispiel C
Geformte, hitzebeständige Gegenstände wurden aus Siliziumkarbidpulver wie folgt hergestellt.
Ein Gemisch aus Siliziumkarbidpulver wurde aus folgenden
Bestandteilen zusammengemischt:
Siliziumkarbidpulver -8 t 14 Maschen - 1 Teil
Siliziumkarbidpulver -14 + 36 Maschen - 1 Teil
Siliziumkarbidpulver -36 + 1oo Maschen - 1 Teil
Zwei Teilen der obigen Mischung wurde ein Teil Siliziumkarbidfeingut zugesetzt. Die Teile sind Gewichtsteile und die genannten Maschenweiten bezie-hen sich auf British Standard-Siebgewebe. Für jede 0,454 kp der obigen Mischung aus Siliziumkarbidpulvern ergab sich der folgende
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Anteil an Bindemittel und Gelbildungsbeschleunigungslösung:
45 ml der Bindemittellösung von No. 2 mit 4 ml starker Ammoniumazetatlösung.
Das hitzebeständige Pulver wurde in dem Gemisch aus Bindemittellösung und Ammoniumazetatlösung dispergiert, und während die Dispersion gelierte, wurde sie in Formen vergossen und konnte ausgelieren. Nach der Gelbildung konnte sie dann trockenwerden, woraufhin sie gebrannt wurde, um einen geformten, hitzebeständigen Gegenstand zu erhalten.
Falls gewünscht kann auch Bindemittellösung von No. 1 verwendet werden, und zwar in einem Anteil von 45 ml Bindemittellösung und 7 ml starker Ammoniumazetatlösung pro o,454 kp Pulvermischung. Auch eine Verwendung der Bindemittellösung von.No. 3 ist möglich, und zwar in einem Anteil von 45 ml Bindemittelösung und 3 ml starker Ammoiiiumazetatlösung pro o,454 kp Pulvergemisch.
Beispiel D
Geformte, hitzebeständige Gegenstände wurden aus pulverförmigem, geschmolzenem Aluminiumoxid wie folgt hergestellt. Die Teile sind wieder Gewichtsteile und die Korngrößen bzw. Maschenweiten entsprechen den Britisch-Standard-SiebgröBen.
-3/16 + 1/8 - 7 Teile
"8 t 16 - 23 Teile
-16 +22 - 3o Teile
- 1oo - 4o Teile
Für jede o,454 kp des:obigen Gemisches wurden 4o ml der Bindemittellösung No. 2 verwendet in Verbindung mit zwischen
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2 und 3 ml starkeyAmmoniumazetatlösung. Das hitzebeständige Pulver wurde in dem Gemisch aus Bindemittellösung und Ammoniumazetatlösung dispergiert, und während die Dispersion gelierte, wurde sie in Formen vergrossen und konnte ausgelieren. Nach der Gelbildung konnte sie trocknen und wurde dann gebrannt, um einen geformten, hitzebeständigen Gegenstand zu erhalten.
In allen Beispielen A -■ D konnte der geformte Gußkörper aus der Gießform 1o - 1.5 Minuten nach f-k^stellung der Dispersion entfernt WBrden.
Bei der Zubereitung der Bindemittellösung von No. 3 ließ sich die Äthylalkoholmenge durch ein Volumenanteil Methylalkohol oder ein Volumenanteil Isopropylalkohol ersetzen, ohne daß dies sich auf die Gelierungszeit wesentlich auswirkte.
Beispiel E
Ein Gemisch aus tafelförmigem Aluminiumoxid der Sorte T-Bo wurde aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
-48 Sorte - 1 Gewichteteil - 1oo Sorte - 1 Gewichteteil
Die Korngrößen bzw. Siebgroßen beziehen sich auf die Tyler-Siebgrößen-Skala.
Die obige Aluminiumoxidmischung wurde in einem Gemisch Bindemittellösung von IMo. 1 und Ammoniumazetatlösung dispergiert, und zwar im anteiligen Verhältnis von o,45 kp Aluminiumoxidgemisch zu 45 - 5o ml Bindemittellösung von No. 1 und 7 ml starke Ammöniumazetatlösung. Die Dispersion konnte gelieren. 24 Stunden nach der Gelbildung wurde die gelierte Dispersion zu Pulver
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zermahlen und durch ein 48-maschiges Sieb geschickt. Das sich ergebende trockene Pulver wurde in einem Kasten mit den Dimensionen 2o,3 cm χ 17,8 cm χ 8,9-cm Tiefe zusammengepreßt, und zwar unter Verwendung einer Stoßhammerpresse der Butler Manufacturing and Engineering
Co. ltd., die mit einem Stößdruck von 5,62 kp/cm arbeitete. Die erhaltene kompakte Masse war fest genug, um gehandhabt zu werden, und nach dem Brennen ergab sie einen festen, hitzebeständigen Gegenstand.
Das obige Gemisch aus tafelförmigem Aluminiumoxid der Sorte T-6o sollte dann verwendet werden, wenn die Detailreproduktionen verwendet werden. Zur Herstellung von Aluminiumoxidstucken mit Hilfe des in diesem Beispiel beschriebenen Verfahrens läßt sich die im Beispiel A angegebene Mischung aus rohrförmigen Aluminiumoxid benutzen.
Beispiel_F
Beim Verbinden von keramischen Fasern zur Erzeugung einer starren Masse läßt sich am besten die BindemitteEösung von N-O. 1 benutzen, und zwar in einem anteiligen Verhältnis von loo ml Chlorhydrat lösung auf 12 bis 15 ml starke Ammoniumacetat lösung. "Triton Kaowool" -Keramik-Fasertuch mit. einer Dicke von 2,54 mm wurde mit einem Gemisch Bindemittellösung von No. 1 und starker Ammoniumazetatlösung in dem oben genannten anteiligen Verhältnis imprägniert und dann auf eine Dicke von 1,9 cm zusammengepreßt. Das Bindemittel konnte während des Zusammenpressvorgangs ausgelieren. Es ergab sich ein festes Wärmeisoliermaterial.
Beispiel G .
Bei Verwendung der Bindemittellösung von No. 3 besteht eine verteilhafte Verfahrensweise zur Erzeugung hitzebe-
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ständiger Gegenstände unregelmäßi-ger Form darin, die pro o,454 kp hitzebeständigen Pulvers verwendete Flüssigkeitsmenge zu erhöhen. Bei dem Gemisch aus hitzebeständigen Pulvern des Beispiels B sind die passenden Anteile Bo - 7o ml Bindemitteiläsung von No. 3 und 3,6 bis 4,2 ml starke Ammoniumazetatlösung. Für das Gemisch aus Aluminiumoxidpulvern des Beispiels A sollten Bo ml Bindemittellösung von No. 3 und 3,B ml starke Ammoniumazetatlösung pro o,454 kp Aluminiumoxidpulver verwendet werden. Während sich der Gegenstand verfestigt, können die freilegenden Oberflächen durch Beschichten mit einer Lösung aus Paraffinwachs in Kohlenstafftetrachlorid geschützt werden. Dadurch wird eine Rissbildung aufgrund der Alkoholverdampfung vermieden.
Beispiel H
Das Verfahren nach Beispiel G läßt sich für die Herstellung von Formen, Teilfarmen oder Kernen benutzen, wie sie beim Vergießen von rttallen oder Legierungen verwendet werden.
Unter Verwendung des Gemisches hitzebeständiger Pulver nach Beispiel B bei einem anteiligen Verhältnis von 7o ml Bindemifetellösung von No. 3 und 4,2 ml starker Ammoniumazetatlösung pro o,454 kp Pulver ergab sich ein Brei, der über ein Muster ausgegossen wurde, das in einem passenden Gießkasten enthalten gewesen ist. Sobald der Brei ausgeliert war, wurde dsr gelierte Formkörper von dem Muster und aus dem Gießkasten entfernt.
Der vorhandene Alkohol wurde, dann entzündet, so daß der Alkohol gleichmäßig von allen freiligenden Oberflächen abbrannte. Nachdem der Alkohol verbrannt war, wurde der geformte Körper gebrannt bzw. gebacken, wodurch
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ein Gegenstand, nämlich eineGießform, eine Teilform oder ein Kern, entstand, der sich für das Vergießen von Metallen oder Legierungen eignete.
Beispiel I
Es wurden Tiegel aus o,454 kp tafelförmiger Aluminiumoxidmischung mit 6 ml des Aluminiumoxidbindemittels von No. 3 und B ml Sirup-Ammoniumlactatlösung hergestellt. Es ergab sich ein sehr dünnflüssiges Gemisch, dasfür dünnwandige Tiegel erforderlich ist. Die Gslierungszeit des Gemiches bzw. des Breies betrug etwa 25 Minuten. Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenigstens 3o Minuten nach der Gelbildung vergehen zu lassen, bevor der Kern bewegt und aus der Form herausgezogen wird. Das verwendete tafelförmige Aluminiumoxidgemisch setzte sich aus tafelförmigem Aluminiumoxid der Sorte bzw. Güte T-6o in Gewichtsteilen wie folgt zusammen, wobei die Korngröße der Tyler-Siebgrößenreihe entsprichts
8-14 Haschen - 1 Teil
14-28 Maschen - 1 Teil
28-48 Maschen - 1 Teil
48 F Maschen -1,5 Teile
Beispiel 3
Es wurden Zirkonium/Zirkoniumoxid-Tiegel wie folgt hergestellt:
Ein Gemisch aus Zirkonium und Zirkoniumoxid wurde aus Zirkoniumsand- 7 Gewichtsteile (Durchgang durch Bo Maschen British Standard 41o)j
Zirkoniummehl - 2 Gewichtsteile (Durchgang durch 2oo Maschen British Standard 41o)
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und Zirkoniumoxid - 1 Gewichtsteil (Durchgang durch 2oo flaschen British Standard 41o] hergestellt* zu den o, 85Ö kp wurden jo,454 kp Zirkoniummehl zugesetzt. [Zirkoniummehl besaß ein Viertel der,Größe des Staubes und wurde durch Zerbrechen alter Zirkoniumstücke bzw. -Ziegel erhalten]. too ml der Aluminiumoxidbindemittellosung von No. 3 und 3o ml der Magnesiumazetatlösung wurden benutzt. Die Tiegel konnten 3 Tage an der Luft trocknen und wurden dann B Stunden lang bei 155o° C gebrannt. Sie waren alle fest und hatten einen guten "Klang", weshalb angenommen wird, daß 155o° C eine brauchbare minimale Brenntemperatur ist.
Dieses Beispiel schafft eine Quelle für Magnesiumoxid zur Stabilisierung von Zirkoniumoxid, das mit dem Alumi· niumoxidgel gebunden ist.
Zirkonium/Zirkpniumoxidtiegel lassen sich auch durch Verwendung des obigen hitzebeständigen Pulvers mit 12o ml Aluminiumoxidbindemittellösung No. 3 und 12 ml einer Beschleunigerlösung herstellen, die durch Verdünnen von 6o ml starker Ammoniumazetatläsung CAusgabe 1953 der B. S.) mit 5o ml Wasser geschaffen wurde. Die Ziegel wurden drei Tage lang an der Luft getrocknet und dann 8 Stunden bei 155o° C gebrannt.
Beispiel K
Es wurden geformte, hitzebeständige Gegenstände aus den folgenden hitzebeständigen Pulvern hergestellt:
Molochit 1/4 - 8 - 2 Teile
8-16-3 teile
16 -3o - 4 Teile
-12o - 3 Teile
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Zirkoniumsand - 4 Teile, alle kleiner als 60
Flaschen B.S. 4o
Die Teile sind Gewichtsteile. Es wurden o,#54 kp des obigen Gemisches mit I00 ml Aluminiumoxid Bindemittellösung No. 3 und 1o Milliliter Beschleunigerlösung (verdünnt) verwendet. Dies ergab nach dem Brennen bei 155o° C einen außerordentlich guten Tiegel. Das Brennen bei 155o° C könnte ebenfalls brauchbare Ergebnisse er-, bringen.
Beispiel L
Tafelförmiges Aluminiumoxidpulver (Beispiel I) wurde in einem Gemisch aus Aluminiumoxidbindemittellösung No. 4 und starker Ammoniumazetatlösung dispergiert, so daß sich ein Brei ergab, der dann in die Form gegossen wurde. Die verwendeten Anteile waren o,454 kp tafelförmiges Aluminiumoxidgemisch mit 45 ml Bindemittellösung und 4 oder 5 ml starke Ammoniumazetat lösung. Der sich ergebende Tiegel ließ sich 1o Minuten nach dem Vergießen aus der Form entfernen. Nach der Lufttrocknung wurden die Tiegel bei 165o° C 8 Stunden lang gebrannt.
Beispiel M
Geschnjolzenes Aluminiumoxidpulver (Beispiel D) wurde in einem Gemisch aus Aluminiumoxidbindemittellösung No. 4 und starker Ammoniumazetatlösung dispergiert, so daß ein Brei entstand, der in die Gießform eingegossen wurde. Die verwendeten Anteileetragen o,454 kp geschmolzene Aluminiumoxidpulvermischung mit 45 ml Bindemittellösung und 5 ml starke Ammoniumazetatlösung.
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Der sich ergebende Ziegel kannte 1o Minuten nach dem Vergießen aus der Form entfernt werden. Nach der Luft" trocknung wurde der Ziegel bei 165o° C 8 Stunden lang gebrannt.
Beispiel N
Geschmolzenes .Aluminiumoxidpulver (Beispiel D) wurde in einem Gemisch aus Bindemittellösung No. 3 und. starker Ammoniumazetatlösung dispergiert, so daß sich ein Brei ergab, der in die Gießform eingegossen wurde. Die verwendeten Anteile waren o,454 kp geschmolzene Aluminiumoxidpulvermischung mit 45 ml Bindemittellösung No. 3 und 1,8 - 2,ο ml starker Ammoniumazetatlösung. Die sich ergebenden Tiegel konnten 15 bis 2o Minuten nach dem Vergießen aus der Form entfernt werden. Nach der Lufttrocknung wurden die Tiegel bei 165o° C 8 Stunden lang gebrannt.
Beispiel O
Ein Gemisch aus geschmolzenen Mullitkörp.arn zur Herstellung von Tiegeln wurde wie folgt zusammengesetzt:
3/6 - 1/8 - 7 Teile
1/8 - 1/16 -23 Teils
1/1-6 - 22 flaschen - 3o Teile -1oo Maschen - Teile
Die Teile sind Gewichtsteile, und die Maschengrößen entsprechen der British Standard CB.S.) 41o Prüfsiebnorm.
Um die Tiegel herzustellen, wurden 373 Gramm das obigen Gemisches'mit 45 ml der Bindemittellösung No. 3 und 2 ml starker Ammoniumazetatlösung benutzt. Der sich ergebende
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Tiegel konnte 15 bis 2o Minuten nach dem Gießen der Form entnommen werden. Nach der Lufttrocknung wurden die Tiegel bei 15oo C gebrannt.
Anstelle des geschmolzenen Mullits kann auch gesintertes Mullit verwendet werden. Die Eigenschaften des geschmolzenen und gesinterten Mullits sind bekannt und beispielsweise in der Zeitschrift "Refractories JnI.) Ouni 1973, Säten 12 - 18 beschrieben.
Beispiel P
"Triton Kaowool"-Keramikfasertuch wurde durch Imprägnieren mit dem Bindemittel No. 3 in starre Gebilde geformt. Überflüssige Lösung wurde durch Ausdrucken des imprägnierten Tuches entfernt, das dann die gewünschte Form aufwies. Das Bindemittel wurde durch Erwärmen bei 8o bis 11o° C ausgehärtet. Die Erwärmung wurde solange fortgesetzt, bis das entstandene geformte Gebilde trocken und fest war. Während der Erwärmungszeit sollte die Temperatur allmählich auf 11o° C erhöht werden. "Triton Kaowoool" Keramikfasertuch läßt sich durch Imprägnieren des Tuches mit Alumxniumoxidbindemittel No. 3, dem eine geringe Menge starker Ammoniumazetatlösung zugesetzt worden ist, in feste Gebilde formen. Überschüssige Lösung wird durch Ausquetschen des imprägnierten Tuches entfernt. Das Bindemittel kann während des Zusammenpressens gelieren. Nicht mehr als 5 ml starke Ammoniumazetatlösung pro 1oo ml Bindemittel No. sollten Verwendung finden.
Beispiel Qu
Das bevorzugte Bindemittel ist das Bindemittel Ho. 3 und der Gelbildungsbeschleuniger wird durch Verdünnen von Bo ml starker Ammoniumazetatlösung mit 4o ml Wasser- hergestellt.
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Es wurde eine hitzebeständinge Pulverzuaammensetzung der folgenden Art benutzt:
Carbomul BF - 55 Gew. %
Carbomul 1o/36 - 25 Gew.%
Alcoa kalziniertes
Aluminiumoxid A2 - 325
Naschen CTyler-Siebreihe) - 2o Gew.%
Carbomul bezeichnet ein Schmelzprodukt aus Zirkoniumsand und kalziniertem Aluminiumoxid und wird von der Carborundum Company, New York hergestellt.
ö,454 kp dieser hitzebeständigen Pulverzusammensetzung wurden zusammen mit Bo ml der Bindemittellösung No. 3 und B ml der Beschleunigerläsung verwendet. Die Gelierungszeit des Breis betrug etwa 15 Minuten. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, .den Gegenstand wenigstens
15 - 3o Minuten nach der Gelbildung in der Gießform zu belassen, bevor irgendwelche Kerne entfernt und die Form abgestreift wird. Die Gegenstände werden über Nacht an Luft getrocknet und dann bei einer Temperatur von wenigstens 155o° C, vorzugsweise 165o° C gebrannt.
Beispiel R
2o ml der Bindemittellösung Να. 2· und 3o ml Äthylalkohol 64 O.P. industriell hergestellten Sprits wurden gemischt und dieser Mischung wurden 5,ο ml starke Ammoniumazetatlösung zugesetzt. Die beobachtete Gelierungszeit betrug
16 Sekunden, das Gel wurde schnell fest. Ein ähnliches Ergebnis wurde erzielt, wenn anstelle der zugesetzten Äthylalkoholmenge dieselbe Menge Methylakohol oder Isopropylalkohol verwendet wurde. Wenn die zugesetzte Äthyläkoholmenge durch dieselbe Menge Äthylenglykol oder Glyzerin ersetzt wurde, dann verlängerte sich die Gelbdldungs·
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- 2ο -
zeit, und das Gel wurde nur langsam fest
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Claims (8)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines steifen, kohärenten Gels, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung eines Aluminiumhydroxyhalogenids der allgemeinen Formel Al2COH) X ,j, .j .m H2O oder ein Polymer davon, wobei η eine Zahl kleiner als 6, m eine Zahl kleiner als 4 ist und X ein Chlor-,Brom- oder Jodatom darstellt, in Wasser oder einem Gemisch aus Wasser oder wenigstens einem Alkohol, Glykol, Polyglykol oder Glyzerin mit einem Azetat oder Laktat behandelt wird, das vorzugsweise eine wässrige Lösung ergibt, die alkalisch ist«
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alumin.iumhydroxyhalogenid in einem erhebliche/l Anteil ein Aluminiumhydroxychlorid enthält, "wobei η einen Wert 4 oder höher hat.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß η 5 ist und m 2 oder 3 beträgt.
4. Verfahren nach einem dar Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aluminiumhydroxyhalogenid ein Al ! Halogenid-Verhältnis von 1,9 - 2,1 : 1 hat.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Azetat oder Laktat Ammoniumazetat, Ammoniumlaktat oder Magnesiumazetat ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5 zur Herstellung von geformten, hitzebeständigen Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aluminiumhydroxyhalogenidlösung ein hitzebeständiges Pulver dispergiert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - B, wobei eine feste Nasse Wärmeisoliermaterial hergestellt wird, dadurch'
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gekennzeichnet, daß mit der Aluminiumhydroxyhalogenidlösung ein keramisches Fasertuch imprägniert wird.
8. Verfahren nach Anspruch B, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brei aus der aus hitzebeständigem Pulver und der Aluminiumhydroxyhalogenidlösung (in einen nicht brennbaren Alkohol) bestehenden Dispersion hergestellt wird, daß der Brei in die gewünschte Form gebracht wird und ausgelieren kann, woraufhin der überschüssige Alkohol weggebrannt und der gelierte, geformte Körper gebrannt wird.
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