DE2627504A1 - Fireproofing organic foams, e.g. polystyrene or polyurethane - with aq. compsn. contg. red mud, silica, water glass and hardener - Google Patents
Fireproofing organic foams, e.g. polystyrene or polyurethane - with aq. compsn. contg. red mud, silica, water glass and hardenerInfo
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Abstract
Description
Feuerhemmende Zusammensetzung mit Wasserylasanteilen,Fire-retardant composition with water ylase components,
Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung bei organischen Schaumstoff-Formkörpern mit verbesserter Flammfestigkeit Die Erfindung betrifft eine feuerhemmende, als Binde-, Anstrich-, Imprägnier- und/oder Klebemittel für organische Materialien verwendbare wässrige Zusammensetzung mit Wasserglasanteilen, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Zusammensetzung sowie ihre Verwendung.Process for their production and their use in organic Foam Moldings With Improved Flame Resistance The invention relates to a fire retardant, as a binder, paint, impregnation and / or adhesive for Aqueous composition that can be used for organic materials and contains waterglass, a process for the preparation of such a composition and its use.
Es ist bereits bekannt (DT-OS 2 334 854, DT-AS 1 494 955, DT-AS 1 494 961, DT-OS 2 110 059), daß sich wässrige Medien auf Alkalisilikat@@sis dazu eignen, organische Schaumstoff-Forflörper, insbesondere Polystyrolschaurnstoff-Formkörper, mit verbesserter Hitzebeständigkeit zu schaffen. Nach wie vovc bereitet es aber Schwierigkciten, den organischen Schaumstoffgebilden die in der Praxis erwünschten flamm hemmenden Eigenschaften zu verleihen, wobei generell das Problem besteht, niedriges Raumgewicht, hohe Pntflammungstemperatur und gleichzeitig gute mechanische Festigkeit miteinander zu kornbinieren.It is already known (DT-OS 2 334 854, DT-AS 1 494 955, DT-AS 1 494 961, DT-OS 2 110 059) that aqueous media on alkali silicate @@ sis to this suitable, organic foam molded bodies, in particular polystyrene foam molded bodies, to create with improved heat resistance. After how vovc prepares it is difficult, however, to give the organic foam structures those which are desired in practice to impart flame-retardant properties, whereby there is generally the problem of low density, high ignition temperature and at the same time good mechanical Combine strength with each other.
Der Erfindung liegt daher die gCgabe zugrunde, eine preiswerte flammhemmende Zusammensetzung zu schaffen, welche die vorstehenden Eigenschaften aufweist bzw. zu erzielen ermöglicht und sich universell zur Verwendung in Verbindung mit organischen Materialien aller Arc eignet.The invention is therefore based on the gift of an inexpensive flame-retardant To create a composition which has the above properties or Allows to achieve and is universal for use in conjunction with organic Materials of all arc suitable.
Erfindusgeäß wird diese Aufgabe durch eine feuerhemmende Zusammiensetzung der eingangs genannten Art gelöst, welche gekennzeichnet. ist durch die nachfolgenden Komponenten: 800 bis 1600 Gewichtsteile feucht anfallender Rotschiamm, Analyse nach Trocknung: 10 Gew.-% Glühverlust, 15 bis 28 Gew.-e Al203, 24 bis 45 Gew.-% Je203, 3 bis 13 Gew.-% Ti02, 5 bis 20 Gew.-% Si02, 5 bis 12 Gew.-% Na20 und 0,1 bis 3 Gew.-% CaO; 2 bis 340 Gewichtsteile Kieselsäure; 800 bis 2400 Gewichtsteile Wasserglas; und 40 bis 200 Gewichtsteile Härter.According to the invention, this object is achieved by a fire-retardant composition solved of the type mentioned, which is marked. is through the following Components: 800 to 1600 parts by weight of moist red mush, analysis according to Drying: 10% by weight loss on ignition, 15 to 28% by weight Al203, 24 to 45% by weight Je203, 3 to 13% by weight Ti02, 5 to 20% by weight Si02, 5 to 12% by weight Na20 and 0.1 to 3% by weight CaO; 2 to 340 parts by weight of silica; 800 to 2400 parts by weight of water glass; and 40 to 200 parts by weight of hardener.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 11.Particularly preferred embodiments of the composition according to the invention result from subclaims 2 to 11.
Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird auf den Unteranspruch 12 Bezug genommen, während sich bevorzugte Verwendungsmöglichkeiten der Zusammensetzung nach der Erfindung aus den Unteransprüchen 13 bis 16 ergeben.With regard to the production method according to the invention, see the dependent claim 12 is referred to, while preferred uses of the composition according to the invention from subclaims 13-16.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, durch die Kombination seit längerem bekannter Alkalisilikate mit Rotschlamm eine feuer- bzw. flammhemmende Zusammensetzung zu schaffen, welche nicht nur außerordentlich wirtschaftlich herstellbar ist, sondern darüber hinaus mit organischen Mdterialien, mit denen die Zusammensetzung in Berührung gebracht wird, eine außerordentlich innige Verbindung eingeht. Hieraus resultiert insbesondere bei der Herstellung von organischen Schaumstoffgebilden, die also aus einer Matrix aus der erfindingsgemäßen Zusammensetzung in Verbindung mit den entsprechenden Schaumstoffkomponenten bestehen, eine außerordentlich feine Struktur, die neben der gewünschten Flaminfes tigkeit auch über ausgezeichnete mechanische Eigenschaften verfügt.The invention is based on the surprising finding that it succeeds by combining alkali silicates, which have been known for a long time, with red mud to create a fire-retardant or flame-retardant composition, which is not only extraordinary economically can be produced, but also with organic materials with which the Composition is brought into contact, an extremely intimate connection comes in. This results in particular in the production of organic foam structures, that is, in combination with a matrix of the composition according to the invention with the corresponding foam components, an extremely fine one Structure which, in addition to the desired flame resistance, also has excellent mechanical properties Features.
Dieses Ergebnis war unvorhersehbar, weil der als Abfallproduktion bei der Aluminiumherstellung anfallende Rotschlamm bisher allenfalls als Gasreinígungsmasse, versuchsweise auch bei der Herstellung von Uu- und Straßenbaustoffen sowie zur Dodenverbesserung verwendet werden konnte und dieses Abfallprodukt bisher als nur schwierig nutzbar zu machende bzw. schadlos zu beseitigende Komponente angesehen wurde Offensichtlich beruht die Wirkung des Rotschlamms in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung darauf, daß infolge der besonderen, herstellungsbedingten Feinkörnigkeit des Rotschlamms und der hierdurch hervorgerufenen großen spezifischen Oberfläche desselben eine außerordentlich innige Verbindung mit dem Wasserglas erfolgt, wobei die große spezifische Oberfläche dann insbesondere auch für einen besonders guten Kontakt mit den organischen Materialien verantwortlich ist.This result was unpredictable because of the waste production Until now, the red mud that has accumulated in the production of aluminum has only been used as a gas cleaning compound, on a trial basis also in the production of underground and road building materials as well as for doden improvement could be used and this waste product has so far been difficult to use Component to be made or to be eliminated harmlessly was considered Obvious the effect of the red mud in the composition according to the invention is based on that due to the special, production-related fine grain of the red mud and the resulting large specific surface area of the same extraordinarily intimate connection with the water glass takes place, with the large specific Surface then in particular also for a particularly good contact with the organic Materials is responsible.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung läßt sich natürlich nicht nur in der Weise verwenden, daß organische Materialien, insbesondere fertige organische Schaumstoff-Formkörper, beispielsweise auf Polystyrol- oder Polyurethanbasis, mittels der dann als Anstrichmittel verwendeten Zusammensetzung ummantelt werden, vielmehr iassen sich auch flammhemmende Schaumstoff-Formkörper direkt dadurch herstellen, daß die noch ungeblähten Granulat- bzw. Perlpolymerisatpartikel in der als Matrix dienenden Zusammensetzung aufgeschäumt werden.The composition according to the invention can of course not only Use in such a way that organic materials, especially finished organic Foam molded body, for example based on polystyrene or polyurethane, means the composition then used as a paint coated will, rather, flame-retardant foam moldings can also be produced directly by that the as yet unexpanded granulate or bead polymer particles in the matrix serving composition are foamed.
Insoweit wird ausdrücklich in vollem Umfange auf die Patentanmeldungen P 23 34 854.1-43, P 24 61 817.5-4 und P 26 08 895.9-43 Bezug genommen, die insoweit vollständig zur Ergänzung des Erfindungsgedankens herangezogen werden.In this respect, the patent applications are expressly referred to in full P 23 34 854.1-43, P 24 61 817.5-4 and P 26 08 895.9-43 are referred to in this respect can be used in full to supplement the concept of the invention.
Daneben eignet sich die erfindungsgemäße Zusalmnensetzung auch dazu, beispielsweise GlasfaserSandwichanordnuTjgen bzw. allgemein Anordnungen aus Kunststoffvliesen, die mittels der erfindungsgemäßen Zusammensetzung getränkt und verklebt werden, aufzubauen. Auch läßt sich die Zusammensetzung als Bindemittel bzw. Matrix für Formkörper aus Kork oder Korkschrot, Korkmehl oder dergleichen und auch zum Verbinden und Imprägnieren von Korkplatten verwenden. Beispielsweise können. auch Holz, Pappe, Papier oder dergleichen nicht nur mittels der erfindungsgemäßen Zusammensetzung imprägniert und verklebt, sondern auch nach entsprechender Zerkleinerung in der Zusammensetzung als Matrix verarbeitet werden. Selbstverständlich ist auch eine nachfolgende Entgasung der hergestellten flaminfiemmenden Formkörper möglich, wobei wiederum zur Ergänzung des Erfindungsgedankens in voilem Umfang auf die Patentanmeldung P 26 Og 895.9-43 Bezug genommen wird.In addition, the composition according to the invention is also suitable for For example, glass fiber sandwich arrangements or, in general, arrangements made of plastic fleece, which are soaked and glued by means of the composition according to the invention, build up. The composition can also be used as a binder or matrix for moldings made of cork or crushed cork, cork flour or the like and also for bonding and impregnating of cork boards. For example, can. also wood, cardboard, or paper the like not only impregnated by means of the composition according to the invention and glued, but also after appropriate comminution in the composition processed as a matrix. A subsequent degassing is of course also possible of the flaminfiemmenden molded bodies produced possible, again being a supplement of the concept of the invention in full to the patent application P 26 Og 895.9-43 Is referred to.
Angemerkt sei, daß, je höher der Rotschlammanteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist, eine umso bessere Konsistenz der Zusammensetzung nach Aushärtung resultiert. Dieses Ansteigen der mechanischen Festigkeit der Zusammensetzung bei steigendem Rotschlammgehalt beruht vermutlich darauf, daß dann die mechanischen Eigenschaften des Gefüges immer weniger durch die Wasserglasmatrìx bestimmt werden, sondern aus den bei hohem Rotschlammanteil aneinanderstoßenden kristallinen Rotschlammpartikeln resultieren. Anzumerken ist noch, daß sich in allen Anwendungsfällen, in denen die Zusammensetzung nach der Erfindung an der Außenfläche eines Formkörpers oder dergleichen angeordnet ist, als Wassergläser gegebenenfalls stabilisierte Mischwassergläser aus Kali- und Natronwasserglas besonders empfehlen, weil hier keinerlei Ausblüherscheinungen auftreten.It should be noted that the higher the red mud content of the invention Composition is, the better the consistency of the composition after curing results. This increases the mechanical strength of the composition increasing red mud content is probably due to the fact that the mechanical Properties of the structure are less and less determined by the water glass matrix, but from the with a high proportion of red mud, crystalline clashes Red mud particles result. It should also be noted that in all applications, in which the composition according to the invention on the outer surface of a molded article or the like is arranged, optionally stabilized mixed water glasses as water glasses Made of potash and soda water glass especially recommend because there are no signs of blooming appear.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen im einzelnen erläiitert: Beispiel 1 800 g Rotschlamm, 100 g Si02-Füller mit einer spezifischen 2 2 Oberfläche von ca. 20m /g, Analyse: 86 bis 92 Gew.-% SiO2, 0,9 bis 2,6 Gew.-% fe2O3, 0,6 bis 12 Gew.-%-Al203, 1,2 bis 2,5 Gew.-% MgO, 0,7 bis 3,2 Gew.-°Õ CaO, 0,6 bis 1.3 Gew.-% fr.C, 50g reines SiO2 als hochdisperse pyrogene Kieselsäure, 2 spezifische Oberfläche ca. 100 bis 400 in /g, 800 g eines Alkalisilikates mit 2,7 Gew.-% Na20, 9,5 Gew.-% K20 und 25,3 Gew.-E SiO2, einer Viskosität von 80 cP bei 20°C, einer Dichte von 400 Be und einem Gewichtsverhältnis SiO2 zu Alkalioxid von 2,1, sowie 150 CaHP04 wurden bei Raumtemperatur zu einem dickstreichfähigen Gemenge verrührt.The invention is explained in detail below by means of examples Explained: Example 1 800 g red mud, 100 g Si02 filler with a specific 2 2 surface area of approx. 20 m / g, analysis: 86 to 92% by weight SiO2, 0.9 to 2.6% by weight fe2O3, 0.6 to 12% by weight - Al203, 1.2 to 2.5% by weight MgO, 0.7 to 3.2% by weight CaO, 0.6 to 1.3% by weight FRC, 50g pure SiO2 as highly dispersed fumed silica, 2 specific surface approx. 100 to 400 in / g, 800 g of an alkali silicate with 2.7% by weight Na20, 9.5% by weight K20 and 25.3% by weight SiO2, a viscosity of 80 cP at 20 ° C, a density of 400 Be and a weight ratio of SiO2 to alkali oxide of 2.1, as well as 150 CaHPO4 became thick spreadable at room temperature Mixture stirred.
Der verwendete Rotschlamm hatte die nachfolgende Zusammensetzung: 43,6 Gew.-% Feuchte, 9,3 Gew.-% Glühverlust, 20,5 Gew.-% Al203, 6,99 Gew.-% SiO2, 44,8 Gew.-% Fe2O3, 12,8 Gew.-% Ti02, 0,19 Gew.-% CaO, 5,46 Gew.-% Na20 (gesamt), 0,67 Gew.-% Na20 (wasserlöslich), 0,023 Gew.-% Mn2O3, 0,17 Gew.-% Cr203, 0,14 Gew.-% V205, 0,13 Gew.-% P205 und 0,002 Gew.-% ZnO.The red mud used had the following composition: 43.6% by weight moisture, 9.3% by weight loss on ignition, 20.5% by weight Al203, 6.99% by weight SiO2, 44.8% by weight Fe2O3, 12.8% by weight Ti02, 0.19% by weight CaO, 5.46% by weight Na20 (total), 0.67% by weight Na20 (water-soluble), 0.023% by weight Mn2O3, 0.17% by weight Cr203, 0.14% by weight V205, 0.13 wt% P205 and 0.002 wt% ZnO.
Mit der so hergestellten, dickstreichfähigen Zusammensetzung wurde ein fertiger Polystyrolschaumstoff-Formkörper ummantelt.With the thus produced, thick-spreadable composition a finished polystyrene foam molded body encased.
Der so hergestellte Formkörper entflammte nicht,wenn er nach dem Trocknen auf Temperaturen bis zu 7000C aufgeheizt wurde.The molded article produced in this way did not ignite when it was dried was heated to temperatures up to 7000C.
Beispie 2 Nach dem Vorgehen von Beispiel 1 wurde ein dickstreichfähiges Gemenge hergestellt, wobei jedoch ein RoLschlamm mit nachfolgender Analyse, nach Entfernen der Restfeuchtigkeit von 55 % bei 105°C, verwendet wurde: Si02 ca.Example 2 Following the procedure of Example 1, a thick spreadable Mixture produced, but a raw sludge with subsequent analysis, after Removal of the residual moisture of 55% at 105 ° C, the following was used: Si02 approx.
16 Gew.-%, TiO2 ca. 9 Gew.-%, Fe2O3 ca. 25 Gew.-%, Al 203 ca. 29 Gew.-%, Na20 gesamt ca. 11 Gew.-%, Na20 wasserlöslich ca. 1,5 Gew.-%.16% by weight, TiO2 approx. 9% by weight, Fe2O3 approx. 25% by weight, Al 203 approx. 29% by weight, Total Na20 approx. 11% by weight, Na20 water-soluble approx. 1.5% by weight.
Aus der so hergestell Len, di ckflL1ss igen Nis chung wurden nach dem Verfahren, wie es in der DT-OS 2 334 854 (Patentanmeldung P 23 34 854.1-43) beschrieben ist, Polystyrolschaumstoff-Formkörper hergestellt. Die so hergestellten Formkörper hatten eine ausgezeichnete Druckfestigkeit und entflammten auch beim Aufheizen auf Temperaturen von mehr als 8000C nicht.The liquid mixture produced in this way resulted in more the method as described in DT-OS 2 334 854 (patent application P 23 34 854.1-43) is described, made polystyrene foam molded body. The so produced Moldings had excellent compressive strength and also caught fire Do not heat up to temperatures of more than 8000C.
Durch Verrühren bei Raumtemperatur wurde eine Zusam.ensetzung nach der Erfindung hergestellt aus 1400 g Rotschlamm (wie in Beispiel 2), 200 g SiO2 in Form hochdisperser, pyrogener Kieselsäure, 2000g Natronwasserglas mit einem Gewichtsverhältnis SiO2 zu Na20 von 3,8 und 250g Calziumhydrogenphosphat.A composition was obtained by stirring at room temperature of the invention made from 1400 g red mud (as in example 2), 200 g SiO2 in the form of highly dispersed, pyrogenic silica, 2000g soda water glass with a weight ratio SiO2 to Na20 from 3.8 and 250g calcium hydrogen phosphate.
Außerdem wurde Polystyrol-Perlpolymerisat, welches Pentan als Treibmittel enthielt, in heißem Wasser mit einer Tempeals ratur von 98 C für 30 Minuten vorgebläht. Daraufhin wurden die so erhaltenen vorgeblähten Polystyrolpartikel aus dem Wasser herausgenommen, getrocknet und zu feinen Flocken zerfasert. Stattdessen wurden bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel auch zerflockte bzw. zerfaserte Polystyrolabfälle verwendet.In addition, polystyrene bead polymer, which pentane as a blowing agent contained, pre-inflated in hot water with a temperature of 98 C for 30 minutes. Then, the pre-expanded polystyrene particles thus obtained became out of the water taken out, dried and shredded into fine flakes. Instead, were at a modified embodiment also flaked or fiberized polystyrene waste used.
Die zerflockten oder zerfaserten Polystyrolpartikel wurden dann in die vorher angerüi1rte Zusammensetzung eingegeben.The flaked or shredded polystyrene particles were then in the previously mixed composition entered.
Anschließend wurde etwa 10 Minuten gerührt. Daraufhin wurde das Gemisch aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und den zerfaserten Polystyrolpartikeln in eine Blockform eingegeben, woraufhin die bis dahin bei Raumtemperatur liegende Temperatur der Zusamtnonsetzung in einem Ofen für eine Stunde auf 800C erhöht wurde. Anschließend wurde der fertige Formkörper aus der Metallform herausgenommen und dann 60 Minuten bei 2900C im Ofen entgast. Der so erhaltene Werkstoff entflammte in einem geschlossenen Ofen selbst beim Aufheizn n auf eine Temperatur von 1100°C nicht.The mixture was then stirred for about 10 minutes. Thereupon the mixture became from the composition according to the invention and the fiberized polystyrene particles entered in a block form, whereupon the one that had been at room temperature until then The temperature of the composition was raised to 800C in an oven for one hour. The finished molded body was then removed from the metal mold and then degassed for 60 minutes at 2900C in the oven. The material obtained in this way caught fire in a closed oven even when heated to a temperature of 1100 ° C not.
Beispiel 4 Nach dem Vorgehen von Beispiel 1 wurde ein dickstreichfähiges Gelmenge aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt. Hierin wurde im Gewichtsverhältnis 1 : 1 Korkmehl eingegeben. Der fertige Formkörpor -wurde bei 1050C getrocknet und anschließend bei 400°C im Ofen entgast. Es ergab sich ein Formkörper, der selbst Temperaturen von 12006C ohne weiteres standhielt. Die mechanische Festigkeit war ausgezeichnet.Example 4 Following the procedure of Example 1, a thick spreadable Amount of gel produced from the composition of the invention. This was in Weight ratio 1: 1 entered cork flour. The finished molded body was at 1050C and then degassed in the oven at 400 ° C. A molding resulted which easily withstood temperatures of 12006C. The mechanical strength was excellent.
Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsfor;nen wesentlich sein.Those in the above description as well as in the following claims disclosed features of the invention can both individually and in any Combinations for realizing the invention in its various embodiments be essential.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762627504 DE2627504A1 (en) | 1976-06-18 | 1976-06-18 | Fireproofing organic foams, e.g. polystyrene or polyurethane - with aq. compsn. contg. red mud, silica, water glass and hardener |
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DE19762627504 DE2627504A1 (en) | 1976-06-18 | 1976-06-18 | Fireproofing organic foams, e.g. polystyrene or polyurethane - with aq. compsn. contg. red mud, silica, water glass and hardener |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2627504A1 true DE2627504A1 (en) | 1977-12-29 |
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ID=5980920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19762627504 Pending DE2627504A1 (en) | 1976-06-18 | 1976-06-18 | Fireproofing organic foams, e.g. polystyrene or polyurethane - with aq. compsn. contg. red mud, silica, water glass and hardener |
Country Status (1)
Country | Link |
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