DE2732577A1

DE2732577A1 - Verfahren zur herstellung eines gefuellten anorganischen harzzementes

Info

Publication number: DE2732577A1
Application number: DE19772732577
Authority: DE
Inventors: Richard Sheldon Lindstrom; William Lavrence Prior
Original assignee: Arthur D Little Inc
Current assignee: Arthur D Little Inc
Priority date: 1976-07-19
Filing date: 1977-07-19
Publication date: 1978-02-02
Also published as: GB1562154A; FR2359091A1; JPS5312927A; IT1083680B; FR2359091B1; JPS6158420B2

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft gefüllte anorganische Harzzemente in fester oder zellförmiger Form sowie Massen und Verfahren zur Herstellung derartiger Zemente und befaßt sich insbesondere mit gefüllten anorganischen Harzzementen, die entweder Magnesiumoxychlorid oder Magnesiumoxysulfat enthalten und eine gute Biegefestigkeit besitzen und darüber hinaus wasserbeständig, nichthygroskopisch und nichtentflammbar sind.

Magnesiumoxidzemente, die im allgemeinen als anorganische Harze oder Kunststoffzemente bezeichnet werden, sind bekannt. Ein verbessertes Verfahren zur Herstellung dieser anorganischen Harzzemente (Magnesiumoxychlorid und Magnesiumoxysulfat) wird in der US-PS 3 320 077 beschrieben. Diese anorganischen -Harzzemente werden zur Herstellung von geformten oder vergossenen Strukturen verwendet, beispielsweise zur Herstellung von Bauplatten, Ziegeln, Fußbodenbelägen oder dgl., wobei ferner eine Verwendung als Schutzüberzüge in Betracht kommt. Infolge der den anorganischen Harzzementen innewohnenden Eigenschaften, insbesondere infolge ihrer Nichtentflammbarkeit, existieren noch weit mehr Verwendungszwecke für diese Materialien als sie bisher in Frage kamen. Von derartigen potentiellen Verwendungszwecken seien Badezimmereinrichtungen, Sitze für Massentransportmittel, Flugzeuginneneinrichtungen, Büroeinrichtungen, Haushaltsgeräte, Sitze für Freilufttheater oder andere öffentliche Zwecke, Innenplatten für Lastwagen und Busse, Möbel oder dgl. erwähnt. Im Falle dieser potentiellen Verwendungszwecke muß im Gegensatz zu Bauplatten, Ziegel, Fußbödenplatten etc. das Strukturmaterial ein gewisses Ausmaß an Biegefestigkeit aufweisen. Die nichtgefüllten festen Magnesiumoxidzemente sowie diejenigen Zemente, die mit Materialien in Form von Einzelteilchen und/oder Glasfasern mit Standardlängen gefüllt sind, sind relativ steif und weisen nur eine begrenzte Scher- und Zugfestigkeit in Richtungen auf, in denen nur wenige verstärkende Füllstofffasern oder überhaupt keine derartigen Fasern vorliegen, um

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die Bildung von Rissen durch die Magnesiumoxidzementmatrix zu verhindern oder eine Rißbildung auf der Oberfläche der Matrix zu unterdrücken. Eine derartige Rißbildung beginnt in Form von Mikrorissen. Wird die Rißausbreitung nicht unterdrückt, dann können die Mikrorisse so lange wandern, bis die Biegefestigkeit, Zugfestigkeit und strukturelle Festigkeit des gebildeten Gegenstandes unterhalb einen annehmbaren Wert fallen. Das gleiche gilt für die Oberflächenrißbildung.

Es gibt zahlreiche Veröffentlichungen, welche sich mit gefüllten synthetischen Harzen und Kunststoffen, beispielsweise gefüllten Polyestern und gefüllten Epoxyverbindungen, die für diese Verwendungszwecke eingesetzt werden, befassen. Die diesen Veröffentlichungen zu entnehmenden Lehren sind jedoch nicht direkt auf anorganische Magnesiumoxidzemente anzuwenden. Dies ist auf grundlegende Unterschiede zwischen diesen anorganischen Harzzementen und synthetischen organischen Harzen zurückzuführen. Einer der wichtigeren Unterschiede liegt darin, daß der "Modul" (definiert als Neigung der Spannungs-Dehnungs-Kurve) beträchtlich geringer ist im Falle von Polyester- oder Epoxyharz allein als im Falle einer Verwendung von Glasfasern oder anderen Verstärkungsmaterialien. Während der Modul eines Polyesterharzes zwischen ungefähr 21000 und 42000 kg/cm² (300000 bis 600000 psi) schwanken kann, liegt derjenige für Glasfasern bei etwa 700000 kg/cm* (10000000 psi). Das Harz in einem gefüllten synthetischen organischen Harzsystem stellt daher eine Matrixstruktur dar, die zur übertragung von Spannungen, die auf den Glasfaserfüllstoff ausgeübt werden, die als Verstärkung dienen, eine gewisse Verformung durchmachen kann, wodurch die Spannungen über den Punkt hinaus aufgenommen werden, bei welchem das Harz allein infolge der Spannung versagen würde..

Im Gegensatz zu synthetischen Harzen besitzen die Magnesiumoxidzemente hohe Moduli, die im Bereich der Füllstoffe liegen.

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In typischer Weise kann der Modul eines nichtgefüllten Magnesiumoxidzements ungefähr 140000 kg/cm² (2000000 psi) betragen. Dies wiederum zeigt an, daß der Magnesiumoxidzement in einem anorganischen Harzzement/Glasfasersystem nicht unter Spannung zur übertragung auf die langen Glasfasern angreifender Belastungen verformt werden kann, ohne daß dabei ein Bruch sowie ein Versagen der Zementmatrix erfolgt. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den nachfolgenden Werten näher hervorgeht, ist es daher nicht möglich, Magnesiumoxidzemente anstelle von synthetischen organischen Harzen in den bekannten Systemen aus organischen Harzen und Glasfasern einzusetzen, ferner ist es nicht möglich, viele der für synthetische organische Harze anerkannten Füllstoffe zur Herstellung von gefüllten Magnesiumoxidzementen einzusetzen und optimale oder annehmbare Eigenschaften zu erzielen.

Die Tatsache, daß Magnesiumoxidzemente wasserbeständig und nichtentflammbar sind, und das die Rohmaterialkosten für ihre Herstellung geringer sind als die für synthetische organische Harze, läßt es zweckmäßig erscheinen, einen modifizierten, d. h. gefüllten, Magnesiumoxidzement in fester oder zellförmiger Form verfügbar zu haben, der eine gute Biegefestigkeit aufweist, so daß wesentlich der Anwendungsbereich, für den diese anorganischen Zemente eingesetzt werden können, verbreitert wird und es möglich ist, diese Zemente anstelle der entflammbaren synthetischen organischen Harze für eine Vielzahl von Anwendungszwecken einzusetzen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung verbesserter gefüllter anorganischer Harzzemente in fester oder zellförmiger Form, wobei das Produkt in zellförmiger Form eine im wesentlichen gleichmäßige Zellstruktur und eine steuerbare vorherbestimmte Dichte aufweist. Ferner sollen durch die Erfindung gefüllte anorganische Harzzemente in fester oder zellförmiger Form geschaffen werden, die eine Kombination aus Biegefestigkeit, Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit aufwei-

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sen, welche den Einsatz derartiger gefüllter anorganischer Harzzemente zum Ersatz von gefüllten organischen Harzen auf vielen Anwendungsgebieten ermöglicht. Außerdem soll durch die Erfindung ein wasserbeständiges und nicht entflammbares Material zur Herstellung einer Vielzahl von Gegenständen geschaffen werden, beispielsweise Badezimmereinrichtungen, Sitze für Massentransportmittel, Freilufttheater sowie andere öffentliche Zwecke, Flugzeuginneneinrichtungen, Büroinneneinrichtungen sowie Haushaltsgegenstände, Inneneinrichtungen für Lastwagen und Busse, Möbel oder dgl., Platten, Wandbretter, Strukturelemente, Schutzschichten etc.

Ferner sollen durch die Erfindung Massen zur Herstellung von gefüllten anorganischen Harzzementen, insbesondere gefüllten Magnesiumoxidzementen, in fester oder zellförmiger Form, geschaffen werden, die zur Herstellung von gefüllten anorganischen Harzzementen verwendet werden, die eine Kombination aus Biegefestigkeit, Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit aufweisen, wodurch es möglich ist, die gefüllten Harzzemente zum Ersatz der derzeit eingesetzten gefüllten organischen Harze auf eine Vielzahl von Anwendungsgebieten zu ersetzen, insbesondere dann, wenn eine Nichtentflammbarkeit ein wesentlicher Faktor ist.

Außerdem hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von gefüllten anorganischen Harzzementen in fester oder zellförmiger Form zu schaffen. Es soll ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, welches es ermöglicht, gefüllte anorganische Harzstrukturen durch Verformen, Verpressen, Auflegemethoden oder dgl. herzustellen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines gefüllten anorganischen Plastikzements geschaffen, welches darin besteht, eine reaktive Wasseraufschlämmung aus einem Magnesiumsalz, einem wasserlöslichen Phosphat und Magnesiumoxid zu bilden, wobei die Aufschlämmung eine Viskosität zwischen ungefähr 700 und 15000 Centipoise

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aufweist, und in diese Wasseraufschlämmung vor dem Absetzen eine solche Menge eines Mikrofaserfüllstoffs einzumengen, die ungefähr 2 bis ungefähr 40 Gew.-% der Aufschlämmung äquivalent ist, wobei das Vermischen in der Weise durchgeführt wird, daß der Mikrofaserfüllstoff nicht planar sowie in vielen Richtungen in dem erhaltenen gefüllten anorganischen Plastikzement vorliegt.

Die Zugabe einer gasförmigen Komponente zu der Reaktantenaufschlämmung, welche die Aufschlämmung vor, während oder nach der Zugabe des Füllstoffs zu expandieren vermag, hat die Bildung einer Aufschlämmung zur Folge, die zu einer Expansion unter Bildung eines zellförmigen Produkts mit gleichmäßiger Teststruktur und einer steuerbaren vorherbestimmten Dichte befähigt ist.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird ein gefüllter anorganischer Harzzement zur Verfügung gestellt, der in fester oder zellförmiger Form vorliegt und aus einer Kombination aus einem Magnesiumoxidzement und einem in vielen Richtungen vorliegenden Mikrofaserfüllstoff besteht, der in einer Menge von ungefähr 2 bis ungefähr 40 Gew.-% des Magnesiumoxidzements vorliegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Produktes besteht der Magnesiumoxidzement aus einem Magnesiumojychlorid, das aus einer reaktiven Zubereitung gebildet worden ist, die keinen merklichen zu verdampfenden Wasserüberschuß enthält, wobei der Mikrofaserfüllstoff in einer Menge von ungefähr 5 bis ungefähr 20 % vorliegt und aus einer vermahlenen Glasfaser besteht, die im wesentlichen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 6,2 mm (1/4 inch) hindurchgeht. Einer oder mehrere sekundäre Füllstoffe können ebenfalls dem gefüllten anorganischen Harz zugesetzt werden. Derartige sekundäre Füllstoffe bestehen beispielsweise aus langen Fasern, in Form von Einzelteilchen vorliegendem Material sowie Glasfasermatten.

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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fließbild des erfindungsgemäßen Verfahrens, das die Bildung eines festen gefüllten anorganischen Harzzements wiedergibt;

Fig. 2 ein Fließbild des erfindungsgemäßen Verfahrens, das die Bildung eines zellförmigen gefüllten anorganischen Harzzementes erläutert.

Die Bildung der erfindungsgemäßen anorganischen Zementmasse, in die ein Füllstoff eingemengt wird, wird bis zu einem gewissen Punkt vorzugsweise nach der US-PS 3 320 077 durchgeführt. Dies bedeutet, daß bis zum Einmischen des Magnesiumoxids in die Lösung aus Magnesiumsalz und wasserlöslichem Phosphat unter Bildung einer reaktiven Aufschlämmung in zweckmäßiger Weise ein Vermischen mit hoher Geschwindigkeit sowie mit hoher Scherkraft angewendet wird. Daher umfaßt das Verfahren zur Bildung der Zubereitung die nachfolgend beschriebenen Stufen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines festen gefüllten anorganischen Harzzements geht aus der Fig. 1 hervor. Die Bildung des festen gefüllten Produktes wird nachfolgend zuerst beschrieben.

Das eingesetzte Magnesiumsalz kann entweder aus Magnesiumchlorid, eingesetzt als Hexahydrat, MgCl₂'6H₃O oder Magnesiumsulfat, eingesetzte als Heptahydrat, MgSO₄-7H₂O, bestehen. Die erste Stufe des Verfahrens ist die Bildung einer Lösung des Magnesiumsalzes in Wasser. Diese Lösung, die als "gaging-Lösung" bekannt ist, kann mit dem Magnesiumsalz übersättigt werden "und wird vorzugsweise derart formuliert, daß sie eine kleine Menge des wasserlöslichen Phosphats -enthält. Zur Herstellung der Lösung sollte die Gewichtskonzentration des Magnesiumsalzes (in der hydratisierten Form) in der ge-

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bildeten Wasserlösung zwischen ungefähr 60 und 80 %, bezogen auf das Gewicht der hydratisierten Salze, vorzugsweise zwischen ungefähr 70 und ungefähr 75 % schwanken.

Die Rolle des wasserlöslichen Phosphats ist wahrscheinlich eine mehrfache. Man nimmt an, daß es die Naßfestigkeit des gebildeten gefüllten anorganischen Harzzementes verbessert, dazu beiträgt, die Viskosität der flüssigen Reaktionsmasse innerhalb des gewünschten Bereiches zu steuern, die Chelierungschemikalienionen in dem Reaktionssystem maskiert, die Entflockung des Magnesiumoxids unterstützt und eine Rolle beim Kristallwachstum spielt. Von den wasserlöslichen Phosphaten, die eingesetzt werden können, seien Phosphorsäuren, Polyphosphate oder "glasartige" Phosphate, insbesondere sog. Natriumhexametaphosphat, verschiedene ein- und zweibasische Alkalimetallphosphate, Ammoniumphosphate oder dgl. erwähnt. Unter dem Begriff "Natriumhexametaphosphat" soll eine große Anzahl von glasartigen Kettenphosphaten verstanden werden, wobei das Molverhältnis Na₂OZP₃O₅ von ungefähr 1 bis ungefähr 1,5 schwanken kann. Die Menge des eingesetzten wasserlöslichen Phosphats kann bis zu ungefähr 6 Gewi-% des zugesetzten Magnesiumoxids ausmachen, wobei ein bevorzugter Bereich zwischen ungefähr 1 und 4 % liegt. Man kann entweder Phosphorsäure oder ein glasartiges Phosphat allein verwenden, es wurde jedoch gefunden, daß es vorzuziehen ist, aus noch nicht ermittelten Gründen eine Kombination dieser wasserlöslichen Phosphate einzusetzen. Man kann jede Phosphatkombination verwenden, wobei jedoch ein Gewichtsverhältnis von Phosphorsäure zu glasartigem Phosphat von 2:1 als besonders wirksam zur Herstellung eines fertigen, mit Mikrofasern gefüllten anorganischen Harzzements ermittelt wurde. Phosphorsäure ist in der Magnesiumchloridlösung löslich, während die glasartigen Phosphate, wie Natriumhexametaphosphat, nicht löslich sind. Wird daher ein glasartiges Phosphat verwendet, dann ist es notwendig, es entweder zuerst in dem Wasser vor der Zugabe des Magnesiumchlorids aufzulösen oder es in Phosphorsäure aufzulösen, wobei

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im letzteren Falle die Lösung dieser zwei Phosphate entweder vor oder nach dem Zusatz des Magnesiumchlorids zu dem Wasser oder gleichzeitig zu diesem Zusatz erfolgen kann.

Das eingesetzte Magnesiumoxid kann entweder natürlich oder synthetisch sein, wobei das natürliche bevorzugt wird, da es eine gefüllte Struktur zu bilden scheint, die eine etwas höhere Biegefestigkeit aufweist. Eine bevorzugte Form von Magnesiumoxid ist eine solche Form, die eine Jodzahl zwischen 15 und 60, eine Teilchengrößenverteilung, daß 50 % eine kleinere Größe als 0,2 bis 0,3 μ aufweisen, wobei im wesentlichen alle Teilchen eine Größe von weniger als 20 μ besitzen.

Die Menge des Magnesiumoxids hängt von dem Magnesiumsalz ab, das zur Bildung des anorganischen Plastikzements eingesetzt wird. Wird Magnesiumchlorid verwendet, dann beträgt das Molverhältnis MgCl₂"6H₃O zu MgO ungefähr 1:3 bis ungefähr 1:9. Beim Einsatz von MgSO₄-VH₃O schwankt das Molverhältnis zwischen ungefähr 1:3 und ungefähr 1:14. Im Falle von MgCl₂'6H₂O bedeutet dies, daß der MgO-Gewichtsprozentsatz, bezogen auf das Gesamtgewicht aus MgCl₂*6H₂O und MgO, von ungefähr 37 bis 64 % schwanken kann, während im Falle von MgSO₄-VH₃O der MgO-Gewichtsprozentsatz, bezogen auf das Gesamtgewicht, von ungefähr 33 bis ungefähr 70 % variieren kann.

Zur Formulierung der anorganischen Magnesiumoxidzemente, denen der Mikrofaserfüllstoff zugesetzt wird, werden vorzugsweise Lösungskonzentrationen und Verhältnisse von MgO zu MgCl₂-OH₃O (oder MgSO₄'VH₂O) eingehalten, daß eine Wasseraufschlämmung erhalten wird, die keinen merklichen Wasserüberschuß enthält, der beim Absetzen und Härten des festen anorganischen Harzes entfernt werden muß. Verwendet man im wesentlichen nur die Wassermenge, die in die Reaktion unter Bildung dec fertigen anorganischen Harzzements

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eintritt, dann liegt im wesentlichen kein Wasserüberschuß zur Bildung von Mg(OH)₂ vor. Die Qualität des Zements im Hinblick auf die Festigkeit, die Wasserbeständigkeit und die Gleichmäßigkeit des Produktes wird dabei auf den höchsten Werten gehalten.

Das Magnesiumoxid wird der Magnesiumsalzlösung, die das Phosphat enthält, zugesetzt. Vorzugsweise wird das Magnesiumoxid langsam zugesetzt, wobei es wichtig ist, daß die Aufschlämmung während der Bildung in einem Hochgeschwindigkeitsmischer, der eine hohe Scherkraft ausübt, verarbeitet wird, um die Magnesiumoxidteilchen zu entflocken und gründlich zu verteilen. Die Verwendung eines sehr feinen Magnesiumoxids sowie seine gründliche Verteilung zur Umsetzung mit dem Magnesiumsalz hat eine Aufschlämmung mit einer sehr niedrigen Viskosität zur Folge. Daher ist die Qualität des Magnesiumoxids ein wichtiger Faktor, der zu den Eigenschaften des fertigen gefüllten anorganischen Harzzementes beiträgt.

Wie vorstehend erwähnt, spielt der Füllstoff in dem gefüllten Magnesiumoxidzement offensichtlich nicht nur die Rolle eines Verstärkungsmaterials. Infolge des Charakters der Magnesiumoxidzemente (hoher Modul sowie relativ geringe Biegefestigkeit) spielen diese Zemente teilweise selbst die Rolle eines Füllstoffs, obwohl sie nicht unter den Begriff "Füllstoff fallen, wie er erfindungsgemäß gebracht wird. Dies bedeutet wiederum, daß der zugesetzte Füllstoff derart sein muß, daß er zu der Biegefestigkeit sowie zu der Zug- und Schlagfestigkeit beiträgt. Deshalb muß der Füllstoff nicht planar sein, d. h. es darf sich nicht um ein Material, wie lange Glasfasern, oder um relativ große Flächen oder ein Material aus kleinen Einzelteilchen handeln, das eine zweidimensional Verstärkung bedingt. Der erfindungsgemäße Füllstoff muß demgegenüber derartig klassiert und konfiguriert sein, daß er eine zusätzliche Festigkeit in einer Vielzahl von Richtungen bedingt, beispielsweise in wenig-

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stens drei Richtungen, die aus Einfachheitsgründen als die Breite, Länge und Tiefe bezeichnet werden. Daher wird der Füllstoff als in vielen Richtungen wirkend bezeichnet, woraus hervorgehen soll, daß er nicht planar ist. Um einen Füllstoff zu haben, der diesen Anforderungen genügt, ist es erforderlich, daß der Füllstoff ausreichende Mengen an kurzen Fasern enthält, damit sich der Füllstoff in ausreichendem Maße in vielen Richtungen orientieren kann. Im allgemeinen sollten diese kurzen Fasern, die als "Mikrofasern" bezeichnet werden, nicht länger als ungefähr 0,6 bis 0,7 cm sein. Diese Mikrofasern, die als Füllstoff dienen und in vielen Richtungen orientiert sind, können die doppelte Rolle eines Füllstoffs und einer Matrix übernehmen und damit einen gefüllten Magnesiumoxidzement bilden, in welchem die Rolle der Matrix und des Füllstoffs nicht scharf voneinander getrennt sind. Die optimale Länge der Mikrofasern kann natürlich in einem gewissen Ausmaße mit der Dicke des gebildeten festen oder zellförmigen Produktes schwanken. Relativ dicke Platten können beispielsweise längere Mikrofasern enthalten. Der Mikrofaserfüllstoff sollte in einem festen gefüllten anorganischen Harzzement in einer Menge zwischen ungefähr 2 und ungefähr 40 Gew.-% des anorganischen Harzzementes vorliegen. Eine bevorzugte Menge des Mikrofaserfüllstoffs in dem festen Produkt schwankt zwischen ungefähr 5 und

Die bevorzugten Mikrofasern werden aus Glas gebildet, das bedeutet, daß dar Füllstoff aus kurzen Glasfasern besteht. Sog. "vermahlene" Glasfasern sind besonders gut, da das Mahlverfahren zu einem Trennen der kurzen Glasfasern zu getrennten Einheiten beiträgt, die dann in geeigneter Weise in dem anorganischen Harzzement verteilt werden. Das Ver-¹ mahlen hat auch die Erzeugung von kleinen Glaseinzelstückchen zur Folge, wobei jedoch eine ausreichende Menge einzelner Glasfasern zurückbleibt, die den Hauptzweck des Mikrofaserfüllstoffs erfüllen. Die Mikrofasern können Aspektverhältnisse von ungefähr 5 bis 1500 aufweisen.

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Beispiele für geeignete Glasfaserfüllstoffe sind solche, die Mengen von ungefähr 0,08 bis 0,7 cm und einen Durchmesser von ungefähr 0,01 mm besitzen, wobei Aspektverhältnisse von ungefähr 100 bis 850 erzielt werden.

Die eingesetzten Glasfasern können nach bekannten Methoden oberflächenbehandelt werden, wobei diese Methoden in der Literatur vollständig beschrieben werden (vgl. beispielsweise "The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibres" von K. L. Lowenstein, Elsevier Scientific Publishing Company, New York, 1973, Seiten 191 bis 233. Eine Oberflächenbehandlung der Glasfasern ist jedoch nicht notwending, wie aus den Werten in der folgenden Tabelle I hervorgeht.

Fasern, die aus anderen Materialien als Glas hergestellt werden und den angegebenen Bedingungen genügen, können ebenfalls verwendet werden. Derartige Fasern sind beispielsweise aus Mineralschlacke, Asbest oder dgl. erzeugte Fasern.

Zur Herstellung der flüssigen erfindungsgemäßen Formmassen wird die Reaktantenaufschlämmung in der beschriebenen Weise, die auch durch die Fig. 1 erläutert wird, formuliert, worauf der Mikrofaserfüllstoff in der gewünschten Menge eingemengt wird. Dies kann durch Zugabe des Mikrofaserfüllstoffs zu dem Aufschlämmungstenk unter Vermischen mit geringer Geschwindigkeit oder in der Weise erfolgen, daß zuerst die Aufschlämmung in einen getrennten Mischer vor dem Zusatz der Mikrofasarn überführt wird. Unter bestimmten Umständen kann es zweckmäßig sein, zuerst die Mikrofasern in der Aufschlämmung unter Mischen mit hoher Scherkraft vor dem Vermischen mit niedriger Geschwindigkeit zu verteilen. Die erhaltene Zubereitung aus Aufschlämmung und Füllstoff kann dann in eine entsprechende Form zum Härten, gegebenenfalls unter Einwirkung von Wärme oder Druck, überführt werden. Die reaktive Mischung aus Aufschlämmung und Füllstoff kann auch zum Verformen durch Auflegen oder Aufsprühen, zur Herstellung von Heizwickelungen oder dgl. verwendet werden.

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Die Bildung des Magnesiumoxidzements aus der reaktiven Aufschlämmung ist etwas exotherm. Falls keine Abkühlung vor der Zugabe des Füllstoffs zur Bildung des gefüllten Magnesiumoxidzements erfolgt, kann die exotherme Wärme dazu verwendet werden, die Härtungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Das Härten kann auch bei Umgebungstemperaturen oder bei erhöhten Temperaturen von bis zu ungefähr 125°C erfolgen.

Sekundäre Füllstoffe, die von den Mikrofaserfüllstoffen verschieden sind, können zusätzlich zu den Mikrofaserfüllstoffen zugesetzt werden. Derartige sekundäre Füllstoffe sind beispielsweise lange Fasern aus verschiedenen Materialien, beispielsweise Glasfasern, Asbestfasern, Mineralwolle, synthetische Harze in Form von Fasern oder Einzelteilchen, ferner kommen Füllstoffe in Form von Einzelteilchen in Frage, wie Glimmer, Talk, Perlit, Vermiculit, Polystyrolkügelchen, Glaskügelchen oder dgl. Einige dieser sekundären Füllstoffe, beispielsweise die längeren Fasern, können zugesetzt werden, um dem festen gefüllten Produkt eine erhöhte Festigkeit zu verleihen, während andere Materialien, v/ie beispielsweise Perlit, Vermiculit, Polystyrolkügelchen oder Glaskügelchen, hauptsächlich zur Herabsetzung der Dichte des Endproduktes zugemischt werden können.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, kann es zweckmäßig sein, wenigstens einen Teil derartiger sekundärer Füllstoffe zusammen mit den Mikrofasern der R&aktantenaufschlämmung zuzusetzen. Die Menge des sekundären Füllstoffs oder einer Kombination aus sekundären Füllstoffen richtet sich nach der Konsistenz der gefüllten Formmasse, die derart sein muß, daß sie in die Formen überführt werden kann. Bei der Herstellung von festen gefüllten anorganischen Harzzementen muß es möglich sein, wenn es auch nicht immer zweckmäßig ist, daß die gefüllte Formmasse die Konsistenz einer Paste besitzt. Vorzugsweise besitzt die gefüllte Formmasse eine Konsistenz, die ein Eingießen in eine Form ermöglicht.

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Die vorstehend erwähnten sekundären Füllstoffe können einschließlich der Glasfasermatten, die eine bevorzugte Klasse von sekundären Füllstoffen darstellen, auch mit der gefüllten Formmasse während des Formens vereinigt werden. Derartige Glasmatten, die im Handel erhältlich sind, können nicht gewebt sein und entweder aus endlosen oder zerkleinerten Strängen (in typischer Weise mit einer Länge von ungefähr 50 mm) erzeugt worden sein, ferner können sie gewebt sein. Diese Matten weisen in typischer Weise Gewichte von ungefähr 14 bis 56 g oder mehr pro 0,09 m² auf. Werden Glasfasermatten als sekundäre Füllstoffe verwendet, dann werden die gefüllten Magnesiumoxidzementmassen als Glasfaserlaminat nach einer der bekannten Methoden zur Herstellung derartiger Laminate mit organischen Harzen hergestellt. Die Härtungszyklen schwanken von ungefähr 3 bis 5 Minuten in den Formen bei 93 bis 120⁰C (200 bis 250⁰F) bis 24 Stunden oder darüber beim Härten bei Umgebungstemperatur. Die Zugabe von sekundären Füllstoffen, die nicht aus Glasfasermatten bestehen, während der Verformungsstufe kann nach bekannten Methoden erfolgen, beispielsweise durch Auflegen von Hand oder durch Aufsprühen, wobei die reaktive Mischung aus Aufschlämmung und Mikrofaserfüllstoff und sekundären Füllstoffen durch getrennte Zuführungseinrichtungen zugeführt werden. Die sekundären Füllstoffe können zur Steuerung der Verarbeitungseigenschaften (beispielsweise der Viskosität, der Thixotropie etc.) der fertigen Masse sowie zur Steuerung der physikalischen Eigenschaften des Endproduktes zugesetzt werden.

Während der Stufe der Verformung kann es zweckmäßig sein, eine oder mehrere Oberflächen des Endproduktes in Form einer Schicht aus einer Mischung aus Harzzement und Füllstoff mit einer anderen Zusammensetzung und/oder einem anderen Verhältnis als die Zusammensetzung bzw. das Verhältnis des Hauptkörpers des festen gefüllten Produktes auszubilden. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, kann dies unter Verwendung eines Teils der Reaktantenaufschlämmung, beispielsweise einer Aufschlämmung, die nur lange Fasern enthält (sekundärer Füll-

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stoff) zur Auskleidung der Form in einer entsprechenden Weise unter Bildung der gewünschten Oberfläche oder der gewünschten oberflächen auf dem geformten Produkt erfolgen. Es kann ferner zweckmäßig sein, eine Oberflächenausrüstung, beispielsweise einen Film oder einen Sprühüberzug, auf das geformte Produkt aufzubringen. Dies kann nach jeder geeigneten Methode geschehen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Sie zeigen Gegenstände, Massen sowie Methoden gemäß vorliegender Erfindung sowie die Herstellung eines festen gefüllten anorganischen Harzzementes.

Die zur Durchführung der folgenden Beispiele eingesetzte Reaktantenaufschlämmung wird in der Weise gebildet, daß eine Lösung hergestellt wird, die 70 Gew.-% Magnesiumchloridhexahydrat enthält. Diese Lösung wird in der Weise gebildet, daß die gewünschte Menge an wasserlöslichem Phosphat zu 105,5 Gew.-Teilen Wasser gegeben wird, worauf 237,5 Gew.-Teile Magnesiumchloridhexahydrat unter Bildung einer hochkonzentrierten (70 %igen) Lösung zugegeben werden. Diese Lösung wird dann mit 282 Gew.-Teilen Magnesiumoxid unter Mischen mit hoher Scherkraft unter Bildung der Reaktantenaufschlänunung vermischt. Abschließend wird der Mikrofaserfüllstoff gleichmäßig in die Reaktantenaufschlänunung eingemischt. Zur Herstellung von Proben zur Bestimmung des Reißmodul sowie der Schlagfestigkeit werden die auf diese Weise gebildeten Mischungen aus Aufschlämmung und Füllstoff zu Platten mit einer Dicke von 0,318 oder 1,27 cm verformt, wobei diese Platten in einigen Fällen hitzegehärtet werden. Aus diesen Platten werden Teststücke ausgeschnitten. Die Reißmodulwerte werden unter Einsatz von Proben bestimmt, die eine Abmessung von 2,54 χ 15,24 cm besitzen, wobei die ASTM Testmethode D-790 angewendet wird. Die Schlagfestigkeiten (Charpy-Werte) werden gemäß der ASTM Testmethode D-256, Methode B, erhalten. Bei der Durchführung dieser letzteren Testmethode wird ein schwingendes Pendel zum Aufschlagen

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auf die Probe verwendet. Die erforderliche Energiemenge (in m-kg pro 6,5 cm²) wird gemessen.

Die Wirkung der Zugabe von Mikrofaserfüllstoffen zu Magnesiumoxidzementen auf den Reißmodul sowie die Schlagfestigkeit geht aus der Tabelle I hervor. Zur Durchführung der Beispiele 2 bis 7 stellen die angegebenen Werte jeweils den Durchschnitt von zwei Messungen dar. Man sieht, daß die Zugabe der Mikrofaserfüllstoffe merklich den Reißmodul im Vergleich zu einem nichtgefüllten Magnesiumoxidzement erhöht. Ferner ist erkennbar, daß diese Füllstoffe die Schlagfestigkeit um einen Faktor von ungefähr 2 bis 7 erhöhen .

Eine der wichtigsten Eigenschaften eines zu verschiedenen Konfigurationen ausgestalteten Materials, beispielsweise eines Badezimmerfrisiertisches, ist die Zugfestigkeit. Zur Bestimmung der Zugfestigkeit des erfindungsgemäßen gefüllten Magnesiumoxidzements wird eine Reaktantenaufschlämmung in der beschriebenen Weise unter Verwendung von 2 Gew.-% Phosphorsäure, bezogen auf das Magnesiumoxid, als wasserlösliche Phosphatkomponente verwendet. Zu dieser Aufschlämmung werden dann 8 %, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, starkebehandelte und vermahlene Glasfasern (0,159 cm) zugesetzt. Die erhaltene Mischung aus Aufschlämmung und Füllstoff wird auf eine zu einem Frisiertisch ausgeformte Acrylplatte aufgesprüht. Eine Reihe von 25 χ 25 mm Proben wird ausgeschnitten und zwiscaan 2^Γ> χ 25 mm Aluminiurablöcken verbunden. Die Zugfestigkeiten werden durch Ziehen der Blöcke bis zum Bruch gemäß der ASTM-Testmethode C-297 bestimmt. Die durchschnittlichen Ergebnisse von acht derartigen Messungen sind als Beispiele in der Tabelle II zusammengefaßt.

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Tabelle I

Wirkung der Zugabe von Mikrofaserfüllstoffen zu Magnesiumoxidzementen auf den Reißmodul sowie die Schlagfestigkeit.

Mikrofaserfüllstoff

Beispiel

Beschreibung

Gew.-%

Reißmodul, kg/cm²

Schlagfestigkeit, m-kg/6,5 cm²

keiner

8'

starkebehandelt*

(0,635 cm)

vermählen (0,159 cm) 8

stärkebehandelt 8'

(0,635 on) '

vermählen (0,159 cm) 8,

stärkebehandelt 8, (0,635 on)

Polyesterfasern 8]

stärkebehandelt 12 (0,635 on)

vermählen (0,159 cn) 12

wasserbehandelt
(0,635 cm)

0,193 0,995

1,023

1,134 1,452

0,345 0,498

* Alle 0,635 cm Glasfasern sind zerkleinerte Stränge.

** 1 % Natriumhexametaphosphat in Beispiel Nr. 1, 2 % Phosphorsäure in den Beispielen 2 bis 7.

Um die Zugfestigkeit der erfindungsgemäß gefüllten Magnesiumoxidzemente mit den Zugfestigkeiten von Zementen, die nur lange Glasfaserverstärkungsmaterialien enthalten, zu vergleichen, wird die gleiche Frisiertischkonfiguration, die unter Einsatz einer Acrylplatte gebildet worden ist, mit der gleichen Reaktantenaufschlämmung sowie zerkleinerten 50 mm Glassträngen nach der bekannten Aufsprühmethode besprüht. Dabei werden die Reaktantenaufschlämmung und die Glasfasern

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gleichzeitig, jedoch getrennt direkt auf die Acry!platte aufgebracht. Die Zugfestigkeiten dieses verstärkten Magnesiumoxidzements werden in der gleichen Weise gemessen, wobei die Ergebnisse der zwei Messungen als Baispiele 9 und 10 in der Tabelle II zusammengefaßt sind.

Tabelle II

Wirkung der Zugabe von Mikrofaserfüllstoffen zu Magnesiumoxidzementen auf die Zugfestigkeit.

Beispiel Nr. Füllstofftyp Zugfestigkeit, kg/cm²

8 8 % mit Stärke behandeltes vermahlenes 41,1 * Glas (0,159 cm)

9 6 % zerkleinerter Glasstrang (5,08 cm) 13,3 10 6 % zerkleinerter Glasstrang (5,08 cm) 7,6

* Durchschnitt von acht Proben.

Die durchschnittliche Zugfestigkeit des erfindungsgemäß hergestellten Magnesiumoxidzements beträgt ungefähr 42 kg/cm², während die Zugfestigkeit eines identischen anorganischen Zements, der mit längeren Glasfasern verstärkt worden ist, durchschnittliche 10,4 kg/cm² beträgt. Dies bedeutet eine vierfache Zunahme der Zugfestigkeit sowie eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften des mit Mikrofasern gefüll tan anorganischen Harzes.

Die Werte in der Tabelle III zeigen die Verwendung eines sekundären Füllstoffes (Glasmatte) in Verbindung mit dem Mikrofaserfüllstoff. Die zur Durchführung der Beispiele 11 bis 14 eingesetzten Reaktantenaufschlämmungen enthalten 2 % Phosphorsäure und 1 % Natrxumhexametaphosphat, bezogen auf das Gewicht des Magnesiumoxids, als wasserlösliche Phos-

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phatkomponente, während die Aufschlämmungen der Beispiele 15 bis 17 nur 2 % Phosphorsäure enthalten. Die zur Durchführung der Beispiele 11 bis 14 und 17 eingesetzten Testplatten werden in der Weise heiß verformt, daß die flüssige Masse aus der Mischung aus Aufschlämmung und Füllstoff in eine Plattenform eingebracht wird, die gegebenenfalls eine Glasmatte enthält, worauf auf eine Temperatur von 43⁰C erhitzt wird. Die Testplatten zur Durchführung der Beispiele 15 und 16 werden in einer ähnlichen Weise ohne Erhitzen festgestellt, d. h. sie werden kalt verformt. Die eingesetzten Glasmatten sind nichtgewebte Materialien mit willkürlicher Anordnung der Glasstränge.

Aus der Tabelle III ist zu ersehen, daß dann, wenn Glasmatten allein verwendet werden (Beispiele 11 und 15) der Reißmodul geringer ist als dann, wenn ein Mikrofaserfüllstoff der Aufschlämmung zugesetzt wird. Ferner ist interessant, daß die Kombination aus dem Mikrofaserfüllstoff und dem sekundären Füllstoff eine synergistische Wirkung auf den Reißmodul bedingt. Im Falle des kombinierten Füllstoffs (Beispiel 16) beträgt der Reißmodul 994 kg/cm² und ist damit größer als der kombinierte Wert von 924 kg/cm² für die Matte allein (763 kg/cm²) sowie die vermahlene Glasfaser (0,159 cm) allein (162 kg/cm²), wie aus den Beispielen 15 und 17 hervorgeht.

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- 25 Tabelle III

Beispiel Nr.

Mikrofaserfüllstoff

Typ

Gew.-%

Glasfasermatte, Reißmodul, Gew.-% kg/cm²

Schlacke (Mineral) 5

vermahlenes Glas (0,635 cm) 5

behandeltes, gemahlenes

Glas (0,635 on) 5

gemahlenes Glas (0,159 cm) 5 gemahlenes Glas (0,159 cm) 8

21,0	700
18,7	945
19,0	917
19,5	1057
21	763
19,0	994
_	162

Eine in der vorstehend beschriebenen Weise formulierte Reaktantenaufschlämmung wird unter Verwendung von 2 % Phosphorsäure, bezogen auf das Gewicht des Magnesiumoxids, als wasserlösliche Phosphatkomponente hergestellt. Dieser Aufschlämmung wird eine solche verblasener Mineralfasern mit einer Länge von weniger als 6,2 mm in einer Menge von 40 %, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, zugesetzt. Die erhaltene Mischung aus Aufschlämmung und Füllstoff ist eine teigähnliche Masse, die unter Ausbildung einer bestimmten Konfiguration kalandriert oder verpreßt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von zellförmigen gefüllten anorganischen Harzzementen geht schematisch aus der Fig. 2 hervor. Dieses Fließbild zeigt drei Schäumungs-

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methoden (die mit I, II und III bezeichnet werden), wobei bei der Durchführung dieser Methoden eine gasförmige Komponente, welche die Aufschlämmung zu expandieren vermag, eingeführt wird und ein Absitzen in zellförmiger Form bedingt. Die Methode I sieht die Verwendung eines chemischen Blähmittels vor, das durch Zersetzung oder Reaktion in der alkalischen Umgebung gebildet wird und durch die Zersetzung von Wasserstoffperoxid repräsentiert wird. Die Methode II verwendet ein Blähmittel, das in der alkalischen Umgebung bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur verdampft, bei welcher sich die Aufschlämmung absetzt. Dieser Blähmitteltyp wird durch einen fluorierten Kohlenwasserstoff repräsentiert. Die Methode III sieht die Schäumung durch Einführen eines Inertgases zur Erzielung einer mechanischen Belüftung in die Aufschlämmung vor.

Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, wird die Lösung aus Wasser, Phosphaten und Magnesiumsalz in der beschriebenen Weise unter Einhaltung der gleichen Feststoffkonzentration gebildet. Die Wirkung auf die Dichte, Zugfestigkeit und Zellenstruktur des zellförmigen Produktes mit höheren Magnesiumsalzkonzentrationen in der Lösung geht aus der Tabelle IV hervor. Die Werte der Tabelle IV zeigen, daß die höheren Magnesiumsalzkonzentrationen (Beispiele 21 bis 24) zur Erzielung eines guten zellförmigen Produktes erforderlich sind.

	Tabelle IV	Zellenstruktur	i Dichte,	Zugfestigkeit und	kg/cm*	, Zellenstruktur**
Wirkung	der MgCl₀ ·6£Ι_ο0-Κοηζβη trat ion auf die				1,26
			Eigenschaften der geschäumten Struktur	2,52	groß
Bei	% Konzentration	Dichte, Zugfestigkeit	3,36	mittel
spiel	MgCl₂-OH₂O in	g/ccm	5,32	mittel
INr.	der Lösung*	0,282	7,70	fein
18	45,0	0,303	9,52	fein
19	50,0	0,325	10,36	fein
20	55,0	0,359	hi	fein
21	60,0	0,368
22	65,0	0,378
23	70,0	0,383
24	75,0	700886/07*

* Aus MgCl,*6H-0 und Wasser gebildete Lösung.

** groß - Druchmesser > 3 mm;

mittel - Durchmesser 3 bis 1,25 nun; fein - Durchmesser <1,25 mm.

Bei der Formulierung der Massen zur Ermittlung der Werte der Tabelle IV besitzt die Aufschlämmung ein Molverhältnis MgCIo'6H₃O zu MgO von 1:5. Sie enthält, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, 4 % (30 %ige Konzentration) Wasserstoffperoxid, 0,005 % KMnO₄, 2 % Zinkstearat als grenzflächenaktives Mittel sowie 16 % gebundene vermahlene Glasfasern (0,635 cm). Die Schäume werden unter Umgebungsbedingungen gehärtet.

Wie vorstehend erwähnt wurde, wird bei der ersten Schäumungsmethode, die durch Fig. 2 erläutert wird, ein Blähmittel verwendet, das durch Zersetzung, und zwar durch Zersetzung von Wasserstoffperoxid, entwickelt wird. Es ist im allgemeinen vorzuziehen, einen Wasserstoffperoxidzersetzungskatalysator in die gefüllte schäumbare Masse, die auf diese Weise gebildet wird, einzumengen. Wird ein Zersetzungskatalysator für das Wasserstoffperoxid verwendet, dann kann er der Aufschlämmung in Form einer konzentrierten Wasserlösung zugesetzt und gründlich in diese eingemischt werden. Wahlweise kann er als Feststoff dem Wasser zugesetzt werden, das zur Herstellung der Lösung vor der Zugabe des Magnesiumsalzes verwendet wird. Soll die Schäumungszubereitung ohne das Wasserstoffperoxid während einer bestimmten Zeitspanne gelagert werden, dann ist es zweckmäßig, den Katalysator in wäßriger Lösung unmittelbar vor der Zugabe des Wasserstoffperoxids zuzusetzen. Die Verwendung eines derartigen Zersetzungskatalysators hat eine gewisse Steuerung der Schnelligkeit, mit der sich der Schaum bildet, und insbesondere der Dichte und der Gleichmäßigkeit der Zellenstruktur des Endproduktes zur Folge. Im allgemeinen hat die Verwendung eines Wasserstoffperoxidzersetzungskatalysators eine Erhöhung der Ge-

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schwindigkeit zur Folge, mit welcher die Zersetzung stattfindet, und damit der Schäumungsgeschwindigkeit. Dies bedingt wiederum geringere Dichten, niedrigere Zugfestigkeiten und kleinere Zellengrößen. Dies läßt sich aus den Beispielen (25 bis 27) in Tabelle V ersehen. Bei der Formulierung der Zubereitungen, welche das geschäumte Produkt der Beispiele in der Tabelle V liefern, wird eine Lösung aus 70 % MgCl₂* 6H₂O verwendet, wobei das Molverhältnis von MgCl₂'6H₃O zu MgO 1:5 beträgt. Die Aufschlämmung enthält 1 Gew.-% Natriumhexametaphosphat, 5 Gew.-% zermahlener Glasfasern (0,635 cm) sowie 3 Gew.-% entweder Calcium- oder Natriumstearat als grenzflächenaktives Mittel. Das Wasserstoffperoxid wird in Form einer 30 %igen wäßrigen Lösung zugegeben.

Tabelle V

0	,005	0,65	8,8	fein
0	,005	0,38	4,5	fein
0	,05	0,40	4,3	fein
0	0,65	16,8	fein

Wirkung der Menge an H₂0₂-Zersetzungskatalysator auf die Eigenschaften des geschäumten Produktes.

Eigenschaften des geschäumten

Produktes

Beispiel H₂O₂*, bezogen % KMnO₄** be- . , _Zuafestia- Zellen-

Nr. auf das Gewicht zogen auf das , , ., , , , . , .

der Aufschlämmung Gewicht der ^/ocm keit, kg/cm² struktur

AufschlämTung

25 4

26 4

27 4

28 0,8

* 30 %ige Konzentration

** Feststoffbasis, zugesetzt als konzentrierte Wasserlösung.

Die Werte in der Tabelle V zeigen ferner, daß die Verwendung einer kleineren Menge an Wasserstoffperoxid und einer größeren Menge an Kaliumpermanganat (Beispiel 28) ein geschäumtes Produkt mit einer guten Dichte, einer merklichen Erhöhung der Zugfestigkeit und einer feinen Zellenstruktur zur Folge hat.

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Durch Wechseln der Menge an Wasserstoffperoxidzersetzungskatalysators sowie dessen Gewichtsverhältnis zu dem eingesetzten Wasserstoffperoxid ist es möglich, die Dichte, die Zugfestigkeit sowie die Zellenstruktur des Endproduktes zu steuern,

Jede Verbindung, die dafür bekannt ist, daß sie die Zersetzung von Wasserstoffperoxid zu katalysieren vermag, beispielsweise Verbindungen, die Eisen, Kobalt, Mangan, Nickel oder dgl. enthalten, kann verwendet werden und in einer Menge von bis zu ungefähr 0,5 %, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, zugesetzt werden. Ein bevorzugter Katalysator für diesen Zweck besteht aus Kaliumpermanganat.

Bei der Herstellung einer gefüllten schäumbaren Zubereitung des beschriebenen Charakters ist es notwendig, ein "emulgiertes" grenzflächenaktives Mittel zu verwenden. Dieses grenzflächenaktive Mittel gestattet eine Steuerung der Zellenstruktur und -größe sowie der Dichte des geschäumten Produktes. Das grenzflächenaktive Mittel wird der Wasseraufschlämmung aus Phosphat, Magnesiumsalz und Magnesiumoxid zugesetzt. Die Zugabe des grenzflächenaktiven Mittels sollte in einer solchen Weise erfolgen, daß eine gleichmäßige Verteilung innerhalb der Aufschlämmung gewährleistet ist. Dies erfolgt vorzugsweise in einer Mischvorrichtung mit einer hohen Scherkraft. Das grenzflächenaktive Mittel sollte wasserabstoßend sein und einen anionischen Charakter besitzen. Geeignete grenzflächenaktive Mittel sind beispielsweise ölsäure, Stearinsäure, die Salze von Stearinsäure, wie Ammonium-, Natrium-, Magnesium-, Zink- und Calciumstearat, anionische Siliconharzemulsionen, Mischungen davon oder dgl.

Es werden einige Zubereitungen unter Einsatz verschiedener anionischer wasserabstoßender grenzflächenaktiver Mittel mit wechselnden Mengen an Wasserstoffperoxid, Zersetzungskatalysator und Verstärkungsfüllstoffmaterial hergestellt. Die eingesetzte Grundzubereitung besteht aus einer 70 %igen Lösung mit einem molaren Verhältnis von MgCl^'^Η,Ο zu MgO

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von 1:5 und 1 % Natriumhexametaphosphat, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung. Die Schäume werden unter Umgebungsbedingungen gehärtet.

Die Dichten und Zugfestigkeiten der erhaltenen geschäumten Produkte gehen aus der Tabelle VI hervor. Alle geschäumten Produkte der Zubereitungen der Tabelle VI besitzen eine annehmbare feine Zellenstruktur.

Die Wirkung des Vorliegens des grenzflächenaktiven Mittels auf die Schaumprodukteigenschaften geht weiter aus den Beispielen der Tabelle VII hervor. Die gleiche Grundaufschlämmung, die zur Durchführung der in der Tabelle VI zusammengefaßten Beispiele verwendet wird, mit Ausnahme, daß 0,005 % KMnO₄, 4 % H₂O₂ (30 %ige Konzentration) und 16 % Füllstoff, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, eingesetzt werden, wird verwendet. Zinkstearat in wechselnden Mengen wird als grenzflächenaktives Mittel zugesetzt.

Aus den Werten der Tabellen VI und VII ist zu ersehen, daß wenigstens ungefähr 1 %, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, des grenzflächenaktiven Mittels zur Erzielung einer feinen Zellenstruktur erforderlich ist. Sind jedoch weniger gleichmäßige Zellenstrukturen tolerierbar, beispielsweise für Isolationszwecke oder dgl., dann können nur 0,5 % des grenzflächenaktiven Mittels, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, verv/endet werden. Aus den Beispielen der Tabellen VI und VII geht hervor, daß eine Erhöhung der Menge des grenzflächenaktiven Mittels von 2 auf 3 % eine geringe Erhöhung der Dichte und der Zugfestigkeit bedingen kann. Mengen an grenzflächenaktivem Mittel von mehr als 3 Gew.-% können zugesetzt werden, dabei wird jedoch kein deutlicher Vorteil bezüglich der Eigenschaften des geschäumten Produktes beim Einsatz von wesentlich mehr als ungefähr 3 % des grenzflächenaktiven Mittels erzielt.

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	Bei	die Festigkeit	grenzflä- chenakti- H₂O* KMnO₄ Füll- ves Mittel stoff**	2732577
	spiel Nr.	. der geschäumten Produkte.	3 4 0 4	ι Dichte und
- 31 - Tabelle VI	29	Zusammensetzung in %, bezo gen auf das Gewicht der Auf- grenzflächenaktives schlämmung	2 4 0,005 6
Wirkung ausgewählter grenzflächenaktiver Mittel auf die	30	Mittel	3 4 0 4	Eigenschaften des Schaumproduktes
		Stearinsäure	2 5 0 4	Zugfe-
	31	Antnoniumstearat	3 4 0 4	Dichte, stigkeit, g/ccm kg/cm²
		3 4 0,005 5	0,59 5,6
32	Calciumstearat	0,38 6,3
	0,59 9,9
Natriumstearat	0,56 8,4
0,57 9,1
0,38 6,3

* 30 %ige Konzentration;

** Mit Wasser gebundene vermahlene Glasfasern (6,5 mm).

	geschäumten Produktes.	! Eigenschaften des	kein Schäumen;
	% grenzflächenakti ves Mittel, bezogen auf das Gewicht der Aufschlänmunq		•angleichmäßige offe ne und geschlossene Zellen;
Tabelle VII	0,0	Eigenschaften des geschäumten Produktes	relativ feine, gleich mäßige Zellen;
Wirkung des grenzflächenaktiven Mittels auf die	0,5	Dichte, Zugfestigkeit, Zellenstruktur g/ccm kg/cm²	feine gleichmäßige Zellen;
	1/0	1,99 9,4	feine gleichmäßige Zellen.
Bei spiel Nr.	1,5	0,45 11,8
33	2,0	0,38 9,9
34		0,40 11,2
35	0,38
36
37

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In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, kleine Mengen, beispielsweise bis zu ungefähr 0,5 % eines Kernbildners, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, beispielsweise eines Siliconöls, zuzusetzen, um den Transport der Blähmittelmoleküle aus der Lösung in der Aufschlämmung in die Gasphase zu begünstigen. Ist das anionische grenzflächenaktive Mittel selbst eine Silikonharzemulsion, dann ist es nicht notwendig, getrennt einen Keimbildner zuzusetzen. Wird ein Keimbildner verwendet, dann wird er zusammen mit der Zugabe des grenzflächenaktiven Mittels zu der Aufschlämmung oder danach in einer Menge bis zu ungefähr 0,5 %, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, zugegeben. Die auf diese Weise gebildete wäßrige Aufschlämmung, welche das wasserlösliche Phosphat, das Magnesiumsalz, Magnesiumoxid, das grenzflächenaktive Mittel, Wasserstoffperoxid als Zersetzungskatalysator und den Keimbildner enthält, falls ein derartiger eingesetzt wird, sollte eine Viskosität zwischen ungefähr 700 und 15000 Centipoise aufweisen, wobei ein bevorzugter Bereich zwischen ungefähr 700 und 2500 Centipoise liegt. Vorzugsweise sollte die Reaktantenauf schlämmung zu diesem Zeitpunkt vor der Zugabe des Blähmittels nicht thixotropisch sein, insbesondere dann, wenn man minimale Dichten in dem Endprodukt erzielen will.

Nachdem die Aufschlämmung mit der gewünschten Viskosität gebildet und gründliche vermischt worden ist, liegt sie in einem Zustand vor, daß das Füllstoffmaterial zugesetzt werden kann. Zusätzlich zu den Mikrofasern können sekundäre Füllstoffe zugesetzt werden, wie sie beispielsweise weiter oben angegeben worden sind. Die Mikrofasern sowie etwa zugesetzte sekundäre Füllstoffe, die vor dem Verformen zugegeben werden, werden wie im Falle der Herstellung des festen Produktes in die Reaktantenaufschlämmung vor der Zugabe des Wasserstoffperoxids, vermischt. Die Viskosität der fertigen Schäumungszubereitung (gefüllte Reaktantenaufschlämmung) kann bis zu ungefähr 100000 Centipoise betragen, wobei ein Bereich zwischen 2000 und 25000 Centipoise bevorzugt wird. Es ist nicht erforderlich, daß die fertige geschäumte Zubereitung thixo-

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trop ist.

Die Menge des Füllstoffmaterials, die zugesetzt werden kann, hängt von der Art des Materials ab. Im allgemeinen kann dann, wenn nur Mikrofasern zugesetzt werden, und wenn diese Mikrofasern kürzere Längen aufweisen und leicht für eine leichte Verteilung in der Schaumstruktur benetzbar sind, eine größere Menge als dann zugesetzt werden, wenn Fasern mit größerer Länge zugegeben werden, die sich weniger leicht verteilen lassen. Dies geht aus den Werten der Tabelle VIII hervor. Bei der Formulierung der Schäumungszubereitung der in der Tabelle VIII angegebenen Beispiele wird eine 70 %igen Lösung verwendet, wobei die unter ihrem Einsatz hergestellte Aufschlämmung ein MgCl₂*6H-O:MgO-Molverhältnis von 1:5 aufweist. Dieser Aufschlämmung wird 1 Gew.-% Natriumhexametaphosphat, 2 Gew.-% Stearat (Zink oder Ammonium), 4 Gew.-% eines 30 %igen H₂O₂/ KMnO. (0,005 Gew.-% im Falle der Beispiele 38 bis 58 und 0,007 Gew.-% im Falle der Beispiele 59 bis 61) sowie ein organisches Silikon (0,5 Gew.-% im Falle der Beispiele 38 bis 58 und 0,1 Gew.-% im Falle der Beispiele 59 bis 61) zugesetzt. Verschiedene Typen von Glas- und Mineralfasern werden als Mikrofaserfüllstoff verwendet. Ferner werden Glasperlen als sekundärer Füllstoff dieser Grundzubereitung zugemischt. Die Dichten und Zugfestigkeiten werden anhand der geschäumten Endprodukte, die bei Umgebungstemperatur gehärtet werden, ermittelt.

Aus den Werten, die in der Tabelle VIII zusammangefaßb sind, ist zu ersehen, daß in denjenigen Fällen (Beispiele 39 bis 55), in denen vermahlene Glasfasern als Verstärkungsfüllstoffmaterial eingesetzt werden, eine größere Menge des Füllstoffs als in dem Fall verwendet werden kann, wenn zerkleinerte Fasern (Beispiele 56 bis 58) zugesetzt werden. Dieser Unterschied ist auf die bessere Füllstoffverteilung infolge der Trennung der Fasern während des Mahlens zurückzuführen. Darüber hinaus können die wassergebundenen Fasern (Beispiele 39 bis 46), die zum Binden von Materialien auf Wasserbasis behandelt

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worden sind, in größeren Mengen als die stärkegebundenen (Beispiele 50 bis 55) oder die mit einem kationischen grenzflächenaktiven Mittel behandelten (Beispiele 47 bis 49) vermahlenen Fasern verwendet werden. Im Falle der stärkegebundenen Fasern nimmt man an, daß der Stärkeüberzug auf den Fasern zur Viskosität der Schäumungszubereitung beiträgt, und daß eine Menge erreicht wird, wo diese Stärke die Viskosität der Schäumungszubereitung bis zu einem solchen Punkt erhöht, an welchem ein Schäumen und weiteres Verarbeiten schwierig werden.

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- 35 Tabelle VIII

Wirkung anorganischer Füllstoffmaterialien auf die Eigenschaften des geschäumten Produktes.

Beispiel Nr.

Füllstoff

% Füllstoff, bezogen auf das Gewicht

Eigenschaften der geschäumten Produkte

Dichte, Zugfestigder Äufschläm- g/ccrii keit, mung kg/cm²

23,9

26

39 40 41 42 43 44 45 46

mit Wasser gebundene vermahlene Glasfasern (0,635 an)

5,0	0,32	6,3
6,0	0,38	6,3
8,0	0,34	5,7
10,0	0,37	9,1
12,0	0,400	6,6
14,0	0,42	7,8
16,0	0,43	11,8
16,0	0,38	10,1
10,0	0,38	10,6
12,0	0,40	10,2
16,0*	0,48	11,3

47 vermahlene Glasfasern mit katio-

48 nischem grenzflächenaktiven Mit-

49 tel (0,318 cm)

50 51 52	stärkegebundene vermahlene Glas fasern (0,159 cm)	10,0 12,0 16,0*	0,37 0,38 0,46	7,6 6,9 11,6
53 54 55	stärkegebundene vermahlene Glas fasern (0,635 cm)	10,0 12,0 16,0*	0,40 0,38 0,38	9,2 10,2 11,1
56 57 58	zerkleinerte Glasfasern mit kationi- schem grenzflächenaktiven Mittel (0,635 on)	4,0* 8,0* 16,0*	-	-
59	Mineralfasern	16,0	0,46	13,0
60	Glasperlen (0,008 mm Durchmesser) wassergebundene vermahlene Glas fasern (0,159 an)	5,0 5,0	0,38	8,3

* Zu dick für eine bequeme Verarbeitung.

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Die Menge an zugesetztem anorganischen Verstärkungsfüllstoffmaterial hängt daher von der Art des Füllstoffmaterials sowie von der gewünschten Zugfestigkeit ab. Die maximale Menge des eingesetzten Füllstoffmaterials liegt nicht oberhalb der Menge, durch welche die Viskosität der gefüllten Schäumungszubereitung auf bis zu ungefähr 100 Centipoise erhöht wird, und unterhalb derjenigen Menge, die ein Zusammenfallen des Schaumes bedingt. Die optimale Menge des Füllstoffmaterials innerhalb dieser Bereiche ist diejenige, die zur Erzielung einer vorherbestimmten gewünschten Zugfestigkeit innerhalb eines vorgeschriebenen Dichtebereiches erforderlich ist. Bis zu ungefähr 25 %, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, des Füllstoffs können zugesetzt werden, sobald den vorstehenden Anforderungen Genüge getan wird.

Zur Auswahl des Füllstoffmaterials ist es zweckmäßig, daß ein Hauptteil (über 50 %) des eingesetzten Füllstoffs aus einem Mikrofasermaterial besteht. Fasern mit Längen zwischen ungefähr 0,08 und 0,7 cm werden bevorzugt. Im allgemeinen nimmt mit abnehmender Größe des Füllstoffs die zusetzbare Menge zu, wobei dennoch eine Schaumzubereitung erhalten wird, die sich zu einer gewünschten Struktur auszuhärten vermag. Es liegt natürlich im Rahmen der Erfindung, eine Kombination aus Mikrofasern mit einem oder mehreren sekundären Füllstoffen zu verwenden, wobei letztere anorganische oder synthetische organische Harzfasern sein können, die langer sind als die Mikrofaser. Ferner kommt ein feines Material in Form von Einzelteilchen und/oder eine Mischung aus diesen Füllstoffen in Frage.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird das Wasserstoffperoxidblähmittel der gefüllten Reaktantenaufschlämmung durch gründliches Einmischen in die Aufschlämmung zugesetzt. Die Zugabe des Wasserstoffperoxids wird durchgeführt, während sich die Aufschlämmung unter Umgebungsbedingungen befindet. Die Zersetzung des Wasserstoffperoxids in Wasser und Sauerstoff ist natürlich exotherm.

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Das Wasserstoffperoxidblähmittel wird vorzugsweise in Form einer Wasserlösung verwendet, die einen relativ breiten Konzentrationsbereich aufweisen kann. Eine bevorzugte Konzentration beträgt ungefähr 30 %, da eine derartige Konzentration im Handel erhältlich und eine stabile Form von Wasserstoffperoxid darstellt. Die Menge des eingesetzten Wasserstoffperoxids hat einen direkten Einfluß auf die Dichte und die Zugfestigkeit des Endproduktes, wie aus den Beispielen der Tabelle IX hervorgeht. Bei der Formulierung dieser Zubereitungen zum Schäumen wird eine 70 %ige Lösung von MgCl₂"6H₂O verwendet, wobei das Molverhältnis MgCl--6H₃O: MgO 1:5 beträgt. Die Aufschlämmung enthält 1 Gew.-% eines grenzflächenaktiven Mittels, 0,007 Gew.-% KMnO₄, 10 Gew.-% vermahlener Glasfasern (0,318 cm), 2 Gew.-% Zinkstearat sowie 0,1 Gew.-% einer Siliconharzemulsion. Die geschäumten Produkte werden unter Umgebungsbedingungen gehärtet.

Die Werte der Tabelle IX zeigen, daß im Falle eines jeden Systems eine Erhöhung der Menge an Wasserstoffperoxid eine Herabsetzung der Dichte und Zugfestigkeit des geschäumten Produktes zur Folge hat. Die Menge an Wasserstoffperoxid mit einer 30 %igen Konzentration kann zwischen ungefähr 0,25 und ungefähr 8 %, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, zur Erzielung eines Dichtebereiches von ungefähr 0,08 bis ungefähr 1,60 g/ccm schwanken. Da wäßrige Lösungen von Wasserstoffperoxid mit anderen Konzentrationen als 30 % verwendet werden können, v/ird dieser Wasserstoffperoxidbereich in zweckmäßiger Weise auf eine 100 S-Basis von 0,075 bis ungefähr 0,25 %, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, schwankend ausgedrückt.

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Tabelle IX

Wirkung der Menge an H₂O_-Blähmittel auf die Eigenschaften des geschäumten Produktes.

Bei	H₀O	-*, bezogen	Phos	Eigenschaften des geschäumten Produktes	Zugfestigkeit, kg/cm²
spiel Nr.	auf der	das Gewicht Aufschläm mung	phat**	Dichte, g/ccm	17,9
62		2	SHMP	0,60	16,7
63		2,5	SHMP	0,54	12,7
64		3,0	SHMP	0,45	9,8
65		4,0	SHMP	0,36	17,9
66		2,5	PA	0,61	14,7
67		4,0	PA	0,53

* 30 %ige Konzentration;
** SHMP = Natriumhexametaphosphat; PA = Phosphorsäure.

Andere Blähmittel, die anstelle von Wasserstoffperoxid verwendet werden können, sind beispielsweise Toluol-(4-sulfonylhydrazid) sowie 4-4'-Oxybis(benzolsulfonylhydrazid). Derartige Blähmittel müssen dazu in der Lage sein, die erforderliche Menge an gasförmigen Produkten in einer alkalischen Umgebung bei einer Temperatur von nicht mehr als ungefähr 125°C zu erzeugen.

Nachdem die gefüllte Schäumungsmasse gebildet worden ist, kann sie in jede geeignete Form zum Expandieren zu einem zellförmigen Schaum sowie zum abschließenden Gelieren, Verfestigen und Härten gegossen werden. Die Formoberfläche kann mit einem geeigneten Trennüberzug, beispielsweise einem Fluorpolymeren, einem Siliconöl oder einem Wachs, überzogen werden. Das Formen der gefüllten Schäumungsmasse ähnelt dem Formen des

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festen Produktes. Die gleichen Klassen sekundärer Füllstoffe können während der Formungsstufe zugesetzt werden. In ähnlicher Weise kann die gefüllte Schäumungsmasse zu Laminaten mit Glasfasermatten verformt werden. Das erhaltene zellförmige gefüllte anorganische Harzzementprodukt kann in der Weise ausgeformt werden, daß eine oder mehrere Oberflächen aus einem festen gefüllten Harzzement bestehen, wobei man zu diesem Zweck die ηichtgeschäumte oder nichtschäumende Reaktantenaufschlämmung einsetzt, die einen oder mehrere Füllstoffe (Mikrofaser und/oder sekundäre Füllstoffe) enthält, um die entsprechenden Oberflächen der Form auszukleiden. Auf diese Weise kann das fertige Produkt eine Konfiguration mit einem zellförmigen Kern und einer gefüllten festen Schicht auf eineroder mehrerer seiner Oberflächen aufweisen. Eine Oberflächenausrüstung des erhaltenen zellförmigen Produktes ist ebenfalls möglich.

Der Schaum kann bei Zimmertemperatur während einer längeren Zeitspanne, beispielsweise während einer Zeitspanne von einigen Tagen, gehärtet werden, es ist jedoch vorzuziehen, beim Härten Wärme einwirken zu lassen. Die Wärme kann in Form einer Infrarotstrahlung, heißer Platten oder heißer Gase, beispielsweise unter Verwendung von Wasserdampf, Luft oder dgl., zugeführt werden. Die Temperatur, bei welcher diese Härtung durchgeführt wird, sollte derartig sein, daß die Temperatur der geschäumten Struktur auf nicht mehr als ungefähr 125°C erhöht wird. Beispielsweise kann man die Wärmehärtung in der Weise durchführen, daß die Form mit der Schäumungsmasse in einem erhitzten Luftofen bei 95, 125 oder 155°C während einer Zeitspanne von 60 Minuten gehalten wird, wobei das Material in einer Form einer Quelle für Infrarotstrahlung ausgesetzt wird, die in einem Abstand von 200 mm von der Oberfläche angebracht ist, und wobei die Einwirkungszeit 15 Minuten beträgt. Ferner kann man den Schaum unter Verwendung von Platten in einer Plattenpresse oder Verwendung einer Dampfkammer auf 105⁰C während einer Zeitspanne von 15 Minuten oder auf 120⁰C während einer Zeitspanne von 13 bis 15 Minuten erhitzen.

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Aus diesen Beispielen geht hervor, daß eine Vielzahl von Wärmehärtungsmöglichkeiten zur Verfügung steht. In der Tabelle X sind typische Dichten und Zugfestigkeiten im Falle einer Ofenhärtung bei drei verschiedenen Temperaturen zusammengefaßt. Die Schäumungsformulierungen für die Beispiele der Tabelle X werden unter Einsatz einer Aufschlämmung hergestellt, die aus 70 % einer Lösung mit einem Molverhältnis von MgCl₂*6H₃O zu MgO von 1:5, 4 % (30 %ige Konzentration) Wasserstoffperoxid, 1 % Natriumhexametaphosphat, 0,005 % KMnO₄, 2 % Zinkstearat sowie 16 % wassergebundener vermahlener Glasfasern (0,635 cm), bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, hergestellt worden ist.

Tabelle X

Wirkung der Wärmehärtung in einem Heißluftofen auf die Eigenschaften des geschäumten Produktes.

	Härtungsbedingungen	, Zeit, min	Eigenschaften des geschäumten Produkts	Zugfestigkeit, kg/cm³
Bei spiel Nr.	Temperatur ⁰C	60	Dichte, g/ccm	4,9 4,8 5,2
68	94	60	0,31 0,32 0,33	5,6 5,8 5,5
69	110*	60	0,33 0,33 0,33	5,2 5,3 5,4
70	110	60	0,17 0,32 0,32	-
71	154	0,29 0,38 0,53

* 2% Natriumhexametaphosphat

709885/074·

Die vorstehend beschriebenen Beispiele werden jeweils unter Einsatz von. Magnesiumchlorid, MgCl-'6H₃O, als Magnesiumsalz formuliert, es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß Magnesiumsulfat, MgSO₄·7H₂O, zur Herstellung der erfindungsgemäßen geschäumten zellförmigen anorganischen Harze verwendet werden kann. Dies geht aus den Beispielen in der Tabelle XI hervor. Zur Durchführung dieser beiden Beispiele besteht das eingesetzte wasserlösliche Phosphat aus 1 % Natriumhexametaphosphat, der Wasserstoffperoxidzersetzungskatalysator besteht aus 0,005 % KMnO4, das grenzflächenaktive Mittel aus 2 % Zinkstearat, der Füllstoff aus 6 % wassergebundener vermahlener Glasfasern (0,635 cm) und das Blähmittel aus 4 % (30 %ige Konzentration) HjO₃, jeweils bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung.

Tabelle XI

	Verwendung von MgCl-·	Molverhältnis Mg-Salz/MgO	6H₂O und MgSO₄-7H	2°	Zugfestig keit, kg/cm*
		5/1 6/1		geschäumtes Produkt	11,2 6,2
	% Konzen tration der Lösung	Aufschläm- mungsvisko- sität, Cps	Dichte, g/ccm
	70 65	1500 10000	0,39 0,49
Bei spiel Mg-SaIz Nr.
72 MgCl₂' 73 MgSO₄'
"^6H2° •7H₂0

Die zweite Methode, die zur Herstellung einer gefüllten Schäumungsmasse angewendet werden kann, besteht in der Verwendung eines Blähmittels, das in der alkalischen Umgebung der Aufschlämmung bei einer Temperatur unterhalb ungefähr 120⁰C zu verdampfen vermag. Beispiele für derartige Blähmittel sind die fluorierten Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan oder Heptan. Soll eine im wesentlichen vollständige Nichtentflammbarkeit erzielt werden, dann werden die fluorierten Kohlenwasserstoffe bevorzugt. Nachfolgend wird die zweite Schäumungsmethode unter Einsatz eines fluorier-

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ten Kohlenwasserstoffs als Blähmittel beschrieben.

Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, wird die Lösung (gaging-Lösung) in der gleichen Weise unter Einhaltung der gleichen Feststoffkonzentration an Phosphaten tmd Magnesiumsälz geformt, wie sie für das feste Produkt (Fig. 1) und für das zellförmige Produkt unter Einsatz von Wasserstoffperoxidblähmittel verwendet worden sind. Die Konzentration des Magnesiumsalzes in der Lösung übt eine Wirkung auf die Zellengröße und die Gleichmäßigkeit des fertigen zellförmigen Produktes aus. Wie bei der Verwendung von Wasserstoffperoxid als Blähmittel (vgl. Tabelle IV) nimmt die Zellengröße ab und das Ausmaß der Gleichmäßigkeit mit steigender Magnesiumsalzkonzentration zu.

Zur Herstellung der Reaktantenaufschlämmung wird das Magnesiumoxid in die Lösung mit einer hohen Geschwindigkeit sowie unter einer hohen Scherwirkung wie im Falle der Bildung des festen Produktes eingemischt. Die gleichen Bereiche bezüglich des Molverhältnisses von Magnesiumsalz zu Magnesiumoxid werden eingehalten. In ähnlicher Weise wird ein "emulgiertes" (wasserabstoßend, anionisch) grenzflächenaktives Mittel während des mit hoher Geschwindigkeit sowie unter Einwirkung einer hohen Scherspannung erfolgenden Vermischens in einer Menge zwischen 0,5 und 3 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufschlämmung, zugesetzt. Schließlich kann ein Keimbildner wie bei einer Verwendung von Wasserstoffperoxid zugesetzt werden.

Die auf diese Weise gebildete wäßrige Aufschlämmung, die das wasserlösliche Phosphat, Magnesiumsalz, Magnesiumoxid, grenzflächenaktive Mittel und gegebenenfalls Keimbildner enthält, sollte eine Viskosität zwischen ungefähr 700 und 15000 Centipoise und vorzugsweise eine Viskosität zwischen ungefähr 700 und 2500 Centipoise aufweisen. Vorzugsweise ist die Aufschlämmung zu diesem Zeitpunkt vor der Zugabe des Blähmittels nicht thixotrop, insbesondere dann, wenn

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man minimale Dichten in dem fertigen Endprodukt einstellen will.

Nachdem die Aufschlämmung mit der gewünschten Viskosität gebildet und gründlich vermischt worden ist, kann es notwendig sein, ihre Temperatur vor der Zugabe des Blähmittels einzustellen. Die Aufschlämmungstemperatur sollte wenigstens einige Grad (ungefähr 2 bis 3°C) unterhalb des Siedepunkts des Blähmittels liegen. Dies ermöglicht eine gründliche Verteilung des Blähmittels in Form einer Flüssigkeit in der Aufschlämmung, bevor irgendeine merkliche Volumenzunähme stattfindet.

Ein bevorzugtes Blähmittel ist eine fluorierte Kohlenwasserstoffflüssigkeit mit einem Siedepunkt unterhalb der Härtungstemperatur des Schaums. Vorzugsweise wird ein Blähmittel verwendet, das einen Siedepunkt von einigen Grad oberhalb Umgebungstemperatur aufweist, so daß es der Aufschlämmung zugesetzt werden kann, ohne daß dabei eine große Menge der Aufschlämmung gekühlt werden kann, wobei es gleichzeitig möglich ist, gegebenenfalls den Schaum bei einer Temperatur zu erhöhen, die nur etwas oberhalb Umgebungstemperatur liegt.

Unter normalen Bedingungen weist die Aufschlämmung nach Beendigung des Vermischens eine Temperatur von einigen Grad oberhalb 21⁰C (Umgebungstemperatur) auf. Wird sie anschließend auf 2Ö°C abgekühlt, dann kann ein fluorierter Kohlenwasserstoff, wie CCl₃F (Kp. 23,8⁰C) zugesetzt werden. Es ist wichtig, daß das Blähmittel gründlich und gleichmäßig in die Aufschlämmung eingemischt wird, um die Bildung von Zellen mit gleichmäßiger Größe zu gewährleisten. Wird die Mischung gründlich zur Verteilung des Blähmittels vermischt, dann steigt die Temperatur bis zu einem Punkt an, an dem das Blähmittel seinen Siedepunkt erreicht hat, was eine Blasenbildung und ein anschließendes Blasenwachstum mit einer merklichen Volumenzunahme bedingt. Es ist natürlich zweckmäßig, daß ein derartiges Anwachsen des Volumens hauptsächlich in

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der Form erfolgt. Wird die Schäumungsmasse in der beschriebenen Weise ausgeformt, dann geliert die geschäumte Aufschlämmung nicht, bevor sie ihre maximale Volumenzunahme erreicht hat. Darüber hinaus besitzt der Schaum eine ausreichend gute Grünfestigkeitsstabilität, so daß er nicht zusammenfällt, bevor sich der Harzzement verfestigt und gehärtet werden kann. Diese Schäumungseigenschaften des Schaums sind natürlich wesentlich und wohnen dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Zubereitung inne.

Die Dichte des fertigen Schaumes wird hauptsächlich durch die Menge an zugesetztem Blähmittel gesteuert. Jedoch üben das eingesetzte grenzflächenaktive Mittel, die Viskosität der Aufschlämmung sowie das Verhältnis des Magnesiumsalzes zu dem Magnesiumoxid sowie die Feststoffkonzentration der "gaging-Lösung und das Ausmaß der Verteilung des Blähmittels einen gewissen Einfluß auf die Dichte des gebildeten geschäumten anorganischen Zementes aus.

Die Mikrofasern können zusammen mit etwa zugesetzten sekundären Fasern unmittelbar vor oder nach der Zugabe des Blähmittels oder gleichzeitig damit zugesetzt werden. Die Viskosität der fertigen gefüllten Schäumungsmasse kann bis zu ungefähr 100000 Centipoise betragen, wobei ein Bereich zwischen 2000 und 25000 Centipoise bevorzugt wird. Es ist nicht notwendig, daß die fertige Schäumungsmasse thixotrop ist.

Die zugesetzten Füllstoffe sind die vorstehend beschriebenen Mikrofasern, desgleichen etwa zugesetzte sekundäre Füllstoffe, die gegebenenfalls zugesetzt werden können, um eine zusätzliche Festigkeit, eine verminderte Dichte oder andere physikalische Eigenschaften zu erzielen. Die Menge derartiger Füllstoffe ist die gleiche wie die Menge, die zur Herstellung des zellförmigen Produktes unter Einsatz von Wasserstoffperoxid als Blähmittel verwendet wird. Die Wirkung der Zugabe des Mikrofaserfüllstoffs auf die Dichte und die Zugfestigkeit

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des zellförmigen Produkts unter Einsatz eines Kohlenwasserstoff blähmittels geht aus den Werten der Tabelle XII hervor. Zur Erzielung der Werte der Tabelle XII wird eine Reaktantenaufschlämmung gebildet, in welcher das Molverhältnis von MgCl₂'6H₃O zu MgO 1:5 und die Konzentration der "gaging'-Lösung 70 % beträgt. 1 % Natriumhexametaphosphat/ bezogen auf das Gewicht des MgO, wird als wasserlösliches Phosphat zugesetzt, ferner 2 %, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, Ammoniurastearat als grenzflächenaktives Mittel sowie 0,5 %, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, eines Silikonöls als Keimbildner. Das Blähmittel besteht aus CCl,F. Die Grundreaktantenaufschlämmung besitzt eine Viskosität von ungefähr 700 bis 2500 Centipoise. Die Zugfestigkeiten der geschäumten anorganischen Zemente werden nach der ASTM Testmethode Nr. D638 bestimmt.

Wie bei der Verwendung von Wasserstoffperoxid als Blähmittel ist es zweckmäßig, eine Hauptmenge (über 50 %) des Füllstoffs als Mxkrofaserfüllstoff einzusetzen. Fasern mit Längen zwischen ungefähr 0,8 und 0,635 cm werden bevorzugt. Je kleiner die Größe des Füllstoffs ist, desto mehr kann von diesem Füllstoff zugesetzt werden, wobei dennoch eine Schäumungsmasse erzielt wird, die sich zu einer gewünschten Struktur zu verfestigen vermag. Die Menge des zugesetzten Füllmaterials hängt von der Natur des Füllmaterials sowie von der gewünschten Zugfestigkeit ab. Die maximale Menge an Füllmaterial ist diejenige, die nicht oberhalb der Menge liegt, durch welche die Viskosität der Schäumungszubereitung auf ungefähr 100000 Centipoise erhöht wird, wobei diese Menge unter der Menge liegt, die ein Zusammenfallen des Schaums bedingt. Die optimale Menge an Füllstoffmaterial innerhalb dieser Bereiche ist diejenige, die erforderlich ist, um eine vorherbestimmte gewünschte Zugfestigkeit zu erzielen. Im allgemeinen stellen ungefähr 20 % des Füllstoffs, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, die maximale Menge für jedes zellförmige Material dar.

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Tabelle XII

Wirkung von anorganischen Füllstoffen
auf die Schaumeigenschaften

Bei	Füllstoff %	Füllstoff,	stärkegebundene	nung	cm)	2,0	Schaum	Zugfestig	% Blähmit
spiel	bezogen auf	vermahlene Glas fasern (0,635 cm)	0,0.	4,0	dichte,	keit,	(Gewicht)
Nr.	das Gewicht		8,0	8,0	g/ccm	kg/cm²
	'■der Aufschläm-		10,0
			0,0
74	wassergebundene	8,0	0,14	0,07	4
75	vermahlene Glas fasern (0,635 an)	16,0	0,18	0,42	4
76	vermahlenes Glas	20,0	0,29	2,8	4*
77	mit kationischem grenzflächenakti	16,0	0,25	0,84	2,5
78	ven Mittel (0,635	20,0	0,37	6,9	2,5
79	zerkleinerte	0,26	3,9	4
80	Fasern (0,635 cm)	0,28	4,2	4
81		0,26	2,9	4
82	0,28	3,7	4

83	0,26	3,1	2,5
84	0,41	3,6	2,5
85			2,5*

* Diese Zubereitungen sind extrem dick und nicht für ein Verarbeiten geeignet.

Nachdem die gefüllte Schäumungsmasse gebildet worden ist, kann sie in jede geeignete Form zum abschließenden Gelieren, Verfestigen und Härten gegossen werden. Die Formoberfläche kann mit einem geeigneten Trennüberzug, wie beispielsweise einem Fluorpolymeren, einem Siliconöl oder Wachs,

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überzogen werden. Sekundäre Füllstoffe, beispielsweise Glasfasermatten, können während der Formungsstufe in der beschriebenen Weise zugesetzt werden. Eine oder mehrere der Oberflächen des zellförmigen Produktes können als fester und nichtgefüllter anorganischer Harzzement ausgebildet werden.

Normalerweise ist es in der Praxis zweckmäßig, die Härtung durch Erhitzen durchzuführen. Die Wärme kann in Form einer Infrarotstrahlung, heißer Gase, beispielsweise Luft, Wasserdampf oder dgl., zugeführt werden. Die Temperatur, bei welcher die Härtung durchgeführt wird, sollte derart sein, daß die Temperatur der geschäumten Struktur auf nicht mehr als ungefähr 125°C erhöht wird. Beim Härten entweder des festen oder zellförmigen Produktes sollte die Temperatur des anorganischen Harzzements unterhalb der Temperatur liegen, bei welcher irgendeine merkliche Dehydratisierung des Zements erfolgt.

Eine gefüllte geschäumte Masse, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen zellförmigen Produktes geeignet ist, kann mechanisch durch Schlagen oder Aufmischen der Reaktantenaufschlämmung zur Einführung eines Inertgases, das den gewünschten Expansionsgrad zu erzielen vermag, gebildet werden. Wie schematisch aus der Fig. 2 hervorgeht, kann die Reaktantenaufschlämmung mit dem wasserabstoßenden anionischen grenzflächenaktiven Mittel sowie dem Keimbildner, falls ein solcher verwendet wird, nach einer von zwai Methoden geschäumt werden. Bei der Durchführung der ersten Methode wird die Reaktantaufschlämmung entweder in Luft bei Atmosphärendruck oder unter Druck, beispielsweise bei 7 bis 14 kg/cm^a, unter Einsatz eines Inertgases, wie Luft, Stickstoff, Argon oder dgl. aufgerührt und dann bei Umgebungsdruck expandieren gelassen. Bei Anwendung der zweiten Methode wird ein getrennter Schaum unter Verwendung von Wasser, das ein grenzflächenaktives Mittel enthält, gebildet, worauf der erhaltene vorge-

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formte Schaum in die Reaktantenaufschlämmung eingemischt wird. In diesem Falle liegen die Konzentrationen an Magnesiumsalz und Magnesiumoxid in der Reaktantenaufschlämmung vorzugsweise in den angegebenen oberen Bereichen, so daß die Zugabe von Wasser in den vorgeformten Schaum nicht dessen Konzentrationen auf Werte herabsetzt, bei welchen die Zellengröße und die Gleichmäßigkeit nicht mehr annehmbar sind (vgl. beispielsweise die Tabelle IV). Nachdem die Reaktantenaufschlämmung gebildet worden ist, werden die Mikrofaserfüllstoffe und etwa eingesetzte sekundäre Füllstoffe zur Erzeugung einer gefüllten geschäumten Masse eingemischt.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, können wahlweise die Mikrofaserfüllstoffe und etwa eingesetzte sekundäre Füllstoffmaterialien der Reaktantenaufschlämmung zugesetzt werden, worauf das Schäumen dieser gefüllten Masse nach einer der zwei beschriebenen Methoden durchgeführt werden kann, beispielsweise durch Aufrühren oder Einmischen in einen vorgeformten Schaum.

Die auf diese Weise gefüllte geschäumte Masse wird in die Form eingeführt, worauf sekundäre Fasern zugesetzt werden können oder der gefüllte Schaum mit Glasfasermatten laminiert werden kann. Beim Formen können eine oder mehrere Oberflächen aus einem nichtgefüllten festen anorganischen Harzzement in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeformt werden, wobei der Gegenstand aus dem zellförmig gefüllten anorganischen Harzzement in der angegebenen Weise oberflächlich ausgerüstet werden kann.

Aus den vorstehenden Beispielen ist zu ersehen, daß die Zugabe von Mikrofaserfüllstoffen, die in vielen Richtungen in den anorganischen Harzzement in fester oder zellförmiger Form orientiert sind, erheblich zu den physikalischen Eigenschaften dieses Materialtyps beiträgt. Von besonderer Bedeutung ist die merkliche Zunahme der Zugfestigkeit, die dann erzielt wird, wenn die Mikrofaserfüllstoffe eingesetzt

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werden, ferner die synergistische Wirkung, die dann erzielt wird, wenn die Mikrofaserfüllstoffe in Verbindung mit einem sekundären Füllstoff, wie einer Glasmatte (vgl. Tabelle III), verwendet werden. Man nimmt an, daß im letzteren Falle die Mikrofaserfüllstoffe dazu in der Lage sind, Spannungen durch die Magnesiumoxidzementmatrix zu transportieren, so daß irgendeine Belastung, die auf einen derartigen Zement einwirkt, zu einem sekundären Füllstoff übertragen wird, der als Verstärkung wirkt. Durch diesen Mechanismus können anorganische Harzzemente in wirksamer Weise verstärkt und für viele bisher nicht mögliche Verwendungszwecke für die Verwendung des nichtgefüllten Materials eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße zellförmige Produkt läßt sich aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften unterscheiden und charakterisieren. Die Zellenstruktur ist derart, daß die Gleichmäßigkeit der Größe der Zellen innerhalb des Schaums wenigstens teilweise von der Zellengröße abhängt, wobei der Grad der Gleichmäßigkeit mit abnehmender Größe zunimmt. In solchen Strukturen, in denen die Zellen als große Zellen bezeichnet werden können, beispielsweise Zellen mit einem Durchmesser von mehr als 3 mm, ist die Nxchtgleichförmigkeit der Zellengrößen derart ausgeprägt, daß derartige Strukturen im allgemeinen für einige Anwendungszwecke nicht geeignet sind, insbesondere solche Anwendungszwecke, bei denen die zellförmige Struktur eine merkliche Last aufnehmen muß. Im Falle von Strukturen, bei denen die Zellendurchmesser von ungefähr 1,25 bis 3 mm (Querschnittsfläche von ungefähr 1 bis 7 mm²) schwanken, besitzen die Zellen im wesentlichen eine gleichmäßige Größe. In Strukturen, die feine Zellen aufweisen (weniger als 1,25 mm im Durchmesser und nicht mehr als ungefähr 1 mm²im Querschnitt) sind die Zellen im wesentlichen gleichmäßig groß. Vorzugsweise weisen im wesentlichen alle Zellen Querschnittsflächen von nicht mehr als ungefähr 2 mm² auf.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind bei einem Teil, beispielsweise wenigstens 25 %, des erfindungsgemäßen Produktes die Zellen verschlossen und enthalten eingeschlossene Feuchtigkeit. Da einige der eingesetzten Blähmittel niedrige Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten aufweisen, stellen diese geschäumten Strukturen, welche derartige Blähmittel enthalten und einen hohen Prozentsatz an geschlossenen Zellen aufweisen, ausgezeichnete Wärmeisolationsmaterialien dar.

Die Dichte des zellförmigen Produktes kann zwischen ungefähr 0,08 und 1,60 g/ccm schwanken. Ein bevorzugter Dichtebereich liegt zwischen ungefähr 0,24 und 0,80 g/ccm. Wie vorstehend erwähnt, kann die Zugfestigkeit gesteuert und im wesentlichen von 0 für mit Träger versehene Isolationsmaterialien bis zu 7 kg/cm² oder darüber schwanken. Die letztliche Verwendung des zellförmigen Produktes bestimmt natürlich die gewünschte Festigkeit. Da die Reaktionen, durch welche diese anorganischen Zemente gebildet werden, solche sind, bei denen im wesentlichen das ganze Hydratationswasser und im wesentlichen das ganze zur Bildung der Aufschlämmung zugesetzte Wasser verbraucht werden, kann die Gesamtmenge an Mikrofasern und sekundären Füllstoffmaterialien bis zu ungefähr 40 % des fertigen gehärteten festen Produktes sowie bis zu ungefähr 25 % des fertigen gehärteten zellförmigen Produktes ausmachen.

Die festen und zellförmigen Produkte sind wasserbeständig und nicht hygroskopisch. Sie sind ferner nicht entflammbar und zeigen im wesentlichen keine Flammenausbreitung, keine Rauchentwicklung und stellen auch keinen Brennstoff dar. Bei der Durchführung von Flammenausbreitungstests entspricht die Wirkungsweise des zellförmigen Produktes derjenigen von Asbest mit einer Bewertung von O. Der begrenzende Sauerstoff index (limiting oxygen index) beträgt mehr als 95.

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Das erfindungsgemäße Verfahren liefert neue Produkte mit einzigartigen Eigenschaften; die besonders für Bauzwecke geeignet sind. Es lassen sich viele Dichten, Zugfestigkeiten sowie andere physikalische Eigenschaften einstellen, so daß die Produkte einen breiten Anwendungsbereich finden.

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Claims

MÜLLER-BORE · DEUFEL · SCHÖN · HEPTEL

PATEKTANAVALiE

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORi <PATENTANWALT VON 1927- 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS.

L 1163

Arthur D. Little, Inc.,

25 Acorn Park,
Cambridge, Mass. 02140, USA.

Verfahren zur Herstellung eines gefüllten anorganischen Harzzementes.

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines gefüllten anorganischen Harzzementes, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) eina reaktive Wasseraufschlämmung aus einem Magnesiumsalz, einer wasserlöslichen Phosphatkomponente und Magnesiumoxid gebildet wird, wobei die Aufschlämmung eine Viskosität zwischen ungefähr 700 und 15000 Centipoise aufweist,

(b) in die Wasseraufschlämmung vor dem Absetzen eine solche Menge eines Mikrofaserfüllstoffs eingemengt wird, die ungefähr 2 bis ungefähr 40 Gew.-% der Aufschlämmung äquivalent ist, wobei das Mischen in der

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ORIGINAL INSPECTED

Weise durchgeführt wird, daß der Mikrofaserfüllstoff nichtplanar sowie in vielen Richtungen in der erhaltenen gefüllten anorganischen Harzzementmasse vorliegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Magnesiumsalz aus Magnesiumchloridhexahydrat besteht und das Molverhältnis des Magnesiumchlor idhexahydrats zu dem Magnesiumoxid ungefähr 1:3 bis ungefähr 1:9 beträgt, oder aus Magnesiumsulfatheptahydrat besteht, wobei das Molverhältnis des Magnesiumsulfatheptahydrats zu dem Magnesiumoxid ungefähr 1:3 bis ungefähr 1:14 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktive Wasseraufschlämmung keinen merklichen Wasserüberschuß gegenüber der Wassermenge enthält, die zur Bildung des Harzzementes erforderlich ist.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzte wasserlösliche Phosphatkomponente ein glasartiges Phosphat, Phosphorsäure oder eine Mischung davon ist und in der Aufschlämmung in einer Menge von bis zu ungefähr 6 Gew.-% des Magnesiumoxids vorliegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Mikrofaserfüllstoff aus kurzen Fasern besteht, die in der Weise klassiert sind, daß im wesentlichen alle Fasern eine Länge besitzen, welche eine Orientierung in einer Vielzahl von Richtungen in dem gefüllten anorganischen Harzzement erlauben.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des eingesetzten Mikrofaserfüllstoffs zwischen ungefähr 5 und 20 Gew.-%, bezogen auf die Aufschlämmung, schwankt. - . «

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7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein sekundärer Füllstoff der Wasseraufschläitimung zusammen mit dem Mikrofaserfüllstoff zugesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte sekundäre Füllstoff aus Fasern, die länger sind als der Mikrofaserfüllstoff, einem in Form von Einzelteilchen vorliegenden Material, einen Füllstoff, der die Dichte des gebildeten gefüllten anorganischen Harzzementes herabzusetzen vermag, oder Mischungen davon, besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gefüllte anorganische Harzzementmasse zu einer gewünschten Konfiguration verformt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein sekundärer Füllstoff während der Verformungsstufe zugesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundäre Füllstoff aus Fasern mit einer Länge, die größer ist als die Länge des Mikrofaserfüllstoffs, aus einem in Form von Einzelteilchen vorliegenden Material, aus einem Füllstoff, welcher die Dichte des gebildeten gefüllten anorganischen Harzzementes herabzusetzen vermag, oder Mischungen davon besteht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des sekundären Füllstoffs in der Weise erfolgt, daß der sekundäre Füllstoff mit der gefüllten anorganischen Harzzementmasse aufgelegt oder aufgesprüht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte sekundäre Füllstoff aus einer Glasmatte besteht, wobei die Zugabe des sekundären Füllstoffs darin besteht, die Matte mit dem gefüllten anorganischen

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Harzzement unter Druck sowie bei einer Temperatur zwischen ungefähr 95 und 125°C unter Bildung eines Laminats zu imprägnieren.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gefüllte anorganische Harzzementmasse bei einer erhöhten Temperatur bis zu etwa 125°C gehärtet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einer Oberfläche einer aus dem gefüllten anorganischen Harzzement ausgebildeten Konfiguration eine Schicht aus einem gefüllten anorganischen Harzzement mit einer anderen Füllstoffkombination und/ oder Füllstoffmasse aufgebracht wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wasseraufschlämmung eine gasförmige Komponente eingebracht wird, welche die Aufschlämmung zu expandieren vermag, so daß sie sich in zellförmiger Form absetzt, wobei die Einmengung der gasförmigen Komponente vor oder nach dem Einmischen des Mikrofaserfüllstoffs in die Wasseraufschlämmung oder gleichzeitig dazu durchgeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des eingesetzten Mikrofaserfüllstoffs zwischen ungefähr 2 und 20 Gew.-%, bezogen auf die Aufschlämmung, schwankt.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein wasserabstoßendes anionisches grenzflächenaktives Mittel der Wasseraufschlämmung zugesetzt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kalkbildner der Wasseraufschlämmung zugesetzt wird.

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20. Verfahren nach Anspruch 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Komponente in der Wasseraufschlämmung durch Reaktion oder Zersetzung eines chemischen Blähmittels erzeugt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte chemische Blähmittel aus Wasserstoffperoxid besteht und die wäßrige Aufschlämmung einen Katalysator für die Zersetzung des Wasserstoffperoxids enthält.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzte gasförmige Komponente ein verdampfbares Blähmittel ist, das gegenüber einer alkalischen Umgebung inert ist, und einen Siedepunkt unterhalb der Temperatur aufv/eist, bei welcher sich die Aufschlämmung in zellförmiger Form absetzt.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Blähmittel ein fluorierter Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt ist, der etwas höher als Umgebungstemperatur ist.
24. Verfahren nach den Ansprüchen 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzte gasförmige Komponente ein Inertgas ist, das in die Wasseraufschlämmung unter Umgebungsdruck oder unter erhöhtem Druck eingeführt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Komponente direkt in die Wasserauf schlämmung oder indirekt in Form eines vorgebildeten Schaums eingeführt wird.
26. Fester, gefüllter anorganischer Harzzement, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 hergestellt wird.

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27. Zellförmiger gefüllter anorganischer Harzzement, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 25 hergestellt worden ist.

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