DE2747663C2

DE2747663C2 -

Info

Publication number: DE2747663C2
Application number: DE19772747663
Authority: DE
Inventors: Hans Kummermehr; Guenther Dipl.-Ing. 6700 Ludwigshafen De Mohr
Original assignee: GRUENZWEIG and HARTMANN und GLASFASER AG 6700 LUDWIGSHAFEN DE
Current assignee: Micropore International Ltd
Priority date: 1977-10-24
Filing date: 1977-10-24
Publication date: 1987-06-11
Also published as: DE2747663A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen aus einem Gemisch aus pyrogener Kieselsäure, einem Trübungsmittel und Mineralwolle bestehenden, durch Pressen verdichteten Formkörper.

Es ist bekannt, daß solche Formkörper verhältnismäßig sehr niedrige Wärmeleitzahlen aufweisen und daher als Isoliermaterial besonders geeignet sind.

Bedauerlicherweise ist aber bei solchen Formkörpern die Abriebfestigkeit sowie die Biegefestigkeit selbst bei hohen Verdichtungsgraden vergleichsweise gering. Es war daher bisher erforderlich, solche Formkörper in Gewebe säcken zu pressen oder aber sie in eine Metall- oder Kunststofform einzupressen.

Durch das Pressen in Gewebesäcke ist man bezüglich der Formgebung des Formkörpers sehr stark eingeschränkt. Da die Gewebesäcke durch das Pressen gegenüber dem Preßkern unter starke Verspannung geraten, lassen sich auch nur schwer konkave Oberflächen ausbilden.

Beim Einpressen solcher Gemische in Formkästen mit einer Innenkontur, ist zwar die durch den Formkasten gebildete Außenkontur gegen Abrieb geschützt, nicht jedoch die Innenkontur.

Bei in Gewebesäcke eingefüllten Formkörpern erhebt sich darüber hinaus das Problem, daß die Gewebe bereits vor dem Erreichen der für den Kern zulässigen Höchsttemperatur zerstört werden, so daß sie ihre Schutzaufgabe nicht mehr erfüllen können.

Aus der DE-AS 24 55 697 der Anmelderin ist eine Mineral faserplatte, insbesondere eine Dämmplatte bekannt, die mit einem Wasserglas, tonmineralische Stoffe, Aluminiumoxid, Pigmente und Wasser enthaltendem Überzug versehen ist. Durch diesen bekannten Überzug sollte das Problem gelöst werden, daß die die Dämmplatte bildenden Glasfasern durch die hohe Natriumkonzentrationen im Wasserglas, d. h. also durch die alkalische Eigenschaft der aufgebrachten Mi schung, zerstört werden. Diese zerstörenden Eigenschaften des Wasserglasgemisches kommen dagegen nicht zum Tragen, wenn die Beschichtung gemäß der DE-AS 24 55 697 auf die Glasfaseroberfläche aufgetragen wird, wobei ein zusammen hängender Film erzeugt wird und es nicht zu einer Rißbil dung der Glasfasern infolge Versprödung kommen kann.

Aus der US-PS 31 24 853 ist die Herstellung eines Form körpers aus einem Gemisch aus pulvrigen Material und einem flüchtigen Bindemittel bekannt geworden. Dabei wird der Formkörper mit einem Überzug versehen oder in eine ent sprechende Konstruktion eingefügt und das Bindemittel bei spielsweise durch Verdampfen oder Sublimieren wieder ent fernt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen aus einem Gemisch aus pyrogener Kieselsäure, einem Trübungsmittel und Mineral wolle bestehenden durch Pressen verdichteten Formkörper vorzuschlagen, der eine ausreichende Abriebfestigkeit aufweist, ohne daß dazu Metall- oder Kunststofformen oder Gewebesäcke als Außenumhüllung benutzt zu werden brauchen und ohne daß eine Bindung des gepreßten Formkörpers selbst durch ein gesondertes Bindemittel erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Formkörper, der erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine Beschichtung aus einem Gemisch aus einem an organischen Bindemittel, mineralischen Füllstoffen, mineralischen Pigmenten und Mineralwolle, die durch einen Spritz- und/oder Tauchvorgang aufgebracht ist.

Der erfindungsgemäße Formkörper kann die Form einer Platte, aber auch jede beliebige andere Form aufweisen, wobei die Innen- und/oder Außenkontur be liebig gestaltet sein können.

Als Bindemittel im Beschichtungsgemisch wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorzugsweise Wasserglas, und darunter wiederum vorzugsweise Kaliwasserglas verwendet.

Als mineralische Pigmente verwendet man TiO₂- oder TiO₂haltige Stoffe.

Vorzugsweise besteht das Beschichtungsgemisch vor der Aufbringung aus

30 bis 48 Gew.-% anorganischem Bindemittel
20 bis 45 Gew.-% mineralischen Füllstoffen
5 bis 15 Gew.-% mineralischen Pigmenten
2 bis 10 Gew.-% Mineralwolle
10 bis 25 Gew.-% Wasser

Durch einen Wassergehalt von 10 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 15 Gew.-%, die das Gemisch im Augenblick des Kontaktes mit dem Formkörper aufweisen sollte, werden sonst unerwünschte Nebenreaktionen mit der pyrogenen Kiesel säure vermieden.

Da eine solche Beschichtung neben einer genügenden Abriebfestigkeit auch einen ausreichenden Anteil an Zugspannung bei Biegebelastung zu übernehmen in der Lage sein sollte, wird in die Mischung ein bestimmter Gehalt an mineralischen Fasern eingearbeitet. Dabei kann es sich um Asbest, Steinwolle, Aluminium-Silikat-Wolle o. dgl. handeln. Zweckmäßig verwendet man aus Umwelt schutzgründen eine Aluminium-Silikat-Wolle geeigneter Länge, wobei deren An teil in der Größenordnung von 2 bis 10% liegen sollte. Außerdem wird durch das Beimengen einer solchen Wolle das Entstehen von Mikrorissen beim Trocknen bzw. bei thermischer Belastung weitgehendst herabgesetzt.

Da die Beschichtung bei hohen Temperaturen bereits einen gewissen Temperatur abbau gegenüber dem Kernmaterial vornehmen soll, empfiehlt es sich als minerali sche Pigmente solche zu wählen, die bereits einen Teil der IR-Strahlung streuen oder reflektieren. Versuche haben ergeben, daß diese Aufgabe verbunden mit der Erreichung einer ausreichenden Abriebfestigkeit durch den Zusatz von TiO₂- oder TiO₂haltigen Stoffen, beispielsweise eines Gemisches aus Al₂O₃ und TiO₂ er füllt werden kann. Dabei fungiert das TiO₂ neben seiner Funktion als Pigment auch als Trübungsmittel gegenüber der IR-Strahlung. Dabei sollte Al₂O₃ als mineralischer Füllstoff in Mengen von 20 bis 45% vorliegen, während der Gehalt an TiO₂ bei 5 bis 15% liegt.

Selbstverständlich kann man TiO₂ dann, wenn auf die weiße Farbe der Beschichtung kein Wert gelegt wird auch durch einen anderen Stoff mit geeigneten optischen Eigenschaften im IR-Bereich ersetzen. Solche Stoffe sind beispielsweise Rutil, Ilmenit, Eisenoxid, Chromoxid u. dgl. Außerdem kann in dem Überzug das Al₂O₃ auch durch Ton oder Kaolin oder Kieselgur ganz oder teilweise ersetzt werden.

Die folgenden beiden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung:

Beispiel 1

Riegel aus einem Gemisch von pyrogener Kieselsäure, Trübungsmittel und Wolle mit den Abmessungen 160×40×20 mm³ wurden mit einer ca. 0,5 mm dicken Beschichtung aus einer Mischung gemäß der folgenden Rezeptur ver sehen und dann auf ihre Biegebruchfestigkeit mit und ohne Beschichtung ge messen:

Kali Wasserglas 40%35,3 Al₂O₃40,9 TiO₂ 7,6 Al-Si-Wolle 6,1 H₂O10,0
99,9

Die mit einer derartigen Beschichtung durch Spritzen überzogenen Riegel wurden bei 100 bis 150°C getrocknet und einer Biegefestigkeitsprüfung unter worfen. Dabei zeigte sich, daß die mit einem Überzug gemäß der obigen Rezeptur behandelten Riegel eine um einen Faktor 10 höhere Biegefestigkeit aufwiesen als die unbehandelten Proben. Unter einer einseitigen Temperaturbelastung von 1000°C für die Dauer von 48 Stunden zeigten sich an den Beschichtungen keinerlei Veränderungen. Auch nach dem Abkühlen der Proben traten keine Risse auf.

Beispiel 2

Es wurde nach Beispiel 1 verfahren, jedoch unter Verwendung einer Be schichtung nach folgender Rezeptur:

Kali Wasserglas 40%44,2 Al₂O₃31,1 TiO₂ 9,5 Al-Si-Wolle 2,5 H₂O12,6
99,9

Die Ergebnisse waren die gleichen wie bei Riegel mit einer Beschichtung nach Beispiel 1.

Gegebenenfalls können auch dickere Beschichtungen von beispielsweise zwei und mehr Millimetern aufgebracht werden. Dabei geht man zweckmäßig so vor, daß man die Beschichtung durch eine Kombination von Spritzen und Tauchen herstellt. Es wird also zuerst eine Spritzschicht aufgebracht und ge trocknet, worauf dann der so vorbeschichtete Formkörper nochmals durch Tauchen nachbeschichtet wird, bis die gewünschte Endstärke der Beschichtung erreicht ist.

Das Trocknen der Beschichtungen kann sowohl in einem normalen Trocken ofen als auch in einem IR-Strahlungsofen, aber auch in einem Mikrowellen trockner erfolgen.

Claims

1. Aus einem Gemisch aus pyrogener Kieselsäure, einem Trübungsmittel und Mineralwolle bestehender, durch Pressen verdichteter Formkörper, gekennzeichnet durch eine Beschichtung aus einem Gemisch aus einem anorganischen Bindemittel, mineralischen Füllstoffen, mineralischen Pigmenten und Mineralwolle, die durch einen Spritz- und/ oder Tauchvorgang aufgebracht ist.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel im Beschichtungsgemisch Wasserglas, vorzugsweise Kaliwasserglas, verwendet ist.

3. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als mineralische Pigmente TiO₂- oder TiO₂haltige Stoffe verwendet sind.

4. Formkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsgemisch vor der Aufbringung aus 30 bis 48 Gew.-% anorganischem Bindemittel
20 bis 45 Gew.-% mineralischen Füllstoffen
5 bis 15 Gew.-% mineralischen Pigmenten
2 bis 10 Gew.-% Mineralwolle
10 bis 25 Gew.-% Wasserbesteht.

5. Formkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung mindestens 0,2 mm beträgt.

6. Formkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralwolle aus Aluminium-Silikat-Wolle besteht.