DE2834572A1

DE2834572A1 - Verfahren zur herstellung von nichtbrennbaren waerme- und schalldaemmenden platten

Info

Publication number: DE2834572A1
Application number: DE19782834572
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Taubert
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Priority date: 1978-08-07
Filing date: 1978-08-07
Publication date: 1980-02-21

Description

Verfahren zur Herstellung von nichtbrenn-
baren wärme- und schalldämmenden Platten Seit einiger Zeit gewinnen bauliche Maßnahmen zum Zwecke der Energieeinsparung, in erster Linie die Verbesserung der Wårmedämmung, zunehmend an Bedeutung Dies betrifft sowohl die Ausrüstung neuer Gebäude als auch die Altbausanierung.
Eine andere wichtige technische Aufgabe ist die Verwertung von Abfallprodukten, die bei manchen technologischen Prozessen auftreten. So stellen z.B. Schlämme aus der Papier- und Pappenfabrikation, aber auch Altpapiers Federn, vextilfasern und sonstige pflanzliche wie auch Kunststoffreste scheinbar nutzlose Abfallstoffe dar, die jedoch durch geeignete Methoden in hochwertige Neuprodukte umgewandelt werden können.
Es ist bereits bekannt, daß aufgefasertes Altpapier als gutes Isolier- bzw. Dämm-Material verwendet werden kann, sofern es ausreichend flammgeschützt ist. Dieses Verhalten konnte gemäß DOS 25 46 130 durch trockene Vermahlung von geschnitzeltem Altpapier mit einer flaminhemmenden Ohemikalie, z.B. Borsäure, erreicht werden. Ein ähnliches Verfahren ist im DBP 1 812 825 beschrieben, wobei das erhältliche Endprodukte aber als Flammschutzmittel für Holzspanwerkstoffe eingesetzt wird.
Beiden Verfahren haftet der Nachteil an, daß die Fixierung der Flammschutzchemikalien auf den Fasern nicht dauerhaft ist, da sie lediglich auf Adhäsion oder einer intermediären elektrostatischen Anziehung beruht. Bereits durch leichte Frschütterung oder mehrtägige Lagerung verlieren die Addukte ihre Flammbeständigkeit. Wegen der relativ geringen Löslichkeit von Borsäure in Wasser sind Imprägnierverfahren, die hohe Trocknungskosten verursachen, sehr nachteilig. Andererseits ist aber Borsäure unbestritten ein hervorragendes Flammschutzmittel, insbesondere für Cellulosematerialien.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher die Herstellung eines stabilen, borsäurehaltigen Isoliermaterials, das eine gute Dämmwirkung gegenüber Wärme, Feuer und auch Schall besitzt Zur Lösung dieser Aufgabe rtirde ein Verfahren zur Herstelb lung von nichtbrennbaren, wärme- und schalldämmenden Platten unter Verwendung eines Produktes, das durch Umsetzung von Bormineralien und einer Mineralsäure in Gegenwart eines feinzerteilten rägerstoffs erhalten wird, gefunden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß dieses Umsetzungsprodukt, das mit einem faserigen Trägerstoff erhalten worden ist, in feinzerteailter Form mit 3 bis 30 Gew% atro eines härtbaren Kunstharzes in flüssiger Form unter ständigem Durchmischen besprüht und anschließend auf eine dünn mit Beim bestrichene dünne Unterlage in einer Menge von 0,1 bis 20 g/cm2 aufgestreut und auf diese Schicht eine dünne Deckauflage aufgebracht wird, worauf der so vorbereitete Formling auf eine Dichte von 300 g/liter verpreßt und auf die Aushärtungstemperatur des härtbaren Kunstharz es gebracht und gehalten wird, bis das härtbare Kunstharz ausgehärtet ist.
Zur Herstellung des Umsetzungsprodukts aus Bormineral und Mineralsäure in Gegenwart eines feinteiligen Trägerstoffs wird vorzugsweise als Bormineral Colemanit, als Mineralsäure eine Schwefelsäure mit 40 bis 96 Gew% H2SOZ und als Trägerstoff Cellulosefaser, gegebenenfalls mit anhaftendem Wasser, eingesetzt. Dazu werden in ein geeignetes Nischaggregat, beispielsweise einen Schugl-, Lödige- oder Drais-Mischer,das Bormineral und der Trägerstoff, der gegebenenfalls bis zu 60 Gew% Wasser enthalten kann, gleich zeitig oder auch nacheinander eingespeist und nach kurzer Mischzeit die Schwefelsäure aufgesprüht bzw. aufgedüst.
Hierbei ist es vorteilhaft, bei hohem Wassergehalt des Trägerstoffs auch eine Schwefelsäure höherer oder hoher Konzentration einzusetzen, während bei einem niedrigerem Wassergehalt des Träger stoffs der Einsatz einer Schwefelsäure angezeigt ist, deren Konzentration an: der unteren Grenze des angegebenen Bereichs liegt. Die Mengen an Trägerstoff und Bormineral betragen dabei 0,5 bis 15, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-Ule. Trägerstoff auf 1 Gew.-Ul.
Bormineral. Die Säuremenge entspricht der zur Umsetzung mit dem Bormineral erforderlichen stöchiometrischen Menge.
Das sich dabei auf eine Temperatur von 50 bis 800 O erwärmende Reaktionsgut wird aus dem Mischer abgezogen, vermahlen und kurz nachgetrocknet. Der bei der Mischung und Trocknung abgehende borsäurehaltige Wasserdampf wird zweckmäßig in einem Waschturm kondensiert und das dabei anfallende borsäurehaltige Wasser zur Verdünnung der zu verwendenden Schwefelsäure eingesetzt.
Es werden durch den Aufschluß des Borminerals in feuchter Phase stabile Addukte aus Trägermaterial, Borsäure und Metall salz erhalten, von denen die Borsäure nur durch Auflösen in einer entsprechend großen Menge Wasser, nicht jedoch durch einfache mechanische Maßnahmen, wieder abgetrennt werden kann. Das als Nebenprodukt entstehende Metallsalz, vorzugsweise Calciumsulfat, ist ebenso fest an die Fasern gebunden.
Die nach dieser Arbeitsweise hergestellten Umsetzungsprodukte haben einen Borsäuregehalt von 5 bis 45 Gew%, vorzugsweise 15 bis 35 Gew%. Ihr Schüttgewicht beträgt 25 bis 500 g/liter, vorzugsweise 50 bis 150 g/Liter, ihr pH-Wert, gemessen in einer Verdünnung mit Wasser im Verhältnis 1 : 10, liegt bei 4 bis 8, vorzugsweise 5 bis 7. Bei Lagerung der Produkte an der Luft wird praktisch keine BuStfeuchtigkeit aufgenommen.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen nichtbrennbaren, wärme- und schalldämmenden Platten werden diese Umsetzungsprodukte in eine der genannten Mischvorrichtungen eingegeben und darin mit der wäßrigen Slspension eines härtbaren Kunstharzes, vorzugsweise eines Harnstoff-Formaldehyd-Harzes oder eines Phenol-FormaldehydWHarzes, besprüht. Dabei gelangen solche Mengen der wäßrigen Suspension zur Anwendung, daß das trockene Endprodukt 3 bis 30 Gew% des trockenen, ausgehärteten Kunstharzes enthält Das derart beleimte Umsetzungsprodukt wird danach auf eine dünn mit dem gleichen Beim bestrichene Unterlage, die beispielsweise ein flammfestes Papier, ein Glasfasergewebe bzw. -vlies oder eine Metallfolie sein kann, aufgestreut¢ Die Menge an aufgestreutem Material beträgt dabei, je nach der Dicke der herzustellenden Dämmplatte, 0,1 bis 20 g/cm2. Dieser Formling wird anschließend gepreßt, bis sein Dichte 300 g/Liter beträgt. Gleichzeitig wird durch Erhitzen auf eine Temperatur von 100 bis 1400 C die Verleimung ausgehärtet.
Es entstehen feste Dämmplatten, deren Flammwidrigkeit bei einem Borsuregehaft von >30 Gew% der DiN-Norm 4102 31 und bei einem geringeren Borsäuregehalt der DiN-Norm 4102 B2 entspricht.
Einige Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern.
Beispiele 1 bis 3 Colemanit und Faserstoff werden entsprechend den nachfolgend aufgefiihrten Mengenverhältnissen in einem 60 Liter-Lödige-Mischer mit Zerhacker vorgelegt und kurz gemischt.
Dann wird unter weiterem Mischen die angegebene Säuremenge eingedüst. Nach etwa 5 Minuten wird das anfallende lockere Fasermaterial aus dem Mischer in eine Pralltellermühle (ohne Stauscheibe) übergeführt und nach dem Vermahlen in einem Kammertrockner bei einer Temperatur von 105° C bis auf einen Restgehalt von etwa 5 Gew% Wasser getrocknet.

Beispiele

1 2 3

Altpapier, zerfasert kg 3,5 7,0 11,0

Colemanit mit ca. 45 % B2O3, kg 3,4 3,4 3,4

Schwefelsäure, ca 48 %/-ig kg 3,6 3,6 3,6

pH-Wert ( 1 : 10 ) 5,7 5,8 5,7

Schüttgewicht g/Liter 95 80 70

Beispiele 4 bis 6 In einem Lödige-Mischer werden je 200 g des Umsetzungsproduktes nach Beispiel 3 mit je 40 g einer 50 zeigen Harnstoff-Formaldehydharz-Suspension besprüht. Das beleimte Fasergut wird innerhalb eines Formrahmens von 25 cm Breite und 20 cm Zwänge auf eine dünn mit Beim bestrichene Unterlage gestreut, die nach Beispiel 4 aus flammfestem Papier, Flächengewicht 230 g/m2, Dicke 0,5 mm Beispiel 5 aus Glasfasergewebe, Flächengewicht 55 g/m2, Dicke 0,2 mm Beispiel 6 aus Aluminiumfolie, Flächengewicht 270 g/m2, Dicke 0,1 mm besteht. Auf jede der Proben wird nach dem Aufstreuen eine gleiche beleimte Deckschicht gelegt. Die Proben werden danach bis auf eine Dichte von 300 g/Liter zusammengepreßt und durch einstündiges Erhitzen auf eine Temperatur von 1050 C ausgehärtet. Es resultieren stabile, flammwidrige "Sandwich"-Dämmstoffplatten in einer Dicke von jeweils ca 2 cm.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Rerstellung von nichtbrennbaren, wärme- und schalldämmenden Platten unter Verwendung eines Produktes, das durch Umsetzung von Bormineralien und einer Mineralsäure in Gegenwart eines feinzerteilten rägerstoffs erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Umsetzungsprodukt, das mit einem faserigen räger,toff erhalten worden ist, in feinzerteilter Form mit 3 bis 30 Gew/0 atro eines härtbaren Kunstharzes in flüssiger Form unter ständigem Durchmischen besprüht und anschließend auf eine dünn mit Beim bestrichene dünne Unterlage in einer Menge von 0,1 bis 20 g/cm2 aufgestreut und auf diese Schicht eine dünne Deckauflage aufgebracht wird, worauf der so vorbereitete Formling auf eine Dichte von 300 g/Liter verpreßt und auf die Aushärtungstemperatur des härtbaren Eunstharzes gebracht und gehalten wird, bis das härtbare Kunstharz ausgehärtet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage bzw. Deckschicht flammfestes Papier eingesetzt wird.
3- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß als Unterlage bzw.- Deckschicht ein Glasfasergewebe oder vlies eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage bzw. Deckschicht Metallfolie eingesetzt wird.