DE2848290C2 - Poriger Wärmeisolierstoff - Google Patents

Poriger Wärmeisolierstoff

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DE2848290C2 DE19782848290 DE2848290A DE2848290C2 DE 2848290 C2 DE2848290 C2 DE 2848290C2 DE 19782848290 DE19782848290 DE 19782848290 DE 2848290 A DE2848290 A DE 2848290A DE 2848290 C2 DE2848290 C2 DE 2848290C2
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Minas Georgievič Čentemirov
Friedrich Stepanovič Djačkovskij
Nikolaj Sergeevič Enikolopov
Jurij Alekseevič Moskau/Moskva Gavrilov
Jurij Grigorjevič Gorbačev
geb. Smirnova Olga Ivanovna Kratovo Moskovskaja oblast' Kudinova
Geb. Zacharova Ekaterina Petrovna Lukienko
geb. Kruteckaja Tatjana Aleksandrovna Moskau/Moskva Maklakova
Ljudmila Aleksandrovna Novokšonova
Levon Ovsepovič Parsamjan
Anatolij Fedorovič Polujanov
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INSTITUT CHIMICESKOJ FIZIKI AKADEMII NAUK SSSR
VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ I PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ INSTITUT POLIMERNYCH STROITEL'NYCH MATERIALOV MOSKAU/MOSKVA SU
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf porige Wärmeisolierstoffe auf der Basis von Granalien eines porigen Mineralfüllstoffs mit Polymerisationsüberzug. Sie können zur Wärmeisolation beispielsweise von Gebäuden oder Rohrleitungen verwendet werden.
Es ist ein poriger Wärmeisolierstoff bekannt, der geformte Blöcke auf der Basis von Granalien eines geschäumten Kunstharzes mit einer Zementschicht darstellt, wobei die Granalien mit Hilfe eines zementartigen Bindemittels (s. US-PS 31 04 196) miteinander verbunden sind.
Der genannte porige Wärmeisoüerstoff weist eine große Dichte (320 bis 350 kg/m3), geringe Porigkeit und als Folge erhöhte Wärmeleitfähigkeit auf. Ein derartiger Stoff enthält außerdem eine große Bindemittelmenge. (Die Massen von Kunstharz und zementartigem Bindemittel verhalten sich zueinander wie 1 :0,4 bis 1,6). Dieser Stoff zeichnet sich durch eine niedrige Plastizität aus.
Es ist ferner ein poriger Wärmeisolierstoff bekannt, der geformte Blöcke auf der Basis von Granalien von aufgeschäumtem Perlitsand mit thermoplastischem Oberzug (Asphaltharz) darstellt, wobei die Granalien mit Hilfe eines wasserabweisenden Bindemittels, Sand, miteinander verbunden sind (s. US-PS 36 55 564).
Der Nachteil solch eines Stoffes besteht im plastischen Fließen bei erhöhten Temperaturen (70 bis 1000C) und in einem hohen Bindemittelgehalt (bis 60 Masse-%). Die Dichte des angegebenen Stoffes beträgt 300 kg/m3 und darüber. Der Stoff ist außerdem brennbar.
Es ist schließlich ein poriger Wärmeisolierstoff bekannt, der geformte Blöcke auf der Basis eines geschäumten Mineralfüllstoffs (z. B. Ton, Glas) mit härtbarem Polymerisationsüberzug (Epoxy-, Phenolformaldehydharze, ungesättigte Polyester) darstellt Die Hohlräume zwischen den Granalien sind dabei nur zum Teil mit aufgeschäumtem Kunstharz (s. US-PS 35 51 274) gefüllt
Ein derartiger Stoff enthält jedoch nur große Granalien (1,5 bis 18 mm), was die Anwendung feinverteiiter Mineralfüllstoffe beschränkt. Der härtbare Überzug wird über der Oberfläche von Granalien ungleichmäßig verteilt Der Stoff besitzt eine kleine Plastizität Der Gehalt an härtbarem Polymer im Stoff ist relativ hoch und beträgt etwa 30 Masse-%. Die Dichte des Stoffes ist groß und schwankt zwischen 180 und 240 kg/m3.
In der FR-PS 75 21 794 wird ein Betonzuschlagstoff beschrieben, wobei auf Gesteinsmaterialien bestimmte
Polyolefine aufgebracht werden, und zwar auf Polyethylen, aber immer unter Zusatz eines Pulverförmigen
Mittels, das, wie aus Anspruch 7 ersichtlich, sulfoniertes Polystyrol sein kann. Ein Überzug aus Polyethylen allein ist nicht vorgesehen. Außerdem muß auch das Polyethylen, wie aus Seite 1, Zeile 20 bis 25 ersichtlich, oxydiert werden.
Ein gründlicher Vergleich der Bestandteile der bekannten Masse zeigt ferner, daß u. a. die Dichte der Ausgangsfüller wesentlich größer ist und diejenige des erfindungsgemäßen Materials um das 6- bis lOfache übersteigt. Die Volumenverhältnisse zwischen Füller und Binder dagegen übersteigen im Cifindungsgemäßen Material um mindestens das 5fache dasjenige des bekannten. Das bekannte Material ist also hinsichtlich Zusammensetzung und Struktur sowie Eigenschaften vollständig verschieden.
Ein Vergleich mit der AT-PS 3 24 923 zeigt, daß dort als Polymerbinder ein Gemisch aus zwei Typen von Harzen, nämlich von Phenolformaldehyd- und Harnstoff-Aldehydharz verwendet wird, wodurch sich das Material der AT-PS grundsätzlich vom erfingungsgemäßen Materii unterscheidet.
Dabei beträgt das Massen verhältnis von Füller zu Polymerbinder gemäß der AT-PS 90 :10 bis 70 :30, d. h. die untere Grenze bezüglich des Gehalts an Polymerbinder liegt um das 5fache über der des erfindungsgmäßen Materials. Daraus kann ferner geschlossen werden, daß die minimale Dicke des Polymerüberzugs des Füllergranulats 1/50 (und darüber) des durchschnittlichen Granulatdurchmessers bei gleichartigen Füllern ausmacht, gegenüber erfindungsgemäß 1/1000, d.h. nur 1/20 der Mindestdicke gemäß der AT-PS. Ferner beträgt die Dichte bei der AT-PS 350 bis 400 kg/m3, was um das 1,5- bis Sfache über der des erfindungsgemäßen Wärmeisoliermaterials liegt.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, in einem porigen Wärmeisoüerstoff, der geformte Blöcke auf
der Basis von Granalien eines porigen Mineralfüllstoffs mit Polymerisationsüberzug darstell, solch ein Polymer zu Zwecken des Überziehens und solch ein Mineralfüllstoff-Polymer-Massenverhältnis zu wählen, daß der porige Wärmeisolierstoff durch kleine Dichte, kleinen Polymergehalt und hohe Plastizität gekennzeichnet wird und praktisch unbrennbar ist. Diese Aufgabe wird — wie aus dem vorstehenden Anspruch ersichtlich — gelöst.
Der erfindungsgemäße porige Wärmeisolierstoff hat eine Dichte von 60 bis 250 kg/m3. Der Polymerisationsüberzug verteilt sich gleichmäßig über die ganze Oberfläche der Granalien des Mineralfüllstoffs. Dank der
Anwendung des thermoplastischen Polymerisationsüberzugs besitzt der erfindungsgemäße Wärmeisolierstoff eine hohe Plastizität und seine Biegefestigkeit {σ Biegung) erreicht dabei 29,4 bis 39,2 N/cm2. Die Druckfestigkeit (σ ο™*) beträgt 883 bis 117,7 N/cm2. Enthält er 12 Masse-% und darunter Polyolefin, so ist er unbrennbar, mit 13 bis 20 Masse-% Polyolefin wenig brennbar. Das Produkt mit den oben angegebenen Kenndaten weist eine niedrige Wärmeleitfähigkeit auf und hat eine Wärmeleitzahl von 0,035—0,046 W/m·k (0,03 bis 0,04 kcal/ m. h.°C).
Der erfindungsgemäße porige Wärmeisolierstoff kann als porigen Mineralfüllstoff verschiedene geblähte Mineralstoffe wie geblähten Perlitsand, geblähten Vermiculit und porigs Naturstoffe, beispielsweise vulkanische Asche oder Bimssteine enthalten. Der verwendete porige Mineralfüllstoff kann eine schmale (z. B. 150 bis 350 μηι, 500 bis 1000 μια) oder breite (z. B. 10 bis 3000 um) Korngrößenverteilung haben.
Als Material für den thermoplastischen Polyolefinüberzug können Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Mischpolymerisate, Polybuten, Polymethylpenten und andere Stoffe verwendet werden. Der Polymerisationsüberzug ist über der ganzen Oberfläche der Granalien des Füllstoffs gleichmäßig verteilt Die Dicke beträgt 1/1000 bis 1/25 des mittleren Durchmessers der Granalien und der Anstand zwischen den Granalien in den Berührungsstellen macht 0,5 bis 2,0 Oberzugsdicke aus. Das Massenverhältnis des porigen MineralfüHstoffs zum Polyolfin hängt von der Korngrößenverteilung des Füllstoffs, seiner Natur und der Dicke des Polymerisationsüberzugs ab und beträgt 80 bis 98 :20 bis 2.
Die Granalien des porigen Mineralfüllstoffs mit Polyolefinschicht, die zu Blöcken zu formen sind, werden im voraus durch Fällung des katalytisch wirkenden matallorganischen Komplexes, bestehend aus einer ÜbergangsmetallverbindHBg und einer organischen Verbindung des Metalls aus der II. oder III. Gruppe des Periodensystems der Elemente, auf der Oberfläche der Granalien des porigen Mineralfüllstoffs aus der Gasphase und durch Polymerisation von Olefinen in der Gasphase bei einer Temperatur von 50 bis 170°C und 0,981 bis 58,86 bar Druck über dem genannten an der Oberfläche von Füllstoffgranalien gefällten Katalysator erhalten. Die oben erwähnte Fällung des Katalysators führt man durch, indem man zuerst an der Oberfläche des porigen Mineralfüllstoffs den ersten aus den genannten Katalysatorbestandteilen, eine Übergangsmetallverbindung, z. B. Vana- 2s dintetrachlorid, Vanadinoxytrichlprid, Titantetrachlorid, Wolframhexachlorid oder Eisentrichlorid, und dann den zweiten Katalysatorbestandteil, eine organische Verbindung des Metalls aus der II. oder III. Gruppe des Periodensystems der Elemente, beispielsweise Diäthylaluminiumchlorid, Triäthylaluminium, Triisobutylaluminium, Diäthylzink oder Diäthylmagnesium ausfallen läßt
Die Fällung der Katalysatorbestandteile an der Oberfläche der Geranalien des porigen Mineralfüllstoffs kann in der oben angegebenen Reihenfolge vor der Durchführung der Polymerisation erfolgen.
Sie ist auch möglich, wenn die Füllung des ersten Katalysatorbestandteils, der Übergangsmetallverbindung, an der Oberfläche der Granalien des Füllstoffs vor der Durchführung der Polymerisation und die Fällung des zweiten Katalysatorbestandteils, einer organischen Verbindung des Metalls aus der II. oder III. Gruppe des Periodensystems der Elemente, gleichzeitig mit der Polymerisation vorgenommen wird.
So kann man einen Polyoieiinüberzug von hoher Qualität mit regelbarer Dicke (die Dicke wird in einem weiten Bereich von 1/1000 bis 1/25 des mittleren Durchmessers von Granalien geregelt) erhalten, wobei der Polyolefinüberzug an der Oberfläche der Granalien des Mineralfüllstoffs festhaftet Das Verfahren ist technologisch einfach. Es läßt sich sowohl periodisch als auch kontinuierlich durchführen. Es gestattet,den monolithen Überzug, verteilt gleichmäßig über der Oberfläche der Granalien, zu erhalten, was seinerseits beim Formen von Blöcken die Möglichkeit ergibt, einen porigen Wärmeleitstoff mit den erforderlichen Eigenschaften (Dichte, Festigkeitseigenschaften, Wärmeleitfähigkeit) beim Mindestgehalt an Polymer im Endmaterial herzustellen.
Das Formen von Blöcken des porigen Wärmeleitstoffs kann man beispielsweise durch ungeordnetes Einschütten von Granalien mit thermoplastischen Polyolefinüberzug in eine Preßform unter anschließendem Warmpressen bei einer zwischen 100 und 200° C liegenden Temperatur und bis 49 N/cm2 Druck durchführen.
Wie oben erwähnt beträgt der Abstand zwischen den Granalien des porigen Mineralfüllstoffs in den Berührungsstellen 0,5 bis 2,0 Dicke des Polymerisationsüberzugs. Dieser Abstand läßt sich unter Druck beim Warmpressen regeln.
Die Dichte der erhaltenen Blöcke beträgt 60 bis 250 kg/m3. Die Form der Blöcke kann verschieden sein und wird nur durch die Typen der Ausrüstung begrenzt So haben z. B. die Blöcke zur Wärmeisolation von Dächern und Wänden eine Form von ebenen Platten, zur Wärmeisolation von Rohren eine Form von rohrförmigen Elementen oder zylindrischen Schalen, zur Bekleidung von Kugelflächen eine Form von Kugelschalen.
Beispiel 1
Ein poriger Mineralfüllstoff und zwar geblähter Perlitsand mit einer Korngrößenverteilung von 10 bis 3000 μπι mit einem mittleren Durchmesser der Granalien von 500 μπι und einer Dichte von 60 kg/m3 wird bei 1200C vorgetrocknet und in einer Menge von 5 kg in einen Metallreaktor eingebracht. Der Reaktor wird evakuiert und 0,49 g Vanadintetrachlorid werden als Dampf in den Reaktor zugeführt. Die Vanadintetrachloriddämpfe fallen an der Oberfläche der Granalien des geblähten Perlitsandes aus. Man bringt den geblähten Perlitsand mit an seiner Oberfläche ausgefallenen Vanadinchlorid in den 80° C warmen Reaktor ein und führt Triisobutylaluminiumdämpfe (1,6 g) zu, die an der Oberfläche der Granalien des geblähten Perlitsandes ausfallen. In den Reaktor mit den Granalien des geblähten Perlitsandes mit den an seiner Oberfläche ausgefallenen Katalysatorbestandteilen gibt man Ethylen bis zum Erreichen eines Drucks von 2,06 bar auf und führt die Polymerisation in der Gasphase bei 80° C unter Umrühren während 13 min durch. Die Ausbeute an Polyethylen beträgt 680 g.
\S Das erhaltene Produkt stellt Granalien des geblähten Perlittsandes mit Polyethylenüberzug dar. Die Dicke des
!if· Polyethylenüberzugs beträgt 1/50 des mittleren Durchmessers von Granalien des geblähten Perlitsandes.
: Die Granalien mit Polymerisationsüberzug werden in die Preßform eingebracht und bei einer Temperatur
;■';-' von 140°C unter 9,81 N/cm2 Druck warmgepreßt Die Haltedauer unter Druck beträgt 15 min.
{ Nach der Beendigung des Warmpressens wird der Druck abgenommen, die Preßform auf eine zwischen 20 bis
30° C liegende Temperatur abgekühlt und der porige Wärmeleitstoff, der einen geformten Block auf der Basis
5 von Granalien des geblähten Perlitsandes mit Polyethylenüberzug darstellt, aus der Preßform ausgetragen. Die
]'■] Dicke des Polyethylenüberzugs auf den Granalien beträgt 1/50 des mittleren Druchmessers von Granalien des
; geblähten Perlitsandes.
'■'~, Der Abstand zwischen den Granalien in den Berührungsstellen macht 0,8 bis 2,0 Oberzugsdicke aus. Das
Massenverhältnis des geblähten Perlitsandes und des Polyolefins beträgt 88 :12. Die Dichte beträgt 105 kg/m3. \ ίο Der Wärmeisolierstoff besitzt eine hohe Plastizität, seine Biegefestigkeit (σ Biegung) macht dabei 30,4 M/cm2 aus.
';■ Die Druckfestigkeit (σ Druck) beträgt 543 N/cm2. Der Wärmeisolierstoff ist unbrennbar. Seine Wärmeleitzahl ist
':; gering und beträgt 0,041 W/(m · k) (0,036 kcal/m. h.° C).
Beispiel 2
i. Geblähter Perlitsand von 1000 bis 3000 μπι Korngrößenverteilung mit einem mittleren Durchmesser der
Granalien von 2000 μηι und einer Dichte von 50 gk/m3 wird bei 120° C vorgetrocknet und in einer Menge von
y 2 kg in einen Reaktor eingebracht Der Reaktor wird evakuiert und Vanadintetrachloriddämpfe (0,23 g) werden
in den Reaktor zugeführt, die an der Oberfläche der Granalien des geblähten Perlitsandes ausfallen. Man bringt
f| 20 dann den Füllstoff mit dem an seiner Oberfläche ausgefallenen Vanadinchlorid in einen Reaktor zur Gaspolyme-
§■: risation ein, wo die Temperatur bei 50° C gehalten wird. In den gleichen Reaktor wer^an Triethylaluminium-
p dämpfe (038 g) im Ethylenstrom eingebracht Der Ethylendruck beträgt 1,47 bar; die Polymerisation dauert
S 5 min; die Ausbeute an Polyethylen beträgt 40 g.
If Das erhaltene Produkt stellt die Granalien des geblähten Perlitsandes mit Polyethylenüberzug dar. Die Dicke ■#! 25 des Oberzugs beträgt 1/1000 des mittleren Durchmessers von Granalien des geblähten Perlitsandes.
>$ Die Granalien mit Polymerisationsüberzug werden in ώε Preßform eingebracht und bei einer Temperatur %l von 100° C unter einem Druck von 33 N/cm2 warmgepreßt Die Haltedauer unter Druck beträgt 60 min.
't- Nach der Beendigung des Warmpressens wird der Druck abgenommen, die Preßform auf eine zwischen 20 || und 30° C liegende Temperatur abgekühlt und der porige Wärmeisolierstoff, der einen geformten Block auf der ?ή 30 Basis von Granalien des geblähten Perlitsandes mit Polymerisationsüberzug darstellt, aus der Preßform ausgell tragen. Die Kenndaten des hergestellten Wärmeisolierstoffs sind in der Tabelle 1 angegeben.
% Beispiel 3
gs 35 Geblähter Perlitsand von 10 bis 600 μπι Korngrößenverteilung mit einem mittleren Durchmesser der Grana-
si lien von 250 μΐη und einer Dichte von 55 kg/m3 wird bei 120°C vorgetrocknet und in einer Menge von 1,8 kg in
H einen Reaktor aufgegeben. In den gleichen Reaktor bringt man 0ß g Titantetrachlorid als Dampf im Inertgas-
ff strom (Stickstoffstrom) unter Umrühren des Füllstoffs ein. Dann wird der geblähte Perlitsaud mit dem an seiner
U Oberfläche ausgefallenen Katalysator in einen Reaktor zur Gaspolymerisation hinübergeleitet, worin man das
$ 40 Ethylen bis zum Erreichen eines Druckes von 2,94 bar zuführt. Die Polymerisation erfolgt bei einer Temperatur
S§ von 80° C während 25 min. Die Ausbeute an Polyethylen beträgt 390 g.
f-ij Das erhaltene Produkt stellt Granalien des geblähten Perlitsandes mit Polyethylenüberzug dar. Die Dicke des ii! Oberzugs beträgt 1/30 des mittleren Durchmessers von Granalien des geblähten Perlitsandes.
\X Die Granalien mit dem Polymerisationsüberzug werden in eine Preßform eingebracht und bei einer Temperali 45 tür von 150"C unter 9,81 N/cm2 Druck warmgepreßt Die Haltedauer unter Druck beträgt 3C min.
\£ Nach der Beendigung de>. Warmpressens wird der Druck abgenommen, die Preßform auf eine zwischen 20 und 30° C liegende Temperatur abgekühlt und der porige Wärmeisolierstoff, der einen geformten Block auf der >;: Basis von Granalien des geblähten Perlitsandes mit Polyethylenüberzug darstellt, aus der Preßform ausgetragen. ■J' Die Kenndaten des hergestellten Wärmeisolierstoffs sind in der Tabelle 1 angegeben.
'·;';. 50
Si Beispiel 4
$ Geblähter Perlitsand von 50 bis 500 μπι Korngrößenverteilung mit einem mittleren Durchmesser der Grana-
%i lien von 150 μπι und einer Dichte von 60 kg/m3 wird bei 120° C vorgetrocknet und in einer Menge von 5 kg in den
!•ν 55 Reaktor eingebracht. Man bringt in den gleichen Reaktor 0,9 g Vanadintetrachlorid als Dampf im Inertgasstrom
fe ein. Dann wird der geblähte Perlitsand mit dem an seiner Oberfläche ausgefallenen Vanadinchlorid in einen
I Reaktor zur Gaspolymerisation hinübergeleitet In den gleichen Reaktor führt man Triisobutylaluminiumdämp-
;; fe (3,1 g) im Propylenstrom zu. Die Polymerisation erfolgt bei 70° C unter 3,92 bar Propylendruck während
|v 60 min. Die Ausbeute an Polypropylen beträgt 880 g.
f;. 60 Das erhaltene Produkt stellt Granalien des aufgeblähten Perlitsandes mit Polypropylenüberzug dar. Die
f' Überzugsdicke beträgt 1 /45 des mittleren Durchmessers von Granalien des geblähten Perlitsandes.
Die Granalien mit Polymerisationsüberzug werden in die Preßform eingebracht und bei f.iner Temperatur von 200° C unter 14,71 N/cm2 warmgepreßt. Die Haltedauer unter Druck beträgt 25 min.
Nach der Beendigung des Warmpressens wird der Druck abgenommen, die Preßform auf eine zwischen 20 65 und 30° C liegende Temperatur abgekühlt und der porige Wärmeisolieatoff, der einen geformten Block auf der Basis von Granalien des geblähten Perlitsandes mit Polypropylenüberzug darstellt, aus der Preßform ausgetragen. Die Kenndi>en des hergestellten Wärmeisolierstoffs sind in der Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 5
Geblähter Perlitsand von 10 bis 1000 μίτι Korngrößenverteilung mit einem mittleren Durchmesser der Granalien von ΙΟΟμπι und einer Dichte von 90 kg/m3 wird bei 12O0C vorgetrocknet und in einer Menge von 4 kg in einen Reaktor eingebracht. Der Reaktor wird evakuiert und man gibt in diesen 038 g Vanadintetrachlorid als s Dampf im Inertgasstrom unter Umrühren des Perlitsandes auf. Dann wird der geblähte Perlitsand mit der an seiner Oberfläche ausgefallenen Vanadinverbindung in einen Reaktor zur Gaspolymerisation hinübergeleitet. In den gleichen Reaktor führt man 1,1 g Triisobutylaluminium als Dampf und dann das F.thylen-Propylen-Gemisch (Monomerenmolverhältnis von 50 :50) bis zum Erreichen eines Druckes von 7,84 bar zu. Die Polymerisation erfolgt bei 900C unter Umrühren während 1 h. Die Ausbeute an Polymer beträgt 1 kg.
Das erhaltene Produkt stellt Granalien des geblähten Perlitsandes mit Polymerisationsüberzug dar. Die Überzugsdicke beträgt 1/25 des mittleren Durchmessers der Granalien des geblähten Perlitsandes.
Die Granalien mit dem Polymerisationsüberzug werden in eine Preßform eingebracht und bei einer Temperatur von 1800C unter 9,81 N/cm2 Druck warmgepreßt. Die Haltedauer unter Druck beträgt 15 min.
Nach der Beendigung des Warmpressen wird der Druck abgenommen, die Preßform auf eine zwischen 20 und 300C liegende Temperatur abgekühlt und der porige Wärmeisolierstoff aus der Preßform ausgetragen. Die Kenndaten des hergestellten Wärmeisolierstoffs sind in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 6
Geblähter Vermiculit von 550 bis 1500μΐη Korngrößenverteilung mit einem mittleren Durchmesser der Granalien von 600μπι und einer Dichte von 150 kg/m3 wird bei einer Temperatur von 1500C vorgetrocknet und in einer Menge von 3,6 kg in einen Reaktor eingebracht. In den gleichen Reaktor führt man 0,51 g Titantetrachlorid als Dampf im Inertgasstrom unter Umrühren des Füllstoffs zu. Dann werden in den Reaktor Triisobutylaluminiumdämpfe (1,4 g) im Inertgasstrom mitgeleitet. Dann bringt man den Vermiculit mit dem an seiner Oberfläche ausgefallenen Katalysator in einen Reaktor zur Gaspolymerisation hinüber und leitet darin Ethylen bis zum Erreichen eines Druckes von 2,06 bar ein. Die Polymerisation erfolgt bei 8O0C während 18 min. Die Ausbeute an Polyethylen beträgt 440 g.
Das erhaltene Produkt stellt Granalien des geblähten Vermiculits mit Polyethylenüberzug dar. Die Überzugsdicke beträgt 1 /50 des mittleren Durchmessers von Granalien des Vermiculits.
Die Granalien mit Polymerisationsüberzug werden in eine Preßform eingeschüttet und bei 1300C unter 49,05 N/cm2 Druck warmgepreßt Die Haltedauer unter Druck beträgt 15 min.
Nach der Beendigung des Warmpressens wird der Druck abgenommen, die Preßform auf eine zwischen 20 und 30° C liegende Temperatur abgekühlt und der porige Wärmeisolierstoff, der einen geformten Block auf der Basis von Granalien des geblähten Vermiculits mit Polyethylenüberzug darstellt, aus der Preßform ausgetragen. Die Kenndaten des hergestellten Wärmeisolierstoffs sind in der folgenden Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 7
Vulkanische Asche von 100 bis 1000 μπι Korngrößenverteilung mit einem mittleren Durchmesser der Granalien von 300 μπι und einer Dichte von 100 kg/m3 wird bei 150° C vorgetrocknet und in einer Menge von 1,5 kg in einen Reaktor eingebracht In den Reaktor werden 0,2 g Vanadintetrachlorid als Dampf im Inertgasstrom unter Umrühren des Füllstoffs eingeleitet Dann bringt man die Granalien der vulkanischen Asche mit dem an diesen ausgefallenen Vanadinchlorid in einen Reaktor zur Gaspolymerisation ein, worin 0,65 g Triisobutylaluminiumdämpfe im Ethylenstrom eingeführt werden. Die Polymerisation des Ethylens erfolgt bei 8O0C unter 4,9 bar Druck während 5 min. Die Ausbeute an Polyethylen beträgt 130 g.
Das erhaltene Produkt stellt Granalien der vulkanischen Asche mit Polyethylenüberzug dar. Die Überzugsdikke beträgt 1/100 des mittleren Durchmessers von Granalien des Füllstoffs.
Die Granalien mit dem Polyethylenüberzug werden in eine Preßform eingeschüttet und bei 1400C unter 9,81 N/cm2 Druck warmgepreßt Die Haltedauer unter Druck macht 40 min aus.
Nach der Beendigung des Warmpressen wird der Druck abgenommen, die Preßform auf eine zwischen 20 und 3O0C liegende Temperatur abgekühlt und der porige Wärmeisolierstoff, der einen geformten Block auf der Basis von Granalien der vulkanischen Asche mit dem Polyethylenüberzug darstellt aus der Preßform ausgetragen. Die Kenndaten des hergestellten Wärmeisolierstoffs sind der Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1 Dicke des Abstand 28 48 290 Biege Druck Wärme Brenn '\
IiI
Bei Poiymerisations- zwischen festig festig leit bar ;;'■ !
'■»J
spiel überzugs Granalien in Füllstoff- Dichte keit keit zahl, keit \a
Berührungs Polyolefin- des O Biegung α Druck kcal/ ■■'·;
5 stellen Massen- Wärmeiso N/cm2 N/cm2 m. h.°C
Viooo 1,4-2,0 verhältnis lierstoffs 18,63 22,56 0,040 un Ί ■'
2 des mittleren Überzugs kg/m3 (0,035) brenn
to Durchmessers dicke 98:2 65 bar I
Sv,
von Granalien
V30 1,0-2,0 33,35 78,48 0,037 wenig n
3 (0,032) brenn 1
82:18 80 bar 1
15 '/45 0,6-2,0 31,39 67,78 0.041 wenig v|
4 (0,036) brenn
85:15 120 bar I
V25 0,5-1,5 38,25 85,34 0,045 wenig
5 (0,039) brenn 1
I " 80:20 150 bar ι
V50 0,5-2,0 44,14 117,72 0,047 un
6 (0,041) brenn :i
89:11 250 bar 1
VlOD 0,5-1,5 . 23,54 42,18 0,046 un
7 (0,04) brenn
92:8 150 bar '£.
Verglichen wurden die Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Stoffe mit denen der gemäß der AT-PS 3 24 923 hergestellten. Erfindungsgemäß handelt es sich um ein leichtes Isoliermaterial mit einer Dicke von 60 bis 250 kg/m3. Zur Durchführung des Vergleichs der übrigen Eigenschaften wurde daher ein Material gemäß der AT-PS mit einer Dichte innerhalb des angegebenen Bereichs hergestellt. Gewählt wurde ferner ein anorganischer Füllstoff, der sowohl in der AT-PS als auch erfindungsgemäß Verwendung findet.
Die Ergebnisse des Vergleichs sind in Tabelle 2 zusammengefaßt:
Tabelle 2
Verfahren Füllstoff Bindemittel Massen Dichte Biege Druck-
40 zur Herstellung verhältnis von des festigkeit festig-
des Materials Füllstoff zu Materials N/cm2 keii
Bindemittel kg/m3 N/cm2
erfindungs-45 gemäß gemäß AT-PS 3 24 923
Blähperlit Polyethylen
Blähperlit
Gemisch aus Phenolformaldehyd und Harnstoffaldehydharzen
82:18 82:18
33,35 14,71
78,48 29,43
Wie aus der Tabelle hervorgeht, zeigen die erfinrtungsgemäß hergestellten Werkstoffe einerseits und die gemäß der AT-PS hergestellten Stoffe andererseits, die sich voneinander durch die Art des Polymerbinders und durch das Verfahren zu seiner Einarbeitung unterscheiden, bei ähnlichen Dichten, gleichen Gehalten an Polymerbinder und gleichem Typ von anorganischem Füllstoff eine stark unterschiedliche Festigkeit
Hergestellt wurde ferner ein Verbundwerkstoff auf der Basis des erfindungsgemäß erhaltenen thermoplastischen Polymerbinders Polyethylen nach dem Verfahren der AT-PS.
Die Ergebnisse des Vergleichs sind in Tabelle 3 zusammengefaßt:
Tabelle 3
Verfahren Füllstoff Bindemittel Massen Dichte Biege Druck
zur verhältnis des festig festig
Herstellung von Materials keit keit
des Füllstoff kg/m3 N/cm3 N/cm2
Materials zu
Bindemittel
erfindungs gemäß gemäß AT-PS 3 24 923
erfindungstrpmöjl gemäß AT-PS 3 24 923
Blähperlit Blähperlit
Blähperlit Blähperlit
Polyethylen Polyethylen
Polyethylen Polyethylen
18,63
22,56
Der Prüfling aus dem Material
zerfällt nach der Formung
und besitzt nicht die
erforderliche Festigkeit
120 31,39 67,68
Der Prüfling des Materials
ist nach der Formung äußerst
inhomogen und zerfällt in
einzelne Stücke
Die Einarbeitung einer geringen Menge an thermoplastischem Bindemittel, und zwar von Polyethylen, dessen Schmelze hochviskös ist, in ein großes Volumen an leichtem Mineralfüllstoff, d. h. also nach dem Verfahren der AT-PS, und zwar so, daß sich der Polymerbinder gleichmäßig in Form eines dünnen Überzugs auf der Oberfläche sämtlicher Teilchen verteilt, ist nicht möglich. Der Polymerbinder verteilt sich nur äußerst ungleichmäßig, wodurch sich bei der Formung kein geschlossener Prüfling ergibt und dieser nach Entnahme aus der Preßform zerfällt. Einen Verbundwerkstoff bekommt man auf diese Weise nicht.
Nur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, geringe Mengen an thermoplastischem Binder, wie Polyethylen, auf der Oberfläche der Teilchen eines leichten Mineralfüllers gleichmäßig zu verteilen und auf diese Weise die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen, und zwar die Herstellung eines leichten Wärmeisolierstoffes mit den erforderlichen Festigkeiten.

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    Poriger Wärmeisolierstoff in Form von Blöcken aus Granalien eines porigen Mineralfüllstoffes mit einem Polymerüberzug, wobei dieser eine Dicke von 1/1000 bis 1/25 des mittleren Durchmessers der Granalien aufweist, und der Abstand zwischen den Granalien an den Berührungsstellen 0,5 bis 2,0 der Dicke des Polymerüberzugs ausmacht, und das Massenverhältnis des porigen Mineralstoffes zu Polyolefin 80 bis 98 :20 bis 2 ausmacht, dadurchgekennzeichnet, daß auf den porigen Mineralstoff mit einer Korngrößenverteilung von 10 bis 3000 μχα in einem Reaktor aus der Gasphase ein katalytisch wirkender metallorganischer Komplex, bestehend aus einer Übergangsmetallverbindung und einer organischen Verbindung eines
    ίο Metalls aus der zweiten oder dritten Gruppe des periodischen Systems der Elemente, niederschlägt, dann das Olefin in den Reaktor einbringt und in der Gasphase bei einer Temperatur von 50 bis 170° C und einem Druck von 1 bis 60 bar auf bekannte Weise polymerisiert und anschließend nach dem Herausnehmen der überzogenen Granalien bei 100 bis 200" C und einem Druck von bis zu 4,9 bar verpreßt.
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AT324923B (de) * 1971-04-15 1975-09-25 Isovolta Leichtmaterial, insbesondere baustoff od.dgl. und verfahren zu dessen herstellung
FR2317248A1 (fr) * 1975-07-08 1977-02-04 Sabatier Yves Liant de synthese permettant la confection des betons thermoplastiques a hautes caracteristiques

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