DE2900225C2

DE2900225C2 -

Info

Publication number: DE2900225C2
Application number: DE19792900225
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Odenwald Faserplattenwerk 8762 Amorbach De GmbH
Current assignee: Odenwald Faserplattenwerk 8762 Amorbach De GmbH
Priority date: 1978-02-03
Filing date: 1979-01-04
Publication date: 1992-04-30
Also published as: DE2900225A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines porösen, schall- und wärmeisolierenden Körpers mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei einem Verfahren der genannten Art wird eine Dispersion von synthetischen Mineralfasern in Flüssigkeit oder Luft mit einem gelösten Phosphatbinder und als Reaktionskompo nente einem blättchenförmigen Aluminiumsilicat und/oder wenigstens einem Oxid oder Hydroxid eines Metalls aus der Gruppe Aluminium, Magnesium, Calcium, Zink gemischt und die Mischung sodann geformt und getrocknet. Diese Verfahrens schritte sind z. B aus der DE-OS 20 49 054 bekannt und dienen zur Herstellung von feuerfesten Teilen, die zum Schutz von Turbinengehäusen benutzt werden. Diese sind beim Betrieb der Turbinen hohen Temperaturen ausgesetzt, da die Gase innerhalb des Gehäuses 900°C bis 1400°C erreichen können. Die DE-OS 20 49 054 beschreibt somit feuerfeste, wärmeisolierende Formkörper, die anorganische Fasern, ins besondere Aluminiumsilicatfasern oder Calciumsilicatfasern, ein wasserlösliches anorganisches Bindemittel und feuer festes Material enthalten. Als Bindemittel findet u. a. Metallphosphat und als feuerfestes Material u. a. Aluminium oxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid bzw. Kieselgur Ver wendung.

Ferner ist aus der DE-AS 11 17 031 ein Verfahren zum Her stellen eines temperaturbeständigen Gegenstandes bekannt, bei dem ein flüssiger Schlamm von siliciumhaltigen Fasern hergestellt, aus dem Schlamm ein Faserfilz gebildet und danach der Filz getrocknet wird, wobei dem Filz ein Binde mittel zugesetzt wird. Das vollständige oder teilweise Trocknen des Filzes erfolgt vor dem Aufbringen des Binde mittels und wird bei einer niedrigen Temperatur von vor zugsweise 38°C bis 120°C ausgeführt. Grundsätzlich können jedoch auch andere Temperaturen angewendet werden, und zwar solange, bis das vorhandene Wasser im gewünschten Umfang entfernt ist. Deshalb gehört es zur Lehre der DE-AS 11 17 031, das Bindemittel auf einen teilweise oder vollständig getrockneten Filz aufzubringen, woben letzteres dann getan wird, wenn eine maximale Aufnahme des Bindemittels er wünscht ist. Solch eine Trocknung, selbst wenn sie voll ständig durchgeführt wird, entfernt aber nicht das chemisch gebundene Wasser, das in den Siliciumdioxidfasern enthalten ist. Wenn es erwünscht ist, die Fasern auch von chemisch gebundenem Wasser zu befreien, sollen die Filze nach der Lehre der DE-AS 11 17 031 auf eine Temperatur von etwa 980 bis 1200°C erhitzt werden. Solch eine Erhitzung reicht dann normalerweise aus, um das chemisch gebundene Wasser sowohl aus den Siliciumdioxidfasern als auch aus einem Füllstoff zu entfernen, der chemisch gebundenes Wasser enthält, wie z. B. nicht gebrannter Ton.

Bei den niedrigen Trocknungstemperaturen erfolgt noch keine Reaktion des Bindemittels. Beim Erhitzen auf die hohen Tem peraturen von etwa 980 bis 1200°C tritt dann aber auch eine Keramisierung ein, wie aus der Druckschrift "Sonderdruck aus Ziegelindustrie, 12/1975, Seiten 436-446" hervorgeht, wo ausgesagt ist, daß nach einer Entwässerung bei 180°C sich Phosphate Al(PO₃)₃ bilden, die durch chemische Um setzung mit den tonerdereichen Bestandteilen der Masse schließlich bis zur Bildung von AlPO₄ reagieren, das einen Schmelzpunkt von rd. 2000°C aufweist, wobei oberhalb von 1000°C die chemische Bindung durch eine keramische Bindung ergänzt wird.

Die Druckschrift "Sonderdruck aus Ziegelindustrie, 12/1975" befaßt sich darüber hinaus allgemein mit feuerfesten Bau stoffen, wobei auch ausgeführt wird, daß die geforderte Feuerbeständigkeit den zu verwendenden Zementtyp bestimmt. Danach enthält derartiger Zement hydraulische Bindemittel, die im wesentlichen aus Verbindungen von Calciumoxid mit Siliciumoxid und Aluminiumoxid in wechselnden Verhältnis sen bestehen. Wie dieser Druckschrift ferner zu entnehmen ist, führen Zusätze von Phosphorsäure und von flüssigen, sauren Aluminiumphosphaten zu tonerdehaltigen Massen zu einer wirksamen Verfestigung ab 200°C bis 250°C. Sie werden daher als chemische Bindemittel in Form von Lösungen für solche Massen eingesetzt, die auch hohen Temperaturen widerstehen.

Schließlich ist in dem Sonderdruck aus "Ziegelindustrie" ausgesagt, daß geformte, feuerfeste Erzeugnisse sich in zwei Gruppen unterteilen lassen, nämlich in Erzeugnisse mit einer Porosität unter 45% und in Feuerleichtsteine mit einer Gesamtporosität über 45%, also in Körper mit großer Porosität.

Ausgehend von einem derartigen Stand der Technik liegt der Erfindung das Problem zugrunde, als Massenartikel verwend bare, poröse, schall- und wärmeisolierende Körper wie z. B. nicht brennbare Dämmplatten auf einfache Weise derart her zustellen, daß sie ein ansprechendes Design erhalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Mischung nach dem Tocknen mit dreidimensionalen Oberflä chenstrukturen versehen wird und daß durch Erhitzen eine keramisierende Reaktion des Phosphatbinders mit der Reaktionskomponente herbeigeführt wird.

Die dreidimensionalen Oberflächenstrukturen werden dadurch erhalten, daß vor dem Erhitzen auf höhere Temperaturen in die Platte Strukturen eingeprägt oder aus der Platte herausgefräst werden. Die Oberflächenstrukturen können auch eingeschnitten oder erodiert werden. Die Keramisierung er folgt dann bei einer Temperatur von z. B. 1220°K bis 1270°K.

Auch kann eine bei höherer Temperatur keramisierende Be schichtung - ähnlich einer strukturbildenden Farbe oder einem strukturbildenden Putz - vor dem Erhitzen aufgetragen werden. Dabei kann es sich um Glasuren handeln oder um Mischungen von Aluminiumsilicaten mit Metalloxiden oder Hydroxiden von Phosphatbinder. Diese Mischungen werden die zur Strukturbildung notwendigen Eigenschaften nach aus der Farben- und Putzherstellung bekannten Methoden vermittelt. Die mit Strukturen versehenen Platten können schließlich nach dem Erhitzen auf höhere Temperaturen noch mit zusätz lichen Farbbeschichtungen - z. B. Kalkfarben oder Silicat farben - versehen werden und können dann als nicht brenn bare Dämmplatten Verwendung finden.

Als Mineralfasern gelangen Gesteinsfasern - wie z. B. Ba saltfasern und Diabasfasern -, Schlackenwolle oder Schlackenfasern, Glasfasern sowie Keramikfasern zum Ein satz.

Da sich etliche Mineralfasern in Säure lösen, ist dort die Verwendung der vielfach benutzten, sauren Phosphatbinder - z. B. von Aluminiumphosphat - nicht möglich, da bereits in der Mischung und beim Trocknungsprozeß eine Zersetzung der Mineralfasern einsetzt. Außerdem können im sauren Be reich bereits in der Mischung und während der Trocknung un erwünschte Reaktionen zwischen saurem Phosphatbinder und den Reaktionskomponenten eintreten.

Durch die Verwendung neutraler oder schwach alkalischer Phosphatbinder treten die genannten Probleme nicht auf.

Die Herstellung der porösen, schall- und wärmeisolierenden Körper auf der Basis von synthetischen Mineralfasern er folgt in der Weise, daß die Mineralfasern zunächst mit den Reaktionskomponenten aufgeschlämmt werden und aus der Mischung ein feuchtes Vlies hergestellt wird. Das Produkt wird jedoch nicht nur entwässert und somit getrocknet, sondern auch strukturiert und dann auf höhere Temperaturen erhitzt.

Alternativ kann auch zunächst ein feuchtes Vlies aus Mine ralfasern und Reaktionskomponenten hergestellt und dieses Produkt anschließend unter Temperatur- und Druckanwendung verpreßt werden, wobei gewünschtenfalls der Wassergehalt des Vlieses vor der Trocknung durch eine Phosphatlösung ganz oder teilweise ersetzt wird.

Schließlich können derartige Körper in der Weise herge stellt werden, daß zunächst eine Luftfaserdispersion, z. B. aus Mineralfasern, hergestellt wird, in welche die Reaktionskomponente der Feuerfest-Zemente eingebracht werden, woraufhin das Produkt anschließend getrocknet, verpreßt, strukturiert und auf höhere Temperaturen erhitzt wird.

Beispiel 1

Mineralfasern: 45 kg
Tone: 50 kg
Phosphate: 5 kg

Mineralfasern, Tone und Phosphate werden mit Wasser aufge schlämmt und entwässert bzw. getrocknet. Danach wird die Trockenmasse mit einer geprägten Oberflächenstruktur ver sehen und sodann etwa 30 Minuten auf 1230°K erhitzt. Es wird ein Körper erhalten mit einem Rauchgewicht von etwa 600- 700 kg/m³, einer Biegefestigkeit von etwa 2,55 N/mm² und einer Porosität von etwa 90%. Man erhält eine dekorative Keramikplatte.

Beispiel 2

Mineralfasern: 55 kg
Tone: 25 kg
Aluminiumsilicate: 10 kg
Phosphate: 10 kg

Mineralfasern, Tone, Aluminiumsilicate und Phosphate werden mit Wasser aufgeschlämmt und entwässert bzw. getrocknet. Danach wird die Trockenmasse mit einer geprägten Oberflä chenstruktur versehen und sodann auf 1230°K erhitzt. Es wird ein Körper erhalten mit einem Rauchgewicht von etwa 400- 500 kg/m³, einer Biegefestigkeit von etwa 1,96 N/mm² und einer Porosität von etwa 130%. Man erhält eine dekorative Keramikplatte.

Beispiel 3

Der ungebrannte Rohling nach Beispiel 1 wird vor dem Bren nen mit Glasuren versehen. Man erhält einen Körper mit einem Raumgewicht von etwa 700 kg/m³, einer Porosität von etwa 63% (vergleiche Beispiel 1 dort 90%) und einer Wärmeleitzahl von etwa 0,113 W/mK.

Beispiel 4

Ein gemäß Beispiel 1 und 2 gebrannter Rohkörper wird mit anorganischen Farben beschichtet und kann als nicht brenn bare Dämmplatte verwendet werden.

Die Körper gemäß der Erfindung können in beliebigen Formen verwendet werden, insbesondere als Bauplatten, z. B. als Wand- und Deckenplatten, zur Verwendung in feuchten Räumen als Isolierplatten und ferner als dekorative Elemente.

Hinsichtlich der Reaktivität des Bindemittels mit den Fa sern gilt, daß die Reaktion zwischen dem Phosphat, den Füllstoffen und den Fasern unterhalb des Erweichungspunktes der verwendeten Mineralfasern erfolgen muß. Andernfalls tritt durch das Erweichen der Mineralfasern eine starke De formierung des herzustellenden Körpers ein. Es ist daher wesentlich, diese Deformierung zu verhindern, wenn maßhal tige Endprodukte hergestellt werden sollen.

Sofern die verwendeten Phosphate einen hohen Anteil an Alkali-Natrium bzw. an Kalium enthalten, kann der Erwei chungs- und Schmelzpunkt einer Mineralfaser deutlich er niedrigt werden. Unter diesem Gesichtspunkt kommt der Aus wahl des verwendeten Phosphates große Bedeutung zu.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines porösen, schall- und wärmeisolierenden Körpers, bei dem eine Dispersion von synthetischen Mineralfasern in Flüssigkeit oder Luft mit einem gelösten Phosphatbinder und als Reaktionskom ponente einem blättchenförmigen Aluminiumsilicat und/ oder wenigstens einem Oxid oder Hydroxid eines Metalls aus der Gruppe Al, Mg, Ca, Zn gemischt wird und die Mischung sodann geformt und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung nach dem Trocknen mit dreidimensionalen Oberflächenstrukturen versehen wird und daß durch Erhitzen eine keramisierende Reaktion des Phosphatbinders mit der Reaktionskomponente herbeige führt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus der Mischung ein feuchtes Vlies herge stellt wird, das anschließend unter Temperatur- und Druckanwendung verpreßt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralfasern Gesteinsfasern - wie z. B. Basaltfasern und Diabasfasern -, Schlacken wolle oder Schlackenfasern, Glasfasern sowie Keramik fasern eingesetzt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Temperatur im Bereich von 1120-1270°K erhitzt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Erhitzen eine Beschichtung aufgebracht wird, die beim Erhitzen in den keramischen Zustand übergeht.