DE831973C - Herstellung von glimmerartigem Isolationsmaterial - Google Patents

Description

• Herstellung von glimmerartigem Isolationsmaterial Die Erfindungbezieht sich auf glimmerartige Isolationsstoffe derjenigen Art, die durch Mischen eines glasigen Materials von niedrigem Schmelzpunkt mit pulverisiertem Glimmer und Erhitzendes Gemisches derart, daß der Glimmer von dem glasigen Flußmittel bei einer Temperatur innerhalb des Punktes der vollständigen Entwässerung eingebunden wird, erzeugt werden. Als Beispiel für einen solchen Stoff sei,das unter dem Namen Mycalex bekanntgewordene Material erwähnt, dessen Herstellung u. a. in der britischen Patentschrift 532 824 beschrieben ist.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Ent-Nvic'klung einer besseren Zusammensetzung des glimmerartigen Isolationsstoffes und eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung desselben, wobei das erzeugte Material in Platten- oder Stangenform durch unmittelbare Verpressung gebracht werden kann und fernerauchanderen Bearbeitungsmethoden unterworfen werden kann"beispiel.sweise der Spritzverformung oder der Verformung an oder um metallische Einsatzkörper.
• Das,den Gegenstand der Erfindung bilden-de Verfahren zur Herstellung eines gLimmerartigen Isolationsstoffes besteht im wesentlichen darin; daß gemahlener Glimmer mit einer Verbindung oder mehreren Verbindungen gemischt werden, die- Bohr= und Bleioxyd umfassen, und daß .man darauf das Gemisch kalt verpreßt und die kalt gepreßten' Platten oder Blöcke trocknet, worauf die getrockneten Platten oder Blöcke einer in bestimmter Weise fortschreitenden Temperatur unterworfen werden und das warm behandelte Material schließlich gekühlt' und verformt wird.
• Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird das glimmerärti@ge Material; das beispielsweise Phlogopit oder Muscovit oder ein Gemisch derselben sein kann, zunächst sortiert und in verschiedene Korngrößen zerlegt, worauf man es bis zur Bildung von feinen Schalen oder Flocken zerkleinert oder bis zu einem feinen Pulver aufmahlt, je nach den gewünschten Eigenschaften des herzustellenden Erzeugnisses und des Zweckes, wofür es bestimmt ist. Für die meisten Anwendungsfälle wird der glimmerartige Ausgangsstoff so aufgemahlen, daß er*durch ein Sieb mit 120 Maschen je 25,4 mm geht.
• Nach dem Mahlen wird das glimmerartige Ausgangsmaterial mit glasartigen Bestandteilen gemischt, deren Natur und Eigenschaften einschließlich ihrer Farbe so ausgewählt wird, wie es den Anforderungen an das Enderzeugnis entspricht.
• Zu diesen glasartigen Bestandteilen gehören Borverbindungen, z. B. Metallborate, Borsäure oder Borsilikate, vorausgesetzt, daß sie einen niedrigeren Schmelzpunkt haben, als der Temperatur der Entwässerung des glimmerartigen Materials entspricht. Zu einem solchen Material wird Bleioxyd oder für gewisse Erzeugnisse ein Anteil Kryolith zugefügt, dessen Menge etwa i bis 4 0/s des Gemisches betragen mag.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der glasartige Zusatzstoff durch Mischen von 2,5 Teilen Bleioxyd mit einem Teil Borsäure in einem rotierenden Mischer während etwa 15 Minuten bereitet. Das resultierende Gemisch wird dann auf Horden gebracht und in einem Ofen für etwa i Stunde .ben einer Temperatur von 5oo° erwärmt. Die Horden oder Tröge werden dann entfernt. Das Gemisch hat danach einen stückigen Zustand angenommen. Gleichzeitig erfolgt eine beträchtliche Verminderung des Gewichts infolge des Austreibens von flüchtigen Bestandteilen. Die so erzeugte Fritte oder halb geschmolzene Mischung wird dann so weit aufgemahlen, daß sie durch ein Sieb von 6o Maschen je 25,4 mm geht. 6o% des gemahlenen Glimmers werden zu 40 % der Glasglimmerfritte zugefügt. Die beiden trockenen Pulver werden etwa 15 Minuten in einem geeigneten Agitator gründlich gemischt und dann io Gewichtsprozent Wasser mittels einer Sprühdüse zugefügt. Das resultierende Gemisch wird vom Mischer abgezogen und ist dann fertig zur Vorverformungdurch Druck ,in Platten der für das Enderzeugnis notwendigen Größe und Form. Wenn große Platten von veränderlicher Dicke verlangt werden, ist es wesentlich, in der Vorverformung das Material vor der Verpressung gleichmäßig innerhalb der Form zu verteilen, so daß eine konstante Dichte über die ganze Ausdehnung der Platte erzielt wird.
• Es wird gefunden, daß das anzuwendende Verfahren vorteilhaft in folgender Weise ausgeführt wird.
• Nach Abstreifen des überschüssigen Materials mit einem Stock o. dgl. derart, daß das Pulver in der Form durchaus glatt und gleichmäßig verteilt erscheint, werden die Fingerspitzen leicht in das Pulver eingedrückt. Dadurch werden Lufteinschüsse, die sich etwa gebildet haben, entfernt, und es genügt dann ein nochmaligesEinebnenderFormfüllung, um eine gleichmäßig dichte Lagerung des Pulvers zu erzielen. Preßdruck von 1,5 t je 6,45 cm2 wird auf das Pulver zur Einwirkung gebracht und während einer Zeit von io bis 15 Minuten je nach der Stärke und Dicke der Füllung aufrechterhalten. Auf diese Weise werden sehr feste Formkörper erzeugt, und diese werden dann auf Gestelle gesetzt, umwährend etwa 7 bis io Tage zu trocknen. Diese Trockenzeit ist sehr wichtig, denn es wurde gefunden, daß, wenn man die Formkörper in feuchtem Zustand in einen Ofen einbringt, Blasen bei der Wärmebehandlung entstehen können. Diese Blasen sind sehr störend, da sie aufgehen, wenn man die Formkörper aus einem Ofen nimmt bzw. vor der heißen Schlußyerpressung. Durch das Aufplatzen der Blasen werden die feinen Teilchen der Oxydation ausgesetzt, und es ist dann unmöglich, einen homogenen Körper zu bilden. Es wurde ferner gefunden, @daß bei der Kaltverpressung der maximale Preß,druck in ganz bestimmter Weise erreicht werden muß. Dadurch ist es möglich, daß die Luft allmählich aus der pulverigen Masse entweicht, statt ,daß sie plötzlich austritt und dabei Pulver mitreißt, was der Fall ist, wenn der Preßdruck zu plötzlich eingelegt wird. Die trockenen Formkörper von dem Gestell werden schließlich durch einen Muffelofen o. dgl, geschickt, in dem die Temperatur allmählich sich erhöht. Dieser Ofen wird durch einen Temperaturregler mit einer Toleranz von io % gesteuert. Das Eintrittsende wird auf :150° erhitzt, und die dai-auffolgenden drei Pyrometer zeigen 55o, 6oo und 65o° an. Die Durchla@ufgeschwindigkeit durch den Ofen hängt von der Größe der Formkörper ab, d.ie zu erhitzen sind. Es ist aber notwendig, eine geringe Durchlaufgeschwindigkeit durch den Ofen abzuwenden derart,,daß die in den Ausgangsstoffen enthaltenden flüchtigen Bestandteile aus den Formkörpern in den Zonen niedriger Temperaturen ausgetrieben werden.
• Diese Gase müssen entweichen, bevor sich die Außenseiten der Formkörper durch eine uridurchlässige Glasur schließen, was eintreten würde, wenn man sie unmittelbar in die heiße Zone des Ofens einbringt. Es wurde gefunden, daß dann, wenn die Gase nicht in dieser Weise entweichen können, Lufttaschen oder Poren im Enderzeugnis entstehen, was sehr nachteilig für dessen mechanische Festigkeit und elektrische Eigenschaften ist. Das Produkt der Wärmebehandlung ist nach Verlassen des Ofens einer Schlußverpressung unterworfen, die jedochwegen der vorherigen Kaltverpressung nur bei etwa 0,75 t Preßdruck je 6,45 cm2 ausgeführt werden kann. Bei -der praktischen Ausführung dieser Heißverpressung läßt man den Preßdruck noch während einer bestimmten Zeit einwirken je ach der Dicke der zu verpressenden Formkörper. Es wurde nämlich gefunden, daß es selbst in dieser Verfahrensstufe noch notwendig ist, Gase zu entfernen, die in den Teilchen des Pulvers eingeschlossen sind. Zu erwähnen ist, daß bisher nur die Kalt- und Heißverpressung von Formkörpern für die Herstellung von Platten beschrieben worden ist. Es können jedoch auch andere Gegenstände oder Formen durch die Verformung bei der Kaltverpressung und der Heißverpressung in ähnlicher Weise erzeugt werden. Das Material kann ferner nach der Wärmebehandlung, während es noch in einem plastischen Zustand ist, aus einer kleinen Öffnung unter Druck ausgespritzt werden in eine Formöffnung oder gegebenenfalls in eine Vielzahl von Formhöhlungen.
• Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren für Isolationsmaterial ergibt eine gleichmäßige Struktur und @gleichmäß.ige physikalische Eigenschaften in allen Zonen des Enderzeugnisses.
• Die Verformung unter Druck kann ferner angewendet werden, um glimmerartigeFormkörper rund um metallische Einsätze derart herzustellen, daß eine gasdichte Vetbindung zwischen dem glimmerartigen Körper und dem Metallkörper erreicht wird.
• Nach der Wärmebehandlung und sobald die Erzeugnisse verpreßt sind, können sie einer Schlußbehandlung in einem Anlaßofen mit einem Temperaturbereich bis zu 35o° unterworfen werden, worauf man sie wieder auf Raumtemperatur während einer Zeit von 8 Stunden abkühlt; diese Behandlung wird jedoch nur angewandt für Erzeugnisse für bestimmte "!.wecke.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von glimmerartigem Isolationsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß man gemahlenen Glimmer mit einer oder mehreren glasartigen Verbindungen, umfassend Bor- und Bleioxyd, deren Schmelzpunkt niedriger als die Temperatur der Entwässerung des Glimmers ist, mischt und das Gemisch kalt verpreßt, worauf die kalt gepreßten Formkörper (Platten oder Stangen) getrocknet und die getrockneten Formkörper einem allmählich fortschreitenden Temperaturanstieg in einem Ofen unterworfen werden und das aus der Wärmebehandlung kommende Material schließlich gekühlt oder verformt wird.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines gli.mmerartigen Isolationsmaterials nach Anspruch i, ,dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst ein Gemisch aus zerkleinertem Glimmer, glasartigen Bestandteilen und Kryolith herstellt und ,dieses Gemisch durch eine Wärmebehandlung in eine Fritte umwandelt, welche nach Zerkleinerung mit gemahlenem Glimmer gemischt wird, und daßdann dieses Gemisch kalt verpreßt wird und die entstehenden Formkörper (Platten oder Blöcke) getrocknet und einer Wärmebehandlung unterworfen werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfritte gemahlen und mit dem Glimmerpulver der Wirkung eines Rührers unter Aufsprühen von Wasser unterworfen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als glasartige Bestandteile angewendet werden Metallborate, Borsäure und Borsilikate mit einem Schmelzpunkt, der niedriger ist als .die Temperatur der Entwässerung des glimmerartigen Materials.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der glasige Bestandteil durch Mischen von 2,5 Teilen Bleioxyd mit einem Teil Borsäure bereitet wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der glasartige Bestandteil ferner einen Anteil von Kryolith in Höhe von i bis 4 °/o des Gemisches enthält.
7. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugnisse einer Schlußverpressung nach der Wärmebehandlung in einem Ofen unterworfen werden. B. Glimmerartiges Isolationsmaterial, hergestellt nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 7.