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Verfahren zur Herstellung von porösen Isoliermaterialien Die Erfindung
betrifft die Herstellung von porösen Isoliermaterialien aus Faserstoffen und Bindemitteln
unter Verwendung von gasabspaltenden Mitteln. Kennzeichnend für dieses Verfahren
ist, daß zu anorganischen Faserstoffen, die in einer verhältnismäßig großen Wassermenge
zerteilt vorliegen, Gips oder andere rasch abbindende Stoffe und Ton oder andere
Aluminiumsilikate mit einem unterhalb der Schmelzpunkte der Faserstoffe liegenden
Sinterungspunkt sowie ein Treibmittel zugesetzt werden. Nach dem Ausformen und Trocknen
wird das Material einem Brennprozeß unterworfen.
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Es ist bekannt, porige Isolierstoffe unter Verwendung von gaserzeugenden
Treibmitteln herzustellen Man hat auch schon Faserstoffe, wie Mineralwolle oder
Schlackenwolle, zusammen mit Bindestoffen und Treibmitteln zum Aufbau von Isolierstoffen
benutzt. Dabei hat der Zusatz des Treibmittels den Zweck, die durch die Bindestoffe
hervorgerufene Kontraktion wieder auszugleichen, also die Erhaltung des Rauminhalts
zu gewährleisten. Es handelt sich hierbei um Bindemittel, wie Zemente, Kalk, Gips
oder Wasserglas, die im wesentlichen hydraulisch erhärten.
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Gegenstand der Erfindung ist nun die Herstellung von Isolierkörpern
unter Benutzung von Faserstoffen, wie Schlackenwolle, bei denen zur enddung von
gaserzeugenden Treibmitteln herzustellen.
werden, die nicht hydraulisch,
sondern durch Brennen verfestigt werden. Erfindungsgemäß setzt man zwei Bindemittel
mit verschiedenen Wirkungen zu.
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In Ausübung der Erfindung wird beispielsweise folgendermaßen gearbeitet:
In einer genügenden Menge Wassers wird anorganisches fasriges Material, wie Schlackenwolle,
Asbest od. dgl., möglichst gleichmäßig verteilt. Hierzu wird als erste Komponente
zum Fixieren der Masse beispielsweise Gips oder ein ähnlich wirkender Stoff eingerührt,
anschließend wird die zweite Komponente, die dem fertigen Formstück den endgültigen
Halt gibt, beispielsweise Ton, gegebenenfalls auch zusammen mit dem Gips in das
Wasser eingetragen und das Ganze gut homogenisiert. An Stelle von Ton können auch
andere verfestigend wirkende Stoffe, wie Aluminiumsilikate, die dem Isoliermaterial
in ähnlicher Weise den endgültigen Halt geben, verwendet werden, wobei deren Sinterungspunkte
unterhalb der Schmelztemperaturen der Faserstoffe liegen müssen.
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Dem gut homogenisierten Brei wird nun zur Erzielung poröser Formkörper
ein Treibmittel zugegeben. Durch Gasabspaltung, beispielsweise aus Wasserstoffsuperoxyd
oder einem Salz desselben oder anderen gasabspaltenden Stoffen, gegebenenfalls auch
Hefe od. dgl., zusammen mit einem Zersetzungskatalysator,-wie Braunstein oder Körpern,
die das Gastreibungsmittel auf chemischem Wege zersetzen, wie Hypochloriten, Permanganat
u. dgl., wird die Masse zum Treiben gebracht. Zweckmäßigerweise wird weiterhin,
um ein zu rasches Entbinden des Gases zu vermeiden, ein Mittel zugegeben, das,-
wie Saponin oder ähnlich wirkende Stoffe, durch Beeinflussung der Oberflächenspannung
eine Stabilisierung und eine Regelung der Blasengröße bewirkt.
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Die Masse wird am besten vor dem Abbinden des Gipses oder spätestens
mit Beginn .des Anziehens des Gipses ausgegossen. Werden, große Ansätze bereitet,
so kann man den Beginn des Anziehens des Gipses dadurch verzögern, daß man ein abbindeverzögerndes
Mittel, z. B. Leim od. dgl., zugibt. Nach dem vollständigen Abbinden des Gipses
wird ausgeformt und der Körper auf seiner ursprünglichen Unterlage einer Trocknung
unterworfen, beispielsweise bei einer Temperatur von. ioo bis i5o° C. Man erhält
auf diese Weise ein lockeres Isoliermaterial von einem Raumgewicht von etwa o,2
bis i kg/1 und darüber. Zur weiteren und endgültigen Verfestigung derartiger Isoliersteine
oder Massen wird nach der Trocknung ein Brennvorgang angeschlossen, indem die Körper
auf Temperaturen von 5oo bis iood' C und mehr gebracht werden. Der gebrannte Körper
kann durch Imprägnierung mit Emulsionen aus wasserabstoßenden, feuersicheren Stoffen
weiterbehandelt werden. Es können, auch Lösungen 'derartiger Körper in leicht verdampfbaren,
zweckmäßigerweise organischen Lösungsmitteln für die Imprägnierung zur Anwendung
gelangen. Ebenso können auch Pigmente oder - auch andere flüssige Imprägnierungsmittel
verwendet werden. Beispiel i 5oo cm3 Wasser werden mit 5o g Asbestwolle, i5o g Gips,
i7o g feuerfestem Ton und 2o g Flußton angerührt. Nach gutem Homogenisieren erfolgt
das Gastreiben durch Zugabe von 21 cm3 Chlorlauge (etwa io o/o aktives Chlor) und
3 cm3 4oo/oigem Wasserstoffperoxyd in Gegenwart von o,25 g Saponin. Die verformte
Mischung wird zunächst bei 8o bis ioo° C getrocknet und hierauf bei, etwa 6ooQ C
gebrannt. Man erhält einen außerordentlich stabilen porösen. Isolierkörper mit einem
Raumgewicht von etwa 0,3o bis 0,35 kg/1.
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Der gebrannte Isolierstein. wird mit einer Emulsion imprägniert, die
folgendermaßen hergestellt wird: Zoo g Bitumen mit einem Schmelzpunkt von 35 bis
4o° C werden geschmolzen, mit einer Paste emulgiert, die aus Zoo g Ton und 150 g
Wasser besteht, und nachträglich noch weiter verdünnt. Beispie12 500 cxn3
Wasser werden durch Zugabe von 50 g Schlackenwolle, 170 g Gips und
Zoo g Ton zu einem homogenen Brei verrührt. Darauf erfolgt die Gasentwicklung durch
Einwirkung von q. cm3 q:o%igem Wasserstoffperoxyd und 28 cm3 Chlorlauge (etwa io
1/o aktives Chlor). Die Blasenreglung erfolgt durch Zugabe von 0,3 g Saponin.
Nach dem Trocknen des Formlings bei Temperaturen bis i5ö° C wird, derselbe bei etwa
iooo° C einem Brennprozeß unterworfen. Der fertige Körper zeigt ein Raumgewicht
von etwa 0,3 kg/1.
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Nun wird der Körper mit einer Emulsion von Pech oder einer Lösung
von Paraffin in einem organischen Lösungsmittel imprägniert.
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Zum Unterschied von bekannten Verfahren zur Herstellung von Isolierstoffen
werden, wie bereits erwähnt, mindestens zwei als Bindemittel wirkende Stoffe angewandt,
z. B. Gips einerseits und Ton andererseits. Der Zusatz von Gips oder anderen rasch
abbindenden Stoffen verfolgt erfindungsgemäß nur den Zweck, eine vorläufige Festlegung
des Fasergutes zu bewirken, während die zweite Komponente, beispielsweise Ton, dem
fertigen Formstück den endgültigen Halt geben muß. Der Sinn der Verwendung von Gips
oder einem anderen schnell abbindenden Stoff liegt darin, daß bei dem nach dem Formen
und Treiben durchgeführten Trocknungsvorgang der Gips im wesentlichen totgebrannt
wird und durch die verfilzten Gipskriställchen der durch den Wasseraustritt aus
dem Ton zu erwartende Schwund aufgehoben bzw. vermieden wird. In diesem Zustand
kann der Gips nicht mehr Träger der Festigkeit des Körpers sein, so daß mit diesem
Bindemittel allein es nicht möglich wäre, zusammenhaltende stabile Körper zu erzielen.
Schließlich fällt dem Gips erfindungsgemäß noch eine weitere Rolle zu, indem er
beim Brennen des Formkörpers als Flußmittel für den Ton wirkt und daher eine unter
dem Schmelzpunkt des Fasergutes liegende Brenntemperatur für die Verfestigung des
Körpers eingehalten werden kann. Der Zusatz an gastreibenden Mitteln kann bei dem
neuen Verfahren,
da der Trockenschwund durch den Gips aufgehoben
bzw. verhindert wird, für eine echte Erhöhung der Porosität herangezogen werden.
Es ist nicht erforderlich, noch Treibmittel für den Ausgleich der Sehwindung beim
Trocknen aufzuwenden. Hierin kann, wenn als Treibmittel beispielsweise Wasserstoffperoxyd
benutzt wird, ein wesentlicher wirtschaftlicher Vorteil liegen. Das Treibmittel
erfüllt gemäß der vorliegenden Erfindung eine andere Funktion als bei einem der
bekannten Verfahren, bei dem ebenfalls gasentwickelnde Stoffe verwendet werden.
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Nach dem beschriebenen Verfahren erhält man einen leichten, in Zusammensetzung
und Porosität jederzeit gut reproduzierbaren Isolierkörper mit befriedigender Festigkeit.
Der fortschrittliche, erfinderische und wirtschaftliche Wert des Verfahrens geht
aus den Einzelheiten der vorliegenden Beschreibung hervor und wird noch durch folgende
Ergänzung erhärtet: Bei früheren Verfahren können die Formen frühestens nach einigen
Stunden gezogen werden, da vorher die Masse, auch unter Verwendung von Zement, keine
solche Stabilität erreicht hat, wie dies erfindungsgemäß bereits nach 1/.1 bis 1/z
Stunde der Fall ist. Durch das neue Verfahren ist es möglich, die im technischen
Betrieb in großer Anzahl eingesetzten Formen schon nach kürzester Zeit wieder benutzen
zu können. Es stellt dies eine wesentlidhe Ersparnis an Formen dar, und der Fabrikationsgang
kann bedeutend rascher ablaufen.