JP2009513468A

JP2009513468A - 低ナトリウム珪酸塩フォーム

Info

Publication number: JP2009513468A
Application number: JP2008537056A
Authority: JP
Inventors: ブラウン，フランク; アルテへルト，アルミン; ハーン，クラウス; シュテルツェル，ハンス−ヨーゼフ; ヒブスト，ハルトムート; メック，クリストフ
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2009-04-02
Also published as: DE102005051513A1; KR20080064181A; ATE524424T1; EP1943198B1; BRPI0617845A2; CN101296879A; WO2007048729A1; CN101296879B; EP1943198A1

Abstract

２５ｋｇ／ｍ³未満の密度を有し、２０：１より大きいＳｉＯ₂：Ａｌ₂Ｏ₃モル比を有し、さらに５０：１より大きいＳｉＯ₂：Ｍｅ₂Ｏモル比を有する珪酸塩フォームであって、Ｍｅがアルカリ金属である珪酸塩フォームを主要な特徴とし、これらは主に断熱材または防音材として使用され、５０℃未満の温度で界面活性剤および発泡剤を用いて平均直径が１−１００ｎｍのＳｉＯ₂分散粒子を混合し、かつ６０−１００℃の範囲の温度への加熱または減圧により混合物を泡立たせる工程からなる珪酸塩フォームの製造方法を要旨とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、２５ｋｇ／ｍ³未満の密度を有する珪酸塩フォームに関する。

ポリスチレン、ポリオレフィンまたはポリウレタンの有機フォームは、断熱材および防音材用にしばしば使用されている。しかしながら、防燃材が添加されなければこれらのフォームは比較的容易に発火、かつ燃焼される。無機物質のフォームは、元来容易に発火しない。しかしながら、これらの物質は、元来比較的高い密度を有し、かつ砕けやすい。

ＧＢ９８６６３５は、紙およびプラスチック用の充填剤としてのか焼クレーの製造方法を開示している。この開示において、クレーの水性スラリーが、か焼され、かつ微少粉末を与えうる安定したフォーム（ｆｏａｍ）に変換される。

ＵＳ３，７３７，３３２は、クレースラリーへの空気の注入、続いて乾燥、かつ５４０−１５００℃の範囲の温度でのか焼を経由してえられうる独立気泡状高密度フォームを開示している。閉鎖セル要素は、クレースラリーの安定化に脂肪酸アミドの使用を経由して達成される。

ＤＥ−Ａ３６１７１２９は、硬化剤および化学反応、例えば過酸化水素の反応を経由してガスを発生させる成分との混合を経由して空洞を満たすフォームの製造方法を開示している。そのフォームの密度は、３０−１０００ｋｇ／ｍ³の範囲のもので、前記成分との混合および空洞への注入を経由して得られる。

ＷＯ０３／０１８４７６は、Ａｌ₂Ｏ₃に対するＳｉＯ₂のモル比が、２０：１−１：１のアルミノ珪酸塩であって、２５ｋｇ／ｍ³未満の密度を有する弾性無機フォームを開示している。
ＧＢ９８６６３５ＵＳ３，７３７，３３２ＤＥ−Ａ３６１７１２９ＷＯ０３／０１８４７６ＤＩＮＩＳＯ４５９０

本発明の目的は、低密度珪酸塩フォームであって、難燃性の性質を有するだけではなく、良好な断熱性および優れた防音性を有する該フォームの提供である。

２５ｋｇ／ｍ³未満の密度を有し、Ａｌ₂Ｏ₃に対するＳｉＯ₂のモル比が、２０：１より大きく、Ｍｅ₂Ｏに対するＳｉＯ₂のモル比が、５０：１より大きい珪酸塩を基礎とするフォームであって、Ｍｅがアルカリ金属であることを特徴とする珪酸塩フォームを最も主要な手段とする。

２５ｋｇ／ｍ³未満の密度を有する珪酸塩フォームが、Ａｌ₂Ｏ₃に対するＳｉＯ₂のモル比が、２０：１より大きく、Ｍｅ₂Ｏに対するＳｉＯ₂のモル比が、５０：１より大きい珪酸塩フォームであって、Ｍｅがリチウム、カリウム、ナトリウム、ルビジウムまたはセシウムのようなアルカリ金属であるものに見出された。

上記Ａｌ₂Ｏ₃に対するＳｉＯ₂のモル比が、５０：１であり、かつ上記Ｍｅ₂Ｏに対するＳｉＯ₂のモル比が、１００：１のものが好ましい。二酸化珪素の組成において、存在するアルミニウムおよびナトリウムの量が好ましくは５０００ｐｐｍ、３０００ｐｐｍ未満のフォームが特に好ましい。

フォームの密度は、２０ｋｇ／ｍ³未満が好ましく、特に好ましくは５−１８ｋｇ／ｍ³の範囲である。

好ましい本発明のフォームは、ＤＩＮＩＳＯ４５９０で測定される連続気泡ファクター（ｏｐｅｎｃｅｌｌｆａｃｔｏｒ）が５０％より大きく、特に好ましくは８０％より大きいオープンセルファクターのオープンセル構造を有するものである。

本発明フォームの溶融点または軟化点は、好ましくは１６００℃より大きいものである。高い溶融点または軟化点を有する安定な珪酸塩フォームは、使用される出発物質が非常に少量の上記記載のアルミニウムおよびアルカリ金属を有する少量の固形の二酸化珪素粒子のコロイドの水性分散物からえられうる。これらのものは［特許文献４］に記載されている界面活性剤および発泡剤の存在下にフォーム化され得、かつ５０−５００℃の範囲の温度で硬化されうる。

本発明の珪酸塩を基礎とするフォームの好ましい製造方法は、
（ａ）平均直径が１−１００ｎｍの範囲、好ましくは１０−５０ｎｍの範囲の二酸化珪素粒子分散物と界面活性剤および発泡剤との５０℃未満の温度での混合、および
（ｂ）６０−１００℃の範囲の温度への加熱または減圧により混合物を泡立たせる工程からなる。

工程（ａ）は、オニウムイオン特にＮＨ₄ ⁺のようなアンモニウムイオン、対イオンを経由して安定化されている水性の、コロイド二酸化珪素粒子分散物を使用する。二酸化珪素の単位質量当たりの表面積は、１０−３０００ｍ²／ｇの範囲、好ましくは３０−１０００ｍ²／ｇの範囲である。市場で流通の二酸化珪素粒子の分散物の固形含有量は、粒子の大きさに依存し、かつ通常は１０−６０重量％の範囲、好ましくは３０−５０重量％の範囲である。水性のコロイドの二酸化珪素粒子分散物は、希薄珪酸ナトリウムの酸との中和、イオン交換、珪素化合物の加水分解、ヒュームド珪酸塩の分散物またはゲル沈殿物を経由してえられうる。

好ましい発泡剤は、揮発性有機化合物、例えば炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルコール、エーテル、ケトン、およびエステルである。Ｃ₄−Ｃ₈の炭化水素が特に好ましく、中でもブタン、ペンタン、またはヘキサンが好ましい。発泡剤の好ましい使用量は、固形物当たり１−４０重量％特に好ましくは５−２５重量％である。

発泡剤乳化のためとフォームの安定化のために、乳化剤または乳化剤混合物を添加する必要がある。使用される乳化剤は、アニオン性、カチオン性および非イオン性の界面活性剤からなりうる。

適当なアニオン性界面活性剤は、ジフェニレンオキシドスルフォネート、アルカン−アルキルベンゼンスルフォネート、アルキルナフタレンスルフォネート、オレフィンスルフォネート、アルキルエーテルスルフォネート、アルキルサルフェート、アルキルエーテルサルフェート、アルファ−スルフォファテイアシドエステル、アシルアミノアルカンスルフォネート、アシリセチオネート、アルキルエーテルカルボキシレート、Ｎ−アシルサルコジネート、アルキルおよびアルキルエーテルホスフェートからなる。非イオン界面活性剤は、アルキルフェノールポリグリコールエーテル、ファテイアルコールポリグリコールエーテル、ファテイアシドポリグリコールエーテル、ファテイアシドアルカノールアミド、ＥＯ／ＰＯブロックコポリマー、アミンオキシド、グリセロールファテイアシドエステル、ソルビタンエステル、およびアルキルポリグルコシドが使用されうる。カチオン性界面活性剤は、アルキルトリアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、およびアルキルピリジニウム塩が使用される。界面活性剤の好ましい使用量は、二酸化珪素粒子当たり０．１−５重量％である。

顔料および充填剤のような常用の添加剤は、フォームの混合物に含まれうる。

工程（ａ）得られた混合物は、慣用の方法、例えば加熱小室、熱風、またはマイクロ波を使用する加熱を経由して工程（ｂ）で泡が形成される。マイクロ波は、特に均一性を附与し、かつ急速加熱を与えるために好ましい。

他の具体例において、前記混合物は、減圧処理を経由して工程（ｂ）で泡が形成される。この結果は発泡剤を膨張させ、かつ再び固形フォームが形成される。減圧は圧力Ｐ１のもとで混合物をノズルで圧力Ｐ２＜Ｐ１（ここでＰ１＞１バール）に減圧する方法をもまた含む。これらの具体例において、フォーム形成の目的のために加熱する必要はない。

機械的な安定性を強化するために、フォームが、工程（ｂ）の後、通常１００−１４０℃で乾燥され、かつ続いて工程（ｃ）で、２００−５００℃の範囲の温度で焼結される。

記載されている本発明の方法は、フォームスラブまたはフォームシートを提供しかつこれらは切断可能であり、いかなる形状のフォームをも提供しうる。

本発明のフォームは、建築物および自動車構造物の断熱材および防音材、例えば家屋の断熱材、エンジン区画の防音材用に、多くの相違する方法で使用されうる。

（Ａ）対イオンとしてＮＨ₄ ⁺で安定化され、かつ４０重量％の固形含有量を有する二酸化珪素粒子分散物（粒子直径約２０ｎｍ）
（Ｂ）固形含有量が、３０重量％のアルキルエーテルサルフェートの水性溶液

１８４ｇの分散物（Ａ）、３．７ｇの界面活性剤溶液（Ｂ）および２８ｇのペンタンが激しく撹拌をしながら２５℃で混合され、かつ金型に注入された。マイクロ波オーブン中で約８０℃に加熱し、かつ１２０℃で乾燥し、３００℃で焼結した泡の平板の密度は１５ｇ／ｌであった。

Claims

２５ｋｇ／ｍ³未満の密度を有し、Ａｌ₂Ｏ₃に対するＳｉＯ₂のモル比が、２０：１より大きく、Ｍｅ₂Ｏに対するＳｉＯ₂のモル比が、５０：１より大きい珪酸塩を基礎とするフォームであって、Ｍｅがアルカリ金属であることを特徴とするフォーム。
ＤＩＮＩＳＯ４５８９準拠の連続気泡ファクターが５０％より大きいことを特徴とする、請求項１記載のフォーム。
溶融点または軟化点が１６００℃より大きいことを特徴とする、請求項１又は２記載のフォーム。
以下の工程、すなわち
（ａ）５０℃未満の温度で界面活性剤および発泡剤を用いて平均直径が１−１００ｎｍのＳｉＯ₂粒子の分散物を混合し、及び
（ｂ）６０−１００℃の範囲の温度への加熱または減圧により混合物を発泡させる工程を含む珪酸塩フォームの製造方法。
工程（ｂ）の後、フォームを２００−５００℃の温度で焼結することを特徴とする、請求項４記載の方法。
ＳｉＯ₂粒子の分散物がアルミニウムイオンで安定化されていることを特徴とする、請求項４または５記載の方法。
アルキルエーテルサルフェートを界面活性剤として使用することを特徴とする、請求項４−６の何れかに記載の方法。
Ｃ₄−Ｃ₈炭化水素を発泡剤として使用する請求項４−７の何れかに記載の方法。
断熱材または防音材用に請求項１−３何れかに記載のフォームの使用。