JPH05170571A - Porous ceramic heat-insulating material - Google Patents

Porous ceramic heat-insulating material

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JPH05170571A
JPH05170571A JP35641291A JP35641291A JPH05170571A JP H05170571 A JPH05170571 A JP H05170571A JP 35641291 A JP35641291 A JP 35641291A JP 35641291 A JP35641291 A JP 35641291A JP H05170571 A JPH05170571 A JP H05170571A
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JP
Japan
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slurry
heat insulating
aluminate
insulating material
silicate
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Application number
JP35641291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Momoko Arima
百子 有馬
Shigeo Inoue
茂夫 井上
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Publication date
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Publication of JPH05170571A publication Critical patent/JPH05170571A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/04Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by dissolving-out added substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents

Abstract

PURPOSE:To obtain the subject heat insulating material having high porosity, uniform pore diameter and excellent heat insulating characteristics by subjecting a specific gel material to leaching treatment to remove soda content from the gel material and then drying and burning the treated gel material. CONSTITUTION:10-15wt.% sodium silicate is mixed with 65-75wt.% ceramics fine powder such as mullite, 0.05-0.15wt.% surfactant such as aminosilane, 0.1-0.5wt.% aluminum powder and 10-25wt.% water to afford silicate slurry (A). Then 10-15wt.% sodium aluminate is mixed with 65-75wt.% ceramic fine powder, 0.05-0.15wt.% surfactant and 10-25wt.% water to give aluminate slurry (B). Then the component A is blended with the component B and the blend is stirred, expanded and gelled to afford a porous hydrogel material (C). The component C is leached by ion exchange, etc., dried and burned at 1200-1600 deg.C to produce the objective porous ceramic heat-insulating material >=80% closed cell ratio, 40-80% porosity and 100-800mum pore diameter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は多孔質セラミックス断熱
材に関し、更に詳しくは独立気泡率が高く、均一な気孔
径を有し、成形性に優れた多孔質セラミックス断熱材に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a porous ceramic heat insulating material, and more particularly to a porous ceramic heat insulating material having a high closed cell ratio, a uniform pore diameter and excellent moldability.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
省エネルギー対策の一環として、一般建築用ならびに工
業用設備の断熱性に対する要求が高まっている。このよ
うな目的で用いられる断熱材は、素材からみて有機系と
無機系とに大別される。
2. Description of the Related Art In recent years,
As part of energy conservation measures, the demand for heat insulation of general construction and industrial equipment is increasing. The heat insulating material used for such a purpose is roughly classified into an organic type and an inorganic type according to the material.

【0003】有機系断熱材は、断熱特性に優れ、建築用
保温材として広範に使用されているが、燃え易く、また
有害ガスを発生するという問題がある。そのため、最
近、不燃性かつ耐熱性に優れた無機系断熱材の需要が高
まっている。
[0003] Organic heat insulating materials have excellent heat insulating properties and are widely used as heat insulating materials for buildings, but they have the problems that they are easy to burn and generate harmful gas. Therefore, recently, there is an increasing demand for an inorganic heat insulating material that is nonflammable and has excellent heat resistance.

【0004】無機系断熱材としては、古くからレンガが
あるが、重量が大きいために熱容量が大きく、またプレ
ス成形品であるため形状に制限があり、加工が困難であ
る等の問題がある。そのため、軽量化及び易加工性への
要望が高まっている。軽量化した断熱材としては、グラ
スウール等の繊維集合体、ケイ酸カルシウム発泡体等の
軽量セラミックス体、泡ガラス等がある。
Brick has been used as an inorganic heat insulating material for a long time, but it has a large heat capacity due to its large weight, and its shape is limited because it is a press-molded product, which makes it difficult to process. Therefore, there is an increasing demand for weight reduction and easy workability. Examples of the lightweight heat insulating material include fiber aggregates such as glass wool, lightweight ceramics such as calcium silicate foam, and foam glass.

【0005】グラスウールは、軽量で乾燥状態における
断熱性が優れているため、一般建築用をはじめ多量に使
用されているが、繊維集合体であるため通気性が高く、
高湿条件下では断熱性が低下する。また高温、高風速、
高温度等の条件下では型くずれやバインダ焼損などの問
題も生じる。
Since glass wool is lightweight and has excellent heat insulating properties in a dry state, it is widely used for general construction and the like, but since it is a fiber aggregate, it has high air permeability,
Under high-humidity conditions, the heat insulating property decreases. High temperature, high wind speed,
Under conditions such as high temperature, problems such as mold deformation and binder burnout may occur.

【0006】またケイ酸カルシウム軽量体は、低湿度下
では優れた断熱性を有するが、吸水性及び吸湿性が高い
ために、高湿度下での使用には適さず、用途が限定され
ている。
[0006] Further, the calcium silicate lightweight body has an excellent heat insulating property under low humidity, but it is not suitable for use under high humidity because of its high water absorption and hygroscopicity, and its use is limited. ..

【0007】一方、泡ガラスは独立気泡を持つため、長
期間にわたって優れた耐熱性を保つが、その製法上気孔
径にばらつきが大きく、不均一な構造となるため、低強
度の物しか得られない。逆に強度を補うために密度を高
くすると、熱伝導率の高い物しか得られず、断熱性が不
十分になるだけでなく、成形品の歩留りも悪くなる。
On the other hand, since foam glass has closed cells, it retains excellent heat resistance for a long period of time, but due to its manufacturing method, the pore diameters vary widely and the structure is non-uniform, so only low strength products are obtained. Absent. On the contrary, if the density is increased in order to supplement the strength, only a material having a high thermal conductivity can be obtained, and not only the heat insulation becomes insufficient, but also the yield of the molded product deteriorates.

【0008】従って、本発明の目的は、このような従来
の問題点を解消した多孔質セラミックス断熱材を提供す
ることである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a porous ceramics heat insulating material which solves the above conventional problems.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、所定の組成を有するシリケートス
ラリー及びアルミネートスラリーとを混合し、攪拌する
ことにより発泡・ゲル化させて、多孔質ヒドロゲル体を
作成し、それからソーダ分をリーチング処理によって除
去した後、乾燥、焼成することにより、独立気泡を高率
で含有するとともに均一な気泡径を有し、かつ成形性に
優れている多孔質セラミックス断熱材が得られることを
発見し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems As a result of earnest research in view of the above object, the present inventor has mixed a silicate slurry and an aluminate slurry having a predetermined composition, and foamed and gelated by stirring, A porous hydrogel body is created, and after removing the soda component by leaching treatment, it is dried and fired to contain a high proportion of closed cells and have a uniform cell diameter, as well as excellent moldability. The present invention was completed by discovering that a porous ceramics heat insulating material can be obtained.

【0010】すなわち、本発明の多孔質セラミックス断
熱材は、ケイ酸ソーダ、セラミックス微粉末、界面活性
剤及び金属アルミニウム粉末を主成分とするシリケート
スラリーと、アルミン酸ソーダ、セラミックス微粉末及
び界面活性剤を主成分とするアルミネートスラリーとを
混合し、攪拌することにより発泡・ゲル化させて、多孔
質ヒドロゲル体を作成し、前記多孔質ヒドロゲル体から
ソーダ分をリーチング処理によって除去した後、乾燥、
焼成することによりなることを特徴とする。
That is, the porous ceramics heat insulating material of the present invention comprises a silicate slurry containing sodium silicate, ceramics fine powder, a surfactant and aluminum metal powder as main components, sodium aluminate, ceramics fine powder and a surfactant. Is mixed with an aluminate slurry containing as a main component, foaming and gelling by stirring to create a porous hydrogel body, and after removing the soda component from the porous hydrogel body by a leaching treatment, drying,
It is characterized by being fired.

【0011】[0011]

【作用】本発明においては、ケイ酸ソーダ、セラミック
ス微粉末、界面活性剤及びアルミニウム粉末を主成分と
するシリケートスラリーと、アルミン酸ソーダ、セラミ
ックス微粉末及び界面活性剤を主成分とするアルミネー
トスラリーとを混合し、攪拌することにより、下記式に
例示するように発泡及びゲル化が同時進行する。 2Al + 2NaOH → Na2 O ・Al2 O 3 + 2H 2 ↑〔発泡〕 Na2 O ・2SiO 2・xH 2 O(シリケート)+ 1.2Na2 O ・Al 2 O 3・ yH 2 O (アルミネート) → Na 2 O ・ Al 2 O 3 ・ SiO 2・zH2 O +NaOH〔ゲル化〕 このようにして得られた多孔質ヒドロゲルから、ソーダ
分をリーチング処理によって除去した後、乾燥、焼成す
ると、細孔径、空孔径及び独立気泡率の制御が可能な多
孔質セラミックス断熱材を得ることができる。具体的に
は、以下の通りである。
In the present invention, silicate slurry containing sodium silicate, ceramics fine powder, surfactant and aluminum powder as main components, and aluminate slurry containing sodium aluminate, ceramics fine powder and surfactant as main components. By mixing and stirring and, foaming and gelation proceed simultaneously as exemplified in the following formula. 2Al + 2NaOH → Na 2 O · Al 2 O 3 + 2H 2 ↑ [blowing] Na 2 O · 2SiO 2 · xH 2 O ( silicate) + 1.2Na 2 O · Al 2 O 3 · yH 2 O ( aluminate) → Na 2 O ・ Al 2 O 3・ SiO 2・ zH 2 O + NaOH [gelation] After removing the soda component from the porous hydrogel thus obtained by leaching treatment, drying and firing, the pore size It is possible to obtain a porous ceramics heat insulating material capable of controlling the pore diameter and the closed cell ratio. Specifically, it is as follows.

【0012】(1)シリケートスラリー及びアルミネー
トスラリー中の界面活性剤の量を制御することにより、
成形体の全領域にわたって均一な独立気泡を有する多孔
質セラミックスを製造することができる。これにより断
熱効果を高めることができ、また均一構造となるため高
強度のものが得られる。さらに軽量体であるため取り扱
いやすい。
(1) By controlling the amount of surfactant in the silicate slurry and aluminate slurry,
It is possible to manufacture a porous ceramic having uniform closed cells over the entire area of the molded body. As a result, the heat insulating effect can be enhanced, and a uniform structure can be obtained, so that a high strength product can be obtained. Furthermore, since it is a lightweight body, it is easy to handle.

【0013】(2)界面活性剤の量、アルミニウム粉末
の表面積、及びシリケートスラリーとアルミネートスラ
リーとの混合比(重量比)を制御することによって、多
孔質セラミックス断熱材の細孔径および空孔率を成形体
全域にわたって、均一に制御することができる。特に空
孔率は最大で80%と従来品に比べて極めて高いものとす
ることができる。これによっても、(1)と同様に断熱
効果を高めることができ、また均一構造となるため高強
度のものが得られる。さらに軽量体であるため取り扱い
やすい。
(2) By controlling the amount of the surfactant, the surface area of the aluminum powder, and the mixing ratio (weight ratio) of the silicate slurry and the aluminate slurry, the pore diameter and porosity of the porous ceramic heat insulating material are controlled. Can be uniformly controlled over the entire area of the molded body. In particular, the maximum porosity is 80%, which can be extremely high compared to conventional products. Also by this, the heat insulating effect can be enhanced as in the case of (1), and since a uniform structure is obtained, a high strength product is obtained. Furthermore, since it is a lightweight body, it is easy to handle.

【0014】本発明の多孔質セラミックス断熱材の製造
方法について、以下に説明する。
The method for producing the porous ceramic heat insulating material of the present invention will be described below.

【0015】〔1〕シリケートスラリー シリケートスラリー中に添加するセラミックス微粉末と
しては、どのようなセラミックスでも使用できるが、例
えば、コージェライト、カイアナイト、ムライト、炭化
ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア等の微粉末が挙げられ
る。特に高温で使用するための多孔質セラミックス断熱
材を得るためには、耐熱性の優れたセラミックス微粉末
(例えば、炭化ケイ素、ムライト、アルミナ等)を用い
れば良い。また断熱材の強度及び熱衝撃特性を高めるた
めに、 Mn 3 O 4 、La2 O 3 等の酸化物を加えることも
できる。なお、セラミックス微粉末の平均粒径は5〜50
μm程度が好ましい。
[1] Silicate Slurry As the ceramic fine powder to be added to the silicate slurry, any ceramic can be used. For example, fine powder of cordierite, kyanite, mullite, silicon carbide, silicon nitride, zirconia, etc. can be used. Can be mentioned. Particularly, in order to obtain a porous ceramics heat insulating material for use at high temperatures, it is sufficient to use ceramics fine powder having excellent heat resistance (for example, silicon carbide, mullite, alumina, etc.). Further, oxides such as Mn 3 O 4 and La 2 O 3 can be added to enhance the strength and thermal shock properties of the heat insulating material. The average particle size of the ceramic fine powder is 5 to 50.
About μm is preferable.

【0016】界面活性剤を使用することにより、成型体
の全域にわたり、均一な独立気泡を有する多孔質セラミ
ックスの製造が可能となる。このような作用を有する界
面活性剤としては、ポリジメチルシロキサン、アミノシ
ラン、アクリルシラン等が好ましい。
By using a surfactant, it becomes possible to produce a porous ceramic having uniform closed cells throughout the molded body. As the surfactant having such an action, polydimethylsiloxane, aminosilane, acrylsilane and the like are preferable.

【0017】アルミニウム粉末は、アルミネートスラリ
ーとの混合の際、下記反応により発泡を生じさせるため
に添加する。 2Al + NaOH → Na 2 O ・Al2 O 3 +2H2
The aluminum powder is added to cause foaming by the following reaction when mixed with the aluminate slurry. 2Al + NaOH → Na 2 O ・ Al 2 O 3 + 2H 2

【0018】この際形成される細孔の径は、アルミニウ
ム粉末の表面積に反比例する。従って、アルミニウム粉
末の表面積は0.05〜1.5 m2 /gであるのが好ましい。
表面積が0.05m2 /g未満であると、発泡が不十分で気
泡率が上がらず、また1.5 m2 /gを超えると発泡が激
しく均一な細孔構造を得ることが困難となる。
The diameter of the pores formed at this time is inversely proportional to the surface area of the aluminum powder. Therefore, the surface area of the aluminum powder is preferably 0.05 to 1.5 m 2 / g.
The surface area is less than 0.05 m 2 / g, foaming does not rise insufficient cell content, also it is difficult to exceed a bubbling 1.5 m 2 / g to obtain a vigorous uniform pore structure.

【0019】また水は、シリケートスラリー中の固形分
(セラミック微粉末+ケイ酸+ケイ酸ソーダ中の固形分
含量)が約75〜90重量%となるように添加するのが好ま
しい。
Water is preferably added so that the solid content (ceramic fine powder + silicic acid + solid content in sodium silicate) in the silicate slurry is about 75 to 90% by weight.

【0020】〔2〕アルミネートスラリー アルミネートスラリー中のセラミックス微粉末及び界面
活性剤は、シリケートスラリー中のものと同じでよい。
また水は、アルミネートスラリー中の固形分(セラミッ
ク微粉末+アルミン酸ソーダ中の固形分含量)が約75〜
90重量%となるように添加するのが好ましい。
[2] Aluminate Slurry The fine ceramic powder and the surfactant in the aluminate slurry may be the same as those in the silicate slurry.
Water has a solid content in the aluminate slurry (ceramic fine powder + solid content in sodium aluminate) of about 75-
It is preferable to add 90% by weight.

【0021】上記シリケートスラリーとアルミネートス
ラリーは、それぞれエアダイヤフラムポンプ等を用いて
14〜16時間循環させることにより、分散性が良く気泡の
混入がないスラリーとすることができる。
The above-mentioned silicate slurry and aluminate slurry are respectively prepared by using an air diaphragm pump or the like.
By circulating for 14 to 16 hours, a slurry having good dispersibility and containing no bubbles can be obtained.

【0022】〔3〕各成分の組成比 上記組成のシリケートスラリー及びアルミネートスラリ
ーは、以下の組成(固形分基準)を有するのが好まし
い。またその混合物が以下の組成(固形分基準)となる
ような混合比で混合するのが好ましい。
[3] Composition Ratio of Each Component The silicate slurry and aluminate slurry having the above composition preferably have the following composition (based on solid content). Further, it is preferable to mix the mixture at a mixing ratio such that the composition (based on solid content) is as follows.

【0023】(a) シリケートスラリー ケイ酸ソーダ 10〜15重量% セラミックス微粉末 65〜75重量% 界面活性剤 0.05〜0.15重量% アルミニウム粉末 0.1 〜0.5 重量% 水 約10〜25重量%(A) Silicate slurry Sodium silicate 10-15% by weight Ceramic fine powder 65-75% by weight Surfactant 0.05-0.15% by weight Aluminum powder 0.1-0.5% by weight Water approx. 10-25% by weight

【0024】(b) アルミネートスラリー アルミン酸ソーダ 10〜15重量% セラミックス微粉末 65〜75重量% 界面活性剤 0.05〜0.15重量% 水 約10〜25重量%(B) Aluminate slurry Sodium aluminate 10 to 15% by weight Ceramic fine powder 65 to 75% by weight Surfactant 0.05 to 0.15% by weight Water about 10 to 25% by weight

【0025】(c) シリケートスラリー/アルミネート
スラリーの混合比:1/0.6 〜1/1.6
(C) Mixing ratio of silicate slurry / aluminate slurry: 1 / 0.6 to 1 / 1.6

【0026】(d) 混合物 ケイ酸ソーダ 5〜8 重量% アルミン酸ソーダ 5〜9 重量% セラミックス微粉末 65〜75重量% 界面活性剤 0.05〜0.15重量% アルミニウム粉末 0.04〜0.3 重量% 水 約10〜25重量%(D) Mixture Sodium silicate 5-8 wt% Sodium aluminate 5-9 wt% Ceramic fine powder 65-75 wt% Surfactant 0.05-0.15 wt% Aluminum powder 0.04-0.3 wt% Water About 10- 25% by weight

【0027】混合物中において、ケイ酸ソーダの含有量
が10重量%未満であると、骨材(セラミックス微粉末)
どうしの接着不十分であり、また15重量%を超えると焼
結時の収縮が激しく細孔の形状維持が困難となる。
When the content of sodium silicate in the mixture is less than 10% by weight, aggregate (ceramic fine powder)
Adhesion between them is insufficient, and if it exceeds 15% by weight, shrinkage during sintering becomes severe and it becomes difficult to maintain the shape of pores.

【0028】またセラミックス微粉末の含有量が65重量
%未満であると、ゲル強度が不十分で取り扱いが困難で
あり、また75重量%を超えると粘度が急激に上昇し、成
型性が悪くなる。
If the content of the ceramic fine powder is less than 65% by weight, the gel strength is insufficient and handling is difficult, and if it exceeds 75% by weight, the viscosity sharply increases and the moldability deteriorates. ..

【0029】さらに界面活性剤の含有量が0.05重量%未
満であると、成形体全体にわたって均一な構造を形成す
ることが困難である。また0.15重量%を越えると、細孔
どうしが連続する開気孔が形成される。この範囲では、
成形体の細孔径は界面活性剤の添加量に反比例する。
Further, if the content of the surfactant is less than 0.05% by weight, it is difficult to form a uniform structure over the entire molded body. On the other hand, when it exceeds 0.15% by weight, open pores having continuous pores are formed. In this range,
The pore size of the molded product is inversely proportional to the amount of the surfactant added.

【0030】さらにアルミニウム粉末の含有量が 0.04
重量%未満であると、発泡速度が遅く、スラリーのゲル
化前に十分な気孔率を得ることができない。また 0.3重
量%を越えると発泡速度が速く、均一な細孔構造に制御
することが困難となる。
Further, the content of aluminum powder is 0.04
When it is less than wt%, the foaming rate is slow and a sufficient porosity cannot be obtained before gelation of the slurry. On the other hand, if it exceeds 0.3% by weight, the foaming rate is high and it becomes difficult to control the pore structure to be uniform.

【0031】シリケートスラリーとアルミネートスラリ
ーとの混合比に関しては、両者の固形分重量比で、1/
0.6 〜1/1.6 の範囲とする。アルミネートスラリーの
混合比が 0.6未満であると、ゲル化速度が速く、成形が
困難であり、また十分な気孔率が得られない。逆にアル
ミネートスラリーの混合比が 1.6を越えると、ゲル化速
度が遅く、生産性が低く、また十分なゲル強度が得られ
ない。
Regarding the mixing ratio of the silicate slurry and the aluminate slurry, the solid content weight ratio of both is 1 /
The range is 0.6 to 1 / 1.6. When the mixing ratio of the aluminate slurry is less than 0.6, the gelation rate is high, molding is difficult, and sufficient porosity cannot be obtained. On the other hand, if the mixing ratio of the aluminate slurry exceeds 1.6, the gelation rate is slow, the productivity is low, and sufficient gel strength cannot be obtained.

【0032】〔4〕乾燥、焼成 以上のように、シリケートスラリーにのみアルミニウム
粉末を添加し、攪拌した後、アルミネートスラリーと混
合攪拌し、所望のキャビティー形状を有する鋳型に流し
込む。これにより、下記式により表される発泡・ゲル化
反応が進行し、多孔質のヒドロゲルが得られる。 Na2 O ・2SiO2 ・x H2 O (シリケート)+ 1.2Na2 O ・Al2 O 3 ・yH2 O (アルミン酸ソーダ) → Na2 O ・Al2 O 3 ・SiO 2 ・zH2 O + NaOH
[4] Drying and Firing As described above, aluminum powder is added only to the silicate slurry, stirred, and then mixed and stirred with the aluminate slurry and poured into a mold having a desired cavity shape. As a result, the foaming / gelling reaction represented by the following formula proceeds, and a porous hydrogel is obtained. Na 2 O ・ 2SiO 2・ x H 2 O (silicate) + 1.2Na 2 O ・ Al 2 O 3・ yH 2 O (sodium aluminate) → Na 2 O ・ Al 2 O 3・ SiO 2・ zH 2 O + NaOH

【0033】この時形成される細孔の径は、混合するシ
リケートスラリー/アルミネートスラリーの重量比に比
例する。シリケートスラリーとアルミネートスラリーと
の混合比は、上述の通り、両者の固形分重量比で、1/
0.6 〜1/1.6 の範囲にあることが好ましい。
The diameter of the pores formed at this time is proportional to the weight ratio of the silicate slurry / aluminate slurry to be mixed. As described above, the mixing ratio of the silicate slurry and the aluminate slurry is 1 / weight ratio of the solid content of both.
It is preferably in the range of 0.6 to 1 / 1.6.

【0034】なお、発泡、ゲル化にプラスチックの鋳型
を使用することができるため、成形品の形状の自由度が
大きく、また大型品の成形も可能である。
Since a plastic mold can be used for foaming and gelling, the degree of freedom in the shape of the molded product is large and a large product can be molded.

【0035】また成形工程において、鋳型に離型剤を塗
布することにより、得られる成形体の表面をメンブレン
構造にすることができる。離型剤としては、グリセリ
ン、水、界面活性剤からなるものを使用することができ
る。
Further, in the molding step, by applying a release agent to the mold, the surface of the resulting molded body can be made to have a membrane structure. As the mold release agent, those composed of glycerin, water and a surfactant can be used.

【0036】〔4〕リーチング処理 上記の多孔質ヒドロゲルをイオン交換水で洗浄し、過剰
なソーダ分を除去した後、0.5 〜2%(例えば、1%)
の塩化アンモニウム溶液を用いて、ヒドロゲル結合中の
ナトリウムをアンモニウムイオンでイオン交換し、除去
する。さらにイオン交換水で洗浄することにより、過剰
な塩素イオンを除去する。
[4] Reaching treatment The above porous hydrogel was washed with ion-exchanged water to remove excess soda, and then 0.5 to 2% (for example, 1%).
The sodium in the hydrogel bond is ion-exchanged with ammonium ion to remove the sodium in the hydrogel bond. Further, by washing with ion-exchanged water, excess chlorine ions are removed.

【0037】〔5〕乾燥、焼成 リーチング処理によりソーダ分を除去した多孔質ヒドロ
ゲルを温風乾燥することにより、水分を除去し、さらに
オーブン乾燥する。これにより、吸着水及びアンモニウ
ムを除去する。次いで、約1200〜1600℃の高温焼成によ
り、多孔質セラミックス体を得る。
[5] Drying and firing The porous hydrogel from which the soda content has been removed by the leaching treatment is dried with warm air to remove water and then oven dried. This removes adsorbed water and ammonium. Then, a high temperature firing at about 1200 to 1600 ° C. is performed to obtain a porous ceramic body.

【0038】以上の方法により得られる本発明の多孔質
セラミックス断熱材は、独立気泡率が80%以上であり、
かつ空孔率を40〜80%の範囲で、また気孔径を 100〜80
0 μmの範囲でそれぞれ均一に制御可能である。
The porous ceramics heat insulating material of the present invention obtained by the above method has a closed cell ratio of 80% or more,
In addition, the porosity is in the range of 40-80% and the pore size is 100-80.
It can be uniformly controlled in the range of 0 μm.

【0039】[0039]

【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明する。
The present invention will be described in more detail by the following examples.

【0040】実施例1 下記表1に示す組成比(重量%)で、ケイ酸ソーダおよ
びアルミン酸ソーダに各種のセラミックス微粉末と界面
活性剤を加え、攪拌機で攪拌後、エアダイヤフラムポン
プで一昼夜循環させることにより、それぞれ比重 1.9g
/cc、粘度4000cps(15℃)のスラリーを得た。
Example 1 Various ceramic fine powders and surfactants were added to sodium silicate and sodium aluminate at the composition ratio (% by weight) shown in Table 1 below, and after stirring with a stirrer, circulation was performed overnight with an air diaphragm pump. Specific gravity of 1.9g
A slurry with a viscosity of 4000 cps (15 ° C) was obtained.

【0041】 表1 シリケート アルミネート 原 料 (g) スラリー スラリー ケイ酸ソーダ(固形分含量44%) 600 − アルミン酸ソーダ(固形分含量46%) − 600 水 202 206 コージェライト (200mesh) 560 560 仮焼カイアナイト (200mesh) 582 578 界面活性剤(1) 3 3 注:(1)ポリジメチルシロキサンTable 1 Silicate aluminate raw material (g) Slurry Slurry Sodium silicate (solid content 44%) 600-Sodium aluminate (solid content 46%)-600 Water 202 206 Cordierite (200mesh) 560 560 Tentative Baked Kyanite (200mesh) 582 578 Surfactant (1) 3 3 Note: (1) Polydimethylsiloxane

【0042】シリケートスラリー中にのみ、スラリー10
00重量%に対してアルミニウム粉末(比表面積 1.3m 2
/g) 1.5重量%を加えてよく分散させた後、アルミネー
トスラター/シリケートスラリーの重量比が 1.2となる
ように、それぞれのスラリーを秤量し、混合攪拌後、 2
00mm× 200mm× 120mmの鋳型に流し込んだ。
Slurry 10 only in silicate slurry
Aluminum powder (specific surface area 1.3 m 2
/ g) 1.5% by weight was added and well dispersed, and then each slurry was weighed so that the weight ratio of aluminate slurry / silicate slurry was 1.2, and after mixing and stirring, 2
It was poured into a mold of 00 mm × 200 mm × 120 mm.

【0043】鋳型にはあらかじめグリセリン50重量%、
ぬれ剤4〜6重量%および水50重量%から成る離型剤を
塗布しておいた。鋳込み後、約10分間で体積が約3倍に
膨張し、 200mm× 200mm×90mmの多孔質ヒドロゲルが得
られた。
50% by weight of glycerin was previously added to the mold,
A release agent consisting of 4 to 6% by weight of wetting agent and 50% by weight of water has been applied. In about 10 minutes after casting, the volume expanded to about 3 times, and a 200 mm × 200 mm × 90 mm porous hydrogel was obtained.

【0044】この多孔質ヒドロゲルをイオン交換水で洗
浄し、過剰なソーダ分を除去した後、1%の塩化アンモ
ニウム水溶液で洗浄し、ヒドロゲル結合中のナトリウム
イオンをアンモニウムイオンで交換して除去し、さらに
イオン交換水で洗浄して塩素イオンを除去した。
This porous hydrogel was washed with ion-exchanged water to remove excess soda, and then washed with a 1% ammonium chloride aqueous solution to remove sodium ions in the hydrogel bond by exchanging them with ammonium ions. Further, it was washed with ion-exchanged water to remove chlorine ions.

【0045】この多孔質ヒドロゲルを50℃で1昼夜温風
乾燥して水分を除去した後、図1に示す温度プログラム
で乾燥し、吸着水及びアンモニウムを除去した。さらに
図2に示す温度プログラムで焼成した。焼成品の物性を
表2に示す。
The porous hydrogel was dried with hot air at 50 ° C. for one day to remove water, and then dried according to the temperature program shown in FIG. 1 to remove adsorbed water and ammonium. Further, firing was performed according to the temperature program shown in FIG. Table 2 shows the physical properties of the fired product.

【0046】実施例2 アルミニウム粉末として、比表面積0.7 m2 /gのもの
を用いた以外実施例1と同様にして、リーチング、乾
燥、焼成を行った。得られた焼成品の物性を表2に示
す。
Example 2 Leaching, drying and firing were carried out in the same manner as in Example 1 except that aluminum powder having a specific surface area of 0.7 m 2 / g was used. Table 2 shows the physical properties of the obtained fired product.

【0047】実施例3 実施例1において、シリケートスラリーとアルミネート
スラターとの重量比をアルミネート/シリケート= 1.5
になるように混合し、得られた多孔質ヒドロゲルを同様
にリーチング、乾燥、焼成した。得られた焼成品の物性
を表2に示す。
Example 3 In Example 1, the weight ratio of the silicate slurry to the aluminate slurry was aluminate / silicate = 1.5.
The resulting porous hydrogel was similarly leached, dried and fired. Table 2 shows the physical properties of the obtained fired product.

【0048】実施例4 各スラリーに添加する界面活性剤量を 1.5gとした以外
実施例1と同様にして、リーチング、乾燥、焼成を行っ
た。得られた焼成品の物性を表2に示す。
Example 4 Leaching, drying and firing were carried out in the same manner as in Example 1 except that the amount of surfactant added to each slurry was 1.5 g. Table 2 shows the physical properties of the obtained fired product.

【0049】実施例5 比表面積が0.7 m2 /gのアルミニウム粉末を用い、各
スラリー中の界面活性剤量を 1.5gとした以外実施例1
と同様にして、リーチング、乾燥、焼成を行った。得ら
れた焼成品の物性を表2に示す。なお表2における熱伝
導率は1300℃における値である。
Example 5 Example 1 except that aluminum powder having a specific surface area of 0.7 m 2 / g was used and the amount of surfactant in each slurry was 1.5 g.
Leaching, drying and firing were performed in the same manner as in. Table 2 shows the physical properties of the obtained fired product. The thermal conductivity in Table 2 is the value at 1300 ° C.

【0050】 表2 空孔率 曲げ強度 熱伝導率 実施例No. (%) (kg/cm2 ) (cal/m・h ・℃) 1 70 18〜20 0.25 2 75 15〜17 0.23 3 78 14〜15 0.19 4 80 12〜14 0.16 5 82 10〜12 0.13 Table 2 Porosity Bending strength Thermal conductivity Example No. (%) (Kg / cm 2 ) (cal / m ・ h ・ ℃) 1 70 18 to 20 0.25 2 75 15 to 17 0.23 3 78 14 to 15 0.19 4 80 12 to 14 0.16 5 82 10 to 12 0.13

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明の多孔質セラミックス断熱材は、
上述したように空孔率が極めて高いため、優れた断熱特
性を発揮する。また細孔構造が成型体全域にわたって均
一であるため、同程度の断熱特性をもつ従来品に比べ、
曲げ強度が高い。さらに成形加工性が優れていることか
ら、従来品のように複雑な加工工程を経ることなく、種
々の形状の断熱材に成形することができる。このような
本発明の多孔質セラミックス断熱材は、工業用加熱炉、
窯業炉等の各種炉の炉材、スチーム用配管、ボイラー
室、乾燥室等の断熱材、住宅用断熱ボード、自動車のエ
ンジンルーム用マニホルド等、幅広い分野への応用が可
能である。
The porous ceramic heat insulating material of the present invention is
Since the porosity is extremely high as described above, it exhibits excellent heat insulating properties. In addition, since the pore structure is uniform over the entire molded body, compared to conventional products that have the same heat insulation characteristics,
High bending strength. Further, since it has excellent moldability, it can be molded into heat insulating materials of various shapes without undergoing complicated processing steps as in conventional products. Such a porous ceramics heat insulating material of the present invention is an industrial heating furnace,
It can be applied to a wide range of fields such as furnace materials for various furnaces such as ceramic furnaces, steam piping, heat insulating materials for boiler rooms and drying rooms, heat insulating boards for houses, manifolds for automobile engine rooms, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】各実施例において行う乾燥プログラムを示すダ
イヤグラムである。
FIG. 1 is a diagram showing a drying program executed in each example.

【図2】各実施例において行う焼成プログラムを示すダ
イヤグラムである。
FIG. 2 is a diagram showing a firing program performed in each example.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケイ酸ソーダ、セラミックス微粉末、界
面活性剤及び金属アルミニウム粉末を主成分とするシリ
ケートスラリーと、アルミン酸ソーダ、セラミックス微
粉末及び界面活性剤を主成分とするアルミネートスラリ
ーとを混合し、攪拌することにより発泡・ゲル化させ
て、多孔質ヒドロゲル体を作製し、前記多孔質ヒドロゲ
ル体からソーダ分をリーチング処理によって除去した
後、乾燥、焼成することによりなる多孔質セラミックス
断熱材。
1. A silicate slurry containing sodium silicate, a ceramic fine powder, a surfactant and a metal aluminum powder as a main component, and an aluminate slurry containing sodium aluminate, a ceramic fine powder and a surfactant as a main component. A porous ceramic heat insulating material obtained by mixing and stirring to foam / gelate to prepare a porous hydrogel body, remove the soda component from the porous hydrogel body by leaching treatment, and then dry and calcine. ..
【請求項2】 請求項1に記載の多孔質セラミックス断
熱材において、その全領域にわたって、独立気泡率が80
%以上であり、かつ空孔率を40〜80%の範囲で、また気
孔径を 100〜800 μmの範囲でそれぞれ均一に制御可能
であることを特徴とする多孔質セラミックス断熱材。
2. The porous ceramics heat insulating material according to claim 1, wherein the closed cell ratio is 80 over the entire area.
%, And the porosity can be uniformly controlled within the range of 40 to 80% and the pore diameter within the range of 100 to 800 μm.
JP35641291A 1991-12-24 1991-12-24 Porous ceramic heat-insulating material Pending JPH05170571A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100369210B1 (en) * 2000-06-07 2003-01-24 한국과학기술연구원 Porous Ceramic Heating Element, Its Preparation and Exhaust Gas Filter Using Same
JP2005288350A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Efficient heat insulating method and device for high-pressure device

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