NO131883B

NO131883B -

Info

Publication number: NO131883B
Application number: NO740207A
Authority: NO
Inventors: J D Birchall; J E Cassidy
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1970-03-16
Filing date: 1974-01-22
Publication date: 1975-05-12
Also published as: NO131883C

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av faste formstykker av en blanding inneholdende et ildfast materiale og fosfatforbindelser, og er karakterisert ved at man anvender en blanding som består av et halogenholdig komplekst fosfat av aluminium inneholdende et eller flere kjemisk bundne vannmolekyler og/eller et eller flere kjemisk bundne oksygenholdige organiske molekyler som bindemiddel, og et dispergeringsmiddel for det komplekse fosfat, idet det komplekse fosfat anvendes i en mengde på 0,5-25 vekt% av blandingen, og ved at forholdet mellom antall gramatomer aluminium og antall gramatomer fosfor i det komplekse fosfat er fra 2:1 til hovedsakelig 1:1, hvoretter det dannede formstykke herdes ved oppvarming innen temperaturområdet 80-1500°c. This invention relates to a method for producing solid shaped pieces from a mixture containing a refractory material and phosphate compounds, and is characterized by using a mixture consisting of a halogen-containing complex phosphate of aluminum containing one or more chemically bound water molecules and/or one or several chemically bound oxygen-containing organic molecules as a binder, and a dispersant for the complex phosphate, the complex phosphate being used in an amount of 0.5-25% by weight of the mixture, and in that the ratio between the number of gram atoms of aluminum and the number of gram atoms of phosphorus in the complex phosphate is from 2:1 to mainly 1:1, after which the formed piece is hardened by heating within the temperature range 80-1500°c.

Det komplekse fosfat er fortrinnsvis tilstede i en mengde på 2 til 10 vekt% av blandingen. Andre foretrukne utførelsesformer er presisert i patentkravene. The complex phosphate is preferably present in an amount of 2 to 10% by weight of the mixture. Other preferred embodiments are specified in the patent claims.

Blandingen kan brukes til mange forskjellige formål, ved hvilke man kan dra nytte av herdningen av blandingen og dens ved-hefting til de omgivende materialer, for eksempel som stampeblandinger, pressblandinger eller som mørtel, sement eller fyllstoff, for eksempel for binding av keramiske stoffer, men vil spesielt være egnet til bruk ved høye temperaturer. Mengdeforhold av komponenter og konsistensen av blandingen kan velges slik at man får optimale verdier for den tilsiktede anvendelse. Eksempler på formede gjen-stander som kan fremstilles av blandingen, er murstein (f.eks. ovns-murstein) , former,, særlig støpeformer, og plater og blokker, for eksempel foringsblokker for høytemperatur-anvendelser. Formetykket herdes ved varmebehandling, vanligvis ved temperaturer på 80-1200°C. Hensiktsmessig blir formstykket i rå tilstand først tørket, for eksempel ved en temperatur på 80-250°C, før det overføres til en ovn for brenning ved høy temperatur. The mixture can be used for many different purposes, whereby one can take advantage of the hardening of the mixture and its adhesion to the surrounding materials, for example as tamping mixtures, pressing mixtures or as mortar, cement or filler, for example for bonding ceramic substances, but will be particularly suitable for use at high temperatures. Quantities of components and the consistency of the mixture can be chosen so that optimal values are obtained for the intended application. Examples of shaped articles that can be produced from the mixture are bricks (eg oven bricks), moulds, in particular moulds, and plates and blocks, for example lining blocks for high temperature applications. The preform is hardened by heat treatment, usually at temperatures of 80-1200°C. Conveniently, the mold in its raw state is first dried, for example at a temperature of 80-250°C, before it is transferred to a furnace for firing at a high temperature.

De komplekse fosfater av aluminium som kan brukes ved oppfinnelsen, er beskrevet i britisk patent nr. 1 322 722 og nr. 1 322 724 og kan fremstilles som der beskrevet. The complex phosphates of aluminum that can be used in the invention are described in British patent no. 1 322 722 and no. 1 322 724 and can be produced as described there.

Egnede oksygenholdige organiske molekyler omfatter hydroksyforbindelser, estere, aldehyder og ketoner. Foretrukne oksygenholdige organiske molekyler er slike som danner koordinerte forbindelser med aluminiumsalter. Foretrukne hydroksy-forbindelser er alifatiske alkoholer, f.eks. alifatiske alkoholer inneholdende 1 til 10 karbonatomer, særlig foretrekkes alifatiske alkoholer som inneholder fra 1 til 4 karbonatomer, f.eks. etylalkohol. Suitable oxygen-containing organic molecules include hydroxy compounds, esters, aldehydes and ketones. Preferred oxygen-containing organic molecules are those which form coordinated compounds with aluminum salts. Preferred hydroxy compounds are aliphatic alcohols, e.g. aliphatic alcohols containing 1 to 10 carbon atoms, particularly preferred are aliphatic alcohols containing from 1 to 4 carbon atoms, e.g. ethyl alcohol.

Halogenet i halogenholdige komplekse fosfater av aluminium (i det følgende betegnet som komplekst fosfat) er fortrinnsvis klor, men forbindelsene kan inneholde andre halogener, f.eks. brom eller jod. Uttrykket "fosfat" innbefatter fosfatestere. The halogen in halogen-containing complex phosphates of aluminum (hereinafter referred to as complex phosphate) is preferably chlorine, but the compounds may contain other halogens, e.g. bromine or iodine. The term "phosphate" includes phosphate esters.

Forholdet mellom antallet av gramatomer av aluminium og antallet av gramatomer av fosfor i det komplekse fosfat kan være fra 2:1 til hovedsakelig 1:1, det er fortrinnsvis nær 1:1, da komplekse fosfater med dette forhold direkte spaltes ved lave temperaturer til aluminiumortofosfat som har større kjemisk stabilitet og er mer ildfast enn aluminiumfosfat dannet av komplekse fosfater med andre forhold. Forholdet mellom antallet gramatomer av aluminium og antallet av gramatomer av halogen i de komplekse fosfater er for- The ratio between the number of gram atoms of aluminum and the number of gram atoms of phosphorus in the complex phosphate can be from 2:1 to mainly 1:1, it is preferably close to 1:1, as complex phosphates with this ratio are directly decomposed at low temperatures to aluminum orthophosphate which has greater chemical stability and is more refractory than aluminum phosphate formed from complex phosphates with other conditions. The ratio between the number of gram atoms of aluminum and the number of gram atoms of halogen in the complex phosphates is

trinnsvis tilnærmet 1:1. step by step approximately 1:1.

De komplekse fosfater kan være monomere eller polymere. Deres struktur er ikke nøyaktig kjent, og visse av de kjemisk bundne hydroksyforbindelser kan være bundet som OR-gruppe istedenfor som fullstendige molekyler. The complex phosphates can be monomeric or polymeric. Their structure is not precisely known, and certain of the chemically bound hydroxy compounds may be bound as OR groups instead of as complete molecules.

De monomere forbindelser eller enheter i de polymere forbindelser av de komplekse fosfater kan inneholde f.eks. fra 1 til 5 molekyler av hydroksyforbindelsen. Som oftest er molekylantallet i hydroksyforbindelsen 4. I visse tilfeller kan de komplekse fosfater inneholde molekyler av forskjellige hydroksyforbindelser, de kan f.eks. inneholde både kjemisk bundet vann og en kjemisk bundet organisk hydroksyforbindelse, idet det samlede antall av slike molekyler er f.eks. fra 2 til 5. The monomeric compounds or units in the polymeric compounds of the complex phosphates can contain e.g. from 1 to 5 molecules of the hydroxy compound. Most often, the number of molecules in the hydroxy compound is 4. In certain cases, the complex phosphates can contain molecules of different hydroxy compounds, they can e.g. contain both chemically bound water and a chemically bound organic hydroxy compound, the total number of such molecules being e.g. from 2 to 5.

Eksempler på komplekse fosfater er: Examples of complex phosphates are:

(a) slike som inneholder etylalkohol og har den empiriske formel AlPClH25Cg08. Infrarød- og røntgenstråle-karakteristikker av forbindelsen er beskrevet i eksempel 1 i britisk patent nr. 1 322 722. De betegnes som aluminium-klorfosfatetanolat, og for enkelthets skyld betegnes de i det følgende som ACPE. (b) slike som har den empiriske formel AlPClH^^Og. infrarød-og røntgenstråle-karakteristikker av forbindelsen er beskrevet i eksempel 1 i britisk patent nr. 1 722 724. De betegnes som aluminium-klorfosfat-hydrat, og for enkelthets skyld betegnes de i det følgende som ACPH. (c) slike som inneholder brom og etylalkohol og har den empiriske formel AlPB<rH>g<gC>gOg. Infrarød- og røntgenstråle-karakteristik-ker av forbindelsen er beskrevet i eksempel 3 i britisk patent nr. 1 322 722. De betegnes som aluminium-bromfosfat-etanolat og for enkelthets skyld betegnes de i det følgende som ABPH. (a) those containing ethyl alcohol and having the empirical formula AlPClH25Cg08. Infrared and X-ray characteristics of the compound are described in Example 1 of British Patent No. 1,322,722. They are designated aluminum chlorophosphate ethanolate, and for simplicity they are hereinafter designated ACPE. (b) those having the empirical formula AlPClH^^Og. Infrared and X-ray characteristics of the compound are described in Example 1 of British Patent No. 1,722,724. They are referred to as aluminum chlorophosphate hydrate, and for simplicity they are referred to below as ACPH. (c) those containing bromine and ethyl alcohol and having the empirical formula AlPB<rH>g<gC>gOg. Infrared and X-ray characteristics of the compound are described in Example 3 of British Patent No. 1 322 722. They are designated as aluminum bromophosphate ethanolate and for simplicity they are hereinafter designated as ABPH.

Det vil imidlertid forstås at disse betegnelser ikke på noen måte tyder på noen spesiell molekylstruktur av forbindelsene. However, it will be understood that these designations do not in any way indicate any particular molecular structure of the compounds.

De komplekse fosfater og deres oppløsninger kan fremstilles ved at man omsetter aluminium eller en aluminiumforbindelse, fortrinnsvis et halogenid, med en hydroksyforbindelse R-OH, hvor R er hydrogen eller en organisk gruppe, og fosforsyre, en fosforsyreester eller en forbindelse som er istand til å danne fosforsyre eller en fosforsyreester, og - når aluminium eller en aluminiumforbindelse forskjellig fra halogenid anvendes -, med en halogensyre. Fremstil-lingen skjer fortrinnsvis ved en temperatur mellom 0°C og 50°C, og The complex phosphates and their solutions can be prepared by reacting aluminum or an aluminum compound, preferably a halide, with a hydroxy compound R-OH, where R is hydrogen or an organic group, and phosphoric acid, a phosphoric acid ester or a compound capable of form phosphoric acid or a phosphoric acid ester, and - when aluminum or an aluminum compound other than a halide is used -, with a halogen acid. The production preferably takes place at a temperature between 0°C and 50°C, and

et komplekst fosfat i hvilket R-OH er vann, kan fremstilles ved at a complex phosphate in which R-OH is water can be prepared by

det komplekse fosfat i hvilket R-OH er en organisk hydroksyforbindelse, behandles med vann. the complex phosphate in which R-OH is an organic hydroxy compound is treated with water.

Egnede ildfaste materialer omfatter: Siliciumdioksyd, aluminiumdioksyd, f.eks. plateformet aluminiumdioksyd og bauxitt, magnesium-, kalsium- og titanoksyder, sink- og tinnoksyder, magne-sitt, ildfast magnesium-krom-sten, zirkoniumsilikat, zirkoniumoksyd, zirkoniumsilikat, zirkoniumoksyd, zirkon, aluminiumsilikater, f.eks. sillimanit, andalusitt, kyanitt, mulitt og molochitt, por-selen og kaolin; karbider, f.eks. silicium- og wolframkarbider; nitrider, f.eks. silicium- og bornitrid; bor, asbest, jern(III)ok-syd, kromoksyd, kromitt, glimmer, aluminiumfosfat, og blandinger derav. Suitable refractory materials include: Silicon dioxide, aluminum dioxide, e.g. plate aluminum dioxide and bauxite, magnesium, calcium and titanium oxides, zinc and tin oxides, magne-site, refractory magnesium-chrome stone, zirconium silicate, zirconium oxide, zirconium silicate, zirconium oxide, zircon, aluminum silicates, e.g. sillimanite, andalusite, kyanite, mullite and molochite, porcelain and kaolin; carbides, e.g. silicon and tungsten carbides; nitrides, e.g. silicon and boron nitride; boron, asbestos, iron(III) oxide, chromium oxide, chromite, mica, aluminum phosphate, and mixtures thereof.

Det ildfaste materiale kan ha hvilken som helst form avhengig av bruken som er tiltenkt blandingen. Vanligvis er det i pulverform, men det kan også være f.eks. i form av fibre, fliser og flak-pulver. The refractory material can take any form depending on the intended use of the mixture. Usually it is in powder form, but it can also be e.g. in the form of fibres, tiles and flake powder.

Partikkelstørrelsen av det ildfaste pulver kan variere innen vide grenser. F.eks. kan det være fordelaktig å bruke et grovt pulver hvis partikkelstørrelse vesentlig ligger innen området 0,35-1,0 mm, eller et fint pulver hvorav nesten alt har en partik-kelstørrelse mindre enn 0,05 mm. Blandinger av grove og fine pul-vere foretrekkes i visse utførelsesformer. F.eks. i støpeformer foretrekkes å bruke et ildfast pulver hvor minst 50 vekt% har en partikkelstørrelse mindre enn 0,15 mm, og fortrinnsvis mindre enn 0,075 mm. The particle size of the refractory powder can vary within wide limits. E.g. it may be advantageous to use a coarse powder whose particle size is substantially within the range of 0.35-1.0 mm, or a fine powder of which almost all have a particle size smaller than 0.05 mm. Mixtures of coarse and fine powders are preferred in certain embodiments. E.g. in molds, it is preferred to use a refractory powder in which at least 50% by weight has a particle size smaller than 0.15 mm, and preferably smaller than 0.075 mm.

Dispergeringsmiddelet, vanligvis et flytende dispergeringsmiddel, er fortrinnsvis et oppløsningsmiddel for det komplekse fosfat. Bindemiddelet kan være dispergert i dispergeringsmiddelet, f.eks. som en suspensjon, sol eller gel. The dispersant, usually a liquid dispersant, is preferably a solvent for the complex phosphate. The binder may be dispersed in the dispersant, e.g. as a suspension, sol or gel.

Egnede oppløsningsmidler for det komplekse fosfat er beskrevet i ovennevnte britiske patenter, og er fortrinnsvis polare oppløsningsmidler, f.eks. metylalkohol, etylalkohol, isopropylalkohol, butylalkohol, etylenglykol, monoetyleter, vann eller en blanding av to eller flere av disse oppløsningsmidler. Det kan brukes en blanding av oppløsningsmidler, f.eks. en blanding av kloro-form med metanol. Suitable solvents for the complex phosphate are described in the above British patents, and are preferably polar solvents, e.g. methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, ethylene glycol, monoethyl ether, water or a mixture of two or more of these solvents. A mixture of solvents can be used, e.g. a mixture of chloroform with methanol.

Om ønsket, kan oppløsningsmiddelet (f.eks. alkanol) være det oppløsningsmiddel i hvilket det komplekse fosfat ble fremstilt. Man behøver ikke isolere det komplekse fosfat før omdannelsen til blandingen, og den rå reaksjonsblanding i hvilken det blir fremstilt, kan brukes direkte, om ønsket etter passende fjerning av over-skuddskomponenter eller tilsetning av ytterligere komponenter, f. eks. oppløsningsmiddelet. If desired, the solvent (eg, alkanol) may be the solvent in which the complex phosphate was prepared. It is not necessary to isolate the complex phosphate prior to conversion to the mixture, and the crude reaction mixture in which it is prepared can be used directly, if desired after appropriate removal of excess components or addition of additional components, e.g. the solvent.

I mange anvendelser er det fordelaktig å danne en gel av bindemiddelet i dispergeringsmiddelet, og det ildfaste materiale tilsettes og danner en viskøs eller til og med tiksotropisk blanding, som er særlig egnet for stampeblandinger. Om ønsket kan blandingene geleres etter at det ildfaste materiale er tilsatt. Alternativt kan blandingen, om ønsket, inneholde en mindre andel, f.eks. fra 1 til 10%, fortrinnsvis 5 til 10 vekt%, av en alkalisk substans, fortrinnsvis et svakt alkali, for å fremme geleringen av blandingen. Foretrukne alkaliske substanser er organiske aminer eller alkaliske metalloksyder, f.eks. kalsiumoksyd eller særlig magnesiumoksyd. Det vil forstås at det ildfaste pulver kan være et alkalisk materiale, f.eks. magnesia, og at geleringen vil frem-mes av selve det ildfaste pulver. In many applications it is advantageous to form a gel of the binder in the dispersant, and the refractory material is added to form a viscous or even thixotropic mixture, which is particularly suitable for tamping mixtures. If desired, the mixtures can be gelled after the refractory material has been added. Alternatively, if desired, the mixture may contain a smaller proportion, e.g. from 1 to 10%, preferably 5 to 10% by weight, of an alkaline substance, preferably a weak alkali, to promote the gelation of the mixture. Preferred alkaline substances are organic amines or alkaline metal oxides, e.g. calcium oxide or especially magnesium oxide. It will be understood that the refractory powder may be an alkaline material, e.g. magnesia, and that the gelation will be brought about by the refractory powder itself.

De relative mengder av ildfast materiale, bindemiddel og dispergeringsmiddel kan variere innenfor vide grenser, avhengig f.eks. av den ønskede konsistens av blandingen. Således kan blandingen hensiktsmessig omfatte et ildfast materiale i en mengde på 1 til 80 vekt% av blandingen, og dispergeringsmiddelet i en mengde på 0,5 til 50 vekt% av blandingen. The relative amounts of refractory material, binder and dispersant can vary within wide limits, depending on e.g. of the desired consistency of the mixture. Thus, the mixture can appropriately comprise a refractory material in an amount of 1 to 80% by weight of the mixture, and the dispersant in an amount of 0.5 to 50% by weight of the mixture.

Blandingen kan i tillegg til det komplekse fosfat inneholde et eller flere andre bindemidler. Eksempler på slike bindemidler er silikater, f.eks. alkylsilikater, så som etyl- eller iso-propylsilikat, aminoalkylsilikater, monoetanolamin-ortosilikat, alkalimetallsilikater, så som natrium- og/eller kaliumsilikat, silikasoler, metalloksyklorider, så som aluminiumoksyklorid, gips-siliciumdioksyd-blandinger og sementer, så som aluminiumoksyd- eller Portlandsement. Dessuten kan blandingene inneholde to eller flere forskjellige komplekse fosfater som bindemiddel. In addition to the complex phosphate, the mixture may contain one or more other binders. Examples of such binders are silicates, e.g. alkyl silicates, such as ethyl or isopropyl silicate, aminoalkyl silicates, monoethanolamine orthosilicate, alkali metal silicates, such as sodium and/or potassium silicate, silica sols, metal oxychlorides, such as aluminum oxychloride, gypsum-silica mixtures and cements, such as alumina or Portland cement . In addition, the mixtures may contain two or more different complex phosphates as binders.

Blandingen kan inneholde forskjellige andre tilsetninger. Den kan således inneholde en liten mengde av et overflateaktivt middel, gjerne 0,1 til 2 vekt% av blandingen, f.esk. natriumlauryl-sulfat, cetylpyridiniumbromid eller polyetylenoksyd-kondensater. The mixture may contain various other additives. It can thus contain a small amount of a surfactant, preferably 0.1 to 2% by weight of the mixture, e.g. sodium lauryl sulfate, cetylpyridinium bromide or polyethylene oxide condensates.

Blandingen kan inneholde forskjellige stoffer som fremmer plastisiteten, særlig blandinger som skal brukes som stampeblandinger. Eksempler på slike stoffer er f.eks. bentonitt og leire-erstatninger, så som celluloseetere, f.eks. metylcellulose, etyl-cellulose, etylmetylcellulose, hydroksyetyl-metylcellulose og hydroksypropyl-metyl-cellulose. Andelen av disse tilsetningsmidler kan f.eks. være fra 0,01 til 5 vekt%. Blandingene kan også inneholde små mengder, f.eks. 0,1 til 5 vekt%, av korrosjonsinhibitorer, f.eks. kromoksyd eller "Rodine". The mixture may contain various substances that promote plasticity, in particular mixtures to be used as tamping mixtures. Examples of such substances are e.g. bentonite and clay substitutes, such as cellulose ethers, e.g. methyl cellulose, ethyl cellulose, ethyl methyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose and hydroxypropyl methyl cellulose. The proportion of these additives can e.g. be from 0.01 to 5% by weight. The mixtures may also contain small amounts, e.g. 0.1 to 5% by weight, of corrosion inhibitors, e.g. chromium oxide or "Rodine".

Eventuelt kan blandingene inneholde tilsetningsmidler som kan modifisere strukturen av aluminiumfosfatet som dannes når det komplekse fosfat blir opphetet. Eksempler på slike tilsetningsmidler er borsyreestre og -etere og organiske forbindelser av metaller, f.eks. av titan, zirkonium eller tinn. Optionally, the mixtures may contain additives which can modify the structure of the aluminum phosphate which is formed when the complex phosphate is heated. Examples of such additives are boric acid esters and ethers and organic compounds of metals, e.g. of titanium, zirconium or tin.

Om ønsket kan blandingen inneholde en organisk polymer, særlig når den skal brukes for belegging. Polymeren er fortrinnsvis en polymer som er oppløselig i dispergeringsmiddelet, og er fortrinnsvis også en organisk polymer som er varmestabil ved en temperatur på 120°C, fortrinnsvis opp til 200°C. Eksempler på egnede organiske polymere er polymetylmetakrylat, hydroksypropyl-cellulose, epoksyharpiks, urinstoff-formaldehydharpiks eller organosilaner. Polymeren kan dannes in situ i blandingen ved å innføre den passende monomer i blandingen og å polymerisere den ved hvilken som helst egnet metode, f.eks. ved bestråling med ultrafiolett lys, initie-ring av frie radikaler eller oppvarming. If desired, the mixture can contain an organic polymer, especially when it is to be used for coating. The polymer is preferably a polymer which is soluble in the dispersant, and is preferably also an organic polymer which is heat stable at a temperature of 120°C, preferably up to 200°C. Examples of suitable organic polymers are polymethyl methacrylate, hydroxypropyl cellulose, epoxy resin, urea-formaldehyde resin or organosilanes. The polymer can be formed in situ in the mixture by introducing the appropriate monomer into the mixture and polymerizing it by any suitable method, e.g. by irradiation with ultraviolet light, initiation of free radicals or heating.

Andre tilsetninger kan omfatte pigmenter, suspensjons-midler og viskositetsmodifiserende midler. Other additives may include pigments, suspending agents and viscosity modifying agents.

Blandingen kan enkelt fremstilles ved at komponentene blandes. Som nevnt ovenfor, er det ikke nødvendig å isolere det komplekse fosfat som fast stoff, men det kan dannes i en oppløsning eller dispersjon, idet de øvrige bestanddeler deretter tilsettes, eventuelt med ytterligere eller andre dispergeringsmidler. The mixture can be easily prepared by mixing the components. As mentioned above, it is not necessary to isolate the complex phosphate as a solid, but it can be formed in a solution or dispersion, the other components being then added, possibly with further or other dispersants.

De faste formstykker for hvilke blandingene er spesielt The fixed shaped pieces for which the mixtures are special

egnet, er støpeformer. suitable, are moulds.

Foretrukne blandinger for fremstilling av støpeformer inneholdende 10 vektdeler av bindemiddel og fra 1 til 80 vektdeler av ildfast fyllstoff, særlig 10 til 40 vektdeler av ildfast fyllstoff. En blanding egnet til påføring på en støpeform ved børsting eller neddypping kan fordelaktig inneholde i vektdeler følgende bestanddeler: Preferred mixtures for the production of molds containing 10 parts by weight of binder and from 1 to 80 parts by weight of refractory filler, in particular 10 to 40 parts by weight of refractory filler. A mixture suitable for application to a mold by brushing or dipping can advantageously contain in parts by weight the following components:

Støpeformer kan fremstilles i rå tilstand ved å bygge opp et lag av blandingen ifølge oppfinnelsen rundt en modell. Når det gjelder modellstøping, brukes en engangsmodell, f.eks. en modell fremstilt av voks eller polystyren. Fortrinnsvis belegges modellen først med en blanding hvor minst 75 vekt% av ildfast materialehar en partikkelstørrelse mindre enn 0,075 mm og minst 25 vekt% har en partikkelstørrelse mindre enn 0,05 mm. Støpeformen kan bygges opp ved å påføre suksessive lag av blandingen, f.eks. ved sprøyting eller dypping. Eventuelt kan man anvende mellom lag av ildfast pulver, fortrinnsvis grovt ildfast pulver. Oppbyggingsprosessen fortsettes inntil det er dannet en støpeform med tilstrekkelig tyk-kelse. Formen kan også fremstilles ved å helle blandingen rundt en modell, mens sistnevnte er festet innenfor en støpeboks som, om ønsket, kan vibrere for å fremme sammenpakkingen av de ildfaste partikler rundt modellen. Materialet kan utsettes for nedsatt trykk for å fjerne innfanget luft. Molds can be produced in the raw state by building up a layer of the mixture according to the invention around a model. In the case of model casting, a one-off model is used, e.g. a model made of wax or polystyrene. Preferably, the model is first coated with a mixture where at least 75% by weight of refractory material has a particle size smaller than 0.075 mm and at least 25% by weight has a particle size smaller than 0.05 mm. The mold can be built up by applying successive layers of the mixture, e.g. by spraying or dipping. Optionally, you can use between layers of refractory powder, preferably coarse refractory powder. The build-up process is continued until a mold of sufficient thickness has been formed. The mold can also be made by pouring the mixture around a model, the latter being fixed within a mold box which, if desired, can vibrate to promote compaction of the refractory particles around the model. The material can be subjected to reduced pressure to remove trapped air.

Materialet for støpeformen kan fordelaktig behandles med en gass som reagerer med bindemiddelet under dannelse av en gel, f.eks. ammoniakk. En slik behandling kan utføres med et eller flere lag av blandingen mens formen bygges opp, eller den kan ut-føres med den ferdige rå form. The material for the mold can advantageously be treated with a gas which reacts with the binder to form a gel, e.g. ammonia. Such treatment can be carried out with one or more layers of the mixture while the mold is being built up, or it can be carried out with the finished raw mould.

Den rå støpeform kan tørkes før den brennes, i en luftr strøm eller ved oppvarming til en moderat temperatur, f.eks. opp til 150°C. Hvis det brukes en engangs-modell og den har et tilstrekkelig lavt smeltepunkt, kan den tappes av i smeltet tilstand fra støpeformen. Dette kan oppnås ved sjokkoppheting av formen, f.eks. til en temperatur på minst 750°C, fortrinnsvis 900 til ll00°C. En slik oppheting kan fortsettes for å herde formen. Alternativt kan formen behandles med damp, fortrinnsvis tørr damp, ved et trykk over atmosfæretrykket, f.eks. fra 2 til 10 atmosfærer. En engangsmodell kan også fjernes ved å oppløse den i et passende oppløsningsmiddel, f.eks. trikloretylen eller perkloretylen. The raw mold can be dried before firing, in a stream of air or by heating to a moderate temperature, e.g. up to 150°C. If a one-off model is used and it has a sufficiently low melting point, it can be tapped off in a molten state from the mold. This can be achieved by shock heating the mold, e.g. to a temperature of at least 750°C, preferably 900 to 1100°C. Such heating can be continued to harden the mold. Alternatively, the mold can be treated with steam, preferably dry steam, at a pressure above atmospheric pressure, e.g. from 2 to 10 atmospheres. A disposable model can also be removed by dissolving it in a suitable solvent, e.g. trichlorethylene or perchlorethylene.

Det er funnet at i mange tilfelle er behandlingen med oppløsningsmiddel tilstrekkelig til å herde formen til en for mange anvendelser tilstrekkelig fast tilstand uten behov for ytterligere herdning. It has been found that in many cases the solvent treatment is sufficient to cure the mold to a sufficiently solid state for many applications without the need for further curing.

Formene blir imidlertid vanligvis herdet ved oppheting til temperaturer på minst 80°C, f.eks. mellom 150 og 1500°C, fortrinnsvis mellom 800 og 1200°C, i en tid som er tilstrekkelig til å herde dem, f.eks. fra 5 til 60 minutter. En engangsmodell eller dens rester kan fullstendig fjernes under brenningen.. However, the molds are usually hardened by heating to temperatures of at least 80°C, e.g. between 150 and 1500°C, preferably between 800 and 1200°C, for a time sufficient to harden them, e.g. from 5 to 60 minutes. A disposable model or its remains can be completely removed during burning.

I mange tilfeller er det fordelaktig under oppbygging av formen å behandle et eller flere lag med en hydrofob substans, In many cases, it is advantageous during construction of the mold to treat one or more layers with a hydrophobic substance,

f.eks. et alkylsilikat i et passende oppløsningsmiddel, f.eks. en alkoholisk oppløsning av etylsilikat eller et silan i et passende oppløsningsmiddel, f.eks. et alkyl-alkoksysilan, så som metyl-tri-etoksysilan, i en alkohol så som isopropylalkohol. e.g. an alkyl silicate in a suitable solvent, e.g. an alcoholic solution of ethyl silicate or a silane in a suitable solvent, e.g. an alkyl-alkoxysilane, such as methyl-tri-ethoxysilane, in an alcohol such as isopropyl alcohol.

Dette er særlig fordelaktig når lagene blir lufttørket og formen utsatt for damp. This is particularly advantageous when the layers are air-dried and the mold is exposed to steam.

Det er funnet at blandingene er mer stabile og kan lagres i lengre tid enn kjente blandinger. Oppløsningsmidler som brukes i mange foretrukne blandinger, tillater effektiv fukting av modellen og tilveiebringer derved en nøyaktigere gjengivelse av modellover-flaten innvendig i støpeformen. It has been found that the mixtures are more stable and can be stored for a longer time than known mixtures. Solvents used in many preferred compositions allow effective wetting of the model and thereby provide a more accurate representation of the model surface inside the mold.

Om ønsket kan blandingene skummes for å danne faste lett-vektsstykker med cellestruktur. Således kan blandingene også inneholde skummings- og/eller oppblåsningsmidler. Eksempeler på egnede skummingsmidler omfatter forskjellige overflateaktive midler, f.eks. kationiske, anioniske og ikke-ioniske rensemidler, deriblant de som selges under handelsnavnet "Aphrosol", "Komet-Extrakt", "Sthamex" If desired, the mixtures can be foamed to form solid lightweight pieces with cellular structure. Thus, the mixtures may also contain foaming and/or blowing agents. Examples of suitable foaming agents include various surfactants, e.g. cationic, anionic and non-ionic detergents, including those sold under the trade names "Aphrosol", "Komet-Extrakt", "Sthamex"

og "Gloquat". Alternativt, eller i tillegg, kan et overflateaktivt middel med en høy-fluorert kjede brukes som skumningsmidde1. Eksempler på slike midler er beskrevet i de britiske patenter nr. 1 270 838, nr. 1 270 661 og nr. 1 349 509. and "Gloquat". Alternatively, or in addition, a surfactant with a highly fluorinated chain can be used as a foaming agent1. Examples of such agents are described in British patents No. 1,270,838, No. 1,270,661 and No. 1,349,509.

Som oppløsningsmidler kan man bruke konvensjonelle midler, så som fluorkarbon-drivmidler og andre flyktige organiske forbindelser, og også uorganiske substanser, så som svovelheksafluorid, karbondioksyd, argon eller nitrogen. Conventional agents can be used as solvents, such as fluorocarbon propellants and other volatile organic compounds, and also inorganic substances, such as sulfur hexafluoride, carbon dioxide, argon or nitrogen.

Oppblåsningsmiddelet kan dannes in situ. Når f.eks. bindemiddelet er surt, som f.eks. kan være tilfelle med komplekse fosfater, kan et alkalisk stoff, f.eks. magnesiumkarbonat, innføres, hvilket stoff vil reagere med det komplekse fosfat når man blander det med dispergeringsmiddelet. Når dispergeringsmiddelet er. en organisk væske, kan reaksjonen som danner karbondioksyd, lett regu-leres. Ureagert magnesiumkarbonat danner ved oppheting et ildfast rna g ne s i umok sy d. The blowing agent can be formed in situ. When e.g. the binder is acidic, such as may be the case with complex phosphates, an alkaline substance, e.g. magnesium carbonate, is introduced, which substance will react with the complex phosphate when mixed with the dispersant. When the dispersant is. an organic liquid, the reaction that forms carbon dioxide can be easily regulated. Unreacted magnesium carbonate forms on heating a refractory rna gne s in umok sy d.

Når det ildfaste materiale er glimmer, er det fordelaktig When the refractory material is mica, it is advantageous

å bruke glimmer-flakpulver eller malt glimmer. Dette kan hensiktsmessig suspenderes i en oppløsning av bindemiddelet, f.eks. ACPE i metanol. Blandingen kan da siles gjennom finmasket duk eller et to use mica flake powder or ground mica. This can suitably be suspended in a solution of the binder, e.g. ACPE in methanol. The mixture can then be strained through a fine mesh cloth or a

filter, f.eks. av papir, hvorved man får en glimmerplate som inneholder partikler belagt med bindemiddelet. Denne kan deretter opp-hetes, f.eks. ved 80°C - 250°C, og man får da en glimmerplate bundet med aluminiumfosfat. Dette produkt er særlig fordelaktig da det er en form for rekonstituert glimmer og kan brukes som glimmerplater. Glimmerflakene har hensiktsmessig en størrelse på 0,5 til 5 mm og utgjør 0,5 til 10 vekt% av blandingen. filter, e.g. of paper, whereby a mica plate containing particles coated with the binder is obtained. This can then be heated, e.g. at 80°C - 250°C, and you then get a mica sheet bound with aluminum phosphate. This product is particularly advantageous as it is a form of reconstituted mica and can be used as mica sheets. The mica flakes conveniently have a size of 0.5 to 5 mm and make up 0.5 to 10% by weight of the mixture.

Som nevnt ovenfor, der de foretrukne komplekse fosfater betegnet som ACPE og ACPH. Disse forbindelser er stabile i luft og kan således danne stabile, tørre preparater som kan blandes med et passende dispergeringsmiddel før de brukes ifølge oppfinnelsen. As mentioned above, where the preferred complex phosphates are designated as ACPE and ACPH. These compounds are stable in air and can thus form stable, dry preparations which can be mixed with a suitable dispersing agent before being used according to the invention.

Oppfinnelsen illustreres ved hjelp av følgende eksempler, i hvilke alle deler og prosenter er vektdeler og vektprosenter, dersom ikke noe annet er angitt. The invention is illustrated by means of the following examples, in which all parts and percentages are parts by weight and percentages by weight, unless otherwise stated.

Eksempel 1 Example 1

40 g av vannfritt aluminiumklorid ble tilsatt til 300 ml etylalkohol av laboratoriekvalitet. Den resulterende oppløsning ble kjølt til 0°C, og det ble dråpevis tilsatt 18,6 ml 88%ig ortofosforsyre, og reaksjonsblandingen ble omrørt. Reaksjonen ble ut-ført i en atmosfære av tørt nitrogen. Det dannede'hvite krystal-linske materiale ble separert fra blandingen, vasket med etanol og tørket i vakuum ved 0°C. Det ble erholdt 70 g av produktet. Den dannede forbindelse hadde formelen AlPClH25Cg0g (i det følgende betegnet som ACPE) og hadde på tørr basis følgende kjemiske analyse (uttrykt i vektprosenter) og inneholdt 53,78% kjemisk bundet etylalkohol. Infrarødabsorp-sjonsspektret av forbindelsen, som inneholdt spor av vann, ble målt ved å bruke flytende-paraffin-metoden. Hoved-båndstillingene er angitt i tabell 1 (relative båndstyrker). 40 g of anhydrous aluminum chloride was added to 300 ml of laboratory grade ethyl alcohol. The resulting solution was cooled to 0°C, and 18.6 ml of 88% orthophosphoric acid was added dropwise, and the reaction mixture was stirred. The reaction was carried out in an atmosphere of dry nitrogen. The white crystalline material formed was separated from the mixture, washed with ethanol and dried in vacuo at 0°C. 70 g of the product were obtained. The compound formed had the formula AlPClH25Cg0g (hereinafter referred to as ACPE) and on a dry basis had the following chemical analysis (expressed in weight percentages) and contained 53.78% chemically bound ethyl alcohol. The infrared absorption spectrum of the compound, which contained traces of water, was measured using the liquid paraffin method. The main band positions are indicated in Table 1 (relative band strengths).

Røntgendata ble også erholdt for forbindelsen ved bruk av et Philips pulverkamera, CuK-stråling og et nikkelfilter. mtensi-teter ble målt visuelt. De erholdte data er vist i tabell 2. X-ray data were also obtained for the compound using a Philips powder camera, CuK radiation and a nickel filter. Intensities were measured visually. The obtained data is shown in table 2.

En differensialtermisk analyse ble utført med en prøve av forbindelsen som inneholdt en liten mengde vann. Termogrammet dek-ket området 0-800°C og ble utført under nitrogen. Skarpe endoterme maksima ved 82°C og 96°C og en bred endoterm infleksjon ved ca. A differential thermal analysis was performed on a sample of the compound containing a small amount of water. The thermogram covered the range 0-800°C and was carried out under nitrogen. Sharp endothermic maxima at 82°C and 96°C and a broad endothermic inflection at approx.

175°C ble konstatert. 175°C was ascertained.

Det ble fremstilt en 24% oppløsning av produktet (ACPE) i isopropylalkohol, og 22,5 deler av denne oppløsning ble intimt blandet med 99 deler pulverformet zirkoniumsilikat, hvorav i det vesentlige alt hadde en partikkelstørrelse mindre enn 0,075 mm. A 24% solution of the product (ACPE) in isopropyl alcohol was prepared, and 22.5 parts of this solution was intimately mixed with 99 parts of powdered zirconium silicate, substantially all of which had a particle size of less than 0.075 mm.

Seks lag av den resulterende blanding ble påført på en voks-modell ved gjentatt dypping og lufttørking. Et lett belegg av fint zirkoniumsilikatpulver ble påført på hvert lag. Hvert belegg var berøringstørt i løpet av ca. 30 sekunder, og den ferdige rå form var dannet i løpet av 20 minutter. Formen var tilstrekklig sterk til å tåle normal verksted-håndtering. Six layers of the resulting mixture were applied to a wax model by repeated dipping and air drying. A light coating of fine zirconium silicate powder was applied to each layer. Each coating was dry to the touch within approx. 30 seconds, and the finished raw form was formed within 20 minutes. The mold was strong enough to withstand normal workshop handling.

Den rå form ble behandlet i trikloretylen-damp i et avfettingsbad inntil hele voksmodellen var fjernet. Formen ble brent ved 1000°C i en time, hvorettter den var meget sterk og tålte ytterligere oppheting til 1650°C uten synlig forandring. The raw form was treated in trichlorethylene vapor in a degreasing bath until the entire wax model was removed. The mold was fired at 1000°C for one hour, after which it was very strong and could withstand further heating to 1650°C without visible change.

Eksempel 2 Example 2

2 7 deler av en 24% oppløsning av ACPE i isopropylalkohol ble blandet med 100 deler pulverformet aluminiumoksyd, hvorav vesentlig alt hadde en partikkelstørrelse mindre enn 0,075 mm. Det ble erholdt en meget jevn suspensjon med krem-konsistens. 27 parts of a 24% solution of ACPE in isopropyl alcohol was mixed with 100 parts of powdered alumina, substantially all of which had a particle size smaller than 0.075 mm. A very smooth suspension with a cream consistency was obtained.

Seks lag av denne suspensjon ble påført på en voksmodell på samme måte som beskrevet i eksempel 1, og den resulterende tørre rå form ble brent ved 1000°C i en hal\ time. Den brente rå form tålte langvarig oppheting ved 1750°C i'.ten synlig forandring. Six layers of this suspension were applied to a wax model in the same manner as described in Example 1, and the resulting dry crude form was fired at 1000°C for one hour. The burnt crude form withstood prolonged heating at 1750°C with no visible change.

Seks lag av suspensjonen ble påført på en ytterligere voks-modell, og hvert lag ble utsatt for ammoniakkgass i noen få sekunder. Det ble oppnådd en meget hurtig gelering av belegget. Den rå form var meget sterk. Brenninc ved 1000°C i en halv time gav en form som tålte en temperatur på 1650°C i en time. Six layers of the suspension were applied to a further wax model and each layer was exposed to ammonia gas for a few seconds. A very rapid gelation of the coating was achieved. The raw form was very strong. Firing at 1000°C for half an hour produced a mold that could withstand a temperature of 1650°C for one hour.

Eksempel 3 Example 3

22,5 deler av en 24% oppløsning av ACPE i isopropylalkohol ble blandet med 40 deler pulverformet siliciumdioksyd, hvorav i det vesentlige alt hadde en partikkelstørrelse mindre enn 0,075 mm. 22.5 parts of a 24% solution of ACPE in isopropyl alcohol was mixed with 40 parts of powdered silicon dioxide, substantially all of which had a particle size of less than 0.075 mm.

Seks lag av den resulterende oppslemning ble påført på en voksmodell ved gjentatt dypping og tørking. Et lett lag av siliciumdioksydpulver med en partikkelstørrelse i området 0,17 mm til 0,25 mm ble anbragt på det første belegg. Til etterfølgende opp-slemningsbelegg ble brukt et lett belegg av siliciumdioksydpulver med en partikkelstørrelse på 0,25 mm til 0,6 mm. Den ferdige rå form ble dannet på ca. 20 minutter, og ble deretter behandlet i trikloretylendamp i et avfettingsbad inntil alle spor av voksmodellen var fjernet. Formen ble deretter brent ved 1000°C i en halv time og dannet en sterk, ferdig støpeform som tålte oppheting til 1500°C. Six layers of the resulting slurry were applied to a wax model by repeated dipping and drying. A light layer of silicon dioxide powder with a particle size in the range of 0.17 mm to 0.25 mm was placed on the first coating. For subsequent slurry coating, a light coating of silicon dioxide powder with a particle size of 0.25 mm to 0.6 mm was used. The finished raw form was formed in approx. 20 minutes, and was then treated in trichlorethylene vapor in a degreasing bath until all traces of the wax model were removed. The mold was then fired at 1000°C for half an hour, forming a strong, finished mold that could withstand heating to 1500°C.

Et rustfritt stål inneholdende 18% Cr, 10% Ni, 3% Mo og 0,6% Ti, ble med godt resultat støpt i denne form ved en støpetem-peratur på 1580°c A stainless steel containing 18% Cr, 10% Ni, 3% Mo and 0.6% Ti was cast in this mold with good results at a casting temperature of 1580°c

Eksempel 4 Example 4

11 deler av en 30% oppløsning av ACPE i butylalkohol ble blandet med 30 deler aluminiumoksyd, hvorav vesentlig alt hadde en partikkelstørrelse mindre enn 0,044 mm. 11 parts of a 30% solution of ACPE in butyl alcohol was mixed with 30 parts of alumina, substantially all of which had a particle size smaller than 0.044 mm.

En voksmodell ble belagt med seks lag av den resulterende suspensjon, og hvert lag var tørt ved berøring i luft etter ca. 2 minutter. Et lett belegg av fint aluminiumoksydpulver ble påført på hvert lag. A wax model was coated with six layers of the resulting suspension, and each layer was dry to the touch in air after approx. 2 minutes. A light coating of fine alumina powder was applied to each layer.

Den rå form ble opphetet hurtig til 1000°C for å smelte ut voksmodellen og deretter brent ved 1000°c i en halv time, hvorved man fikke en ferdig form som var meget sterk og tålte temperaturer på 1650°C. The raw form was heated rapidly to 1000°C to melt out the wax model and then fired at 1000°C for half an hour, whereby a finished form was obtained which was very strong and could withstand temperatures of 1650°C.

Eksempel 5 Example 5

31 deler av en 34% oppløsning av ACPE i isopropylalkohol ble blandet med 100 deler av aluminiumoksyd, hvorav vesentlig alt hadde en partikkelstørrelse mindre enn 0,044 mm. 31 parts of a 34% solution of ACPE in isopropyl alcohol was mixed with 100 parts of alumina, substantially all of which had a particle size of less than 0.044 mm.

En voksmodell ble belagt med et lag av oppslemningen og deretter med seks ytterligere lag, som på hvert lag ble påført et stukkbelegg av aluminiumoksyd med en partikkelstørrelse på 0,3 mm til 0,6 mm. Hvert stukkbelegg ble utsatt for ammoniakkgass i noen få sekunder. Til slutt ble det påført et ytterligere lag av oppslemningen. A wax model was coated with a layer of the slurry and then with six additional layers, on each layer of which was applied an alumina stucco coating with a particle size of 0.3 mm to 0.6 mm. Each plaster coating was exposed to ammonia gas for a few seconds. Finally, a further layer of the slurry was applied.

Formen ble deretter behandlet med trikloretylendamp inntil all voks var fjernet, og derpå brent ved 1000°c i en halv time. The mold was then treated with trichloroethylene vapor until all the wax was removed, and then fired at 1000°c for half an hour.

Rustfritt stål som beskrevet i eksempel 3, ble med godt resultat støpt i denne rå form ved en støpetemperåtur på 1580°c. Stainless steel as described in example 3 was cast with good results in this raw form at a casting temperature of 1580°c.

Eksemplet ble gjentatt ved å bruke 25% og 20%-oppløsninger av ACPE i isopropylalkohol samt 15%-oppløsninger i isopropylalkohol blandet med 6% vann og en 15% vandig oppløsning av ACPE. Det ble oppnådd like gunstige resultater. The example was repeated using 25% and 20% solutions of ACPE in isopropyl alcohol as well as 15% solutions in isopropyl alcohol mixed with 6% water and a 15% aqueous solution of ACPE. Equally favorable results were obtained.

Eksempel 6 Example 6

Eksempel 5 ble gjentatt ved å bruke en 15% oppløsning av ACPE i isopropylalkohol sammen med 15 vekt% av blandingen av etylsilikat. Bøyestyrken av den resulterende form var 25% til 30% større enn for former fremstilt i eksempel 5. Example 5 was repeated using a 15% solution of ACPE in isopropyl alcohol along with 15% by weight of the mixture of ethyl silicate. The flexural strength of the resulting mold was 25% to 30% greater than that of molds prepared in Example 5.

Eksempel 7 Example 7

Det ble dannet en oppslemning fra 35 deler av en 15% opp-løsning av ACPE i vann og 100 deler av aluminiumoksyd, hvorav vesentlig alt hadde en partikkelstørrelse mindre enn 0,044 mm, sammen med 0,15% av et overflateaktivt middel solgt under handelsnavnet "Lisopol BX". A slurry was formed from 35 parts of a 15% solution of ACPE in water and 100 parts of alumina, substantially all of which had a particle size of less than 0.044 mm, together with 0.15% of a surfactant sold under the trade name " Lisopol BX".

En voksmodell ble belagt med tre lag av oppslemningen og ble lufttørket, etterfulgt av et stukkbelegg av aluminiumoksyd med en partikkelstørrelse på 0,35 mm til 0,7 mm, og deretter av fire ytterligere lag av oppslemningen med avvekslende stukkbelegg av aluminiumoksyd med en partikkelstørrelse på 0,7 mm til 1,4 mm og et sluttbelegg av oppslemningen. A wax model was coated with three layers of the slurry and air-dried, followed by an alumina stucco coating with a particle size of 0.35 mm to 0.7 mm, and then four additional layers of the slurry with alternating alumina stucco coatings with a particle size of 0.7 mm to 1.4 mm and a final coating of the slurry.

Formen ble deretter behandlet med trikloretylendamp for The mold was then treated with trichlorethylene vapor for

å fjerne all voks og å herde formen. Den resulterende form var ganske sterk. Lignende resultater ble erholdt ved bruk av perkloretylen i stedet for trikloretylen. Formene ble deretter ytterligere brent ved 1000°C i en halv time, hvilket gav en form som ble brukt til å støpe tilfredsstillende en nikkellegering inneholdende 8% Cr, 4,5% Ti, 5,0% Al, 13,0% Co, 2,0% Mo og 0,7% V, som ble støpt ved 1650°C i vakuum. to remove all wax and to harden the mold. The resulting shape was quite strong. Similar results were obtained using perchlorethylene instead of trichlorethylene. The molds were then further fired at 1000°C for half an hour, producing a mold used to satisfactorily cast a nickel alloy containing 8% Cr, 4.5% Ti, 5.0% Al, 13.0% Co, 2.0% Mo and 0.7% V, which was cast at 1650°C in vacuum.

Eksempel 8 Example 8

Det ble dannet en oppslemning fra 48,5 deler av en 15% oppløsning av ACPE i isopropylalkohol inneholdende 6% vann sammen med 100 deler av kalsinert aluminiumoksyd, hvorav vesentlig alt hadde en partikkelstørrelse mindre enn 0,044 mm. A slurry was formed from 48.5 parts of a 15% solution of ACPE in isopropyl alcohol containing 6% water together with 100 parts of calcined alumina, substantially all of which had a particle size of less than 0.044 mm.

En voksmodell ble belagt med et lag av oppslemningen og deretter med et stukkbelegg av malt aluminiumoksyd med en partik-kelstørrelse mindre enn 0,25 mm. Dette ble etterfulgt av ni sekundære lag av oppslemningen med avvekslende sekundære stukkbelegg av malt aluminiumoksyd med en partikkelstørrelse mindre enn 0,35 mm, og til slutt påførte man et lag av oppslemningen. Hvert sekundært stukkbelegg ble utsatt for ammoniakkgass i noen få sekunder. A wax model was coated with a layer of the slurry and then with a plaster coating of ground alumina with a particle size of less than 0.25 mm. This was followed by nine secondary coats of the slurry with alternating secondary plaster coats of ground alumina with a particle size of less than 0.35 mm, and finally a coat of the slurry was applied. Each secondary stucco coating was exposed to ammonia gas for a few seconds.

Formen ble deretter behandlet med tørr damp ved et trykk på 5,6 kg/cm 2 inntil all voks var fjernet. Den rå form ble deretter brent ved 1000°C til en sterk, hard, ferdig form. The mold was then treated with dry steam at a pressure of 5.6 kg/cm 2 until all the wax was removed. The raw form was then fired at 1000°C into a strong, hard, finished form.

Eksempel 9 Example 9

Eksempel 8 ble gjentatt, unntatt at bare 5 sekundære lag ble påført, og at i stedet for å behandles med ammoniakk,, ble hvert sekundært stukkbelegg lufttørket og deretter behandlet ved dypping i en 40% alkoholisk oppløsning av etylsilikat. Example 8 was repeated except that only 5 secondary coats were applied and that instead of being treated with ammonia, each secondary stucco coat was air dried and then treated by dipping in a 40% alcoholic solution of ethyl silicate.

Den ferdige form var sterk og hard. The finished form was strong and hard.

Eksempel 10 Example 10

Det ble dannet en oppslemning av 40 deler av en 16% opp-løsning av ACPE i isopropylalkohol inneholdende 6% vann sammen med 100 deler av smeltet siliciumdioksyd med en partikkelstørrelse mindre enn 0,075 mm. A slurry was formed of 40 parts of a 16% solution of ACPE in isopropyl alcohol containing 6% water together with 100 parts of fused silica having a particle size less than 0.075 mm.

En voksmodell ble belagt med et lag av oppslemningen på hvilket ble deretter anbragt en stukkbelegg av smeltet siliciumdioksyd med en partikkelstørrelse på 0,17 mm til 0,25 mm. A wax model was coated with a layer of the slurry on which was then placed a fused silica stucco coating with a particle size of 0.17 mm to 0.25 mm.

Fem sekundære lag av en oppslemning av 42 deler av en 16% oppløsning av ACPE i isopropylalkohol sammen med 100 deler molochitt med en partikkelstørrelse mindre enn 0,125 mm, ble derpå påført. Five secondary layers of a slurry of 42 parts of a 16% solution of ACPE in isopropyl alcohol together with 100 parts of molochite of a particle size less than 0.125 mm were then applied.

Hvert av disse lag ble etterfulgt av et stukkbelegg av molochitt med en partikkelstørrelse på 0,2 til 0,5 mm, og hvert av disse lag ble utsatt for ammoniakkgass i noen få sekunder. Each of these layers was followed by a stucco coating of molochite with a particle size of 0.2 to 0.5 mm, and each of these layers was exposed to ammonia gas for a few seconds.

Formen ble behandlet med tørr damp ved et trykk på 5,6 kg/cm<2> inntil all voks var fjernet. Den rå form ble deretter brent ved 900°C til en sterk, hard form. The mold was treated with dry steam at a pressure of 5.6 kg/cm<2> until all the wax was removed. The raw form was then fired at 900°C into a strong, hard form.

Eksempel 11 Example 11

Eksempel 10 ble gjentatt, unntatt at i stedet for en behandling med ammoniakk ble hvert sekundært stukkbelegg lufttørket og deretter behandlet ved dypping i en 5% oppløsning av metyltri-etoksysilan i isopropylalkohol med ytterligere lufttørking. Example 10 was repeated, except that instead of an ammonia treatment, each secondary stucco coating was air dried and then treated by dipping in a 5% solution of methyltriethoxysilane in isopropyl alcohol with further air drying.

Den ferdige form var sterk og hard. The finished form was strong and hard.

Eksempel 12 Example 12

En tremodell ble tynt belagt med petroleumgelé og anbragt i en støpeboks. I hvert av en rekke forsøk ble en blanding ifølge oppfinnelsen hellet rundt modellen for å danne en rå form. Etter tilstrekkelig henstand for gelering av blandingen, ble tremodellen fjernet. Hver rå form ble deretter tørket ved 170°C i luft og brent ved I000°c i en halv time. A wooden model was thinly coated with petroleum jelly and placed in a casting box. In each of a series of experiments, a mixture according to the invention was poured around the model to form a crude mold. After sufficient time for the mixture to gel, the wooden model was removed. Each raw mold was then dried at 170°C in air and fired at 1000°C for half an hour.

Det i alle blandinger brukte bindemiddel var en 24% opp-løsning av ACPE i isopropylalkohol. The binder used in all mixtures was a 24% solution of ACPE in isopropyl alcohol.

Varierende mengder av mikro-magnesia ble tilsatt til alle blandinger for å fremme gelering. Varying amounts of micro-magnesia were added to all mixtures to promote gelation.

Det ble brukt følgende ildfaste fyllstoffer: The following refractory fillers were used:

A) aluminiumoksyd hvorav vestentlig alt hadde en partikkelstørrelse mindre enn 0,044 mm. B) aluminiumoksyd med en partikkelstørrelse mellom 0,3 og 0,6 mm, C) siliciumoksyd, hvorav alt hadde an partikkelstørrelse mindre enn 0,075 mm og 7 5% hadde en partikkelstørrelse mindre enn 0,044 mm. D) siliciumoksyd hvorav ikke mer enn 8% hadde en partikkelstørrelse mindre enn 0,21 mm og mindre enn 6% hadde en partikkelstørrelse større enn 0,84 mm. A) alumina of which almost all had a particle size smaller than 0.044 mm. B) alumina with a particle size between 0.3 and 0.6 mm, C) silicon oxide, all of which had a particle size smaller than 0.075 mm and 75% had a particle size smaller than 0.044 mm. D) silica of which not more than 8% had a particle size less than 0.21 mm and less than 6% had a particle size greater than 0.84 mm.

Betegnelsene A, B, C og D er brukt for å identifisere de ildfaste fyllstoffer i tabell 3. The designations A, B, C and D are used to identify the refractory fillers in table 3.

Tabell 3 angir de blandinger som er brukt for å fremstille formene og kvaliteten av den dannede form. Table 3 indicates the mixtures used to produce the molds and the quality of the mold formed.

Eksempel 13 Example 13

En tremodell ble tynt belagt med petroleumgelé og anbragt A wooden model was thinly coated with petroleum jelly and placed

i en støpekasse. in a mold box.

50 deler magnesiumoksyd med en partikkelstørrelse mindre 50 parts magnesium oxide with a smaller particle size

enn 0,075 mm og 50 deler magnesiumoksyd med en partikkelstørrelse mindre enn 3 mm ble behandlet med 17 deler av en 24% oppløsning av ACPE i isopropylalkohol, og blandingen ble støpt rundt modellen. Blandingen gelerte etter 15 minutter, og modellen ble fjernet. Den than 0.075 mm and 50 parts of magnesium oxide with a particle size less than 3 mm was treated with 17 parts of a 24% solution of ACPE in isopropyl alcohol and the mixture was cast around the model. The mixture gelled after 15 minutes and the model was removed. It

rå form ble tørket ved avbrenning av alt oppløsningsmiddel og der- raw form was dried by burning off all solvent and there-

etter brent ved 1350°C i en halv time, hvorved man fikk en ferdig form som var sterk og hard. after being fired at 1350°C for half an hour, whereby a finished form was obtained which was strong and hard.

Eksempel 14 Example 14

Det forangående eksempel ble gjentatt ved bruk av en blanding av 200 deler zirkoniumsilikat med en partikkelstørrelse mindre enn 0,075 mm, 10 deler meget fint "Analar"-magnesiumoksyd og 42,5 The preceding example was repeated using a mixture of 200 parts of zirconium silicate with a particle size of less than 0.075 mm, 10 parts of very fine "Analar" magnesium oxide and 42.5

deler av en 24% oppløsning av ACPE i isopropylalkohol. Blandingen gelerte etter 4,5 minutter. Den ferdige form var sterk og hard. portions of a 24% solution of ACPE in isopropyl alcohol. The mixture gelled after 4.5 minutes. The finished form was strong and hard.

Eksempel 15 Example 15

15,2 g vannfritt aluminiumklorid ble langsomt tilsatt til 15.2 g of anhydrous aluminum chloride was slowly added to it

40 ml destillert vann. Den resulterende oppløsning ble kjølt til omgivelsestemperatur, og det ble tilsatt under omrøring 7,4" ml av enn 88% oppløsning av ortofosforsyre. Oppløsningen ble deretter kon-sentrert ved oppvarming til et volum på ca. 20 ml. Det dannet seg en viskøs, gulbrun væske som etter noen få dagers henstand i en krystalliseringsskål dannet en klump av krystaller. Krystallene ble frafiltrert, vasket med etanol og tørket i en vakuum-eksikator. Den kjemiske analyse av krystallene gav 10,6 vekt% av aluminium, 14,5 vekt% klor, 12,4 vekt% fosfor, 40,1 vekt% vann. Denne analyse svarte til den empiriske formel AlPClH^Og. Denne forbindelse blir i det følgende betegnet som ACPH. 40 ml of distilled water. The resulting solution was cooled to ambient temperature and 7.4 ml of an 88% solution of orthophosphoric acid was added with stirring. The solution was then concentrated by heating to a volume of about 20 ml. A viscous, yellow-brown liquid which, after standing for a few days in a crystallization dish, formed a lump of crystals. The crystals were filtered off, washed with ethanol and dried in a vacuum desiccator. The chemical analysis of the crystals gave 10.6 wt.% of aluminum, 14.5 wt. % chlorine, 12.4 wt% phosphorus, 40.1 wt% water. This analysis corresponded to the empirical formula AlPClH^Og. This compound is hereinafter referred to as ACPH.

15 deler av en 50% vandig oppløsning av ACPH ble blandet 15 parts of a 50% aqueous solution of ACPH were mixed

med pulverformet molochitt (aluminiumsilikat) med følgende størrel-sesfordeling with powdered molochite (aluminium silicate) with the following size distribution

45% med partikkelstørrelse 2 til 6 mm 45% with particle size 2 to 6 mm

10% med partikkelstørrelse 0,25 til 0,5 mm 10% with particle size 0.25 to 0.5 mm

45% med partikkelstørrelse mindre enn 0,075 mm. 45% with particle size less than 0.075 mm.

Blandingen ble anbragt i former for å danne 2,5 cm lange sylindre The mixture was placed in molds to form 2.5 cm long cylinders

som hadde en diameter på 2,5 cm og ble komprimert ved et trykk på which had a diameter of 2.5 cm and was compressed by a pressure on

500 kg/cm 2. Man lot sylindrene stå i 24 timer og tørket deretter ved 120°C. På lignende måte dannede sylindre ble brent ved forskjellige temperaturer opp til 1250°C. 500 kg/cm 2. The cylinders were left to stand for 24 hours and then dried at 120°C. Similarly formed cylinders were fired at various temperatures up to 1250°C.

For sammenlignings skyld ble det på lignende måte fremstilt sylindre, idet ACPH ble erstattet med dihydrogenortofosfat. For the sake of comparison, cylinders were produced in a similar way, ACPH being replaced with dihydrogen orthophosphate.

Trykkfastheten av sylindrene etter behandling ved forskjellige temperaturer er vist i tabell 4. The compressive strength of the cylinders after treatment at different temperatures is shown in table 4.

Eksempel 16 Example 16

Et tørt, pulverformet preparat med følgende sammensetning ble fremstilt av: Molochitt-pulver - 45 deler med en partikkelstørrelse 2 til 6 mm Molochitt-pulver - 60 deler med en partikkelstørrelse 0,25 til 0,5 mm Molochitt-pulver - 45 deler med en partikkelstørrelse mindre enn A dry, powdered preparation with the following composition was prepared from: Molochite powder - 45 parts with a particle size of 2 to 6 mm Molochite powder - 60 parts with a particle size of 0.25 to 0.5 mm Molochite powder - 45 parts with a particle size less than

0,075 mm. 0.075 mm.

Denne blanding ble deretter omdannet til en stiv pasta med tilsetning av vann og ble deretter formet til sylindre og varmebehandlet som i eksempel 15. Trykkfastheten av disse sylindre er vist i tabell 5. This mixture was then converted into a stiff paste with the addition of water and was then formed into cylinders and heat treated as in example 15. The compressive strength of these cylinders is shown in table 5.

En lignende tørr pulverblanding kan ikke lettt fremstilles med surt aluminiumfosfat, da'dette materiale er hygroskopisk. ACPH-molochitt-bland ingen var stabil og kan lagres uten å ta skade. A similar dry powder mixture cannot easily be prepared with acid aluminum phosphate, as this material is hygroscopic. ACPH-molochite mixture none was stable and can be stored without damage.

Claims

Process for the production of solid molded pieces from a mixture containing a refractory material and phosphate compounds, characterized by using a mixture consisting of a halogen-containing complex phosphate of aluminum containing one or more chemically bound water molecules and/or one or more chemically bound oxygen-containing organic molecules as a binder, and a dispersant for the complex phosphate, in that the complex phosphate is used in an amount of 0.5 - 25 percent by weight of the mixture, and in that the ratio between the number of gram atoms of aluminum and the number of gram atoms of phosphorus in the complex phosphate is from 2:1 to substantially 1:1, after which the formed piece is hardened by heating at a temperature within the range of 80 - 1500°C.

2. Method according to claim 1, characterized in that the complex phosphate is used in an amount of 2-10 percent by weight of the mixture.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that a complex phosphate of aluminum is used where the ratio between the number of gram atoms of aluminum and the number of gram atoms of phosphorus is mainly 1:1.

4. Method as stated in any of the preceding claims, characterized in that a complex phosphate of aluminum is used containing one or more chemically bound oxygen-containing organic molecules, the latter being an aliphatic alcohol containing 1-4 carbon atoms.

5. Method as stated in claim 4, characterized in that a complex phosphate of aluminum is used where the aliphatic alcohol is ethyl alcohol.

6. Method as stated in any of the preceding claims, characterized in that a halogen-containing complex phosphate of aluminum is used where the halogen is chlorine.

7. Method as stated in any of the preceding claims, characterized in that a complex phosphate is used which contains 4 molecules of chemically bound ethyl alcohol and has the empirical formula A1PC1H25<Cq>08.

8. Method as stated in any of claims 1-6, characterized in that a complex phosphate is used which contains 5 molecules of chemically bound water and has the empirical formula AlPClH^Og.

9. Method as stated in any of the preceding claims, characterized in that the refractory material is used in powder form.

10. Method as stated in any of claims 1-9, characterized in that mica flakes are used as refractory material.