NO152043B - Glass-skum og skumbar glassblanding. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et glasskum og en skumbar glassblanding som inneholder 100 vektdeler vannfritt, modifisert natriumsilikatglass og 0,5 til 4 vektdeler kalsiumkarbonat (CaC02) som skummiddel. Denne blanding er eanet for fremstilling av skum med lett vekt og utmerket bestandighet mot vann, utmerket styrke og varmebestanddig-

het og som er ikke-brennbare, og skum erholdt fra disse skumbare glassblandinger.

I den senere tid har det av energibesparelsesgrunner vært

et økende behov for varmeisolering i vanlige bygninger og industrilokaler. Varmeisoleringsmaterialer inndeles i organiske og uorganiske typer. De organiske skum brukes meget i bygningsmaterialer og forskjellige isolasjonsmaterialer p.g.a. sin fremragende varmeisoleringsevne, men er av lett brennbar natur og gir skadelige gasser. Derfor er det sær-lig av sikkerhetsgrunner en økende etterspørsel etter uorganiske termiske isoleringsmateriåler som er ubrennbare og meget varmebestandige.

Glassull er et av de typiske kommersielle uorganiske varmeisoleringsmaterialer. Det brukes i enorme mengder i vanlige bygningskonstruksjoner. Det er lett av vekt og har i tørr tilstand utmerkede varmeisoleringsegenskaper, men da det er en bunt av korte fibere, er glassullen meget luftgjennom-trengelig og følgelig tapes isoleringsevnen i fuktig tilstand. Da den nå ikke har formbevarende evner i seg selv, forårsakes sprekker over lengre brukstid, og spesielle kon-struksjonsmidler kreves for å forebygge slike problemer.

Uorganiske varmeisoleringsmaterialer av hard type omfatter

en lettvekts-kalsiumsilikatisolator og glass-skum som nå brukes.

Lettvekts-kalsiumsilikatisolator gir varmeisolering i tørr tilstand, men har meget høy vann- og fuktighetsabsorpsjon, slik at den ikke kan brukes på fuktige steder, og anvendel-sesområdene er begrenset.

Glass-skum har relativt høy mekanisk styrke og gir vedvarende varmeisoleringsevne, men er meget dyrt og kan i øyeblikket bare brukes på begrensede områder.

På den annen side er vannglass (en vandig løsning av alkalimetallsilikat) et billig og tilgjengelig materiale, og det har lenge vært kjent at et skum oppnås når det oppvarmes. Forskjellige forsøk har vært gjort på å fremstille varmeisolerende materialer fra vannglass. Da kommersielle alkali-metallsilikater er vannløselige, er de erholdte skum dårligere i virkning i forhold til vannbestandighet, såsom vannabsorpsjonsmotstand, fuktighetsabsorpsjonsmotstand og fuktighets-gjennomtrengelighetsmotstand og har ikke tilstrekkelig varmeisolerende evne til å brukes i praksis som varmeisolerende materialer. Skum med tilstrekkelig styrke er ennå ikke ut-viklet og de foreligger ikke i anvendbar tilstand.

Med hensyn til forbedring av vannmotstand er hittil mange metoder foreslått: F.eks. en metode for å behandle det fremstilte skum med løsningen av syre og metallsalt (som i japansk patentansøkning nr. 12885/74), en metode for å skumme etter hydratisering av vannfritt alkalimetallsilikat (US patent 3663249 og UK patent 1351213), eller en metode for å tilsette et modifiseringsmiddel som gir det konsentrerte vannglass vannmotstand (som i japansk patentansøkning nr. 57528/79). Således ble vannbestandigheten forbedret i en viss grad, men ikke tilstrekkelig for praktisk bruk.

Samtidig er forskjellige metoder tidligere foreslått for å øke den mekaniske styrke: F.eks. en metode for å skumme ved blanding av borsyre med vannglass med regulert vanninnhold (japansk patentansøkning nr. 31170/75), og en metode for å tilsette aggregat til konsentrasjonen av vannglass (japansk patentsøknad nr. 127430/79). Imidlertid er hittil skum med lett vekt og med tilstrekkelig styrke ikke oppnådd.

Vannglass-skum er fordelaktige fordi skum med lav spesifikk vekt og lav varmeledningsevne oppnås relativt lett ved å oppvarme og skumme råmaterialet av alkalimetallsilikatløsning ved anvendelse av fordampning av vann, men det erholdte skum har dårlig mekanisk styrke (kondisjonsstyrke, bøye-styrke, slagstyrke), og lavt forhold av lukkede celler, og var ikke helt tilfredsstilllende med hensyn til vannbestandighet såsom bestandighet mot vannabsorpsjon, fuktighetsabsorpsjon og fuktighetsgjennomtrengning. Derfor var slike skum dårligere med hensyn til varmeisoleringsevne og hadde mange praktiske problemer som måtte løses for å kunne anven-des i praksis.

På denne bakgrunn har oppfinnerne studert og forsket for å løse forskjellige konvensjonelle problemer ved fremstilling av skum av vannglass ved bruk av billig alkalimetallsilikat som råmateriale, og har som resultat av dette lykkes å an-gi sammensetningen av glass og type og mengde skumningsmid-ler som gir glass-skum med fortreffelig mekanisk styrke som ikke oppnås i de konvensjonelle vannglass-skum, med et høyt forhold av lukkede celler, og med god vannbestandighet såsom vannabsorpsjonsmotstand, fuktighetsabsorpsjonsbestan-dighet og fuktighetsgjennomtrengningsbestandighet, og viser videre forlenget varmeisoleringsevne, hvilket utgjør foreliggende oppfinnelse.

Glass-skummet ifølge foreliggende oppfinnelse er særpreget ved det som fremgår av krav l's karakteriserende del.

Den skumbare glassblanding for fremstilling av dette glass-skum er særpreget ved det som fremgår av krav 11's karakteriserende del.

Den skumbare glassblandingen ifølge oppfinnelsen oppnås ved å blande 100 vektdeler vannfritt modifisert natriumsilikat-glasspulver og 0,5 til 4 vektdeler CaC03-pulver som skummiddel.

Midler for blandingen kan være kulemøller, vibrasjonskule-møller, sprayforstøvere, flashblandere og kontinuerlige typer fluidisert bedblander, og fra synspunktet i en blanding,fore-trekkes en metode for utsettelse for skjærkrefter såsom kule-mølle og vibrasjonskulemølle. Blandingstiden er ca. 10 minutter til 5 timer i en kulemølle. Jo mindre størrelsen til glass-skårene er, jo mindre blir cellene i det fremstilte skum, og derfor jevnere. Kornstørrelsen er normalt 150-mesh eller fortrinnsvis 325-mesh. Kornstørrelsen til kalsiumkar-bonatet bør fortrinnsvis være lik eller mindre enn glassets.

Det vannfrie modifiserte natriumsilikatglasset erholdes ved

å oppvarme og smelte natriumsilikat og modifiseringsmidler, eller ved å oppvarme og smelte forskjellige forbindelser og naturlige elementer som ved smelting gir natriumsilikat og modifiseringsmidler med den ekvivalente sammensetning. Smelting kan foretas satsvis i en smeltedigel og kontinuerlig i en tankovn. Smelting utføres normalt fra noen minutter til noen timer ved 1100 til 1500°C. F.eks. blandes vannfritt natriumsilikatpulver og modifiseringspulver såsom kalsiumkarbonat og jern(III)oksyd jevnt til en ønsket blanding,.og oppvarmes og smeltes i en smelteovn i tidsrom fra noen minutter til noen timer ved 1200 til 1400°C, og kiselsand,natriu<m->karbonat og kalkstein eller lignende tilsettes til ønsket blanding, og oppvarmes og smeltes i noen minutter til noen timer ved 1200 til 1500°C, og etter kjøling erholdes glasset ifølge foreliggende oppfinnelse.

Natriumsilikatet som brukes i foreliggende oppfinnelse ut-trykkes ved den generelle formel Na20«xSiC>2 hvor x kan ligge fra 3 til 3,8. Når verdien av x er mindre enn 3 eller mer enn 3,8, kan det erholdte skum inneholde lite lukkede celler, dvs. mindre enn 40 %, eller absorbere mye vann over lang tid, mer enn 30 volum-%, eller ha dårlig vannbestandighet til tross for mange lukkede celler.

Natriumsilikatet erholdes f.eks. ved å oppvarme og smelte kiselsand og natriumkarbonat.

Det vannfrie modifiserte natriumsilikatglass er ifølge foreliggende oppfinnelse hovedsakelig vannfritt, hvilket i praksis betyr at en liten mengde vann kan være avsatt eller absorbert.

Modifiseringsmiddelet som brukes i foreliggende oppfinnelse bør minst inneholde kalsiumoksyd, hvilket enten kan være kalsiumoksyd alene eller en kombinasjon av kalsiumoksyd og andre modifiseringsmidler (MO).

Modifiseringsmiddelet tilsettes slik at innholdet av kalsiumoksyd i det vannfrie modifiserte natriumsilikatglass kan være 5 til 15 %, fortrinnsvis 7 til 12 %, og at MO er 0 til 10 %. Hvis innholdet av kalsiumoksyd er mer enn 15 vekt-%, er det vanskelig å gjøre vekten av skummet lettere, hvis mindre enn 5 vekt-% blir vannbestandigheten til skummet dårligere. Når innholdet av kalsiumoksyd er 7 til 12 vekt-%, blir volumvekten lav og ikke mer enn 0,25 g pr. cm 3, og forholdet av lukkede celler høyt,og er ikke mindre enn 60%, og langtidsvannbestandigheten (vannabsorbsjonen) er ikke mer enn 30 volum-%, slik at det er lett å få et utmerket skum. Når bare lite MO tilsettes synes såvidt virkningen, og virkningen opptrer når innholdet er 0,5 vekt-% eller høyere. Når derimot MO-innholdet er høyere enn 10 vekt-%, får man ikke skum med høyt forhold av lukkede celler og god vannbestanddighet. Hvis totalinnholdet av modifiseringsmidler (CaO + MO) overskrider 25 vekt-%, fås ikke skum med lett vekt og god vannbestandighet. Hvis totalinnholdet av modifiseringsmidler er mindre enn 5 vekt-% på den annen side, blir vannbestandigheten av modifisert silikatglass i seg selv dårligere, slik at vannbestandigheten til det fremstilte skum også kan bli dårlig.

Som modifiseringsmiddel som brukes i kombinasjon med kalsium-oksydet kan forskjellige oksyder brukes, hvilke omfatter bor-oksyd, titanoksyd, tinnoksyd, zirkonoksyd, aluminiumoksyd, magnesiumoksyd, sinkoksyd, strontiumoksyd, blyoksyd, kopperoksyd> jernoksyd, koboltoksyd, nikkeloksyd, vanadiumoksyd, kaliumoksyd og litiumoksyd, men ut fra synspunktet økonomi og virkning bør fortrinnsvis minst et oksyd velges fra gruppen aluminiumoksyd, magnesiumoksyd, titanoksyd, sinkoksyd, bor-oksyd, zirkonoksyd, blyoksyd, kopperoksyd, strontiumoksyd, jernoksyd, kaliumoksyd og litiumoksyd.

Når MO inneholder i det minste jernoksyd blir vannbestandigheten til det erholdte skum utmerket, slik at det er relativt lett å fremstille skummet hvis langtidsvannbestandighet (vann-absorbsjon ikke mer enn 10 volum-%.

Ved siden av de ovenfor oppførte oksyder omfatter modifi-ser ingsmiddelet elementer som gir oksyder med ekvivalent sammensetning ved smeltning, og f.eks. forskjellige tilsvarende kunstige eller naturlige hydroksyder, karbonater, sul-fater, borater, silikater og andre forbindelser kan brukes.

Skummiddelet som brukes i foreliggende oppfinnelse er kalsiumkarbonat, og det er vanskelig å oppnå et tilsiktet skum ifølge oppfinnelsen ved å bruke andre skummidler. Ved å kombinere kalsiumkarbonat med det modifiserte natriumsilikatglass ifølge oppfinnelsen, fås et skum med lett vekt, et innhold av lukkede celler og umerket vannbestandighet som beskrevet.

I all tidligere kjent teknologi har det vært umulig å fremstille et skum med høyt lukket celleinnhold ved å bruke kalsiumkarbonat som skummiddel (som omtalt på side 832 i "Glass Engineering Handbook", Asakura Shoten, Japan). Når f.eks. som eksemplifisert i henvisningseksempel 21, et glass som beskrevet i japansk patentansøkning nr. 123412/77 ble skummet ved bruk av kalsiumkarbonat, var det lukkede celleinn-holdet 15 %,slik at skum med godt lukket celleinnhold ikke kunne oppnås.

Innholdet av skummiddel er 0,5 til 4 vektdeler pr. 100 vektdeler glass, eller fortrinnsvis 0,6 til 2,5 vektdeler. Hvis innholdet av skummiddelet er mindre enn 0,5 vektdeler, er volumvekten til det erholdte skum høy og mer enn 0,38 g pr. cm , hvis det overskrider 4 vektdeler er cellen grov og mer enn 4 mm, og skummet har ujevn cellestruktur og lavt lukket celleinnhold. Når innholdet av skumningsmiddelet er 0,6 til 2,5 vektdeler, fås et utmerket skum med lav densi-tet, liten cellestørrelse og jevn cellestruktur. Da det modifiserte natriumsilikatglass ifølge foreliggende oppfinnelse har et molforhold på Si02/Na20 fra 3 til 3,8, er det lett å få glass med relativt lavt smeltepunkt, og da temperaturen kan være lav ved fremstilling av glass eller fremstilling av skum ved bruk av dette glass, er det økonomisk fordelaktig for energi og materialbehandling. Dessuten når smeltepunktet er mindre enn 7 00 oC, kan med større fordel varmebestandig metallmateriale brukes for skumningsformen og for andre materialer.

Glass-skummet ifølge foreliggende oppfinnelse oppnås ved å oppvarme og deretter kjøle den skumbare glassblanding som

foreslås i foreliggende oppfinnelse. F.eks. fylles en skumbar glassblanding i en varmebestandig form av rustfritt stål eller lignende materiale sam er belagt med middel for å slippe for-nen, såsom leire, og oppvarmes raskt til 500 til 600°C i en elektrisk ovn, forbrenningsovn eller lignende, og oppvarmes videre med en varmeøkningshastighet på 30 til 500°C pr. time opptil maksimumstemperaturen på 650 til 850°C, og holdes på denne maksimumstemperatur i 5 til 150 minutter. Deretter av-kjøles den til ca. 550 til 600°C i løpet av 20 til 60 minutter, og avkjøles langsomt lineært til romtemperatur over 10 til 20 timer, slik at skummet ifølge foreliggende oppfinnelse erholdes.

Dessuten inneholder cellen i sea selv noe luft, gasser opp-løst i glass, og andre gasser som stammer fra forurensninger. Da kalsiumkarbonat brukes som skummiddel, blir C02 innholdet av gasser i en celle 50 volum-% eller mer.

Skummet ifølge foreliggende oppfinnelse er, fordi kalsiumkarbonat brukes som skummiddel, i stand til å gi vakre farger såsom hvitt, gult og blått, avhengig av sammensetningen til det modifiserte natriumsilikatglass, nemlig avhengig av den type MO som brukes, i motsetning til den vanlige svarte far-gen av karbontypeskummiddel, slik at den med fordel kan brukes som bygningsmateriale for innvendig og utvendig ut-styr. Dertil er skumgassen CO^ som er fri for påtrengende lukt og ikke giftig..

De foretrukne karakteristika for skummet som foreslås ifølge foreliggende oppfinnelse er angitt nedenfor. Verdiene for disse karakteristika er målt ved den metode som er angitt i eksempel 1.

Når volumvekten er mindre enn 0,1 g pr. cm^, er den mekaniske styrken til skummet for liten, slik at sammentrykningsstyrken på 3 kg/cm 2 eller mer som kreves i allminnelighet som hard-typevarmeisoleringsmateriale ikke kan oppnås. Hvis volumtett-heten er mer enn 0,25 g/cm"^ på den annen side, blir varmeledningsevnen til skummet høy, hvilket betyr at større tyk-kelse trengs for å oppnå tilsvarende varmeisolering for så-dann med lav varmeledningsevne. Dette er følgelig ikke økonomisk. Varmeledningsevnen bør fortrinnsvis være 0,08 kcal/ m«hr»°C eller mindre.

Cellestørrelsen påvirker det lukkede celleinnhold og varmeledningsevne, når den overskrider 4 mm blir det lukkede celleinnhold lavt og varmeledningsevne høy, .og densitets-fordelingen ujevn, slik at det erholdte skum er helt ubruk-bart .

Når innholdet av lukkede celler er mindre enn 40% og vann-absorps jonen er mer enn 5 volum-%, er skummet gjennomtrenge-lig for vanndamp, slik at langtidsvarmeisoleringen blir dårligere.

Når langtidsvannbestandigheten er mer enn 40 volum-%, blir skummet mindre bestandig ovenfor vann, og når det utsettes for en meget fuktig atmosfære i lengre tid blir det gjennom-trengelig for fuktighet.

Dertil er skummet ifølge foreliggende oppfinnelse også bestandig mot fuktighetsabsorpsjon, når et skum som måler 25

x 25 x 30 mm utsettes for damp ved 105°C i en autoklav i en time, er skummets fuktighetsabsorpsjon bare 0,5 vekt/volum-% eller mindre.

I det følgende beskrives oppfinnelsen i nærmere detalj gjen-nom illustrerende eksempler og sammenligningseksempler.

Eksempel 1

Natriumsilikatpulver med et forhold Na^OrSiG^ på 1:3,2 og en mengde kalsiumkarbonatpulver ble blandet slik at CaOinnholdet tilsvarte 10,0 vekt-%, og blandingen ble smeltet ved en maksimumstemperatur på 1350°C i ca. 2 timer og avkjølt til glass. Smeltepunktet for dette glasset var 690°C og vannbestandigheten var 0,7 vekt-%. Blandingen var 68,4 vekt-% SiO,,, 21,9 vekt-% Na20 og 9,7 vekt-% CaO. Smeltepunktet som her er angitt betyr sintringstemperaturen til glasspulveret, hvilket ble bestemt ved den følgende metode (den samme metode ble anvendt i de etterfølgende tilfeller). 5 g glasspulver (100-mesh) ble plassert i en 30 cm^ porselensmeltedigel og holdt i en elektrisk ovn kontrollert på en angitt temperatur i 10 minutter, og smeltedigelen ble tatt ut av ovnen og avkjølt, og smeltepunktet ble bestemt visuelt. Temperaturen hvor sintringen var fullstendig og hvitt strølys på grunn av grenseflate-partikler ikke kunne sees ble tatt som smeltepunkt. Vannbestandigheten til glasset ble målt ved den følgende metode (den samme metode ble anvendt i etterfølgende tilfeller). Nøyaktig 1,5 g glasspulver hvis kornstørrelse lå i området

3 14 til 25 mesh ble veiet ut og anbragt i en 300 cm Erlen-meyer kolbe sammen med 150 cm 3 oppvarmet destillert vann og oppvarmet 4 timer under langsom røring med en magnetrører under tilbakeløpskoking på et vannbad. Etter fjerning av fint oppslemmet stoff ved dekantering ble glassprøven fil-trert med et 1G1 glassfilter, og den reduserte vekten til glasset ble bestemt ved å veie prøven før og etter oppvarming, og vannbestandigheten ble uttrykt som prosentdeler i forhold til vekten før oppvarming. I dette tilfellet ble glassets vekt målt etter tørking ved 150°C i en time og fikk stå til avkjøling i en desikator.

Så ble dette glasset knust til pulver på 325—mesh med en kulemølle, og en vektdel kalsiumkarbonat pulver med reagens-grad 400-mesh ble satt til 100 vektdeler av dette glasspulveret og blandet i kulemøllen 1 time, og en skumbar glassblanding oppstod.

En riktig mengde av denne glassblandingen ble fylt i en rustfri stålform, og formen ble anbragt i en elektrisk ovn holdt på 500°C som var forvarmet i 30 minutter, og ble videre oppvarmet til 710°C med temperaturstigningshastighet på 400°C pr. timer, og holdt på denne temperaturen i 120 minutter. Deretter fikk man etter langsom avkjøling et glass-skum.

Forsøksstykker for målinger av fysikalske egenskaper ble skåret ut av det erholdte skum, og volumtetthet, cellestør-relse, lukket celleinnhold, varmeledningsevne, sammentrykningsstyrke, vannabsorpsjonsforhold, vannabsorpsjon ved akselerert langtidsvannbestandighet forsøk (i det følgende forkortet til langtidsvannbestandighet), og CG^ konsentrasjonen i cellen ble målt. De oppnådde fysikalske egenskaper er vist i tabell 1. Det erholdte skum hadde en hvit farge hvis volumvekt var 0,17 g/crn"^, cellestørrelse 1 mm diameter, lukket celleinnhold 73%, varmeledningsevne 0,048 kcal/m/. h/«°C, sammentrykningsstyrke 14 kg/cm^, f uktighetsabsorps jons-grad 3,1 volum-% og vannbestandighet 20 volum-%. Skummet ble således funnet å ha utmerkede egenskaper som varmeisolerende materiale. CG^ konsentrasjonen i cellen var 80 volum-%.

De fysikalske egenskaper ble bestemt ved følgende metoder

(de samme metoder ble anvendt i etterfølgende tilfeller).

Volumvekt: Vekten av skum på 5 x 5 x 5 cm ble dividert med

volumet.

Cellestørrelse: Cellediameteren til 30 celler hver i to tverr-snitt av prøven ble målt ved å bruke en uni-versal prosjektør og gjennomsnittet ble brukt

som cellestørrelsen.

Lukket celleinnhold: BECKMAN Air Picknometer ble brukt. Stør-relsen av prøven var 25 x 25 x 30 mm. Varmeledningsevne: Den ble målt ifølge ASTM C518. Temperaturen var 3 5°C.

Sammentrykningsstyrke: Fremgangsmåten beskrevet i ASTM C24 0

bortsett fra at prøvestørrelsen var

5x5x5 cm.

Fuktighetsabsorpsjonsinnhold: Fremgangsmåten beskrevet i

ASTM C2 40 bortsett fra at prøve-

størrelsen var 5 x 5 x 5 cm. Langtidsvannbestandighet: Prøven ble dyppet i varmt vann ved 7 0°C i 40 timer, og vekten etter

dyppingen ble målt ifølge fremgangsmåten i ATSM C240, og vann-absorps jonen ble beregnet. Stør-relsen av prøven var 25 x 25 x 30

mm.

CC>2 konsentrasjon: Tre skum som målte 25 x 25 x 30 mm ble anbragt i en 500 ml rustfri stålbeholder for vakuumbruk utstyrt med en knusestang, og beholderen ble evakuert til 10 mmHg, og skummet ble knust under redusert trykk, deretter ble vann med pH 4,0 justert med saltsyre ført inn i beholderen, og trykket ble øket til normaltrykk, og gassen i ;

skummet ble fanget i en kjølefelle anbragt i beholderens øvre del. CO^ konsentrasjonen ble bestemt ved gasskromatografi ved bruk av kalibreringskurve. Betingelser:

Eksempel 2 og 3

Ved å bruke den samme glassblanding som i eksempel 1 ble skum fremstilt ved samme fremgangsmåte som i eksempel 1, bortsett fra at den maksimale temperatur og oppholdstid var 730°C og 30 minutter i eksempel 2, og 770°C og 50 minutter henholdsvis i eksempel 3. De fysikalske egenskapene til skummene er vist i tabell 1. Denne tabell viser at frihets-graden kan være temmelig bred med hensyn til temperatur og oppholdstid.

Eksempler 4, 5 og 6, sammenligningseksempel 1

De samme glass som i eksempel 1 ble brukt. Mengden av skummiddel var 1,0 vektdel i eksempel 4, 0,7 i eksempel 5, 0,6

i eksempel 6, og 0,3 i sammenligningseksempel 1, og temperaturøkningshastigheten var 100°C pr. time, og maksimumstemperaturen og oppholdstiden var 750°C og 50 minutter. Andre betingelser var de samme som i eksempel 1, og skummene ble fremstilt i henhold til dette. Virkningene til mengden av skumningsmiddel på skummets egenskaper er vist i tabell 2.

Eksempler 7 til 9, sammenligningseksempler 2 og 3

Glassene med sammensetningen som er oppført i tabell 3 ble fremstilt ved å bruke natriumsilikatpulver med et forhold Na20:Si02 på 1:3,3 ved samme metode som i eksempel 1. Tabell 3 viser glassblanding, forbindelsen som brukes som modifiseringsmiddel, molforhold av Si02/Na20 i glasset (S/N forhold) , smeltepunkt og langtidsvannbestandighet samtidig. I dette tilfellet ble S/N forholdet justert ved bruk av Si02. Maksimumstemperaturen og oppholdstiden var 7 30°C og 30 minutter i eksempel 7 til 9, 7 8 0°C og 3 0 minutter i sammenligningseksempel 2, og 690°C og 20 minutter i sammenligningseksempel 3, og temperaturøkningen var 200°C pr. time. Andre betingelser var de samme som i eksempel 1. Således ble skum fremstilt. Virkningene av CaO innholdet på skummets egenskaper er vist i tabell 4.

Eksempel 10 til 14, sammenligningseksempel 4 til 7

Glassene med sammensetningen som er anført i tabell 5 ble fremstilt på samme måte som i eksempel 1, bortsett fra at smeltetemperaturen og tiden henholdsvis var 1400°C og 3 timer. Skummene ble fremstilt på samme måte som i eksempel 1, bortsett fra at innholdet til skumningsmiddelet var 0,9 vektdeler i eksempel 10 og 11 og sammenligningseksempel 4 til 6, og 0,85 i eksempel 12 og 14, og 0,7 i eksempel 13 og maksimumstemperaturen og oppholdstiden var 850°C og 20 minutter i sammenligningseksempel 6, og 730°C og 30 minutter i andre eksempler. Skummets egenskaper som varierte med arten og mengden av modifiseringsmiddelet er vist i tabell 6.

Eksempel 15 til 20, sammenligningseksempler 8 til 10

Glassene med sammensetningen som er oppført i tabell 7 ble fremstilt på samme måten som i eksempel 7. Skummene ble fremstilt på samme måte som i eksempel 7, bortsett fra at innholdet av skumnihgsmiddel var 0,8 vektdeler i eksempler 15 og 17, 2,0 i eksempel 19 og 1,0 i andre eksempler og sammenligningseksempler og temperaturøkningshastigheten 200°C pr. time, og maksimumstemperatur og oppholdstid 780°C og 20 minutter i sammenligningseksempel 10,og 780°C og 30 minutter i andre eksempler.Skummets egenskaper som avhengerav art og mengde av modifiseringsmiddel er vist i tabell 8.

Eksempler 21 til 24, sammenligningseksempel 11

Glassene med sammensetning som er angitt i tabell 9 ble fremstilt på samme måte som i eksempel 1. Skummene ble fremstilt under de samme betingelser som i eksempel 1, bortsett fra at innholdet av skummiddel var 1,0 vektdeler i eksempel 21, 0,8 i eksempel 22 og 0,9 i de andre eksempler, og maksimumstemperaturen og oppholdstiden 800°C og 20 minutter i eksempel 24 og 760°C og 30 minutter i de andre eksempler. De erholdte skum viste en grønn farge i eksempel 24 og en vakker gul farge i de andre eksempler. Egenskapene til skummene som inneholdt FS2°3 som M0 ^ glasset er vist i tabell 10.

Eksempler 25 til 27

Det samme glass som i eksempel 22 ble brukt. Innholdet av skumningsmiddel var 1,1 vektdeler i eksempel 25 og 1,0 i eksempel 26 og 27, og maksimumstemperaturen og oppholdstiden var 780°C og 2 0 minutter i eksempel 25, 750°C og 3 0 minutter i eksempel 26, og 730°C og 60 minutter i eksempel 27, og temperaturøkningshastigheten var 100°C pr. time i alle tre eksempler. Andre betingelser var de samme som i eksempel 1. De fysikalske egenskaper er vist i tabell 11.

Eksempel 28, sammenligningseksempler 12 til 14

Glassene med sammensetningen anført i tabell 12 ble fremstilt på samme måte som i eksempel 1. S/N forholdet ble justert ved bruk av SiO^ og Na2C0^. Innholdet av skumningsmiddel var 0,8 vektdeler i eksempel 28, 1,0 i sammenligningseksemplene 13 og 14 og 0,9 i sammenligningseksempel 12, og maksimumstemperatur og oppholdstid var 760°C og 30 minutter i eksempel 28 og sammenligningseksempel 13, 720°C og 40 minutter i sammenligningseksempel 12, og 730°C og 60 minutter i sammenligningseksempel 14, og temperaturøkningshastigheten var 200°C pr. time i alle eksempler, under hvilke betingelser skummene ble fremstilt. Virkningene av S/N forholdet på de fysikalske egenskaper av skummene er vist i tabell 13.

Eksempler 29 og 30, sammenligningseksempel 15

Glass med Si02/Na20 molforhold 3,2 og CaO 8,0 vekt-% ble fremstilt på samme måte som i eksempel 1. Smeltepunktet til glasset var 6 90°C og vannbestandigheten var 0,8 vekt-%. Glasspulver med 200-mesh inneholdende 2,2 vektdeler skummiddel ifølge eksempel 29, 3,5 i eksempel 3 0 og 4,5 i sammen-ligninseksempel 15 ble blandet i en vibrerende kulemølle i ca. 2 timer. Skummene ble fremstilt under de samme beting-eisene som i eksempel 1, bortsett fra at maksimumstemperaturen og oppholdstiden var 740°C og 20 minutter. De fysikalske egenskapers avhengighet av innholdet skumningsmiddel varierte som vist i tabell 14.

Sammenligningseksempler 16 til 18

De samme glass som i eksempel 22 ble brukt. Som skummiddel ble brukt 3,0 vektdeler dolomitt i sammenligningseksempel 16, 3,0 vektdeler strontiumkarbonat i sammenligningseksempel 17, og 0,8 vektdeler aktivt karbon og 3,0 vektdeler jernoksyd i sammenligningseksempel 18. Maksimumstemperaturen og oppholdstiden var 770°C og 30 minutter, og temperaturøkningshastig-heten var 200°C pr. time. Skummene ble fremstilt umder disse betingelser. Skummet fra eksempel 18 ga en svart farge og så dårlig ut. Sammenhengen mellom art av skummiddel og fysikalske egenskaper hos skummet er vist i tabell 15.

Sammenligningseksempel 19

Under røring av 260 vektdeler vannløsning av vannglass (Na.,0' 3,3Si02, faststoffinnhold 38,5 %) ved 90° ble 13 vektdeler borsyre tilsatt og blandingen fikk reagere ca. 3 timer, og det modifiserte vannglass ble anbragt i en støtteform og oppvarmet ved 450°C i 120 minutter for skumming.

Det erholdte skum hadde hvit farge og volumvekt på 0,13 g

pr. cm 3, cellestørrelse 0,2 mm, lukket celleinnhold 28 %, varmeledningsevne 0,043 kcal/m-hr•°C, sammentrykningsstyrke 2,8 kg/cm 2 og vannabsorpsjon 10 volum-%. C02 konsentra-

sjonen i cellen var mindre enn 10 %.

Sammenligningseksempel 20

13 vektdeler kalsiumhydroksyd ble satt til 260 vektdeler av vannglassløsningén nr. 3 som brukes i sammenligningseksempel 19, og blandingen fikk reagere ca. 5 timer under røring ved 95°C. Blandingen ble så tørket ved 150 til 2 00°C inntil vanninnholdet var redusert til 10%, og det ble knust til pulver på 10-mesh,

fylt i en støpeform, bragt i en elektrisk ovn kontrollert ved 500°C, og ble øyeblikkelig oppvarmet til 750°C med øk-ningshastighet på 400°C/time. Denne temperaturen ble holdt i 10 minutter. Det erholdte skum hadde mange porer på 5 til 15 mm i diameter.

Sammenligningseksempel 21

Ved å bruke 100 vektdeler matt glass og 1,2 vektdeler kalsiumkarbonat som skumningsmiddel ble et skum fremstilt på samme måte som i eksempel 1, bortsett fra at maksimumstemperaturen og oppholdstiden var 800°C og 10 minutter. Det fremstilte skum hadde en volumvekt på 0,17 g pr. cm 3, celle-størrelse 0,3 mm, lukket celleinnhold.15 %, sammentrykningsstyrke 17 kg/cm 2 og vannabsorpsjon 25 volum-%. Sammensetningen til glasset som ble brukt i dette eksempel var som følger:Si02 72,0 vekt-%, Na20 13,0 vekt-%, K20 1,0 vekt-%,

CaO 7,2 vekt-%, MgO 4,5 vekt-%, Ai203 3,0 vekt-% og Fe203

0,3 vekt-%.

Eksempel 31

Modifisert natriumsilikatglass ble fremstilt fra naturpro-dukter .

Kiselsand, kalkstein og natriumaske ble blandet i angitte forhold og blandingen smeltet ved 14 00°C i ti timer for over-gang til glass.

Den kjemiske sammensetningen av kiselsand, kalkstein og natriumaske og sammensetningen av det erholdte glass er vist i tabell 16.

Et skum ble fremstilt fra glasset på samme måte som i eksempel 2. Skummet hadde en volumvekt på 0,18 g/cm^, cellestør-relse 1,0 mm,lukket celleinnhold 68%, varmeledningsevne 0,049 kcal/m«hr-°C, sammentrykningsstyrke 22 kg/cm^, vånnab-sorpsjon 3,0 volum-% og langtidsvannbestandighet 23 volum-%.

Eksempel 32

Ved å bruke petalitt og samme kiselsand, kalkstein og natriumaske som i eksempel 31 ble et glass fremstilt. Sammensetningen av petalitt og glasset er vist i tabell 17. Smeltepunktet for glasset var 67 0°C, vannbestandigheten var 0,4 vekt-%. Et skum ble fremstilt med innhold av kalsiumkarbonat-skummiddel på 0,9 vekt-%, og maksimumstemperatur•710°C, oppholdstid 30 minutter og temperaturøkningshastighet 200°C pr. time. Det erholdte skum hadde en volumvekt på 0,18 g/cm 3, cellestørrelse 1,0 mm, lukket celleinnhold 66 %, og langtidsvannbestandighet 2 0 volum-%.

Eksempel 33

Ved bruk av pollerrødt og samme kiselsand, kalkstein og natriumaske som i eksempel 31 fremstiltes et glass. Sammensetningen av pollerrødt og glasset er vist i tabell 18. Glassets smeltepunkt var 690°C og vannbestandigheten var 0,3 vekt-%. Samme fremgangsmåte som i eksempel 22 ble anvendt for å fremstille et skum.

Det erholdte skum hadde en volumvekt på 0,17 g/cm 3, celle-størrelse 1,0 mm, lukket celleinnhold 68%, sammentrykningsstyrke 15 kg/cm 2 og langtidsvannbestandighet 10 volum-%.

Claims (11)

1. Glass-skum, karakterisert ved at dets cellevegg består av oksyder med nedenfor angitte sammenset ning og hvor innholdet av C02 i gassbestanddelene i cellene ikke er mindre enn 50 volum-%. hvor M=bor eller metall forskjellig fra natrium og kalsium

2. Skum ifølge krav 1, karakterisert ved at MO er valgt fra magnesiumoksyd, aluminiumoksyd, jernoksyd, kopperoksyd,boroksyd, zirkoniumoksyd,strontiumoksyd, blyoksyd, kaliumoksyd og litiumoksyd.

3. Skum ifølge krav 1, karakterisert ved at MO omfatter jernoksyd.

4. Skum ifølge krav 1, karakterisert ved at volumvekten er 0,1 til 0,25 g/cm -3.

5. Skum ifølge krav 1, karakterisert ved at cellestørrelsen ikke er mer enn 4 mm.

6. Skum ifølge krav 1, karakterisert ved at det lukkede celleinnhold er mer enn 40% av det totale celleinnhold.

7. Skum ifølge krav 1, karakterisert ved at varmeledningsevnen ikke er over 0,08 kcl/m.time.°C.

8. Skum ifølge krav 1, karakterisert ved at sammentrykningsstyrken ikke er mindre enn 3 kg/cm 2.

9. Skum ifølge krav 1, karakterisert ved at vannabsorpsjonen ikke er mer enn 5 volum-%.

10. Skum ifølge krav 1, karakterisert ved at langtidsvannbestandigheten ikke er mer enn 4 0 volum-%.

11. Skumbar glassblanding for fremstilling av glass-skum ifølge krav 1 som inneholder 100 vektdeler vannfritt^ modifisert natriumsilikatglass og 0,5 til 4 vektdeler kalsiumkarbonat (CaCO^) som skummiddel, karakterisert ved at sammensetningen av vannfritt, modifisert natriumsilikatglass er hvor M=bor eller metall forskjellig fra natrium og kalsium.