SE501927C2 - I värme expanderbar komposition, förfarande för dess framställning och användning därav som brandskyddande isolering - Google Patents

Description

5Û1 927 l0 15 20 25 30 35 ' vara svårt 2 latexdispersioner eller blandningar därav. Det är emellertid uppenbart för en fackman att många andra med alkalimetallsilikat blandbara mjukgörare kan Mjukgöraren bör monoetylenglykol, användas. ingå i en så stor mängd att tillräckligt flexibel för expandera åtminstone 2, företrädesvis gånger sin egen volym med bibehållen Halten bör dock vara så stor så att kompositionens vidhäftande förmåga försämras till en oacceptabel nivå. I allmänhet föredras det att den innehåller från ca 5 till ca 30 vikt%, i synnerhet från ca 10 till ca 20 vikt% mjuk- görare. kompositionen är att kunna från ca 4 till ca 6 isolerande förmåga. inte Expansionsmedlet bör åtminstone med en faktor 5, en faktor från ca 8 till ca 80 vid uppvärmning, lämpligen vid en temperatur på ca 80 till ca 200°C, företrädesvis ca 80 till ca l20°C. Expansionsmedlet kan exempelvis vara expanderbar grafit eller öka sin volym väsentligt, helst företrädesvis med mikrosfärer. Speciellt föredras att expan- sionsmedlet innefattar i värme expanderbara mikrosfärer med ett termoplastiskt skal inneslutande en fungerande lättflyktig vätska. Vid uppvärmning mjuknar polymerskalet samtidigt som vätskan sfären expanderar och ökar sin diameter med en faktor på ca 2 till ca 5. Det termoplastiska utgöras av som jäsmedel förångas varvid mikro- skalet kan exempelvis polymerer eller sampolymerer som polymeriserats från monomerer såsom vinylklorid, nitril, metylmetakrylat vinylidenklorid, akryl- eller styren, eller blandningar av 5 till mikrosfären och kan exempelvis innefatta freoner dessa. Jäsmedlet utgör företrädesvis från ca vikt% av såsom triklorfluormetan, kolväten såsom n-pentan, i-pentan, ca 30 neopentan, butan, i-butan, eller andra jäsmedel som konven- tionellt används i mikrosfärer av här angivet slag. Oexpan- derade mikrosfärer bör ha en diameter som inte är större än ca 500 um, företrädesvis som inte är större än ca 100 um, i synnerhet som ca 80 um. Det är fördel- inte är större än aktigt att använda så små sfärer som möjligt, men det kan att till rimlig kostnad erhålla mikrosfärer med en diameter mindre än ca l um. Exempel på lämplig, kommer- 10 15 20 25 30 35 'nedre gräns utom i de fall fyllmedlet innehåller 501 927 3 siellt tillgänglig mikrosfärsprodukt har ett termoplastiskt nitrilsampolymer och bör innehålla kunna är Expancel(R), som skal av en vinylidenklorid/akryl- isobutan som jäsmedel. Kompositionen tillräckligt med volymen med från ca 4 till ca 6, vid expansionsmedlet expansionsmedel för att ökar en faktor på åtminstone 2, helst ovan angivna temperaturer. Om väsentligen utgörs av mikrosfärer enligt ovan, innehåller kompositionen företrädesvis från ca 2 till ca 40 vikt%, speciellt från ca 10 till ca 30 vikt% expan- sionsmedel.

Kompositionens mekaniska egenskaper förbättras om den även innehåller ett eller risken för gelning under längre tids lagring, ofta upp till 6 eller ligen flera fyllmedel. För att minska 12 månader, bör de använda fyllmedlen vara väsent- stabila i alkalimetallsilikatlösningar, vilket fyllmedel innehållande större mängder som höjer molförhållandet Si02:M20, lösligt kalcium som bildar svårlösligt kalciumsilikat, lösligt sulfat som bildar natriumsulfat. till skillnad från exempelvis vid cementtillverkning, inte Ett stort exempelvis utesluter lösligt kisel eller Därigenom bör, sand innehållande stora mängder kvarts användas. antal i bindemedel vanligt förekommande fyllmedel kan emellertid användas, ensamma eller i blandning. Flera av dessa innehåller kisel och/eller kalcium som dock är så hårt bundet att de är väsentligen inerta i alkalimetall- silikatlösningar. Exempel på användbara fyllmedel är kaoiin, fäitspat, periit, cenosfärer (ex fiiiiteßl), titandioxid, olika järnoxider, aluminiumtrihydrat, mus- kovit, diatomit, talk eller dolomit. Beträffande dolomit bör det inte finnas i för höga halter då det innehåller kalcium som i viss utsträckning kan gå i lösning. Vissa fyllmedel, såsom titandioxid, fungerar även som färgpigment Om fyllmedlets partik- lar är för stora ökar risken för sedimentering vid lagring. ca 100 pm, i synnerhet mindre än ca 80 um. Det finns ingen kritisk varvid en önskad färg kan erhållas.

Det fördras att partiklarnas diameter är mindre än en eller flera komponenter som långsamt löser sig i silikatet, 501 927 10 l5 20 25 30 35 4 varvid det föredras att partikeldiametern överstiger ca 1 um. I annat fall, exempelvis om kaolin används, kan partik- lar med en diameter ner till ca 0,1 um eller mindre använ- das utan problem. Mängden tillsatt fyllmedel beror pà den önskade konsistensen hos bindemedlet, vilket i sin tur styrs av hur det är avsett att appliceras. I allmänhet föredras en halt från ca 20 till ca 120 vikt%, företrädes- vis från ca 30 till ca 100 vikt% fyllmedel räknat på mängden torrt alkalimetallsilikat.

Uppfinningen avser också ett sätt att framställa en expanderbar komposition enligt ovan genom att en vatten- lösning innehållande alkalimetallsilikat försätts med en mjukgörare och ett expansionsmedel som expanderar vid uppvärmning. Eventuellt kan ett eller flera fyllmedel också blandas in. Tillsatserna kan göras i godtycklig ordning vid en temperatur från 0 till ca 50°C, företrädesvis från ca 15 till ca 35°C. Om ett syrastabilt fyllmedel används kan dess dispergering underlättas genom att det först behandlas med en syra i en slurry, lämpligen genom att fyllmedlet slammas upp i en vattenlösning med silikatlösningen. löslig av syran, varefter slurryn blandas Företrädesvis används då en vatten- organisk syra, exempelvis myrsyra, ättiksyra, propionsyra, valeriansyra, malonsyra, bärnstensyra, adipin- syra, maleinsyra, fumarsyra, glutarsyra, mjölksyra, citron- syra, äppelsyra, vinsyra, glykolsyra, diglykolsyra, eller salicylsyra. Beträffande föredragna mängder och övriga kännetecken på de ingående komponenterna hänvisas till beskrivningen av kompositionen ovan.

Slutligen avser uppfinningen användning av den ovan beskrivna kompositionen som brandskyddande isolerings- material. Fram till användning lagras den lämpligen luft- tätt sedan appliceras genom sprutning, spackling eller på annat lämpligt sätt. Den stelnar av och kan sig självt på en eller ett par dagar, beroende på det applicerade lagrets tjocklek, när vatten tillåts vilket eventuellt Beroende på avdunsta, kan påskyndas vilket upphettning till med måttlig värmebehandling. expansionsmedel som ingår, expanderar den vid en temperatur på ca 80 till 200°C med en 10 15 20 25 30 35 501 927 5 till ca 5. I expanderat tillstånd tål 850°C utan att kollapsa volymfaktor på ca 2 den temperaturer _på åtminstone eller på annat sätt brytas ner.

Kompositionen enligt uppfinningen har emellertid även andra användningsområden. Tack vare de utmärkta vidhäftande egenskaperna kan den exempelvis användas som värmeexpander- att erhålla täta lim- fogar i svåråtkomliga utrymmen samt limfogar som tränger in bart lim, varigenom det är möjligt i porösa material.

Uppfinningen åskådliggörs i det följande utföringsexempel som dock inte avser att begränsa densamma.

Om inget annat anges avser alla haltangivelser vikt%.

EXEMPEL 1: 400 gram natriumvattenglas med ett molför- hållande SiO2:Na2O på 2,8 och en torrhalt på 45% blandades med 100 gram glycerol. Därefter tillsattes cell 46l(R> (mikrosfärer med en diameter från 5 till 30 um som innehåller isobutan som genom två 45 gram Expan- jäsmedel och expanderar vid l20°C) och blandningen stod under omrörning ca 30 minuter erhölls. Slutligen tillsattes 300 gram kaolin och 100 gram cenosfärer, varpå blandningen tills ett smidigt spackel erhölls. Temperaturen var hela tiden ca 25°C. Ca 10 gram av produkten fick torka i 90 dygn. Vid upphettning till 200°C ökade dess volym 5 gånger.

EXEMPEL 2: 300 gram natriumvattenglas med ett molför- hållande SiO2:Na2O på 3,3 och en torrhalt på 37% samt 100 ett molförhållande SiO2:K2O på 3,4 och en torrhalt på 35% blandades med 100 gram akrylat- dispersion Bayer so9(R) (35% torrhalt, 700% Därefter tillsattes 50 gram Expancell 82O(R) (mikrosfärer med en diameter från tills en homogen blandning stod under omrörning ca l timme gram kaliumvattenglas med töjning). 5 till 30 um som innehåller isobutan som jäsmedel och expanderar vid 80°C) ca 30 minuter tills erhölls. Slutligen tillsattes 250 dolomit och 100 under och blandningen stod under omrörning en homogen blandning gram kaolin, 100 gram gram cenosfärer, varpå blandningen stod timme tills ett tiden ca dygn. omrörning ca l smidigt spackel 25°C. Ca lO gram Vid upphettning till erhölls. Temperaturen var hela av produkten fick torka i 90 501 927 6 200°C ökade dess volym 5 gånger.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 501 927 7 PATENTKRAV

1. I värme expanderbar komposition, k ä n n e- t e c k n a d därav, att den innehåller alkalimetall- silikat i vattenlösning, en med alkalimetallsilikat bland- bar mjukgörare, samt ett expansionsmedel som expanderar vid uppvärmning.

2. Komposition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att mjukgöraren är vald bland glycerol, akrylat- dispersioner, monoetylenglykol, latexdispersioner eller blandningar därav. 2, k ä n n e-

3. Komposition enligt krav 1 eller t e c k n a d mjukgöraren ingår i en så stor tillräckligt flexibel för att sin egen volym med därav, att mängd att kompositionen är åtminstone 2 gånger kunna expandera bibehållan isolerande förmåga, medan halten inte är så stor att kompositionens vidhäftande förmåga försämras till en oacceptabel nivå. av kraven l-3, k ä n- n e t e c k n a d därav, att expansionsmedlet innefattar i ett termoplastiskt skal inneslutande en som jäsmedel fungerande lättflyktig vätska.

4. Komposition enligt något värme expanderbara mikrosfärer med

5. Komposition enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att de oexpanderade mikrosfärerna har en diameter som inte är större än ca 500 um.

6. Komposition enligt något av kraven 1-5, k ä n- därav, att den innehåller tillräckligt med expansionsmedel för att kunna öka volymen med en faktor n e t e c k n a d på åtminstone 2 vid uppvärmning till en temperatur på ca 80 till ca 200°C.

7. Komposition n e t e c k n a d därav, att den innefattar ett fyllmedel.

8. Komposition enligt något av 1-7, k ä n- n e t e c k n a d därav, att alkalimetallsilikatet har ett molförhållande Si02:M20 från ca 2 till ca 4, där natrium, kalium eller blandningar därav.

9. Sätt att framställa enligt något av enligt något av kraven 1-6, k ä n- kraven M är en i värme expanderbar kom- position föregående krav, k ä n n e- t e c k n a t en vattenlösning innehållande därav, att 501 927 8 alkalimetallsilikat försätts med àminstone en mjukgörare och ett expansionsmedel som expanderar vid uppvärmning. 10§ Användning av en i värme expanderbar komposition enligt något av kraven l-8 som brandskyddande isolering.