WO2011018457A1 - Moulded part - Google Patents

Moulded part Download PDF

Info

Publication number
WO2011018457A1
WO2011018457A1 PCT/EP2010/061628 EP2010061628W WO2011018457A1 WO 2011018457 A1 WO2011018457 A1 WO 2011018457A1 EP 2010061628 W EP2010061628 W EP 2010061628W WO 2011018457 A1 WO2011018457 A1 WO 2011018457A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
silazane
different
fibers
same
substituted
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/061628
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Wirth
Peter Jahn
Daniel Decker
Original Assignee
Frenzelit-Werke Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Frenzelit-Werke Gmbh filed Critical Frenzelit-Werke Gmbh
Publication of WO2011018457A1 publication Critical patent/WO2011018457A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/24Coatings containing organic materials
    • C03C25/40Organo-silicon compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/16Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • B60R13/0838Insulating elements, e.g. for sound insulation for engine compartments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • B60R13/0861Insulating elements, e.g. for sound insulation for covering undersurfaces of vehicles, e.g. wheel houses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • B60R13/0869Insulating elements, e.g. for sound insulation for protecting heat sensitive parts, e.g. electronic components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • B60R13/0876Insulating elements, e.g. for sound insulation for mounting around heat sources, e.g. exhaust pipes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/60Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
    • C08G77/62Nitrogen atoms

Definitions

  • the present invention relates to a dimensionally stable, but not brittle, molded part, in particular a thermal insulation molding, of a fibrous insulating material, which is characterized in that only a minimum of additives must be added to achieve dimensional stability.
  • the actual structure of the fiber material is not changed.
  • Important product features such as thermal conductivity or vibration resistance are not adversely affected.
  • the extremely low proportion of necessary organic additives can be reduced by suitable process control to almost 0%, without losing the dimensional stability. This takes into account the requirements of the market for high-temperature molded parts that no toxic components may be released when the temperature is applied. Smoke is also not allowed.
  • Preferred fields of application are the automotive industry (for example heat shield insulation molding, for example on the catalyst) but also any other application in which a dimensionally stable three-dimensional molded part has advantages over a two-dimensional cutting, such as e.g. better positioning, easier separability, or generally time savings.
  • Moldings of fibrous insulation materials for high temperatures have long been known.
  • a well-known example are molded parts in the automobile end muffler, for example made of basalt wool or glass fiber, which are impregnated with phenolic resin or with other polymer-forming agents.
  • These systems have the great disadvantage that to form a certain dimensional stability, a fairly high percentage of binder measured on the total weight of the molded part must be used. This results in the first time exposure to temperature to a strong smoke and depending on the conditions more or less strongly to the formation of hazardous substances. For example, this led to massive uncertainty among customers in the automotive industry. The market is therefore urgently looking for alternatives.
  • Another major disadvantage of these systems are the hard residual particles that result from incomplete pyrolysis of the binder.
  • Moldings that are produced by the paper process in a vacuum process must be fired to expel the binder. Due to the short fibers in this process creates a brittle material that is not resistant to vibration and thus can be easily discharged.
  • Isolation material to produce which already by adding a small Weight portion of a forming additive is dimensionally stable, without becoming brittle, has no odor, contains no toxic components or produced and yet has a high fire resistance, ie the building material class Al according to the standard DIN 4102 or Class A IfI according to the standard DIN EN 13501-1 (non-combustible building materials without fractions of combustible building materials).
  • This object is achieved by a method for producing a dimensionally stable, but not brittle, molded part of a fibrous insulating material, in which a textile fabric containing glass fibers and / or silicate fibers is applied with at least one silazane in solution or as a solid (eg B. through
  • the textile fabric may be, for example, a nonwoven fabric
  • silazane is understood as meaning a monomeric, oligomeric or polymeric silazane.
  • the silazane corresponds to one of the formulas I, II or III:
  • R 2 and R 3 are the same or different and denote hydrogen or straight-chain, branched or cyclic, substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, alkenylaryl or arylalkenyl, wherein each of the substituents R 2 and R 3 in the case of m and / or o is greater than 1 in different units has a different or the same meaning,
  • R 2 and R 3 are identical or different and are straight-chain, branched or cyclic, substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, alkenylaryl or arylalkenyl, where each of the substituents R 2 and R 3 in the case of n and / or o greater than 1 in different units has a different meaning or the same meaning,
  • radicals R 3 and R 3 together represent an unsubstituted or substituted, straight-chain or branched alkylene group, wherein in variant (ii) the remaining part of the radicals R 3 and R 3 has the meaning given under (a).
  • R 4 and R 4 are alkyl, phenyl or hydrogen, it being possible for several radicals R 4 and / or R 4 to be identical or different in each case in one molecule of the compounds (I) to (III),
  • R 1 and R 5 are identical or different and may have the same meaning as R 2 or R 3 , wherein R 5 may also mean Si (R ') (R 2 ) (R 3 ) or R 1 and R 5 together represent a single bond,
  • P is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms
  • n and o are independently 0 or an integer between 1 and 25,000.
  • the units in square brackets are preferably distributed randomly in the respective molecule. Instead, they may also be distributed in blocks and, if appropriate, alternatively uniformly in the respective molecule.
  • the term "units” refers in this case to the parts of the molecule which are each placed in a square bracket and provided with an index (m, n%) Indicating the amount of these units in the molecule.
  • silazane may also correspond to formula IV
  • R 8 and R 9 are the same or different and are selected from the group consisting of hydrogen, organic groups and amino groups.
  • R 10 is selected from the group consisting of hydrogen and organic radicals wherein the organic radicals are preferably selected from the group of straight-chain and branched C 1 to C 4 alkyl groups.
  • the indices m, n, o, p and q in the formulas I to IV are so dimensioned that the silazane has a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol.
  • the number average molecular weight of the silazane according to the invention is preferably 1,000 to 5,000 g / mol.
  • the silazane according to the invention corresponds to one of the formulas V or VI:
  • the number average molecular weight M n of the silazanes according to the formulas V and VI is preferably from 1,000 to 5,000 g / mol.
  • the textile fabric is then brought into shape, ie, after exposure to silazane, to obtain a green body. This can be done for example by pressing, in particular at a pressure in the range of 0.5 MPa to a maximum of 20 MPa. If appropriate, it is also possible to remove the solvent shortly before the shaping step at a temperature of, for example, up to 120 ° C., without this impairing the dimensional stability of the green body.
  • a catalyst is selected from the group consisting of N-heterocyclic compounds, monoalkylamines, dialkylamines, trialkylamines, organic acids, inorganic acids, peroxides (especially dicumyl peroxide), azo compounds, metal carboxylates, acetylacetonate complexes, metal powders and organometallic compounds.
  • a catalyst is selected from the group consisting of N-heterocyclic compounds, monoalkylamines, dialkylamines, trialkylamines, organic acids, inorganic acids, peroxides (especially dicumyl peroxide), azo compounds, metal carboxylates, acetylacetonate complexes, metal powders and organometallic compounds.
  • the expulsion of the solvent can be drastically shortened by increased temperatures.
  • silazane is preferably mixed with the solid silazane.
  • the amount of catalyst to be used is known to the person
  • the textile fabric may optionally contain incombustible pigments for coloring or opacifying, such as TiO 2 as a white pigment.
  • Antibacterial equipment can be made, for example, by silver particles which also do not increase flammability.
  • the fibers of the textile fabric are preferably selected from the group consisting of E glass fibers, R glass fibers, AR glass fibers and S2 glass fibers. Glass fibers with an SiO 2 content of> 90% by weight produced by pickling from a precursor are particularly preferred.
  • the fibers are selected from the group of KMF fibers (artificial mineral fibers) which are produced via a sol-gel process or via a green fiber by means of subsequent pyrolysis.
  • the fabric preferably contains at least 10% by weight of glass fibers. Most preferably, it consists of 100% of glass fibers.
  • An alternative to the use of fabrics is the manufacture of the molded article by making a blank by fiber spraying rovings and / or yarns, wherein the rovings and yarns of glass fibers and / or silicate fibers, and wherein the rovings and / or yarns in the fiber spraying with at least one silazane of one of the formulas I, II or III or formula IV is applied in solution or as a solid (for example by wetting).
  • the rovings and / or yarns are cut and blown into a mold by means of air.
  • the diameter of the glass fibers and silicate fibers is preferably at least 5 ⁇ m, and the ratio L / D of length L to diameter D is> 3. Furthermore, it is preferred that the diameter of the fibers is a maximum of 30 ⁇ m.
  • Such fibers are not respirable as defined by the World Health Organization (WHO), so that health risks such as pleural plaques, asbestosis, lung cancer or malaria. Mesothelioma can be excluded.
  • WHO World Health Organization
  • the at least one silazane is preferably used in dissolved form, the concentration of the silazane in the solution being 0.1 to 10% by weight.
  • the concentration of silazane in the solution is particularly preferably 2 to 10% by weight.
  • the amount of the solution or of the silazane solid used for the application is preferably selected so that the amount of silazane is less than 5% by weight, based on the weight of the textile fabric.
  • a very small amount of silazane is sufficient to make sufficient bonds between the glass fibers or silicate fibers, so that satisfactory dimensional stability is achieved.
  • the silazane crosslinking product preferably constitutes 1 g / m 2 to 100 g / m 2 basis weight of the thermal insulation molding.
  • Particularly suitable solvents for dissolving the silazane are organic solvents which contain no water and no reactive groups (such as hydroxyl or acid groups). These are, for example, aliphatic or aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, esters such as ethyl acetate or butyl acetate, ketones such as acetone or methyl ethyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran or dibutyl ether, and mono- and polyalkylene glycol dialkyl ethers (glymes) or mixtures of these solvents.
  • the polysilazane solution may contain a filler from the group of ceramic powders. This filler is preferably selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, and metal oxides (for example, aluminum oxide).
  • the silazane is used as a solid, in particular in the form of a powder. After the application of the solid, it can be melted, for example, by means of infrared radiation, in order to detach it from the To prevent glass fibers during the shaping step.
  • the solid silazane is preferably heated to 100 to 120 0 C.
  • the shaping of the textile fabric can be done for example in a press.
  • the crosslinking of the silazane can be carried out at room temperature. Preferably, however, higher temperatures are chosen, such as up to 170 0 C or higher, in order to accelerate the reaction. It is preferred that the temperature does not exceed 250 ° C.
  • the crosslinking is preferably carried out within 5 seconds to 10 minutes. When the solvent was shortly before the shaping step, for example by evaporation, removed a particularly rapid crosslinking of the silazane is possible because the crosslinking can be carried out at a temperature of up to 400 0 C in this case.
  • the shaped part of a fibrous insulating material can be produced in a fully automated process.
  • a dimensionally stable, but not brittle molding is obtained.
  • This may be, for example, a board or a plate or even a prefabricated part.
  • it is particularly preferably a thermal insulation molding.
  • This can, for example, for the thermal insulation of motors or engine auxiliary units, such. As catalysts are used to keep them at a sufficient operating temperature. Due to the dimensional stability can be saved in otherwise 3-layer heat shields (sheet metal, insulation, sheet metal) directed to the hot side sheet.
  • the thermal insulation molding can be used in the installation and heating technology.
  • Figure 1 shows schematically the binding mechanism between two glass fibers in a molded part according to the invention.
  • FIG. 2 shows a micrograph of the bond between two glass fibers in a molded part according to the invention.
  • Figure 3 shows a thermal insulation molding according to an embodiment of the invention.
  • Figure 4 shows a schematic representation of a board according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 5 shows a prefabricated part according to an embodiment of the invention.
  • a thermal insulation molding is produced by first a glass fiber fleece of fibers having a SiO 2 content of at least 90 wt .-% with a basis weight of 960 g / m 2 and a fiber length of the glass fibers of about 50 mm wt (isoTHERM ® S Frenzelit) by means of a microdosing with a 5 wt .-% solution of a silazane of the formula VI (NL 120 from Clariant) in aromatic-free gasoline (petroleum ether) containing a total of 0.4 g of the silazane and further 3 .-% dicumyl peroxide (bis (1-methyl-1-phenylethyl) peroxide, DCP) based on the weight of the silazane used, is applied.
  • the glass fiber fabric is introduced within 0.1 to 2 minutes in a mold which is heated to a temperature of 170 0 C.
  • the solvent contained in the web is evaporated after closing the mold, through suitable openings, within 30 sec.
  • the actual crosslinking of the silazane then takes place within 2 min to 5 min.
  • Crosslinking converts the web to an advantage in which the glass fibers are bonded together by the silazane such that the silica crosslinking product accounts for 30 g / m 2 basis weight of benefit.
  • This advantage then becomes a thermal one Further processing of insulation molding.
  • the thermal insulation molding has a density of 260 kg / m 2 and is temperature resistant up to 1100 0 C. Its strength remains even after temperature exposure.
  • FIG. 1 A micrograph of the bond between two glass fibers in the thermal insulation molding is shown in FIG.
  • the thermal insulation molding itself is shown in FIG. It has a surface dimension of 110 mm x 130 mm and a thickness of 5 mm.
  • the thermal insulation molding has a weight of 30 g. 1.5% by weight of the molded part consists of the silicane crosslinking product. It is intended for use in the engine sector.
  • a board is prepared by first a glass fiber fleece of fibers having an SiO 2 content of at least 90 wt .-% with a basis weight of 3,500 g / m 2 , a thickness of 20 mm and a density of 175 kg / m 3 (isoTHERM ® S Frenzelit) with 95 g / m 2 or 4.750 g / m J of a silazane of the formula V (KiON ® HTT 1800 and KiON Ceraset ® polysilazanes 20 from Clariant) in powder form with a already introduced in the powder crosslinker, namely 3% DCP, is applied and is briefly melted by means of infrared irradiation at a temperature of 100 to 120 0 C to prevent trickling out of the powder.
  • a silazane of the formula V KiON ® HTT 1800 and KiON Ceraset ® polysilazanes 20 from Clariant
  • a storage-stable semi-finished product is thus obtained which can be further processed at a later time.
  • This further processing takes place by pressing the semifinished product in a heated press at 300 ° C.
  • the now stiff plate can be demolded within a few minutes.
  • the board has a thickness of 10 mm and a density of 360 kg / m 3 .
  • a schematic representation of the board is shown in FIG.
  • This board can then be further assembled, for example with the help of a water jet, by drilling milling or sawing.
  • a prefabricated part is shown in FIG.
  • a pre-fabricated part is produced by first forming a textile fabric of E glass fibers with a silazane of the formula V (KiON HTT ® 1800 and KiON Ceraset polysilazanes ® 20 from Clariant) is applied.
  • the admission takes place here by a melting of the silazane and the swirling of the melt by means of compressed air through a nozzle.
  • the substrate is applied with a uniform amount of silazane.
  • the necessary crosslinker may already be present in the melt, in which case a peroxide must be used whose decomposition temperature is significantly above the melting temperature of the silazane used or else applied in advance to the substrate in an upstream step, for example by means of powder scattering.
  • a storage-stable semi-finished product is thus obtained which can be further processed at a later time.
  • This further processing takes place, for example, by pressing the semifinished product in a heated press at 300 ° C.
  • the now rigid plate or the now stiff molded part can be demolded within a few minutes.
  • This advantage can then be further customized, for example by means of a water jet, by drilling milling or sawing. This method is especially for thinner wall thicknesses up. 6 mm, since the silazane does not penetrate into the textile fabric and the stiffening only takes place over the surface.

Abstract

The present invention relates to a dimensionally stable, but not brittle moulded part, in particular a thermal moulded insulating part, of fibrous insulating material, which is characterised by the fact that only a minimum of additional substances have to be added to achieve dimensional stability. The actual structure of the fibrous material is not changed. Important product features such as the thermal conductivity or the vibrational resistance are not adversely influenced. The extremely small proportion of necessary organic additives can be lowered to virtually 0% by suitable process control, without losing dimensional stability. This meets the requirements of the market for high-temperature moulded parts, that no toxic substances may be given off under thermal exposure. Production of fumes is likewise inadmissible. Preferred areas of application are the automobile industry (for example as a moulded insulating part for heat shields, for example on the catalytic converter) but also any other application in which a dimensionally stable three-dimensional moulded part provides advantages over a two-dimensional blank, such as for example improved ease of positioning, easier separation into individual units, or general time-savings.

Description

FORMTEIL  MOLDING
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein formstabiles, aber nicht sprödes, Formteil, insbesondere ein thermisches Isolationsformteil, aus einem faserförmigen Isolationswerkstoff, welches sich dadurch auszeichnet, dass zum Erreichen einer Formstabilität nur ein Minimum an Zusatzstoffen zugesetzt werden muss. Die eigentliche Struktur des Faserwerkstoffs wird nicht verändert. Wichtige Produktmerkmale wie die Wärmeleitfähigkeit oder die Vibrationsbeständigkeit werden nicht negativ beeinflusst. Der extrem geringe Anteil an notwendigen organischen Zusätzen kann durch geeignete Prozessführung nahezu auf 0% gesenkt werden, ohne dass die Formstabilität verloren geht. Damit wird den Anforderungen des Marktes für Hochtemperaturformteile Rechnung getragen, dass bei Temperaturbeaufschlagung keine toxischen Bestandteile abgegeben werden dürfen. Eine Rauchentwicklung ist ebenfalls nicht zulässig. Bevorzugte Einsatzgebiete sind die Automobilindustrie (z.B. Isolationsformteil für Hitzeschilde, z. B. am Katalysator) aber auch jede andere Applikation, in der ein formstabiles dreidimensionales Formteil, gegenüber einem zweidimensionalen Zuschnitt Vorteile erbringt, wie z.B. bessere Positionierbarkeit, leichtere Vereinzelbarkeit, oder generell Zeitersparnis. The present invention relates to a dimensionally stable, but not brittle, molded part, in particular a thermal insulation molding, of a fibrous insulating material, which is characterized in that only a minimum of additives must be added to achieve dimensional stability. The actual structure of the fiber material is not changed. Important product features such as thermal conductivity or vibration resistance are not adversely affected. The extremely low proportion of necessary organic additives can be reduced by suitable process control to almost 0%, without losing the dimensional stability. This takes into account the requirements of the market for high-temperature molded parts that no toxic components may be released when the temperature is applied. Smoke is also not allowed. Preferred fields of application are the automotive industry (for example heat shield insulation molding, for example on the catalyst) but also any other application in which a dimensionally stable three-dimensional molded part has advantages over a two-dimensional cutting, such as e.g. better positioning, easier separability, or generally time savings.
Stand der Technik State of the art
Formteile aus faserförmigen Isolationswerkstoffen für hohe Temperaturen sind seit langem bekannt. Ein bekanntes Beispiel sind Formteile im Automobilendschalldämpfer z.B. aus Basaltwolle oder auch Glasfaser, die mit Phenolharz oder auch mit anderen polymerbildenden Mitteln getränkt werden. Diese Systeme haben den großen Nachteil, dass zur Ausbildung einer gewissen Formstabilität ein recht hoher Prozentsatz Bindemittel gemessen am Gesamtgewicht des Formteils eingesetzt werden muss. Dies führt bei der erstmaligen Beaufschlagung mit Temperatur zu einer starken Rauchentwicklung und je nach Bedingungen mehr oder weniger stark zur Bildung gesundheitsgefährdender Stoffe. Dies führte z.B. in der Automobilindustrie zu massiver Verunsicherung von Kunden. Der Markt sucht daher dringend nach Alternativen. Ein weiterer großer Nachteil dieser Systeme sind die harten Restpartikel, die durch eine nicht abgeschlossene Pyrolyse des Bindemittels entstehen. (Hierfür sind die üblichen Anwendungstemperaturen zu gering). Diese Crack- Rückstände können gerade bei Vibrationen dazu führen, dass die Fasern zerstört werden, ähnlich dem Effekt in einer Kugelmühle (sogenannter Shot-Effekt). Die Fasern werden immer weiter verkürzt und damit auch das Raumgewicht immer weiter erhöht, bis die Faser letztendlich in Form von Pulver ausgetragen wird. Die Isolation ist zerstört. Moldings of fibrous insulation materials for high temperatures have long been known. A well-known example are molded parts in the automobile end muffler, for example made of basalt wool or glass fiber, which are impregnated with phenolic resin or with other polymer-forming agents. These systems have the great disadvantage that to form a certain dimensional stability, a fairly high percentage of binder measured on the total weight of the molded part must be used. This results in the first time exposure to temperature to a strong smoke and depending on the conditions more or less strongly to the formation of hazardous substances. For example, this led to massive uncertainty among customers in the automotive industry. The market is therefore urgently looking for alternatives. Another major disadvantage of these systems are the hard residual particles that result from incomplete pyrolysis of the binder. (For this the usual application temperatures are too low). These crack residues can cause the fibers to be destroyed, especially during vibration, similar to the effect in a ball mill (so-called shot effect). The fibers are shortened more and more and thus the volumetric weight continues to increase until the fiber is finally discharged in the form of powder. The isolation is destroyed.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung von Formteilen ist das Tränken von Faserwerkstoffen mit Schichtsilikaten (z. B. Bentone bzw. Bentonite, d. h. Tonerden) in Form von Dispersionen oder Schlickern. Dieses System setzt zwar keine giftigen Stoffe frei, hinsichtlich des Austragsverhaltens bedingt durch die abrasiven Pigmente, d. h. der Vibrationsbeständigkeit, besteht jedoch dieselbe Problematik wie oben beschrieben. Zusätzlich besteht bei diesem Verfahren die Gefahr der Rekristallisation der Isolationsfaser bei höheren Temperaturen, durch Neuphasenbildung zwischen den Oxiden der Faser und dem verwendeten anorganischen Bindemittel. Another known method for the production of molded parts is the impregnation of fiber materials with sheet silicates (for example bentones or bentonites, that is to say clays) in the form of dispersions or slips. Although this system releases no toxic substances, with regard to the discharge behavior due to the abrasive pigments, d. H. the vibration resistance, but there is the same problem as described above. In addition, there is a risk in this process of recrystallization of the insulation fiber at higher temperatures, by reprecipitation between the oxides of the fiber and the inorganic binder used.
Formteile, die nach dem Papierprozess im Vakuumverfahren hergestellt werden, müssen gebrannt werden um die Bindemittel auszutreiben. Aufgrund der kurzen Fasern in diesem Prozess entsteht ein sprödes Material, dass nicht vibrationsbeständig ist und somit auch leicht ausgetragen werden kann. Moldings that are produced by the paper process in a vacuum process, must be fired to expel the binder. Due to the short fibers in this process creates a brittle material that is not resistant to vibration and thus can be easily discharged.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein formstabiles, aber nicht sprödes, Formteil, insbesondere ein thermisches Isolationsformteil, aus einem faserförmigenIt is therefore an object of the present invention, a dimensionally stable, but not brittle, molding, in particular a thermal insulation molding, of a fibrous
Isolationswerkstoff herzustellen, welches bereits durch Zusatz eines geringen Gewichtsanteils eines formgebenden Zusatzes formstabil wird, ohne dabei spröde zu werden, keine Geruchsentwicklung aufweist, keine toxischen Bestandteile enthält oder erzeugt und dennoch eine hohe Brandbeständigkeit aufweist, d. h. der Baustoffklasse Al gemäß der Norm DIN 4102 bzw. der Klasse A IfI gemäß der Norm DIN EN 13501-1 (nichtbrennbare Baustoffe ohne Anteile von brennbaren Baustoffen) entspricht. Isolation material to produce, which already by adding a small Weight portion of a forming additive is dimensionally stable, without becoming brittle, has no odor, contains no toxic components or produced and yet has a high fire resistance, ie the building material class Al according to the standard DIN 4102 or Class A IfI according to the standard DIN EN 13501-1 (non-combustible building materials without fractions of combustible building materials).
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines formstabilen, aber nicht spröden, Formteil aus einem faserförmigen Isolationswerkstoff, in dem ein textiles Flächengebilde, welches Glasfasern und/oder Silikatfasern enthält, mit mindestens einem Silazan in Lösung oder als Feststoff beaufschlagt wird (z. B. durchThis object is achieved by a method for producing a dimensionally stable, but not brittle, molded part of a fibrous insulating material, in which a textile fabric containing glass fibers and / or silicate fibers is applied with at least one silazane in solution or as a solid (eg B. through
Imprägnieren). Bei dem textilen Flächengebilde kann es sich beispielsweise um ein Vlies, einImpregnate). The textile fabric may be, for example, a nonwoven fabric
Gestrick oder ein Gewebe handeln. Unter Silazan wird erfϊndungsgemäß ein monomeres, oligomeres oder polymeren Silazan verstanden. Das Silazan entspricht einer der Formeln I, II oder III: Knit fabric or a fabric. According to the invention, silazane is understood as meaning a monomeric, oligomeric or polymeric silazane. The silazane corresponds to one of the formulas I, II or III:
Figure imgf000005_0001
(II)
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000005_0001
(II)
Figure imgf000006_0001
Hierin sind Here are
(a) R2 und R3 gleich oder verschieden und bedeuten Wasserstoff oder geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Alkenylaryl oder Arylalkenyl, wobei jeder der Substituenten R2 und R3 im Falle von m und/oder o größer 1 in verschiedenen Einheiten eine unterschiedliche oder dieselbe Bedeutung besitzt, (a) R 2 and R 3 are the same or different and denote hydrogen or straight-chain, branched or cyclic, substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, alkenylaryl or arylalkenyl, wherein each of the substituents R 2 and R 3 in the case of m and / or o is greater than 1 in different units has a different or the same meaning,
R2 und R3 gleich oder verschieden und bedeuten geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Alkenylaryl oder Arylalkenyl, wobei jeder der Substituenten R2 und R3 im Falle von n und/oder o größer 1 in verschiedenen Einheiten eine unterschiedliche Bedeutung oder dieselbe Bedeutung besitzt, R 2 and R 3 are identical or different and are straight-chain, branched or cyclic, substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, alkenylaryl or arylalkenyl, where each of the substituents R 2 and R 3 in the case of n and / or o greater than 1 in different units has a different meaning or the same meaning,
oder  or
(b) sofern mindestens ein Rest R3 und ein Rest R3 vorhanden sind, R2 und R2 die voranstehend angegebene Bedeutung besitzen und (b) if at least one radical R 3 and one radical R 3 are present, R 2 and R 2 have the meaning given above, and
(i) alle, oder  (i) all, or
(ii) jeweils ein Teil  (ii) one part each
der Reste R3 und R3 zusammen eine unsubstituierte oder substituierte, geradkettige oder verzweigte Alkylengruppe darstellen, wobei in Variante (ii) der restliche Teil der Reste R3 und R3 die unter (a) angegebene Bedeutung besitzt. Weiterhin sind R4 und R4 Alkyl, Phenyl oder Wasserstoff, wobei mehrere Reste R4 und/oder R4 in jeweils einem Molekül der Verbindungen (I) bis (III) gleich oder verschieden sein können, the radicals R 3 and R 3 together represent an unsubstituted or substituted, straight-chain or branched alkylene group, wherein in variant (ii) the remaining part of the radicals R 3 and R 3 has the meaning given under (a). Furthermore are R 4 and R 4 are alkyl, phenyl or hydrogen, it being possible for several radicals R 4 and / or R 4 to be identical or different in each case in one molecule of the compounds (I) to (III),
R1 und R5 gleich oder verschieden und können die gleiche Bedeutung wie R2 bzw. R3 haben, wobei R5 darüber hinaus auch Si(R')(R2)(R3) bedeuten kann oder R1 und R5 zusammen eine Einfachbindung darstellen, R 1 and R 5 are identical or different and may have the same meaning as R 2 or R 3 , wherein R 5 may also mean Si (R ') (R 2 ) (R 3 ) or R 1 and R 5 together represent a single bond,
R6 Si(R2)(R2')-X-R7-Si(R2)q(OR2')3-q, worin X entweder O oder NR4 bedeutet, R7 eine Einfachbindung oder eine substituierte oder unsubstituierte, geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylengruppe darstellt und q 0, 1, 2 oder 3 sein kann, R 6 Si (R 2 ) (R 2 ' ) -XR 7 -Si (R 2 ) q (OR 2' ) 3-q , wherein X is either O or NR 4 , R 7 is a single bond or a substituted or unsubstituted, represents straight-chain, branched or cyclic alkylene group and q can be 0, 1, 2 or 3,
P eine Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen,  P is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms,
m und p unabhängig voneinander eine ganze Zahl zwischen 1 und 25.000 und n und o unabhängig voneinander 0 oder eine ganze Zahl zwischen 1 und 25.000. m and p are independently an integer between 1 and 25,000 and n and o are independently 0 or an integer between 1 and 25,000.
Die in eckige Klammern gesetzten Einheiten sind vorzugsweise randomisiert im jeweiligen Molekül verteilt. Sie können stattdessen aber auch blockweise und gegebenenfalls alternativ gleichmäßig im jeweiligen Molekül verteilt sein. Der Ausdruck„Einheiten" bezieht sich hierbei auf die jeweils in eine eckige Klammer gesetzten und mit einem die Menge dieser Einheiten im Molekül angebenden Index (m, n ...) versehenen Molekülteile. The units in square brackets are preferably distributed randomly in the respective molecule. Instead, they may also be distributed in blocks and, if appropriate, alternatively uniformly in the respective molecule. The term "units" refers in this case to the parts of the molecule which are each placed in a square bracket and provided with an index (m, n...) Indicating the amount of these units in the molecule.
Alternativ kann das Silazan auch Formel IV entsprechen Alternatively, the silazane may also correspond to formula IV
Figure imgf000007_0001
worin R8 und R9 gleich oder unterschiedlich sind und ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, organischen Reste und Aminogruppen. R10 ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und organischen Resten, wobei die organischen Reste bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe der gradkettigen und verzweigten C1 bis C4 Alkylgruppen.
Figure imgf000007_0001
wherein R 8 and R 9 are the same or different and are selected from the group consisting of hydrogen, organic groups and amino groups. R 10 is selected from the group consisting of hydrogen and organic radicals wherein the organic radicals are preferably selected from the group of straight-chain and branched C 1 to C 4 alkyl groups.
Die Indizes m, n, o, p und q in den Formeln I bis IV sind so bemessen, dass das Silazan ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 150 bis 150.000 g/mol aufweist. Bevorzugt beträgt das zahlenmittlere Molekulargewicht des Silazans erfindungsgemäß 1.000 bis 5.000 g/mol. The indices m, n, o, p and q in the formulas I to IV are so dimensioned that the silazane has a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol. The number average molecular weight of the silazane according to the invention is preferably 1,000 to 5,000 g / mol.
Besonders bevorzugt entspricht das Silazan erfindungsgemäß einer der Formeln V oder VI: Particularly preferably, the silazane according to the invention corresponds to one of the formulas V or VI:
Figure imgf000008_0001
wobei der Index m der obigen Definition entspricht. Das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn der Silazane gemäß den Formeln V und VI beträgt vorzugsweise 1.000 bis 5.000 g/mol. Das textile Flächengebilde wird anschließend, d.h. nach Beaufschlagung mit Silazan in Form gebracht, um einen Grünling zu erhalten. Dies kann beispielsweise durch Pressen erfolgen, insbesondere bei einem Druck im Bereich von 0,5 MPa bis maximal 20 MPa. Es ist gegebenenfalls auch möglich, das Lösungsmittel kurz vor dem Formgebungsschritt bei einer Temperatur von beispielsweise bis zu 1200C zu entfernen, ohne dass sich die Formstabilität des Grünlings hierdurch verschlechtern würde. Bei der eigentlichen Reaktion, die zu einer Versteifung des Formteils führt, kommt es unter Abspaltung eines primären Amins (NH2R4 oder NH2R4 ) bzw. für R4 = H unter Abspaltung von Ammoniak (NH3) zu chemischen Verbindungen zwischen den Fasern und dem Silazan. An den Kreuzungspunkten sich berührender Fasern kommt es somit zu einer Verklebung derselben in diesem Punkt. Hierbei wird ein Vorteil (d. h. ein Zwischenprodukt) erhalten. Als vorteilhaft hat sich die Verwendung von gelösten Silazanen erwiesen, da hier die Ausbildung einer Fläche aus Silazan in den Kreuzungspunkten am größten ist. Der Bindungsmechanismus zwischen zwei Fasern ist für R4 = H beispielhaft in Figur 1 dargestellt. Schließlich wird das Vorteil zu einem Formteil als Endprodukt weiterverarbeitet.
Figure imgf000008_0001
where the index m corresponds to the above definition. The number average molecular weight M n of the silazanes according to the formulas V and VI is preferably from 1,000 to 5,000 g / mol. The textile fabric is then brought into shape, ie, after exposure to silazane, to obtain a green body. This can be done for example by pressing, in particular at a pressure in the range of 0.5 MPa to a maximum of 20 MPa. If appropriate, it is also possible to remove the solvent shortly before the shaping step at a temperature of, for example, up to 120 ° C., without this impairing the dimensional stability of the green body. In the actual reaction, which leads to a stiffening of the molded part, it comes with elimination of a primary amine (NH 2 R 4 or NH 2 R 4 ) or for R 4 = H with elimination of ammonia (NH 3 ) to chemical compounds between the fibers and the silazane. At the points of intersection of contacting fibers, bonding of the same occurs at this point. Here, an advantage (ie, an intermediate product) is obtained. As advantageous has the Use of dissolved silazanes proved because the formation of a surface of silazane is greatest in the crossing points here. The binding mechanism between two fibers is shown by way of example in FIG. 1 for R 4 = H. Finally, the advantage is further processed into a molded part as a final product.
Als besonders bevorzugt hat es sich zudem erwiesen, das gelöste Silazan mit einem Katalysator zu versetzen. Dieser ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus N- heterocyclischen Verbindungen, Monoalkylaminen, Dialkylaminen, Trialkylaminen, organischen Säuren, anorganischen Säuren, Peroxiden (insbesondere Dicumylperoxid), Azoverbindungen, Metallcarboxylaten, Acetylacetonatkomplexen, Metallpulvern und metallorganischen Verbindungen. Hierdurch ergeben sich kurze Reaktionszeiten, was wiederum zu kurzen Zykluszeiten führt. Das Austreiben des Lösemittels kann durch erhöhte Temperaturen drastisch verkürzt werden. Bei Verwendung von Silazan als Feststoff wird einer dieser Katalysatoren vorzugsweise mit dem festen Silazan vermischt. Die zu verwendende Menge an Katalysator ist dem Fachmann bekannt und beträgt maximal 10 Gew.-%, bezogen auf das Silazan. In addition, it has proven particularly preferable to treat the dissolved silazane with a catalyst. This is selected from the group consisting of N-heterocyclic compounds, monoalkylamines, dialkylamines, trialkylamines, organic acids, inorganic acids, peroxides (especially dicumyl peroxide), azo compounds, metal carboxylates, acetylacetonate complexes, metal powders and organometallic compounds. This results in short reaction times, which in turn leads to short cycle times. The expulsion of the solvent can be drastically shortened by increased temperatures. When using silazane as a solid, one of these catalysts is preferably mixed with the solid silazane. The amount of catalyst to be used is known to the person skilled in the art and is at most 10% by weight, based on the silazane.
Die restlichen organischen Bestandteile können nachträglich durch eine Wärmebehandlung entfernt werden, ohne dass es zum Verlust der Steifigkeit des Formteils kommt. Dies ist jedoch im Regelfall nicht nötig, da aufgrund der geringen Mengen der organischen Bestandteile bei thermischer Beanspruchung des Formteils praktische keine Rauch- oder Geruchsentwicklung mehr stattfindet. Hervorzuheben bei diesem Verfahren ist, dass die so erhaltenen Formteile eine ausgeprägte und permanente Hydrophobie aufweisen, was für Isolationen generell sehr vorteilhaft ist. The remaining organic constituents can be subsequently removed by a heat treatment, without the stiffness of the molded part being lost. However, this is usually not necessary, since due to the small amounts of organic components under thermal stress of the molded part practically no smoke or odor development takes place. It should be emphasized in this process that the moldings thus obtained have a pronounced and permanent hydrophobicity, which is generally very advantageous for insulation.
Unterschiedliche Silanauflagen können mittels programmierbarer Mikrodosiertechnik aufgebracht werden, um Bereiche des Formteils gezielt zu verstärken. Weiterhin kann das textile Flächengebilde gegebenenfalls unbrennbare Pigmente zur Farbgebung oder Trübung, wie beispielsweise TiO2 als Weißpigment, enthalten. Eine antibakterielle Ausrüstung kann beispielsweise durch Silberpartikel erfolgen, welche die Brennbarkeit ebenfalls nicht heraufsetzen. Different Silanauflagen can be applied by means of programmable microdosing to reinforce areas of the molding targeted. Furthermore, the textile fabric may optionally contain incombustible pigments for coloring or opacifying, such as TiO 2 as a white pigment. Antibacterial equipment can be made, for example, by silver particles which also do not increase flammability.
Die Fasern des textilen Flächengebildes sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus E-Glasfasern, R-Glasfasern, AR-Glasfasern und S2-Glasfasern. Durch Beizen aus einer Vorfaser erzeugte Glasfasern mit einem SiO2 Gehalt >90 Gew.-% sind besonders bevorzugt. The fibers of the textile fabric are preferably selected from the group consisting of E glass fibers, R glass fibers, AR glass fibers and S2 glass fibers. Glass fibers with an SiO 2 content of> 90% by weight produced by pickling from a precursor are particularly preferred.
In einer alternativen Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Fasern ausgewählt sind aus der Gruppe der KMF- Fasern (künstliche Mineralfasern), die über einen Sol-Gel Prozess oder über eine Grünfaser mittels anschließender Pyrolyse hergestellt werden. In an alternative embodiment it is preferred that the fibers are selected from the group of KMF fibers (artificial mineral fibers) which are produced via a sol-gel process or via a green fiber by means of subsequent pyrolysis.
Wenn Gemische von Glasfasern und Mineralfasern verwendet werden, enthält das textile Flächengebilde bevorzugt mindestens 10 Gew.-% Glasfasern. Besonders bevorzugt besteht es zu 100 % aus Glasfasern. Eine Alternative zur Verwendung von textilen Flächengebilden ist die Herstellung des Formteil indem ein Rohling mittels Faserspritzen von Rovings und/oder Garnen hergestellt wird, wobei die Rovings und Garnen aus Glasfasern und/oder Silikatfasern bestehen, und wobei die Rovings und/oder Garne beim Faserspritzen mit mindestens einem Silazan einer der Formeln I, II oder III bzw. Formel IV in Lösung oder als Feststoff beaufschlagt werden (z. B. durch Benetzen). Beim Faserspritzen werden die Rovings und/oder Garne zerschnitten und mittels Luft in eine Form geblasen. Dieses Verfahren ersetzt mehrere textile Fertigungsstufen, wie beispielsweise Weben mit anschließender Konfektion, wobei ein Verschnitt größtenteils vermieden wird. Bevorzugt beträgt der Durchmesser der Glasfasern und Silikatfasern mindestens 5 μm und das Verhältnis L/D der Länge L zum Durchmesser D ist > 3. Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Durchmesser der Fasern maximal 30 μm beträgt. Solche Fasern sind gemäß Definition der Weltgesundheitsorganisation (WHO) nicht lungengängig, so dass Gesundheitsrisiken wie Pleuraplaques, Asbestose, Lungenkrebs oder mal. Mesotheliom ausgeschlossen werden können. When mixtures of glass fibers and mineral fibers are used, the fabric preferably contains at least 10% by weight of glass fibers. Most preferably, it consists of 100% of glass fibers. An alternative to the use of fabrics is the manufacture of the molded article by making a blank by fiber spraying rovings and / or yarns, wherein the rovings and yarns of glass fibers and / or silicate fibers, and wherein the rovings and / or yarns in the fiber spraying with at least one silazane of one of the formulas I, II or III or formula IV is applied in solution or as a solid (for example by wetting). In fiber spraying, the rovings and / or yarns are cut and blown into a mold by means of air. This process replaces several textile production stages, such as weaving followed by confectioning, with a large amount of waste avoided. The diameter of the glass fibers and silicate fibers is preferably at least 5 μm, and the ratio L / D of length L to diameter D is> 3. Furthermore, it is preferred that the diameter of the fibers is a maximum of 30 μm. Such fibers are not respirable as defined by the World Health Organization (WHO), so that health risks such as pleural plaques, asbestosis, lung cancer or malaria. Mesothelioma can be excluded.
Bevorzugt wird das mindestens eine Silazan in gelöster Form eingesetzt, wobei die Konzentration des Silazans in der Lösung 0,1 bis 10 Gew.-% beträgt. Besonders bevorzugt beträgt die Konzentration des Silazans in der Lösung 2 bis 10 Gew.-%. Weiterhin wird die Menge der zum Beaufschlagen verwendeten Lösung bzw. des Silazan-Feststoffs bevorzugt so gewählt, dass die Menge des Silazans weniger als 5 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des textilen Flächengebildes beträgt. Im Gegensatz zum Stand der Technik, der eine große Menge von Keramik oder anderen Substanzen in das textile Flächengebilde einlagert, um eine Formgebung zu erreichen, reicht erfindungsgemäß eine sehr gering Menge Silazan aus, um hinreichend Verknüpfungen zwischen den Glasfasern bzw. Silikatfasern zu knüpfen, so dass befriedigende Formstabilität erreicht wird. Das Silazan- Vernetzungsprodukt macht bevorzugt 1 g/m2 bis 100 g/m2 Flächengewicht des thermischen Isolationsformteils aus. The at least one silazane is preferably used in dissolved form, the concentration of the silazane in the solution being 0.1 to 10% by weight. The concentration of silazane in the solution is particularly preferably 2 to 10% by weight. Furthermore, the amount of the solution or of the silazane solid used for the application is preferably selected so that the amount of silazane is less than 5% by weight, based on the weight of the textile fabric. In contrast to the prior art, which incorporates a large amount of ceramic or other substances in the fabric to achieve a shaping, according to the invention a very small amount of silazane is sufficient to make sufficient bonds between the glass fibers or silicate fibers, so that satisfactory dimensional stability is achieved. The silazane crosslinking product preferably constitutes 1 g / m 2 to 100 g / m 2 basis weight of the thermal insulation molding.
Als Lösungsmittel zum Lösen des Silazans eignen sich besonders organische Lösemittel, die kein Wasser sowie keine reaktiven Gruppen (wie Hydroxyl- oder Säuregruppen) enthalten. Dabei handelt es sich beispielsweise um aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe, Ester wie Ethylacetat oder Butylacetat, Ketone wie Aceton oder Methylethylketon, Ether wie Tetrahydrofuran oder Dibutylether, sowie Mono- und Polyalkylenglykoldialkylether (Glymes) oder Mischungen aus diesen Lösemitteln. Die Polysilazanlösung kann einen Füllstoff aus der Gruppe der keramischen Pulver enthalten. Dieser Füllstoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid, und Metalloxiden (beispielsweise Aluminiumoxid). Particularly suitable solvents for dissolving the silazane are organic solvents which contain no water and no reactive groups (such as hydroxyl or acid groups). These are, for example, aliphatic or aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, esters such as ethyl acetate or butyl acetate, ketones such as acetone or methyl ethyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran or dibutyl ether, and mono- and polyalkylene glycol dialkyl ethers (glymes) or mixtures of these solvents. The polysilazane solution may contain a filler from the group of ceramic powders. This filler is preferably selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, and metal oxides (for example, aluminum oxide).
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das Silazan als Feststoff, insbesondere in Form eines Pulvers, eingesetzt. Nach dem Aufbringen des Feststoffs kann dieser beispielsweise mittel Infrarotstrahlung angeschmolzen werden, um eine Ablösung von den Glasfasern während des Formgebungsschrittes zu verhindern. Hierzu wird das feste Silazan bevorzugt auf 100 bis 1200C erhitzt. In another preferred embodiment, the silazane is used as a solid, in particular in the form of a powder. After the application of the solid, it can be melted, for example, by means of infrared radiation, in order to detach it from the To prevent glass fibers during the shaping step. For this purpose, the solid silazane is preferably heated to 100 to 120 0 C.
Die Formgebung des textilen Flächengebildes kann beispielsweise in einer Presse erfolgen. The shaping of the textile fabric can be done for example in a press.
Die Vernetzung des Silazans kann bei Raumtemperatur erfolgen. Bevorzugt werden jedoch höhere Temperaturen gewählt, wie beispielsweise bis zu 1700C oder höher, um die Reaktion zu beschleunigen. Dabei ist es bevorzugt, dass die Temperatur 2500C nicht überschreitet. Die Vernetzung erfolgt vorzugsweise innerhalb von 5 sec. bis 10 Minuten. Wenn das Lösungsmittel kurz vor dem Formgebungsschritt, zum Beispiel durch Abdampfen, entfernt wurde, ist eine besonders schnelle Vernetzung des Silazans möglich, da die Vernetzung in diesem Fall bei einer Temperatur von bis zu 4000C erfolgen kann. The crosslinking of the silazane can be carried out at room temperature. Preferably, however, higher temperatures are chosen, such as up to 170 0 C or higher, in order to accelerate the reaction. It is preferred that the temperature does not exceed 250 ° C. The crosslinking is preferably carried out within 5 seconds to 10 minutes. When the solvent was shortly before the shaping step, for example by evaporation, removed a particularly rapid crosslinking of the silazane is possible because the crosslinking can be carried out at a temperature of up to 400 0 C in this case.
Das Formteil aus einem faserförmigen Isolationswerkstoff kann in einem voll automatisierten Verfahren hergestellt werden. The shaped part of a fibrous insulating material can be produced in a fully automated process.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein formstabiles, aber nicht sprödes Formteil erhalten. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Board bzw. eine Platte oder auch um ein konfektioniertes Teil handeln. Besonders bevorzugt handelt es sich jedoch um ein thermisches Isolationsformteil. Dieses kann beispielsweise zur thermischen Isolation von Motoren bzw. von Motorennebenaggregaten, wie z. B. Katalysatoren verwendet werden, um diese auf einer ausreichenden Betriebstemperatur zu halten. Durch die Formstabilität kann bei ansonsten 3-lagigen Hitzeschilden (Blech, Isolation, Blech) das zur heißen Seite gerichtete Blech eingespart werden. Weiterhin kann das thermische Isolationsformteil in der Installations- und Heiztechnik Verwendung finden. With the method according to the invention a dimensionally stable, but not brittle molding is obtained. This may be, for example, a board or a plate or even a prefabricated part. However, it is particularly preferably a thermal insulation molding. This can, for example, for the thermal insulation of motors or engine auxiliary units, such. As catalysts are used to keep them at a sufficient operating temperature. Due to the dimensional stability can be saved in otherwise 3-layer heat shields (sheet metal, insulation, sheet metal) directed to the hot side sheet. Furthermore, the thermal insulation molding can be used in the installation and heating technology.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Figur 1 zeigt schematisch den Bindungsmechanismus zwischen zwei Glasfasern in einem erfindungsgemäßen Formteil. Figur 2 zeigt eine mikroskopische Aufnahme der Bindung zwischen zwei Glasfasern in einem erfindungsgemäßen Formteil. Figure 1 shows schematically the binding mechanism between two glass fibers in a molded part according to the invention. FIG. 2 shows a micrograph of the bond between two glass fibers in a molded part according to the invention.
Figur 3 zeigt ein thermisches Isolationsformteil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Figure 3 shows a thermal insulation molding according to an embodiment of the invention.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Boards gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Figur 5 zeigt ein konfektioniertes Teil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Figure 4 shows a schematic representation of a board according to an embodiment of the invention. FIG. 5 shows a prefabricated part according to an embodiment of the invention.
Die folgenden Beispiele dienen dazu, die Erfindung weiter zu erläutern, ohne sie dabei einzuschränken: Beispiele The following examples serve to further illustrate the invention without limiting it: Examples
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein thermisches Isolationsformteil hergestellt, indem zunächst ein Glasfaservlies aus Fasern mit einem SiO2- Anteil von mindestens 90 Gew.-% mit einem Flächengewicht von 960 g/m2 und einer Faserlänge der Glasfasern von ca. 50 mm (isoTHERM® S von Frenzelit) mittels einer Mikrodosiertechnik mit einer 5 Gew.-%igen Lösung eines Silazans gemäß Formel VI (NL 120 von Clariant) in aromatenfreiem Benzin (Petrolether), welche insgesamt 0,4 g des Silazans enthält und weiterhin 3 Gew.-% Dicumylperoxid (Bis(l-methyl-l-phenylethyl)peroxid, DCP) bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Silazans enthält, beaufschlagt wird. Das Glasfasergewebe wird innerhalb von 0,1 bis 2 Minuten in eine Form eingegebracht, die auf eine Temperatur von 1700C aufgeheizt ist. Das im Vlies enthaltene Lösemittel wird nach dem Schließen der Form, durch geeignete Öffnungen, innerhalb von 30 sec verdampft. Die eigentliche Vernetzung des Silazans erfolgt dann innerhalb von 2 min bis 5 min. Durch die Vernetzung wird das Vlies zu einem Vorteil umgewandelt, in welchem die Glasfasern miteinander durch das Silazan verklebt werden, so dass das S ilazan- Vernetzungsprodukt 30 g/m2 Flächengewicht des Vorteils ausmacht. Dieses Vorteil wird dann zu einem thermischen Isolationsformteil weiterverarbeitet. Das thermische Isolationsformteil hat eine Dichte von 260 kg/m2 und ist bis zu 1.1000C temperaturbeständig. Seine Festigkeit bleibt auch nach Temperaturbelastung bestehen. Eine mikroskopische Aufnahme der Bindung zwischen zwei Glasfasern in dem thermischen Isolationsformteil ist in Figur 2 gezeigt. Das thermische Isolationsformteil selbst ist in Figur 3 gezeigt. Es hat eine Flächenabmessung von 110 mm x 130 mm und eine Dicke von 5 mm. Das thermische Isolationsformteil hat ein Gewicht von 30 g. 1,5 Gew.-% des Formteiles bestehen aus dem S ilazan- Vernetzungsprodukt. Es ist zur Anwendung im Motorenbereich vorgesehen. Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein Board (Platte) hergestellt, indem zunächst ein Glasfaservlies aus Fasern mit einem SiO2-Anteil von mindestens 90 Gew.-% mit einem Flächengewicht von 3.500 g/m2, einer Dicke von 20 mm und einer Dichte von 175 kg/m3 (isoTHERM® S von Frenzelit) mit 95 g/m2 oder 4.750 g/mJ eines Silazans der Formel V (KiON® HTT 1800 bzw. KiON CERASET® POLYSILAZANE 20 von Clariant) in Pulverform mit einem bereits im Pulver eingebrachten Vernetzer, nämlich 3% DCP, beaufschlagt wird und mittels Infrarotbestrahlung bei einer Temperatur von 100 bis 1200C kurz angeschmolzen wird um ein Herausrieseln des Pulvers zu verhindern. Nach dem Abkühlen erhält man somit ein lagerstabiles Halbzeug, das zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet werden kann. Diese Weiterverarbeitung erfolgt durch ein Verpressen des Halbzeugs in einer beheizten Presse bei 3000C. Abhängig von der Wandstärke kann die nun steife Platte innerhalb von wenigen Minuten entformt werden. Das Board hat eine Dicke von 10 mm und eine Dichte von 360 kg/m3. Eine schematische Darstellung des Boards ist in Figur 4 gezeigt. Dieses Board kann anschließend weiterkonfektioniert werden beispielsweise mit Hilfe eines Wasserstrahls, durch Bohren Fräsen oder Sägen. Ein konfektioniertes Teil ist in Figur 5 gezeigt. According to a first embodiment of the invention, a thermal insulation molding is produced by first a glass fiber fleece of fibers having a SiO 2 content of at least 90 wt .-% with a basis weight of 960 g / m 2 and a fiber length of the glass fibers of about 50 mm wt (isoTHERM ® S Frenzelit) by means of a microdosing with a 5 wt .-% solution of a silazane of the formula VI (NL 120 from Clariant) in aromatic-free gasoline (petroleum ether) containing a total of 0.4 g of the silazane and further 3 .-% dicumyl peroxide (bis (1-methyl-1-phenylethyl) peroxide, DCP) based on the weight of the silazane used, is applied. The glass fiber fabric is introduced within 0.1 to 2 minutes in a mold which is heated to a temperature of 170 0 C. The solvent contained in the web is evaporated after closing the mold, through suitable openings, within 30 sec. The actual crosslinking of the silazane then takes place within 2 min to 5 min. Crosslinking converts the web to an advantage in which the glass fibers are bonded together by the silazane such that the silica crosslinking product accounts for 30 g / m 2 basis weight of benefit. This advantage then becomes a thermal one Further processing of insulation molding. The thermal insulation molding has a density of 260 kg / m 2 and is temperature resistant up to 1100 0 C. Its strength remains even after temperature exposure. A micrograph of the bond between two glass fibers in the thermal insulation molding is shown in FIG. The thermal insulation molding itself is shown in FIG. It has a surface dimension of 110 mm x 130 mm and a thickness of 5 mm. The thermal insulation molding has a weight of 30 g. 1.5% by weight of the molded part consists of the silicane crosslinking product. It is intended for use in the engine sector. According to a second embodiment of the invention, a board (plate) is prepared by first a glass fiber fleece of fibers having an SiO 2 content of at least 90 wt .-% with a basis weight of 3,500 g / m 2 , a thickness of 20 mm and a density of 175 kg / m 3 (isoTHERM ® S Frenzelit) with 95 g / m 2 or 4.750 g / m J of a silazane of the formula V (KiON ® HTT 1800 and KiON Ceraset ® polysilazanes 20 from Clariant) in powder form with a already introduced in the powder crosslinker, namely 3% DCP, is applied and is briefly melted by means of infrared irradiation at a temperature of 100 to 120 0 C to prevent trickling out of the powder. After cooling, a storage-stable semi-finished product is thus obtained which can be further processed at a later time. This further processing takes place by pressing the semifinished product in a heated press at 300 ° C. Depending on the wall thickness, the now stiff plate can be demolded within a few minutes. The board has a thickness of 10 mm and a density of 360 kg / m 3 . A schematic representation of the board is shown in FIG. This board can then be further assembled, for example with the help of a water jet, by drilling milling or sawing. A prefabricated part is shown in FIG.
Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird ein konfektioniertes Teil hergestellt, indem zunächst ein textiles Flächengebilde aus E-Glasfasern mit einem Silazan der Formel V (KiON® HTT 1800 bzw. KiON CERASET® POLYSILAZANE 20 von Clariant) beaufschlagt wird. Die Beaufschlagung erfolgt hierbei durch ein Aufschmelzen des Silazans und der Verwirbelung der Schmelze mittels Druckluft durch eine Düse. Das Substrat wird dabei mit einer gleichmäßigen Menge des Silazans beaufschlagt. Der notwendige Vemetzer kann hierbei bereits in der Schmelze enthalten sein, wobei hier ein Peroxid verwendet werden muss, dessen Zerfalltemperatur deutlich über der Schmelztemperatur des verwendeten Silazans liegt, oder aber in einem vorgelagerten Schritt z.B. mittels Pulverstreuen vorab auf das Substrat aufgebracht werden. Nach dem Abkühlen erhält man somit ein lagerstabiles Halbzeug, das zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet werden kann. Diese Weiterverarbeitung erfolgt beispielsweise durch ein Verpressen des Halbzeugs in einer beheizten Presse bei 3000C. Abhängig von der Wandstärke kann die nun steife Platte oder das nun steife Formteil innerhalb von wenigen Minuten entformt werden. Dieses Vorteil kann anschließend weiterkonfektioniert werden beispielsweise mit Hilfe eines Wasserstrahls, durch Bohren Fräsen oder Sägen. Dieses Verfahren ist insbesondere für dünnere Wandstärken bis. ca. 6 mm geeignet, da das Silazan nicht in das textile Flächengebilde eindringt und die Versteifung nur über die Oberfläche erfolgt. According to a third embodiment of the invention a pre-fabricated part is produced by first forming a textile fabric of E glass fibers with a silazane of the formula V (KiON HTT ® 1800 and KiON Ceraset polysilazanes ® 20 from Clariant) is applied. The admission takes place here by a melting of the silazane and the swirling of the melt by means of compressed air through a nozzle. The substrate is applied with a uniform amount of silazane. In this case, the necessary crosslinker may already be present in the melt, in which case a peroxide must be used whose decomposition temperature is significantly above the melting temperature of the silazane used or else applied in advance to the substrate in an upstream step, for example by means of powder scattering. After cooling, a storage-stable semi-finished product is thus obtained which can be further processed at a later time. This further processing takes place, for example, by pressing the semifinished product in a heated press at 300 ° C. Depending on the wall thickness, the now rigid plate or the now stiff molded part can be demolded within a few minutes. This advantage can then be further customized, for example by means of a water jet, by drilling milling or sawing. This method is especially for thinner wall thicknesses up. 6 mm, since the silazane does not penetrate into the textile fabric and the stiffening only takes place over the surface.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus einem faserförmigen Isolationswerkstoff, umfassend die folgenden Schritte: A method of making a molded article from a fibrous insulating material, comprising the following steps:
Beaufschlagen eines textilen Flächengebildes, welches Glasfasern und/oder Silikatfasern enthält, mit mindestens einem Silazan einer der Formeln I, II oder III in Lösung oder als Feststoff, Applying a textile fabric containing glass fibers and / or silicate fibers with at least one silazane of one of the formulas I, II or III in solution or as a solid,
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000016_0003
worin
Figure imgf000016_0003
wherein
(a) R2 und R3 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff oder geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Alkenylaryl oder Arylalkenyl bedeuten, wobei jeder der Substituenten R2 und R3 im Falle von m und/oder o größer 1 in verschiedenen Einheiten eine unterschiedliche oder dieselbe Bedeutung besitzt, (a) R 2 and R 3 are the same or different and are hydrogen or straight, branched or cyclic, substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, alkenylaryl or arylalkenyl, wherein each of the substituents R 2 and R 3 is in the case from m and / or o greater than 1 in different units a different one or has the same meaning,
R2 und R3 gleich oder verschieden sind und geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Alkenylaryl oder Arylalkenyl bedeuten, wobei jeder der Substituenten R2 undR 2 and R 3 are the same or different and are straight-chain, branched or cyclic, substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, alkenylaryl or arylalkenyl, wherein each of the substituents R 2 and
R3 im Falle von n und/oder o größer 1 in verschiedenen Einheiten eine unterschiedliche Bedeutung oder dieselbe Bedeutung besitzt, R 3 in the case of n and / or o greater than 1 in different units has a different meaning or the same meaning,
oder or
(b) sofern mindestens ein Rest R3 und ein Rest R3 vorhanden sind, R2 und R2 die voranstehend angegebene Bedeutung besitzen und (b) if at least one radical R 3 and one radical R 3 are present, R 2 and R 2 have the meaning given above, and
(i) alle, oder  (i) all, or
(ii) jeweils ein Teil  (ii) one part each
der Reste R3 und R3 zusammen eine unsubstituierte oder substituierte, geradkettige oder verzweigte Alkylengruppe darstellen, wobei in Variantethe radicals R 3 and R 3 together represent an unsubstituted or substituted, straight-chain or branched alkylene group, where in variant
(ii) der restliche Teil der Reste R3 und R3 die unter (a) angegebene Bedeutung besitzt, (ii) the remaining part of the radicals R 3 and R 3 has the meaning given under (a),
und worin and in which
R4 und R4 Alkyl, Phenyl oder Wasserstoff bedeuten, wobei mehrere R 4 and R 4 are alkyl, phenyl or hydrogen, wherein several
Reste R4 und/oder R4 in jeweils einem Molekül derRadicals R 4 and / or R 4 in each case one molecule of
Verbindungen (I) bis (III) gleich oder verschieden sein können, Compounds (I) to (III) may be the same or different,
R1 und R5 gleich oder verschieden sind und die gleiche Bedeutung wie R 1 and R 5 are the same or different and have the same meaning as
R2 bzw. R3 haben können, wobei R5 darüber hinaus auch Si(R1XR2XR3') bedeuten kann oder R1 und R5 zusammen eine Einfachbindung darstellen, R 2 or R 3 may furthermore have, where R 5 can furthermore mean Si (R 1 XR 2 XR 3 ' ) or R 1 and R 5 together represent a single bond,
R6 Si(R2)(R2')-X-R7-Si(R2)q(OR2')3-q bedeutet, worin X entweder O oder NR4 bedeutet, R7 eine Einfachbindung oder eine substituierte oder unsubstituierte, geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylengruppe darstellt und q 0,R 6 Si (R 2 ) (R 2 ' ) -XR 7 -Si (R 2 ) q (OR 2' ) 3-q wherein X is either O or NR 4 , R 7 is a single bond or a substituted or unsubstituted one represents straight-chain, branched or cyclic alkylene group and q is 0,
1 , 2 oder 3 sein kann, P eine Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, m und p unabhängig voneinander eine ganze Zahl zwischen 1 und 1, 2 or 3, P is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, m and p are independently an integer between 1 and
25.000 bedeuten, und  25,000 mean, and
n und o unabhängig voneinander 0 oder eine ganze Zahl zwischen 1 und 25.000 bedeuten, wobei m, n, o und p so bemessen sind, dass das Silazan ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 150 bis 150.000 g/mol, insbesondere von 1.000 bis 5.000 g/mol aufweist, und wobei die in eckige Klammern gesetzten Einheiten gleichmäßig, randomisiert oder blockweise im jeweiligen Molekül verteilt sein können, in eine Form bringen des textilen Flächengebildes, insbesondere durch Pressen, - gegebenenfalls Entfernen des Lösungsmittels,  n and o are independently 0 or an integer between 1 and 25,000, where m, n, o and p are such that the silazane has a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol, in particular from 1,000 to 5,000 g / mol and in which the units set in square brackets can be distributed uniformly, randomly or in blocks in the respective molecule, in a form of the textile fabric, in particular by pressing, optionally removing the solvent,
Umwandeln des in eine Form gebrachten textilen Flächengebildes durch die Vernetzung des Silazans sowie die Reaktion des Silazans mit der Faseroberfläche und damit einhergehende Verklebung der Fasern des textilen Flächengebildes, bevorzugt an den Kreuzungspunkten der Fasern, zu einemConversion of the formed fabric by the crosslinking of the silazane and the reaction of the silazane with the fiber surface and concomitant bonding of the fibers of the fabric, preferably at the crossing points of the fibers, to a
Vorteil, und Advantage, and
Weiterverarbeiten des Vorteils zu einem Formteil. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil durch Aufbringen unterschiedlicher Silazanauflagen mittels programmierbarer Mikrodosiertechnik hergestellt wird. Processing the advantage to a molding. 2. The method according to claim 1, characterized in that the molded part is produced by applying different Silazanauflagen by means of programmable microdosing.
3. Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus einem faserförmigen Isolationswerkstoff, umfassend die folgenden Schritte: Herstellen eines Rohling mittels Faserspritzen von Rovings und/oder Garnen, wobei die Rovings und Garne aus Glasfasern und/oder Silikatfasern bestehen, wobei die Rovings und/oder Garne beim Faserspritzen mit mindestens einem Silazan einer der Formeln I, II oder III in Lösung oder als Feststoff beaufschlagt werden, 3. A process for producing a shaped article from a fibrous insulating material, comprising the following steps: Producing a blank by means of fiber spraying of rovings and / or yarns, wherein the rovings and yarns consist of glass fibers and / or silicate fibers, wherein the rovings and / or yarns in the fiber spraying with at least one silazane of one of the formulas I, II or III in solution or as Be acted upon solid
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0002
Figure imgf000019_0002
Figure imgf000019_0003
worin
Figure imgf000019_0003
wherein
(a) R2 und R3 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff oder geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Alkenylaryl oder Arylalkenyl bedeuten, wobei jeder der Substituenten R2 und R3 im Falle von m und/oder o größer 1 in verschiedenen Einheiten eine unterschiedliche oder dieselbe Bedeutung besitzt, (a) R 2 and R 3 are the same or different and are hydrogen or straight, branched or cyclic, substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, alkenylaryl or arylalkenyl, wherein each of the substituents R 2 and R 3 is in the case from m and / or o greater than 1 in different units a different one or has the same meaning,
R2 und R3 gleich oder verschieden sind und geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Alkenylaryl oder Arylalkenyl bedeuten, wobei jeder der Substituenten R2 undR 2 and R 3 are the same or different and are straight-chain, branched or cyclic, substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, alkenylaryl or arylalkenyl, wherein each of the substituents R 2 and
R3 im Falle von n und/oder o größer 1 in verschiedenen Einheiten eine unterschiedliche Bedeutung oder dieselbe Bedeutung besitzt, R 3 in the case of n and / or o greater than 1 in different units has a different meaning or the same meaning,
oder or
(b) sofern mindestens ein Rest R3 und ein Rest R3 vorhanden sind, R2 und R2 die voranstehend angegebene Bedeutung besitzen und (b) if at least one radical R 3 and one radical R 3 are present, R 2 and R 2 have the meaning given above, and
(i) alle, oder  (i) all, or
(ii) jeweils ein Teil  (ii) one part each
der Reste R3 und R3 zusammen eine unsubstituierte oder substituierte, geradkettige oder verzweigte Alkylengruppe darstellen, wobei in Variantethe radicals R 3 and R 3 together represent an unsubstituted or substituted, straight-chain or branched alkylene group, where in variant
(ii) der restliche Teil der Reste R3 und R3 die unter (a) angegebene Bedeutung besitzt, (ii) the remaining part of the radicals R 3 and R 3 has the meaning given under (a),
und worin and in which
R4 und R4 Alkyl, Phenyl oder Wasserstoff bedeuten, wobei mehrere R 4 and R 4 are alkyl, phenyl or hydrogen, wherein several
Reste R4 und/oder R4 in jeweils einem Molekül derRadicals R 4 and / or R 4 in each case one molecule of
Verbindungen (I) bis (III) gleich oder verschieden sein können, Compounds (I) to (III) may be the same or different,
R1 und R5 gleich oder verschieden sind und die gleiche Bedeutung wie R 1 and R 5 are the same or different and have the same meaning as
R2 bzw. R3 haben können, wobei R5 darüber hinaus auch Si(R1XR2XR3') bedeuten kann oder R1 und R5 zusammen eine Einfachbindung darstellen, R 2 or R 3 may furthermore have, where R 5 can furthermore mean Si (R 1 XR 2 XR 3 ' ) or R 1 and R 5 together represent a single bond,
R6 Si(R2)(R2')-X-R7-Si(R2)q(OR2')3-q bedeutet, worin X entweder O oder NR4 bedeutet, R7 eine Einfachbindung oder eine substituierte oder unsubstituierte, geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylengruppe darstellt und q 0,R 6 Si (R 2 ) (R 2 ' ) -XR 7 -Si (R 2 ) q (OR 2' ) 3-q wherein X is either O or NR 4 , R 7 is a single bond or a substituted or unsubstituted one represents straight-chain, branched or cyclic alkylene group and q is 0,
1 , 2 oder 3 sein kann, P eine Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, m und p unabhängig voneinander eine ganze Zahl zwischen 1 und 1, 2 or 3, P is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, m and p are independently an integer between 1 and
25.000 bedeuten, und  25,000 mean, and
n und o unabhängig voneinander 0 oder eine ganze Zahl zwischen 1 und 25.000 bedeuten, wobei m, n, o und p so bemessen sind, dass das Silazan ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 150 bis 150.000 g/mol, insbesondere von 1.000 bis 5.000 g/mol, aufweist, und wobei die in eckige Klammern gesetzten Einheiten gleichmäßig, randomisiert oder blockweise im jeweiligen Molekül verteilt sein können,  n and o are independently 0 or an integer between 1 and 25,000, where m, n, o and p are such that the silazane has a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol, in particular from 1,000 to 5,000 g / mol , and wherein the units set in square brackets can be distributed uniformly, randomized or blockwise in the respective molecule,
Umwandeln des Rohlings durch die Vernetzung des Silazans sowie die Reaktion des Silazans mit der Faseroberfläche und damit einhergehende Verklebung der Fasern des Rohlings, bevorzugt an den Kreuzungspunkten der Fasern, zu einem Vorteil, und Converting the blank by the cross-linking of the silazane and the reaction of the silazane with the fiber surface and concomitant bonding of the fibers of the blank, preferably at the crossing points of the fibers, to an advantage, and
Weiterverarbeiten des Vorteils zu einem Formteil. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Silazan ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den Silazanen der Formeln V und VI sowie Gemischen daraus: Processing the advantage to a molding. 4. The method according to any one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the silazane is selected from the group consisting of the silazanes of the formulas V and VI and mixtures thereof:
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000021_0001
(VI), wobei das Silazan vorzugsweise ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 5.000 g/mol aufweist. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus E- Glasfasern, R-Glasfasern, AR-Glasfasern und S2-Glasfasern, wobei durch Beizen aus einer Vorfaser erzeugte Fasern mit einem SiO2 Gehalt >90 Gew.-% bevorzugt sind. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern ausgewählt sind aus der Gruppe der KMF-Fasern, die über einen Sol-Gel Prozess oder über eine Grünfaser mittels anschließender Pyrolyse hergestellt werden. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Fasern bevorzugt >5μm und das Verhältnis der Länge L zum Durchmesser D der Fasern L/D > 3 beträgt. (VI) wherein the silazane preferably has a number average molecular weight of from 1,000 to 5,000 g / mol. 5. The method according to any one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the fibers are selected from the group consisting of E glass fibers, R glass fibers, AR glass fibers and S2 glass fibers, wherein fibers produced by pickling from a precursor with a SiO 2 content> 90 wt .-% are preferred. 6. The method according to any one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the fibers are selected from the group of KMF fibers, which are prepared via a sol-gel process or a green fiber by means of subsequent pyrolysis. 7. The method according to any one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the diameter of the fibers is preferably> 5μm and the ratio of the length L to the diameter D of the fibers L / D> 3.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Silazan in Lösung vorliegt und die Konzentration des Silazans in der Lösung bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-% , besonders bevorzugt 2 bis 10 Gew.-%, beträgt, wobei das Lösungsmittel insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, Halogenkohlenwasserstoffen, Estern, Ketonen, Ethern und Mischungen aus diesen Lösungsmitteln. 8. The method according to any one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that silazane is present in solution and the concentration of silazane in the solution is preferably 0.1 to 10 wt .-%, particularly preferably 2 to 10 wt .-%, is in which the solvent is in particular selected from the group consisting of aliphatic or aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, esters, ketones, ethers and mixtures of these solvents.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der zum Beaufschlagen verwendeten Lösung oder des Silazan-Feststoffs so gewählt wird, dass die Menge des Silazans weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des textilen Flächengebildes, beträgt. 9. The method according to any one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the amount of the solution used for the application or the silazane solid is chosen so that the amount of silazane less than 5 wt .-%, based on the weight of textile fabric, amounts to.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der zum Beaufschlagen verwendeten Lösung oder des Silazan-Feststoffs so gewählt wird, dass das Silazan- Vernetzungsprodukt 1 g/m2 bis 100 g/m2 Flächengewicht des thermischen Isolationsformteils ausmacht. 10. The method according to any one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the amount of the solution used for the application or the silazane solid is chosen so that the silazane crosslinking product 1 g / m 2 to 100 g / m 2 basis weight of makes thermal insulation molding.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polysilazanlösung einen Füllstoff aus der Gruppe der keramischen Pulver enthält, wobei der Füllstoff insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid, und Metalloxiden. 11. The method according to any one of the preceding claims 1 to 10, characterized in that the polysilazane solution contains a filler from the group of ceramic powders, wherein the filler is in particular selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, and metal oxides.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde dadurch hergestellt wird, dass die Reaktion bei einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatur erfolgt, insbesondere bei einer Temperatur von maximal 2500C. 12. The method according to any one of the preceding claims 1 to 11, characterized in that the textile fabric is produced in that the reaction is carried out at a temperature above room temperature, in particular at a temperature of at most 250 0 C.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass zur Aushärtung des Silazans der Lösung des Silazans ein Katalysator zugesetzt wird, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus N- heterocyclischen Verbindungen, Monoalkylaminen, Dialkylaminen, Trialkylaminen, organischen Säuren, anorganischen Säuren, Peroxiden, insbesondere Dicumylperoxid,13. The method according to any one of the preceding claims 1 to 12, characterized in that the curing of the silazane of the solution of silazane, a catalyst is added, which is selected from the group consisting of N-heterocyclic compounds, monoalkylamines, dialkylamines, trialkylamines, organic acids , inorganic acids, peroxides, in particular dicumyl peroxide,
Azoverbindungen, Metallcarboxylaten, Acetylacetonatkomplexen, Metallpulvern und metallorganischen Verbindungen. Azo compounds, metal carboxylates, acetylacetonate complexes, metal powders and organometallic compounds.
14. Formteil, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Formteil insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Platte, einem konfektionierten Formteil und einem thermisches Isolationsformteil, wobei ein thermisches Isolationsformteil besonders bevorzugt ist und dieses besonders bevorzugt zum Einsatz im KfZ-Bereich, in der Installationstechnik oder der Heizungstechnik vorgesehen ist. 14. molding, prepared by a process according to any one of claims 1 to 13, wherein the molding is in particular selected from the group consisting of a plate, a preformed molding and a thermal insulation molding, wherein a thermal insulation molding is particularly preferred and this is particularly preferred for Use in the automotive sector, in the installation technology or heating technology is provided.
15. Verwendung eines Silazans gemäß einer der Formeln I, II oder III zum Beaufschlagen von Glasfasern und/oder Silikatfasern 15. Use of a silazane according to one of the formulas I, II or III for applying glass fibers and / or silicate fibers
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000024_0003
worin
Figure imgf000024_0003
wherein
(a) R2 und R3 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff oder geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Alkenylaryl oder Arylalkenyl bedeuten, wobei jeder der Substituenten R2 und R3 im Falle von m und/oder o größer 1 in verschiedenen Einheiten eine unterschiedliche oder dieselbe Bedeutung besitzt, (a) R 2 and R 3 are the same or different and are hydrogen or straight, branched or cyclic, substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, alkenylaryl or arylalkenyl, wherein each of the substituents R 2 and R 3 is in the case of m and / or o greater than 1 in different units has a different or the same meaning,
R2 und R3 gleich oder verschieden sind und geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Alkenylaryl oder Arylalkenyl bedeuten, wobei jeder der Substituenten R2 und R3 im Falle von n und/oder o größer 1 in verschiedenen Einheiten eine unterschiedliche Bedeutung oder dieselbe Bedeutung besitzt, R 2 and R 3 are the same or different and are straight-chain, branched or cyclic, substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, alkenylaryl or arylalkenyl, wherein each of the substituents R 2 and R 3 in the case of n and / or o greater 1 in different units a different one Has meaning or the same meaning,
oder  or
(b) sofern mindestens ein Rest R3 und ein Rest R3 vorhanden sind, R2 und R2 die voranstehend angegebene Bedeutung besitzen und (b) if at least one radical R 3 and one radical R 3 are present, R 2 and R 2 have the meaning given above, and
(i) alle, oder  (i) all, or
(ii) jeweils ein Teil  (ii) one part each
der Reste R3 und R3 zusammen eine unsubstituierte oder substituierte, geradkettige oder verzweigte Alkylengrappe darstellen, wobei in Variante (ii) der restliche Teil der Reste R3 und R3 die unter (a) angegebene Bedeutung besitzt, the radicals R 3 and R 3 together represent an unsubstituted or substituted, straight-chain or branched alkylene group, in variant (ii) the remaining part of the radicals R 3 and R 3 having the meaning given under (a),
und worin and in which
R4 und R4' Alky 1, Phenyl oder Wasserstoff bedeuten, wobei mehrere Reste R4 und/oder R4 in jeweils einem Molekül der Verbindungen (I) bisR 4 and R 4 ' Alky 1, phenyl or hydrogen, where a plurality of radicals R 4 and / or R 4 in each case one molecule of the compounds (I) to
(III) gleich oder verschieden sein können, (III) may be the same or different,
R1 und R5 gleich oder verschieden sind und die gleiche Bedeutung wie R2 bzw. R3 haben können, wobei R5 darüber hinaus auchR 1 and R 5 are the same or different and may have the same meaning as R 2 or R 3 , wherein R 5 in addition also
Si(R')(R2')(R3) bedeuten kann oder R1 und R5 zusammen eineSi (R ') (R 2' ) (R 3 ) may mean or R 1 and R 5 together a
Einfachbindung darstellen, Represent single bond,
R6 Si(R2)(R2')-X-R7-Si(R2)q(OR2')3-q bedeutet, worin X entweder O oder NR4 bedeutet, R7 eine Einfachbindung oder eine substituierte oder unsubstituierte, geradkettige, verzweigte oder cyclischeR 6 Si (R 2 ) (R 2 ' ) -XR 7 -Si (R 2 ) q (OR 2' ) 3-q wherein X is either O or NR 4 , R 7 is a single bond or a substituted or unsubstituted one , straight-chain, branched or cyclic
Alky lengruppe darstellt und q 0, 1, 2 oder 3 sein kann, Alky lengruppe represents and q can be 0, 1, 2 or 3,
P eine Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, m und p unabhängig voneinander eine ganze Zahl zwischen 1 und 25.000 bedeuten, und  P is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, m and p independently represent an integer between 1 and 25,000, and
n und o unabhängig voneinander 0 oder eine ganze Zahl zwischen 1 und n and o are independently 0 or an integer between 1 and
25.000 bedeuten, wobei m, n, o und p so bemessen sind, dass das Silazan ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 150 bis 150.000 g/mol, insbesondere von 1.000 bis 5.000 g/mol aufweist, und wobei die in eckige Klammern gesetzten Einheiten gleichmäßig, randomisiert oder blockweise im jeweiligen Molekül verteilt sein können, 25,000, where m, n, o and p are such that the silazane has a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol, in particular from 1,000 to 5,000 g / mol, and wherein the units in square brackets uniformly, randomized or block-wise distributed in each molecule,
wobei ein Silazan bevorzugt ist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus den Silazanen der Formeln V und VI sowie Gemischen daraus, und insbesondere ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 5.000 g/mol aufweist.: wherein a silazane is preferred, which is selected from the group consisting of the silazanes of the formulas V and VI and mixtures thereof, and in particular a number average molecular weight of 1,000 to 5,000 g / mol .:
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000026_0001
(VI)  (VI)
PCT/EP2010/061628 2009-08-11 2010-08-10 Moulded part WO2011018457A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202009010871.6 2009-08-11
DE200920010871 DE202009010871U1 (en) 2009-08-11 2009-08-11 Thermal insulation molding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011018457A1 true WO2011018457A1 (en) 2011-02-17

Family

ID=43086238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/061628 WO2011018457A1 (en) 2009-08-11 2010-08-10 Moulded part

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE202009010871U1 (en)
WO (1) WO2011018457A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014115940A1 (en) 2014-11-03 2016-05-04 Cuylits Holding GmbH A method for producing an insulation molding, insulation molding produced by this method and casting tool for producing an insulation molding using the method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5055431A (en) * 1985-04-26 1991-10-08 Sri International Polysilazanes and related compositions, processes and uses
US5637641A (en) * 1993-11-05 1997-06-10 Lanxide Technology Company, Lp Metal-nitrogen polymer compositions comprising organic electrophiles
US6165551A (en) * 1994-11-07 2000-12-26 Lanxide Technology Company, Lp Protective compositions and method of making same
WO2010106074A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hybrid polymers made of cyanates and silazanes, method for the production and use thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5055431A (en) * 1985-04-26 1991-10-08 Sri International Polysilazanes and related compositions, processes and uses
US5637641A (en) * 1993-11-05 1997-06-10 Lanxide Technology Company, Lp Metal-nitrogen polymer compositions comprising organic electrophiles
US6165551A (en) * 1994-11-07 2000-12-26 Lanxide Technology Company, Lp Protective compositions and method of making same
WO2010106074A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hybrid polymers made of cyanates and silazanes, method for the production and use thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014115940A1 (en) 2014-11-03 2016-05-04 Cuylits Holding GmbH A method for producing an insulation molding, insulation molding produced by this method and casting tool for producing an insulation molding using the method
WO2016070866A1 (en) 2014-11-03 2016-05-12 Cuylits Holding GmbH Method for producing a moulded insulating part, moulded insulating part produced by said method and casting mould for producing a moulded insulating part using said method
DE102014115940B4 (en) * 2014-11-03 2016-06-02 Cuylits Holding GmbH A method for producing an insulation molding, insulation molding produced by this method and casting tool for producing an insulation molding using the method
US10556364B2 (en) 2014-11-03 2020-02-11 Cuylits Holding GmbH Method for producing a molded insulating part, molded insulating part produced by said method
US10710271B2 (en) 2014-11-03 2020-07-14 Cuylits Holding GmbH Casting mold for producing a molded insulating part

Also Published As

Publication number Publication date
DE202009010871U1 (en) 2010-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2826114C2 (en) Carbon-carbon composites and processes for their manufacture
DE102005056792B4 (en) Composition for formaldehyde-free phenolic resin binder and its use
DE102017126461A1 (en) Sound-absorbing textile with improved thermal insulation and method of making the same
DE102016102561A1 (en) Low-VOC Natural Fiber Composite, Manufacturing Process Therefor and Application Therefor
DE69828168T2 (en) CARBON COMPOSITES
DE60130688T2 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF SIC FIBER REINFORCED SIC COMPOUND MATERIAL USING A HOT PRESSURE
EP0647519A1 (en) Low odour moulded article for sound and heat insulation and process for its manufacturing
EP3215475B1 (en) Method for producing an insulation molded part, insulation molded part produced by this method and casting tool for producing an insulation molded part using the procedure
DE3231100C2 (en)
DE102016104518A1 (en) Process for recycling materials containing phenolic resins, in particular fiber-reinforced plastics based on phenolic resins
DE102013111459A1 (en) Acoustically effective shielding parts and covers
EP1695805A1 (en) Water dispersible core for producing fibre reinforced hollow objects
EP3856700B1 (en) Method of producing a carbon-ceramic shaped body
WO2008058924A1 (en) Method for the production of flameproofed fiber composite materials or prepregs
WO2011018457A1 (en) Moulded part
EP3112597A1 (en) Temperature-resistant turbine blade made with a layer of oxide ceramics
WO2006008062A1 (en) Duroplastic-bonded molded fiber parts and method for producing the same
DE3736680C1 (en) Process for the production of carbon-bonded refractory molded parts
EP0752978A1 (en) Heat insulating mouldings
DE102005063414A1 (en) Activatable silane
DE102008044999A1 (en) Aqueous resin mixture for mineral wool products
DE10010112A1 (en) Production of high temperature resistant thermal/acoustic insulating material for aircraft and space industry, comprises use of a powdered binding agent of silicon dioxide and a polymer resin
DE102010041377A1 (en) Material composition as a or for a tool and method for producing a material composition
DE102007047373A1 (en) Activated silane
DE102015015297A1 (en) Process for improving the strength of fiber-reinforced construction products

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10747841

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120100032785

Country of ref document: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

Effective date: 20120214

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10747841

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1