DE2525611A1 - Heat resistant, heat insulating foam for buildings - contg. mineral fillers hardeners and epoxy-contg. water glass binder - Google Patents

Heat resistant, heat insulating foam for buildings - contg. mineral fillers hardeners and epoxy-contg. water glass binder

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Abstract

The foam compsn. contains 10-20 wt.% fine grained mineral filler., e.g. bentonite, perlite, pumice flour, vermiculite or fine sand. It also contains 4-6 wt. % prim. hardener (CaHPO4, MgO etc.) or a sec. hardener such as Na2SiF6, 1.5-3 wt. % KMnO4 (1% soln.) 1.0-3 wt.% H2O2, 0-3 wt. % H2O, and 70-80 wt. % stabilised water glass binder. The binder contains 0.03-2.0 wt.%, on alkali silicate soln. of triglycidyl isocyanurate (epoxy content 14 wt. %); 0.1-5 wt. % of H2O-soluble amines having >=2 active H atoms bonded to N; and 0.1-5 wt. % quat. and/or polyquat. N cpds. It also opt. contains sec. ore tert. phosphates of di- or tri-valent metals and/or difficulty soluble silicates.

Description

Hitzebeständiger, isolierender Schaumwerkstoff Die Erfindung betrifft einen hitzebeständigen, isolierenden Schaumwerkstoff, mit einem Gehalt an einem oder mehreren feinkörnigen, mineralischen Füllstoffen, wie Blähton, Perlite , Bimsmehl, Vermikulite, Feinsand oder dergleichen, an einem ersten Härter, bestehend aus Calziumhydrogenphosphat, Magnesiumoxid oder dergleichen, wahlweise an einem zweiten Härter, wie Natriumsi.likofluorid, an Kaliumpermanganat, an Wasserstoffperoid, an Wasser sowie an einem stabilisierten Wasserglas-Bindemittel mit einem Gehalt an Triglycidylisocyanurat mit einem Epoxidgehalt über 14 Gew.-% in Mengen von 0,03 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Alkalisilikatlösung, wasserlöslichen Aminen, welche wenigstens zwei aktive, a Stickstoff gebundene Wasserstoffatome enthalten, in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Alkalisilikatlösung, und quartären und/oder polyquartären Stickstoffverbindungen in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Alkalisilikatlösung, wobei das Bindemittel gegebenenfalls einen weiteren Gehalt an sekundären und tertiären Phosphaten zwei- oder dreiwertiger Metalle und/oder schwerlöslichen Silikaten aufweist und einen Wasseranteil von 5 bis 30 Gew.-% hat, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schaumwerkstoffes.Heat Resistant Insulating Foam Material The invention relates to a heat-resistant, insulating foam material, containing one or several fine-grain, mineral fillers, such as expanded clay, perlite, pumice powder, Vermiculite, fine sand or the like, on a first hardener, consisting of calcium hydrogen phosphate, Magnesium oxide or the like, optionally on a second hardener, such as sodium silicofluoride, on potassium permanganate, on hydrogen peroid, on water and on a stabilized one Water glass binder containing triglycidyl isocyanurate with an epoxy content over 14% by weight in amounts of 0.03 to 2.0% by weight, based on the solids content the Alkali silicate solution, water-soluble amines, which contain at least two active, a nitrogen Contain bonded hydrogen atoms, in amounts of 0.1 to 5 wt .-%, based on the solids content of the alkali silicate solution, and quaternary and / or polyquaternary Nitrogen compounds in amounts of 0.1 to 5% by weight, based on the solids content the alkali silicate solution, the binder optionally having a further content on secondary and tertiary phosphates of bivalent or trivalent metals and / or has poorly soluble silicates and has a water content of 5 to 30% by weight, and a method for producing such a foam material.

Durch die DT-OS 2 110 059 sind bereits ein Schaumwerkstoff sowie ein Verfahren der eingangs genannten Gattung bekannt geworden, die sich im Prinzip durchaus bewährt haben. Es hat sich aber gezeigt, daß die Hitzebeständigkeit bzw. Schwerentflammbarkeit des bekannten Schaumwerkstoffes für viele Anwendungszwecke, insbesondere für Bauzwecke, noch unzureichend ist.DT-OS 2 110 059 already includes a foam material and a Process of the type mentioned at the outset become known, which in principle are entirely have proven themselves. However, it has been shown that the heat resistance or flame retardancy the well-known foam material for many purposes, especially for construction purposes, is still insufficient.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Schaumwerkstoff der eingangs genannten Gattung dahingehend weiterzubilden, daß eine optimale Hitzebeständigkeit bzw. Schwerentflammbarkeit des Schaumwerkstoffes erzielt wird.The invention is therefore based on the object of the foam material of the aforementioned type to the effect that an optimal heat resistance or flame retardancy of the foam material is achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem hitzebeständigen, isolierenden Schaumwerkstoff der genannten Art gelöst durch die nachfolgende Zusammensetzung: 10 bis 20 Gew.-% mineralische Püllstoffe, 4 bis 6 Gew.-% Härter, 70 bis 80 Gew.-% stabilisiertes Wasserglas-Bindemittel, 1,5 bis 3 Gew.-% Ktliumpermanganat (1%ige Lösung), 1,0 bis 3 Gew.-* Wasserstoffperoxid und O bis 3 Gew.-% Wasser.According to the invention, this object is achieved with a heat-resistant, insulating Foam material of the type mentioned dissolved by the following composition: 10 to 20% by weight mineral fillers, 4 to 6% by weight Harder, 70 to 80% by weight of stabilized water glass binder, 1.5 to 3% by weight of potassium permanganate (1% solution), 1.0 to 3% by weight hydrogen peroxide and 0 to 3% by weight water.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, hitzebe8tändigen, isolierenden Schaumwerkstoffes ergeben sich aus den Unteransprüchen. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die mineralibohen Füllstoffe vollständig oder zumindest teilweise aus bei der Kohleverbrennung oder dergleichen entstehendem Filterstaub bestehen, da dann eine überraschend große Hitzebeständigkeit erzielt werden kann, wobei zusätzlich zu beachten ist, daß die Herstellungskosten hierdurch deutlich gesenkt werden können.Preferred embodiments of the inventive, heat-resistant, insulating foam material result from the subclaims. As special It has proven to be advantageous if the mineral-based fillers are completely or at least partially from coal combustion or the like Filter dust exist, since then a surprisingly high level of heat resistance is achieved can be, it should also be noted that the manufacturing costs thereby can be reduced significantly.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von hitzebeständigen, isolierenden Schaumwerkstoffen zeichnet sich dadurch aus, daß zunächst die Füllstoffe, der bzw. die Härter, das stabilisierte Wasserglas-Bindemittel sowie das Kaliumpermanganat bei Raumtemperatur homogen verrührt werden; daß daraufhin das Wasser zugegeben wird; daß anschließend das als Treibmittel dienende Wasserstoffperoxid sowie gegebenenfalls weiteres Wasser beigemischt wird; daß anschließend bei ca 22 bis 25 0C für 10 bis 15 Stunden der Schaumwerkstoff-Formkörper vorgetrocknet wird; daß daraufhin der Formkörper entformt wird; und daß der fertige Schaumwerkstoff-Formkörper abschließend 5 bis 10 Tage lang bei 22 bis 250C getrocknet wird.A method according to the invention for producing heat-resistant, insulating foam materials are characterized by the fact that initially the fillers, the hardener (s), the stabilized waterglass binder and the potassium permanganate be stirred homogeneously at room temperature; that the water is then added; that then serving as a propellant hydrogen peroxide and optionally more water is added; that then at about 22 to 25 0C for 10 to 15 hours the foam molding is predried; that then the Molded body is demolded; and that the finished foam molding finally Is dried for 5 to 10 days at 22 to 250C.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert sind.Further features and advantages of the invention result themselves from the claims and from the following description, in the exemplary embodiments are explained in detail.

Beispiel 1 110g Perlite und 110g Vermlkulite, 30g Calziumhydrogenphosphat, 40g Natriumsilikofluorid, 1.200g stabilisiertes Wasserglas-Bindemittel nach der DT-OS 2 110 059 mit einem Wassergehalt von ca. 5% sowie 20g Kaliumpermanganat wurden bei Raumtemperatur homogen verrührt. Daraufhin wurden 60g Wasser zugegeben. Anschließend erfolgte die Zugabe von 20g 30%igem Wasserstoffperoxid. Nach abschliessendem Umrühren erfolgte bei 230C für 15 Stunden das Treiben und Vortrocknen des Formkörpers. Der Formkörper war daraufhin so stabil, daß er entformt werden konnte. Example 1 110g perlite and 110g vermlkulite, 30g calcium hydrogen phosphate, 40g sodium silicofluoride, 1,200g stabilized water glass binder according to the DT-OS 2 110 059 with a water content of approx. 5% and 20 g of potassium permanganate stirred homogeneously at room temperature. Then 60 g of water were added. Afterward 20 g of 30% strength hydrogen peroxide were added. After the final stirring the shaped body was driven and predried at 230 ° C. for 15 hours. Of the The molded body was then so stable that it could be removed from the mold.

Hieran schloß sich zur Herstellung des fertigen Schaumwerkstoff-Formkörpers eine abschließende Trocknung von l5 Tagen bei 2500 an. This was followed by the production of the finished foam molded body a final drying of 15 days at 2500.

Der so hergestellte Formkörper verfügte über eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und war nicht brennbar. The molded article thus produced was excellent Heat resistance and was not flammable.

Zu beachten ist, daß natürlich gegebenenfalls nach dem Zufügen des Wasseratoffperoxids noch weiteres Wasser zugegeben werden kann, falls der gewünschte Anwendungszweck einen geschmeidigeren Grundwerkstoff erforderlich macht. It should be noted that, of course, after adding the Wasseratoffperoxids still further water can be added, if the desired Purpose of application makes a more pliable base material necessary.

Beispiel 2 Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 1, wobei aber anstelle des Calziumhydrogenphosphats sowie des Natriumsilikofluorids insgesamt 60g Calziumkarbonat verwendet wurden. Der so hergestellte Formkörper zeigte ebenfalls hevorragende Hitzebeständigkeits- und Schwerentflammbarkeitseigenschaften. Example 2 The procedure was as in Example 1, but instead of of calcium hydrogen phosphate and sodium fluorosilicate all in all 60g calcium carbonate were used. The molded body produced in this way also showed excellent heat resistance and flame retardancy properties.

Beispiel 3 130g Filterstaub, gewonnen aus den Abgasfiltern eines Kohlekraftwerkes, sowie 130g Perlite (fein) und 15g Vermikulite wurden bei Raumtemperatur mit 65g Calziumhydrogenphosphat, 65g Natriumsilikofluorid, 38g ?obiger Kaliumpermanganatlösung sowie 530g eines stabilisierten Wasserglas-Bindemittels nach der DT-OS 2 110 059, mit einem Wassergehalt von 30%, verruhrt. Daraufhin wurden 38g 50%ges H202 eingerührt. Der so hergestellte Formkörper, bei dem die übrigen Verfahrensschritte wie in Beispiel 1 und Beispiel 2 gewählt wurden, zeigte ausgezeichnete Hitzebeständigkeits- und Schwerentflammbarkeiteigenschaften. Example 3 130g of filter dust, obtained from the exhaust filters of a Coal power plant, as well as 130g perlite (fine) and 15g vermiculite were at room temperature with 65g calcium hydrogen phosphate, 65g sodium silicofluoride, 38g? of the above potassium permanganate solution and 530g of a stabilized waterglass binder according to DT-OS 2 110 059, with a water content of 30%. Then 38 g of 50% total H 2 O 2 were stirred in. The molded body produced in this way, in which the remaining process steps are as in Example 1 and Example 2, showed excellent heat resistance and heat resistance Flame retardant properties.

Beispiel 4 Es wurde vorgegangen nach dem Verfahren und nach der Zusammensetzung von Beispiel 3, wobei aber statt 38g 50%gen Wasserstoffperoxids 38g 3%gen Wasserstoffperoxids und dafür 530g des stabilisierten Wasserglas-Bindemittels ohne Wasseranteil gewählt wurden. Example 4 The procedure and composition were followed of Example 3, but instead of 38g 50% hydrogen peroxide 38g 3% hydrogen peroxide and selected 530g of the stabilized waterglass binder without water content became.

Auch der so hergestellte Formkörper verfügte über ausgezeichnete Schwerentflammbarkeits- und Hitzebeständigkeitseigenschaften.The molded body produced in this way also had excellent flame retardancy and heat resistance properties.

Statt der abschließenden Trocknung bei Raumtemperatur kann natürlich auch eine Ofentrocknung bei bis zu 50 bis 6500 vorgesehen werden, wobei die Trocknungszeit dementsprechend verkürzt wird.Instead of final drying at room temperature you can of course Oven drying at up to 50 to 6500 can also be provided, with the drying time is shortened accordingly.

Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.Those in the above description as well as in the following claims disclosed features of the invention can both individually and in any Combinations for realizing the invention in its various embodiments be essential.

Claims (9)

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS ,~===~, === ===== == = 1. Hitzebeständiger, isolierender Schaumwerkstoff, mit einem Gehalt an einem oder mehreren feinkörnigen, mineralischen Füllstoffen, wie Blähton, Perlite , Bimsmehl, Vermikulite, Feinsand oder dergleichen, an einem ersten Härter, bestehend aus Calziumhyorogenphosphat, Magnesiumoxid oder dergleichen, wahlweise an einem zweiten Härter, wie Natriumsilikofluorid, an Kaliumpermanganat, an Wasserstoffperoxid, an Wasser sowie an einem stabilisierten Wasserglas-Bindemittel mit einem Gehalt an Triglycidylisocyanurat mit einem Epoxidgehalt über 14 Gew.-% in Mengen von 0,03 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Alkalisilikatlösung, wasserlöslichen Aminen, welche wenigstens zwei aktive, an Stickstoff gebundene Wasserstoffatome enthalten, in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Alkasilikatlösung, und quartären undkder polyquartären Stickstoffverbindungen in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Alkalisilikatlösung, wobei das Bindemittel gegebenenfalls einen weiteren Gehalt an sekundären und tertiären Phosphaten zwei- oder dreiwertiger Metalle und/oder schwerlöslichen Silikaten aufweist und einen Wasseranteil von 5 bis 30 Gew.-% hat, gekennzeichnet durch die nachfolgende Zusammensetzung: 10 bis 20 Gew.-% mineralische Füllstoffe, 4 bis 6 Gew.-% Härter, 70 bis 80 Gew.-% stabilisiertes Wasserglas-Bindemittel, 1,5 bis 3 Gew.-% Kaliumpermanganat (?obige Lösung), 1,0 bis 3 Gew.-% Wasserstoffperoxid und 0 bis 3 Gew.-% Wasser. , ~ === ~, === ===== == = 1. Heat-resistant, insulating foam material, with a content of one or more fine-grained mineral fillers, such as expanded clay, perlite, pumice powder, vermiculite, fine sand or the like, on one first hardener, consisting of calcium hyorogen phosphate, magnesium oxide or the like, optionally on a second hardener, such as sodium silicofluoride, on potassium permanganate, on hydrogen peroxide, on water and on a stabilized waterglass binder With a content of triglycidyl isocyanurate with an epoxide content of more than 14% by weight in amounts of 0.03 to 2.0% by weight, based on the solids content of the alkali silicate solution, water-soluble amines, which contain at least two active hydrogen atoms bonded to nitrogen contained, in amounts of 0.1 to 5 wt .-%, based on the solids content of the alkasilicate solution, and quaternary and polyquaternary nitrogen compounds in amounts from 0.1 to 5 wt .-%, based on the solids content of the alkali silicate solution, the binder possibly another content of secondary and tertiary Has phosphates of bivalent or trivalent metals and / or sparingly soluble silicates and has a water content of 5 to 30% by weight, characterized by the following Composition: 10 to 20% by weight mineral fillers, 4 to 6% by weight hardener, 70 to 80% by weight of stabilized water glass binder, 1.5 to 3% by weight of potassium permanganate (? above solution), 1.0 to 3% by weight hydrogen peroxide and 0 to 3% by weight water. 2. Schaumwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Füllstoffe vollständig oder teilweise aus bei der Kohleverbrennung entstehendem Filterstaub bestehen.2. Foam material according to claim 1, characterized in that the mineral fillers completely or partially from coal combustion resulting filter dust exist. 3. Schaumwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Härter Calziumkarbonat aufweist.3. Foam material according to claim 1 or 2, characterized in that that the first hardener comprises calcium carbonate. 4. Schaumwerkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die nachfolgende Zusammensetzung: 220g Füllstoffe, 30g Härter 1, 30 bis 40 g Härter 2, 1200g stabilisiertes Wasserglas-Bindemittel mit einem Wassergehalt von ca. 5%, 20g Kaliumpermanganat, 20g 30%ges Wasserstoffperoxid und 30 bis 60 g Wasser.4. Foam material according to one of the preceding claims, characterized by the following composition: 220g fillers, 30g hardener 1, 30 to 40 g hardener 2, 1200g stabilized water glass binder with a water content of approx. 5%, 20g potassium permanganate, 20g 30% total hydrogen peroxide and 30 to 60 g water. 5. Schaumwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachfolgende Zusammensetzung: 220g Füllstoffe, 60g Härter 1, 1.200g stabilisiertes Wasserglas-Bindemittel mit einem Wassergehalt von ca. 5%, 20g Kaliumpermanganat, 20g 30%iges WasserstofSperoxid und 30 bis 60 g Wasser.5. Foam material according to claim 1, characterized by the following Composition: 220g fillers, 60g hardener 1, 1,200g stabilized water glass binder with a water content of approx. 5%, 20g potassium permanganate, 20g 30% hydrogen peroxide and 30 to 60 grams of water. 6. Schaumwerkstoff nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch die nachfolgende Zusammensetzung: 130g Filterstaub, 130g feinkörnige Perlite, 15g Vermikulite, 65g Härter 1, 65g Natriumsilikofluorid, 530g stabilisiertes Wasserglas-Bindemittel mit einem Wassergehalt von 30%, 38g 1%iges Kaliumpermanganat, 38g 50%ges Wasserstoffperoxid.6. Foam material according to claim 2 or 3, characterized by the following composition: 130g filter dust, 130g fine-grain perlite, 15g vermiculite, 65g hardener 1, 65g sodium silicofluoride, 530g stabilized water glass binder with a water content of 30%, 38g 1% potassium permanganate, 38g 50% total hydrogen peroxide. 7. Schaumwerkstoff nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch die nachfolgende Zusammensetzung: 130g Filterstaub, 130g feinkörnige Perlite, 15g Vermikulite, 65g Härter 1, 65g Natriumsilikofluorid, 530g stabilisiertes Wasserglas, 38g Kaliumpermanganat und 38g 30-35%iges Wasserstoffperoxid.7. Foam material according to claim 2 or 3, characterized by the following composition: 130g filter dust, 130g fine-grain perlite, 15g vermiculite, 65g hardener 1, 65g sodium silicofluoride, 530g stabilized water glass, 38g potassium permanganate and 38g of 30-35% hydrogen peroxide. 8. Schaumwerkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Füllstoffe vorzugsweise in Kugelform mit einem Durchmesser von ca.8. Foam material according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the mineral fillers are preferably in spherical shape with a Diameter of approx. 5 bis 15mm geblähte Perlite umfassen.Include 5 to 15mm of expanded perlite. 9. Verfahren zum Herstellen eines bitzebeständigen, isolierenden Schaumwerkstoffes nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Füllstoffe, der bzw. die Härter, das stabilisierte Wasserglas-Bindemittel sowie das Kaliumpermanganat bei Raumtemperatur homogen-verrührt werden; daß daraufhin das Wasser zugegeben wird; daß anschließend das als Treibmittel dienende Wasserstoffperoxid sowie gegebenenfalls weiteres Wasser beigemischt wird; daß anschließend bei ca. 22 bis 250C für 10 bis 15 Stunden der Schaumwerkstoff-Formkörper vorgetrocknet wird; daß daraufhin der Formkörper entformt wird; und daß der fertige Schaumwert stoff-Formkörper abschließend 5 bis 10 Tage lang bei 22 bis 250C getrocknet wird.9. Process for producing a bit-resistant, insulating foam material according to one of the preceding claims, characterized in that initially the Fillers, the hardener (s), the stabilized waterglass binder as well the potassium permanganate are stirred homogeneously at room temperature; that thereupon the water is added; that then serving as a propellant hydrogen peroxide and, if necessary, additional water is added; that then at approx. 22 to 250C for 10 to 15 hours, the foam molding is predried; that the molded body is then removed from the mold; and that the finished foam material molded body Finally it is dried for 5 to 10 days at 22 to 250C.
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