JPH06503798A - 主として無機成分からなる微細孔フォームを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 主として無機成分からなる微細孔フオームを製造する方法 技術分野 本発明は、請求の範囲１の上位概念に記載の固体フオーム製品を製造するための 成形材料もしくは多数配合分よりなる成分の組成物、固体の微細孔フオーム製品 の製法並びにこの製法で製造された微細孔フオーム製品に関する。

技術水準 欧州特許（ＢＰ−Ｂｌ）第１４８２８０号（−ＵＳ−Ａ第４５３３３９３号）明 細書から、水含有硬化可能な無機成形材料からなる充分に独立気泡のフオームは 公知である。この成形材料は、珪酸アルカリ溶液、填料、発泡剤及び珪酸アルカ リ溶液と反応しつる固体（これは、無定形二酸化珪素及び酸化アルミニウムを含 有する、少な（とも部分的に無定形の粉末状アルミノ珪酸塩として、例えば、コ ランダムの製造時に類フィルターダストとして生じる）を含有する。

欧州特許（ＥＰ−Ｂ）第１９９９４１号（＝ＵＳ−Ａ　４６８１６３１号）によ れば、他の反応性固体として、酸化鉄並びに粉砕された、か焼ボーキサイトと共 ）：ＳｉＯ，−ガラス　４５〜６０重量％、Ａ１．０．２５〜３５重量％を含有 するガラス様態定形電気フィルター灰をも使用でき、この際、この電気フィルタ ー灰は高温石炭発電所から生じる。近代的褐炭発電所からの電気フィルター灰（ ＤＥ−○Ｓ　３９３０５０２）も反応性個体として使用可能であり、かつ、フラ ンス特許（ＦＲ−ＰＳ）第２５１２８０５号及びフランス特許第２５１．２８０ ６号によれば、メタカオリンが使用可能であり、この際、メタカオリンにはポー トランドセメントが添加されていてよい。

欧州特許（ＥＰ−Ａｔ）第３２４９６８号（２ｗ０８９１０５７８３）明細書か ら、特定の反応促進剤の添加により短時間に発泡し硬化する無機の充分な独立気 泡のフオーム製品は公知である。無機の結石性成分として、無定形Ｓ１０．及び 酸化アルミニウムを含有する酸化物混合物、ガラス様態定形電気フィルター灰、 が焼されたボーキサイト又は無定形の分散−粉末状珪酸からの不溶無定形Ｓｉｎ 、が使用される。硬化剤は、珪酸アルカリの水溶液からなる。

先に記載の反応性固体は、−大抵は自己発熱下に−珪酸アルカリ溶液と反応し、 これにより短時間内に固体成形体の形成が開始される。

前北技術水準で得られたフオームは、一般にもっばら独立気泡であるが、蛋白質 化合物の添加によって（ＤＥ−Ｏ３３９３０５０１）、連続気泡を形成すること もできる。

従来公知になった成形材料で、多過ぎる発泡剤量の添加の際には、硬化の前にフ オームの減衰が観察され、充分な強度を有する特に軽いフオームを製造すること ができない。更に、このフオームは、部分的に、比較的大きい孔を、かつ、特定 の用途のためには不充分な強度と空間重量との比を有する。

課題 従って、本発明の課題は、高い強度及び微細な孔構造を有する軽いフオームをも たらす成形材料−もしくはそれを製造するための成分の組成物−を提供すること である。殊に、強度と密度とがらの比（空間重量）を改良すべきである。本発明 のもう１つの課題は、特に軽いフオーム成形体を製造するための成形材料を提供 することである。

発明の開示 本発明は、この課題を、請求の範囲第１項に応じて、両性の表面活性物質を孔構 造及び／又は強度に影響するのに充分な量で、有利に、全成形材料に対して０゜ １〜５重量％、殊に０．２〜１重量％の量で添加することにより解決する。

本発明における「組成物」とは、なお充分に（完全に）混合されていない成形材 料の成分の集合物と理解される。

両性の表面活性物質としては、アルカリ性領域で安定である慣用の乳化剤及び界 面活性剤を使用することができる。その例は、アルキルポリエチレングリコール エーテル（ＭＡＲＬＩＰＡＬ［Ｆ］１６１８／２５）、オキソアルコール（ＭＡ ＲＬ　ＩＰＡＬ［Ｆ］０１３／７０）　、ナトリウムアルキルベンゼンスルホネ ート（ＭＡＲＬＯＮ＠　Ａ　３５０　）、脂肪アルコール−（０１２〜Ｃ１４） −ポリエチレングリコール−（２ＥＯ）エーテルスルフェート−ナトリウム塩（ ＭＡＲＬＩＮＡＴ［Ｆ］２４２／７０）である。しかしながら、多価金属と脂肪 酸との塩、殊にステアリン酸塩、例えば、ステアリン酸亜鉛、−カルシウム及び −アルミニウムが特に有効であるが、それらのうち、ステアリン酸カルシウム及 び−アルミニウムは、それらの良好な取り扱い性及び作用により、特に有利であ る。

無機の結石性成分としては、本発明によれば、珪酸アルカリ溶液と発熱性の無機 反応で硬化する固体が使用される。この場合、セメント及び水と反応し、本発明 の硬化剤といわゆるプッゾラナ反応（Ｐｕｚｚｏｌａｎ−Ｒｅａｋｔｉｏｎ）で 反応する類似物質は、本発明の意味では不適当である。

次の群からの反応性固体又は固体混合物が有利である ■、無定形二酸化珪素及び酸化アルミニウムを含有する、少な（とも部分的に無 定形の微細な珪酸アルミニウム ■、ガラス状無定形電気フィルター灰 ■、粉砕された、か焼ボーキサイト ■、褐炭発電所からの電気フィルター灰■、殊に無定形で、分散−粉状の脱水さ れた又は含水珪酸又は高温法からの不溶無定形５ｉＯｚ　（シリカフニーム） ■、メタカオリン。

これらの反応性固体において、両性の表面活性物質の使用により、相対的な、即 ち密度に対する強度が特に著しく高められる。

アルカリ性領域で結石性の第１成分と反応する含水第２成分としては、Ｋ２Ｏ及 び／又はＮａ２Ｏ１モルに対して５ｉ０２１．２〜２．５モルを有する珪酸アル カリ溶液を使用するのが有利である。この珪酸アルカリ溶液中では、Ｎａ２Ｏに 比べてに２０が有利である。珪酸アルカリ溶液は、アルカリを過剰に含有すべき である（アルカリ性珪酸アルカリ溶液）。このような珪酸アルカリ溶液は、無定 形の分散−粉状含水珪酸（いわゆる沈殿珪酸）の溶解により得ることができる。

この場合に、水酸化アルカリの溶液又は固体水酸化アルカリを水の添加下に沈殿 珪酸と反応させるのが有利である。この沈殿珪酸の代りに、高温法からの無定形 ５ｉ０２　（シリカフニーム）も使用することができる。

カリ−又はナトリウム水ガラス溶液と約５０重量％の苛性カリとからの混合物が 特に有利であり、この場合に、水の少ない混合物が入手できる。このような硬化 剤は、フユルズ・トロイスドルフ社（Ｆｉｒｍａ　ＨεＩｓ　Ｔｒｏｉｓｄｏｒ ｆ　ＡＧ）から、ＴＲ０ＬＩＴ＠　Ｈｌｒｔｅｒなる名称で販売されている。

本発明による成形材料は、有利に、付加的な填料、例えば煙道灰（Ｆｌｕｇａｓ ｃｈｅ）　、膨張粘土（Ｂｌｉｈｔｏｎ）、パーライト、雲母、石英粉、玄武岩 粉、タルク、フオームガラス（Ｆｏａｍｇｌａｓ　）又は類似物もしくはこれら の混合物を、有利に、全量に対して７５重量％、殊に４〜４０重量％の量で、も しくは結石性成分１００重量部に対して３００重量部で、殊に５〜１０００重量 部の量で含有する。

最終生成物中で有機成分が妨害性でないかぎり、特に軽いフオームの機械特性を 改良するために、合成樹脂を添加することもできる。

結石性成分は、珪酸アルカリ溶液１重量部当り、０゜４〜４重量部の量で使用す るのが有利である。

発泡剤及びその混合物は、技術水準から周知であり、ここで、一方では、過酸化 物、特に水溶液中の過酸化水素、炭酸ナトリウム及び場合によっては更に過酸化 物もしくは分解時に酸素又は他のガスを放出する薬剤を比較的多量で使用でき、 他方では、アルカリで分解可能な金属粉末、例えば殊にアルミニウムを比較的少 量で添加することができる。過酸化水素は、約１０重量％水溶液として、成形材 料に対して約７重量％までの量で使用するのが有利である。所望の空間重量を得 るために必要な発泡剤の量は、簡単な試験で決めることができ、この際、フオー ムが減衰しないように注意すべきである。

発泡剤として固体、殊に、アルミニウム粉末を使用する場合には、これを乾燥状 態で、反応性固体の下で混合する。しかしながら、発泡剤として、Ｈ２Ｏ２を使 用する場合には、これを最終成分として添加する。

西ドイツ特許（ＤＥ−Ｏ３）第３９３０５０１号明細書から公知の、アルカリ性 領域で安定でない有機化合物の添加により、１００ｋｇ／ｍ３以下の密度を有す る特に軽い、微細孔の連続気泡フオーム体を製造することができる。

本発明の成形材料により、１００ｋｇ／ｍ３以下、殊に２００ｋｇ／ｍ３以下の 密度、比較的高い強度、殊に＞０．５５Ｎｍ／ｇの相対的耐圧性及び〈１．５ｍ ｍの平均孔径を有する、特に軽い無機フオームの製造がはじめて可能になった。

更に、本発明によるフオームは、特に微細な孔構造及び優れた断熱性を有する。

１２００℃以上まで、短時間の１５００℃までの非常に高い耐熱性により、これ は耐火材料として予定されている。

本発明及び比較実験の実施のための最良の方法例１−１４ 固体として、 コランダムの製造時に電気フィルターダスト（結石性成分）として生じるような 無定形二酸化珪素及び酸化アルミニウムを含有する無定形粉状酸化物混合物（ア ルミノ珪酸塩）　６３重量％ 雲母　１３重量％ タルク　２０重量％ ガラス繊維　２重量％ 染料　２重量％ より成る混合物を使用した。

この固体混合物は、ＴＲ０ＬＩＴ■Ｆｅ５ｔｓｔｏｆｆなる名称で、フユルズ・ トロイスドルフ社から市販されている。

硬化剤（ＴＲ０ＬＩＴ＠Ｈｉｔ　ｒｔｅｒ　）は、ナイロン水ガラス溶液（４０ ／２０°ボーメ）７０重量％ 及び ５０％苛性カリ　３０重量％ より成る。

表中に記載の実験は、それぞれ同量の固体及び硬化剤を用いて実施し、この際、 発泡剤（１０重量％のＨ２Ｏ２）と両性物質（ステアリン酸−ＡＩ又はステアリ ン酸−Ｃａ）の配分を変えた。完全硬化後の各試料で、密度及び耐圧性をＤＩＮ ５３２４１に従って測定し、これから相対的耐圧性を測定した。実験３．６．９ 及び１２は比較実験である。

ステアリン酸カルシウムを有する試料は、同じ量の発泡剤で、明らかに低い密度 と同時に改良された耐圧性を有する。ステアリン酸アルミニウムを有する試料で は、特にその耐圧性が改良された。全ての本発明の試料で、改良された相対的耐 圧性（耐圧性／密度）並びに、特に低い密度を有するフオーム体を製造する可能 性（試料１３及び１４）が特に重要である。

例　１５ この例のために、固体として次の混合物：コランダムの製造時に炉フィルターダ ストとして生じるような、無定形二酸化珪素及び酸化アルミニウムを含有する、 無定形粉状酸化物混合物（アルミノ珪酸塩）（結石性成分）　６５重量％雲母　 １４重量％ 及び タルク（ＴＲ０ＬＩＴ■Ｆｅ５ｔｓｔｏｆｆ）　２１重量％を使用した。

硬化剤（ＴＲＯＬＩＴＯＨｈ　ｒｔｅｒ）は、ナイロン水ガラス　７０重量％ （４０／４２°ボーメ） 及び ５０％苛性カリ　３０１１１％ より成った。

ハンドミキサーを用いて、まず、固体５２０ｇ、ガラス繊維（長さ６ｍｍ）１９ ．６ｇ及び両性物質としてのアルキルポリエチレングリコールエーテル（ＭＡＲ ＬＩＰＡＬ＠　１６１８／２５）　９．８　ｇを充分に混合した。

引続き、硬化剤４２０ｇを加え、固体と共に均質な懸濁液に加工した。最後に、 発泡剤としての１０重量％Ｈ２ｏ２４ｏｇを撹拌導入した６約１０秒後にＨ２Ｏ ２の分解により起泡しはじめた。１０分後にこの起泡は停止し、その際、この成 形材料は、Ｈ２Ｏ２の分解反応により約４０℃まで温度上昇した。これにより、 固体と硬化剤との間の発熱反応が開始した１合計６０分の後に、フオームは固く 、約２時間後に、その最終強度の８０％に達した。この試料を室温でなお４日間 完全に乾燥させ、引続き、次の値を測定した： 密度　５１９　［ｋｇ／ｍ３コ ＤＩＮ５３４２１による耐圧性　２　、２８　［Ｎ／ｍｍ”］平均孔径　０．９ 　［ｍｍ］。

例　１６ 例１５と同様であるが、ここでは両性物質として１〜メチル−２−アルキル−５ −アルキルアミド−エチルイミダゾリニウム−メトスルフェート（ＭＡＲＬＯ３ ＯＦＴ［Ｆ］ＩＱ７５）９．８　ｇを使用してフオーム体を製造した。

次の物性値が測定された： 密度　４９２　（、ｋｇ／ｍ３］ ＤＩＮ５３４２１による耐圧性　２　、５２　［Ｎ／ｍｍ”コ平均孔径　０．７ ５［ｍｍ］。

比較例　１７ 例１５と同様であるが、ここでは両性物質を添加せずにフオーム体を製造した。

次の物性値が測定された： 密度　５３３　［ｋｇ／ｍ３コ ＤＩＮ５３４２１による耐圧性　１　、２　［Ｎ／ｍ＋ｉ２］平均孔径　３　［ ｎａｍ］。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．固いフォーム製品を製造するための−結石性無機成分 −アルカリ性領域内で結石性成分の硬化反応をする、水含有第２成分 −並びに発泡性成分 を有する成形材料又は多成分より成る組成物において、孔構造及び／又は強度に 影響するのに充分な量で両性の表面活性物質を添加含有することを特徴とする、 固いフォーム製品を製造するための成形材料又は多成分よりなる組成物。 ２．両性物質として、成形材料に対して０．１〜５重量％のステアリン酸亜鉛、 ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム及びステアリン酸アルミニ ウムの群からのステアリン酸塩を使用含有する、請求の範囲第１項記載の成形材 料又は組成物。 ３．結石性成分は、次の群： １．無定形二酸化珪素及び酸化アルミニウムを含有する、微細な少なくとも部分 的に無定形のアルミノ珪酸塩 ＩＩ．ガラス様の無定形電気フィルター灰ＩＩＩ．粉砕された、か焼ボーキサイ トＩＶ．褐炭発電所からの電気フィルター灰Ｖ．殊に無定形の、分散一粉状で脱 水又は含水珪酸から又は高温法からの不溶無定形ＳｉＯ２（シリカフユーム） ＶＩ．メタカオリン からの反応性固体１種以上を含有する、請求の範囲第１項記載の成形材料又は組 成物。 ４．水含有第２成分（硬化剤）として、Ｋ２Ｏ及び／又はＮａ２Ｏ１モル当りＳ ｉＯ２１．２〜２．５モルを有するアルカリ珪酸塩溶液が使用されている、請求 の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の成形材料又は組成物。 ５．結石性成分１００重量部当り５〜１００重量部の填料を含有する、請求の範 囲第１項から第４項までのいずれか１項記載の成形材料又は組成物。 ６．アルカリ珪酸塩溶液１重量部当り結石性成分０．４〜４．０重量部を含有す る、請求の範囲第４項記載の成形材料又は組成物。 ７．微細孔性固体フォーム製品を製造する方法において、無機の結石性成分、ア ルカリ性領域でこの結石性成分の硬化反応に作用する、含水第２成分及び発泡性 成分を含有する成形材料中に、孔構造及び／又は強度に影響するのに充分な量で 両性の表面活性物質を使用することを特徴とする、微細孔性固体フォーム体の製 法。 ８．開放孔度に影響する量でアルカリ性領域で分解する有機物質を使用する、請 求の範囲第７項記載の方法。 ９．密度＜２００［ｋｇ／ｍ３］、相対的耐圧性＞０．５５［Ｎｍ／ｇ］及び平 均孔径く１．５［ｍｍ］を特徴とする、請求の範囲第７項又は第８項の方法で製 造された、微細孔のフォーム製品。 １０．固体フォーム製品を製造するための、−無機の結石性成分 −アルカリ性領域内で結石柱成分の硬化反応に作用する含水第２成分 −及び発泡性成分 を含有する成形材料中で、この成形材料から製造されるフォーム製品の強度に影 響するための添加物として、両性の表面活性物質を使用すること。