JPH02504140A - 無機成分からなる硬化可能の含水発泡材料およびその製造方法 - 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】 無機成分からなる硬化可能の含水発泡材料およびその製造方法 本発明は、５！素脱離性発泡剤の添加下に形成するアルカリ性無機成分を主体と する流動性の発泡材料ならびにかかる発泡材料の製造方法に関する。

ヨーロッパ特許出ＩＩＩ！８３１１２４５８．１号から、場合により水酸化アル カリが添加されているケイ酸アルカリ溶液および主成分としてＳｉＣ２を７〜７ ５重量％の量で含有し、Ａｔ２ｏ、ｔ−１２〜８７重を憾の夛で含有する無水の 微細な酸化物混合物から製造される硬化可能の含水成形材料は公知である。この 酸化物混合物は、工業的溶蝕工租において粉塵として生成する。充填剤はこの成 形材料に添２１］＋５７能である。かかる成形材料は、５０〜１５０℃の温度で 、かなシの強度を有する成形体に硬化した。

成形材料を、既に低い温度および高い含水量で、焼成工程を必要とせずに（成形 体を高い温度に＠露することは可能である）かなりの強度を有する成形体に硬化 するのは、明らかに特定２１１＠の固体反応成分を必要とする。

ヨーロッパ特許出Ｈ第８６１０３２４２．３号によれば、固体反応成分は■焼ボ ーキサイト、または高温石炭焚発電所からのがラス様無定形の電気集塵機灰分で あってもよい。反応性固体は微細な分配で存在する。

燻焼ざ一キサイドおよび充填剤は粉砕される。

これらの成形材料に、発泡剤、殊に過酸化物を無機１穴は有機の過酸化物、過炭 酸塩として、殊にＨ２Ｏ２として添加することができる。

酸素脱離性発泡剤を使用する発泡反応は過酸化物の種類および量に依存して含有 されているアルカリの作用によって行なわれるか、または開始温度に達するまで 外部からの加熱を必要とするが、これは大きい成形体では不均一な硬化をもたら す。発泡および硬化は、比較的緩慢に行なわれ、必ずしも均一な細孔を有する微 孔性発泡体を生じ方い。あとで外部から加熱するのは、たとえば非定常的貯蔵に お匹てないしは断面、みぞまたは類似の空所を充填する場合の施工用フオーム（ Ｏｒｔｓｓｃｈａｕｍ）として使用する場合には不可能である。

本発明の課題は、外部からの熱供給が不安であジ、急速な硬化が行なわれ、その 際同時に低込密度および高い強Ｉｔが微孔性によって達成される、硬化可能の含 水発泡材料およびその製造方法を提供することである。

この課題は、請求の範囲第１項による硬化可能の含水発泡材料および請求の範囲 第１２項によるそれの製造方法ならびにそれらの従属請求項によって解決される 。

本発明によれば、醒素脱雌性発泡剤として過酸化物、殊に望ましくはＨ２Ｏ２が 、殊に５〜２５重量参の水溶液として使用される。Ｈ２Ｏ２として計算した発泡 剤の量は発泡材料に対して０．２〜５．０重量略、とくに０．３〜３．０重量憾 であるべきである。

発泡材料の反応性成分は、種類および量によフ、上記技術水準によるものと同じ 微細な反応性固体、および場合により水酸化アシ力ＩＪ　ｉ含有するケイ酸アル カリ溶液の形の硬化剤である。反応性固体は、望ましく社非ザラス状の無定形５ ｉ０２７〜７５重量憾および高温工程、たとえばコランダムを溶融する際にフィ ルター集塵として分離される、結晶性成分の僅かなＡｔ２　ｏ　３１２〜８７重 量憾の分析含量を有する微細な酸化物混合物である。

たとえばＦｅ２Ｏ３のほかにがラス状５ｉｌｌ、　４５〜６０重量％および無定 形のＡｔ２０ｓ　２５〜３５重量％の分析含量を有する、１６００℃以上の燃焼 室温度を有する石炭焚発電所の電気集塵轡の灰分または■焼し粉砕したざ−キサ イトも使用できる。無定形の含水ま九は場合により脱水され九粉宋状ケイ酸も、 同梯に望ましい反応性固体である。

とくに還元剤、非常に望ましくは還元作用のある硫黄化合物または微細で酸化剤 または大きい内部表面積を有する微ａな物質の添加は、過酸化物を甲いる発熱反 応を惹超し、従って反応促進剤および発泡助剤として働くことが判明した。反応 混合物中の温度上昇は発泡および硬化を促進し、ならびに非常に均一で微細なセ ル構造の、低密度のフオームを生じる。

望ましい還元剤、とくに還元作用のある硫黄化合物は、還元剤およびその濃度を 変えることにより、便化時間を任意に変え、正確に前場て定めることができる。

添刃される反応促進剤の量は、発泡材料に対して０．９〜９重量係、とくに０． ５〜５重量係であるべきである。

還元作用のある硫黄化合物の形の適当な還元剤は、たとえば亜硫酸アルカリ、ピ ロ亜硫酸アルカリ、ヒドロキシメタンスルフィン酸のアルカリ塩（ロンがリット ）、場合によりチオ硫酸アルカリないしは硫黄を含有しない還元剤として亜リン 酸アルカリまたはホウ水素化アルカリである。アルカリ化合物のうち、ナトリウ ム化合物が望ましい。

適当な酸化剤は、たとえばクロム酸アルカリまたは重クロム酸アルカリのような りロム酸塩、塩化物または硫酸塩のような鍋（！ｌ）塩またはＰａ　（ＩＩＩ） 塩である。

酸化剤は同擾に温度上昇を惹起する。

たとえば２００〜１６００ｍ２／９の大きい内部表面積（ＢＥＴ）を有する適当 な物質は、なかんず（カーざンブラック、鉄オーカー、べんがら１光は微細な酸 化鉄である。

これらの物質は、過酸化物の分解を著しく促進する。

たとえば１０００ｍ”／９よりも大きいＢＥＴ表面積を有する物質は、既に非常 に少量で有効であり、場合により非常に少量で大量の還元剤と組合せることがで き、気泡の重量ｔ−減少し、気泡の微細度を高める。

本発明による反応促進剤の添加によって、改善された発泡材料ｔＳ造することに 成功した。硬化時間は、とくに還元剤により外部から熱の供給なしに良好に制御 できる。こうして製造されたフオームは微細な気泡構造を有するので、機械的強 度は技術水準から公知のフオームに比して改善さ゛れる。

固形ｅは互すに別個にまたは望ましくＦｉ固体混合物として１種または数種の反 応性固体と１種または数種対４０〜０重量憾である。

適当な充填剤はとくに軽量充填剤、たとえばフライアッシュ、膨張粘土、バーミ キュライト、パーライト、雲母、石英宋、玄武岩粉、タルク、頁岩粉、２オーム がラス等およびそれらの混合物である。

と＜Ｋ、反応性固体の量は、平均含水量、アルカリ含量および充填剤含量が１１ Ｍ１５され、強固かつ１量の上Ｃ性質の組合せを目指しならびにポンプ輸送可能 性を達成しようとする限り、溶解した８１０．１部につき２．２〜７．０重量部 、とくに好！シ〈に２．５〜６．０１量部である。

還元剤の促進作用社発泡剤添加の瞬間にはじめて行なわれる、つｔりこの時点ま で反応混合物は組成および温度にもよるが、たとえば１０〜１２０分間硬化する ことなく安定かつ輸送可能である。これにより、発泡剤を有しない材料を発泡さ せる個所に輸送し、そこで発泡剤を添加することが可能である。これは、殊に持 または修復するためならびに封止目的のために充填に取付けられる、場合により 簡単な型を用いるかまた杜寸法正確な型を用いて行なうこともできる。それとい うのもフオーム社たとえばアンダカットも充填し、寸法正確に収縮なしに型環り するからである。さらに、定置プラントにおいて、型を膓次に、発泡材料の同じ 混合装置から導管等により充填することによって一連の７オ一ム物体を順次に製 造することができる。硬化した後、フオーム蝶高い圧縮強度を有する。発泡材料 の製造方法は、本発明によれば、発泡個所の近くで発泡剤をＷ、ましくに最後の 成分として添加するよつに実権される。

反応促進剤はｉＪましくは、場合により充填剤を含有する固体または硬化剤に、 混合することによって添加されるや 実施例 発泡材料の製造のために次の成分を使用した：ｔ　ケイ酸アルカリ溶液 Ｒｌｂ、　　　　Ｎａ２ＯＫ２Ｏ（重量係）硬化剤１　　　２３６．８　　　１ ６．５硬化剤２　　　２６　　１８．０　　　　−硬化剤３　　　２５　　　　 　　　２７．０硬化剤４　　　２４　　　　Ｂ、６　　　１２．４２、固体混合 物 Ｌ６４重量釜　ｏｌｘ：　　３６６重量部充填剤２．６６ｍ１％　　ｏ２ｘｘ： 　　　３４重ｔ％　　元１１１４６０重量壬　１１　　、ＡＱ重量憾　充填剤４ ．６９重ｔ％　　ｇ２ｘｘｘｘ；　　３１１１４　　元９ＨＩＪｘ　−反ｉ性固 体　ｓｉｏ、　２２重量１、Ａｔ２ｏ、、　７７重量曝を有する酸化物混合物 ××−反応性固体　ｓｉｏ、　２７重量係、Ａｔ２ｏ、、８２重量ｑｂを有する 酸化物混合物 ｘｘｘ−反応性固体　Ｓｉｎ、　４０重量憾：　Ａｔ、ｏ、　５０重量係を育す る酸化物混合物 ××××−反応性固体　微細な無定形５ｉ０２反応性固体中には、酸化物、たと えばＦｅ２Ｏ２として副成分１〜１０参が含有されている。

６、還元剤 亜二千オ／酸ナトリウム　　　Ｎａ２Ｓ２Ｏ４硫化ナトリウム　　　　　　　　 Ｎａ２８ピロ亜硫酸ナトリウム　　　　Ｎａ２Ｓ２０Ｂロンがリット　　　　　 　　　Ｎａ５Ｏ２ＣＨ２０Ｈ４，過酸化水素溶液、１０１量係水溶液元剤含量を 有する固体１　１２８Ｆを、Ｏ，Ｓｔ容器中で攪拌して流動性混合物にする。引 き続き、過酸化水素溶液２０ｇを攪拌混入する。形成する発泡材料の中心部で、 温度経過を測定する。紀載量の固体２も、紀載量、の硬化剤１および硬化剤４を 処理する際に相応する結果を生じる。

例　　２ 硬化剤１　１０４ｇおよび表２に記載したような還元剤含量を有する固体１１２ ８ｇを、０．５６容器中で攪拌して流動性混合物にする。引き続き、過酸化水素 溶液２０９を攪拌混入する。表２は反応時間および材料の特性値を表わす。

開始時間は、混合工程の開始から発泡の開始までの時間を表わし、上昇時間は発 泡の開始から終了までの時間を表わし、ｒル化時間は混合工程の開始からフオー ムの硬化するまでの時間を表わす。

容積重量は、乾燥フオームの粗密度を表わす。−軸方向の圧縮強度はＤＩＮ　５ ２１０５番と同様にして６０Ｕの立方体につき測定される。

相応する結果は）紀載量の硬化剤２と固体１および硬化剤３と固体３および４を 組合せた場合にも得られる。１２重量優のＨ２Ｏ２溶液２２ｇを添加した場合に も相応する結果が得られる。

例　　３ 硬化剤１１０４Ｐを、亜ニチオン酸ナトリウム１．２４が添加されている固体１ 　１２８９と混合する。

この混合物は、７０分後にもはやポンプ輸送可能でな（，１０５分後にデル化し た。

１．２４が添加されている固体１　１２８＃と混合する。

５０分後、過酸化水素溶液２０．９を添加する。混合物は１５秒後で７０秒間起 泡する。混合物は８分３０秒後にビル化する。乾燥フオーム材料の平均粗密度は ２８０に９／ｆｆｌ’である。１軸方向の圧縮強度は肌５４ｎ　／　ｒｒｍ”で ある。

例　　５ 建築材料用混合装置中で、ロンがリット２．０重量憾を含有する固体２５０ｋｇ ’ｉ−１幾つかのバッチで硬化剤１２０３ｋｇと混合する。不断に攪拌された装 入物から懸濁液を、ピストンポンプを用い、内径２５ｍで長さ２００ｍの高圧ホ ース中で２５　ｋｇ　７　ｗｉｎの通過量で輸送する。同時に、貯槽から１０重 量係の過酸化水素水溶液を、ピストンポンプを用い、内径１０ｍで長さ２００ｍ の高圧ホース中で３　ｋｇ　／　ｗｉｎの通過量で輸送し、端部で８噴出口のリ ングノズルにより懸濁液流れ中へ導入する。リングノズルの後方で、混合物は静 的ミキサを通過して、充填すべきスペース中へ供給される。混合物は、スペース 中へ供給してから４０秒間にその５倍体積に起泡する。１６分内に、１ｍ３の空 所を充填することができる。２０分後に、フオームは通行可能である。１時間後 に、ｌＨＮ３２１０５番と同様にして測定された１軸方向の圧縮強度はＱＪ３　 Ｎ　／　ｖｒｘ”である。

例６ないし例９ 例４に応じ、硬化剤１　１２０ｇおよび固体２１２０Ｆ！ないしは固体４　１１ ０．！ｉ＋に、次の反応促進剤を加える： カーボンｆラック（ＢＥＴ　１２００　＋”／Ｊｊ　）０．８重量曝　−例６な いしは べんがら　　　　　　　　　　　　１．４重量優　−例７ないしは酸化剤として 重クロム酸カリウム　　１．８重量係　−例８ないしは酸化剤として硫酸鉄（Ｉ ＩＩ）　　　　　２．４重量係　−例９混合物は、Ｅ２０２溶液を添加してから １５〜４５秒後、５０〜１２０秒間起泡する。硬化は１０〜６０分に行なわれる 。

手続補正書１発） １鷹２年５Ｕ２４Ｂ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．充填剤および酸素脱離性発泡剤の含分を有する、流動性分配の無機成分から なる硬化可能の含水発泡材料であつて、該発泡材料が溶解したＳｉＯ２１重量部 につきＫ２Ｏ０．７〜２．５重量部ないしはＮａ２Ｏ０．５５〜１．５重量部ま たはＫ２ＯおよびＮａ２Ｏを含有し、この場合Ｋ２ＯないしはＮａ２Ｏは水酸化 アルカリ、その水溶液および／またはケイ酸アルカリの水溶液から生じ、溶解し たＳｉＯ２は硬化剤として働くケイ酸アルカリの水溶液から生じ、ならびに固体 として、無定形ＳｉＯ２および酸化アルミニウムを含有する酸化剤混合物および ／またはガラス様無定形の電気集廃機灰分および／または燃料ポーキサイトおよ び／または無定形で分散粉末状の、脱水または含水ケイ酸からの不溶性ＳｉＯ２ １．３〜１０重量部、および水含量および充填剤を、流動性が得られる程度に含 有する発泡材料において、上記発泡材料が付加的に反応促進剤として還元剤およ び／または酸化剤、および／または大きい内部表面積を有する微細な物質を含有 することを特徴とする硬化可能の含水発泡材料。
2. ２．還元剤として還元作用のある硫黄化合物が含有されている請求項１記載の発 泡材料。
3. ３．亜硫酸アルカリが含有されている請求項２記載の発泡材料。
4. ４．ビロ亜硫酸アルカリが含有されている請求項２記載の発泡材料。
5. ５．亜ニチオン酸アルカリが含有されている請求項２記載の発泡材料。
6. ６．チオ硫酸アルカリが含有されている請求項２記載の発泡材料。
7. ７．ヒドロキシメタンスルフイン酸のアルカリ塩が含有されている請求項２記載 の発泡材料。
8. ８．還元剤としてホウ水素化アルカリまたは亜リン酸アルカリが含有されている 請求項１記載の発泡材料。
9. ９．酸化剤としてクロム酸塩、鋼（ＩＩ）塩または鉄（ＩＩＩ）塩が含有されて いる請求項１記載の発泡材料。
10. １０．微細物質としてカーポンプラツク、無機の有色顏料または酸化鉄が含有さ れている請求項１記載の発泡材料。
11. １１．発泡材料に対して反応促進剤０．１〜９重量％が含有されている請求項１ から１０までのいずれか１項記載の発泡材料。
12. １２．反応混合物に反応促進剤を添加することを特徴とする請求項１から１１ま でのいずれか１項記載の発泡材料の製造方法。
13. １３．反応促進剤を混合することにより、固体または硬化剤に加える請求項１２ 記載の方法。
14. １４．発泡材料を、発泡剤なしに発泡個所に輸送し、発泡剤を発泡個所でまたは 発泡させる直前に添加する請求項１２または１３記載の発泡材料の製造方法。
15. １５．採鉱およびトンネル工事において空所を充填するため請求項１および請求 項２ないし１１の１つまたは若干に記載の発泡材料の使用。