Entwicklung und Charakterisierung eines hochtemperaturbeständigen Bindemittels für Dämmstoffe aus Glaswolle

摘要

Nach dem Sol-Gel-Verfahren wurde ein anorganisch-organisches Hybridbindemittel („Nano-binder“) für Dämmstoffe aus Glaswolle entwickelt. Die Synthese des Nanobinders verläuft über säurekatalysierte Hydrolyse und Kondensation eines Gemischs aus Methyltriethoxysilan (MTEOS) und Tetraethoxysilan (TEOS) mit einem wäßrigen Kieselsol. Die Benetzung der Glasfasern und die Ausbildung von Klebfähnchen an den Kreuzungspunkten der Fasern wurde durch Variation des MTEOS : TEOS-Verhältnisses optimiert. Die zeitliche Entwicklung und Verteilung der unterschiedlichen Siloxanspezies in den Solsystemen mit ROR-Werten zwischen 0,2 und 0,8 (ROR-Wert = Stoffmengenverhältnis von Wasser zu hydrolysierbaren Alkoxygruppen) wurde mit 29Si-flüssig-NMR-Spektroskopie untersucht. Die daraus errechne-ten Kondensationsgrade zeigen eine gute Übereinstimmung mit entsprechenden theoreti-schen Werten. Die Ergebnisse von 29Si-NMR, PCS, SAXS, Karl-Fischer-Titration sowie von rheologischen Untersuchungen wurden in Relation gesetzt und Strukturmodelle sowohl für den flüssigen Nanobinder als auch für die feste Bindermatrix diskutiert. Kondensationsgrad, Gelierzeit und Viskosität des Nanobinders wurden an die praktischen Anforderungen in der Dämmstoffproduktion angepaßt, so daß ein Einsatz des Nanobinders auf industriellen Pro-duktionsanlagen ermöglicht wurde. So konnten auf Produktionsanlagen der Fa. Pfleiderer Dämmstofftechnik mit dem Nanobinder Dämmatten und Rohrschalen hergestellt werden, die zur Einordnung in die Baustoffklasse A1 (nicht brennbar nach DIN 4102) zugelassen wurden.