本发明专利技术涉及硅酸混合物及其作为绝缘材料的用途。本发明专利技术所要解决的问题是提供可以用于绝缘的基于硅酸的成本有效的混合物，其中，所述混合物包含尽可能小体积的化学制造的硅酸和高比率的含硅副产物或废产物，且基本不会降低绝缘特性。这个问题通过硅酸与大于50wt.-％的含硅灰的混合物解决，所述混合物不包含珍珠岩，其中，含硅灰优选包括稻壳灰和硅粉。本发明专利技术进一步涉及用于通过制备根据本发明专利技术的混合物并将混合物引入至封套来制造绝缘材料的方法，其中，在该方法中未发生烧结步骤。不同组分的混合物相应地加工为真空绝缘面板，并且基于测量的导热性比较绝缘特性。根据本发明专利技术的混合物可以用作绝缘材料，特别用于外壳绝缘。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供了娃石和按重量计大于50%的含娃灰（含娃灰分，silicon-containing ash) 的不包括任何珍珠岩的混合物; 一种用于通过制备根据本专利技术的 混合物 并将混合物引入至包封体(包封，封装物，envelope)来制造绝缘材料的方法，在该方法中不 发生烧结。本专利技术进一步提供了本专利技术的热绝缘(隔热，绝热，thermal insulation)材料的 用途，尤其是在建筑的绝缘中的用途。
技术介绍
热绝缘(也称为热隔绝(heat insulation))是用于减少能量消耗的重要方面。热 绝缘旨在减少热量穿过包封体以保护区域不被冷却或加热。因此，热绝缘用于最小化建筑 的热需求，以使得技术方法变得可能或减小其能量消耗，并且也用于热敏商品，例如生物或 医疗产品的输送。虽然，例如，冰箱或加热板的绝缘为人熟知，最近建筑的热绝缘已经变得 越来越重要。 取决于使用温度，热绝缘材料(也称为绝缘材料）需要满足不同的要求。这是因为 已知的传热机理，即，温度通过（1)气体传导、（2)固态传导和/或（3)辐射的传导而得到改 变。在环境温度下，例如空气的对流比辐射传导（3)更重要，但是在更高的温度下或在真空 系统的情况中，极大地增加了后者的影响。热绝缘材料需要考虑这种情况。由于在高温下通 过气体（1)的传导较不重要，因此孔结构也变得较不重要。在成形体在高温下使用的情况 下，热绝缘体的机械强度也变得重要，这就是为什么相应的热绝缘材料通常包含进一步的 成分，例如粘合剂或硬化剂。这类成分将导致热绝缘性在室温下急剧受损。 各种材料用于热绝缘。这些中的一种是微孔粉末的混合物，该混合物与添加剂混 合，在高温绝缘中直接压缩为成形体，或在室温下在热绝缘中起真空绝缘面板的作用。 用作热绝缘的基于微孔无机氧化物（如，娃石，特别是热解娃石（pyrogenic si 1 ica))的一系列混合物是本领域已知的（参见，例如US 5，911，903)。这些具有的缺点为 化学制备的硅石，例如热解硅石是相当昂贵的，并且因此热绝缘材料的总成本非常高。 由DE 199 54 474已知的是，基于干海草（已经清理了杂质且不包括灰尘）的混合 物可以用于热绝缘体，由于其具有高硼含量和硅石含量。没有其他化学制备的硅石加入至 该混合物中。 为减少了由化学制备的硅石的使用产生的热绝缘混合物和绝缘材料的高成本，以 及也为了利用生物源材料的良好的绝缘特性的两者，将获得为副产物或废产物的更有益的 含二氧化硅组分加入至混合物和基于硅石(尤其是热解硅石）的成形体中用于在热绝缘体 中使用，并且使化学制备的硅石(尤其是热解硅石）的百分比保持尽可能的低。 例如，DE 43 20 506提供了具有连接至热解硅石的层的烧焦的、生物材料的层的 成形体用于绝缘，尤其用于夜间能量存储扇区或用于家用电器，例如厨灶和冰箱的绝缘。整 体不仅包含热解硅石，而且也包括廉价的稻壳灰以及无机硬化剂。使用的硬化剂具有的缺 点是其在混合物或成形体的热绝缘能力上具有不利的影响。 DE 10 2006 045 451公开了热绝缘材料，其中，部分热解硅石由廉价的生物材料 替代。已经烧焦且可能预处理和/或后处理的生物源材料或生物材料的百分比不大于按重 量计的50%。热绝缘材料旨在用于辐射加热体，并且因此可以满足特定的纯度需求。 DE 30 20 681也公开了硅石和生物源材料的混合物用于高温热绝缘，尤其用于在 加工或输送过程中金属浴的绝缘、保护或处理，其中，其额外混合有纤维素类浆料形式的有 机粘合剂。然而，添加的粘合剂具有的缺点为其增加了最终的热绝缘混合物的导热性，并且 因此导致了热绝缘特性的劣化。 此外，DE 2847807使热绝缘混合物与珍珠岩混合。DE 93 02 904也要求保护根据 专利技术的包含珍珠岩的热绝缘混合物。添加的珍珠岩具有的缺点为降低了热绝缘特性和机械 稳定性。 因此，存在由单独基于化学制备的硅石的热绝缘系统转变至包含廉价成分的混合 物的需要。如果检测，例如包含空心玻璃球(来自3M(S C〇tchlite)例如，K，S或iM系列）的基 于热解硅石的热绝缘材料，将会发现随着空心玻璃球的量的增加，伴随热解硅石的量的降 低，导热性呈线性增加。热绝缘特性因此变得较差，昂贵的热解硅石的百分比越小，廉价的 含娃成分的百分比越大。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了基于硅石的廉价的混合物，其可以用于热绝缘体，而不会显著 损害热绝缘特性，其中，混合物包含非常少量的化学制备的硅石和按重量计至少50%比率 的含硅副产物或废产物，但不包含珍珠岩。 已经令人惊讶地发现，当在基于化学制备的硅石的混合物中使用含硅灰时，获得 了与在混合物中添加剂的百分比线性相关的导热性的情况下的预期相比显著较低的导热 性。当添加高百分比的含硅灰时这是特别令人惊讶的。 因此，本专利技术的混合物的显著的优势是混合物是廉价的并且同时具有非常良好的 热绝缘特性。特别有利的是为本专利技术的混合物的热绝缘特性仅稍差于不包括含硅灰添加剂 的纯硅石的混合物的热绝缘特性，同时明显优于仅由含硅灰组成的混合物的热绝缘特性。 已经发现与不包括含硅灰的硅石混合物相比，可以在混合物中使用按重量计大于 50%的含硅灰用于用作热绝缘材料，并且同时可以减少硅石的量而不会导致混合物的导热 性增加大于2.5倍、优选大于2倍、特别优选大于1.5倍且特别的大于1.2倍。。以廉价的含硅 灰的形式添加的硅代替了部分硅石。根据本专利技术，混合物包含按重量计大于50%、优选按重 量计大于60%、特别优选按重量计大于65%、并且尤其是按重量计大于70%的含娃灰。 甚至当在本专利技术的混合物中使用按重量计大于60%或按重量计大于70%的含硅 灰时，后者具有的优势为混合物用于导热性所显示的值显著低于当在混合物中不使用含硅 灰的混合物的导热性(比较，例如实施例1与5以及实施例8与6)。 尽管纯形式的含硅灰具有高的导热性，但是完全意料不到的是在原材料硅石的百 分比较低的情况下，硅石和含硅灰（诸如稻壳灰或废硅石）的混合物的热绝缘效果显著较 低。 由于这种令人惊讶的结果，可能的是在混合物中使用与减少百分比的原材料硅石 结合的高百分比的含硅灰，并且将其用作，例如热绝缘特性没有显著损害的热绝缘体。通过 这种方式可以显著降低成本。 导热性λ表征材料的特定的热绝缘特性。该值越小，则热绝缘效果越好。导热性具 有单位为瓦特每米·开尔文(W/mK)。其是温度依赖的。其倒数是比热阻(specific thermal resistance)。用于各种材料的导热性的值随着多个数量级改变。高数值用于冷却体。换句 话说，绝缘材料是用于热绝缘的具有低导热性的材料。 可以根据测量温度确定样本的导热性，例如，根据DIN EN 12939、DIN EN 13163和 DIN ΕΝ 12667,在从10°C至40°C的温度下，通过热流测量仪的方式。优选的是使用来自 Netzsch(Selb)的热流计(HFM)，特别优选来自Netzsch的Lambda meter HFM 436。优选在 10 °〇下测量样本的导热性。...
【技术保护点】
一种混合物，包括硅石和按重量计大于50％的含硅灰，其中，所述混合物不包含任何珍珠岩。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·尼斯，汉斯·埃布尔梅尔，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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