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DE102014209971A1 - Repairing compound for ceramic components - Google Patents

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DE102014209971A1
DE102014209971A1 DE102014209971.4A DE102014209971A DE102014209971A1 DE 102014209971 A1 DE102014209971 A1 DE 102014209971A1 DE 102014209971 A DE102014209971 A DE 102014209971A DE 102014209971 A1 DE102014209971 A1 DE 102014209971A1
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Abstract

Zusammensetzung, umfassend Wasserglas, hexagonales Bornitrid (h-BN), Wasser, und gegebenenfalls mindestens einen weiteren Zusatzstoff und/oder mindestens einen Farbstoff. Die Zusammensetzung ist geeignet als Reparaturmasse für Keramikbauteile von Metallverarbeitungsanlagen und als Trennmittel zur Beschichtung von Metallgerätschaften, die bei der Metallverarbeitung eingesetzt werden.Composition comprising water glass, hexagonal boron nitride (h-BN), water, and optionally at least one further additive and / or at least one dye. The composition is useful as a repairing compound for ceramic components of metal processing equipment and as a release agent for coating metal equipment used in metalworking.

Description

Die Erfindung betrifft eine wässrige Zusammensetzung, die Wasserglas, hexagonales Bornitrid (h-BN), Wasser, und gegebenenfalls mindestens einen weiteren Zusatzstoff und/oder mindestens einen Farbstoff umfasst. Die Zusammensetzung ist geeignet als Reparaturmasse zur Ausbesserung von Schäden in Feuerfest-Keramikbauteilen, bevorzugt solchen, die in der metallverarbeitenden Industrie zum Schmelzen von Metallen, insbesondere von Aluminium, eingesetzt werden. Weiter ist die Zusammensetzung zur Beschichtung von Metallgerätschaften geeignet, beispielsweise Schwimmer, Schöpflöffel, Gießaustrittsöffnungen oder Gießschnauzen.The invention relates to an aqueous composition comprising water glass, hexagonal boron nitride (h-BN), water, and optionally at least one further additive and / or at least one dye. The composition is useful as a repair composition for repairing damage in refractory ceramic components, preferably those used in the metalworking industry for melting metals, particularly aluminum. Further, the composition is suitable for coating metal equipment, such as floats, ladles, pouring spouts or spouts.

Stand der TechnikState of the art

Bornitrid existiert in drei Modifikationen, der graphitartigen metastabilen hexagonalen Modifikation (h-BN), die als Gleitmittel gebräuchlich ist, der harten diamantartigen kubischen Modifikation (c-BN), die wegen Ihrer Härte häufig als Schleifstoff oder auch als Binderphase in Hartmetallwerkstoffen verwendet wird, und der wurtzitischen Modifikation. H-BN wird beispielsweise von der Firma ESK Ceramics GmbH & CO. KG unter der Bezeichnung BORONID® S1-SF mit einer Partikelgröße d(0.5) von 3 ± 1 μm angeboten.Boron nitride exists in three modifications, the graphitic metastable hexagonal modification (h-BN), which is used as a lubricant, the hard diamond-like cubic modification (c-BN), which is often used because of its hardness as an abrasive or as a binder phase in hard metal materials, and the wurtzite modification. H-BN is used for example by the company ESK Ceramics GmbH & CO. KG under the name ® BORONID S1-SF with a particle size d (0.5) available from 3 ± 1 micrometers.

Nanoskaliges Siliziumdioxid wird häufig in situ durch ein Sol-Gel-Verfahren aus Siloxanen durch kontrollierte Hydrolyse hergestellt, z. T. auch in Gegenwart von Siliziumdioxidpartikeln. Ein derartiges Verfahren und derart hergestellt nanoskalige Siliziumdioxidsuspensionen sind z. B. aus DE 10 2006 040 385 und zahlreichen weiteren Patentanmeldungen der Firma ESK Ceramics GmbH & Co. KG sowie beispielsweise aus DE 197 14 949 , DE 196 47 368 bekannt.Nanoscale silica is often prepared in situ by a sol-gel process from siloxanes by controlled hydrolysis, e.g. T. also in the presence of silicon dioxide particles. Such a method and thus prepared nanoscale silica suspensions are, for. B. off DE 10 2006 040 385 and numerous other patent applications of ESK Ceramics GmbH & Co. KG and, for example, from DE 197 14 949 . DE 196 47 368 known.

Zusammensetzungen, die Bornitrid und nanoskaliges Siliziumdioxid enthalten, werden häufig zur Herstellung harter Schichten auf Metall oder Glas bzw. Keramik bzw. als Schlichten für Feuerfestbauteile für Metallschmelzen oder auch zur Herstellung von imprägnierten Geweben oder Vliesen eingesetzt.Compositions containing boron nitride and nanoscale silica are often used for the production of hard coatings on metal or glass or ceramic or as coatings for refractory components for molten metal or for the production of impregnated fabrics or nonwovens.

Derartige Zusammensetzungen sind beispielsweise in JP 05-05238 , DE 197 14 949 , DE 196 47 368 , EP 0 037 693 , JP H11-19880 , US 6,051,058 , WO 97/11040 , JP H09-13071 , US 5,492,769 , EP 0 684 396 , DE 2 547 363 , GB 1 410 634 und DE 10 2006 040 385 offenbart. Teilweise wird in diesen Dokumenten ausdrücklich hexagonales Bornitrid offenbart ( US 6,051,058 , WO 97/11040 , DE 25 47 363 ), wenn auch teilweise als „gleitfähiges Bornitrid” bzw. „lubricating BN” oder „graphitartiges BN” umschrieben. Zum Teil wird auf die Modifikation nicht eingegangen oder ausdrücklich kubisches BN offenbart, da es für die jeweils offenbarte Lehre auf dessen Härte besonders ankommt (z. B. EP 0 937 693 , US 5,492,769 ).Such compositions are for example in JP 05-05238 . DE 197 14 949 . DE 196 47 368 . EP 0 037 693 . JP H11-19880 . US 6,051,058 . WO 97/11040 . JP H09-13071 . US 5,492,769 . EP 0 684 396 . DE 2 547 363 . GB 1 410 634 and DE 10 2006 040 385 disclosed. In some cases hexagonal boron nitride is expressly disclosed in these documents ( US 6,051,058 . WO 97/11040 . DE 25 47 363 ), although partially described as "lubricious boron nitride" or "lubricating BN" or "graphitic BN". In some cases, the modification is not discussed or explicit cubic BN is disclosed, since it depends on the hardness of each of the disclosed doctrine (eg. EP 0 937 693 . US 5,492,769 ).

Die Zusammensetzungen liegen teils in organischen Lösungsmitteln, zum Teil aber auch als Suspension in Wasser vor.The compositions are partly in organic solvents, but also in part as a suspension in water.

Zum Teil enthalten die in den genannten Dokumenten offenbarten Zusammensetzungen weitere Zusatzstoffe. Beispielhaft seien Polytetrafluoroethylen (PTFE), Salzsäure, Oxide und Hydroxide der Alkali- und Erdalkalimetalle, Härtungskatalysatoren wie Metallsalze und Metallalkoxide, organische Bindemittel, z. B. Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Stärke, Polyethylenglykol, Gummi arabicum, Wachse, Polyacrylate, Pigmente und Farbstoffe, Verbindungen glasbildender Elemente wie z. B. Borsäure, Borsäureester, Natriummethylat etc., Korrosionsschutzmittel und Beschichtungshilfsmittel, Sinterhilfsmittel, Verflüssiger, Seltenerdenmetalloxide, Aluminiummonophosphat an Zirkoniumoxid gebunden (Koron® RL 3190 der Fa. Foseco, (s. US 6,051,058 ), Keramik wie Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Zirkoniumoxid, Siliziumnitrid, Metalle und Metalllegierungen, wie Inconel® oder NiCrAlY, Platin, Silizium, intermetallische Pulver wie Molybdändisilizid und modifiziertes Siliziumoxid (s. WO 97/11040 , S. 10 Z. 5 bis 16) genannt.In part, the compositions disclosed in the cited documents contain further additives. Examples include polytetrafluoroethylene (PTFE), hydrochloric acid, oxides and hydroxides of alkali and alkaline earth metals, curing catalysts such as metal salts and metal alkoxides, organic binders, eg. As polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, starch, polyethylene glycol, gum arabic, waxes, polyacrylates, pigments and dyes, compounds glass-forming elements such. As boric acid, boric acid esters, sodium methoxide, etc., corrosion inhibitors and coating aids, sintering aids, plasticizers, rare earth metal oxides, aluminum monophosphate bound to zirconium oxide (Koron ® RL 3190 Fa. Foseco, (s. US 6,051,058 ), Ceramics such as alumina, silicon carbide, zirconia, silicon nitride, metals and metal alloys, such as Inconel ® or NiCrAlY, platinum, silicon, intermetallic powders such as molybdenum disilicide and silicon oxide-modified (s. WO 97/11040 , P. 10 Z. 5 to 16).

Teilweise haben die bekannten Zusammensetzungen thixotrope Eigenschaften, z. B. die aus GB 1410634 Bekannten.Some of the known compositions thixotropic properties, eg. B. from GB 1410634 Known.

Die Partikelgrößen von Bornitrid und Siliziumoxid in den bekannten Zusammensetzungen liegen häufig im Submikron- bzw. Nanobereich. Insbesondere das Siliziumoxid ist ganz überwiegend nanoskalig, z. B. kleiner als 300 nm und bevorzugt kleiner als 100 bzw. 50 nm ( DE 10 2006 040 385 ). Das Bornitrid hat z. B. eine Partikelgröße von 500 nm bis 50 μm ( DE 10 2006 040 385 ).The particle sizes of boron nitride and silicon oxide in the known compositions are often in the submicron or nano range. In particular, the silicon oxide is predominantly nanoscale, z. B. less than 300 nm and preferably less than 100 or 50 nm ( DE 10 2006 040 385 ). The boron nitride has z. B. a particle size of 500 nm to 50 microns ( DE 10 2006 040 385 ).

Der pH der bekannten Zusammensetzungen ist, wenn er überhaupt angegeben ist, schwach sauer bis sauer, d. h. im Bereich von 1 bis 7 ( DE 10 2006 040 385 ), bevorzugt 3 bis 4.The pH of the known compositions, if any, is slightly acidic to acidic, ie in the range of 1 to 7 ( DE 10 2006 040 385 ), preferably 3 to 4.

Aus DE 10 2009 009 559 A1 ist ein Zweischichtsystem bekannt, dessen untere Schicht auf Wasserglas basiert und dessen obere Schicht nanokeramisch ist. Es dient zur Verlängerung der Standzeit von technischen Oberflächen im Metallguss.Out DE 10 2009 009 559 A1 is a two-layer system is known, the lower layer is based on water glass and the upper layer is nanoceramic. It serves to extend the service life of technical surfaces in metal casting.

Von manchen Schlichten wird angegeben, dass sie auch zur Reparatur kleiner Schäden an Keramikbauteilen geeignet sind. Reparaturmassen als solche sind aber aus dem stand der Technik nicht bekannt.Some sizes indicate that they are also suitable for repairing minor damage to ceramic components. But repair materials as such are not known from the prior art.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Zusammensetzung, die zur Reparatur von Schäden an Keramikbauteilen, z. B. in Feuerfest-Anlagen zum Metallschmelzen, sowie zum Beschichten von Metallgerätschaften geeignet ist.The object of the invention is to provide a composition for repairing damage to ceramic components, eg. B. in refractory plants for molten metal, as well as for coating metal equipment is suitable.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Zusammensetzung nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen, Verwendungen und ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind in den weiteren Ansprüchen dargestellt.This object is achieved by the composition according to claim 1. Preferred embodiments, uses and a method for producing the composition according to the invention are set forth in the further claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält hexagonales Bornitrid (im Folgenden h-BN), d. h. graphitartiges Bornitrid. Seine natürlichen Gleitmittel- und Schmiermitteleigenschaften sind für die erfindungsgemäße Zusammensetzung von besonderer Bedeutung. Daher sind andere Bornitrid-Modifikationen erfindungsgemäß ungeeignet.The composition of the invention contains hexagonal boron nitride (hereinafter h-BN), d. H. graphitic boron nitride. Its natural lubricating and lubricating properties are of particular importance to the composition of the invention. Therefore, other boron nitride modifications are inappropriate according to the invention.

Auf die Partikelgrößenverteilung des hBN kommt es erfindungsgemäß nicht an. Es ist übliches im Handel erhältliches hBN verwendbar. Besonders bevorzugt wird hexagonales Bornitrid mit einer Partikelgröße von bis zu ca. 10 μm eingesetzt. Die Partikelgröße wird mit üblichen Messverfahren bestimmt. Die Partikelgrößenverteilung d50 kann bevorzugt z. B. < 5 μm betragen kann, oder wobei beispielsweise d3 1.873 μm, d6 2,592 μm, d10 3,373 μm, d16 4,402 μm, d25 5,827 μm, d75 17,39 μm, d84 22,42 μm, d97 45,00 μm und d98 51,66 μm sein kann, d. h. bevorzugt eng ist.The particle size distribution of the hBN does not matter according to the invention. It is usual usable commercially available hBN. Particular preference is given to using hexagonal boron nitride having a particle size of up to about 10 μm. The particle size is determined by conventional measuring methods. The particle size distribution d 50 may preferably z. B. <5 microns, or wherein, for example, d 3 1873 microns, d 6 2.592 microns, d 10 3.373 microns, d 16 4.402 microns, d 25 5.827 microns, d 75 17.39 microns, d 84 22.42 microns, d 97 can be 45.00 μm and d 98 51.66 μm, ie preferably narrow.

Die Reparaturmasse enthält weiter Wasserglas. Wasserglas bezeichnet aus einer Schmelze erstarrte, glasartige (also amorphe), wasserlösliche Natrium-, Kalium- und Lithiumsilikate und Ihre wässrigen Lösungen. Je nachdem, ob überwiegend Natrium-, Kalium- oder Lithiumsilikate enthalten sind, spricht man von Natronwasserglas, Kaliwasserglas oder Lithiumwasserglas. Die von der Zusammensetzung der Gemenge abhängige, allgemeine Formel M2O·nSiO2 von technisch wichtigen Wassergläsern liegt etwa im Bereich zwischen n = 1 – 4. In der Regel werden für ein Wasserglas das Mol- oder Massenverhältnis von SiO2 zu Na2O bzw. zu K2O angegeben. Natronwasserglas mit dem Molverhältnis 3.4–3.5 bildet den mengenmäßig wichtigsten Anteil der technischen Wassergläser. Das nach der Synthese abgekühlte Glas wird zu einem Pulver gemahlen. Daraus wird durch Lösen in Wasser bei hohen Temperaturen flüssiges Wasserglas als klare kolloidale Lösung oder als alkalisches Gel erhalten. Wasserglas wird als Feuchtigkeitsschutz, zur Verfestigung und Abdichtung vom Putz und Mauerwerk, zum Schutz von Natursteinen vor Witterungseinflüssen, zum Füllen der Hohlräume von Betonoberflächen, als Zusatz für Kalkfarben, um deren Haftung sowie Wisch- und Wasserfestigkeit zu verbessern, zur Herstellung von Antischimmelfarbe, zur Konservierung und Verringerung der Empfindlichkeit von Bauholz, zum Kleben von Fliesen an Wände und Kachelöfen verwendet. Im Haushalt kann Wasserglas zum Abdichten von Vasen und Töpferwaren und als Kleber für Papier auf Metall und Glas eingesetzt werden. Erfindungsgemäß werden Natron- oder Kaliwasserglas oder beide gemeinsam eingesetzt. Bevorzugt ist Natronwasserglas, schon allein wegen des günstigeren Preises. Es wird bevorzugt als wässrige Lösung eingesetzt, die 36–40 Gewichtsprozent Natriumsilikat enthält und unter der Bezeichnung Natronwasserglas 36–40 BEW erhältlich ist. Erfindungsgemäß geeignet ist auch Kaliwasserglas, das bevorzugt als Kaliwasserglas 28–30 BE eingesetzt wird, d. h. eine Konzentration von 28–30 Gew.-% Kaliumsilikat aufweist. Der pH dieser Wasserglas-Lösungen ist alkalisch und beträgt ca. 10. Die Wasserglas-Lösung wird in einer Menge von 40–50 Gew.-Teilen, bevorzugt 45–49 Gew.-Teilen und insbesondere 47 Gew.-Teilen in der erfindungsgemäßen Reparaturmasse eingesetzt.The repair compound further contains water glass. Water glass refers to melted, glassy (ie amorphous), water-soluble sodium, potassium and lithium silicates and their aqueous solutions. Depending on whether predominantly sodium, potassium or lithium silicates are contained, it is called sodium water glass, potassium water glass or lithium water glass. The general formula M 2 O.nSiO 2 of industrially important water glasses, which depends on the composition of the mixture, is approximately in the range between n = 1 and 4. As a rule, the molar or mass ratio of SiO 2 to Na 2 O for a water glass or to K 2 O indicated. Sodium water glass with a molar ratio of 3.4-3.5 is the most important proportion of technical water glasses in terms of quantity. The cooled after the synthesis glass is ground to a powder. From this, by dissolving in water at high temperatures, liquid water glass is obtained as a clear colloidal solution or as an alkaline gel. Waterglass is used as a moisture protection, for solidification and sealing of plaster and masonry, for the protection of natural stones from the weather, for filling the cavities of concrete surfaces, as an additive for lime paints to improve their adhesion and wipe and water resistance, for the production of anti-fog paint Preservation and reduction of the sensitivity of lumber, used for bonding tiles to walls and tiled stoves. In the household, water glass can be used to seal vases and pottery and as a glue for paper on metal and glass. According to the invention, soda or potassium silicate glass or both are used together. Sodium water glass is preferred, if only because of the cheaper price. It is preferably used as an aqueous solution containing 36-40 weight percent sodium silicate and is available under the name soda water glass 36-40 BEW. Also suitable according to the invention is potassium silicate glass, which is preferably used as potash water glass 28-30 BE, ie has a concentration of 28-30% by weight potassium silicate. The pH of these water glass solutions is alkaline and is about 10. The water glass solution is in an amount of 40-50 parts by weight, preferably 45-49 parts by weight and in particular 47 parts by weight in the repair composition according to the invention used.

Die Reparaturmasse enthält Wasser, bevorzugt in destillierter oder deionisierter Form. Die Menge wird so gewählt, dass die Masse sich gut auftragen lässt, aber nicht allzu dünnflüssig ist und genügend schnell trocknet.The repair composition contains water, preferably in distilled or deionized form. The amount is chosen so that the mass can be applied well, but is not too thin and dries quickly enough.

Erfindungsgemäß kann die Reparaturmasse mindestens einen weiteren Zusatzstoff enthalten. Geeignete Zusatzstoffe sind beispielsweise nanoskaliges Siliziumoxid, Feldspat und/oder Kaolin.According to the invention, the repair compound may contain at least one further additive. Suitable additives are for example nanoscale silica, feldspar and / or kaolin.

Die Partikelgröße des nanoskaligen Siliziumoxids beträgt erfindungsgemäß ca. 30 nm (Herstellerangabe; Mittelwert; bestimmt mit Ultrazentrifuge). Das Siliziumdioxid liegt erfindungsgemäß bevorzugt amorph vor. Es wird bevorzugt Levasil® 100/45 der Firma Akzo Nobel eingesetzt. Levasil® 100/45 ist ein mit Ammonium oder Natrium stabilisiertes anionisches kolloidales Siliziumoxid. Der Siliziumoxidgehalt beträgt etwa 45 Gew.-% in der wässrigen Dispersion. Der pH ist alkalisch und beträgt zehn (Herstellerangaben).According to the invention, the particle size of the nanoscale silicon oxide is about 30 nm (manufacturer's description, mean value, determined with an ultracentrifuge). According to the invention, the silicon dioxide is preferably amorphous. It is preferred Levasil® ® from Akzo Nobel used 100/45. Levasil ® 100/45 is an ammonium or sodium stabilized anionic colloidal silica. The silicon oxide content is about 45% by weight in the aqueous dispersion. The pH is alkaline and is ten (manufacturer's instructions).

Die Menge an Levasil® 100/45 in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, falls vorhanden, beträgt bevorzugt 1–5 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 3 Gew.-Teile.The amount of Levasil ® 100/45 in the inventive composition, if present, is preferably 1-5 parts by weight, particularly preferably 3 parts by weight.

Es kann auch Siliziumdioxid eingesetzt werden, dass in situ hergestellt wird, oder andere kommerziell erhältliche Produkte als Levasil®, solange die Eigenschaften wie zuvor anagegeben sind, d. h. die den angegebenen Wert aufweisen.It can also be used silicon dioxide that is produced in situ, or other commercially available products as Levasil ®, as long as the properties are as previously anagegeben, ie which have the specified value.

Die Zusammensetzung enthält weiter gegebenenfalls Kaolin. Kaolin wird auch als Porzellanerde, weiße Tonerde oder Pfeifenerde bezeichnet. Es ist ein hydratisiertes Aluminiumsilikat der Formel Al2O3·2SiO2·2H2O oder auch Al2Si2H4O9. Es wird auch unter der Bezeichnung Pigmentweiß 19 im Color Index geführt. Die natürliche Partikelgröße ist weniger als 2 μm. Erfindungsgemäß kann beliebiges kommerziell erhältliches Kaolin verwendet werden, bevorzugt ist aber Kaolin nach dem Europäischen Arzneibuch Ph. Eur. Der Anteil an Kaolin an der Reparaturmasse, falls vorhanden, beträgt 5–15 Gew.-Teile, bevorzugt 8 Gew.-Teile. The composition may further contain kaolin. Kaolin is also referred to as china clay, white clay or pipe clay. It is a hydrated aluminum silicate of the formula Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O or else Al 2 Si 2 H 4 O 9 . It is also listed as Pigment White 19 in the Color Index. The natural particle size is less than 2 μm. According to the invention, any commercially available kaolin can be used, but kaolin according to the European Pharmacopoeia Ph. Eur. The proportion of kaolin in the repair compound, if present, is 5-15 parts by weight, preferably 8 parts by weight.

Die Zusammensetzung kann weiter Feldspat enthalten. Als Feldspat wird eine große Gruppe sehr häufig vorkommender Silikat-Minerale der allgemeinen chemischen Zusammensetzung (Ba, Ca, Na, K, NH4)(Al, B, Si)4O8 bezeichnet. Die in Klammern angegebenen Elemente können sich jeweils gegenseitig vertreten, stehen jedoch immer im selben Mengenverhältnis zu den anderen Bestandteilen des Minerals (Substitution). Feldspate kristallisieren entweder im monoklinen oder im triklinen Kristallsystem, haben eine mittlere Mohs'sche Härte von 6 bis 6½ und eine sehr variable Farbe, die von farblos über weiß, rosa, grün, blau bis braun reicht. Die Strichfarbe ist weiß. Feldspat ist neben Kaolin und Quarz ein wichtiger Bestandteil bei der Porzellanherstellung. Besonders reiner Feldspat wird als Ausgangsmaterial für Zahnersatz (Inlays, Veneers) verwendet. Das Mineralgestein wird gemahlen, gereinigt und gebrannt. Chemische Prozesse spielen dabei keine Rolle. Die daraus industriell gefertigte Keramik ist in ihren physikalischen Eigenschaften der natürlichen Zahnsubstanz sehr ähnlich, wodurch sie sich optimal in den Zahn einfügt. Bei der Herstellung von Steinzeugfliesen und Platten dient Feldspat dazu, die Glasur in einem Arbeitsgang aufzusintern. Bereits vor dem Brennen des Scherben wird die Glasur aufgetragen und im Ofen auf etwa 1350°C erhitzt. Der im Scherben enthaltene Feldspat schmilzt und sorgt neben Festigkeit und Zusammenhalt des Werkstücks auch für die Anbindung der Glasur auf der fertigen Fliese.The composition may further contain feldspar. Feldspar is a large group of very frequently occurring silicate minerals of the general chemical composition (Ba, Ca, Na, K, NH 4 ) (Al, B, Si) 4 O 8 . The elements in parentheses can each represent each other, but are always in the same proportion to the other components of the mineral (substitution). Feldspates crystallize in either the monoclinic or triclinic crystal system, have a mean Mohs' hardness of 6 to 6½ and a very variable color, ranging from colorless to white, pink, green, blue to brown. The stroke color is white. Feldspar is an important component of porcelain production in addition to kaolin and quartz. Particularly pure feldspar is used as starting material for dental prostheses (inlays, veneers). The mineral rock is ground, cleaned and fired. Chemical processes are irrelevant. The resulting industrially manufactured ceramic is very similar in physical properties of the natural tooth substance, whereby it fits perfectly into the tooth. In the manufacture of stoneware tiles and slabs Feldspar serves to sinter the glaze in one operation. Already before the burning of the piece, the glaze is applied and heated in the oven to about 1350 ° C. The feldspar contained in the cullet melts and ensures not only the strength and cohesion of the workpiece, but also the bonding of the glaze to the finished tile.

Erfindungsgemäß wird bevorzugt Kalifeldspat eingesetzt, d. h. KAlSi3O8. Andere Feldspate sind aber ebenfalls geeignet. Der Mengenanteil an Feldspat in der Zusammensetzung beträgt bevorzugt 10–20 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 15 Gew.-Teile. Bevorzugt wird Kalifeldspat K2/75 verwendet. Es handelt sich hierbei um einen besonders fein gemahlenen Feldspat. Die Partikelgrößenverteilung (mm) beträgt: 99,5% < 0,060 mm, 5,0% > 0,060 mm, 3,3% > 0,075 mm, 2,0% > 0,090 mm, < 0,1% > 0,2 mm.According to the invention, potassium feldspar is preferably used, ie KAlSi 3 O 8 . Other field spades are also suitable. The amount of feldspar in the composition is preferably 10-20 parts by weight, more preferably 15 parts by weight. Preferably potassium feldspar K2 / 75 is used. It is a very finely ground feldspar. The particle size distribution (mm) is: 99.5% <0.060 mm, 5.0%> 0.060 mm, 3.3%> 0.075 mm, 2.0%> 0.090 mm, <0.1%> 0.2 mm.

Die Zusammensetzung enthält bevorzugt mindestens einen Farbstoff. Dieser muss, falls verwendet, hitzestabil sein, d. h. er wird unter den Bedingungen, denen die Reparaturmasse nach dem Auftragen auf die Keramikbauteile oder Metallgerätschaften ausgesetzt ist, z. B. beim Schmelzen von Aluminium, nicht zersetzt. Geeignet sind insbesondere Kobaltblau, Chromoxidgrün und/oder Blutstein.The composition preferably contains at least one dye. This must, if used, be heat stable, d. H. he is under the conditions to which the repair mass is exposed after application to the ceramic components or metal equipment, for. B. when melting aluminum, not decomposed. Particularly suitable are cobalt blue, chrome oxide green and / or blood stone.

Kobaltblau, früher auch Thénardsblau (nach seinem Erfinder) benannt, ist ein Kobalt-Aluminium-Mischoxid. Die chemische Formel wird mit CoO·Al2O3 angegeben. Kobaltblau wurde von Thénard durch Glühen von Tonerde und Kobaltphosphat gewonnen und war somit das wahrscheinlich erste Mischoxidpigment. Heute wird es jedoch durch Glühen von Alaun mit Kobaltsulfat hergestellt. Es zählt zur Gruppe der Spinelle.Cobalt Blue, formerly also named Thénardsblau (after its inventor), is a cobalt-aluminum mixed oxide. The chemical formula is given as CoO.Al 2 O 3 . Cobalt blue was obtained from Thénard by calcination of clay and cobalt phosphate and was thus probably the first mixed oxide pigment. Today, however, it is made by annealing alum with cobalt sulfate. It belongs to the group of spinels.

Hämatit, auch Blutstein, Eisenglanz, Specularit, Roteisenstein, Roteisenerz oder Rötel genannt, ist ein sehr häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Oxide (und Hydroxide) mit der Summenformel Fe2O3 und die häufigste natürlich auftretende Modifikation des Eisen(III)-oxids. Es kristallisiert im trigonalen Kristallsystem und entwickelt verschiedene Kristallformen, aber auch massige, traubige und radialstrahlige Aggregate von grauer, schwarzer oder rotbrauner Farbe.Hematite, also called bloodstone, iron luster, specularite, red ironstone, red iron ore or red chalk, is a very common mineral from the mineral class of oxides (and hydroxides) with the molecular formula Fe 2 O 3 and the most common naturally occurring modification of iron (III). oxide. It crystallizes in the trigonal crystal system and develops various crystal forms, but also massive, racemose and radial aggregates of gray, black or reddish brown color.

Bevorzugt werden Kobaltblau und Blutstein gemeinsam verwendet, besonders bevorzugt in gleichen Gewichtsanteilen, z. B. je 0,1–1 Gew.-Teil, besonders bevorzugt je 0,5 Gew.-Teile. Die damit angefärbte graulilafarbene Reparaturmasse behält beim Erhitzen die Farbe bei. Der Vorteil liegt dabei darin, dass man anhand der Farbe der Masse erkennen kann, wo die Reparaturmasse aufgetragen wurde und ob der Auftrag gleichmäßig erfolgte.Cobalt blue and blood stone are preferably used together, more preferably in equal parts by weight, for. B. per 0.1-1 part by weight, more preferably 0.5 part by weight. The gray-purple repair compound colored with it retains its color when heated. The advantage lies in the fact that you can tell by the color of the mass, where the repair mass was applied and whether the job was carried out evenly.

Erfindungsgemäß besonders geeignet ist auch Chromoxidgrün. Es ist auch unter den Bezeichnungen C. I. Pigment Green 17 oder Kölner Brückengrün bekannt. Es handelt sich um Chrom(III)-oxid Cr2O3. Das Pigment ist sehr hitzestabil, preiswert und signalisiert die zu reparierenden Stellen besonders deutlich.Also particularly suitable according to the invention is chromium oxide green. It is also known under the names CI Pigment Green 17 or Cologne Bridge Green. It is chromium (III) oxide Cr 2 O 3 . The pigment is very heat-stable, inexpensive and clearly signals the areas to be repaired.

Neben Blutstein, Chromoxidgrün und/oder Kobaltblau ist aber auch jedes andere hitzestabile Pigment sowie Kombinationen von zwei oder mehr hitzestabilen Pigmenten erfindungsgemäß einsetzbar.In addition to bloodstone, chrome oxide green and / or cobalt blue, however, any other heat-stable pigment and combinations of two or more heat-stable pigments can also be used according to the invention.

Die Zusammensetzung liegt erfindungsgemäß als Suspension in Wasser vor. Es wird bevorzugt destilliertes oder entionisiertes Wasser verwendet.The composition according to the invention is present as a suspension in water. It is preferred to use distilled or deionized water.

Die Zusammensetzung enthält die jeweiligen Bestandteile bevorzugt in den Mengen, die in Anspruch 8 definiert sind.The composition preferably contains the respective ingredients in the amounts defined in claim 8.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Reparaturmasse erfolgt durch einfaches Vermischen mit geeigneten Mischern oder Rührern bei Umgebungsbedingungen. Bevorzugt werden zunächst die flüssigen Bestandteile, wie Wasserglas, ggf. Levasil® und Wasser gemischt und verrührt und anschießend die festen übrigen Bestandteile in beliebiger Reihenfolge zugegeben und ebenfalls vermischt oder verrührt, bis man eine homogene Suspension erhält. The preparation of the repair composition according to the invention is carried out by simple mixing with suitable mixers or stirrers at ambient conditions. First, preferably, the liquid components such as water glass, optionally mixed Levasil ® and water and stirred, and the solid anschießend remaining ingredients added in any order and also mixed or stirred until a homogeneous suspension.

Die Zusammensetzung ist thixotrop, d. h. sie verflüssigt sich bei Einwirkung mechanischer Kraft wie z. B. beim Rühren und wird dann beim Stehenlassen wieder zähflüssig, und lässt sich dadurch besonders gut auftragen. Die Masse ist bevorzugt durch Einstellung des Wassergehalts so pastös, dass sich nicht mehr entmischt. Das ist der bevorzugte Auslieferungszustand. Versuche haben gezeigt, dass es in manchen Fällen wichtig ist, die Masse mit Wasser zu verflüssigen, um schmale Risse oder Fugen bis auf den Grund mit der Masse zu füllen. Ist die solcherart behandelte Rinne mehr 100°C warm, bindet die Reparaturmasse ohne Rissbildung innerhalb von einigen Minuten ab. Die so reparierte Rinne kann sofort wieder eingesetzt werden.The composition is thixotropic, d. H. it liquefies when exposed to mechanical force such. B. stirring and then becomes viscous again when allowed to stand, and can therefore be applied very well. The mass is preferably so pasty by adjusting the water content that no longer segregates. This is the preferred delivery condition. Experiments have shown that in some cases it is important to liquefy the mass with water to fill narrow cracks or joints to the bottom with the mass. If the gutter treated in this way is more than 100 ° C warm, the repair compound will bind within a few minutes without crack formation. The thus repaired gutter can be used again immediately.

Die Zusammensetzung kann durch Spachteln oder mit einer Kartusche und anschließenden Glattziehen mit einem Werkzeug aufgetragen werden. Nach Verflüssigen mit zusätzlichem Wasser kann die Masse auch gepinselt oder gespritzt werden. Die Reparatureigenschaft bleibt dabei erhalten. Raue Oberflächen können mit der Masse überpinselt werden, damit wieder eine glatte Oberfläche entsteht. Zusätzliche Schlichte muss in diesem Fall nicht aufgetragen werden, da die Reparaturmasse wie eine Schlichte wirkt.The composition can be applied by trowelling or with a cartridge and then smoothing with a tool. After liquefying with additional water, the mass can also be painted or sprayed. The repair property is retained. Rough surfaces can be brushed over with the mass to create a smooth surface again. Additional sizing need not be applied in this case, as the repairing compound acts as a sizing agent.

Die Zusammensetzung kann auf Keramikbauteile von Metallschmelzanlagen aufgetragen werden wie alle Anlagenbauteile zum Transport, zur Lagerung und Filtration von flüssigen Nichteisenmetallen wie z. B. Gießrinnen, Filterboxen und weitere beliebige Bauteile, die in der Nichteisenmetall-Verarbeitung eingesetzt werden.The composition can be applied to ceramic components of metal melting plants as all plant components for the transport, storage and filtration of liquid non-ferrous metals such. As runners, filter boxes and any other components that are used in non-ferrous metal processing.

Die verarbeiteten Metalle können z. B. Aluminium, Zink, Kupfer, Bronze, Messing, Zinn, Edelmetalle sein, bevorzugt Aluminium. Der Schmelzpunkt von Aluminium liegt bei 660°C. Temperaturen in dieser Größenordnung hält die erfindungsgemäße Reparaturmasse sehr gut Stand. Der Schmelzpunkt von Eisen liegt dagegen wesentlich höher (ca. 1538°C) und daher wird die erfindungsgemäße Reparaturmasse für die Stahl- bzw. Eisenverarbeitung bevorzugt nicht verwendet, da sie gegen so hohe Temperaturen nicht ausreichend stabil ist.The processed metals can z. As aluminum, zinc, copper, bronze, brass, tin, precious metals, preferably aluminum. The melting point of aluminum is 660 ° C. On the other hand, the melting point of iron is much higher (about 1538 ° C.) and therefore the repair composition according to the invention is preferably not used for steel or iron processing since it is resistant to such high temperatures is not sufficiently stable.

Die erfindungsgemäße Masse kann auch auf heiße Anlagenteile aufgetragen werden, ohne dass sich Risse bilden. Es ist vor dem Auftragen kein Abkühlen der Anlagenteile mit Wasser oder vorheriges Anfeuchten notwendig. Daher ist die Masse ökonomisch vorteilhaft, da lange Ruhezeiten zu Reparaturzwecken nicht notwendig sind. Bevorzugt wird die Reparaturmasse bei 100 bis 250°C Anlagentemperatur aufgetragen. Wenn die Anlage kälter ist als 100°C, bilden sich gelegentlich Risse in den reparierten Bereichen. Diese können aber durch erneutes Auftragen der erfindungsgemäßen Masse leicht repariert werden. Wenn die Anlagentemperatur höher ist als 250°C, besteht Verletzungsgefahr durch Verspritzen der Masse nach dem Auftragen.The composition according to the invention can also be applied to hot system parts without cracks forming. It is not necessary to cool down the system components with water or previous moistening before application. Therefore, the mass is economically advantageous because long rest periods are not necessary for repair purposes. Preferably, the repair compound is applied at 100 to 250 ° C system temperature. If the system is colder than 100 ° C, cracks will occasionally form in the repaired areas. But these can be easily repaired by reapplying the composition of the invention. If the system temperature is higher than 250 ° C, there is a risk of injury from splashing of the mass after application.

Die Masse bildet nach dem Auftragen einen dichten Film auf der behandelten Oberfläche und dichtet lieferbedingte Fugen, Risse, Abplatzungen, Sprünge oder sonstige Schäden ab. Sie haftet sehr gut an dem Keramikmaterial, ist dehnbar und quasi-elastisch, so dass sie nicht absplittert oder abplatzt. Die mit der erfindungsgemäßen Masse behandelten bzw. reparierten Keramikbauteile können in bis zu 100 Abgüssen ohne Beschädigungen eingesetzt werden, während mit herkömmlichen Reparaturmassen nur 3 bis 4 Abgüsse möglich sind, z. B. mit EKamold® CAST-C.After application, the compound forms a dense film on the treated surface and seals off supply-related joints, cracks, flaking, cracks or other damage. It adheres very well to the ceramic material, is stretchy and quasi-elastic, so that it does not splinter or flake off. The treated with the composition of the invention or repaired ceramic components can be used in up to 100 casts without damage, while with conventional repair compounds only 3 to 4 casts are possible, for. As with EKamold ® CAST-C.

Die Masse ist auch zum Beschichten von Metallgerätschaften geeignet, die beim Metallschmelzen eingesetzt werden, wie z. B. Schöpflöffel, Schwimmer, Gießaustrittsöffnungen oder ähnliches. Die Masse verhindert das Anhaften von flüssigem Metall an diesen Geräten. Bei der Beschichtung der Geräte können diese Umgebungstemperatur haben. In diesem Fall wird die Masse aufgetragen und solange mechanisch glattgestrichen, bis sie ausgehärtet ist. Dieser Vorgang dauert überraschenderweise nur ca. 1–2 Minuten. Es wird eine außerordentlich glatte Oberfläche erhalten.The composition is also suitable for coating metal equipment used in molten metals, such as metals. As ladle, float, pouring orifices or the like. The mass prevents the adhesion of liquid metal to these devices. When coating the devices, they may have ambient temperatures. In this case, the mass is applied and mechanically smoothed until it is cured. Surprisingly, this process only takes about 1-2 minutes. It is obtained an extremely smooth surface.

Weiter kann die Masse auf Thermoelemente oder deren Schutzhüllen aufgetragen werden, um das Ankleben von geschmolzenem Metall zu verhindern und die Standzeit des Thermoelements dadurch zu erhöhen.Further, the mass may be applied to thermocouples or their protective covers to prevent the sticking of molten metal and thereby increase the life of the thermocouple.

BeispieleExamples

Beispiel 1example 1

47 Gew.-Tele Kaliwasserglas 28–30 BE, 15 Gew.-Teile Kalifeldspat K2/75, 19 Gew.-Teile h-BN, 8 Gew.-Teile Kaolin, 3 Gew.-Teile Levasil® 100/45, 0,5 Gew.-Teile Kobaltblau und 0,5 Gew.-Teile Blutstein werden mit 7 Gew.-Teilen deionisiertem Wasser bis zur Homogenität verrührt.47 parts by weight of potassium silicate Tele 28-30 BE, 15 parts by weight K-feldspar K2 / 75, 19 parts by weight of h-BN, 8 parts by weight of kaolin, 3 parts by weight Levasil ® 100/45, 0, 5 parts by weight of cobalt blue and 0.5 parts by weight of bloodstone are mixed with 7 parts by weight of deionized water to homogeneity.

Beispiel 2 Example 2

47 Gew.-Tele Natriumwasserglas 36–40 BE, 15 Gew.-Teile Kalifeldspat K2/75, 19 Gew.-Teile h-BN, 8 Gew.-Teile Kaolin, 3 Gew.-Teile Levasil® 100/45, 0,5 Gew.-Teile Kobaltblau und 0,5 Gew.-Teile Blutstein werden mit 7 Gew.-Teilen deionisiertem Wasser bis zur Homogenität verrührt.47 parts by weight of sodium water glass Tele 36-40 BE, 15 parts by weight K-feldspar K2 / 75, 19 parts by weight of h-BN, 8 parts by weight of kaolin, 3 parts by weight Levasil ® 100/45, 0, 5 parts by weight of cobalt blue and 0.5 parts by weight of bloodstone are mixed with 7 parts by weight of deionized water to homogeneity.

Beispiel 3Example 3

80 Gew.-Teile Natronwasserglas 36–40 BE und 20 Gew.-Teile h-BN wurden bis zur Homogenität vermischt.80 parts by weight of sodium silicate 36-40 BE and 20 parts by weight of h-BN were mixed until homogeneous.

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Claims (12)

Zusammensetzung, umfassend Wasserglas, hexagonales Bornitrid (h-BN), Wasser, und gegebenenfalls mindestens einen weiteren Zusatzstoff und/oder mindestens einen Farbstoff.Composition comprising water glass, hexagonal boron nitride (h-BN), water, and optionally at least one further additive and / or at least one dye. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Wasserglas Kaliwasserglas oder Natronwasserglas ist.A composition according to claim 1, wherein the water glass is potassium silicate or soda water glass. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Farbstoff Kobaltblau, Chromoxidgrün und/oder Blutstein ist.A composition according to claim 1 or 2, wherein the at least one dye is cobalt blue, chrome oxide green and / or blood stone. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zusatzstoffe nanoskaliges Siliziumoxid, Feldspat und/oder Kaolin sind.Composition according to one of the preceding claims, wherein the additives are nanoscale silica, feldspar and / or kaolin. Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei der Feldspat Kalifeldspat ist.A composition according to claim 4, wherein the feldspar is potassium feldspar. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, enthaltend Kaliwasserglas oder Natronwasserglas, h-BN, Kalifeldspat, nanoskaliges Siliziumoxid, Kaolin, Blutstein, Kobaltblau und Wasser.A composition according to any one of the preceding claims containing potassium silicate or soda waterglass, h-BN, potassium feldspar, nanoscale silica, kaolin, bloodstone, cobalt blue and water. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, enthaltend Kaliwasserglas (28–30%-ige wässrige Lösung) oder Natronwasserglas (36–40%-ige wässrige Lösung) Kalifeldspat h-BN Kaolin Levasil® 100/45 Kobaltblau Blutstein und Wasser.Composition according to one of the preceding claims, comprising potassium waterglass (28-30% aqueous solution) or sodium (36-40% aqueous solution) feldspar h-BN kaolin Levasil ® 100/45 cobalt blue blood stone and water. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, enthaltend 40–50 Gew.-Teile Kaliwasserglas (28–30 Gew.-%-ige wässrige Lösung) oder Natronwasserglas (36–40 Gew.-%-ige wässrige Lösung) 10–20 Gew.-Teile Kalifeldspat 15–25 Gew.-Teile h-BN 5–15 Gew.-Teile Kaolin 1–5 Gew.-Teile Levasil® 100/45 0,1–1 Gew.-Teile Kobaltblau 0,1–1 Gew.-Teile Blutstein 5–10 Gew.-Teile Wasser.Composition according to one of the preceding claims, comprising 40-50 parts by weight of potassium silicate glass (28-30% strength by weight aqueous solution) or sodium silicate glass (36-40% by weight aqueous solution) of 10-20% by weight. parts potassium feldspar 15-25 parts by weight of h-BN 5-15 parts by weight of kaolin 1-5 parts by weight Levasil ® 100/45 0.1-1 parts by weight of cobalt blue 0.1-1 wt Parts of bloodstone 5-10 parts by weight of water. Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Reparaturmasse für Keramikbauteile.Use of the composition according to one of claims 1 to 8 as a repair compound for ceramic components. Verwendung nach Anspruch 9 für Keramikbauteile in Anlagen zum Schmelzen von Nichteisenmetallen, insbesondere von Aluminium.Use according to claim 9 for ceramic components in plants for melting non-ferrous metals, in particular aluminum. Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Beschichtung von Metallgerätschaften.Use of the composition according to one of claims 1 to 8 for coating metal equipment. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die flüssigen Bestandteile zusammengibt, mit einem geeigneten Rührwerk vermischt, dann die festen Bestandteile zugibt und erneut vermischt.Process for the preparation of a composition according to any one of Claims 1 to 8, characterized in that the liquid constituents are combined, mixed with a suitable stirrer, then the solid constituents are added and mixed again.
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