DE1569550C3 - Verfahren zur Herstellung von zuschlagstoffhaltigen Aminoplastschaumstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von zuschlagstoffhaltigen AminoplastschaumstoffenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von zuschlagstoffhaltigen Aminoplast- as
Schaumstoffen durch Verspritzen eines Kunstharzschaums aus Aminoplastharzen, Härtern, Schaummitteln,
Zuschlagstoffen und Luft.
Es sind verschiedene Verfahren zum Herstellen isolierender Massen durch Verschäumen wäßriger Lösungen
härtbarer Aminoplaste bekannt, wobei dieser so hergestellte Schaum dann dadurch ausgehärtet wird,
daß man einerseits die wäßrige Lösung des Aminoplastvorkondensats und andererseits die Lösung des
Schaummittels und des Katalysators in getrennten Gefäßen mit unter Druck stehenden Gasen verschäumt
bzw. verstäubt. Diese verschäumten oder verstäubten Harzlösungen werden dann mit dem Schaum vermischt
und man erzielt auf diese Art ein Erhärten der gebildeten Schaummasse. Die so hergestellten bekannten
Schäume besitzen nur eine geringe Druckfestigkeit, etwa 0,2 kg/cm2, aber auch eine geringe
Biegefestigkeit und geringe Wärmebeständigkeit, wozu noch kommt, daß sie sehr spröde sind und einem
starken Schwund unterworfen sind. Die Klebefähigkeit ist gering und da die Zellenstruktur ziemlich offen ist,
wird Wasser in hohem Maße aufgenommen und es besteht ein geringer Widerstand gegen Dampfdiffusion.
Es ist auch bekannt, Aminoplastschäume durch Zu führen verschiedener Stoffe zu verändern bzw. zu verbessern. Solche Verfahren sind z. B. in der französischen Patentschrift 1 091 086 und in der britischen
Patentschrift 748 913 beschrieben. Diese bekannten Verfahren sind jedoch noch mit Nachteilen behaftet,
da — wenn man die Zusatzstoffe den wäßrigen Lösungen zuführen würde — die Schaumbildung verhindert bzw. in manchen Fällen bei gleichzeitigem
Zusammenführen der Reaktionskomponenten eine gegenseitige störende Wirkung sich ergeben würde.
So würde in vielen Fällen, wenn man nach den bekannten Verfahren vorgeht, bei dem Zuführen von
Gips oder Zement eine Sedimentation eintreten bzw. bei der Verwendung von Trockenharz oder ähnlichen
Materialien würden unerwünschte chemische Reaktionen auftreten. Durch alle diese Erscheinungen
würde dann schon nach ganz kurzer Zeit die Herstellung abgebrochen werden müssen, da in den Zuleitungen und den Spritzapparaten Verhärtungen und
Verstopfungen in einem solchen Maße auftreten wurden, daß ein einwandfreies Arbeiten nicht mehr
gewährleistet wäre und schließlich die Leitungen sich vollständig schließen wurden.
Diese Nachteile sollen nun gemäß der Erfindung beseitigt werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zur Verfugung zu stellen, das eine störungsfreie Zuführung der Zuschlagstoffe
und die Herstellung einer Vielzahl von zuschlagstoffhaltigen Aminoplastschaumstoffen möglich macht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung nun dadurch gelöst, daß dem Kunstharzschaum in noch nicht
ausgehärtetem Zustand, unmittelbar bei oder nach der Vereinigung der zu seiner Erhärtung führenden Reaktionskomponenten,
kurz vor dem Verspritzen an sich übliche feste Zuschlagstoffe, mit Ausnahme solcher
mit kurzer Erhärtungs- bzw. Abbindezeit nach Wasseraufnahme, zugedüst werden.
Als Zuschlagstoffe sind z. B. Polymere geeignet, die dem Aminoplast chemisch gleich sein können oder die
eine andere chemische Natur aufweisen können. Als Polymere mit anderer chemischer Zusammensetzung
können z. B. furfurolmodifizierte Kunstharze eingesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin,
als Kunstharz ein aufgeschäumtes Polystyrol, z. B. in Kugelform oder in Faserform, zu verwenden. Verwendbar
sind auch Polyesterharze und Acrylatharze.
Weiterhin können als feste Zuschlagstoffe anorganische Füllstoffe, wie Ruß, Calciumcarbonat, Silikate
usw., Düngemittel, Bakterizide, Fungizide, Insektizide und algezide Stoffe zugesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden als solche Zuschlagstoffe solche verwendet,
die beschichtet oder auf andere Weise vorbehandelt sind.
Das Verfahren der Erfindung gestattet die Zufuhr einei Vielzahl von üblichen Zuschlagstoffen. Daneben
können auch solche Zusätze verwendet werden, die bislang noch nicht oder nur in geringem Maße zum
Einsatz gekommen sind. So ist es beispielsweise möglich, Gas-Feststoff-Gemische einzudüsen, die mit den
anderen Reaktionskomponenten bei der Schaumherstellung Gas entwickeln, so daß das geringere
Schaumvolumen vergrößert wird. Auch die Zufuhr von Quell-, Lösungs-, Bindungs- und Verfestigungsmitteln
ist bei dem Verfahren der Erfindung möglich. Es können auch härtbare, selbsthärtende, plastifizierende,
faserige, klebfähige, gelierfähige, treibfähige sowie mit Wasser reagierende Stoffe in Form von Emulsionen, Suspensionen, Pasten, Lösungen sowie trokkfenen
Feststoffen bzw. Feststoffgemischen zugedüst werden.
Es hat sich auch gezeigt, daß es in manchen Fällen vorteilhaft ist, dem Schaummittel vor oder während
des Produktionsprozesses schaumversteifende Mittel, wie Dextrin, Gummiarabicum usw. zuzufügen.
Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch anwenden, daß als Düngemittel Crotonylidendiharnstoff oder Harnstoffverbindungen mit Paraformaldehyd und Acetaldehyd und/
oder Casein und/oder Ledermehl als Gas-Feststoff-Gemisch verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Samen und/oder Zwiebeln u. dgl.
von einem mit Düngemitteln versetzten Aminoplastschaum ummantelt werden, der eine so hohe Druck-
und Biegezugfestigkeit besitzt, daß er somit gleichzeitig als versandfertiges Verpackungsmaterial wie
auch als bodenverbesserndes Düngemittel verwendet werden kann. ,
Nach dem Verfahren der Erfindung sind auch mehrschichtige Sandwichplatten mit unterschiedlicher
Dichte und Materjalbeschaffenheit des Fertigschaumes in einem kontinuierlichen Arbeitsgang erhältlich,
indem die Schichten im Durchlauf nacheinander aufgebracht werden, so daß sich auf diese Art und Weise
am Ende des Arbeitsvorganges die mehrschichtige Platte aufgebaut hat.
Im folgenden soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es ist zu beachten, daß von der Entstehung des Schaumes bis zu dessen Aushärtung nur ein kurzer
Zeitraum zur Verfügung steht, denn der beim Durchlaufen durch das Gerät entstehende Kunstharzschaum
hat naturgemäß eine unterschiedliche Strukturfestigkeit des Materials sowie mehr oder weniger tragende
Eigenschaften und Verformbarkeit. Das bedeutet, daß je nach dem Aushärtungsgrad der Kunstharzschaum
empfindlicher oder unempfindlicher gegen den Angriff störender Stoffe ist, wozu basische, ölige und mineralische
Stoffe zählen, also Materialien* die den Katalysator oder das Schaummittel stören. Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung besteht die Möglichkeit, einen weiteren Zeitraum zwischen die Aushärtung
des Schaumes und die Einwirkung schaumzerstörender Stoffe zu legen, indem man die trockenen Füllstoffe
vorbehandelt. Hierzu überzieht man sie mit einem Film, der dann durch Wasser oder Säure abgelöst
werden kann, was z. B. für Gelatine, Zellulose und ähnliche Materialien gilt. So kann z. B. oberflächenaktiver
Ruß mit Säure, plastifizierenden Stoffen, trocknenden ölen u. dgl. vorbehandelt werden, denn diese
Überzüge werden erst später durch das wäßrige oder saure Medium des Fertigschaumes abgelöst. Man
kann z. B. Holzmehl mineralisch vorbehandeln, während andere Füllstoffe vorteilhafterweise vorher faserig
aufbereitet werden, was z. B. für aufgeschäumtes Styropor oder andere Kunststoffe gilt.
Für ein kontinuierliches Spritzverfahren ist es wesentlich, daß der Schaum kurzfristig härtet bzw.
daß er sehr rasch in sich selbst tragend wird. Sowohl die hierzu gebrauchte Säure als auch die verschiedenen
Katalysatoren wirken stets in gewissem Maße störend, da sie die Sprödigkeit des Fertigmaterials erhöhen
bzw. ein übersäuerter Schaum sogar nachträglich zerstört wird, so daß es stets vorteilhaft ist, den Säureanteil
so gering wie möglich zu halten. Es ist also vorteilhaft, solche Lösungen oder Feststoffgemische,
die das Schaummittel und/oder den Katalysator stören, in bezug auf die Durchlaufzeit innerhalb eines
Herstellungsgerätes, möglichst spät nach dem Zusammenführen der Schaumreaktionskomponenten dem
Schaum zuzuführen bzw. von dem Ort dieses Zusammenfiihrens
möglichst weit entfernt. Das gleiche gilt für schwere Stoffe, wo die beginnende und sich steigernde
Tragfähigkeit bzw. Verfestigung, also der Widerstand der einzelnen Zellen des entstehenden
Schaumes maßgeblich ist. Die Erfindung gibt nun die Möglichkeit, den Zugabezeitpunkt entsprechend einzustellen.
Bei Verwendung artgleicher oder artähnlicher Feststoffe, z. B. bei Benutzung eines Aminoplasts in Pulverform
zum Einmischen in den Aminoplastschaum, läßt sich, gewissermaßen stufenartig, ein reiner Aminoplastschaum
hoher Festigkeit und vorwiegend geschlossener Struktur gewinnen. Durch die Einstäubung
eines Gemisches aus Trockenharz und Gas bzw. Luft in den frischen, noch nicht völlig ausgehärteten
Aminoplastschaum entsteht je nach dem bei der Einmischung herrschenden Druck in der Mischkammer
ein Kunstharzschaum mit feineren oder gröberen Poren, wobei die puiverförmigen Teilchen sich feinverteilt
auf oder in die Zellen des Schaumes einlagern. Durch den Feuchtigkeitsgehalt des normalen Kunstharzschaumes,
bedingt durch die Konzentration der
ίο angewandten Lösungen, in der Mischkammer, der
z. B. bei einem Schaumerzeugnis mit einem Trockengewicht von 7 bis 8 kg/m3 ein Naßgewicht von etwa
30 bis 40 kg/m3 hat, fängt das Harzpulver an sich zu lösen. Das Harz geliert und benetzt glasurartig die
Zellen des Schaumes und wird dann durch die im Kunstharzschaum befindliche Säure bzw. den sonst
darin enthaltenen Härter gehärtet. Durch eine solche nachträgliche Zuführung puiverförmigen Harzvorkondensats
werden die dünnen Zellwände des Amino-
»o plastschaumes verstärkt unter Beibehaltung der Porosität
der Masse.
Bei einem solchen stufenweisen Herstellen härten die Zellwände des zunächst bereiteten Aminoplastschaumes
zuerst aus und bilden das Traggerüst, in
as welches sich das Pulver des zugemischten trockenen
härtbaren Harzes einlagert, dort durch die Feuchtigkeit ausgelöst wird und geliert. Diese geleeartigen Teilchen,
die erst später aushärten, haben eine hohe Klebkraft und unterliegen zum Teil einer Chemosorption. Sie
vermögen andere Feststoffe, die wasserunlöslich sind, in den Aminoplastschaum einzubinden. Deshalb
empfiehlt es sich, beim Einmischen anderer Feststoffe Pulver eines Aminoplastvorkondensats bzw. eines
härtbaren Aminoplastharzes oder anderer gelierbarer oder härtbarer Kunststoffe mit zu verwenden, z. B.
als eingemischten Bestandteil des Pulvers, welches in den Aminoplastschaum in Anwesenheit von Gas oder
mit Gas eingemengt werden soll.
Die einzumischenden Feststoffe können anorganischer oder organischer Natur sein, z. B. Quarzmehl,
Ziegelmehl, Glimmer, Glasmehl, gemahlene Perlite, gemahlener Kalk, Sägemehl, Carbonate, Gelatine,
ferner Quellmittel, Plastifizierungsmittel oder andere Kunstharzpulver. Wegen ihres geringen Gewichtes
sind gemahlene Kunststoffe als einzumischender Feststoff besonders günstig. Unter Zuhilfenahme z. B.
geeigneter Quell-, Lösungs- oder Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel nicht flüssig zu sein braucht,
lassen sich chemisch unterschiedliche Kunststoffe in den Aminoplastschaum einmischen und gewissermaßen
einbinden.
In manchen Fällen ist es günstig, das Mischen mit Schaum als Mischungskomponente bei erhöhter Temperatur
durchzuführen, z. B. in einem beheizten Mischraum. Wenn mit Hilfe von Zusatzstoffen, die
mit Bestandteilen der schaumigen Masse oder unter sich unter Bildung von Festkörpern stark exotherm
reagieren, kann ohne eine gesonderte Bereitung eines Schaummittelschaumes, unter Umständen auch gänzlieh
ohne Schaummittel gearbeitet werden, so daß nur durch eine Auflockerung des Ansatzes mit einem Gas
Schaum erzeugt wird, dem dann auch — wenn es gewünscht wird — im Zustande erhöhter Temperatur
Zusätze, wie oben erwähnt ist, einverleibt werden können. Im übrigen kann die Auflockerung der schaumigen
Masse wenigstens zum Teil durch Verwenden von Zusatzstoffen oder Gemischen davon geschehen,
die unter Gasentwicklung reagieren oder bei erhöhter
5 6
Temperatur zerfallen. Auch ein Zusatz von Treib- etwa auf 90°C, und gibt nach außen Wärme ab. Er
mitteln oder Treibmittelgemisch zur Schaummasse trocknet daher in kurzer Zeit selbsttätig aus.
kann als letzte Einmischstufe vorgesehen werden. Durch Einstäuben eines Gemisches aus Trockenharz
Dort, wo mit Wasser erhältende Feststoffpulver oder und Gas (Luft) in den Schaum, der im Entstehen
Feststoffpulvergemische in dem Aminoplastschaum 5 begriffen ist, entsteht, je nach dem an der Austrittseingemischt
werden, ein Pulvergemisch aus Ti aß und öffnung der Zufuhrleitung der Zuschlagstoffe auf-KaIk,
ein Gemisch reaktionsfähiger Kieselsäure und tretenden Druck, in der Mischkammer ein Kunstharz-Calciumhydroxyd
oder ähnliche Stoffe, können diese schaum mit feineren oder gröberen Poren, wobei die
mit Wasser abbindenden Stoffe bzw. Gemische gege- pulverförmigen Teilchen des Kunstharzes sich feinbenenfalls
mit üblichen Zuschlagstoffen in Pulverform io verteilt in die Zellen einlagern. Durch den Feuchtigvermengt
sein, also beispielsweise Sandmehl, Bims- keitsgehalt des normalen Kunstharzschaumes in der
mehl oder Sägemehl Harzpulver mit enthalten. Durch Mischkammer, der bei einem Trockengewicht von
die Verwendung solcher Feststoffe wird im Amino- 7 bis 8 kg/m3 ein Naßgewicht von 30 bis 40 kg/m3
plastschaum ein Skelett hoher Tragfähigkeit aufgebaut, hat, fängt das Trockenharz an, sich zu lösen. Das Harz
so daß Aminoplastschäume besonders hoher Druck- 15 geliert und benetzt glasurartig die Zellen und wird
festigkeit, bis etwa 2 kg/cm2, erhalten werden. Hier dann durch die im normalen Kunstharzschaum bekönnen
auch alle anorganischen oder organischen findliche Säure gehärtet. Auf diese Weise werden die
Feststoffe, gleichgültig ob sie für sich abbinden oder leichten Zellwände des normalen Aminoplastschaumes
erhärten oder nicht, in beliebigem Gemisch und dabei erheblich verstärkt, ohne daß die Porosität des Main
jedem Mischungsverhältnis benutzt werden. Be- ao terials dabei herabgesetzt wird. Wenn man z. B. die
sonders geeignet ist fettfreier Ruß als einzumischender Menge Zuschlagkunstharz der Menge Trockenstoff im
Feststoff, denn er begünstigt unter anderem die Wärme- Schaum gleichmacht, wird an erster Stelle das Raumund
Brandfestigkeit des Erzeugnisses. Das Endprodukt gewicht von z. B. 7 bis 8 kg/m3 bis auf 40 bis 100 kg/m3
weist beispielsweise einen höheren Zersetzungspunkt gesteigert; ferner neutralisiert der Zuschlagstoff noch
auf und wird auch homogener. 35 vorhandene Säure des Katalysators und wird die
Mit oder nach der Zumischung anderer Feststoffe relative Menge Schaumbildungsmittel bis auf die
oder auch allein können mit Wasser sich zersetzende Hälfte verringert, wodurch die Struktur der Zellen-Metallpulver,
wie Zink oder Aluminium, der Amino- wand wesentlich stärker wird und die Druckfestigkeit
plastschaummasse eingemischt werden. Solche Pulver bis auf 2 kg/me ansteigt, was etwa zehnmal so hoch
entwickeln bei der Zersetzung des Wassers Wasserstoff 30 ist, wie bei den bis jetzt bekannten Aminoplast-
und setzen sich zu den entsprechenden Metalloxyden schäumen. Je nach Druck und Menge des mit dem
um. Sie wirken in der Schaummasse auftreibend und Trockenharz eingeführten Gases kann der normale
als Oxyde in der Masse festigkeitserhöhend. Kunstharzschaum derart verändert werden, daß die
Soweit Treibmittel oder Treibmittelgemische ein- gesonderten Zellen zu kleinen Gruppen in der Gesamtgemischt werden, können diese flüssig oder gelöst bzw, 35 struktur zusammengefügt werden,
als Emulsion oder Suspension oder in Pulverform ver- Wenn man den noch nicht ausgehärteten Kunstharzwendet werden. Hier kommen z. B. ein Alkalicaroonat schaum, der in der Mischkammer im Entstehen be- oder ein Gemisch von Alkalicarbonatpulver und Oxal- griffen ist, nochmals mit Preßgas, insbesondere mit säurepulver in Frage oder z. B. Pentan oder Migroin. Preßluft behandelt, so kann man dieses Preßgas dazu Neben Carbonaten, z. B. Calciumcarbonat, können 40 verwenden, trockene, pulverförmige Zuschlagstoffe, auch Sulfate herangezogen werden, z. B. Aluminium- die den wäßrigen Lösungen des Harzes oder dem sulfat. Schaummittel vorab nicht zugegeben werden können,
als Emulsion oder Suspension oder in Pulverform ver- Wenn man den noch nicht ausgehärteten Kunstharzwendet werden. Hier kommen z. B. ein Alkalicaroonat schaum, der in der Mischkammer im Entstehen be- oder ein Gemisch von Alkalicarbonatpulver und Oxal- griffen ist, nochmals mit Preßgas, insbesondere mit säurepulver in Frage oder z. B. Pentan oder Migroin. Preßluft behandelt, so kann man dieses Preßgas dazu Neben Carbonaten, z. B. Calciumcarbonat, können 40 verwenden, trockene, pulverförmige Zuschlagstoffe, auch Sulfate herangezogen werden, z. B. Aluminium- die den wäßrigen Lösungen des Harzes oder dem sulfat. Schaummittel vorab nicht zugegeben werden können,
Dort, wo man im Inneren der Masse Wärme er- weil sie verhärten, verdicken oder sedimentieren
zeugen will, wird man entweder dem Ausgangs- würden, zuzuführen. Dabei wird auf diese Art eine
gemisch oder dem schon aufgeschäumten Gemisch, 45 besonders gute Vermischung aller Stoffe ohne VerStoffe
wie z. B. Calciumoxyd, gemischt mit Natrium- schmutzung der Gefäße, der Zufuhrleitungen oder der
silikat und/oder Kieselsäure, zuführen. Man kann eigentlichen Spritzgeräte ermöglicht, abgesehen davon,
diese Stoffe bzw. die Gemische davon in Pulverform, daß durch den zusätzlichen Druck zu große Schaumz.
B. mittels Druckgas oder Druckluft, einmischen. blasen zerstört werden, so daß der Schaum eine gleich-
AIs Katalysatoren bzw. Härter für da? Aminoharz- 50 mäßigere Struktur und einen festeren Verbund erhält,
vorkondensat werden vorzugsweise Oxalsäure, Phos- Überraschend ist dabei, daß durch die Erhöhung des
phorsäure, Schwefelsäure oder Ammonphosphat be- Druckes in der Mischkammer der Aminoplastschaum,
nutzt. Es lassen sich dabei Thermoplaste in Amino- der stets als Polyesterschaum anfällt, in einen Kugelplastschäume
einarbeiten bzw. einbinden. schaum verwandelt wird und daß ferner das Gas im
Wenn furfurolmodifiziertes Hirnstoffharz als Zu- 55 Zusammenwirken mit den Zuschlagstoffen dafür sorgt,
satzstoff verwendet wird, ist es vorteilhaft, Phenolharz daß diese Aminoplastschäume eine mehr oder weniger
als weiteren Zusatzstoff zu verwenden, abgesehen geschlossene Struktur erhalten. Im übrigen kann man
davon, daß die verschiedenen Polyesterharze sich als durch starke Druckerhöhung die einzelnen Stellen so
sehr brauchbare weitere Zusatzstoffe erwiesen haben. vergrößern, daß die Oberfläche des gebildeten Kunst-
Soweit man ein Produkt herstellen will, welches in 60 harzschaumes, z. B. in Form einer Platte, grob und
sich elastisch und damit stoßunempfindlich ist, emp- rauh wird und daher einen idealen Putzuntergrund
fiehlt sich eine Polyesterharzlösung zu verwenden, die bildet. Durch die zusätzliche Zugabe von Preßgas bzw.
Styrol enthält. Preßluft kann man erreichen, daß der Anteil der Luft
Das Menge !verhältnis zwischen dem strömenden im Endprodukt bei etwa 97% liegt.
Schaum und den einzumischenden Zusatzstoffen rieh- 65 Dis erfindungsgemäße Verfahren, das auf Schnelltet
sich nach den erstrebten Festigkeiten des Sciaum- härtung abgestimmt ist, kann mit den verschiedensten
gemisches. Dir mit den Zusatzstoffen vermsngte Vorrichtungen durchgeführt werden, also in Rühr-
Schaum ist durchgehend stark erwärmt, er kommt werken oder mit Hilfe von Schneckenwalzen, mit Hilfe
von Spritzvorrichtungen und ähnlichen Einrichtungen. Man kann gegebenenfalls die verschiedenen Verfahrensschritte
auch in einer kombinierten Rühr-Spritz-Vorrichtung durchführen. Bei entsprechender Zeiteinstellung
des Aushärtens der Schaummasse kann man gegebenenfalls Rührwerke oder Schneckenwalzen
zum Einmischen der Feststoffe in den Aminoplastschaum verwenden. Besonders vorteilhaft ist das Arbeiten
mit einem kontinuierlichen Spritzverfahren, weil man dann nicht an einen bestimmten Herstellungsort gebunden ist. Auf alle Fälle wird man bei allen
diesen Erzeugungsvorgängen den Ablauf so einstellen, daß wenigstens beim Ausstoß der Masse aus der Vorrichtung
die Schaummasse selbst zusammenhängend und in sahniger Konsistenz ausströmt. Vorteilhaft
richtet man den Erzeugungsvorgang so ein, daß ein Schaum aus dem Schaummittel erzeugt wird und dann,
unter Aufrechterhaltung eines geschlossenen Schaumstromes, abschnittweise die weiteren Mischkomponenten
eingeführt werden. Soweit es möglich ist, bringt man günstigerweise die Zusatzstoffe bereits in die
Schaummittelausgangslösung ein oder man setzt sie dem Schaumbildner selbst zu. Der stufenweise Aufbau
des Schaumes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bietet die Vorteile der innigen Vermischung, einer
kontinuierlichen Arbeitsweise, einer vielfachen Kombination, sowie der Herstellung des Fertigschaumes in
kurzer Zeit, praktisch in wenigen Sekunden.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren besonders günstig mit Hilfe
einer Spritzvorrichtung durchgeführt werden kann, vor
allen Dingen deswegen·, weil eine Einstellung der Schaummasse auf schnelle Aushärtung, was stets angestrebt
wird, sich bei derartigen Vorrichtungen am ehesten erreichen läßt. Man kann dann den Erhärtungsbeginn
praktisch unmittelbar bei dem Zusammentreffen des Kunstharzvorkondensats mit dem Schaum
des Schaummittels einsetzen lassen, so daß aus der Spritzvorrichtung ein Kunstharzschaum austritt, der
bereits seine Form, also die Form der Austrittsöffnung, behält. Außerdem kann man vor dem Austritt der
Masse aus der Spritzvorrichtung noch Preßgas, z. B. Druckluft, in einer solchen Menge zuführen, daß der
Schaumstrom aus der Austrittsöffnung der Spritzvorrichtung geschlossen entströmt. Auf diese Art kann
man, je nach der vorgenommenen Einstellung, feinzelligen oder großzelligen Schaum herstellen; man
kann dadurch ferner das Raumgewicht des Schaumes festlegen.
Nachstehend sollen einige Beispiele für die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Stoffe bzw.
ihre Mischungen gegeben werden.
B e i s pi el 1
LOOO ecm mit Furfurol modifiziertes Harnstoff harz,
40 %ige Lösung,
500 ecm Phenolharz, 40 %ige Lösung,
400 g Asbestmehl oder verkieseltes Holzmehl,
50 g 85 %ige Phosphorsäure-Lösung.
400 g Asbestmehl oder verkieseltes Holzmehl,
50 g 85 %ige Phosphorsäure-Lösung.
1000 ecm Harnstoffharz-Vorkondensat-Lösung 50 %ig,
80 g Aluminiumsulfat,
100 g Calciumcarbonat,
100 g Schnellhärter,
200 g Asbestmehl bzw. anderer Füllstoff,
50 g Gummiarabicum,
100 g 85 %ige Phosphorsäure-Lösung..
1000 ecm Harnstoffharz-Vorkondensat-Lösung
■■-, 40%ig,
■■-, 40%ig,
15 ecm 85%ige Phosphorsäure-Lösung,
150 ecm 5 %ige Oxalsäure-Lösung,
1000 g Harnstoffharzpulver,
1000 g Gipspulver,
150 ecm 5 %ige Oxalsäure-Lösung,
1000 g Harnstoffharzpulver,
1000 g Gipspulver,
40 g Ruß-Pulver,
20 ecm Wasserglas-Lösung,
10 ecm Emulgator-Lösung,
25 ecm Polyester-Lösung.
Solche Gemische können z. B. mit Druckluft zu einem Schaum aufgelockert werden oder — gegebenenfalls
als Teilmischung — in einem für die Herstellung von Aminoplastschaum üblichen Gemisch von Schaum
des Schaummittels und Aminoplast-Vorkondensat-Lösung.
Das Verfahren nach der Erfindung hat zahlreiche besondere Vorteile. Es bildet die einfachste Lösung des
gestellten Problems, da der Durchfluß der Materialien in der Mischkammer durch keine Rührgeräte gehemmt
wird, an denen sich die Materialien festsetzen könnten, wodurch der Durchfluß und das Mischverhältnis
gestört würden. Die Vermischung aller Materialien findet durch Anwendung des Verfahrens
nach der Erfindung ausschließlich durch die turbulenten Strömungen und Wirbel, die in der Mischkammer
erzeugt werden, statt, wodurch die Apparate durchaus zuverlässig arbeiten. Außerdem hat sich
herausgestellt, daß das Verfahren nach der Erfindung neue Materialien liefert, die unter Anwendung der bis
jetzt bekannten Verfahren nicht erzeugt werden konnten. Die Zuschlagstoffe werden, im Rahmen des
erfindungsgemäßen Verfahrens je nach dem Zweck, für den Kunstharzschaum bestimmt ist, sowohl der
Art als der Menge nach gewählt. Es ist selbstverständlieh, daß verschiedenartige Zuschlagstoffe gleichzeitig,
nach vorhergehender Mischung, oder aber nach Herstellung gesonderter Mischung von Zuschlag und Gas
oder Luft, je für sich zugeführt werden können. Unter
den Zuschlagstoffen, die in Betracht kommen, nimmt fettfreier Ruß mit einer guten Befeuchtbarkeit durch
Wasser eine besondere Stelle ein. Die kolloidale Verbindung der Zuschlagstoffe wird wesentlich verbessert,
die Sprödigkeit des Aminoplastschaumes wird stark herabgesetzt und die Struktur des Endproduktes wird
homogener, während außerdem die Brandfestigkeit und die Wärmefestigkeit außerordentlich günstig beeinflußt
werden. Der Zersetzungspunkt wird bis auf 224 bis 238° C erhöht, so daß die Wärmefestigkeit
etwa 30° C höher zu liegen kommt. Von allen bis jetzt angewandten Füllstoffen ist Ruß der einzige, der auch
den wäßrigen Harzlösungen zugesetzt werden kann, ohne daß Erhärtungen oder Verschmutzungen in den
Leitungen oder Spritzapparaten auftreten. Da die Sedimentationsgeschwindigkeit von Ruß sehr gering
ist, bleibt Ruß im Gegensatz zu anderen Stoffen in den wäßrigen Lösungen der Schaumkomponenten während
längerer Zeit in Suspension verteilt. Indem man als Zuschlagstoff eine Mischung aus Ruß und trockenem
Harzpulver anwendet, erzielt man einen praktisch schwundfreien isolierenden Schaum mit hoher Druckfestigkeit.
Der besondere Vorteil der nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Schäume liegt darin,
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daß sie für die verschiedensten Verwendungsmöglich- ten wäßrigen Lösungeines Schaumbildungsmittels und
keiten herangezogen werden können, so z. B. durch eines Härtungsmittels besteht, wobei letzteres im allge-Einarbeiten
organischer oder anorganischer Mittel und meinen eine Säure ist. Es muß dabei stets darauf geSpurenelemente
als Samen, Zwiebeln oder Dünge- achtet werden, daß das Härtungsmittel mit dem zur
mittel in der Landwirtschaft oder als Desinfektions- 5 Anwendung kommenden Kunstharzvorkondensat
mittel gegen Bakterien, Viren, Ungeziefer und ahn- reagiert.
liches, wobei man im ersten Fall Harnstoff, Phosphate, In den Mischkammerteilen 3 und 8 sind Einsatz-Chloride,
Nitrate und ähnliche Materialien und im stücke 9, 10, 11, 12, 13 eingesetzt, die in Richtung der
zweiten Falle Calciumchlorid, Natronkali, Resorcin Strömung düsenförmig verengt sind. Diese Verengung
Formaldehyd usw. einarbeitet. io kann man dabei besonders vorteilhaft dadurch herbei-
Die aus den Schäumen hergestellten verschiedenen führen, daß man, senkrecht zur Achse der Misch-Körper
könnten nicht nur als Verpackungsmaterial kammer, jeweils einen ringförmigen Wulst vorsieht,
dienen, sondern auch als vorgefertigte gegebenenfalls An das Ende der Mischkammer, also dort, wo sich
poröse Baustoffe und Formstücke, also etwa als ein- der Einsatz 13 befindet, wird ein Spritzrohr oder ein
schichtige oder mehrschichtige Isolierplatten, als 15 Spritzschlauch von entsprechender Länge angesetzt;
Isolierschalsteine für das Vergießen von Beton, um diese Teile sind nicht dargestellt,
nur einige wenige Möglichkeiten anzuführen. Es Um den Schaum, wie bereits dargelegt, stufenweise können aber gerade im Bauwesen besonders vorteilhaft herzustellen, kann man bei einer Mischvorrichtung, örtlich, also direkt am Bau, die verschiedensten Arten wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, etwa in der Höhe der von Isolierputz aufgespritzt werden, indem man Fest- ao Einsatzstücke 11 oder 12 noch eine zusätzliche Zuführstoffgemische beifügt, die Gips, Kalk, Zement und leitung einmünden lassen und dort ein Luft-Pulverähnliche Materialien enthalten. Auf diese Art kann Gemisch oder eine Kunstharzlösung mit Hilfe von man auch Isolierungen des Daches sowie der Estriche Preßgas oder Preßluft einbringen; es empfiehlt sich, mit hchiren Druck-, Zug- und Biegezugfestigkeiten eine solche Zuführleitung schräg, und zwar in Richtung erhalten, da man nach dem erfindungsgemäßen Ver- »5 der Strömung in die Mischkammer hineinragen zu fahren zu Druckwerten von über 2 kg/cm2 kommt, im lassen.
nur einige wenige Möglichkeiten anzuführen. Es Um den Schaum, wie bereits dargelegt, stufenweise können aber gerade im Bauwesen besonders vorteilhaft herzustellen, kann man bei einer Mischvorrichtung, örtlich, also direkt am Bau, die verschiedensten Arten wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, etwa in der Höhe der von Isolierputz aufgespritzt werden, indem man Fest- ao Einsatzstücke 11 oder 12 noch eine zusätzliche Zuführstoffgemische beifügt, die Gips, Kalk, Zement und leitung einmünden lassen und dort ein Luft-Pulverähnliche Materialien enthalten. Auf diese Art kann Gemisch oder eine Kunstharzlösung mit Hilfe von man auch Isolierungen des Daches sowie der Estriche Preßgas oder Preßluft einbringen; es empfiehlt sich, mit hchiren Druck-, Zug- und Biegezugfestigkeiten eine solche Zuführleitung schräg, und zwar in Richtung erhalten, da man nach dem erfindungsgemäßen Ver- »5 der Strömung in die Mischkammer hineinragen zu fahren zu Druckwerten von über 2 kg/cm2 kommt, im lassen.
Gegensatz zu den bisherigen Werten, die im allge- Eine abgewandelte Ausführungsform einer erfin-
meinen nicht höher als 0,2 kg/cm2 liegen. Schließlich dungsgemäßen, Vorrichtung zeigt Fig. 2; dort sind
kann man auch die schallschluckenden Eigenschaften an verschiedenen Stellen der Mischkammer 1 bzw.
derartiger Platten oder Bauteile durch höheres Ge- 30 ihrer Teile 3 und 8 Zuführleitungen für verschiedene
wicht der Fertigschäume verbessern. Stoffe vorgesehen. Es ist durch die Kammer 3 zen-
Man kann de'm Fertigschaum auch saugende Eigen- trisch ein Rohr 14 eingeführt, welches sich in Längsschaften
durch Beimengung hygroskopischer Stoffe richtung bis in den vorderen Teil der Mischkammer
verleihen, so daß dann daraus Bestandteile von Filtern in Höhe des Einsatzes 12 erstreckt. Innerhalb des
hergestellt werden können, abgesehen davon, daß man 35 Rohres 14 sind drei Zuführleitungen angeordnet, und
auch die Möglichkeit hat, unterhalb von Ölbehältern zwar eine Zuführleitung 15, die innerhalb des Einsatzderartige Bauteile vorzusehen, um bei einem Undicht- Stückes 9 ihren Austritt hat und die für ein Luftwerden
dieser Behälter das umgebende Erdreich vor Pulver-Gemisch dient, ferner eine Zuführleitung 16,
dem Eindringen von öl zu schützen. die innerhalb des Einsatzes 10 endet und durch die ein
Schließlich sei noch erwähnt, daß die erfindungs- 40 Luft-Kunstharz-Gemisch austreten soll, und schließgemäßen
Schäume auch als Feuerlöschschäume Ver- lieh eine Zuführleitung 17, die an dem Ende des
wendung finden können. Rohres 14 ihre öffnung hat und damit innerhalb des
Nachfolgend soll eine in der Zeichnung dargestellte Einsatzes 12 für das Einbringen weiterer Zuschlagstoffe
Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungs- verwendbar ist. Die Austrittsöffnungen dieser Zuführgemäßen
Verfahrens geeignet ist, beschrieben wer- 45 leitungen sind so ausgebildet, daß die Ausblase- bzw.
den. Aussprührichtung stets gegen die Wand der Misch-
Es zeigt in schematischen Skizzen kammer gerichtet ist.
F i g. 1 einen Schnitt durch die Mischkammer einer In den F i g. 3 und 4 sind die Leitungen vor und
gestaltete Mischkammer einer Spritzvorrichtung, wäh- mit Hilfe einer Leitung 20 Preßluft gebracht wird,
rend in den während durch eine seitlich in die Zuführleitung 4
für die Mischeinrichtung skizziert sind. sung eines Schaumbildungsmittels und mittels einer
Eine Mischkammer 1 kann, wie F i g. 1 zeigt, aus 55 Leitung 19 eine Lösung eines Kunstharzhärtemittels
zwei rohrartigen Teilen 3 und 8 bestehen, die mit Hilfe zugeführt werden. Man kann ferner mit Hilfe einer
einer Überwurfmutter 2 miteinander verbunden wer- Zuf ührieitung 24 ein verschäumtes Gemisch von
den. In den Kammerteil 3 kann durch eine Zufuhr- Preßluft und Kunstharz-Vorkondensat-Lösung in die
leitung 4 Schaum eingeführt werden, während durch Kammer einführen und die in den F i g. 1 und 2 dareine weitere Zuführleitung 5 eine Kunstharz-Vorkon- 60 gestellten und beschriebenen Zuführleitungen 5 und 6
densat-Lösung eingeführt werden kann. In die Zuführ- in diese Leitung einmünden lassen,
leitung 5 mündet, vor dem Eintritt in die Misch- In eine weitere Zuf ührieitung 7, auch diese wurde
kammer 3, eine Druckluftleitung 6. Die beiden Zufuhr- bereits bei der Besprechung der F i g. 1 erwähnt,
leitungen 4 und 5 treten an verschiedenen Stellen des kann man vorteilhafterweise einen Behälter 22 zur
Umfanges in die Kammer 3 ein, während etwa zen- 65 Aufnahme eines Pulvers einschalten, so daß man nach
trisch eine Zuführleitung 7 für ein Luft-Pulver-Geraisch Anschluß einer Druckluftleitung 21 an diesen Bevorgesehen wurde. Durch die Zuführleitung 4 wird ein halter 22 durch die Zuführleitung 7 ein Gemisch aus
Schaum eingeführt, der aus einer vorher aufgeschäum- Luft und Pulver in die Mischkammer 1 (F i g. 3) oder
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in die Leitung hinter der Mischkammer (F i g. 4) eintragen kann. Gegebenenfalls kann man bei der Ausführungsform,
wie sie F i g. 4 zeigt, zwischen der Mischkammer 1 und der Eintrittsstelle der Zuführleitung
7 in das hinter der Mischkammer 1 angeordnete Spritzrohr 23 einen Druckmindereria einschalten.
Einen solchen Druckminderer kann man gegebenenfalls auch zwischen dem Behälter 22 und dem
Eintritt in das Spritzrohr 23 in der Leitung 7 vorsehen, so daß man auf diese Art den hohen Druck,
der zur Bildung des Luft-Pulver-Gemisches sehr häufig gebraucht wird, herabsetzen kann, um den Schaumstrom
im Spritzrohr 23 oder einen Spritzschlauch nicht zu zerreißen.
Mit den vorstehend beschriebenen oder ähnlichen Vorrichtungen wird ein Frischschaum erzeugt, der
unmittelbar nach dem Austritt aus dem Mundstück
eine tragende Körperform aufweist, so daß durch entsprechende Ausgestaltung .dieses Mundstückes schon
die fertige Form des Erzeugnisses bestimmt werden kann. Obendrein kann man die Zellengrößen dieses
Fertigprodukts, wie ebenfalls bereits dargelegt, vorausbestimmen. Man hat dadurch die Möglichkeit, in
Spritzverfahren Platten herzustellen, die mehrere Schichten aufweisen, wobei diese Schichten verschiedene
Zellengrößen, verschiedene Raumgewichte und
ίο auch sonst verschiedene Eigenschaften besitzen. Man
wird also die einzelnen Schichten ganz oder teilweise bei einer solchen Mehrschichtenplatte durchlaufen
lassen können und eine mehrschichtige einheitliche Platte herstellen können, bei der sich die Schichten
trotz ihrer inneren Unterschiede unlösbar miteinander verbinden, ohne daß irgendwelche besonderen Klebevorgänge
notwendig sind.
Claims (1)
- ööUPatentanspruch:Verfahren zur Herstellung von zuschlagstoffhaltigen Aminoplastschaumstoffen durch 'Verspritzen eines Kunstharzschaums aus Aminoplastharzen, Härtern, Schaummitteln, Zuschlagstoffen und Luft, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunstharzschaum in noch nicht ausgehärtetem Zustand, unmittelbar bei oder nach ί0 der Vereinigung der zu seiner Erhärtung führenden Reaktionskomponenten, kurz vor dem Verspritzen an sich übliche Zuschlagstoffe, mit Ausnahme solcher mit kurzer Erhärtungs- bzw. Abbindezeit nach Wasseraufnahme, zugedüst werden.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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NL6501667A NL144968B (nl) | 1965-02-10 | 1965-02-10 | Verbetering van de werkwijze voor het bereiden van een aminoplastschuim met een versterkte celstructuur volgens hoofdoctrooi nr. 141561. |
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DE1569550B2 DE1569550B2 (de) | 1974-12-12 |
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- 1964-02-28 FI FI41964A patent/FI44956C/fi active
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