DE2652137C3

DE2652137C3 - Verfahren zum Formen von zellularem Polycarbodiimid

Info

Publication number: DE2652137C3
Application number: DE2652137A
Authority: DE
Inventors: Jacques Strassburg Bas-Rhin Roth (Frankreich)
Original assignee: Roth Freres SA
Current assignee: Johnson Controls Roth SAS
Priority date: 1975-11-17
Filing date: 1976-11-16
Publication date: 1980-09-11
Also published as: CA1074971A; NL7612540A; AU1967376A; DE2652137B2; DE2652137A1; NL166877B; US4265851A; AU503474B2; SE416453B; BR7607635A; SE7612711L; MX3576E; AR213834A1; NL166877C; LU76204A1; JPS5263970A; GB1527290A; ES453103A1; IT1069390B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen von zellularem Polycarbodiimid.

Die zur Zeit bekannten Schaumkunststoffe, welche zur Herstellung von Formteüen für die Isolierung, die Dekoration usw. dienen, haben im allgemeinen den Nachteil, daß sie mehr oder weniger brennbar sind. Das zellulare Polycarbodiimid dagegen erweist sich als ein unbrennbarer Stoff, der nach dem im französischen Amtsblatt erschienenen Epiradiator-Test als M 1 klassifiziert wurde.

Dieser Kunststoff von sehr geringer Dichte, etwa 16 kg/m³ ist jedoch sehr brüchig bzw. bröckelig und ist nur in Form von Platten oder Erzeugnissen, die aus Polycarbodiimid-Blöcken geschnitten werden, erhältlich.

Infolge dieser Zerbrechlichkeit und Bröckeligkeit sowie wegen der Formungskosten und der von diesem Verfahren bedingten Grenzen bezüglich seiner Anwendungsbereiche konnte das Polycarbodiimid bisher nicht für Artikel benutzt werden, die eine Formgebung und einen bestimmten mechanischen Widerstand erforderten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, durch welches dieses Material weniger bröckelig, elastischer, glatt und mechanisch widerstandsfähiger gestaltet und für bestimmte geformte Artikel brauchbar wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß eine PCD-Schaumstoffplatte durch Strahlung und direkten Kontakt in einem Preßformwerkzeug erwärmt, bei Erreichen ihres Erweichungspunktes zwecks Erhöhung ihrer Dichte zusammengepreßt und verformt wird und die Preßform nach der Formgebung vor dem öffnen leicht abgekühlt wird. Durch dieses Verfahren wird die PCD-Platte sowohl geformt als auch weniger bröckelig, elastischer sowie höher mechanisch belastbar gemacht, wobei sie aber den Vorteil der Nichtbiennbarkeit beibehält

Durch die Erfindung ist auch die Möglichkeit gegeben, die zellulare Struktur der PCD-Platte zu ändern, um z. B. den Warmpreßvorgang zu erleichtern und ein Preßteil von sehr glatter Oberfläche mit guten mechanischen Festigkeitswerten zu erhalten. Dabei kann gleichzeitig die Eigenschaft erreicht werden, daß sich die PCD-Platte den Reliefs und Gravuren der

ίο Preßform in bestmöglicher Weise anpaßt sowie verschiedene Arten von nachträglichen Überzügen erlaubt, wie z. B. einen Farbanstrich, das Überziehen mit Stoff, Kunstleder od. dgl. Dabei wird zweckmäßigerweise eine PCD-Platte verwendet, die aus PCD-Blöcken

is stammt, die bisher nach folgender Formel erzeugt werden:

100 Teile Methyl-Pheriyl-Diisocianat, wie z. B. das Produkt Bayer 44 V 40,

5 Teile Diphenyloresylphosthat, das ein feuerfestes und plastifizierendes Mittel ist,

4 bis 6 Teile eines Aktivierers der Dimerisation, wie

z. B. das Produkt Bayer PU 1835.

Durch das Mischen dieser Produkte erhält man nach deren Expansion und Polymerisation einen PCD-Schaumblock. Die aus dieser Zusammensetzung bestehenden Schaumblöcke und die daraus geschnittenen Platten haben jedoch eine zellulare Struktur, die eine große Mehrzahl von offenen, miteinander verbundenen Zellen und nur sehr wenig geschlossene Zellen aufweisen. Es gehört nun auch zur Erfindung, der Grundmischung des PCD ein chemisches Produkt mit spannungsaktiver Wirkung, z. B. Silikonöl, insoweit beizufügen, daß sich die Merkmale der Schaummischung ändern, die sich in gleicher Weise wie vorher expandiert und polymerisiert, während jedoch die erhaltenen Schaumblöcke eine veränderte zellulare Struktur aufweisen, da sie eine wesentlich größere Anzahl von geschlossenen Zellen hat, deren Menge im Verhältnis zum beigefügten spannungsaktiven Mittel steht.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist nun vorgesehen, daß ein zellulares Polycarbodiimid behandelt wird, das ein spannungsaktives Mittel, wie z. B. Silikonöl, in einem Verhältnis von 0,05 bis 0,15 Teilen enthält. Die aus den in dieser Weise erhaltenen PCD-Blöcken ausgeschnittenen Platten können infolge ihres viel größeren Prozentsatzes an geschlossenen Zellen sehr leicht warmgepreßt werden und weisen vor allem nach dieser Bearbeitung eine glatte und feste Oberfläche auf.

Ein besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, daß der Oberfläche des zu formenden Teiles die Wärme plötzlich und gleichzeitig mit dem Zusammenpressen zugeführt wird. Dies verbessert die Dichte und Glattheit des Gefüges.

Die Arbeitstemperatur des Preßform-Werkzeuges kann vorzugsweise 175 bis 190° Celsius betragen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel noch näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt einer Preßform vor der Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 den der Fig. 1 entsprechenden Schnitt nach dem Schließen der Preßform,

Fig. 3 in schaubildlicher Darstellung eine Platte, die nach dem Verfahren hergestellt wurde,

Fig.4 einen Querschnitt der Platte gemäß der Schnittlinie A-A in F i g. 3 und

Fig.5 einen Querschnitt der Platte gemäß der Schnittlinie B-B in F i g. 3.

Das Verfahren zum Formen von zellularem Polycarbodiimid besteht darin, eine Platte 1 zwischen einer Preßform 2 und einem Preßstempel 3 (F i g. 1 und 2) in der Weise zu erwärmen und zu pressen, daß ihre Dichte erhöht und daß sie geformt wird, und um den Kunststoff weniger bröckelig, bedeutend elastischer sowie glatt und mechanisch widerstandsfähiger zu gestalten, wobei die Eigenschaft der Unbrennbarkeit beibehalten wird.

Die Platte 1 wird zwischen der Preßform 2 und dem Preßstempel 3 durch Strahlung und durch direkten Kontakt, z. B. durch in das Formwerkzeug 2-3 montierte elektrische Widerstände 4 erwärmt

Die Platte wird sodann durch den Preßstempel 3 in die Preßform 2 gedrückt, wenn die Temperatur ihren idealen Erweichungspunkt erreichte. Dieser letztere beträgt 130⁰C für einen Schaumstoff von 16 kg/m³ Dichte. Das Zusammenpressen muß auf jeden Fall in einem Zeitraum von weniger als fünf Sekunden erfolgen, um jegliches Abkühlen des Schaumstoffes zu vermeiden. Dies wird mittels des geheizten Formwerkzeuges ermöglicht, das den Schaumstoff während des gesamten Preßvorganges auf seinem Erweichungspunkt hält Durch diesen Vorgang wird die Platte 1 in ein Formstück 1' verwandelt, das eine Dichte von etwa 80 bis 100 kg/m³ hat und leicht elastisch, von glatter Oberfläche und nicht bröckelig ist.

Die Temperatur des Erweichungspunktes ist sehr wichtig, denn unter dieser Temperatur ist das zellulare Polycarbodiimid zu brüchig, um geformt zu werden, und über dieser Temperatur oder wenn dieselbe zu lange beibehalten ist, wird das Produkt bröckelig.

Der genaue Augenblick des Preßvorganges nach dem Beginn des Erwärmens wird in bezug auf die Erweichungstemperatur und die Stärke der Platte 1 vorausbestimmt. In der industriellen Phase ist es somit möglich, den Arbeitszyklus des Preßstempels 3 mittels eines automatischen Schaltwerkes festzulegen.

Nach der Formgebung wird die Preßform z. B. durch Luftstrahl leicht abgekühlt, um die Platte 1' leicht zu erhärten, bevor der Preßstempel 3 zurückgezogen und die Platte 1' aus der Form entnommen wird.

Um ein Formstück von sehr glatter Oberfläche zu erhalten, das eine starke Proportion von geschlossenen Zellen aufweist, die Reliefs und die Gravierung der Preßform einwandfrei annimmt und alle Arten von nachfolgenden Überzügen ermöglicht, kann ein zellulares Polycarbodiimid geformt werden, das ein spannungsaktives Mittel, wie z. B. Silikonöl, in einem Verhältnis von 0,05 bis 0,15 Teilen enthält.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Verfahren darin, der Oberfläche des zu formenden Teiles die Wärme plötzlich und gleichzeitig mit dem Zusammenpressen zuzuführen, damit er ein Gefüge erhält, das glatt, von größerer Dichte und remanent ist

Die Arbeitstemperatur des Formwerkzeuges liegt in diesem Fall vorzugsweise zwischen 175 und 190°C.

Diese Variante wird ..achsiehend für das Ausführungsbeispiel eines Formstückes aus Polycarbodiimid beschrieben, wo sich die Dichte von 16 kg/m³ einer Platte auf eine Dichte von 40 bis 100 kg/m³ erhöht

Die Ausgangsdichte der Platte von 16 kg/m³ ist jene Dichte, die das Erhalten der Verformung und das Tiefpressen begünstigt.

Zur Herstellung eines Formstückes aus Polycarbodiimid, dessen sichtbare Seite durch die Wirkung des Preßstempels erhalten wird, bringt man die Temperatur des Preßstempels und der Preßform auf 175 bis 190° C.

ι« Das Vorwärmen durch Strahlung und durch Kontakt wird auf etliche Bruchteile einer Sekunde verringert, d. h. auf die erforderliche Zeit zum Einlegen der Polycarbodiimid-Platte in die Preßform und zum Senken des Preßstempels zwecks Vornahme der Formgebung. Während des Auflegens der Platte auf die Preßform wird der Preßstempel, der die sichtbare Seite gestaltet, zwecks Vermeidung von jeglicher Wärmeabgabe um einige Zentimeter, vorzugsweise etwa zehn Zentimeter, von der Platte entfernt angebracht.

jii Die plötzlich und gleichzeitig mit dem Stempeldruck ankommende Wärme erzeugt auf der Plattenoberfläche eine sehr starke Dichtezunahme in einer Stärke von etwa 1 mm, doch sinkt diese Dichte sehr schnell, um in der restlichen zellularen Masse nahezu regelmäßig zu

j-, werden.

Wird also beispielsweise eine Platte von 60 mm Stärke und von einer Dichte von 16 kg/m³ zusammengepreßt, um ein Formstück herzustellen, dessen verschiedene Querschnitte Stärken von 20 mm, !0 mm

in und 15 mm aufweisen, dann erhält man eine Dichte von 48 kg/m³ im Querschnitt von 20 mm, von 96 kg/m³ im Querschnitt von 10 mm, und von 72 kg/m³ im Querschnitt von 15 mm.
Die sichtbare Fläche des so erhaltenen Formstückes

r. hat dann eine oberflächliche Dichte von etwa 300 kg/m³, und sie ist glatt und remanent.

Für eine andere Ausführungsart kann die Rolle des Preßstempels und der Preßform natürlich umgekehrt werden.

4(i Im Falle der Herstellung eines Formstückes, bei welchem die Dichteunterschiede zwischen 100 und 300 kg/m³ und mehr betragen, erfolgen die Variationen im gleichen Sinne, doch geht man hierbei von bedeutend größeren Platienstärken aus. Im letzteren Fall erfolgt

ι, die Erwärmung der Platte durch Strahlung und direkten Kontakt zwischen dem Preßstempel und der Preßform, die nahezu oder völlig die Platte berühren, deren Temperatur je nach der gewünschten Formgebung zwischen 130 und 180°C beträgt. Sobald der Schaum-

,Ii ftoff den gewollten Erweichungspunkt erreicht, wird er om Stempel in die Preßform gedruckt.

Ist die Wärmezufuhr und der Preßdruck progressiver, dann ist die Dichtezunahme besser in der Masse der zellularen Struktur verteilt. Die oberflächliche Dichte-

,-, zunähme, d. h. von etwa 1 mm Stärke, ist geringer in bezug auf die restliche Masse, doch verbleibt diese Oberfläche auf jeden Fall glatt und remanent, was durch die starke Dichte des gesamten Polycarbodiimid-Schaumstoffes begünstigt wird.

,(i Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Wandplatten, Hängedecken oder Rohrisolierschalen.

llici/u 2 Blatt

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Formen von zellularem PoIycarbodiimid, dadurch gekennzeichnet, daß eine PCD-Schaumstoffplatte durch Strahlung und direkten Kontakt in einem Preßformwerkzeug erwärmt, bei Erreichen ihres Erweichungspunktes zwecks Erhöhung der Dichte zusammengepreßt und verformt wird und die Preßform nach der Formgebung vor dem öffnen leicht abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberfläche des zu formenden Teiles die Wärme plötzlich und gleichzeitig mit dem Zusammenpressen zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitstemperatur des Preßform-Werkzeuges vorzugsweise 175' Celsius ,-.?Sa beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB ein zellulares Polycarbodiimid behandelt wird, das ein spannungsaktives Mittel, wie z. B. Silikonöl, in einem Verhältnis von 0,05 bis 0,15 Teilen enthält