DE3534739C2

DE3534739C2 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen auf Basis von Melaminharzen

Info

Publication number: DE3534739C2
Application number: DE19853534739
Authority: DE
Inventors: Harald Dr Mahnke; Guenter Kreibiehl; Heinz Dr Weber; Frank Peter Dr Woerner
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1985-09-28
Filing date: 1985-09-28
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2005-09-29
Also published as: DE3534739A1

Description

Aus der EP-A-17 671 ist ein Verfahren zur Herstellung von elastischen Schaumstoffen auf Basis von Melaminharzen bekannt, bei dem man eine kon zentrierte wäßrige Lösung eines Melamin/Formaldehyd-Vorkondensats mit einem Emulgator, einem Härter und einem flüchtigen Treibmittel vermischt, die Mischung verschäumt, anschließend das Vorkondensat aushärtet und schließlich den Schaum zur weitgehenden Entfernung von Treibmittel, Formaldehyd und Wasser tempert. Nach der DE-A-31 38 862 wird diese Tem perung dadurch vorgenommen, daß man den Schaumstoff mit heißen Gasen, vorzugsweise Heißluft, durchströmen läßt.

Bei kontinuierlicher Durchführung des Verfahrens hat sich nun gezeigt, daß dabei keine einheitlichen, einwandfreien Schaumstoffe entstehen. Diese weisen vielmehr Dichteschwankungen und starke Verfärbung im Kern bereich auf, die Schaumstoffbahnen sind stark verzogen. Dies rührt wahr scheinlich daher, daß beim Durchströmen des feuchten, noch etwa 20 bis 30 Gew.% Wasser enthaltenden Schaumstoffs mit Heißluft ein hoher Druck verlust auftritt, so daß nur die äußeren Zonen der Schaumstoffbahn von der Temperung erfaßt werden.

Der Erfindung lag also die Aufgabe zugrunde, den Druckverlust des feuch ten Rohschaums innerhalb eines so kurzen Zeitraums abzubauen, daß bei kontinuierlicher Arbeitsweise ein gleichmäßiges Durchströmen des Schaums mit einem gasförmigen Wärmeträger möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den feuchten Rohschaum mit Mikrowellen bestrahlt und dadurch den Wassergehalt rasch reduziert. Eine Behandlung mit Heißluft allein würde zu lange Trocken zeiten erfordern, die bei einem kontinuierlichen Verfahren nicht tragbar sind. Ein Trocknen mit anderen Methoden, z.B. durch Anlegen eines Unter drucks an der Schaumstoffoberfläche führt nicht zu dem gewünschten Er folg, genausowenig wie ein Beheizen mit Infrarotstrahlung. Überraschen derweise läßt sich dagegen der Druckverlust durch Bestrahlung mit Mikro wellen problemlos abbauen.

In der EP-A-37 470 ist eine Verfahrensvariante der oben beschriebenen Schaumstoffherstellung beschrieben, bei der das Verschäumen und Aushärten mit Hilfe von Mikrowellenbestrahlung vorgenommen wird. Dies geschieht je doch im wesentlichen bei Siedetemperatur des flüchtigen Treibmittels, d.h. unterhalb der Siedetemperatur des Wassers unter den herrschenden Bedingungen, so daß praktisch kein Wasser verdampft und somit keine Trocknung eintritt. Der Druckverlust des frisch geschäumten und gehärte ten Schaumstoffs ist dann vergleichbar hoch wie bei den mittels Heißluft als Wärmequelle verschäumten Produkten.

Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierliches Verfahren zur Herstel lung von elastischen Schaumstoffen auf Basis eines Melaminharzes auf einem laufenden Banddurch

A. Vermischen einer wäßrigen Lösung eines Melamin/Formaldehyd-Vorkon densats mit einem Emulgator, einem Härter und einem flüchtigen Treib mittel,
B. Verschäumen der Mischung und anschließendes Aushärten des Vorkonden sats durch Energiezufuhr bei Temperaturen, die unterhalb des Siede punktes von Wasser bei den jeweiligen Bedingungen liegen,
C. Trocknen des Schaums durch Verdampfen von Wasser auf einen Wasserge halt unterhalb von 10 Gew.%, und
D. Tempern des Schaums zur weitgehenden Entfernung von Formaldehyd und des restlichen Wassers mit Hilfe von durchströmenden heißen Gasen,

wobei das Trocknen in Stufe C räumlich getrennt von Stufe B durch Ultrahochfrequenz-Bestrahlung vorge nommen wird.

Dabei soll der Druckverlust auf weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 1 % des Werts für den ungetrockneten Schaum erniedrigt werden.

Die Ausgangsmaterialien und die Verfahrensbedingungen bei der Herstellung der Schaumstoffe sind in der EP-A-17 671 ausführlich beschrieben.

Der feuchte Rohschaum enthält je nach Konzentration der Vorkondensat-Lö sung noch etwa 20 bis 30 Gew.% Wasser. Bei dem erfindungsgemäßen Trock nungsschritt sollen mindestens 60%, vorzugsweise mehr als 80% und ins besondere mehr als 90% dieses Wassers verdampfen. Das Verdampfen erfolgt vorzugsweise so schnell, daß der Wassergehalt innerhalb von weniger als 30 min, vorzugsweise innerhalb von weniger als 15 min von 20 bis 30 Gew.% auf weniger als 10 Gew.% erniedrigt ist. Wird zu langsam getrocknet, dann erfolgt kein ausreichender Abbau des Druckverlusts.

Als Energiequelle für die erfindungsgemäße Trocknung wird Ultrahochfre quenzstrahlung verwendet. Die Frequenz liegt zwischen 0,85 und 100 GHz, vorzugsweise zwischen 0,915 und 10 GHz. Die Bestrahlung kann mit handels üblichen Mikrowellenöfen geschehen, die an geeigneter Stelle im Verlauf des kontinuierlichen Verfahrens, das zweckmäßigerweise auf einem Endlos band durchgeführt wird, angebracht sind. Die Dauer der Mikrowellenbe strahlung und der Leistungsbedarf richten sich nach dem angestrebten Trocknungsgrad. Vorzugsweise wird 5 bis 15 min lang bestrahlt und der Leistungsbedarf beträgt mehr als 8 (kW). Bei einer Schaumstoffdichte von 14,0 kg/m³, einem Wassergehalt des Rohschaums von 25 Gew.% und einem Durchsatz von 0,25 m³/min beträgt der erforderliche Leistungsbedarf beispielsweise ca. 30 kW, um den Wassergehalt auf 5 Gew.% zu erniedrigen. Wichtig für einen hohen Wirkungsgrad ist eine gleichmäßige Flächenbelegung der Schaumstoff bahn mit Mikrowellenstrahlung und eine gute Absaugung des verdampften Wassers, da es sonst zu Kondensatbildung kommen kann.

Beispiel

Gemäß Beispiel 7 der EP-A-17 671 wurde auf einem kontinuierlich laufenden Metallband ein Melaminharz-Schaum mit einer Höhe von 150 mm und einer Breite von 1450 mm hergestellt. Seine Rohdichte betrug 14,5 kg/m³; der Wassergehalt lag bei 27 Gew.%. Die Schaumhaut wurde durch Beschneiden unten und oben beseitigt.

Der Schaumstoffstrang wurde dann mit einer Geschwindigkeit von 0,36 m/min unter einem Mikrowellenofen (Frequenz 2,45 GHz) hindurchgeführt und mit einer Leistung von 14 kW bestrahlt. Die Bestrahlungsdauer betrug dabei etwa 10 min. Dabei verdampften 85% des im Schaum enthaltenen Wassers, so daß der Restwassergehalt nur noch 4,05 Gew.% betrug.

Der Schaumstoffstrang wurde dann durch einen Temperkanal geführt, wo bei einer Verweilzeit von 30 min bei 200°C heißer Luftstrom durchgeblasen wird.

Der fertige Schaum wies eine Dichte von 11,8 kg/m³ auf. Er zeichnete sich durch eine gute Formstabilität aus, so daß Material-Verluste infolge not wendiger Besäumung gering sind. Dichteschwankungen lagen innerhalb der vorgegebenen Toleranzen von ±0,5 kg/m³; Verfärbungen waren keine erkenn bar.

In einem Vergleichsversuch wurde ohne Mikrowellentrocknung gearbeitet. Hierbei waren die erhaltenen Schaumstoffplatten stark verzogen, so daß Besäumungsverluste von etwa 20% notwendig waren. Die Kernzone des Schaumstoffs waren deutlich verfärbt und zeigte starke Dichteschwankun gen.

Claims

1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von elastischen Schaum stoffen auf Basis eines Melaminharzes auf einem laufenden Band durch

A. Vermischen einer wäßrigen Lösung eines Melamin/Formaldehyd-Vor kondensats mit einem Emulgator, einem Härter und einem flüchti gen Treibmittel,
B. Verschäumen der Mischung und anschließendes Aushärten des Vor kondensats durch Energiezufuhr bei Temperaturen, die unterhalb des Siedepunktes von Wasser bei den jeweiligen Bedingungen lie gen,
C. Trocknen des Schaums durch Verdampfen von Wasser auf einen Wassergehalt unterhalb von 10 Gew.%, und
D. Tempern des Schaums zur weitgehenden Entfernung von Formaldehyd und des restlichen Wassers mit Hilfe von durchströmenden heißen Gasen,

dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen in Stufe C räumlich getrennt von Stufe B durch Ultrahoch frequenz-Bestrahlung vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe C mindestens 60%, vorzugsweise mehr als 80% des ursprünglich im Schaum enthaltenen Wassers verdampft werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe C der Wassergehalt innerhalb von weniger als 30 min, vorzugsweise innerhalb von weniger als 15 min, von 20 bis 30 Gew.% auf weniger als 10 Gew.% erniedrigt wird.