Polyurethan/Polyisocyanurat-Schaum mit verbesserten Hafteigenschaften
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Polyurethan/Polyisocyanuratschaum mit verbesserten Hafteigenschaften. Sie betrifft weiterhin dessen Verwendung zur Herstellung von Metallverbundelementen, hiermit hergestellte Metallverbundelemente und ein Verfahren zur Herstellung der Metallverbundelemente.
Metallsandwichelemente auf der Basis von Polyurethan- (PU)-Hartschaumstoffen, also sowohl Polyurethan- (PUR) als auch Polyisocyanurat- (PIR)-Hartschaumstoffen, spielen eine wichtige Rolle im Industriehallenbau. Neben der Wärmeisolation und dem Brandverhalten spielen die Verbundeigenschaften, vor allem die Haftfestigkeit im Schaum/Stahlgrenzbereich, eine wichtige Rolle. Für die kontinuierliche Fertigung dieser Elemente ist die Haftfestigkeit von metallischer Deckschicht zu PU-Schaum besonders wichtig.
Insbesondere die Verarbeitung von PIR-Schäumen erfolgt üblicherweise unter Zusatz von Haftvermittlern, wobei vor allem 2K-Polyurethan-Haftvermittlersysteme etabliert sind. Die Haftfestigkeiten durch Einsatz solcher 2K-Haftvermittlersysteme werden prinzipiell deutlich verbessert. Dieses bedeutet für die Hersteller der Fertigteile eine Produktverbesserung in der Weise, dass die Langzeitrisiken für einen Haftungsversagen massiv reduziert werden.
In diesem Zusammenhang offenbart EP 1 516 720 AI die Verwendung eines Polyurethan- Haftvermittlers zur Verbesserung der Haftung zwischen den Schichten eines Verbundelements, enthaltend einen Polyisocyanurat-Schaumstoff und Deckschichten, sowie die Verbundelemente als solche und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Bei dem verwendeten Haftvermittler handelt es sich um einen aus dem Stand der Technik bekannten Haftvermittler auf Polyurethanbasis mit einer Dichte von 400 bis 1200 g/1. Dieser Haftvermittler ist im Allgemeinen erhältlich durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Verbindungen mit zwei gegenüber Isocyanaten reaktiven Wasserstoffatomen, wobei das Umsetzungsverhältnis so gewählt wird, dass im Reaktionsgemisch das Verhältnis von Anzahl an Isocyanatgruppen zu Anzahl an gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen 0,8 bis 1,8:1, bevorzugt 1 bis 1 ,6: 1 beträgt. Bevorzugte Ausführungsformen betreffen die Verwendung von reaktivem 2K-Polyurethan-Haftvermittler, welcher beim Zusammenbringen von Schaumstoffschicht und Deckschicht noch reaktionsfähig ist. Dieses birgt jedoch ein Gefährdungspotential gegenüber Anwendern. Generell bedeutet der Einsatz solcher Haftvermittler zusätzliche Kosten für Material und Verarbeitungstechnologien. Darüber hinaus können bei der Verarbeitung solcher 2K- Haftvermittlersysteme Schwierigkeiten mit einer ausreichenden Homogenisierung der
Haftvermittlerkomponenten auftreten. Eine insuffiziente Homogenisierung kann im Hinblick auf die Langzeitverbundeigenschaften der Metallverbundelemente ein hohes Risiko bedeuten. Es kann bei wechselnden Temperaturen zu Haftungsversagen von Deckschicht zu Schaum kommen. Weiterhin bedeutet die Verarbeitung eines 2K-Haftvermittlersystems einen relativ hohen Ausschuss an chemischen Rohstoffen und Stahlblechen zu Beginn einer Produktionsphase.
Wüns chenswert wären dahe r PIR-Schaumstoffe, die bei der Verarbeitung zu Metallverbundelementen auch ohne Haftvermittlervorbehandlung gute Haftfestigkeiten im Schaum/Blech-Verbund aufweisen. Insbesondere wäre ein PIR-Schaumstoff wünschenswert, welcher bereits bei vergleichsweise geringen Doppeltransportbandtemperaturen in der kontinuierlichen Fertigung von Metallverbundelementen gute Haftfestigkeiten aufweist.
Erfindungsgemäß vorgeschlagen wird daher ein
Polyurethan-/Polyisocyanurat-Schaum, erhältlich aus der Reaktion von
A) einer Polyolkomponente, umfassend
AI) ein aromatisches Polyesterpolyol, A2) ein auf einem Kohlenhydratpolyol gestartetes Polyetherpolyol und
A3) ein auf Ethylenglykol gestartetes Polyetherpolyol, wobei die Gesamt-Hydroxylzahl der Polyolkomponente A) > 150 mg KOH/g bis < 300 mg KOH/g beträgt; mit
B) einer Polyisocyanatkomponente, wobei das Äquivalentverhältnis von NCO-Gruppen zur Summe der gegenüber NCO-Gruppen reaktiven Wasserstoffatome > 110:100 bis < 200: 100 beträgt.
Erfindungsgemäße Schäume lassen sich ohne zusätzlichen Haftvermittler zu Verbundelementen verarbeiten, wobei eine in der Praxis genügende Haftfestigkeit zwischen Schaum und Deckschicht erreicht wird. Es lassen sich so Haftfestigkeiten gemäß DIN 53292 oberhalb des weithin relevanten Wertes von 0,2 N/mm2 darstellen.
Das aromatische Polyesterpolyol AI ) kann beispielsweise ein Polykondensat aus Di- sowie gegebenenfalls Tri- und Tetraolen und aromatischen Di- sowie gegebenenfalls Tri- und Tetracarbonsäuren oder Hydroxycarbonsäuren oder Lactonen sein. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niederen Alkoholen zur Herstellung der Polyester verwendet werden.
Beispiele für geeignete Diole sind Ethylenglykol, Butylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyalkylenglykole wie Polyethylenglykol, weiterhin 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, Butandiol(l,3), Butandiol(l,4), Hexandiol(l,6) und Isomere, Neopentylglykol oder
Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester, wobei Hexandiol(l,6) und Isomere, Neopentylglykol und Hydroxypivalinsäureneopenthylglykolester bevorzugt sind. Daneben können auch Polyole wie Trimethylo lprop an, Glyc erin, Erythrit, P entaerythrit, Triemthylo lb enzo l o der Trishydroxyethylisocyanurat eingesetzt werden.
Als aromatische Dicarbonsäuren können beispielsweise Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und/oder Tetrachlorphthalsäure eingesetzt werden. Als Säurequelle können auch die entsprechenden Anhydride verwendet werden.
Sofern die mittlere Funktionalität des zu veresternden Polyols > 2 ist, können zusätzlich auch Monocarbonsäuren wie Benzoesäure und Hexancarbonsäure mit verwendet werden.
Hydroxycarbonsäuren, die als Reaktionsteilnehmer bei der Herstellung eines aromatischen Polyesterpolyols mit endständigen Hydroxylgruppen mitverwendet werden können, sind beispielsweise Hydroxycapronsäure, Hydroxybuttersäure, Hydroxydecansäure, Hydroxystearinsäure und dergleichen. Geeignete Lactone sind Caprolacton, Butyrolacton und Homologe. Bevorzugt ist Caprolacton.
Das Polyesterpolyol AI) kann eine OH-Zahl (Hydroxylzahl) von > 200 mg KOH/g bis < 300 mg KOH/g und vorzugsweise > 220 mg KOH/g bis < 260 mg KOH/g betragen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung lassen sich beschriebene OH-Zahlen generell anhand DIN 53240 bestimmen. Die durchschnittliche Funktionalität dieses Polyesterpolyols ist vorteilhafterweise > 1,8 bis < 2,2.
Das auf einem Kohlenhydratpolyol gestartete Polyetherpolyol A2) kann beispielsweise auf Mannit, Isomalt, Lactit, Sorbit, Xylit, Threit, Erythrit und/oder Arabit gestartet sein. "Auf einen Kohlenhydratpolyol gestartet" bedeutet hierbei, dass das entsprechende Polyol als Ausgangspunkt für eine Reaktion mit Epoxiden zur Polyethersynthese angesehen werden kann. Bevorzugt ist hierbei Sorbit. Erfindungsgemäß geeignete Polyetherpolyole umfassen die Additionsprodukte von Styroloxid, Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid und/oder Epichlorhydrin an solche
Kohlenhydratpolyole. Zur Beeinflussung der Funktionalität können in der Polyethersynthese noch weitere Polyole wie Butyldiglykol, Glycerin, Diethylenglykol, Trimethyolpropan, Propylenglykol und/oder 1 ,4-Butandiol eingesetzt werden.
Das Polyetherpolyol A2) kann eine OH-Zahl von > 400 mg KOH/g bis < 450 mg KOH/g und vorzugsweise > 420 mg KOH/g bis < 440 mg KOH/g betragen. Die durchschnittliche Funktionalität dieses Polyetherpolyols ist vorteilhafterweise > 3,8 bis < 4,2.
Das auf Ethylenglykol gestartete Polyetherpolyol A3) kann beispielsweise ein Additionsprodukt von Styroloxid, Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid und/oder Epichlorhydrin an Ethylenglykol sein. Dieses Polyol kann eine OH-Zahl von > 200 mg KOH/g bis < 300 mg KOH/g und vorzugsweise > 260 mg KOH/g bis < 390 mg KOH/g betragen. Die durchschnittliche Funktionalität dieses Polyetherpolyols ist vorteilhafterweise > 1,8 bis < 2,2.
Die Polyisocyanatkomponente B) umfasst die in der Polyurethanchemie üblichen Polyisocyanate. In Betracht kommen im Allgemeinen aliphatische, cycloaliphatische, arylaliphatische und aromatische mehrwertige Isocyanate. Bevorzugt werden aromatische Di- und Polyisocyanate verwendet. Vorzugsweise umfasst die Polyisocyanatkomponente monomeres und/oder polymeres Diphenylmethandiisocyanat. Beispielsweise kann es sich hierbei um 2,2'-, 2,4 '- und 4,4'- Diphenylmethandiisocyanat (MDI) sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Mischungen aus 2,2'- , 2,4'-, 4 , 4 '-Diphenylmethandiisocyanaten (Zweikern-MDI) oder Polyphenylen-polymethylen- polyisocyanaten (polymeres MDI) handeln. Es ist möglich, dass in der Polyisocyanatkomponente B) noch weitere Polyisocyanate vorhanden sind. Bevorzugte Beispiele sind 2,4- und 2,6- Toluylendiisocyanat (TDI) sowie beliebige Gemische dieser Isomeren.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Gesamt-Hydroxylzahl der Polyolkomponente A) > 150 mg KOH/g bis < 300 mg KOH/g beträgt. Die Polyolkomponente A) ist als Gesamtheit der zur Polymerbildung eingesetzten Polyole zu verstehen. Nicht mit in diese Hydroxylzahl eingeschlossen ist zum Beispiel als Treibmittel zugesetztes Wasser. Die Gesamt-Hydroxylzahl kann auch > 210 mg KOH/g bis < 290 mg KOH/g und vorzugsweise > 220 mg KOH/g bis < 270 mg KOH/g betragen. Sie lässt sich anhand DIN 53240 bestimmen.
Es ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Äquivalentverhältnis von NCO-Gruppen zur Summe der gegenüber NCO-Gruppen reaktiven Wasserstoffatome > 110: 100 bis < 200: 100 beträgt. Dieses Verhältnis oder Index kann auch > 120:100 bis < 190:100 oder > 150:100 bis < 170:100 betragen. Ohne auf eine Theorie festgelegt zu sein, wird angenommen, dass bei einem solchen für
PIR-Schäume verhältnismäßig niedrigen Index unter Verarbeitung der erfindungsgemäßen Polyolkomponente A) es zu einer verbesserten Haftung des Schaums auf Substraten kommt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des PUR/PIR-Schaums können weiterhin die üblichen Hilfs- und Zusatzstoffe wie zum Beispiel Flammschutzmittel, Stabilisatoren, Katalysatoren und Treibmittel und dergleichen eingesetzt werden.
Als Treibmittel können allgemein bekannte chemisch oder physikalisch wirkende Verbindungen eingesetzt werden. Als chemisch wirkendes Treibmittel kann bevorzugt Wasser eingesetzt werden. Beispiele für physikalische Treibmittel sind (cyclo)aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, sowie halogenierte Kohlenwasserstoffe, die unter den Bedingungen der Polyurethanbildung verdampfen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Pentan und Cyclopentan, sowie Gemische aus Pentan und Cyclopentan als Treibmittel verwendet.
Die Menge der eingesetzten Treibmittel richtet sich überwiegend nach der angestrebten Dichte der Schaumstoffe. Im Allgemeinen wird Wasser von 0 Gewichts-% bis 5 Gewichts-% (bezogen auf die Gesamtrezeptur), bevorzugt von 0,1 Gewichts-%> bis 3 Gewichts-%> verwendet. Generell kann ferner physikalisch wirkendes Treibmittel von 0 Gewichts-%) b is 8 Gewichts-%>, bevorzugt von 0,1 Gewichts-%) bis 5 Gewichts-%>, verwendet werden. Als Treibmittel kann auch Kohlendioxid eingesetzt werden, das vorzugsweise als Gas in den Ausgangskomponenten gelöst wird.
Als Katalysatoren für die Herstellung der PUR/PIR-Schäume können die üblichen und bekannten Polyurethan- beziehungsweise Polyisocyanuratbildungskatalysatoren eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind organische Zinnverbindungen wie Zinndiacetat, Zinndioctoat, Dibutylzinndilaurat u n d / o d e r s t a rk b a s i s c h e A m i n e w i e 2,2,2-Diazabicyclooctan, Triethylamin, Dimethylcyclohexylamin, Triethylendiamin oder Bis(N,N-Dimethylaminoethyl)ether, sowie zur Katalyse der PIR-Reaktion Kaliumacetat und aliphatische quaternäre Ammoniumsalze.
Die Katalysatoren werden vorzugsweise in einer Menge von 0, 1 Gewichts-%> bis 3 Gewichts-%>, vorzugsweise 0,5 Gewichts-%> bis 2 Gewichts-%>, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Komponenten, eingesetzt.
Beispiele für Flammschutzmittel sind Phosphate wie Tris(l-chloro-2-propyl)-phosphat (TCPP) und Triethylphosphat (TEP). Beispiele für Stabilisatoren sind silikonhaltige Schaumstabilisatoren wie Polyetherpolysiloxancopolymerisate.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene PUR/PIR-Schaumstoffe können beispielsweise eine Dichte von > 20 g/1 bis < 150 g/1 aufweisen. Sie lässt sich anhand DIN EN ISO 3386-1-98 bestimmen.
Ein Beispiel für eine Rezeptur der Polyolkomponente A) im erfindungsgemäßen Verfahren ist: Polyesterpolyol AI): > 30 bis < 50 Gewichtsteile
Polyetherpolyol A2) > 10 bis < 30 Gewichtsteile
Polyetherpolyol A3) > 5 bis < 15 Gewichtsteile
Weiterhin können hinzugefügt werden:
Flammschutzmittel Trischlorisopropylphosphat : > 15 bis < 35 Gewichtsteile
Siliconhaitiger Stabilisator: > 1 bis < 5 Gewichtsteile
Carbonsäuresalz (PIR-Katalysator): > 2 bis < 5 Gewichtsteile
Aminkatalysator: > 0,1 bis 1 Gewichtsteile
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaums ist das aromatische Polyesterpolyol AI) aus Phthalsäureanhydrid und Diethylenglykol erhältlich.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaums ist das auf Sorbit gestartete Polyetherpolyol A2) aus Sorbit, Glycerin und Propylenoxid erhältlich.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaums ist das auf Ethylenglykol gestartete Polyetherpolyol A3) aus Ethylenglykol und Ethylenoxid erhältlich.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaums umfasst die Polyisocyanatkomponente B) ein Gemisch von Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat mit Isomeren und höherfunktionellen Homologen.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaums liegen in der Polyolkomponente A) die Komponenten AI) und A2) in einem Gewichtsverhältnis von > 1 : 1 bis < 3: 1 und/oder die Komponenten AI) und A3) in einem Gewichtsverhältnis von > 4: 1 bis < 8:1 zueinander vor und/oder die Komponenten A2) und A3) liegen in einem Gewichtsverhältnis von > 2: 1 bis < 4:1 zueinander vor. Vorzugsweise betragen die Gewichtsverhältnisse A1):A2):A3) 39-41 :19-21 :6-8. Insbesondere bei solchen Gewichtsverhältnissen wurde gefunden, dass eine besonders stabile, reproduzierbare Verarbeitung möglich ist, wobei Mechanik, Haftfestigkeiten und Panelgeometrien bei Verbundelementen den Marktanforderungen entsprechen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verbundelement, umfassend eine Deckschicht und eine einen erfindungsgemäßen Polyurethan/Polyisocyanuratschaum umfassende Schicht. Das Material der Deckschicht kann beispielsweise Metall, Bitumen, Papier, Mineral- Vliesstoffe, organische Fasern umfassende Vliesstoffe, Kunststoff-Platten, Kunststoff-Folien und/oder Holzplatten umfassen.
Insbesondere beträgt in dem Schaumstoff-Verbundelement die Haftfestigkeit zwischen der Deckschicht und der Schaumstoffschicht > 0,12 N/mm2 bis < 0,4 N/mm2. Die Haftfestigkeit kann anhand der Norm DIN 53292 bestimmt werden. Sie kann auch > 0,13 N/mm2 bis < 0,37 N/mm2 oder > 0,20 N/mm2 bis < 0,36 N/mm2 betragen. In einer Ausführungsform des Verbundelements ist zwischen der einen erfindungsgemäßen Polyurethan-/Polyisocyanurat-Schaum umfass enden S chicht und der D eckschicht keine Haftvermittlerschicht angeordnet. Hier kommt der Vorteil des erfindungsgemäßen Schaums zum Tragen, welcher verbesserte Hafteigenschaften aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform des Verbundelements ist die Deckschicht eine Metallschicht. Folglich liegt ein Metallverbundelement vor. Vorzugsweise sind solche Metallverbundelemente Sandwich- Verbundelemente, umfassend wenigstens zwei Deckschichten und einer dazwischen liegenden Kernschicht erfindungsgemäßen Schaums. Geeignete Metalle sind beispielsweise Stahl und Aluminium. Beispiele für die Anwendung derartiger Metallverbundelemente sind ebene oder linierte Wandelemente sowie profilierte Dachelemente für den Industriehallen- und Kühlhausbau ebenso wie für LKW- Aufbauten, Hallentüren oder Transportcontainer.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Verbundelementen, wob ei eine zum erfindungsgemäßen P o lyurethan-ZPolyisocyanurat-Schaum führende Reaktionsmischung auf eine Deckschicht aufgetragen wird. Die Herstellung dieser Verbundelemente kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Vorrichtungen zur kontinuierlichen Herstellung sind zum Beispiel aus DE 1 609 668 oder DE 1 247 612 bekannt.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zwischen der Reaktionsmischung und der Deckschicht keine Haftvermittlerschicht angeordnet. Hier kommt der Vorteil des erfindungsgemäßen Schaums zum Tragen, welcher verbesserte Hafteigenschaften aufweist.
In einer weiteren Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Deckschicht eine Metallschicht. Geeignete Metalle sind beispielsweise Stahl und Aluminium.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Verfahren als Doppeltransportbandverfahren ausg e staltet. Durch di e H aftung s e ig ens chaften de s erfindungsgemäßen Schaums lässt sich eine Vorbehandlung der Deckschichten einsparen. Dieses vereinfacht das Verfahren und hat unmittelbare ökonomische Vorteile. In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Deckschicht beim Auftragen der Reaktionsmischung eine Temperatur von > 40 °C bis < 60 °C auf. Diese Temperatur kann in einer Produktionsanlage beispielsweise durch eine vorhergehende Ofenanlage realisiert werden. Insbesondere für Doppeltransportbandanlagen ist die Temperatur vergleichsweise niedrig, was wiederum Vorteile in der Prozessführung und -Ökonomie mit sich bringt. Die Temperatur kann auch > 50 °C bis < 55 °C betragen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung des erfindungsgemäßen Schaums zur Herstellung von Verbundelementen. Vorzugsweise ist in der erfindungsgemäßen Verwendung das Verbundelement ein Metallverbundelement, n o ch m e hr b e v o rzu gt e in S t ah l- oder Aluminiumverbundelement. Insbesondere lässt sich der erfindungsgemäße Schaum zur Herstellung von Verbundelementen verwenden, bei denen keine Haftvermittlerschicht zwischen Deckschicht und Schaum vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
Ein PIR-Schaum wurde in üblicher Verfahrensweise gemäß der nachfolgend aufgeführten Rezeptur erhalten. Der Schaum wurde unmittelbar auf eine metallische Deckschicht, also ohne Haftvermittler- Zwischenschicht, aufgetragen.
Polyolformulierung:
AI) Polyesterpolyol aus Phthalsäureanhydrid und Diethylenglykol, Funktionalität 2, OH-Zahl 240 mg KOH/g: 40 Gewichtsteile
A2) Polyetherpolyol aus Sorbit, Glycerin und Propylenoxid, Funktionalität 4, OH-Zahl 430 mg KOH/g: 20 Gewichtsteile
A3) Polyetherpolyol aus Ethylenglykol und Ethylenoxid, Funktionalität 2, OH-Zahl 280 mg KOH/g: 7 Gewichtsteile
Flammschutzmittel Trischlorisopropylphosphat: 25 Gewichtsteile
Siliconhaitiger Stabilisator: 2,5 Gewichtsteile
Dimethylcyclohexylamin: 0,3 Gewichtsteile
Treibmittel 1 : n-Pentan
Treibmittel 2: Wasser
Polyisocyanat: Desmodur® 44V20 (polymeres MDI, ex Bayer MaterialScience AG) Rezeptur:
Polyolformulierung: 100 Gewichtsteile
Desmorapid® 1792 (PIR-Katalysator, ex Bayer MaterialScience AG): 3 Gewichtsteile
n-Pentan: 7 Gewichtsteile
Polyisocyanat: 177 Gewichtsteile, entsprechend einem Index von 200
Der erhaltene Schaum in einem 40 mm- Verbundelement (Panel) wies die folgenden Eigenschaften auf:
Dichte: 40 kg/m3; Druckfestigkeit: 0, 15 N/mm2 (DIN 53291); Druckmodul: 3,7 N/mm2 (DIN 53291); Zugfestigkeit: 0,14 N/mm2 (DIN 53292); Zugmodul: 4,7 N/mm2 (DIN 53292) .
Der erfindungsgemäße Schaum wurde hinsichtlich seiner Haftfestigkeit in Stahl- Verbundelementen in Anlehnung an DIN 53292 untersucht. Die Durchführung unterschied sich dabei vom Zugversuch senkrecht zur Deckschichtebene nach DIN 53292-82 durch die unterschiedliche Probendicke und Anzahl der Deckschichten. Beim Versuch nach DIN 53292-82 wird die gesamte Dicke des Verbundelementes zugrunde gelegt. Dabei bestimmt der schwächste Bereich der Gesamtprobe den Bruchort. Demgegenüber erlaubt der Haftversuch in der hier beschriebenen Abwandlung eine seitenbezogene Beurteilung der Haftung. Zur Probenentnahme wurde daher ein Verbundelement senkrecht zu den Deckschichten geschnitten. Bei der Messung wurden quadratische Proben verwendet, deren Seitenlänge 50 mm und deren Probenhöhe 10 mm (einschließlich der Deckschicht) betrug. Auf die metallischen Deckschichten wurde zusätzlich eine Prüfvorrichtung aufgeklebt, so dass eine standardisierte Haftfestigkeitsmessung stattfinden konnte.
Ebenfalls wurde die Blasenbildung nach Temperung bei 105 °C für 1 Stunde überprüft.
Die Versuchsergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen 1 und 2 wiedergegeben. Hierbei bedeuten die ermittelten Werte σ H die Haftfestigkeitswerte an Produktions Oberseite beziehungsweise Produktionsunterseite. Die Produktionsunterseite ist hierbei diejenige Seite einer metallischen Schicht des Verbundelements, auf die die Reaktionsmischung aufgetragen wurde. Im Zuge der weiteren Reaktion erreicht dann der sich ausdehnende Schaum eine Seite der anderen Metallschicht. Dieses ist die Produktionsoberseite. Die Bezeichnungen "Wand 40", "Wand 80" und "Wand 120" kennzeichnen eine Wandstärke des Verb undelements vom 40 mm, 8 0 mm beziehungsweise 120 mm.
Tabelle 1 : Prüfgeschwindigkeit 5 mm/min, Produktionsseite unten
Wand 40 Wand 80 Wand 120 σ H [N/mm2] 0,36 0,354 0,349
Tabelle 2: Prüfgeschwindigkeit 5 mm/min, Produktionsseite oben
Die ermittelten Spannungswerte σ H zeigen durchweg Werte von größer als 0, 1 N/mm . Erfahrungsgemäß garantieren Haftfestigkeitswerte oberhalb von 0,1 N/mm2 ausreichende Haftfestigkeiten auch in der Langzeitbelastung, das heißt über einen Zeitraum von mehreren Jahren mit jahreszeitbedingten Temperaturzyklen.
Es wurde weiterhin beobachtet, dass im erfindungsgemäßen System nach Wärmelagerung des Schaumstoffverbundelements bei 105 °C für 1 Stunde der Grenzbereich zwischen Schaum und Deckschicht im Bereich der unteren Deckschicht blasenfrei war.