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Verfahren zur Herstellung eines dichten und steifen Zellkörpermaterials
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines dichten und steifen
Zellkörpermaterials auf der Grundlage von Polyvinylchlorid (PVC) und auf die nach diesem Verfahren erhaltenen Produkte.
Es ist seit langem ein Verfahren zur Herstellung solcher Produkte bekannt, welches darin besteht, dass eine Mischung von PVC, einem Treibmittel, welches unter Wärmeeinwirkung Gas abgibt sowie gegebenenfalls andern Hilfsstoffen hergestellt und die Mischung in einer Form unter einem solchen Druck erhitzt wird, dass sich das Treibmittel zersetzt und dem geformten Gegenstand Zellenstruktur verleiht, wonach schliesslich nach Abkühlen der Form der so erzeugte Zellkörper herausgenommen wird und sich unter der Wirkung des im Inneren der Zellen enthaltenen Gases ausdehnt.
Es ist auch ein anderes Verfahren bekannt, nach welchem dichte und steife Zellkörpermaterialien hergestellt werden können, wie die unter der Markenbezeichnung "KLEGEZELL" im Handel befindlichen.
Dieses Verfahren besteht darin, der genannten Mischung ein Isocyanat oder einen ähnlichen Stoff zuzusetzen, dann wie vorstehend beschrieben weiterzuarbeiten und schliesslich den erhaltenen Zellkörper in ein geschlossenes Gefäss zu geben, in welchem eine Temperatur von etwa 95 C herrscht und wo Wasserdampf vorhanden ist, welcher mit dem im Inneren des Zellkörpers vorhandenen Isocyanat unter Bildung einer netzartigen Struktur reagiert, welche diesem Körper eine grosse Steifheit verleiht.
Man ist dazu gelangt, Gegenstände von immer grösseren Dimensionen zu erzeugen, insbesondere parallelepipedische Blöcke, welche dann in Platten verschiedener Dicke zersägt wurden. Dies führte zur Notwendigkeit der Verwendung immer stärkerer Pressen, um dem in den Formen entstehenden Druck entgegenzuwirken, der seine Ursache in der von der Zersetzung des Treibmittels herrührenden Gasbildung hatte.
In der Folge hat die Erfahrung gezeigt, dass es für so grosse Gegenstände wie die Blöcke in Parallelepipedform mit Hilfe der vorerwähnten bekannten Verfahren schwierig ist, eine homogene Zellstruktur zu erhalten. Schliesslich ist es von Versuchen her bekannt, dass, sobald die Temperatur in der Presse ansteigt und sich das Treibmittel im Inneren der Paste zersetzt, ein Teil derselben zwischen der Form und ihrem Deckel herausgepresst wird und klebrige Absonderungen bildet, welche beim Erhitzen schliesslich dichte Verbindungen zwischen den genannten beiden Elementen erzeugen.
Man hat auch festgestellt, dass die auf diese Weise aus der Form herausgetriebene Masse mit dem Gasdruck im Inneren der Form anwächst. Dieser zum Teil unvermeidliche Verlust an Substanz erhöht die Kosten des fertigen Materials.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung der vorstehend erwähnten Verfahren dar. Sie hat die Herstellung von Gegenständen grosser Dimensionen zum Ziele, ohne dass die Verwendung sehr starker Pressen erforderlich wird. Sie hat weiter zum Ziel die Herstellung eines Zellkörpers auf der Grundlage von PVC mit einer äusserst regelmässigen Struktur. Ein weiteres Erfindungsziel ist die Schaffung eines Verfahrens der geschilderten Art, welches weniger umständlich ist als die bekannten Verfahren.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines dichten und steifen Zellkörpermaterials, wobei man einen Kunststoff auf Basis von Polyvinylchlorid, ein Isocyanat oder ein Polyisocyanat, ein Säurehydrid sowie ein Treibmittel und gegebenenfalls weitere Stoffe wie Weichmacher, Farbstoffe und Stabilisatoren innig mischt, die Mischung in einer Form unter Druck erhitzt, den geformten Gegenstand nach dem Abkühlen aus der Form nimmt und ihn in einem Behälter bei 90-100 C in Gegenwart von Wasserdampf behandelt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Treibmittels geringer als 5% des Gewichtes von Polyvinylchlorid ist, um kleine, gleichmässig verteilte Gasblasen in der Masse zu bilden.
Vorzugsweise beträgt die Menge des Treibmittels zwischen 2, 5 und 3, 5 Gew.-% der Menge des Polyvinylchlorids.
Die Erfindung wird nun an Hand des folgenden, keineswegs beschränkenden Ausführungsbeispieles erläutert.
In einer Werner-Mischeinrichtung vermischt man innig folgende Bestandteile in den angegebenen Mengen :
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<tb>
<tb> Dutrex <SEP> VIO....................................... <SEP> 0, <SEP> 400 <SEP> kg <SEP>
<tb> Desmodur <SEP> T <SEP> (Isocyanat) <SEP> ........................... <SEP> 1,450 <SEP> kg
<tb> Azo-diisobuttersäuredinitril <SEP> (Treibmittel).............. <SEP> 0, <SEP> 120 <SEP> kg <SEP>
<tb> Phthalsäureanhydrid................................. <SEP> 1, <SEP> 680 <SEP> kg
<tb> Kalziumkarbonat................................... <SEP> 0, <SEP> 280 <SEP> kg
<tb> PVC <SEP> 4, <SEP> 100 <SEP> kg <SEP>
<tb>
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gibt175 C unter einem Druck von 150 kgfcm2 gebracht werden.
Nach dem Abkühlen nimmt man die erhaltenen Zellkörper aus der Form und gibt sie in einen feuchten Behälter, in dem eine Temperatur von 95 C herrscht. Man erhält so Zellkörper mit einer Dichte von 0, 05, von sehr homogener Struktur, welche bei 600 C eine Reissfestigkeit von 3, 5 kg/cm2 aufweisen.
Infolge der geringen, der Ausgangsmischung zugesetzten Treibmittelmenge ist auch die in der zweiten Stufe des Verfahrens in der Form freigesetzte Gasmenge verhältnismässig gering, so dass keine sehr starken Pressen angewendet werden müssen, um dem Gasdruck entgegenzuwirken. Weiters sind die so gebildeten Gasbläschen sehr klein und im Inneren der Form sehr gleichmässig verteilt. Sobald der erhaltene Zellkörper nach dem Herausnehmen aus der Form in den Behälter gegeben wird, findet eine zweite Ausdehnung durch Vergrösserung des Volumens der kleinen Gasbläschen, die sich in der Form gebildet haben, statt, so dass die in der Form erzeugte homogene Struktur erhalten bleibt, während sich der letztgenannte Verfahrensteilschritt abspielt.
Auf diese Weise ist auch ein leicht durchführbares Verfahren geschaffen worden, da kein Auswechseln der Werkzeuge erforderlich ist, wenn die Dimensionen der herzustellenden Blöcke grösser werden, sowie ein weniger kostspieliges Verfahren, da die Menge des erforderlichen Treibmittels beträchtlich geringer ist und weil die Verminderung des im Inneren der Formen herrschenden Druckes gleichzeitig die Menge der Mischung vermindert, welche zwischen jeder Form und ihrem zugehörigen Deckel ausgetrieben wird, sobald das Gas in Freiheit gesetzt wird und die Temperatur ansteigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines dichten und steifen Zellkörpermaterials, wobei man einen Kunststoff auf Basis von Polyvinylchlorid, ein Isocyanat oder ein Polyisocyanat, ein Säureanhydrid sowie ein Treibmittel und gegebenenfalls weitere Stoffe wie Weichmacher, Farbstoffe und Stabilisatoren innig mischt, die Mischung in einer Form unter Druck erhitzt, den geformten Gegenstand nach dem Abkühlen aus der Form nimmt und ihn in einem Behälter bei 90-100 C in Gegenwart von Wasserdampf behandelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Treibmittels geringer als 5% des Gewichtes von Polyvinylchlorid ist, um kleine, gleichmässig verteilte Gasblasen in der Masse zu bilden.
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Process for the production of a dense and rigid cell body material
The present invention relates to a method of making a dense and rigid
Cell body material based on polyvinyl chloride (PVC) and on the products obtained by this process.
A process for the production of such products has long been known, which consists in producing a mixture of PVC, a propellant which releases gas under the action of heat and, if necessary, other auxiliaries, and the mixture is heated in a mold under such a pressure that the propellant decomposes and gives the shaped object cell structure, after which, after the mold has cooled, the cell body produced in this way is removed and expands under the action of the gas contained in the interior of the cells.
Another method is also known by which dense and rigid cell body materials can be produced, such as those commercially available under the brand name "KLEGEZELL".
This method consists in adding an isocyanate or a similar substance to the mixture mentioned, then continuing to work as described above and finally placing the cell body obtained in a closed vessel in which there is a temperature of about 95 C and where there is water vapor, which is also present the isocyanate present inside the cell body reacts to form a network-like structure, which gives this body great rigidity.
It has come to the point of making objects of ever larger dimensions, in particular parallelepiped blocks, which were then sawn into panels of various thicknesses. This led to the need to use ever stronger presses to counteract the pressure in the molds, which was caused by the gas formation resulting from the decomposition of the propellant.
As a result, experience has shown that it is difficult to obtain a homogeneous cell structure for objects as large as the blocks in parallelepiped form with the aid of the aforementioned known methods. Finally, it is known from experiments that as soon as the temperature in the press rises and the propellant decomposes inside the paste, part of the same is pressed out between the mold and its lid and forms sticky secretions which, when heated, ultimately form tight connections between generate the said two elements.
It has also been found that the mass expelled from the mold in this way increases with the gas pressure inside the mold. This inevitable loss of substance increases the cost of the finished material.
The present invention is an improvement on the above-mentioned methods. It aims at producing objects of large dimensions without the use of very powerful presses. It also has the aim of producing a cell body on the basis of PVC with an extremely regular structure. Another aim of the invention is to create a method of the type described which is less cumbersome than the known methods.
The inventive method for producing a dense and stiff cell body material, wherein a plastic based on polyvinyl chloride, an isocyanate or a polyisocyanate, an acid hydride and a propellant and optionally other substances such as plasticizers, dyes and stabilizers are intimately mixed with the mixture in one form Pressure heated, takes the molded article out of the mold after cooling and treats it in a container at 90-100 C in the presence of water vapor, is characterized in that the amount of blowing agent is less than 5% of the weight of polyvinyl chloride to small to form evenly distributed gas bubbles in the mass.
The amount of blowing agent is preferably between 2.5 and 3.5% by weight of the amount of polyvinyl chloride.
The invention will now be explained with reference to the following, in no way restrictive, exemplary embodiment.
The following ingredients are intimately mixed in the specified amounts in a Werner mixer:
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<tb>
<tb> Dutrex <SEP> VIO ....................................... <SEP> 0, <SEP> 400 <SEP> kg <SEP>
<tb> Desmodur <SEP> T <SEP> (isocyanate) <SEP> ........................... <SEP> 1,450 <SEP > kg
<tb> Azo-diisobutyric acid dinitrile <SEP> (propellant) .............. <SEP> 0, <SEP> 120 <SEP> kg <SEP>
<tb> Phthalic anhydride ................................. <SEP> 1, <SEP> 680 <SEP> kg
<tb> Calcium carbonate ................................... <SEP> 0, <SEP> 280 <SEP > kg
<tb> PVC <SEP> 4, <SEP> 100 <SEP> kg <SEP>
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175 C under a pressure of 150 kgfcm2.
After cooling, the cell bodies obtained are removed from the mold and placed in a moist container in which the temperature is 95 ° C. Cell bodies with a density of 0.05, of a very homogeneous structure and a tear strength of 3.5 kg / cm 2 at 600 ° C. are obtained in this way.
As a result of the small amount of propellant added to the starting mixture, the amount of gas released in the mold in the second stage of the process is also relatively small, so that no very strong presses have to be used to counteract the gas pressure. Furthermore, the gas bubbles formed in this way are very small and very evenly distributed inside the mold. As soon as the cell body obtained is placed in the container after it has been removed from the mold, a second expansion takes place by increasing the volume of the small gas bubbles that have formed in the mold, so that the homogeneous structure produced in the mold is retained, while the latter process substep is taking place.
In this way, a process that is easy to carry out has also been created, since there is no need to change the tools when the dimensions of the blocks to be produced become larger, and a less expensive process since the amount of propellant required is considerably less and because the reduction in the Inside the molds, the pressure prevailing at the same time reduces the amount of mixture that is expelled between each mold and its associated lid as soon as the gas is released and the temperature rises.
PATENT CLAIMS:
1. A method for producing a dense and rigid cell body material, wherein a plastic based on polyvinyl chloride, an isocyanate or a polyisocyanate, an acid anhydride and a propellant and optionally other substances such as plasticizers, dyes and stabilizers are intimately mixed with the mixture in a mold Pressure is heated, the molded article is removed from the mold after cooling and treated in a container at 90-100 C in the presence of water vapor, characterized in that the amount of blowing agent is less than 5% of the weight of polyvinyl chloride to to form evenly distributed gas bubbles in the mass.