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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bau- und Isoliermaterial, bei dem ein expandierter Mineralsand, wie Vermiculit, Perlit od. dgl, mit einem Kunstharz, wie Polyurethan, Phenolharz od. dgl., vermengt wird und das erhaltene Gemenge unter zumindest beginnender Aushärtung des Kunstharzes zu
Formkörpern geformt wird.
Es ist bereits bekannt, eine von der gewünschten Dichte des Endprodukts abhängige Art und Menge eines
Füllers der oben bezeichneten Gattung mit einem aufschäumbaren Kunstharz durch Rühren zu mischen, wobei nach hinreichend langem Rühren, allerdings nur bei zumindest annähernd gleicher Dichte der zu vermengenden
Komponenten deren annähernd gleichförmige Verteilung innerhalb des Gemenges erwartet werden konnte.
Bei verschiedener Dichte dieser Komponenten musste jedoch stets eine ungleichförmige Verteilung der einzelnen Füllstoffteilchen befürchtet werden, weil sich schwerere bzw. leichtere Füllstoffteilchen am Boden bzw. an der Oberfläche des Gemenges zu konzentrieren trachten.
Bei der Herstellung von mit Füllern vermengten Phenolharzschaumstoffen wurde zur Vermeidung dieses
Nachteiles bereits vorgesehen, die zwischen regelmässig oder unregelmässig geformten, in loser Schüttung in einen
Behälter eingebrachten und gegebenenfalls anschliessend daran locker miteinander verbundenen Teilchen eines beliebigen Füllers ausgebildeten Hohlräume mit zur Herstellung von Phenolharzschaumstoffen geeigneten
Ausgangsmaterialien ganz oder teilweise auszufüllen und anschliessend daran zu verschäumen.
So wurden etwa die
Teilchen des Füllers vor dem Einbringen in den Mischbehälter mit schaumfähigen oder bereits angeschäumten, noch nicht gehärteten Mischungen aus Phenolharzen, Treibmitteln und Härtern umhüllt, oder es wurden diese
Teilchen mittels eines Bindemittels und/oder mittels Druck in Form eines zusammenhängenden lockeren
Gebildes miteinander in stellenweise berührender Verbindung gehalten.
Bei diesem vorbekannten Verfahren erfolgte zuerst eine Vermischung des schäumbaren Phenolharzes mit dem Treibmittel, sodann eine Zugabe des Härters und anschliessend eine Benetzung des Füllers durch Verrühren des allenfalls schon vorgeschäumten Gemenges. Nach Beendigung des Mischprozesses wurde das Gemenge in eine
Form unter Rütteln eingefüllt. Schäum- und Härtungsvorgang erfolgten während einer mehrstündigen Lagerung der fest verschlossenen Form bei 400C.
Bei diesem und allen übrigen vorbekannten Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung wurden die Füller mit dem pulverförmigen Kunststoff in einem Mischer vermengt, wobei dieser Mischer zuerst mit dem als Füller dienenden Zuschlagstoff und dann mit dem Kunstharz beschickt wurde.
Diese Art der Herstellung des Gemenges hat jedoch verschiedenerlei Nachteile. Abgesehen von der vorerwähnten Gefahr einer Ungleichmässigkeit des Gemenges neigen gewisse Mineralsande auch dazu, bei der
Behandlung in einem Mischer zermahlen zu werden.
Ziel der Erfindung ist es, eine gleichmässige Struktur des Bau- und Isoliermaterials in einer besonders zuverlässigen Art zu gewährleisten, u. zw. in einem Verfahren, dessen praktische Durchführung mit geringem
Arbeits- und Kostenaufwand verknüpft ist, dabei jedoch ausgezeichnete Resultate liefert, ohne dass es hiezu bei der Durchführung besonderer Sorgfalt, Routine und Sachkenntnis bedarf.
Dem wesentlichsten Merkmal der Erfindung zufolge wird das Kunstharz in einem in einer Flüssigkeit oder in einem Gas dispergierten Zustand mit einer Teilchengrösse von maximal 200 Jl mit dem Mineralsand vermengt.
Die Einbringung des Kunstharzes in den Zuschlagstoff kann im Rahmen der Erfindung durch Einstäuben oder Einblasen, also in einem in Luft oder einem andern Gas dispergierten Zustand, oder auch feinverteilt in einer Flüssigkeit, wie Wasser, also etwa als Emulsion oder als kolloidale Lösung erfolgen.
Dem Gemenge aus Kunstharz und Mineralsand kann gegebenenfalls zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt ein Treibmittel und/oder ein Härter zwecks allfälliger Schäumung und Formung von Formkörpern hinzugefügt werden, wobei keine Gefahr einer Entmischung oder ungleichmässigen Verteilung der Gemengeteilchen auftritt ;
die Erfindung beruht nämlich auf der als zutreffend nachweisbaren Erkenntnis, dass bei hinreichender Feinkörnigkeit des Kunstharzes und speziell bei Verwendung von expandiertem Mineralsand als Zuschlagstoff eine derart innige Vermengung, eine derart innige Haftung der Ausgangskomponenten stattfindet, dass auch ein allenfalls anschliessendes Schäumen keine Strukturverschlechterung zur Folge hat, vielmehr die absolut zuverlässige Gleichmässigkeit der Gemengestruktur auch im Verband des fertigen, gehärteten Endprodukts voll erhalten bleibt.
Der erfindungsgemäss erzielte Effekt besteht demnach darin, dass durch Verwendung extrem feinverteilter, extrem kleiner Kunstharzteilchen eine durchgehende, vollständige Besetzung der gesamten Oberfläche der einzelnen Mineralsandkörner erreicht wird, so dass dabei eine nahezu monomolekulare Umhüllungsschicht entsteht, die einem Kunststoff-Makromolekül gleichkommt. Dadurch wird bei einem optimal geringen Bedarf an Kunststoffbinder ein Maximum an Bindeeffekt erzielt ; der um die Mineralsandkörner gebildete Mantel trägt als Schale zur Erhöhung der Oberflächenfestigkeit des einzelnen Mineralsandkornes sehr wesentlich bei.
Zum Zweck einer Schäumung des Kunststoffes kann-gegebenenfalls-wie schon erwähnt-in das innige Gemenge der Kunststoffteilchen und des Mineralsandes ein Treibmittel eingebracht, bei der Verwendung von aushärtendem Kunststoff (Duroplast) ausserdem ein Härter hinzugefügt werden. Durch ein Schäumen tritt bekanntlich eine Verringerung der spez. Haftfestigkeit infolge der Verringerung der Dichte des Bindemittels ein.
Demgegenüber wird aber die haftende Oberfläche des aus dem Bindemittel bestehenden Körpers so weit vergrössert, dass diese Verringerung wieder wettgemacht ist.
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Hinsichtlich der Art, in der die Vermengung der Kunststoff- und Mineralsandteilchen erfolgt, stehen im Rahmen der Erfindung viele Möglichkeiten offen.
So kann diese Vermengung beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass die Mineralsandkörner in eine Emulsion aus flüssigem Kunststoff und Wasser eingebracht bzw. mit einer solchen Emulsion benetzt werden, wobei das Wasser dann zu einem späteren Zeitpunkt, durch Zentrifugieren oder Verdampfen entfernt wird.
Ferner kann pulverförmiger Kunststoff in Wasser kolloidal-vollständig oder unvollständig-gelöst werden, um mit dieser kolloidalen Lösung, die bekanntlich eine Zwischenstufe zwischen einer groben Dispersion und einer echten Lösung darstellt, die Mineralsandkörner zu benetzen.
Die aus Kunststoff und irgendeinem Träger, z. B. dem bereits erwähnten Wasser, bestehende Komponente kann vor bzw. bei der Vermengung mit den Mineralsandkörnern jedwede beliebige, geeignet erscheinende Konsistenz aufweisen, beispielsweise durch eine Brühe, eine teigige oder pastöse Masse verkörpert sein.
Der Kunststoff kann aber anderseits auch in völlig trockenem Zustand mit den Mineralsandkörnern vermengt werden, wobei allerdings stets darauf zu achten ist, dass dieser Kunststoff nicht agglomeriert und völlig körnig zugegeben wird. Die Vermengung kann beispielsweise durch Einstäuben des vorher z. B. in Luft dispergierten Kunststoffes in eine stehend oder liegend rotierende Mischtrommel, die den Mineralsand enthält, erfolgen, ferner durch Einblasen des Kunststoffes unter hohen Druck in einen den Mineralsand enthaltenden Behälter. Auch die Anwendung eines Gegenstromverfahrens ist möglich. Die Bindung des Kunststoffes an den
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Katalysators, begünstigt und gefördert werden.
Selbstverständlich können dem Gemenge im Rahmen der Erfindung ausser den bereits erwähnten, einen integrierenden Bestandteil bildenden Mineralsanden zur Verbesserung der Produkteigenschaft noch weitere Füller organischer oder anorganischer Natur hinzugefügt werden, beispielsweise kurze Asbestfasern, Flugasche, Gesteinsmehl od. dgl., oder organische Füller, wie vegetabilische und animalische Fasern od. dgl.
Zur Erläuterung der praktischen Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemässen Verfahrens dienen die nachstehend angeführten Beispiele : Beispiel l : 140 kg Perlit und 7 kg von in Wasser feinverteiltem Urethan-Kunstharz mit einer Teilchengrösse von kleiner als zou wurden 20 sec lang in einer Mischtrommel innig vermengt. Dieses Gemenge wurde in eine Formpresse eingebracht, die gleichzeitig als Trockenkammer diente, wobei es einem Druck von 2 kp/cm2 ausgesetzt wurde. Bei einer Temperatur von 1300C wurde das Wasser mechanisch entzogen bzw. teilweise verdampft, womit der Bindeeffekt selbsttätig eintrat.
Beispiel 2 : In 150 kg Perlit wurde 7 kg trockenes, in Luft dispergiertes Urethan-Kunstharzmehl mit einer Teilchengrösse von < 60 t unter ständigem Rühren eingestäubt und bis zur vollständigen Homogenisation vermengt. Dieses Gemenge wurde wieder bei einer Temperatur von 130 C, einem Druck von 2 kp/cm2 in einer Formpresse zu Formkörpern gepresst, wobei die Bindung selbsttätig eintrat.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht an die oben erläuterten Beispiele gebunden, vielmehr ist das erfindungsgemässe Verfahren sowohl hinsichtlich der Verfahrensschritte als auch hinsichtlich der zu verwendenden Materialien sehr weitgehend und vielfältig abwandelbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Bau- und Isoliermaterial, bei dem ein expandierter Mineralsand, wie Vermiculit, Perlit od. dgl., mit einem Kunstharz, wie Polyurethan, Phenolharz od. dgl., vermengt wird und das
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