Verfahren zur Herstellung von plattenartigen Formlingen und danach hergestellte Platte
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von plattenartigen Formlingen durch Pressen oder Walzen von Kondensationsprodukten und/oder Polymerisationsprodukten unter Druck und Wärmezufuhr.
Zweck der Erfindung ist es, die erforderliche Wärmezufuhr zu verringern und so zu leiten, dass die Verarbeitungszeit herabgesetzt wird und es möglich ist, Kondensationsprodukte mit nur mässigem Druck auch zu Presslingen zu verarbeiten sowie dünne Formlinge nur aus thermoplastischen Werkstoffen herzustellen, wobei das Produkt hohe Plastizität und grosse Härte aufweist.
Es ist bekannt, dass zur Verarbeitung von Kondensationsprodukten Wärme von aussen zuzuführen ist, wobei ausserdem erhebliche Drücke notwendig sind. Bei der bisher bekannten Verarbeitung waren immer die beiden gegeneinander gehenden Funktionen, nämlich der Grad der Verflüssigung und der Grad der Aushärtung ausschlaggebend. So war es bei verzweigten Formen, bei denen verhältnismässig lange Wege vom Harz zurückzulegen waren, nicht möglich, diese auszufüllen, da die Aushärtung zu rasch einsetzte. Die Aushärtung geht rascher vor sich, wenn die Temperatur höher ist. Mit höherer Temperatur wird aber auch die Viskosität geringer, so dass dadurch der Verarbeitung der Kondensationsprodukte in Formen, die ein gutes Fliessen bei einer verhältnismässig langen Zeit erfordern, Grenzen gesetzt waren.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und die Wärmezufuhr so durchzuführen, dass es möglich ist, die Formen mit Kondensationsund/oder Polymerisationsprodukten auszufüllen, wobei es sich um Formen handeln kann, die sehr verzweigt sind und der Verarbeitung von Kondensa tionspro dukten Schwierigkeiten entgegensetzen.
Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht in einem Verfahren, bei welchem dem Ausgangsprodukt ein bei Reaktionstemperatur als Beschleuniger wirkender Katalysator, weiterhin zusätzlich ein bei der Reaktionstemperatur schockartig Sauerstoff abgebender Stoff hinzugefügt wird, und anschliessend durch einen die Reaktionstemperatur auslösenden Wärmestoss während der Herstellung des Formlings exotherme Wärmezufuhr stattfindet.
Bisher war es nur bekannt, bei der Verarbeitung von Kondensationsprodukten die Wärme von aussen zuzuführen. Die Wärme wird jetzt im Inneren erzeugt, d.h. exotherm zugeführt. Dadurch ist es möglich, dass das Pressmaterial an jede beliebige Stelle der Form gebracht werden kann, gleichgültig, ob man diese Stelle der Form genügend beheizen kann. Es ist nur ein Wärmestoss, z.B. in Höhe von 60 bis 80" erforderlich, um den Wärmevorgang einzuleiten. Es liegt an der Art der Beimischungen, wie hoch man die Temperatur für den Wärmestoss setzen will. Es ist möglich, Beimischungen so zu wählen, dass schon Zimmertemperatur zur Auslösung exothermer Wärmeabgabe ausreicht. Es können aber auch genau so gut höhere Temperaturen eingestellt werden. Das gehärtete Presstück kann anschliessend noch getempert werden.
Die Anwendung von Katalysatoren bei Polymerisationsprodukten ist bekannt. Es ist aber neu, zum Katalysator gleichzeitig ein Sauerstoff abgebendes Mittel hinzuzufügen. Dadurch wird der Erfindungszweck erreicht.
Eine Möglichkeit des neuen Verfahrens besteht darin, dass fein verteilt in Pulverform ein Polymerisationsharz und ein Kondensationsharz (z.B. ungesät tigter Polyester), ein Sauerstoff abgebender Stoff und als Katalysator ein Schwermetall miteinander gemischt werden. Insbesondere kann das Sauerstoffpräparat z.B. ein Cyclohexamon-Peroxyd und der Aktivator ein tätiges Amin sein, wobei zu je einem Raumteil Aktivator wenigstens zwei Raumteile Sau erstoffpräparat zu 80 bis 100 Raumteilen Pressmate rial gehören.
Ein derartiges Mischverhältnis ist nur als Beispiel aufzufassen, wobei man sämtliche andere Stoffe auch verwenden kann, die das Entstehen von Radikalen beschleunigen. Wesentlich ist, dass es sich um Beimischungen handelt, deren Temperaturerhöhungen den Kunststoffen nutzbar gemacht werden können.
Dabei ist es auch denkbar, statt Kondensationsprodukten, wenn erforderlich, auch Polymerisationsprodukte zu verwenden, oder Zwischenprodukte zwischen diesen beiden grossen Gruppen. Stets soll dabei, ähnlich wie z.B. bei Thermitschweissungen, das Sauerstoff abgebende Mittel schon von Anfang an beigemengt sein und daher sogar eine Temperaturerhöhung unter Wasser usw. ermöglichen.
Eine erfindungsgemässe Mischung besteht beispielsweise aus 20 g Phenolformaldehydharzen im Resolzustand, 30 g Melaminharzen (im Zustand ähnlich dem Resitol), 45 g Polymerisationsprodukten und 5 g Peroxyden, wobei die Aushärtung entsprechend dem Resitzustand durch einen die Reaktionstemperatur auslösenden Wärmestoss, z.B. 70 , erfolgt.
Sofern das Ausgangsprodukt trocken ist, können die Füllstoffe in Pulverform beigegeben werden; sonst werden sie nass zugesetzt. was vor allem bei der Verarbeitung von Dispersionen zweckmässig ist. Als Füllstoff werden beispielsweise bei der Herstellung von Stallbodenplatten in der Hauptsache Quarzmehle verwandt.
Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens besteht z.B. darin, dass in einem beheizten langen Kanal anschliessend an die Kunstharzpressen ein laufendes Band mit einer bestimmten Geschwindigkeit zur Aufnahme der exotherm erwärmten Presslinge vorhanden ist, damit diese sich bei einer bestimmten Temperaturabnahme langsam abkühlen.
Eine spezielle Anwendung des neuen Verfahrens besteht bei der Herstellung von Stallbodenplatten.
Hier muss das Verfahren eine solche Ausbildung derartiger Stall- bzw. Wandbeläge oder fugenloser Fussböden ermöglichen, dass eine gute Wärmedämmung, eine grosse Beständigkeit gegen die chemischen Angriffe im Stall und ein wirtschaftliches Arbeiten gewährleistet ist.
Es sind Platten, bzw. Bodenbeläge für den Stall bekannt, die aus mehreren Schichten bestehen, wobei die oberste Schicht verschieissfest und urindicht sein soll und in der Regel darunter entweder eine wärmedämmende Schicht oder eine Füllschicht vorhanden ist. Wenn es sich um dreischichtige Platten handelt, ist gewöhnlich nach der Füllschicht eine wärmeisolierende Schicht vorgesehen.
Ein Nachteil der bekannten Platten ist es, dass sie zementgebunden sind, also ein erhebliches Gewicht aufweisen, dass die WarmeÅaämmreng aufgrund des grossen spezifischen Gewichtes gering ist und dass die Verwendung im Stall dann immer noch Einstreu verlangt. Eine etwaige Verlegung von Platten, die entweder aus Kunststoff bestehen oder kunststoffge- bunden sind, scheitert an den hohen Preisen dieser Platten. Will man die Platten billig herstellen, d. h. nur eine geringe Stärke der Platte pressen, dann muss der Unterbau entsprechend stärker und damit teurer werden. Ein Nachteil der bekannten Kunststoffplatten ist es auch, dass die Wärmedämmung inner noch nicht so ausreichend ist, dass man auf Einstreu verzichten kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher weiterhin, die Nachteile dieses bekannten Herstellungsverfahrens bzw. der damit hergestellten Platten zu vermeiden und ein Verfahren anzugeben, das eine billige Herstellung der Platten gestattet, wobei diese jedoch eine genügende Stärke besitzt, so dass der Unterbau nicht teurer als bei den üblichen zementgebundenen Platten ist, unter Umständen sogar noch erheblich billiger. Eine weitere Aufgabe ist es, die Platte so auszubilden, dass eine so grosse Wärmedämrr. ung vorhanden ist, dass bei Fussbodenbelägen auf zusätzliche Wärmeisolation, z.B. Einstreu verzichtet werden kann. Es ergibt sich dadurch der grosse Vorteil, dass die gesamten Arbeiten und Anlagen, die mit der Entfernung der Einstreu zusammenhängen, eingespart werden.
Diese weiteren Aufgaben werden erfindungsgemäss gelöst durch eine Platte, hergestellt nach dem erfindungsgemässen Verfahren, die aus einer Ober-, Füll-und Unterschicht aufgebaut ist, welche aus Po lymerisat,lons- und Kondensationsharzen mit Füllstoffen bestehen und formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei Verstärkungen eingelagert oder aufgebrecht und die Aussenflächen aufgerauht oder abgedeckt sein können, und wobei die äussere Form der Platte eine formschlüssige, dichte Verbindung mit einer Nachbarpiatte gestattet.
Insbesondere kann dabei die Oberschicht mit Quarzsand feiner Körnung gefüllt sein, während in der Füfischicht Riesel gröberer Körnung sind, die durch teilweises Herausragen aus der Fläche einen Formschluss zu den anschliessenden Schichten, nanamentlich zu der Unterschicht, bewirken.
Diese Platte ist 3-schichtig, vorteilhaft mit v-rschleiss- und urinfester Oberschicht ausgebildet.
Sie besitzt aber eine so gute Wärmedämmung, dass die Wärmeleitung sehr gering ist und deshalb auf zusätzliche Wärmeisolation, z.B. auf Einstreu verzichtet werden kann. Diese Platte eignet sich daher hervorragend für Stallbodenbeläge, bei denen das unmittelbar aufliegende Tier kein Kältegefühl erhält. Die unter der Oberschicht liegende Füllschicht dient zur Vergrösserung der Plattenstärke und damit zur Einsparung beim Unterbau sowie zur Verbilligung bei der Herstellung, da man die teuereren Werktoffe für die dünne Oberschicht und die Unterschicht verwendet.
Die Unterschicht selbst besteht zweckmässig aus einem Polymerisationsprodukt und dient in der Hauptsache zur Wärmedämmung gegenüber aufsteigender Bodenkälte oder Bodenfeuchtigkeit. Die Kombination von Kondensationsprodukten und Polymerisationsprodukten in einer Platte bringt den erstrebten Erfindungszweck, nämlich eine wärmedämmende. haltbare und billig herzustellende Platte von grosser Abriebfestigkeit.
Eine bevorzugte Ausführung von Platten, insbesondere von Stallplatten besteht darin, dass das gemeinsame Kunstharz der Ober- und Füllschicht ein Hartkunststoff ist, in dessen Oberschicht Quarzsand feiner Körnung eingebracht wird, während in der Füllschicht Sand minderer Qualität und gröberer Körnung eingebracht werden, wobei letztere durch teilweises Herausragen aus der Fläche einen Formschluss zu den anschliessenden Schichten, insbesondere zu der Unterschicht, bewirken. Die Verwendung von Quarzsand in der Oberschicht gibt eine gute Abriebfestigkeit, wobei zur Erhöhung der Bie gungsfestigkeit das Harz selbst etwas elastisch eingestellt werden kann. Damit wird eine ähnliche Bindung wie bei Schleifscheiben erreicht.
Von Vorteil ist es, wenn der (: Quarzsand bzw. die Riesel vor Vermi- schung mit dem pulverförmigen Kunstharz auf Kondensationsbasis mit flüssigem Styrolharz vermischt wird, bis die einzelnen Körnchen vollkommen vom Harz umhüllt sind. Durch eine derartige Ausführung werden nämlich die wärmedämmenden Eigenschaften noch erheblich verbessert. Man vermeidet Kältebrükken, die durch eine direkte Berührung der einzelnen Körnchen entstehen können. Im weiteren wird die Festigkeit. insbesondere die Biegefestigkeit der Platte erhöht, indem das eingebrachte Styrolharz sich zwischen das Kondensationsharz lagert und dadurch eine innige Verbindung bewirkt.
Für die Unter- (Dämm-) Schicht werden z.B. auch Schaumstoffe auf Polystyrolbasis o.ä. herangezogen.
Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Platte und einer Einrichtung zu ihrer Herstellung sind in der Zeichnung dargestellt.
Figur I zeigt die 3-Schichten-Platte im Schnitt,
Figur 2 zeigt gesondert herausgezeichnet die Oberfläche der Platte der Fig. 1,
Figur 3 zeigt besonders herausgezeichnet, schematisch die Füllmasse, welche mit Harz ummantelt ist,
Figur 4 zeigt schematisch den Vorgang bei der Herstellung der Ober- und Füllschicht,
Figur 5 zeigt in der Seitenansicht die Möglichkeit des Einbringens von Binlegeteilen im gezeichneten Beispiel eines Gitters,
Figur 6 zeigt die Draufsicht auf das Gitter der Fig. 5.
In der Fig. 1 ist die verhältnismässig dünne Oberschicht 1 auf der Fülischicht 2 aufgelegt. An diese schliesst die Unterschicht 3 an. Schematisch ist die grobkörnige Oberfläche 4 der Füllschicht 2 in der Fig. 2 dargestellt. Die aus dieser Oberfläche herausragen den grossen, zweckmässig scharfkantigem Körner bringen einen guten Formschluss durch Verzahnung bzw. Verhakemg mit der Oberschicht 1 und der anschliessenden Unterschicht 3.
In der Fig. 3 sind die Körner 5 schematisch dargestellt, die entweder mit kleinem Durchmesser in der Oberschicht 1 oder mit grossem Durchmesser in der Füllschicht 2 vorhanden sind. Diese Körner sind von einer Hülle 6 umgeben, die aus thermoplastischem Werkstoff hergestellt wird bzw. entsteht, wenn die Körner des beizumischenden Füllstoffes vor der Verarbeitung mit flüssigem Harz gemischt werden.
Nach Fig. 4 erfolgt die Herstellung der Ober- und Unterschicht durch Einbringen des Presspulver-Materials 11 unter Zusatz der Füllstoffe 13 und 12, sowie eines Katalysators und eines Sauerstoff abgebenden Stoffes. Die beheizte Pressform, 14 bringt dann bei Niedergang des Presstempels 15 in üblicher Weise das Kondensationsprodukt zum Fliessen und ebenfalls die Hülle 6 der Füllstoffe 12 und 13, so dass die Polymerisation stattfindet.
Wie Fig. 5 und Fig. 6 zeigen, ist es möglich, vor dem Pressvorgang Gitter 16 oder andere entsprechend dem Verwendungszweck geeignete Einlegeteile einzubringen, um durch ihre Verankerung die Festigkeit der Platte zu erhöhen.
Process for the production of plate-like moldings and a plate produced therefrom
The invention relates to a method for the production of plate-like molded articles by pressing or rolling condensation products and / or polymerization products under pressure and with the supply of heat.
The purpose of the invention is to reduce the required heat supply and to manage it in such a way that the processing time is reduced and it is possible to process condensation products with only moderate pressure into compacts as well as to produce thin molded articles only from thermoplastic materials, the product being highly plastic and has great hardness.
It is known that heat has to be supplied from the outside in order to process condensation products, and considerable pressures are also necessary. In the previously known processing, the two opposing functions, namely the degree of liquefaction and the degree of hardening, were always decisive. In the case of branched forms, for which relatively long distances had to be covered by the resin, it was not possible to fill them, as the hardening began too quickly. Curing is faster when the temperature is higher. However, the higher the temperature, the lower the viscosity, so that there were limits to the processing of the condensation products in forms that require good flow over a relatively long time.
The object of the invention is to avoid these disadvantages and to carry out the supply of heat in such a way that it is possible to fill the molds with condensation and / or polymerization products, which may be molds that are very branched and the processing of condensation products difficulties oppose.
The object of the invention is achieved in a process in which a catalyst which acts as an accelerator at the reaction temperature is added to the starting product, and a substance which abruptly releases oxygen at the reaction temperature is added, and then by a thermal shock that triggers the reaction temperature during the production of the molding exothermic heat supply takes place.
So far it was only known to supply the heat from outside when processing condensation products. The heat is now generated inside, i.e. exothermic supplied. This makes it possible that the press material can be brought to any point on the mold, regardless of whether this point of the mold can be heated sufficiently. It's just a heat surge, e.g. 60 to 80 "required to initiate the heating process. It depends on the nature of the admixtures how high the temperature for the thermal surge is to be set. It is possible to select admixtures so that room temperature is sufficient to trigger exothermic heat emission However, higher temperatures can also be set just as well. The hardened pressed part can then be tempered.
The use of catalysts in polymerization products is known. But it is new to add an oxygen-releasing agent to the catalyst at the same time. This achieves the purpose of the invention.
One possibility of the new process is that a polymerisation resin and a condensation resin (e.g. unsaturated polyester), an oxygen-releasing substance and a heavy metal as a catalyst are mixed together in a finely divided powder form. In particular, the oxygen preparation can e.g. a cyclohexamone peroxide and the activator be an active amine, with at least two parts by volume of oxygen preparation belonging to 80 to 100 parts by volume of press material for each space part of activator.
Such a mixing ratio is only to be taken as an example, and all other substances that accelerate the formation of radicals can also be used. It is essential that there are admixtures whose temperature increases can be made usable for the plastics.
It is also conceivable, if necessary, to also use polymerization products instead of condensation products, or intermediate products between these two large groups. Always, similar to e.g. With thermite welds, the oxygen-releasing agent can be added right from the start and therefore even enable a temperature increase under water, etc.
A mixture according to the invention consists, for example, of 20 g of phenol-formaldehyde resins in the resole state, 30 g of melamine resins (in a state similar to resitol), 45 g of polymerization products and 5 g of peroxides, the hardening depending on the resitz state by a thermal shock that triggers the reaction temperature, e.g. 70.
If the starting product is dry, the fillers can be added in powder form; otherwise they will be added wet. which is particularly useful when processing dispersions. For example, quartz powder is mainly used as a filler in the manufacture of stable floor panels.
A device for practicing the method consists e.g. in that in a heated long channel following the synthetic resin presses there is a running belt with a certain speed for receiving the exothermically heated pellets so that they cool down slowly with a certain temperature decrease.
A special application of the new process is in the manufacture of stable floor panels.
Here, the method must enable such stable or wall coverings or jointless floors to be designed in such a way that good thermal insulation, high resistance to chemical attacks in the stable and economical work are guaranteed.
There are plates or floor coverings for the stable are known, which consist of several layers, the top layer should be wear-resistant and urine-proof and, as a rule, there is either a heat-insulating layer or a filling layer underneath. In the case of three-layer panels, a heat-insulating layer is usually provided after the filler layer.
A disadvantage of the known panels is that they are cement-bound, that is, they have a considerable weight, that the heat insulation is low due to the high specific weight and that their use in the stable then still requires litter. Any laying of panels that either consist of plastic or are plastic-bonded fails due to the high prices of these panels. If one wants to produce the plates cheaply, i. H. If you only press a small thickness of the plate, the substructure must be correspondingly stronger and therefore more expensive. It is also a disadvantage of the known plastic sheets that the internal thermal insulation is not sufficiently sufficient that litter can be dispensed with.
The object of the invention is therefore also to avoid the disadvantages of this known manufacturing method or the panels produced therewith and to specify a method that allows inexpensive production of the panels, but this has a sufficient strength so that the substructure is not more expensive than with the usual cement-bonded panels is, under certain circumstances, considerably cheaper. Another task is to design the plate so that such a large heat insulation. If there is a need for additional thermal insulation, e.g. Litter can be dispensed with. This has the great advantage that all the work and equipment associated with the removal of the litter can be saved.
These further objects are achieved according to the invention by a plate, produced according to the process according to the invention, which is composed of an upper, filler and lower layer consisting of polymer, ionic and condensation resins with fillers and positively connected to one another, with reinforcements being incorporated or upright and the outer surfaces can be roughened or covered, and the external shape of the plate allows a form-fitting, tight connection with a neighboring plate.
In particular, the top layer can be filled with fine-grain quartz sand, while in the bottom layer there are trickles of coarser grains which, by partially protruding from the surface, cause a form fit to the subsequent layers, specifically to the lower layer.
This plate has 3 layers, advantageously with a wear-resistant and urine-resistant top layer.
However, it has such good thermal insulation that the heat conduction is very low and therefore requires additional thermal insulation, e.g. litter can be dispensed with. This plate is therefore ideal for stable floor coverings where the animal lying directly on it does not feel cold. The filling layer located under the top layer serves to increase the panel thickness and thus to save on the substructure and to reduce the cost of production, since the more expensive materials are used for the thin top layer and the bottom layer.
The underlayer itself consists expediently of a polymerisation product and is mainly used for thermal insulation against rising cold or moisture in the soil. The combination of condensation products and polymerization products in one plate brings the aim of the invention, namely a heat insulating one. Durable and inexpensive to manufacture plate of high abrasion resistance.
A preferred embodiment of panels, in particular of stable panels, is that the common synthetic resin of the top and filling layer is a hard plastic, in whose top layer fine-grain quartz sand is introduced, while sand of poor quality and coarser grain is introduced into the filling layer, the latter through partial protrusion from the surface cause a form fit to the adjoining layers, in particular to the lower layer. The use of quartz sand in the top layer gives good abrasion resistance, and the resin itself can be adjusted to be somewhat elastic to increase the flexural strength. This achieves a bond similar to that of grinding wheels.
It is advantageous if the (: quartz sand or the trickle) is mixed with liquid styrene resin before being mixed with the powdered condensation-based synthetic resin until the individual granules are completely encased by the resin. This is because the heat-insulating properties are still retained It avoids cold bridges which can arise through direct contact with the individual granules. Furthermore, the strength, in particular the flexural strength of the plate, is increased by the fact that the introduced styrene resin is stored between the condensation resin and thereby creates an intimate connection.
For the under (insulation) layer e.g. also foams based on polystyrene or similar. used.
An embodiment of such a plate and a device for its production are shown in the drawing.
Figure I shows the 3-layer plate in section,
FIG. 2 shows the surface of the plate of FIG. 1 drawn out separately,
Figure 3 shows particularly drawn out, schematically, the filling compound, which is coated with resin,
Figure 4 shows schematically the process in the production of the top and filling layer,
In the side view, FIG. 5 shows the possibility of inserting insert parts in the example shown of a grid,
FIG. 6 shows the top view of the grid of FIG. 5.
In FIG. 1, the relatively thin top layer 1 is placed on top of the filling layer 2. This is followed by the lower layer 3. The coarse-grained surface 4 of the filling layer 2 is shown schematically in FIG. The large, suitably sharp-edged grains protrude from this surface and provide a good form fit through interlocking or interlocking with the upper layer 1 and the adjoining lower layer 3.
In FIG. 3, the grains 5 are shown schematically, which are present either with a small diameter in the top layer 1 or with a large diameter in the filling layer 2. These grains are surrounded by a shell 6 which is made of thermoplastic material or arises when the grains of the filler to be admixed are mixed with liquid resin prior to processing.
According to FIG. 4, the upper and lower layers are produced by introducing the press powder material 11 with the addition of fillers 13 and 12, as well as a catalyst and an oxygen-releasing substance. The heated press mold 14 then causes the condensation product to flow in the usual manner as the press ram 15 descends, as does the shell 6 of the fillers 12 and 13, so that the polymerization takes place.
As FIG. 5 and FIG. 6 show, it is possible, before the pressing process, to insert grids 16 or other insert parts suitable for the purpose in order to increase the strength of the plate through their anchoring.