CH454440A - Verfahren zum Herstellen eines Leichtbaumaterials und nach dem Verfahren hergestelltes Leichtbaumaterial - Google Patents

Description

  
 



   Verfahren zum Herstellen eines Leichtbaumaterials und nach dem Verfahren hergestelltes Leichtbaumaterial
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines formfesten Leichtbaumaterials auf Kunstschaumbasis. Bekannte   Kunstschaumkör-    per mit einer einigermassen für die Herstellung von Baukörpern und Bauplatten ausreichenden Formfestigkeit können durch Ausschäumen von Formhohlräumen mit Harturethan-Schäummasse oder durch Beschneiden von Hart-Urethanschaum-Blöcken erzeugt werden. Bei Temperaturen über 650 C sind aber Schaumstoffkörper auf Urethanbasis nicht mehr beständig. Sie neigen dann zu Blähungen infolge innerer Gasentwicklung und Erweichung des Materials.



   Die Erfindung strebt die Erzeugung eines Leichtbaumaterials von wesentlich besserer Beständigkeit gegen höhere Temperaturen, vorzugsweise bis zu Temperaturen im Bereich über 1200 C an.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass nachgiebig biegbares und walkbares Kunstschwamm-Material mit offenen, gegenseitig verbundenen Poren mit einer aushärtbaren Kunstharzflüssigkeit bis zur Benetzung mindestens eines Grossteiles der inneren Porenflächen durchtränkt wird, dass überschüssige Kunstharzflüssigkeit ausgepresst wird und dass das so erhaltene, klebstoffdurchtränkte und leicht in beliebige Form drückbare Kunstschwamm-Material nach gewünschter Formung ausgehärtet wird.



   Vorzugsweise wird der Kunstharzflüssigkeit ein Feststoffpulver, beispielsweise Quarzmehl oder Kreidemehl, oder Metallpulver beigemischt, bevor sie in das nachgiebige Kunstschwamm-Material eingewalkt wird.



   Als Kunstharzflüssigkeit wird mit Vorteil, mindestens zur Verwendung zum Zusammenwirken mit Polyester-Kunstschwamm,   Epoxyd-Harz    verwendet. Es ist zu beachten, dass gewisse Kunstharze in Kontakt mit gewissen Kunstschwamm-Materialien nicht richtig aushärten oder zerstörend auf das Basismaterial einwirken können, so dass das gewünschte Resultat mit ungünstigen Komponentengruppen nicht erzielbar ist.



   Unter Verwendung von Polyester-Kunstschwamm, von Epoxyd-Harz mit zugesetztem Härter und Quarzpulver ist es aber gelungen, vorerst nachgiebige und in beliebige Form drückbare und ziehbare, klebe- und aushärtfähige Schaum-Matten herzustellen; die z. B. als Zwischenschicht zwischen andere zu verbindende Platten oder Schichten einpressbar sind oder zum Auskleiden von Hohlschalen, zum Belegen von Körpern, zum Bewickeln von Tragdornen usw. gut verwendbar sind und entweder zur bleibenden Haftung mit den formenden Tragkörpern oder auch davon ablösbar, ausgehärtet werden können.

   Es entsteht auf diese Weise ein kleinzelliges und formfestes Leichtbaumaterial mit einem geringen spezifischen Gewicht in der Grössenordnung von   0,1-0,3    g/cm3 einer entsprechend guten Wärmeisolierfähigkeit und einer beträchtlichen Festigkeit, wobei Druckfestigkeitswerte im Bereiche von 10-30   kg/cm2    Querschnitt, bzw. ebenso hohe Zugfestigkeiten sowie auch eine gute Beständigkeit gegenüber ungünstigen klimatischen Einflüssen erreicht werden kann.



   Erfindungsgemäss ist ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltes kleinzelliges und formfestes Leichtbaumaterial auf der Basis von Kunstschwamm-Material mit offenen Zellräumen dadurch ge  kennzeichnet,    dass die Zellkammerwände durch ange  lagert±    und erhärtetes Kunstharz verfestigt sind. Dem Kunstharz können Feststoffe beigemischt sein.



   Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens detailliert mit Varianten beschrieben.



   Es wird ein nachgiebiger, biegbarer und walkbarer Kunststoffschwamm auf Polyesterbasis mit offenen, gegenseitig verbundenen kleinräumigen Zellkammern, vorzugsweise in Form einer Matte von der Dicke der herzustellenden festen Isolierschicht verwendet. Das Raumgewicht von solchem Material liegt etwa im Bereich 20 bis 40 kg/m3. Mit einem flüssigen, aushärtbaren Epoxydharz, dem vorzugsweise Quarzmehl oder anderes Mineralpulver wie z. B. Kreidemehl etwa im Gewichtsverhältnis 1:1 zugesetzt wird, so dass die Flüssigkeit noch gut fliessbar bleibt, wird das Kunstschwamm-Material durchtränkt.

   Dies kann dadurch geschehen, dass in  einem unter Vakuum setzbaren Behälter der Kunstschwamm mit der Flüssigkeit bedeckt wird und dass dann die Luft aus dem Behälter abgesaugt wird, vorzugsweise unter gleichzeitigem Walken des Kunstschwammes in der Flüssigkeit, damit die Flüssigkeit in alle Zellräume des Kunstschwammes eindringt. Anschliessend wird der nun mit Kunstharzflüssigkeit weitgehend gefüllte Kunstschwamm ausgepresst, um den Grossteil der Flüssigkeit auszutreiben, weil nicht die Zellräume des Kunstschwammes mit Kunstharz ausgefüllt bleiben, sondern nur die Zellkammerwände möglichst gleichmässig mit Kunstharz benetzt werden sollen.

   Dieses Ziel ist auch dadurch erreichbar, dass eine vorbestimmte Menge von   Kunstharz-Feststoffputvermenge,    beispielsweise 150-300 kg pro m3 zu behandelndes Kunstschwamm-Material durch mechanisches Walken oder Walzen, beispielsweise unter vielfachem Durchleiten einer damit zu tränkenden Kunstschwamm-Matte zwischen Walzenpaaren in das Kunstschwamm-Material eingewalkt wird. Auf diese Weise entsteht ein zwar zusammenhängendes, aber leicht in beliebige Form drückbares und ziehbares, mit Kunstharz durchtränktes Kunstschwamm-Material, das sich etwa verhält, wie eine feuchte Filterpapiermasse, aber im Gegensatz dazu, zusammenhängend bleibt. Solches Material lässt sich in diesem Zustand in vielfacher Weise mit Vorteil verwenden.

   So kann es beispielsweise zur Herstellung von Verbundplatten verwendet werden, in einfachster Weise dadurch, dass es als plastisch nachgiebige Klebeschicht zwischen je zwei   Festmaterialplatten    eingelegt und das ganze mit einem geringen Druck auf die gewünschte totale Plattendicke gepresst wird, wobei es sich lückenlos auch an unebene Flächen anpresst und damit beim Aushärten sehr gut verklebt. So können z.

   B. unter Verwendung von äusseren Alu- oder Stahlblechen von je etwa 0,5 mm Dicke mit kunstharzgetränkten Kunstschwamm Matten einer Dicke von beispielsweise 6-8 mm Verbundplatten einer Enddicke von 5 mm hergestellt werden, die sich nach erfolgter Aushärtung des Epoxydharzes im Schwamm-Material hinsichtlich Formfestigkeit und Festigkeit mit jeder bekannten Verbundplatte messen können und bedeutend billiger sind, als Metallbleche einer vergleichbaren Festigkeit und Steifigkeit.



  Dazu kommt erst noch die oft gewünschte Wärmeisolierfähigkeit.



   Eine weitere sehr vorteilhafte Anwendungsfähigkeit des genannten kunstharzgetränkten   Schwamm-Materials    bietet sich da an, wo mit einem brüchigen Hohlzellmaterial, z. B. Glasschaum, äussere Schalenplatten, z. B.



  Metallbleche zu feuerhemmenden Verbundplatten vereinigt werden sollen oder wo sogenannte Honigwabenkerne zwischen Deckplatten eingeleimt werden sollen. In solchen Fällen schafft die Verwendung des genannten   Schwamm-Materials    mit Kunstharztränkung ideale Voraussetzungen für eine gute Verklebung der Schichten, weil unter kleinem Pressdruck das Material sich einerseits gleichmässig und lückenlos an die Aussenschalen anlegt und anderseits die Kanten bzw. Spitzen des Zellstrukturkernes umfasst und sich also verhält, wie ein plastischer Klebstoff.



   Eine weitere, sehr vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit des erwähnten kunstharzgetränkten Schwamm-Materials bietet sich zur Wärmeisolierung und zur Verfestigung von Blechschalenkonstruktion im Fahrzeugbau an, in dem sich das leicht in beliebige Form drückbare und ziehbare Material als gleichmässig dicke Schicht aussen oder innen an krumme und gewinkelte Tragkörper anpressen lässt.



   Es kann auch angestrebt werden, dass die so hergestellte Zellstrukturschichten statt mit dem formgebenden Träger verklebt zu werden, davon abgelöst werden können um als selbsttragende Isolierschale, beispielsweise auch als Rohr oder sonstiger Formkörper, verwendbar zu sein. Zu diesem Zweck kann der formgebende Körper entweder mit einer Trennschicht ( Teflon -Basis) versehen werden oder auch mit einer dünnen Blechfolie oder einer anderen Trennfolie. Dies kann auch auf der der formgebenden Fläche abgekehrten Seite der Schwammschicht vorgesehen werden.



   Beim Aushärten des   Kunstharzmaterials    im Schwamm-Material, was durch Wärmeeinfluss in einem Ofen, Warmluftzuführung oder Infrarotbestrahlung, auch   Diathermie    beschleunigt und verbessert werden kann, entsteht ein kleinzelliges und formfestes Leichtbaumaterial mit einem spezifischen Gewicht von 0,1 bis 0,4 je nach Menge und Art der eingebrachten Kunstharzmischung mit offenen und gegenseitig verbundenen Zellräumen und einer guten   Zug- und    Druckfestigkeit, die etwa bei Werten von 10-30 kg liegt. Es kann ohne abschliessende und schützende Aussenhaut als wärmeisolierende, aber einen Gas- und Flüssigkeitsdurchtritt ermöglichende Wand verwendet werden.

   Eine Belegung und Verklebung der freien Oberflächen mit Deck- und Schutzfolien oder ein nachträgliches Aufbringen solcher Schutzbeläge, beispielsweise auch als Gemisch von Glasfasern und Polyesterharz, wird aber meistens vorgezogen werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Herstellen eines formfesten Leichtbaumaterials auf Kunstschaumbasis, dadurch gekennzeichnet, dass nachgiebig biegbares und walkbares Kunstschwamm-Material mit offenen, gegenseitig verbundenen Poren mit einer aushärtbaren Kunstharzflüssigkeit bis zur Benetzung mindestens eines Grossteiles der inneren Porenflächen durchtränkt wird, dass überschüssige Kunstharzflüssigkeit ausgepresst wird und dass das so erhaltene klebstoffdurchtränkte und leicht in beliebige Form drückbare Kunstschwamm-Material nach gewünschter Formung ausgehärtet wird.

   II. Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestelltes, kleinzelliges und formfestes Leichtbaumaterial auf der Basis von Kunstschwamm-Material mit offenen Zellräumen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellkammerwände durch angelagertes und erhärtetes Kunstharz verfestigt sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunstharz-Flüssigkeit Feststoffpulver beigefügt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das klebstoffdurchtränkte und leicht verformbare Kunstschwamm Material als nachgiebige Bindeschicht zum Verbinden von anderen Materialschichten zu Verbundkörpern verwendet wird und in Verbindung mit diesen andern Ma terialschichten ausgehärtet wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das klebstoffdurchtränkte und leicht verformbare Kunstschwamm Material zum Auskleiden von winkligen und gekrümm ten Schalenflächen verwendet und in Verbindung mit solchen Schalen ausgehärtet wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das klebstoffdurchtränkte und leicht verformbare Kunstschwamm Material in eine gewünschte Form gebracht und unter Verhinderung einer Verbindung mit anliegenden, formbestimmenden Flächen ausgehärtet wird.

   5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass freibleibende Oberflächen des ausgehärteten Kunstschwamm-Materials mit einem Schutzbelag versehen werden.