DD218112B1 - Verfahren zum verarbeiten phenol-formaldehyd-harzen zum schaeumen mittels mobiler anlagen - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verarbeitung organischer makromolekularer Verbindungen und läßt sich vorteilhaft zum Isolieren, Verdammen u.a. in der Bauindustrie, der chemischen Industrie, dem Bergbau u.a. einsetzen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Verfahren zum Spritzen sind für anorganische und organische treibfähige Systeme allgemein bekannt. Die zu verarbeitenden Komponenten organischer Systeme, insbesondere das Spritzen von PUR-Schäumen, beruhen vorwiegend auf pet roichemisch er Basis. Ihr Nachteil besteht u.a. darin, daß sie kostenintensiv und nicht immer zugriffssicher sind, da sie nicht auf einheimischer Rohstoffbasis beruhen, SYS-pur-Reporter Nr.4, S. 13 und SYS-pur-Polyurethan, Verarbeitungshinweise, Druckschrift des VEB Synthesewerk Schwarzheide.

Bekannt ist ferner das Verarbeiten treibfähiger Phenolharzsysteme im Gießverfahren, wie es z.B. im Kunststoff-Handbuch, Bd. X, Duroplaste, Carl-Hanser-Verlag München, 1968, S. 458-460, in „Kunststoffe", Carl-Hanser-Verlag München, 58(1968), 5, S. 355, in „Phenoplaste", Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1973, S. 232, im Prospekt des Central'noje büro naucnotechniceskoj informacei, Donjeck, 1972, beschrieben wird.

BeiderVerschäumung mittels Gießverfahren läßt sich nur ein Ausfüllen sich unter Schwerkraft füllender Hohlräume vornehmen. Das Beschichten schräger bis senkrechter Flächen bzw. Deckenbeschichtungen mit Phenolharz-Schaum ist nicht möglich. Es sind keine Verfahrensweisen bzw. Anlagen mit den ihnen innewohnenden Verfahrensweisen bekannt, die mobil unter rauhen Baustellen- bzw. Bergbaubedingungen Schaumbeschichtungen an oben genannten Flächen realisieren können. Die Ursache darin ist einerseits in der Art und Weise des bisherigen Zusammenbringens und Austragens der Komponenten zu sehen, z. B. separates Fördern, Einbringen in ein gewisses Vorratsvolumen mit Vermischung der Komponenten und gegebenenfalls noch austragen in Formen, wobei diese Schrittfolge etwas variieren kann, siehe dazu z. B. „Kunststoffe" 58 (1968), 5, S. 355. Andererseits liegen die Ursachen in den verwendeten Ingredienzien der Harzmischung mit ihren unterschiedlichen chemischen Mechanismen und Reaktivitäten.

Bei der gießenden Verschäumung von Phenolharzen werden als Treibmittel Fluorkohlenwasserstoffe oder Metall- bzw. Metalloxidpulver verwendet. Die Nachteile dieser Treibmittel äußern sich einesteils in Umweltbeeinträchtigungen, wodurch sie in einigen Ländern in ihrer Verwendung eingeschränkt wurden, wie aus DD WP 126557 ersichtlich ist. Anderenteils bringen sie sicherheitstechnische Probleme mit sich, da gemäß SU PS 504808 die Gefahr des Ausgasens des Treibmittels aus dem Gemisch bei Temperaturen um 50°C besteht. Treibmittel auf der Basis von Metallpulvern oder -pudern, z. B. Al-Puder, oder Halogenkohlenwasserstoffe, z. B. Dichlormethan, bewirken gefährdende Gasbildungen beim Auftreiben des Gemisches, insbesondere wäre mit stark gefährdender Aerosolbildung bei einem eventuell spritzenden Verarbeiten mit diesen Treibmitteln zu rechnen, wodurch eine starke Anwendungseinschränkung eintritt, siehe DE OS 2617 568; SU PS 958436. Von Vieweg/Becker „Kunststoff-Handbuch", Band X, Duroplaste, Carl-Hanser-Verlag München, 1968, S.434 wird eine Gruppe von Karbonaten genannt, die nur eingesetzt werden können, wenn der Schäumungsprozeß so geführt wird, daß höhere Temperaturen, etwa 90⁰C bis 150⁰C erreicht werden, wobei sich dann diese Karbonate unter Gasabspaltung zersetzen. Ein Teil solcher Karbonate werden als problematisch ausgewiesen, da sie nicht lagerstabil sind und damit diese Substanzen bereits unmittelbar nach der Phenolharzherstellung diesem zugemischt werden müssen. In einer weiteren Gruppe werden Karbonate ausgewiesen, die sofort mit der Härterzugabe zur Gasabspaltung gelangen. Die Verfasser zeigen auf, daß diese Karbonate ein gründliches Durchmischen der Komponenten nicht mehr zulassen.

Die nach dem Gießverfahren hergestellten PhenoIharz-Schäurne weisen eine Steigzeit auf, die 2 min nicht unterschreitet, Angaben gemäß a.a.O. Damit ist aber ihre Anwendung zum Beschichten nicht waagerechter Flächen nicht möglich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Verarbeitung von kostengünstigem, zugriffssicherem und weniger umweltbelastendem Material zu einem leicht aufbringbaren, insbesondere gasisolierenden Schaumstoff zu entwickeln.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Verarbeiten von Phenol-Formaldehyd-Harzen zu Schäumen mittels mobiler Anlagen zu entwickeln, wobei gewährleistet ist, daß durch sofortige chemische Reaktion eine Steigzeit von kleiner 3 see das Beschichten von Flächen in beliebiger Dicke mit ausreichender Festigkeit des Schaumstoffes bei gleichzeitiger Garantie der erforderlichen technischen Sicherheit, des Arbeits- und Gesundheitsschutzes sowie geringer Umweltbelastungen ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird so vorgegangen, daß zwei Systemteile, „H" und „X", sprüh-/spritzend beim Austragen aus einer mobilen Anlage intensiv vermischt werden und somit erst und bereits mit dem Austragen die schnelle chemische Reaktion abläuft. Als Bestandteile des Systemteiles „H" wird ein Phenol-Formaldehyd-Harz des Resoltypes einer Viskosität von 700... 1 50OcP mit 0,5 bis 4 Gewichtsteilen eines für PUR-Systeme als Schaumstabiliator bekannten Silikonöles und mit 1 bis 5 Gewichtsanteilen Natriumhydrogenkarbonat eingesetzt. Der Systemanteil „X" wird durch eine ansich bekannte wäßrige alkoholische Lösung einer aromatischen Sulfonsäure gebildet, wodurch Korrosionserscheinungen an den Elementen der „baustellenmobilen" Anlage weitgehend vermieden werden. Mit dieser Verfahrensweise und der so gewählten Zusammensetzung wird ein kalt arbeitendes Phenol-Formaldehyd-Harz-Schaumspritzverfahren ermöglicht, d. h. es ist keine Wärmezuführung zum vermischten Material für den Beginn und die Aufrechterhaltung der chemischen Reaktion erforderlich, was unter rauhen Baustellenbedingungen bzw. denen des Bergbaues bei der Schaffung großflächiger, gasdichter Hermetisierungen nicht möglich wäre. Mit dem mehrfachen Überschichten durch dieses Sprüh-/Spritz-Verfahren lassen sich infolge der damit verbundenen Stoffstruktur Aufschäumungen auf mindestens das 20fache mit mehrfacher dichter Haut im Verbund und damit gute Wärme- und Gasisolationen erreichen, wodurch erhebliche ökonomische Wirkungen erzielbar sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Mit einer mobilen Spritzanlage soll eine Wetterstrecke in einem Bergwerk durch einen Schaumstoffdamm abgedämmt werden.

Zu diesem Zwecke werden 100 Gewichtsanteile eines Phenol-Formaldehyd-Harzes vom Resoltyp mit 1,4 Gewichtsanteilen Silikonöl einer Viskosität 1 50OcP bei 25°C und 2 Gewichtsanteilen Natriumhydrogenkarbonat zum Systemteil „H" bei einer Umgebungstemperatur von 20⁰C vermischt und im vorgesehenen Behälter der Spritzanlage deponiert. Mittels eines Spritzaggregates wird das Systemteil „H" vor Ort aus dem Behälter abgezogen und spritzend mit dem Systemteil „X", eine wäßrig-88%ige-alkoholische Lösung der aromatischen Sulfonsäure, im Masseverhältnis 3:1 vermischt. Das aufgetragene Gemisch reagiert nach einer Steigzeit von 2 bis 3sec zu einem harten, dämmenden Phenolharzschaum aus.

Die mit dem Vorschlag erreichbare niedrige Steigzeit ermöglicht bei Phenol-Formaldehyd-Harz das Spritzverfahren als Verarbeitungsverfahren einzusetzen. Das Kohlendioxid abspaltendeTreibmittel istals Rohstoff zugriffssicher, völlig problemlos bei den Transport-, Lager- und Verarbeitungsprozessen und führt bei der Zusammenführung mit der organischen Säure zu einem zuverlässigen Auftreiben auf mindestens das 20fache Volumen. Die zu verwendende wäßrig-alkoholische Lösung der organischen Säure besitzt nicht die Aggressivität der anorganischen Säuren und führt deshalb zu keinen sicherheitstechnischen Problemen während des Transportes, der Lagerung und der Verarbeitung. Einschränkende Reglementierungen zur Gewährleistung der Betriebssicherheit und des Arbeitsschutzes sind nicht erforderlich.

Durch leichtes Vorwärmen beider Systemteile läßt sich deren Reaktionsbereitschaft erhöhen und dadurch insbesondere bei kalter Umgebung die Steigzeit verkürzen.

Mit der Anwendung von Phenol-Formaldehyd-Harz-Schaumstoffen lassen sich bedeutende ökonomische Effekte im Vergleich zu kostenintensiven Schaumsystemen, z. B. auf Polyurethanbasis, erzielen.

Claims (2)

1. Verfahren zum Verarbeiten von Phenol-Formaldehyd-Harzen zu Schäumen mittels mobiler Anlagen durch Vermischen zweier Systemteile, dadurch gekennzeichnet, daß Systemteile „H" und „X" während des Spritz-ZSprüh-Vorganges vermischt werden, wobei als Systemteil „H" ein Phenol-Formaldehyd-Harz des Resoltypes mit 0,5 bis 4 Gewichtsanteil.en eines für PUR-Schäume als Schaumstabilisator bekannten Silikonöles und 1 bis 5 Gewichtsanteilen Natriumhydrogenkarbonat sowie als Systemteil „X" eine ansich bekannte wäßrige alkoholische Lösung einer aromatischen Sulfonsäure, im Verhältnis 2:1 bis 4:1 eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenol-Formaldehyd-Harz mit einer Viskosität von 700 bis 150OcP sprüh-Vspritzend verarbeitet wird.