DE1121323B

DE1121323B - Formkoerper aus Urethan-Gruppen enthaltenden Schaumstoffen

Info

Publication number: DE1121323B
Application number: DEF21846A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Peter Hoppe; Dr Hans-Willi Pfaffrath
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1956-12-05
Filing date: 1956-12-05
Publication date: 1962-01-04

Description

Formkörper aus Urethan-Gruppen enthaltenden Schaumstoffen Formkörper aus Urethan - Gruppen enthaltenden Schaumtoffen sind bekannt. Es sind ferner auch Schaumstoff-Verbundkonstruktionen, sogenannte Sandwich-Konstruktionen. bekannt, bei denen der Innenraum einer aus tragfähigen Deckschichten hergestellten Hohlraumkonstruktion mit einem Schaumstoff ausgefüllt ist. Die Biegesteifigkeit solcher Vcrbundkonstruktionen bei Querbelastung ist nun in erheblichem NiaBe auch von der Festigkeit des Schaumstofflserncs abhängig. Ä u Festigkeitsgründen muß demnach ein bestimmtes Raumgewicht gewählt werden, um eine ausreichende Schubfestigkeit für querbelastete Bauelclllertc zu gewinnen. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es andererseits notwendig, die Raumgewichte der serwcndetell Schaumstoffe so niedrig wie möglich zu halten. Im Vergleich zu den bekannten Honigwabenwerkstoffen zeigen Schaumstoff-Verbundkonstruktionen bei gleichem Raumgewicht etn a !lur 40 bis 50ovo der Schubfestigkeit der Honigwabenwerk&ffe. so d.l04 hcsonders bei querbelasteten Bauelementen eine ot'irkWrc Durehbiegang und geringere Bruehfestigkeit festzustellen ist. Die spezifische Festigkeit der Schaumstoffe kann zwar durch geeignete Zusammensetzung des für die Erzeugung des Schaumstoffes verwenden schaumfähigen Reaktionsgemisches um 5 bis 100/o verbessert werden. Die Forderung der Praxis zur Herstellung von stabilen Verbundkonstruktionen bei möglichst geringem Raumgewicht wird dadurch jedoch nicht erfüllt.
Gegenstand der Erfindung sind Formkörper aus Urethan-Gruppen enthaltenden Schaumstoffen, gegebenenfalls mit festen Deckschichten, bei denen die spezifische Festigkeit. vorzugsweise die Schubfestigkeit, wesentlich verbessert ist, ohne daß eine Raumgewichtserhöhung notwendig wird. Die erfindungsgemäßen Formkörper sind gekennzeichnet durch ein als Diagonalsystem (geodätisches System) ausgebildetes Innenskelett aus dünnwandigen runden Rohrprofilen oder weitmaschigen Drahtnetzen.
Man hat bereits Formkörper hergestellt, die im Schaumstoffkern andere Werkstoffe eingeschäumt enthalten, um Gewichts- und Preisvorteile zu erzielen.
Das vorliegende in bestimmter Weise ausgebildete Innenskelett jedoch hat die Aufgabe, die Tragfähigkeit zu beeinflussen und insbesondere eine hohe Belastbarkeit nach allen Richtungen zu ermöglichen.
Auch Gewebe, Geflechte oder Gitter hat man als Skelett bereits eingelagert. Demgegenüber zeigen die neuen Formkörper einheitliche Festigkeitswerte nach allen Raumrichtungen hin und können beliebig von jeder Seite in gleicher Weise beansprucht werden.
Das Inneuskelett der Formkörper gemäß Erfindung kann dabei aus weitmaschigen Drahtnetzen aus z. B.
Metall oder Kunststoff bestehen, die als Fachwerksystem zu räumlichen Gitterwerken aufgebaut sind.
Als Innenfachwerksystem lassen sich ferner dünnwandige runde Rohrprofile, beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder Stroh. verwenden, wobei die Hohlstäbchen durch den sie umgebenden Schaumstoff in ihrer Knickstabilität wesentlich verbessert werden.
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung gehören ferner auch solche Schaumstoff-Formkörper mit einem Innenskelett, die zusätzlich noch Füllkörper, z.B. aus Steinen, Holzhackstücken, Schaumstoffen anderer Zusammensetzungen oder expandiertem Glimmer, enthalten. Dabei können diese Füllkörper zusätzlich noch mit geeigneten Bindemitteln verklebt sein. Bei der zusätzlichen Verwendung derartiger Füllkörper ist die Schubfestigkeit des Schaumstoff-Formkörpers abhängig von der Festigkeit des die Füllkörper verbindenden Schaumstoffes. Eine Steigerung bei gleicher Schaumstoffmenge kann nur dann erreicht werden, wenn die Füllkörper vor dem Eintragen des Schaumstoffgemisches zusätzlich durch Klebstoffe, z. B. auf Polyisocyanatbasis oder Phenolharzbasis, zu einem in sich stabilen Füllkörpergerüst vereinigt worden sind. Die mit solchen Schaumstoff-Formkörpern erreichbaren spezifischen Gewichte liegen bei etwa 150 bis 400 kg/m3. Es handelt sich also in einem solchen Falle stets um schwere Formkörper, deren Vorteil einer hohen Schubfestigkeit jedoch den Nachteil eines größeren Gewichtes für viele Verwendungszwecke ausgleicht. Ein weiterer Vorteil derartiger verkitteter Füllkörpersysteme ist bei Verwendung von expandiertem Glimmer als Füllkörper die außerordentlich hohe Brandfestigkeit der Schaumstoff-Füllkörperelemente.
Besondere Erwähnung müssen insbesondere auch solche Formkörper mit festen Deckschichten finden, die auf der dem Schaumstoffkörper zugewendeten Innenseite der Deckschichten eingelegte räumlich verfilzte Faservliese aufweisen, in denen das Innenskelett verankert ist. Solche räumlich verfilzten Faservliese können aus natürlichen oder synthetischen Fasern, insbesondere aber auch aus Glasfasern hergestellt sein.
In Abb. 1 sind dargestellt die einzelnen Komponenten einer Verbundkonstruktion, bestehend aus Deckschicht 1 mit Randzonenverstärkung 2 und einem aus Drahtgewebe hergestellten inneren Fachwerk system 3, die alle zusammen in einer Stützvorrichtung ausgeschäumt werden. Eine Möglichkeit des Ausschäumens zeigt auch Abb. 2. Die Bleche stehen senkrecht in den Stützen 5, zwischen welche nach Montage eines Schlitzrohres 4 das Drahtgewebesystem 6 eingeschoben wurde. Der Schaumprozeß erfolgt in Richtung 7.
In Abb. 3 ist dargestellt die Kombination von eventuell mit Glasfasermatten 11 belegten Deckschichten 8 mit Schaumstoffen 9 und Innenverstärkungen aus Honigwabenwerkstoffen 10, die als Fachwerk system Anwendung finden.
Die Herstellung des Urethan-Gruppen enthaltenden Schaumstoffes für die erfindungsgemäßen Formkörper geschieht nach an sich bekannten Verfahren, z. 13. über ein in einer Mischapparatur in bekannter Weise hergestelltes schaumfähiges Reaktionsgemisch aus Polyhydroxyverbindungen und Polyisocyanaten unter Zusatz von Wasser und gegebenenfalls von Aktivatoren und Emulgatoren.
Als Polyhydroxyverbindungen seien vor allem genannt hydroxylgruppenhaltige Polyester, wie sie aus mehrwertigen Alkoholen und mehrwertigen Carbonsäuren durch thermische Kondensation erhalten werden, sowie Polyesteramide, Polyäther, z. B. Tetrahydrofuranpolymerisate, Polythioäther und hydrierte Kohlenoxyd-Äthylen-Mischpolymerisate.
Als Polyisocyanate können z. B. 1 ,2,4Toluylendiisocyanat, 1,2,6-Toluylendiisocyanat oder eine technische Mischung der beiden, 1,4-Phenylendiisocyanat, Triphenylmethan4,4'-4"-triisocyanat, 1, 5-Naphthylendiisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat und Dimethyldiphenyl4,4'-diisocyanat Verwendung finden.
Zum Verschäumen werden im allgemeinen 0,5 bis 1,5 Mol Diisocyanat für je 17 g in der Polyoxyverbindung enthaltener OH-Gruppen eingesetzt. Zusatzlich werden die für das Verschäumen nötigen 0,5 bis 10°/o Wasser und gegebenenfalls Emulgatoren (0,1 bis 10 ozon und Beschleuniger (0,1 bis 40/o), z. B. tertiäre Amine oder Natriumphenolat, benötigt.
Die Herstellung der gegebenenfalls mit festen Deckschichten umgebenen Formkörper gemäß vorliegender Erfindung wird im folgenden beispielhaft erläutert.
Beispiel Zur Herstellung einer Verbundkonstruktion wird ein Hohlkörper mit 0,4 mm dicken Leichtmetall-Deckschichten mit einer aufgeklebten, räumlich verfilzten Glasfasermatte von 300 g/m2 und einem Innenskelett aus einem Fachwerksystem aus Drahtgeweben mit einem Hartschaumstoff, der freigeschäumt ein Raumgewicht von 25kg/m2gehabthätte, ausgeschäumt.
Man geht dabei so vor, daß in einer Stützform die vorbehandelten Deckbleche eingesetzt werden und zwischen diesen die Drahtgewebe so eingeschoben werden, daß die Kanten in Berührung mit der auf dem Blech vorgelegten Glasfasermatte liegen. Nunmehr wird in senkrecht stehenden Formen das schaumfähige Reaktionsgemisch von unten eingebracht, wobei man in bekannter Weise Schlitzrohre benutzt. Der erzeugte Schaumstoffkörper einschließlich Innenskelettierung besitzt ein Raumgewicht von 75 kg/m3 mit einer Schubfestigkeit, die einem reinen Schaumstoff vom Raumgewicht 100 kg/m3 entspricht, mit anderen Worten, die Durchbiegung der querbelasteten Platte mit Innenskelettierung zeigt um 250/o niedrigere Werte, als wenn ein reiner Schaumstoff mit dem Raumgewicht 75 kg/m3 als Kern verwendet worden wäre.

Claims

PATENTANSPRUCH: Formkörper aus Urethan-Gruppen enthaltenden Schaumstoffen, gegebenenfalls mit festen Deckschichten, gekennzeichnet durcb ein als Diagonalsystem (geodätisches System) ausgebildetes Innenskelett aus dünnwandigen runden Rohrprofilen oder weitmaschigen Drahtnetzen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 851 851, 939 404, 940 787; britische Patentschrift Nr. 718 035; USA.-Patentschrift Nr. 2 493 032.