DE1227649B

DE1227649B - Process for the production of insulating bodies from polystyrene foam

Info

Publication number: DE1227649B
Application number: DEL39022A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Holl; Dr Josef Lintner; Dr Herbert Petrovicki; Dr Friedrich Schaffernak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-05-19
Filing date: 1961-05-19
Publication date: 1966-10-27

Description

Verfahren zum Herstellen von Isolierkörpern aus Polystyrolschaum Formkörper auf der Grundlage von Polystyrolschaum sind bekannt. Man kann sie z. B. erhalten, indem man kleine Formlinge oder Bruchstücke aus Polystyrolschaum in Bitumen, Gips oder Beton einbettet. Sie haben eine verhältnismäßig hohe Dichte und deshalb nur eine ziemlich geringe Wärme- und Schalldämmung. Um zu geringerer Dichte mit besserer Wärme- und Schalldämmung zu gelangen, wurde vorgeschlagen, blähbare Polystyrolkörner mit Hilfe von Lösungsmitteln oberflächlich anzuquellen, dadurch ihre Oberfläche klebrig zu machen, diese klebrigen Körner zu einem Formkörper zu verkleben und diesen Formkörper schließlich durch Erwärmen zu blähen. Man erhält so mit luftgefüllten Hohlräumen durchsetzte Formkörper aus Polystyrolschaum von verhältnismäßig geringer Dichte. Freilich geht Hand in Hand mit der Verminderung der Dichte auch eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Formkörper, wie Druckfestigkeit, Biegefestigkeit und Elastizität, vor sich.Process for the production of insulating bodies from molded polystyrene foam bodies based on polystyrene foam are known. You can z. B. received, by placing small moldings or fragments of polystyrene foam in bitumen, plaster of paris or embed in concrete. They have a relatively high density and therefore only a fairly poor thermal and acoustic insulation. To lower density with better To achieve thermal and acoustic insulation, it has been suggested to use expandable polystyrene grains to swell superficially with the help of solvents, thereby their surface to make sticky, to glue these sticky grains to form a shaped body and this Moldings finally expand by heating. So you get with air-filled Moldings made of polystyrene foam with cavities penetrated by relatively less Density. Of course, the decrease in density goes hand in hand with deterioration the mechanical properties of the moldings, such as compressive strength, flexural strength and elasticity, in front of you.

Bei Formkörpern für die Isoliertechnik strebt man an, eine möglichst geringe Dichte, die gute Wärmedämmung ergibt, und erhebliche Unterschiede in den Porendimensionen, die gute Schalldämmung ergeben, mit möglichst hohen elastischen und Festigkeitseigenschaften der Formkörper zu vereinigen. In the case of molded bodies for insulation technology, the aim is to achieve one if possible low density, which gives good thermal insulation, and significant differences in the Pore dimensions that result in good sound insulation, with the highest possible elasticity and to combine strength properties of the moldings.

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren von Isolierkörpern durch allseitiges Überziehen von Formlingen aus Polystyrolschaum mit einem natürlichen oder synthetischen Kautschuk, der gegebenenfalls faserförmige Füllstoffe enthält, als Bindemittel, und Verkleben, dadurch gekennzeichnet, daß man Formlinge aus Polystyrolschaum, die in allen Dimensionen die gleichen Abmessungen haben oder bei denen das Verhältnis von Durchmesser zu Dicke zwischen 10:1 und 10: 5 liegt und die in ihrer Größe untereinander gleich sind, überzieht und unter Erhaltung ihrer Form verklebt. The subject of the invention is a method of insulating bodies through all-round Covering moldings made of polystyrene foam with a natural or synthetic one Rubber, which may contain fibrous fillers, as a binder, and gluing, characterized in that moldings made of polystyrene foam, the have the same dimensions in all dimensions or where the ratio from diameter to thickness between 10: 1 and 10: 5 and the size below each other are the same, coated and glued while maintaining their shape.

Die Polystyrolschaum-Formlinge sollen in allen drei Dimensionen etwa die gleichen Abmessungen haben, also sich - im Idealfall - der Kugelform nähern; es können jedoch auch würfelförmige Teilchen, vorzugsweise mit abgerundeten Ecken, ferner Ellipsoide, tropfenförmige oder linsenförmige Gebilde sein. Die Dimensionen der verwendeten Teilchen sollen etwa in der gleichen Größenordnung liegen, d. h., sie können einen größten Durchmesser von etwa 5 bis 15 mm, aber auch mehr, etwa 3 bis 5 cm, haben. Derartige Formlinge aus Polystyrolschaum haben bei geringer Dichte überraschenderweise dann die besten elastischen und Festigkeitseigenschaften, wenn sie wie üblich durch wiederholtes Erhitzen treibmittelhaltige Polystyrolteilchen, unterbrochen durch Zwischenlagerzeiten bei Raumtemperatur, erhalten worden sind: Derartige Formlinge aus Polystyrolschaum haben einen schichtenweisen Aufbau, d. h., sie haben an der Oberfläche eine Blähhaut von verhältnismäßig hoher Dichte; die Dichte nimmt im Innern, gegen die Mitte des Formlings, ab. The polystyrene foam moldings should be in all three dimensions have the same dimensions, i.e. - ideally - approximate the spherical shape; However, cube-shaped particles, preferably with rounded corners, can also be used. also be ellipsoids, teardrop-shaped or lens-shaped structures. The dimensions the particles used should be of the same order of magnitude, i.e. H., they can have a largest diameter of about 5 to 15 mm, but also more, about 3 to 5 cm. Such moldings made of polystyrene foam have a low density Surprisingly, the best elastic and strength properties, if as usual, by repeated heating, polystyrene particles containing blowing agent, interrupted by interim storage times at room temperature, the following have been obtained: Such moldings made of polystyrene foam have a layered structure, i. that is, they have a swellable skin of relatively high density on the surface; the density decreases inside, towards the center of the molding.

Insbesondere für die Herstellung von Platten sollen die Formlinge aus Polystyrolschaum die Form von abgeplatteten Kugeln, z. B. die Form von Linsen von etwa 10 bis 50 mm Durchmesser und etwa 2 bis 10 mm Dicke, haben. Wenn beim Verkleben dieser Linsen darauf geachtet wird, daß die Linsenebene mit der Plattenebene übereinstimmt, was durch Rütteln beim Verkleben erreicht werden kann, werden besonders günstige isoliertechnische und mechanische Eigenschaften der Platten erreicht. Die Linsen oder Ellipsoide, die das Gerüst der erfindungsgemäßen Isolierkörper bilden, liegen elastisch zwischen den dünnen, aus dem Klebemittel entstandenen Häuten in einem festen und zähen Verband, so daß die Isolierkörper in ihrer Gesamtstruktur einem Mauerwerk aus Backstein und Mörtel ähneln, wobei die Bauelemente jedoch nicht starr miteinander verbunden sind, sondern federnd und selbst nicht kantig, sondern linsenförmig mit rundlichen Begrenzungen gestaltet sind. In particular for the production of panels, the moldings should made of polystyrene foam in the form of flattened spheres, e.g. B. the shape of lenses of about 10 to 50 mm in diameter and about 2 to 10 mm in thickness. If when gluing of these lenses care is taken that the plane of the lens coincides with the plane of the plate, what can be achieved by shaking during gluing are particularly favorable insulation and mechanical properties of the panels are achieved. The lenses or ellipsoids, which form the framework of the insulating body according to the invention, lie elastic between the thin skins resulting from the adhesive in one firm and tough association, so that the insulating body is one in its overall structure Brick and mortar masonry is similar, but the structural elements are not rigid are connected to each other, but resilient and not even angular, but lenticular are designed with rounded borders.

Die Polystyrolschaum-Formlinge sind allseitig mit dünnen Schichten eines elastischen, praktisch porenfreien Klebers überzogen. Diese nichtporösen Kleberschichten durchziehen den Formkörper raumgitterartig, d. h. wie eine nach allen Dimensionen ausge- richtete flächenartige oder wabenförmige Armierung. The polystyrene foam moldings have thin layers on all sides covered with an elastic, practically pore-free adhesive. These non-porous adhesive layers traverse the shaped body like a space grid, d. H. like one in all dimensions excellent straightened planar or honeycomb reinforcement.

Der Kleber soll die Oberfläche der Formlinge nicht oder nur wenig anlösen, auf den Formlingen aus Polystyrolschaum gut haften und so weit elastisch sein, daß die Kleberschicht bei durch mechanische Beanspruchungen des Formkörpers hervorgerufenen Verformungen der Formlinge aus Polystyrolschaum diesen Verformungen folgt, ohne rissig zu werden. The adhesive should not, or only slightly, the surface of the moldings loosen, adhere well to the molded polystyrene foam and so elastic be that the adhesive layer by mechanical stresses on the molded body caused deformations of the moldings made of polystyrene foam these deformations follows without cracking.

Besonders bewährt haben sich Kleber auf -der Grundlage von Polyvinylacetat oder dessen Copolymeren; zur Verbesserung der Haftfestigkeit und Elastizität können Weichmacher mitverwendet werden, die sowohl für Polystyrol wie für Polyvinylacetat und seine Copolymere wirksam sind, für die Polystyrol jedoch nur eine geringe Affinität besitzt, wie Phenolester der Phosphorsäure.Adhesives based on polyvinyl acetate have proven particularly useful or its copolymers; to improve the adhesive strength and elasticity you can Plasticizers are also used, both for polystyrene and for polyvinyl acetate and its copolymers are effective, but have low affinity for polystyrene like phenol esters of phosphoric acid.

Sollen besonders elastische Formkörper, z. B. Sitzkissen, hergestellt werden, verwendet man zweckmäßig Kleber auf Kautschukgrundlage oder auch Mischpolymerisate aus Styrol und Butadien und vulkanisiert die Kleberschicht nach der Verklebung der Formlinge aus Polystyrolsohaum. Should particularly elastic moldings such. B. seat cushion made it is advisable to use rubber-based adhesives or mixed polymers made of styrene and butadiene and vulcanises the adhesive layer after the Polystyrene foam moldings.

Formkörper mit besonders wertvollen mechanischen Eigenschaften erhält man, wenn die Kleberschicht zusätzlich noch durch Einverleibung von faserförmigen Füllstoffen (Zellulosefasern, Glas- oder Asbestfasern) armiert wird. Shaped body with particularly valuable mechanical properties is obtained one, if the adhesive layer is additionally incorporated by incorporating fibrous Fillers (cellulose fibers, glass or asbestos fibers) is reinforced.

Die Kleber werden in Form einer wäßrigen Dispersion oder Emulsion angewendet, wobei das Fasermaterial einfach in dieser KLberdispersion mit aufgeschlämmt wird. The adhesives are in the form of an aqueous dispersion or emulsion applied, whereby the fiber material is simply slurried in this glue dispersion will.

Zur Herstellung der neuen Dreiphasenformkörper aus Polystyrolschaum kann man beispielsweise in eine mit einem Siebboden versehene Form Körner aus Polystyrolschaum, die ihre Blähhaut besitzen, die also nicht durch Zerkleinern von größeren Stükken Schaumpolystyrol erhalten wurden, sondern durch Blähen einzelner blähfähiger Polystyrolkörner, einfüllen und diese gleichzeitig mit der wäßrigen Dispersion des Kunststoffklebers überschütten. Dabei wird die Form in rüttelnder Bewegung gehalten. For the production of the new three-phase moldings from polystyrene foam you can, for example, in a mold provided with a sieve bottom, grains of polystyrene foam, who have their bloated skin, which means that they do not have to shred larger pieces Foam polystyrene were obtained, but by expanding individual expandable polystyrene grains, fill in and this at the same time with the aqueous dispersion of the plastic adhesive shower over. The shape is kept in a shaking motion.

Der Überschuß des Klebers läuft durch den Siebboden der Form ab und kann wieder verwendet werden. Hierauf wird die Form unter leichtem Druck mit Hilfe eines Siebdeckels geschlossen und der Kleber durch Durchblasen eines Warmluftstromes durch die Masse getrocknet. Verwendet man Formlinge aus Polystyrolschaum mit einem mittleren Durchmesser von etwa 15 bis 18 mm, so werden je Kubikmeter etwa 3,0 bis 3,5 kg Kleber (Polyvinylacetat) benötigt. Da es mit einem mehrstufigen Blähverfahren ohne weiteres möglich ist, Formlinge aus Polystyrolschaum mit einem Schüttvolumen von 5 bis 16 kg/m3 mit noch ausreichenden mechanischen Eigenschaften herzustellen, können Formkörper nach der Erfindung mit scheinbaren Dichten von etwa 8 bis 9 kg/m3 von guten mechanischen Eigenschaften hergestellt werden. Der Schließdruck der Form beträgt in diesem nur etwa 10 bis 50 g/cm2.The excess of the glue runs through the sieve bottom of the mold and can be used again. The shape is then made using light pressure a sieve lid is closed and the adhesive is blown through with a stream of warm air dried through the mass. If you use moldings made of polystyrene foam with a mean diameter of about 15 to 18 mm, so per cubic meter about 3.0 to 3.5 kg of glue (polyvinyl acetate) required. As it is with a multi-step bloating process It is easily possible to produce molded articles made of polystyrene foam with a bulk volume produce from 5 to 16 kg / m3 with sufficient mechanical properties, can moldings according to the invention with apparent densities of about 8 to 9 kg / m3 of good mechanical properties. The closing pressure of the mold in this is only about 10 to 50 g / cm2.

Faserförmige Füllstoffe werden den wäßrigenKleberdispersionen nach dem gründlichen Aufschlämmen in Wasser zugesetzt. Fibrous fillers are after the aqueous adhesive dispersions added to thorough slurrying in water.

Nach dem Trocknen wird der Block ausgeformt, als solcher verwendet oder in die gewünschten Stücke aufgeschnitten. Wird als Kleber ein Thermoplast mit etwa dem gleichen Erweichungspunkt- wie Polystyrol verwendet, so kann das Aufschneiden des Blocks mit Hilfe elektrisch geheizter Drähte oder Metallbänder erfolgen, was vor allem bei der Fertigung von Isolierplatten von Vorteil ist. Werden vulkanisierbare Kleber verwendet, oder wird die Kleberschicht mit faserförmigen Füllstoffen (Zellulose-, Glas- oder Asbestfasern) armiert, so muß das Aufteilen der Blöcke, falls ein solches erforderlich ist, durch Sägen erfolgen. After drying, the block is molded and used as such or cut into the desired pieces. Used as an adhesive using a thermoplastic approximately uses the same softening point as polystyrene, so the slicing can be done of the block with the help of electrically heated wires or metal strips, what is particularly advantageous in the manufacture of insulating panels. Be vulcanizable Glue is used, or the glue layer is filled with fibrous fillers (cellulose, Glass or asbestos fibers), the splitting of the blocks, if such is required to be done by sawing.

Durch den neuartigen Aufbau der erfindungsgemäßen Isolierkörper aus Formlingen aus Polystyrolschaum mit geschlossenen Zellen, aus einem Gitterwerk aus porenfreiem Kleber und den Isolierkörper in allen Richtungen durchsetzenden, offenen Zellen und Kanälen wird eine sehr geringe Dichte und dadurch eine ausgezeichnete Wärmeisolation erreicht. Due to the novel structure of the insulating body according to the invention Moldings made of polystyrene foam with closed cells, made from a latticework pore-free adhesive and the insulating body penetrating in all directions, open Cells and ducts will have a very low density and therefore an excellent one Thermal insulation achieved.

Geringe Dichte heißt außerdem bei Isolierstoffen geringer Materialverbrauch und damit hohe Wirtschaftlichkeit. Ferner gibt die Verteilung des Klebers in Form gleichmäßiger dünner Schichten in Verbindung mit den offenen Zellen dem Material eine hohe Elastizität. Schließlich entfaltet der Isolierkörper dank der offenen Zellen und Kanäle ausgezeichnete schallschluckende Eigenschaften.Low density also means low material consumption for insulating materials and thus high economic efficiency. It also gives the distribution of the adhesive in shape uniform thin layers in connection with the open cells of the material high elasticity. Eventually the insulating body unfolds thanks to the open Cells and ducts have excellent sound-absorbing properties.

Es ist bereits eine spachtelfähige Überzugsmasse bekannt, die aus einer Mischung aus geschäumtem Polystyrol, einer Kunstharzemulsion als Bindemittel, einem faserartigen Füllstoff und einem Verdickungsmittel besteht. Von dieser ist besonders hervorgehoben, daß sie die Erzeugung fugenloser Überzüge gestattet. Ihr fehlt also das charakteristische Merkmal der offenen Zellen des erfindungsgemäßen Isolierkörpers. A trowelable coating compound is already known which consists of a mixture of foamed polystyrene, a synthetic resin emulsion as a binder, a fibrous filler and a thickener. From this is particularly emphasized that it allows the production of seamless coatings. you so the characteristic feature of the open cells of the invention is absent Insulating body.

Man kennt auch schon aus größeren Teilchen durch Verklebung von Polyurthanschaum gewonnene schwammartige Gebilde, also eine Kombination offener Zellen mit einem porenfreien Kleber. Dieses Material zeigt also nicht das weitere Merkmal geschlossener Zellen. We already know from larger particles by gluing polyurethane foam sponge-like structures obtained, i.e. a combination of open cells with one non-porous glue. So this material does not show the further characteristic of being more closed Cells.

Die Eigenart der neuen Isolierkörper liegt also darin, daß drei Merkmale kombiniert sind, nämlich geschlossene Zellen, offene Zellen und porenfreier Kleber. Weder diese Kombination, geschweige denn deren unerwartete und fortschrittliche Eigenschaften waren aus den erwähnten bekannten Vorschlägen herzuleiten. The peculiarity of the new insulating body lies in the fact that three features are combined, namely closed cells, open cells and pore-free glue. Neither this combination, let alone its unexpected and progressive one Properties were to be derived from the known proposals mentioned.

Claims

Claim: Method for producing insulating bodies by all-round transfer of moldings made of polystyrene foam with a natural or synthetic rubber; which optionally contains fibrous fillers, as a binder, and gluing, characterized in that moldings made of polystyrene foam, which have the same dimensions in all dimensions or where the ratio from diameter to thickness between 10: 1 and 10: 5 and the size below each other are the same, coated and glued while maintaining their shape.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1091261; French patent specification No. 1150138.