DE1230557B - Schwer entflammbare Phenolharzschaumstoffe - Google Patents

Description

• Schwer entflammbare Phenolharzschaumstoffe Schaumstoffe aus härtbaren Verbindungen, die durch Kondensation von Phenolen mit Aldehyden erhalten werden, haben in letzter Zeit an Bedeutung gewonnen.
• Sie lassen sich in einfacher und bekannter Weise aus den obengenannten Kondensationsprodukten in Verbindung mit Treib- und Härtemitteln herstellen. Als Treibmittel können gasabspaltende Verbindungen oder leicht flüchtige Flüssigkeiten verwendet werden.
• Als Härter kommen Säuren oder sauer reagierende Verbindungen sowie Paraformaldehyd, Hexamethylentetramin ohne oder in Verbindung mit äußerer Wärme zufuhr in Betracht. Derartige Schaumstoffe sind ausgezeichnete thermische Isolationsmaterialien und besitzen brauchbare mechanische Eigenschaften.
• Schaumstoffe aus Phenolplasten gelten gegenüber solchen anderer Zusammensetzung als schwer entflammbar bzw. selbsterlöschend. Das schließt jedoch nicht aus, daß sie bei längerer intensiver Flammeinwirkung verkoken und insbesondere bei reichlicher Luftzufuhr verglimmen bzw. mehr oder weniger schnell verbrennen. Naturgemäß kann man Formkörper aus diesen Schaumstoffen mit den werschiedensten gebräuchlichen Flammschutzmitteln imprägnieren oder ihnen auch Mittel zur Herabsetzung der Brennbarkeit zusetzen.
• Als solche sind bekannt: Halogenverbindungen, Phosphate, Sulfate, Ammonsalze, Harnstoff, Carbonate, Bicarbonate usw.
• Aus der britischen Patentschrift 818 574 ist es weiter bekannt, Wandplatten aus Cellulosematerial, das durch den Zusatz von Harnstoff- oder Phenolformaldehydharzen verbunden wird, Borsäure zur Herabsetzung der Entflammbarkeit zuzusetzen. Hieraus konnte jedoch bezüglich der vorliegenden Erfindung nichts entnommen werden, denn es handelt sich bei dem in Rede stehenden Verfahren um die Herstellung kompakter Massen, die zu 75 bis 96°/o aus Celluloseteilen bestehen, deren Brennbarkeit herabgesetzt werden soll. Aus der deutschen Patentschrift 537 367 ist es ferner bekannt, Novolaken geringe Mengen von Borsäureanhydrid zuzusetzen und das Gemisch auf 225 bis 300"C zu erhitzen, um eine Erhöhung des Schmelzpunktes der Novolake zu erzielen. Während des Erhitzens verflüchtigt sich aber die Borsäure größtenteils aus dem Reaktionsgemisch und setzt sich an den kälteren Stellen des Reaktionsgefäßes an. Bezüglich der vorliegenden Erfindung ergibt sich somit daraus keinerlei Hinweis.
• Das gleiche gilt auch für ein Verfahren zur Herabsetzung der Preßtemperatur von Phenolformaldehydharzen gemäß der belgischen Patentschrift 506 553, bei dem unter anderem vorgeschlagen wird, Natrium- perborat oder ein Gemisch aus Natriumborat und Natriumcarbonat zuzusetzen.
• Erfindungsgegenstand ist die Verwendung eines Zusatzes von 5 bis 400/o Bortrioxyd, Borsäure oder deren Salzen und Estern oder deren Gemischen zur Erhöhung der Flammwidrigkeit von verschäumbaren Phenolaldehydkondensationsprodukten, wobei die Prozentangaben auf das Gewicht des treibmittelhaltigen Kondensationsproduktes, bezogen und als Borsäure berechnet sind.
• Phenolaldehydkondensationsprodukte sind flüssige und feste Reaktionsprodukte aus Phenolen und Aldehyden, in denen die phenolische Komponente aus Phenol, aus substituierten einwertigen Phenolen, aus zwei- und mehrwertigen Phenolen, aus phenolischen Teerfraktionen oder Schwelölen sowie aus Gemischen der genannten Stoffe besteht.
• Beispiel 1 Als schäumbares Phenolharz dient ein durch Natriumhydroxyd katalysiertes Kondensationsprodukt eines technischen Kresolgemisches mit Formaldehyd.
• Die Viskosität des Resols betrug 2500 cP, der Festharzanteil war 75 Gewichtsprozent. Zur Herstellung des Schaumstoffes werden wie üblich 1000 g Resol mit 64g einer im Bereich von 34 bis 36"C siedenden Pentanfraktion vermischt, wobei sich eine gelblichbräunliche Emulsion bildet.
• Dieser Mischung werden hintereinander unter ständigem Rühren 200g teinpulverisierte Borsäure und 100 cm3 eines Gemisches aus gleichen Volumteilen konzentrierter Salzsäure (Dichte 1,19) und Äthylalkohol zugesetzt. Die so hergestellte Mischung wird in eine kastenförmige oben offene Holzform (Abmessungen Länge X Breite X Höhe wie 30 X 20 X 40 cm), deren Wandflächen mit Vaseline gefettet sind, vergossen und in einen Wärmeschrank mit Umlufttemperatur 600 C gegeben. Die Mischung schäumt unter langsamer gleichzeitiger Härtung in 2 bis 3 Stunden zu einem Schaumstoff mit einem spezifischen Gewicht von etwa 0,05 auf. Aus dem gebildeten Schaumstoffblock hergestellte Platten und Formkörper sind schwer entflammbar, sie verbrennen sehr viel langsamer bei Flammeinwirkung als entsprechende Körper, die aus der gleichen Mischung ohne Zusatz von Bolsäure hergestellt sind. Ebenfalls die Nachglimmzeit von Schaumstoffproben, wenn sie aus einer offen einwirkenden Flamme entfernt werden, ist sehr viel kürzer als bei entsprechenden Schaumstoffen ohne Borsäurezusatz.
• Beispiel 2 1000 g eines durch übliche saure Kondensation von Phenol und Formaldehyd erhältlichen festen Novolaks werden feinpulverisiert und mit 150 g Hexamethylentetralin vermischt. Der Mischung werden 50 g Ammoniumcarbonat und 300 g eines technischen Gemisches aus Mono- und Diphenylborat zugesetzt und diese auf beheizten Walzen bei 105 bis 115"C einige Minuten plastifiziert und homogenisiert. Die Masse wird als Walzfell abgenommen, abgekühlt und granuliert. Das so erhaltene Granulat wird in eine -allseitig geschlossene Metallform, die an einigen Stellen Perforierungen aufweist, gegeben, so daß die Schichthöhe des Granulats in der Form 3 bis 4 cm beträgt. Die so gefüllte Form wird nunmehr für 2 bis 3 Stunden in einen Wärmeschrank mit 1600C Umlufttemperatur gegeben. Die nach der obigen Beschreibung hergestellten Granulatteilchen blähen unter anfäng--licher Erweichung und Verklebung und anschließender Härtung auf und bilden einen grobporösen harten Schaumstoff mit einem Raumgewicht von etwa 80 kglm3, der schwer entflammbar ist.
• Beispiel 3 Zu 1500 g eines Phenol-Resols, hergestellt durch eine übliche alkalisch katalysierte Kondensation von Phenol und Formaldehyd (Viskosität des Resols 3000 cP, Festharzanteil 71 Gewichtsprozent) werden unter intensivem Rühren 120 cm3 Petroläther (Siedebereich 30 bis 40"C) zugesetzt. Sobald eine homogene Mischung entstanden ist, werden unter weiterem Rühren hintereinander 300 g Natriumtetraborat (feinpulverisiert) und 135 cm3 einer Härterflüssigkeit aus gleichen Teilen Salzsäure (D = 1,19) und Glycerin zugesetzt und die Mischung in die im Beispiel 1 erwähnte und beschriebene Form vergossen. Die Schaumharzmischung erhärtet langsam unter gleichzeitiger Eigenerwärmung und Expansion in einem Wärmeschrank mit 600 C Umlufttemperatur innerhalb von 2 Stunden zu einem harten Schaumstoff mit einem spezifischen Gewicht von 0,08. Der Schaumstoff sowie daraus hergestellte Formkörper sind schwer entfiammbar und widerstehen der Einwirkung der offenen Flamme eines Bunsenbrenners 5- bis 8mal länger als der gleiche Schaumstoff, wenn dieser ohni: Zusatz von Borverbindungen hergestellt wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verwendung eines Zusatzes von 5 bis 400/o Bortrioxyd, Borsäure oder deren Salzen und Estern oder deren Gemischen zur Erhöhung der Flammwidrigkeit von verschäumbaren Phenolaldehydkondensationsprodukten, wobei die Prozentangaben auf das Gewicht des treibmittelhaltigen Kondensationsproduktes bezogen und als Borsäure berechnet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 537 367; britische Patentschrift Nr. 818 574; belgische Patentschrift Nr. 506 553.