DE1479972A1

DE1479972A1 - Verfahren zur Herstellung kombinierter Schaumstoffe

Info

Publication number: DE1479972A1
Application number: DE19621479972
Authority: DE
Inventors: Graf Dr Fritz; Stastny Dr Fritz; Loeffler Dr-Ing Hans-Juergen; Unterstenhoefer Dr-Ing Leo
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1962-01-26
Filing date: 1962-01-26
Publication date: 1969-03-27
Also published as: DE1479972B2; CH398070A; DK118101B; AT256475B; BE627504A; LU43020A1; NL288147A; GB1024331A; US3336184A

Description

BADISCHE ANILIN- 4 SODA-FABRIK Äff

Unser Zeichens O.Z. 21 678 Ds/Gz ludwigshafen a.Rh., 25.Jan. 1962

14.Nov. 1968

Verfahren zur Herstellung kombinierter Schaumstoffe

Es ist bekannt, daß man poröse Formkörper erhält, wenn man teilweise expandierte thermoplastische Kunststoffe, die durch Erhitzen eines ein Treibmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoffs entstehen, in nicht gasdicht schliessenden Formen weiter expandiert und verschweißt» Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Platten -aus porösen Kunststoffen, z.B. aus porösem Polystyrol, herstellen, die eine sehr kleine Wärmeleitzahl besitzen und daher für Isolationszwecke weite Anwendung gefunden haben« Ein gewisser Nachteil derartiger Platten besteht darin, daß sie zwar ein niedriges Raumgewicht haben, aber meistens auch sperrig sind, so daß der Transport vom Ort ihrer Erzeugung zum Ort ihrer Verwendung unwirtschaftlich ist. Auf der anderen Seite ist eine Erzeugung direkt an der Baustelle wegen des damit verbundenen apparativen Aufwandes kostspielig und hat sich darum nicht durchsetzen können. Ein weiterer Nachteil der erwähnten Platten besteht darin, daß sie in Handarbeit zu den gewünschten Isolierschichten zusammengesetzt werden müssen.

Neben den porösen Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen sind auoh gehärtete Kunststoffschäume bekannt geworden, die m*i-

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βtens auf der Basis von Phenol- oder Harnstoff-Harzen aufgebaut sind. Derartige Schaumstoffe erzeugt man zweckmäßig unmittelbar am Ort ihrer Verwendung, bringt sie in noch fließfähiger Form an ■ den gewünschten Ort und lässt sie dort härten. Solche Schäume lassen sich also einfach verarbeiten, haben dafür jedoch gewisse* andere Nachteile. So neigen sie zur Schrumpfung und zur Rißbildung. Außerdem weisen sie nur geringe mechanische Festigkeit auf und zeigen ein verhältnismäßig hohes Aufnahmevermögen für Wasser und beträchtliche Durchlässigkeit für Wasserdampf, was in vielen Fällen unerwünscht ist»

Es wurde nun gefunden, daß man wertvolle kombinierte Schaumstoffe erhält, wenn man in die Zwischenräume zwischen Teilchen aus porösem Kunststoff, einen härtbaren, aber noch fließfähigen Kunststoff-Schaum einbringt und diesen erstarren· läßt.

Die kombinierten Schaumstoffe, die man auf diese Weise erhält, eignen sich zur Herstellung von Formkörpern.und insbesondere für Isolationszwecke. Sie vereinigen in sich viele Vorzüge, die die, erwähnten porösen thermoplastischen Kunststoffe und die gehärteten Kunststoff-Schäume aufweisen. Es. ist ein besonderer Vorzug dee ■ Verfahrens nach der Erfindung, daß man den kombinierten Schaumstoff mit geringem apparativem Aufwand auf Baustellen erzeugen und ihn in noch fließfähigem Zustand an den Ort des Einbaus fürdem kann. Man braucht also Isolierschichten nicht mehr aus vorgefertigten Formkörpern in Handarbeit herzustellen. Die kombinierten Schaumstoffe sind mechanisch viel stärker beanepruchbar ale die erwähnten gehärteten· Kunatatoffschäume. Die Druckfestigkeit der kombinierten Schaumstoff· erreicht naheau diejenige '

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der porösen thermoplastischen Kunststoffe. Schrumpfung und Rißbildung werden nicht beobachtet, und die Wasseraufnahme sowie die Wasserdurchlässigkeit der kombinierten Schaumstoffe sind gegenüber den gehärteten Kunststoffschäumen wesentlich herabgesetzt. Die Eigenschaften der kombinierten Schaumstoffe lassen sich durch Mitverwendung geeigneter Füllmaterialien, Wie Kork·» schrot, Asbest oder Faserabfälle, modifizieren. Insbesondere die mechanischen Eigenschaften werden dadurch verbessert« Es ist auch möglich, die Oberfläche der kombinierten Schaumstoffe mit gut; haftenden« mechanisch oder thermisch besondere widerstandsfähigen Überzügen, z.B. aus Asbest oder Asbestmischungen, zu versehen.

Geeignete Kunststoffe, aus denen die erwähnten porösen Teilchen bestehen,.sind.beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyäthylen und Polymethacrylsäureester. Besonders vorteilhaft verwendet man poröse !Peilehen, die aus Polystyrol oder aus Mischpolymerisaten des Styrole mit anderen polymerisierbaren Verbindungen, wie Acrylnitril oder Butadien, bestehen. Sie sind in üblicher Weise erhältlich, d.h. durch Erhitzen von Kunststoffteilchen, die ein !reibmittel enthalten, auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes des Treibmittels und des Erweichungspunktes des Kunststoffes unter Bedingungen, unter denen die Teilchen sich nicht verbin-, den. Die so erhaltenen vorgeschäumten Kunststoffteilchen läßt man zweckmäßig einige Zeit, z.B. eine halbe Stunde bis zu einigen Tagen an der Luft lagern, bevor man sie - noch feucht oder in trockenem Zustand - weiter verarbeitet. Es werden Teilchen bevorzugt, die annähernd Kugelgestalt besitzen. Zweckmäßig sollte die überwiegende Menge der vorgeschäumten Kunststoffteilchen einen. Durchmesser oberhalb von 2 mm besitzen. Sie obere Grenze der

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Größenverteilung ist nicht kritisch. Zweckmäßig geht man von porösen Kunststoffen aus, deren Teilchengröße zwischen 1 und 10 nun , liegt.

Von den härtbaren Kunststoffsohäumen werden diejenigen« die aus Harnstoff oder Phenol und Formaldehyd erhalten werden, bevorzugt» Aber auch Melamin- oder Epoxyharz- und Polyurethanschäume sind verwendbar. Diese Schäume werden in üblicher Weise hergestellt und an den Ort gedrückt, an dem sie mit dem erwähnten porösen Kunst- j stoff gemischt werden»

Die Art und Weiße, in der die porösen Kunststoffteilohen und der härtbare, aber noch fließfähige Kunststoffschaum miteinander gemischt werden, ist wesentlich für das Gelingen des Verfahrens und ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Die nächstliegendö Arbeitsweise, nämlich das Eintragen der porösen Kunststoffteilohen in den vorgebildeten-härtbaren Schaum unter gutem Durchmischen, führt überraschenderweise zu völlig unbefriedigenden Ergebnissen. Möglicherweise verhindern die Unterschiede in den Dichten der zu kombinierenden Schaumstoffe eine gleichmäßige Verteilung des porösen Kunststoffs in dem Kunststoffschaum. Auch die mangelnde Benetzbarkeit des porösen Kunststoffs Wirkt seiner gleichmäßigen Verteilung im Kunststoffschaum entgegen. Dies ist überraschend, weil der Kunststoffschaum bekanntlich untei, Mitverwendung eines Stoffes, der die Oberflächenspannung erniedrigt,

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hergestellt wird. Man hätte daher eine gute Benetzbarkeit der hydrophoben porösen Kunststoffteilohen erwarten müssen.

Zu guten Ergebnissen gelangt man dagegen, wenn man nicht die porö-

sohaum sen Kunststoffteilchen in den noch fließfähigen Kunststoff /einträgt, sondern umgekehrt den Schaum in di& Zwischenräume zwischen den porösen Kunststoffteilohen einbringt.

Man arbeitet zweckmäßig so, daß sich die porösen Kunststoffteilohen berühren und im Idealfall in der dichtest möglichen Packung vorliegen. Die porösen Kunststoffteilchen müssen jedoch in ihrer gegenseitigen Beweglichkeit so weit eingeschränkt werden, daß sie dem in die Zwischenräume eindringenden Schaum nicht ausweichen können.

Ein danach an sich naheliegendes Verfahren wäre beispielsweise diskontinuierlich so durchzuführen, daß man die porösen Kunststoffteilchen in eine Form einbringt, deren Seitenwände verschlossen sind und deren obere Begrenzung kleine Löcher zum Entweichen der Luft aufweist, durch eine Öffnung im unteren Teil der Form dann den härtbaren, noch fließfähigen Kunststoffschaum einführt, der die Luft verdrängt und die Zwischenräume zwischen den porösen Kunststoffteilchen ausfüllt und den noch fließfähigen kombinierten Kunststoffschaum zusammen mit den porösen Kunststoffteilchen in der Form erstarren läßt. Ein solches Verfahren wäre jedoch für die Praxis wenig wirtschaftlich.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geht man besonders vorteilhaft so vor, daß man kontinuierlich dem Förder- und Mischraum einer an sich bekannten Mischvorrichtung mit Schnecke die Teilchen aus porösem

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Kunststoff zuführt und während ihrer Weiterbeförderung mittels der Schnecke in dichter Packung den härtbaren aber noch fließfähigen Kunststoff schaum in die Zwischenräume zwischen den Teilchen aus porösem Kunststoff einbringt. Eine geeignete Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Abbildung wiedergegeben. Die porösen Kunststoffteilchen, gegebenenfalls im Gemisch mit den erwähnten Füllmaterialien ₃ treten durch den Stutzenün den Förder- und Mischraum 2 ein, werden durch die Schnecke 3 bis zum Stutzen 4 geför-

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dert, durch den der härtbare, noch fließfähige Kunststoffschaum ^: eintritt. Die Zwischenräume zwischen' den porösen Kunststoffteil- ■

chen werden ausgefüllt'und der noch fließfähige kombinierte' Schaumstoff wird dann durch die Leitung -5 an den Ort seiner Ver- . . Wendung geführt· Es ist wichtig, daß die Dimensionen des Stutzens' ··' 1, des Förder- und Mieohraumes .2 und der Sohnecke sowie, die Be- ' triebsbedingungeri so aufeinander abgestimmt sind, daß der Misoh- und FÖ3*derraum möglichst vollständig mit den porösen Kunststoffteilchen ausgefüllt ist. Es ist leicht einzusehen, daß · sf;B. der ' Querschnitt der engsten Stelle des Stutzens 1 so groß bemessen werden muß, daß soviel Kunststoffteilchen hindurchtreten können, wie, I zur Ausfüllung der Hohlräume der Sehnecke erforderlich sind· Weiterhin darf die Drehzahl der Sohnecke nicht zu hoch sein, da in .Λ diesem Fall die porösen Kunststoffteilchen nicht gefördert wer- ; den, sondern um die Sohneokenaohse kreisen. Es leuchtet ein, daß die günstigste Drehzahl auch von der Steilheit der Sähnecke abhängig ist. Ein weiterer Faktor ist der Druck, unter dem der härtbare, aber noch fließfähige Kunststoffschaum in das Mischgefäß eingeführt wird. Ist er zu groß, so kann der Schaum aus dem Stutzen 1 heraustreten« .

In einer geeigneten Mischvorrichtung lassen sich kombinierte Schaumerzeugen

stoffe/, die einen hohen Gehalt, beispielsweise bis zu 60 Volumenprozent, an porösem Kunststoff aufweisen. Es ist auch, möglich, kombinierte Schaumstoffe herzustellen, bei denen der Anteil an porösen Kunststoffteilchen beträchtlich niedriger liegt. Dies kann z.B. geschehen, indem man dem Misch- und Förderraum an einer Stelle, die dem Ende, näher liegt als der Stutzen 4_t weiteren härtbaren,, aber noch fließfähigen Kunststoff schaum zuführt·

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Der kombinierte, noch fließfähige Schaumstoff wird zweckmäßig durch die Leitung 5 an die Stelle gefördert, an der er erstarren, soll. Dies geschieht, indem man eine Druckdifferenz zwischen dem Mischraum und dem Ort, an den der noch fließfähige kombinierte Schaumstoff gelangen soll, aufrecht erhält. Man kann beispielsweise einen genügend hohen Förderdruck im Mischraum einstellen, indem man den Stutzen 1 verschließbar gestaltet und durch ihn Druckluft einführt. Selbstverständlich muß in diesem Fall auch der Druck, unter dem der Kunststoffschaum durch den Stutzen 4 eintritt, entsprechend gemessen werden. Man kann aber auch nur das fertige Gemisch unter erhöhten Druck setzen, beispielsweise indem man Luft durch die Schneckenwelle einführt. Es ist ferner möglich, den noch fließfähigen kombinierten Schaumstoff am Ort seiner Anwendung in üblicher. Weise gut zu verteilen, z.B. mit Hilfe von Rührern oder Vibratoren.

Man kann den noch flieffähigen kombinierten Schaumstoff selbstverständlich auch in anderer Weise an den Ort seiner Verwendung befördern, z.B. in Gefäßen.

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Claims

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Patentanspruch

Verfahren zum Herstellen kombinierter Schaumkunststoffe durch Einbringen eines härtbaren aber noch fließfähigen Kunststoffschaumes in die Zwischenräume zwischen Teilchen aus porösem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß man kontinuierlich dem Förder- und Mischraum einer an sich bekannten Mischvorrichtung mit Schnecke die Teilchen aus porösem Kunststoff zuführt und während ihrer Weiterbeförderung mittels der Schnecke in dichter Packung den härtbaren aber noch fließfähigen Kunststoffsehaum in die Zwischenräume zwischen den Teilchen aus porösem Kunststoff einbringt.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

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