DE1479994A1

DE1479994A1 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen auf Basis Harnstoff-Formaldehydkondensate

Info

Publication number: DE1479994A1
Application number: DE19631479994
Authority: DE
Inventors: Pilgrim Thomas Albert
Original assignee: British Plaster Board Ltd
Current assignee: BPB Ltd
Priority date: 1962-11-01
Filing date: 1963-10-31
Publication date: 1969-05-08
Also published as: ES292921A1; US3329631A; ES295991A1; AT270235B; BE639416A; ES295992A1; FR1379836A; GB1064326A; LU44702A1; DE1479994B2; NL299991A; NO125537B; SE311435B

Description

Verfahren nur Herstellung von Schaumstoffen auf Basis Harnstoff-formaldehydkondensate.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nur Herstellung von Schaumstoffen auf Basis Earnstoff-Formaldehyd-Kondensate.
Harnst6off-Formaldehyd-Kondensate sind die billigsten technisch zugänglichen Kunstharze. 8io sind wesentlich billiger als Polystyrol, das als Schaumstoff zur Zeit ia sehr weiten Umfang verwendet wird. Ii Gegensatz zu Polystyrol Jedoch sind Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate äußerst schwierig befriedigend zu verschäumen, und der Schaumstoff ist sehr leiskt zu zerbröckeln.
Au die sei Grunde fanden sie daher nur sehr begrenzte konerzielle Verwendung. Ii Hinblick auf die relative Billigkeit des flüssigken vorkondensierten Harnstoff-Formaldehydarses wurde versucht, den Schaumstoff duroh Zusatz anderer Polynere, wie Vinyl- und Acrylpoly merisate zu stabilisieren oder weichsutellen. Diese Polymerisate sind Jedoch verhaltnismäßig teuer, und aus dieses Grunde sind die Kosten ftlr weichgestellte und stabilieierte Schaumstoffe auf Basis Harnstoff-pFormaldehyd-Kondensate beträchtlich. Weiterhin haben weichgestellte und stabilisierte Schaumstoffe auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate offensichtlich nicht befriedigt, da die Industrie immer nooh zur Hauptsache andere Schaumstoffe bevourzugt. Es libt bis jetzst kein kommerziell brauchbares Verfahren zur kontinuierlichen und billigen Herstellung von Schaumstoffen auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Kondensawte, die nicht krümmelig oder leicht zerbröckelnd sind.
Zweck der Erfindung ist es, Schaumstoffe auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate herzustellen, die nicht krümmelig oder leicht zerbröckelnd sind.
Das orfindungegeflas Verfahren beruht darauf, die Zellwandungen des Schaumstoffes auf BAsis harnstoff-Formaldehyd-Kondensate genügend dünn zu aachen, um sie ausreichend elastisch oder biegswam zu lachen, so daß sie sich der Kontraktion des Harzes beim Härten anpassen können, wodurch ein Brechen oder Zusammenfallon beta Närten nach der Gelierung vermieden wird.
Bei den nach de @@@ @@@@ungsgemäßen Verfahren herstellbaren S@@@@@@@ s au @@@@ harnstoff-Formaldehyd-kondensate sind die Zellwandungen derartig dünn, daß die durchschnittliche Gesamtmasse der Feststoffe zwiswchen den Zellen einen Wert nicht übersteigt, der erreicht wird, wenn das gesamtvolumen des festen Marzes 39 Volumeneinheit des Schaumstoffes den Wert 2,2 % uns ate durchschnittliche Anzahl der Zellen je om3 106 beträgt. nie Zellen haben vorzugsweise eine gleichmäßige Größe und Port.
Das vorgenannte merkual für das maximale prosentuale Volumen des festen Kondensates ia Schaumstoff je Volumeneinheit für eine spezielle Zellengröße bestimmt die durchschnittliche maximale Wandstärke innerhalb des Schaumstoffes. Diese durchschnittlich maximale Wandstärke ist die gleiche ftlr alle Zellengrößen, ob dies nun zum Beispiel 104 Zellen je cm3 oder 107 Zellen je cm3 sind. Auf Grund der äußerst dünnen Wandstärken und deren Ungleichmäßigkeit ist es unpraktisch, eine maximale Wandstärke anzugeben. Das vorstehende Kriterium liefert jedoch zwei bestimmbare Werte, wobei die Anzahl der Zellen je Volumeneinheit experimentell mit Hilfe eines stereoskopischen binocularen Mikroskopes bestimmbar ist, und das Gesamtvolumen des festen Kondensates je Volumeneinheit des Schaumstoffes daß Verhältnis des spezsifischen Gewichtes des Schaumstoffes zum spezifischen Gewicht des festen Kondensates ist.
Der tatsächliche Maximalwert von 2,2 % für das Gesamtvolumen des festen Harzes Je Volumeneinheit des Schaumstoffes bezieht sich nur auf den Durchschnittswert von 106 Zellen je Volumeneinheit. Der Wert nimmt zu mit zunehmender Anzahl Zellen je Volumeneinheit, da die Oberfläche der Zellwandungen in der Volumeneinheit zunimmt und umgekehrt. Es ist ersichtlich, daß im allgemeinen die gesamte Oberfläche der Zellwandungen Je Volumeneinheit des Schaumstoffes um das zehnfache zunimmt, wenn die Anzahl der Zellen un das tausaendfache je Volumeneinheit zunimmt. Bei einem Schaumstoff mit 103 Zellen Je Volumeneinheit beträgt somit der Maximalwert 0,22 %, während bei einem Schaumstoff mit 109 Zel- -len Je Volumeneinheit der Maximalwert 22 ffi für das Gesamtvolumen des festen Harzes je Volumeneinheit des Schaumstoffes betragen würde.
Es wurde festgestellt, daß aus praktischen Gesichtspunkten die Mindestanzahl der Zellen im Schaumstoff auf Basis harnstoff-Formaldehyd-Kondensate je Volumeneinheit mindestens 104 betragen soll. Selbst bei dieser Anzahl von Zellen Je Volumeneinheit liegt die Wandstärke der Zellen für das praktisch erielbare spezifische Gewicht von Schaumstoffen in der Nähe des Maximalwertes. So ist bei Schaumstoffen auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Eondensate mit 104 Zellen je Volumeneinheit auf Grund der Wandstärke der Zellen die BiessAmkeit der Zellwandungen beim Härten am geringsten.
Wenn andererseits die Schaumstoffe 109 Zellen Je Volumeneinheit enthalten, so besitzt der Sohaumstoff ein Gesamtvolumen von festem Kondensat Je Volumeneinheit Schaumstoff von etwa 22 %.
Diee ermöglicht eine große Breite in der Wahl des spezifischen Gewichte des Schaumstoffes. Bei einem konstanten spezifischen Gewicht des Schaumstoffes sind die Zeliwandungen umso dünner und die Endprodukte damit umso stärker, Je größer die Anzahl der Zellen Je Volumeneinheit ist.
Eine Beziehung zwischen der Anzahl der Zellen je Volumeneinheit des Schaumstoffes und dem maximalen Gesamtvolumen des festen Kondensates Je Volumeneinheit des Schaumstoffes ist in der nachstehenden Tabelle angegeben.
Tabelle I Anzahl der Zellen Je Volumen Maximales Gesamtvolumen des einheit Rarnstoff-Pormaldehyd- festen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff Kondensate je Volumeneinheit Harns toff-Pormald ehyd-Kondensat-Schaumstoff 104 0,5 % 105 1,0 % 106 2,2 % 107 4,8 % 108 10,6 % 109 22,0 % Der Schaumstoff auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate hat vorzugsweise eine durchschnittliche Masse von Feststoff zwischen den Zellen, die nicht größer ist als die, die man erhält, wenn ein Gesamtvolumen von festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate-Schaumstoffes nicht größer als 1,1 % ist, wenn die durchschnittliche Anzahl der Zellen 106 je ¢m3 beträgt. Eine Beziehung zwischen der Anzahl der Zellen je Volumeneinheit des Rarnstoff-ormaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes und dem maximalen Gesamtvolumen des festen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate-Schaumstoffes ist in der nach stehenden Tabelle angegeben.
Tabelle II Anzahl der Zellen je Volumen Maximales Gesamtvolumen von einheit Harnstoff-Formaldehyd- festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff Kondensat je Volumewneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff 104 0,24 % 105 0,50 % 106 1,10 % 107 2,40 % 108 5,30 s 109 11,00 % Vorzugsweise hat der Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate-Schaumstoff eine durchschnittliche Masse von Feststoff zwischen den Zellen, die nicht größer ist als die, die man erhält, wenn das Gesamtvolumen des festen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensates je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes nicht größer als 0,55 ffi ist, wenn die durchschnittliche Anzahl der Zellen 106 je cm3 beträgt. Eine Beziehung zwischen der Anzahl der Zellen je Volumeneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff und dem maximalen Gesamtvolumen von festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat ist in der nachstehenden Tabelle angegeben.
Tabelle III Anzahl der Zellen je Volumen- Maximales Gesamtvolumen von einheit Harnstoff-Formaldehyd- festem Harnstoff-Formaldehy-Kondensat-Schaumstoff Kondensat je Volumeneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff 104 0,12 % 105 0,25 % 106 0,55 % 107 1,20 ffi 108 2,60 % 109 5,50 % Weiterhin ist es in vielen Fälien erwünscht, daß der Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff eine durchschnittliche Masse von Feststoff zwischen den Zellen enthält, die nicht größer ist als die, die man erhält, wenn das Gesamtvolumen von festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat Je Volumeneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff nicht größer ist als 0,28 %, wenn die durchschnittliche Anzahl der Zellen 106 je cm3 beträgt.
Eine Beziehung zwischen der Anzahl der Zellen je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes und dem maximalen Gesamtvolumen des festen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensats je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff es ist in der nachstehenden Tabelle angegeben.
Tabelle IV Anzahl der Zellen je Volumen Maximales Gesamtvolumen von einheit Harnstoff-Formaldehyd- festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff Kondensat je Volumeneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff 104 0,06 % 105 0,13 % 106 0,28 ffi 107 0,60 X 108 1,90 ffi 109 2,70 % Der Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff kann eine durohechnittliohe Masse von Fest stoff zwischen den Zellen aufweisen, die nicht größer ist als die, die man erhält, wenn ein Gesamtvolumen von festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat Je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes nicht größer als 0,14 % ist, wenn die durchschnittliche Anzahl der Zellen 106 Je cm3 beträgt. Eine Beziehung zwischen der Anzahl der Zellen Je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensatp-Schaumstoffes und dem maximalen Gesamtvolumen des festen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes ist in der nachstehenden Tabelle angegeben.
Tabelle V Anzahl der Zellen je Volumen- Maximales Gesamtvolumen von einheit Harnstoff-Formaldehyd- festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff Kondensat Je Volumeneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff 104 0,03 % 105 0,07 % 106 0,14 ffi 107 0,30 % 108 0,65 % 109 1,35 % Die erfindungsgemäß verwendeten Kondensate haben vorzugSweise eine Porosität von höchstens 9 Vol.-% bei einem Absorptionstest, in welchem eine Probe des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes 168 Stunden bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck in eine 0,1 -ige Lösung einer grenzflächenaktiven Verbindung eingelegt wird.
Die Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffe können erfindungsgemäß hergestellt werden, indem man in einer ersten Stufe ein Gemisch eines flüssigen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats mit einem Schäummittel und Wasser in Gegenwart von Luft schlägt.
Die Dauer und die Intensität des Schlagens wird dabei auf einen solchen Wert eingestellt, daß ein feiner Schaum enteteht, in dem mlndestens durchschnittlich 104, vorzugsweise 106 und besondere 107 Zellen je cm3 enthalten sind. Das Mengenverhältnis von Vorkondensat zu Schäummittel und Wasser wird ao eingestellt, daß sich etwa der maximale Prozentsatz des Gesamtvolumens an festem Kondensat Je Volumeneinheit des Schaumstoffes einstellt, wie er vorstehend erwähnt ist. In einer zweiten Stufe wird dem Schaum ein Härter in genügender Menge zugesetzt, und der feine Schaum wird weiter geschlagen bis kurz vor der Gelierung des Kondensates0 Die Intensität und Dauer dieses Schlagens wird so eingestellt, daß die Größe der Zellen bei der Gelierung beibehalten wird.
Es wurde zwar schon vorgeschlagen, Harnstoff-ormaldehyd-Kondensat-Schaumstoffe herzustellen und dabei eine große Anzahl von verhältnismäßig kleinen Zellen zu erzeugen, doch haben diese Vorschläge nicht zu einer befriedigenden Erzeugung von nicht krUmelndem Schaumstoff in technischem Maßstab geführt. Schaumstoff auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Eondensate mit einer großen Anzahl von kleinen Zellen Je Volumeneinheit, zum Beispiel 105 oder mehr Zellen, können immer noch krümelig sein, wenn das Gesamtvolumen des festen Kondensates Je Volumeneinheit des Schaumstoffes zu groß ist, da bei einem zu großen Gesamtvolumen von festem Kondensat je Volumeneinheit des Schaumstoffes eine zu große Wand stärke zwischen den Zellen aich einstellt und hierdurch keine Elastizität der Zellwandungen gegeben ist, die zur Vermeidung der Zerreibbarkeit des fertigen Produktes erforderlich ist.
Ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht deshalb darin, dem Schaum eine solche Menge des Kondensates einzumischen, die der gewünschten Zellstruktur entspricht, das heißt entsprechend einem Produkt mit einer annähernden vorbestimmten Anzahl von Zellen je ¢m7, daß man das Harzgemisch soweit schäumt, daß diese Zelletruktur vor der Gelierung erzielt wird, und daß man diese Zellstruktur beibehält, bis die Gelierung erfolgt.
Das zellige, geschäumte Kondensat kan der zweiten Stufe des Verfahrens in Masse entnommen werden, Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Schaum der zwe ten Stufe entnommen und zu Plätzchen (pellets) verarbeitet, indem man ihn bei der Gelierung Zentrifugalkräften und/oder der Schlagwirkung eines Gases wie Luft unterwirft, wodurch der Schaum zu Plätzchen aufgebrochen wird, welche dana härten Die Plätzchenbildung des Schaumes bei der Gelierung in der zweiten Stufe wird gemäß einer Ausfürungsform der Erfindung bewirkt, indem man den Schaum einer Mehrzahl von Strahlen komprimierter Luft, zweckmäßig in Form eines Ringes aussetzt, wodurch der Schaum zu Plätzchen aufgebrochen wird; die Größe der Plätzchen hängt vom Luftdruck und dem Auf treffwinkel der Luftstrahlen und der Neigung der Düsen ab.
Vorzugsweise wird Jedoch da geschäumte Kondensat mit Hilfe von Zentrifugalkräften zu Plätzchen verarbeitet, indem man z. B. das geschäumte Harz in den Raum zwischen in Paar gegenüberliegender, sich drehender Kegel führt, deren weitere Enden benachbart zueinander liegen und nur durch einen engen Spalt voneinander getrennt sind, wobei man das geschäumte Harz duroh die Zentrifugalkraft durch den engen Spalt schleudern läßt. Die Große der hierbei erhaltenen Plätzchen hängt von der Spaltbreite zwischen den Kegeln und der Umdrehungsgeschwindigkeit ab.
Zur Herstellung kleiner und gleichmäßiger geformter Plätzchen ist es erwünscht, das geschäumte Harz beim Austreten aus dem engen Spalt zwischen den Kegeln der Einwirkung einer Mehrzahl von Strahlen komprimierter Luft auszusetzen. Zu diesem Zweck sind eine Mehrzahl von Düsen zweckmäßig in Form eines Ringes oberhalb der Kegle derartige angeorndet, daß die Luftstrahlen auf das geschäumte Harz auftreffen, dae aus dem engen Spalt zwischen den Kegeln Austritt. Die hierbei gebildeten Plätzchen läßt man frei durch eine Heizzone fallen, wobei sie härten und trocknen. Die Kegel werden vorzugsweise mit ihren Achsen vertikal angeordnet, und der oberste Kegel kann einen Gang aufweisen, der sich nach oben erstreckt, durch welchen Schaum aus der zweiten Stufe in den Raum zwischen die Kegel geführt wird.
Aus der Untersuchung von trockenen Plätzchen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, ergibt eich anscheinend, daß die Zellen sioh an ihrer Oberfläche kontrahiert haben, und daß das Kondensat an die Oberfläche des Plätzchens gewandert ist, wodurch ein Plätzchen entsteht, das im wesentlichen nicht porös ist. Wenn die Temperatur, bei der die Plätzchen getrocknet werden, genügend hoch ist, haben die Plätzchen einen hohlen Kern.
Somit stellt das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen nicht pordse Plätzchen aus Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff zur Verfügung, wobei die Zellen im äußeren Teil eine im wesentlichen geschlossene Zellatruktur haben und eine kleinere Zellgröße aufweisen als die Zellen im inneren Teil der Plätzchen.
Die Größe der äußeren Zellen ist vorzugsweise derartig, daß durchschnittlich mindestens 107, vorzugsweise mindestens 108 und insbesondere durchschnittlich mindestens 109 Zellen Je 3 cm vorhanden sind.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Plätzohen sind besonders brauchbar ale Baumaterial, wie in Zement und Gips, zur Heretellung von leichten, wärme- und schallieolierenden Bauteilen, Platten und dergleichen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Schaumstoffmaterials und der goschäumten Plätzchen kann das spezifische gewicht des zelligen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate in MAsseform fAr eine spezielle Zellengröße geändert werden, indem man das relative Mengenverhältnis des flüssigen Vorkondensats zum Sohäummittel und Wasser in der ersten Stufe des VErfharens verändert. Das spezifische Gewicht des Schaumstoffes ist niedriger, Je mehr Wasser vorliegt und umgekehrt. Das spezifische Gewicht steht, wie vorstehend erwähnt, in Beziehung zum Gesamtvolumen des festen Kondensates je Volumeneinheit des Schaumstoffes.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ohargenweise durchgeführt werden, vorzugsweise wird es jedoch kontinuierlich durchgeführt.
Dies ist besonders erwünscht, wenn das geschäumts Hars zu Plätzchen verarbeitet werden soll. Zur Herstellung eines Schaumstoffes mit der geeigneten Zellengröße wird das Mischen vorzugsweise mechanisch durchgefUhrt. Weiterhin wird die Luft in Form von Pressulft verwendet, d.h. das gesamte System steht unter Dauer. Der angewandte Druck hängt von der Größe der Vorrichtung ab. In einer Versuchsanlage war ein Druck von 2,8 kg/cm2 geeignet.
Zur Vermeidung oder Verringerung der Ausfällung oder Vorgelisrung des Harnstoff-Formaldehydharzes in der zweiten Stufe ist es vorteilhaft, Vorkondensate zu verwenden, die im wesentlichen frei von niedermolekularen Fraktionen sind, und die einen genaurer Gelierpunkt für das Harz geben. Dies ist besonders erwünscht, wenn der Schaum vor dom Härten zu Plätzchen verarbeitot werden soll, da die VErformung zu Plätzchen praktisch bei der Gelierung erflgt.
Al. Schäummittel kann jedes herkömmliche Mittel verwendet werden. Vorzugsweise wird ein höheres Natriumalkylsulfat verwendet. Der Härter ist vorzugsweise eine Säure, wie Phosphorsäure, Ameisensäure, Schwefelsäure oder Salzsäure. Dae Härtungsmittel muß in der zweiten Stufe in solcher Geschwindigkeit zugeführt werden, daß das Harz genügend rausch geliert, doch ist es gewöhnlich unerwünscht, die Zufuhrgeschwindigkeit wesentlich höher einzustellen.
Die Erfindung betrifft gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate in Plätzohenform, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man in einer ersten Stufe ein Gemsich eines flüssigen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats mit einem Schäummittel und Wasser in Gegenwart von Luft, vorzugsweise mechanisch rührt bzw. schlägt und einen feinen Schaum herstellt, der mindestens durchschnittlich 106, vorzugsweise 107 und insbesondere 108 Zellen Je cm3 enthält, Das Xengenverhältnis des Vorkondensates zum Schäummittel und Wasser wird derartig eingestellt, daß der Schaum ein maximales Volumen an Kondensat bis zu 2,2 % des Gesawmtvolumens des Schaums enthält.
In einer zweiten Stufe wird dem Schaum ein Härtungsmittel in solcher Menge einverleibt, daß der gesamte Schaum härtet.
Hierbei rührt bzw. schlägt man den Schaum mechanisch bis kurz vor Eintritt der Gelierung. Die Intensität und Dauer des Schlagene soll derartig sein, daß die Zellengröße bei der Gelierung beibehalten wird. Hierauf wird das geschäumte Harz bei der Gelierung unter Bildung von Plätzchen Dispergiert. Vorsugweise beträgt da. Mengenverhältnis von Feststoffen in der Volumeneinheit Hars bei den einzelnen Plätzchen höchstens 4,8 %, und die Zellengröße im Kern der Plätzchen ist nicht größer als ein Wert von 106 Zellen Je cm3. Die Zellengröße nimmt vom Kern gegen die Oberfläche der Plätzchen ab.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen weiter erläutert, In Figur 1 ist ein Fließschema gezeigt, welches eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Figur 2 ist ein teilweiser Seitenaufriß dee in der ersten Stufe verwendeten Mischer. der Figur 1 und Figur 3 ist ein Seitenaufriß eines Abschnittes der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung sur Herstellung von Plätzchen.
In Figur 1 wird eine wässrige Lösung eines Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensates mit einem Gehalt von 60 , Harz und 40 % Wasser in einer Lange von 500 g pro min. kontinuierlich aus einem Behälter 1 duroh die Leitung 2 mit Hilfe einer Doxierpumpe 4 in einen ersten Drehmischer 3 geführt. Wasser mit einem Gehalt von 2 Gew.-% Tespol Na-salze von Fettalkoholsulfonawten wird ebenfalls in den Drehmischer 9 aus einem Behälter 5 durch eine Leitung 6 mit Hilfe einer Dosierpumpe 7 in einer Menge von 1250 ml/min oder sogar nur 400 vl/min eingeleitet. Der Drehmischer 3 wird mit Pressluft von 2,8 kg/cm2 aus einem Pressluftbehälter 8 kontinuierlich unter Druok gehalten. Aus dem Pressluftbehältr 8 wird die Pressluft bei einem Druck von 7 kg/cm2 durch die Leitung 9 und ein Durckredzierventil 10 entnommen.
In Figur 2 ist der in der ersten Stufe verwendete Drehmischer 3 gezeigt. Er weist eine Achswelle 11 auf, die in ihm drehbar angeordnet ist und die sich in der Richtung des Pfeiles mit 4000 U/min dreht. Auf der Achsellke 11 sind eine Mehrzahl von flachen Blättern 12 montiert, die eine axiale Neigung von 6,35 mm und eine Umiangsneigung. Son 900 besitzen. Die wässrige Harnstoff-Formaldehyd-orkondensat-Lösung, das Netsmittel enthaltende Wasser und die Pressluft gelangen aus den Leitungen 2, 6 bzw. 9 in den Kopf des Drehmischers 3, und das Gemisch fließt im Drehmischer 3 herab, in welchem es durch die Blätter 12 zu einem ieinen Schaum mit mindestens 106 Zellen pro cm3 geschlagen wird. Dieser ieine Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat-Schaum verläßt den in der ersten Stufe verwendeten Drehmischer 3 durch die Leitung 13 und gelangt in einen Drehmischer 14 der zweiten Stufe. Der Drehmischer 3 besitzt einen Durchmesser von 10,16 on und eine Länge von 61 cm. Gegebenenfalls können auch in der ersten Stufe zwei Drehmischer einer Länge von 30,5 cm in Reihe verwendet werden.
In dem in der zweiten Stufe verwendeten Drehsisoher 14 wird der Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensawt-Schaum weiter geschlagen, um die Zellengröße im Schaum auf einen Wert von mindestens 106 pro cm3 zu halten. In diesen Drehmischer 14 wird aus einen Behälter 15 durch eine Leitung 16 mit Hilfe einer Doeierpumpe 17 eine 2 %-ige Lösung technischer Phosphorsäure in einer Menge von 250 bis 300 ml/min, zum Beispiel 285 ml/min, enteprechend den atmosphärischen Bedingungen und dem Zustand des Kondeneates eingeleitet.
Anstelle der Phosphoreäure kann man auch eine 0,25 %-ige Lösung technischer Schwefelsäure oder eine 1 %-ige Lösung von Salzsäure verwenden.
Der in der zweiten Stufe verwendete Drehmischer 14 entspricht dem in der ersten Stufe verwendeten Drehmischer 3, mit der Ausnahme, daß in dieter speziellen Ausiffhrungsiorm der Erfindung dieeer Drehmischer Jedoch nur eine. Länge von 30,5 cm besitzt und anstelle der Leitungen 2, 6 und 9 eine Leitung 13 zur Einführung des Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat-Schaums aus dem ernten Drehmischer 3 aufweist. Praktisch diametral entgegengesetzt zur Leitung 13 befindet sich eine Leitung 16 zur Einführung der als Härtungsmittel verwendeten Säure, und anstelle der Auslaßleitung 13 ist eine Auslaßleitung 14a angeordnet. Der feine Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat-Schaum tritt in den Kopf des in der zweiten Stufe verwendeten Drehmischere 14 durch die Leitung 13 ein. An der entgegengeretzten Seite, doch praktisch auf gleicher Höhe, tritt Phosphorsäure durch die Leitung 16 ein Das Gemisch gelangt durch den Drehmischer 14 nach abwärts und wird im Drchmischer durch die Blätter 12 auf der Achswelle 11, die sich mit 4000 U/min dreht, geschlagen. Am Gelierungspunkt tritt der Schaum duroh die Leitung 14a aus0 Au. der Leitung 14a tritt der gelierende Schaum in einen Plätzchenbildner (pelletizer), in dem er zu Plätzchen verformt wird. Der Plätzchenbildner und der Elektromotor, der diesen antreibt, Bind gemeinsam mit dem Bezugeseichen 18 angegeben. In Figur 3 hat der Plätzcvhenbildner eine Zuleitung 19 mit Löchern 20, durch welche der gelierende Harnetofi-Formaldehyd-Vorkondensatschaua in einen Spalt zwischen ein Paar von Kegeln 21 eintritt. Diese Kegel 21 drehen sich mit der Leitung 19 in einer Geschwindigkeit von 5000 U/min. Der Spalt zwischen den Spitzen der Kegel beträgt etwa 0,25 mm. Die infolge der Drehung der Kegel 21 erzeugten Zentrifugalkräfte zwängen den ieinen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat-Schaum duroh den Spalt in eine Trockenkammer 22 in Form von Plätzchen, die in kleinere Plätzchen mit Hilfe von Luftstrahlen aufgebrochen werden, welche aus einer Ringleitung 23 austreten, die oberhalb der Kegel 21 angeordnet ist, und die eine Mehrzahl von Löchern 23a an ihrer Unterseite besitzt. Die Ringleitung 23 wird mit Preseluft von etwa 7 atU über eine Abzeeigleitung 25 in der Leitung 9 von der Pressluftqueile 8 versorgt.
Die Trockenkammer 22 wird auf eine Temperatur von etwa 1500 a mit Hilfe von Umwälzheizluft erhitzt, die von einem Gebläse 25 durch einen Erhitzer 26 zugeführt wird. Die Heißluft strömt bei einer Temperatur von 15000 in die Kammer 22 durch eine Mehrzahl von Einlaß Öffnungen 27 aus einem Verteiler 28 ein und tritt aus der Kammer durch den Auslaß 29 aus, wird dann filtriert und dem Gebläse 25 wieder zugeführt. Die Wärmezufuhr zur Klammer 22 wird so eingestellt, daß in der Kammer 22 eine konstante Temperatur von etwa 121 bis 1500 C herrscht.
Die im Plätzchenbildner 18 hergestellten Plätzchen iallen irei die Kammer 22 herab, die sich an ihrem Boden verjüngt unter Bildung eines flachseitigen Troges, der ein Flügelventil 30 aufweist, das zu einer Kammer 31 ftlhrt. Sobald die Plätzchen den Boden der Kammer 22 erreichten, sind sie auf einen Feu¢htigkeitsgehalt von etwa 10 % entwässert. Das Flügelventil 30 wird in häufigen Zeitabständen geöffnet, so daß die Plätzchen in die Kammer 31 fallen. Von dort werden sie mit Hilfe eines Luftstromes, der durch ein Gebläse 32 erzeugt wird, durch die Leitung 33 in ein Trenncyclon 34 geführt.
In dem Trenncyclon 34 setzen sich die Plätzchen am Boden abt die Luft und der Staub werden an die Atmosphäre durch eine Leitung 35 und ein nicht gezeigtes Filter entlassen.
Im Boden des Trenncyclons 34 werden die Plätzchen durch ein Dreheieb gedrückt, welche größere Plätzchen aufbricht, und anschließend werden eie mit Hilfe eines Luftstromes, der von einem Gebläse 37 erzeugt wird, durch die Leitung 38 in einen zweiten Trenncyclon 39 geführt, von wo sie in einen Lagertrichter 40 gelangen, aus dem sie entnommen werden können. Luft und Staub treten durch die Leitung 41 und ein nicht gezeigtes Filter aus.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge.tellten Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffplätzchen schwanken in ihrer Größe innerhalb vorherbestimmter Grenzwerte. Der obere Wert ist bestimmt durch den Spalt zwischen den Kegeln 21, und er liegt in der Größenordnung von -10 mesh.
Der Anteil von Plätzchen mit einer Größe unterhalb dieses Wertes wird durch die Intensität der Luftstrahlen gesteuert, d.h. Je größer der Luftdruck ist, desto größer ist der Anteil an kleineren Plätzchen.
P a t e n t a n p s r ü c h e

Claims

o a te n t a n s p r ii o h e 1. Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffes auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß man in einer ersten Stufe ein Gemisch eines flüssigen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensates mit einem Schäummittel und Wasser in Gegenwart von Luft solange und mit solcher Intensität rührt bzw. achlägt, bis ein feiner Schaum entsteht, der mindestens 104 Zellen je cm3 enthält, wobei das Mengenverhältnig von Vorkondensat zu Schäummittel und Wasser derartig eingestellt wird, daß das Gesamtvolumen des festen Kondensats je Volumeneinheit des Schaumstoff es einen Wert von 2,2 % beträgt, worauf man in einer 2. Stufe einen Härter in solcher Menge zusetzt, daß der gesamte Schaum gehärtet wird und man das Rühren bzw. Schlagen des Schaumes bis zu einem Zeitpunkt vor der Gelierung des Vorkondensates fortsetzt, wobei die Intensität und die Dauer des Rührens bzw.

Schlagen derartig eingestellt wird, daß die Größe der Zellen bei der Gelierung beibehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d n r c h g e k e n n -z e i O h n e t, daß man das zellige geschäumte Kondensat aus der zweiten Stufe in Masse entnimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r o h g e k e n n -z e i c h n 5 t, daß man den Schaum aus der zweiten Stufe entnimmt und zu Plätzchen verarbeitet, indem man ihn zum Zeitpunkt der Gelierung Zentrifugalkräften und/oder Prallkräften mit einem Ga. unterwirft und den Schaum zu Plätzchen aufbricht, welche dann gehärtet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r o h g e k e n n -t e i o h n e t, daß die Herstellung von Plätzchen aus dem Schaum in der zweiten Stufe bewirkt wird, indem man den Schaum mit einer Mehrzahl von Strahlen von Preseluft behandelt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -1 e i c h n e t, daß der Schaum aus der zweiten Stufe durch Zentrifungalkräfte in Plätzchen überführt wird, indem man das geschäumte Vorkondensat in einen Raum zwischen ein Paar von einander entgegengesetzt rotierenden Kegeln führt, deren weitere Enden benachbart zueinander und durch einen engen Spalt voneinander im Abstand angeordnet sind, und daß man das geschäumte Vorkondensat durch die Zentrifugalwirkung durch den Spalt schleudert.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i ¢ h n e t, daß da. Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r o h g e -k e n n s e i c h n e t, daß man in der ersten Stufe einen Schaum mit mindestens 106 Zellen pro cm3 erzeugt.
8. Verfahren zur Herstellung von zelligen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Plätzchen, d a d u r c h g e k e n n 8 e i c hn e t, daß man in einer ersten Stufe ein Gemisch von flüssigem HarneOoff-Pormaldehyd-Vorkondeneat, einem Schäummittel und Wasser in Gegenwart von Luft rührt bzw. schlägt, wobei die Dauer und die Intensität des Rührens bzw. Schlagend auf einen solchen Wert eingestellt wird, daß ein feiner Schaum erzeugt wird, in welchem mindestens durchschnittlich 106 Zellen pro cm3 vorliegen und wobei die Mengenanteile des Vorkondensates, des Schäummittels und des Wassers derartig eingeetellt werden, daß im Schaum ein Volumen des Kondensates von höchstens 2,2 % des Gesamtvolumen des Schaumes vorliegt, daß man in einer zweiten Stufe ein Härtungsmittel in genügender Menge zusetzt, um den gesamten Schaum zu härten, und daß man den Schaum bis zu einem Punkt vor der Gelierung des Vorkondensawtes mechanisch rührt bzw. schlägt, wobei die Intensität und das Rühren bzw.

Schlagen ausreicht, die Größe der Zellen bei der Gelierung beizubehalten, worauf man das geschäumte Vorkondensat am Gelierpunkt unter Bildung von Plätzchen dispergiert.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, d a d u r o h g e -k e n n z e i o h n e t, daß man in der ersten Stufe einen Schaum mit mindestens 107 Zellen pro cm3 erzeugt.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß man einen Schaum mit mindestens 108 Zellen Je cm3 in der ersten Stufe erzeugt.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, d a d u r o h g e -k e n n æ e i o h n e t, daß man in der ersten Stufe das Rühren bzw. Schlagen mechanisch durchführt und Preesluft verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Druck mindestens 2,8 atü beträgt.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß man ein flüssiges harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat verwendet, das praktisch keine niedermolekularen Anteile enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, d a d u r c h g e -k e n n z e i o h n e t, daß ale Härtungsmittel eine Säure verwendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Säure Schwefelsäure oder Salzsäure verwendet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß ale Säure Phosphorsäure oder Ameisensäure verwendet wird.