DE1504888B2 - Polymerer netzstrukturierter koerper und verfahren zur her stellung desselben - Google Patents
Polymerer netzstrukturierter koerper und verfahren zur her stellung desselbenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen polymeren, netzstrukturierten Körper aus einem Kerngebilde aus netzstrukturiertem
Polyurethanschaumstoff und darauf aufgebrachtem, thermoplastischem Material sowie
ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Der neue, erfindungsgemäß hergestellte Körper besteht aus einem netzstrukturierten Polyurethanpolymer-Kern,
der vollkommen und innig von einer Außenhülle aus Polyolefin wie Polyäthylen oder
Polypropylen umgeben ist; das Polyolefin wird in der Weise mit dem Polyurethanmaterial verbunden, daß
man das Polyurethangebilde zunächst mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, befeuchtet, danach
in dem feuchten Gebilde durch und durch ein PoIyolefinharzpulver verteilt und letzteres anschließend
zwecks Hüllenbildung in einer Hitzezone zusammenschmilzt. Gewünschtenfalls kann man den Polyurethankern
entfernen. Die neuen, erfindungsgemäßen Körper zeichnen sich dadurch aus, daß sie praktisch
membranfrei sind.
Die bisher bekannten Schaumstoffe mit vollkommener Netzstruktur wurden praktisch aus Polyurethanen
hergestellt, jedoch hat man in jüngster Zeit auch Polyvinylchlorid-Schaumstoffe von
annehmbarer Durchlässigkeit in netzstrukturierter Form nach einem neuartigen Explosionsverfahren
erhalten.
Der Ausdruck »netzstrukturiert« ist ein bekanntes Fachwort auf dem Gebiet der Schaumstofftechnik und
kennzeichnet ein gitternetzartiges Produkt aus Knotenpunkten und abstandsweise punktförmig zu einem
zusammenhängenden Gebilde verbundenen Rippen. Im allgemeinen benötigt man als Vorstufe für die
Netzstrukturausbildung entweder ein offenzelliges Gebilde (mit kommunizierenden Zellen), dem man
auf explosivem oder chemischem Wege Netzstruktur geben kann, oder ein Gebilde, bei dem durch teilweisen
chemischen Angriff die Zellwände entfernt werden können. Aber auch im letzteren Fall ist^eine offenzellige
Struktur zweckmäßig, während sie für die Netzstrukturausbildung mittels Explosion zwingend
ist, um das Gas in das Körperinnere eindringenlassen zu können.
Polyurethangebilde besitzen den Nachteil der geringen Säure- und Alkalibeständigkeit und des
unerwünschten Anquellens durch die meisten organischen Lösungsmittel. Polyvinylchloridschaumstoffe
andererseits lassen sich nur schwer bezüglich Porenvolumen und -gleichmäßigkeit kontrolliert herstellen.
Die meisten Polyolefinschaumstoffe, also solche aus Polyäthylen oder Polypropylen, weisen geschlossene
Zellen, also praktisch keine inneren Durchgänge auf. Infolgedessen lassen sich die geschlossenzelligen Polyolefinschaumstoffe nicht auf explosivem Wege netzstrukturieren.
Da aber bekannt ist, daß Polyolefine einerseits hochsäure- und alkalibeständig und andererseits gegen
Lösungsmittel quellfest sind, sucht man schon seit langem nach netzstrukturierten Polyolefingebilden für
die Säure- und Alkalifiltration. Sie herzustellen hat man sich schon in vielfacher Art bemüht. So hat man
schon Polyäthylen in Schnitzel- oder Faserform zu einem Filterelement zusammengefügt. Andere Versuche
bestanden in dem Versintern von Polyäthylenteilchen zu Frittenfiltern. Obwohl man schon Polyolefinschaumstoffe
hergestellt hat, ließe sich bei ihrer Netzstrukturierung die Porenweitenkontrolle in den
für Filtrationszwecke erforderlichen Bereichen praktisch nicht durchführen, während dies bei Polyurethanschaumstoffen
durchaus möglich ist.
Verfahren zum Beschichten und/oder Imprägnieren von Gegenständen verschiedenster Art, z. B. auch von
Schaumstoffgebilden, sind an sich bekannt. So ist es beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 3 061 460
bekannt, ein Schaumstoffgebilde aus einem nicht thermoplastischen Material, z. B. Polyurethan, mit
einem einen Weichmacher enthaltenden Plastisol eines thermoplastischen Harzes, z. B. Polyvinylchlorid
oder Polyvinylacetat, durch Tauchen, Aufsprühen oder Einpressen, zu imprägnieren bzw. zu tränken und
das in den Poren bzw. Zwischenräumen des Schaumgebildes befindliche, plastifizierte thermoplastische
Harz zur Erhöhung der Elastizität und der Bindefähigkeit des Schaumstoffgebildes durch Erwärmen
zu gelieren. Durch und durch beschichtete Schaumstoffgebilde, bei denen die Poren- oder Netzstruktur
nach dem Beschichtungsvorgang erhalten bleibt und die beispielsweise als Filtermedien zum Einsatz gelangen
sollen, lassen sich nach dem bekannten Verfahren nicht herstellen, da sich beim Gelieren des in den
Poren bzw. Zwischenräumen des Schaumstoffgebildes Γ befindlichen plastifizieren thermoplastischen Harzes '
ein sowohl insgesamt als auch lokal mehr oder minder starker Porenverschluß nicht vermeiden läßt. Ein
nach dem bekannten Verfahren hergestelltes, imprägniertes Schaumstoffgebilde ist als Filtermedium unbrauchbar.
Ferner ist es bekannt, einen vorgewärmten Gegenstand mit aufgeschmolzenem Polyäthylen zu beschichten.
Da aber bei allen Temperaturen, bei denen noch keine Zersetzungsgefahr für Polyäthylen besteht, seine
Viskosität sehr hoch ist, ist es unwirtschaftlich, polyäthylenüberzogene Gegenstände nach dem Tauchverfahren
herzustellen, überraschenderweise hat es sich sogar gezeigt, daß netzstrukturiertes Polyurethan
beim Eintauchen in aufgeschmolzenes Polyäthylen durch und durch mit ihm verstopft und ausgefüllt wird.
Weitere Verfahren zum überziehen von Gegenständen mit Polyäthylen stützen sich auf die relative
Wärmeübertragung und den Wärmegehalt eines Fließbetts aus Polyäthylenpulver gegenüber einem darin
eingeführten, erhitzten Gegenstand. Hierfür eignen , sich ersichtlicherweise Metallgegenstände besonders \
gut. Bei dünnwandigen Abschnitten oder solchen mit mangelndem Hitzespeichervermögen bereitet die Erzielung
befriedigender überzüge viele Schwierigkeiten. Offenbar wegen ihres geringen Wärmeübertragungsvermögens und ihrer Wärmecharakteristik hat man
noch nichts über das Uberschichten von Organopolymer-Schaumstoffen
in einem Fließbett aus Polyäthylenpulver gehört.
Uberschichten auf elektrostatischem Wege ist bei Polyurethanschaumstoffen wegen ihrer mangelnden
Leitfähigkeit nicht durchführbar. In dieser Art kann man nur vergleichsweise ebene Metallbleche überziehen
und erhält auch dann nur sehr dünne Schichten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein poröses, netzstrukturiertes Schaumstoffgebilde aus
Polyurethan mit einem Polyolefin unter Erhaltung der Netzstruktur derart zu beschichten, daß der fertige
polymere Körper einerseits die zweckmäßigen Porenweitemerkmale von Polyurethanen und andererseits
die Chemikalienbeständigkeit von Polyolefinen aufweist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein. polymerer, netzstrukturierter Körper aus einem Kerngebilde aus
netzstrukturiertem Polyurethanschaumstoff und darauf aufgebrachtem thermoplastischem Material, welcher
dadurch gekennzeichnet ist, daß der überzug aus aufgeschmolzenem Polyolefinharz besteht.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Körpers, welches dadurch
gekennzeichnet ist, daß man das netzstrukturierte Kerngebilde befeuchtet, in ihm durch und
durch Polyolefinharzpulver verteilt und letzteres bei Temperaturen unterhalb der Zersetzungspunkte von
Polyurethan und Polyolefin auf das netzstrukturierte Kerngebilde aufschmilzt und diese Arbeitsschritte
gegebenenfalls wiederholt.
Bei der Herstellung des polymeren, netzstrukturierten Körpers gemäß der Erfindung sind weder, wie dies
bei der Herstellung des aus der USA.-Patentschrift 3 061 460 bekannten Körpers zwingend notwendig ist,
Weichmacherzusätze und besondere Maßnahmen zur Zubereitung und zum Einarbeiten der Plastisole (in
das Schaumgebilde) erforderlich noch besteht eine Gefahr, daß es zu einem Porenverschluß kommt.
Im allgemeinen bestehen netzstrukturierte Polyurethangebilde und dementsprechend hergestellte Verbundgebilde,
wie bereits erwähnt, aus abstandsweise an Knotenpunkten vereinigten Rippen, wodurch etwa
Dodekaeder mit ungefähr fünfeckigen, praktisch membranmaterialfreien Flächen entstehen. Natürlich ist
diese Gefügeschilderung etwas idealisiert, und die eigentlichen Produkte besitzen etwas voneinander
abweichende Dodekaederbaueinheiten.
Obwohl die Einzelzellen willkürlich orientiert und daher zueinander anisotrop sind, verhält sich das
Gesamtgebilde etwa wie ein isotroper Körper. Diese Schaumstoffeigenschaft ist erwünscht, da die Druck-Abfallcharakteristik
günstiger als bei den bekannten Filterplatten ist. Wegen ihrer gleichförmigen Porenweite und stärker isotropen Natur im Vergleich zu den
bekannten anisotropen Filter- und Kontaktmitteln etwa in Form von Polyäthylenmatten sind infolgedessen
aus den neuen Verbundstoffen hergestellte Gebilde besonders für Säure- und Alkalifiltrationszwecke
geeignet.
Außerdem zeigen die neuen Verbundgebilde verbesserte Eigenschaften bezüglich des Belastungs-Deformations-Verhältnisses.
So ist z. B. die zur Verdichtung erforderliche Energie bei polyäthylenüberzogenem
Polyurethan wesentlich höher als bei unbeschichtetem Polyurethan. Diese Eigenschaft findet
bei selbsttragendem Filter gute Anwendung.
Entsprechend überraschende Ergebnisse erzielt man bei der Wärmeverformung der neuartigen Verbundgebilde
zu irgendwelchen gewünschten Formkörpern. Wenn man das netzstrukturierte Polyäthylen-Polyurethan-Gebilde
erhitzt, in gewünschter Form hält und danach abkühlt, erhält man ein dauerformfestes
Gebilde, das nicht wie Polyurethan allein in seine Ausgangsform zurückgeht. Diese Eigenschaft des
neuen Gebildes ermöglicht die Herstellung verschiedenartiger formbeständiger Artikel mit schwer
abformbaren Umrissen.
Außerdem läßt sich das neuartige Gebilde leicht mit verschiedenen anderen Materialien verbinden, da
geschmolzenes Polyäthylen gutes Klebvermögen besitzt. So lassen sich beispielsweise Verbundfilter mit
unterschiedlicher Porenweite in der Weise herstellen, daß man bei einem solchen neuen Gebilde oberflächlich
das Polyäthylen schmilzt und es dann mit einem zweiten, engerporigen Gebilde der neuen Art vereinigt.
Es bedarf keiner Rede, daß man auf diese Weise die verschiedenartigsten Verbundkörper herstellen
kann. In ähnlicher Weise kann man das neue Gebilde auch mit beliebigen anderen Flächen verbinden, die
ausreichendes Bindungsvermögen gegenüber geschmolzenem Polyäthylen besitzen.
Bei der Wärmeverformung normaler Polyurethanschaumstoffe tritt eine merkliche Verdichtung des
ursprünglichen Gefüges und damit verbunden eine merkliche Beeinträchtigung der Druck-Abfallcharakteristik
des Formlinge auf. Man hat schon alles Mögliche zur Vermeidung dieser Verdichtung versucht;
gewisse sehr umständliche Methoden haben auch bereits eine Teillösung dieses Verformungsproblems geboten, jedoch blieben die Ergebnisse
unter dem, was gewünscht wird. So bestand beispielsweise ein alles andere als zufriedenstellender Lösungsversuch darin, Polyurethantafeln zu gießen und sie
vor Ablauf einer kritischen Zeitspanne zu verformen und auszuhärten. Alle diese Schwierigkeiten können
nun durch Wärmeverformung der neuartigen Polyäthylen-Polyurethan-Verbundgebilde vermieden werden.
Die neuen erfindungsgemäß hergestellten Verbundgebilde eignen sich zur Verwendung in Heißanlagenfiltern,
Befeuchtern und Verdunstungskühlerplatten (wobei im Zusammenhang damit Oberflächenmodifizierungsmittel
wie Glas, Asbest, Feldspat oder Bimsstein verwendet werden können). So lassen sich
beispielsweise durch Verwendung von Polyurethan als Trägerstoff und einem Haftmittel zur Ablagerung
verschiedenartigen Feinteilchenmaterials oder Pulvers auf ihm, das aus den bereits erwähnten Materialien
oder anderen, wie Tonerde, Karborund u.dgl., bestehen kann, neuartige, oberflächenmodifizierte Gebilde herstellen.
Es wurde nun erfindungsgemäß festgestellt, daß man viele bei Polyurethan auftretende Probleme der Filtration,
Formgebung und sonstiger Art mit Hilfe weitgehend netzstrukturierter Polyolefingebilde lösen
kann, die man durch Einhüllen von netzstrukturierten polymeren Polyurethanen mit dieser Polyurethanstruktur
ähnelndem Polyolefinüberzug gewinnen kann. Weitere aus den neuartigen Gebilden erzielte Produkte
bestehen aus verdichteten Materialien von guter Porosität und Permeabilität bei trotzdem guter Strukturfestigkeit.
So wurden beispielsweise Verdichtungen im Verhältnis 2:15 zum Ausgangsvolumen erzielt.
Die Erfindung wird, wie· bereits ausgeführt, in der Weise verwirklicht, daß man ein Polyurethangebilde
vorzugsweise mit Wasser befeuchtet, in dem feuchten Gebilde pulvriges Polyolefin, ζ. Β. Polyäthylen oder
Polypropylen oder deren Mischpolymere, durch und durch verteilt und anschließend das Polyolefinpulver
in situ aufschmilzt, indem man das mit Wasser befeuchtete und mit Pulver bedeckte Polyurethangebilde
beispielsweise durch Einbringen in einen Ofen oder eine Erhitzungszone unter Benutzung von Infrarot-,
Strahlungs- oder Ubertragungswärme einer Wärmebehandlung unterzieht und diese Schrittfolge
aus Befeuchten, Bestäuben und Aufheizen notfalls wiederholt. Je nach Porenweite des Polyurethangebildes
und der Teilchengröße des Polyolefinpulvers lassen sich dabei durch die ersten beiden Schritte
zusätzliche Polyolefinpulvermengen aufbringen.
Bekanntlich vertragen Polyurethanschaumstoffe bis zu ihrer Zersetzung (bei etwa 230° C) beträchtlich
höhere Temperaturen als die Polyolefine, und kurz-
zeitig sind sogar noch höhere Temperaturen zulässig. Die Gewichtszunahme kann bei Wiederholung dieses
Verfahrens je nach Porenweite des Polyurethan-Schaumstoffes und der Korngröße des Polyolefinpulvers
bis zu 700% betragen.
Diese Bezugszahl soll später näher erklärt werden.
Wie bereits erwähnt, haben die erfindungsgemäß hergestellten polymeren Körper allgemein dieselbe
Strukturform wie der Polyurethanschaumstoff; das Endprodukt hängt daher in seinem physikalischen
Aussehen von dem jeweiligen Schaumstoff ab. Im allgemeinen liegt die Porenweite des Polyurethanschaumes
zwischen 2 und 24, vorzugsweise zwischen 2 und 18 Poren/cm und insbesondere zwischen 4 und
10 Poren/cm.
Ganz allgemein stellt man Polyurethanschaumstoffe aus einem polymeren Polyolharz und einem
Polyisocyanat her, wobei man diese Komponenten in Gegenwart von Wasser unter Abgabe von Blähgas
und/oder einem durch die Reaktionswärme aktivierten Blähmittel versetzt, während das Polymere einen
festeren, jedoch noch formbaren Zustand erreicht. Die meisten üblichen Schaumstoffe werden entweder aus
einem Polyester- oder einem Polyätherharz hergestellt. Derartige netzstrukturierte Schaumstoffe sind
im Handel erhältlich.
Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Polyolefine werden in bekannter Weise aus Vorstufen,
wie Äthylen, Propylen, 1-Buten (und dessen Isomeren), oder deren Mischungen hergestellt. Ihre
Eignung hängt davon ab, daß ihr Schmelzpunkt unterhalb der Zersetzungstemperatur des Polyurethans
liegt. Um bestimmte vorteilhafte Eigenschaften, wie Belastungsverträglichkeit, zu erhalten, sollte wiederum
je nach Wärmebeständigkeit der Unterlage die Schmelztemperatur des Uberzugsmaterials nicht über 232° C
liegen. Beim vorliegenden Verfahren sind im Falle nur kurzer Einwirkungszeit auch hohe Temperaturen
oberhalb 232° C tragbar. Vorzugsweise sollte die Temperatur aber unter 232°C und am besten unter 2150C
liegen.
Polyolefinpulver, z. B. Polyäthylenpulver mit Korngrößen von 0,125 bis 2 mm, Dichten zwischen 0,912
und 0,950 und darüber und Schmelzindizes von 1 bis 140, Polyäthylen und Äthylenpolymere mit verschiedenen
bis zu höchsten Dichten, Polypropylenpulver oder sämtliche sonstigen schmelzbaren Pulver von
Polyäthylen, Polypropylen und deren Mischungen, Polybuten, Polypenten usw. sowie Polyäthylenpulver
mit Korngrößen von 0,080 bis 2 mm und Polyäthylene mit Dichten über 0,95 und vorzugsweise noch höheren
Dichten, sind im Handel erhältlich. Bei Verwendung der oben aufgeführten Polyolefine ist zu beachten, daß
ihr Schmelz- und Fließpunkt nicht über der Zersetzungstemperatur der benutzten Polyurethane
liegt.
Die folgenden Daten zeigen die Ergebnisse eines Druckabfalltestes bei einem unbeschichteten bzw. mit
Polyäthylen beschichteten Polyurethan von 4 Poren/ cm.
Die Ergebnisse zeigen, daß die stärker abgerundeten Querschnitte der beschichteten Rippen weniger Widerstand
als die konkav-dreieckigen bei der Kontrollprobe hervorrufen. Im allgemeinen nimmt der Druckabfall
mit zunehmender Polyolefinmenge nur sehr wenig zu, und Gebilde mit bis zur dreifachen Polyolefinmenge
in bezug auf Polyurethan zeigen einen nur wenig höheren Druckabfall.
Druckabfalltest mit unbeschichtetem bzw. | 5 | Probe | überzugsmasse | Druckabfall Δ P in |
beschichtetem Polyurethan | in Gewichts | Zentimeter Wasser | ||
prozent, auf | säule; Wasser mit | |||
IO Kontrollversuch, |
Polyurethan | einer Strömungs | ||
unbeschichteter | schaumstoff | geschwindigkeit | ||
Polyurethanschaum | bezogen | von 106 m/min | ||
stoff, 10 Poren/cm, | ||||
2,5 cm dick | ||||
Erfihdungsgemäßes | ||||
Gebilde, 10 Poren/ | ||||
cm, 2,5 cm dick.... | 0 | 2 | ||
150 | 1,875 |
Druckabfallwerte verdichteter Polyäthylen-Polyurethan-Schaumstoffe
mit 6 Poren/cm
Druckabfall .1P in | cm Wassersäule bei | von 1,27 auf 0,45 cm | |
Strömungs geschwindigkeit |
einer vorgegebenen Wasserströmungs geschwindigkeit |
verdichteter Schaum | |
m/min | 1,25 cm dicker | stoff | |
Polyäthylen-Poly- | 0,10 | ||
urethan-Schaumstoff | 0,15 | ||
45,7 | 0,03 | 0,20 | |
60,9 | 0,05 | 0,30 | |
76,2 | 0,07 | 0,38 | |
91,4 | 0,12 | 0,48 | |
106,6 | 0,15 | 0,58 | |
121,9 | 0,20 | 0,71 | |
137,1 | 0,25 | 0,86 | |
152,4 | 0,31 | 1,01 | |
165,1 | 0,38 | ||
182,8 | 0,44 |
Andere verschieden stark verdichtete Schaumstoffe zeigen unterschiedliche Druckabfallwerte und offenbar
damit eine Besonderheit, nämlich die Druckabfallregelung mit Hilfe der Verdichtung der Gebilde gemäß
der Erfindung. Wie oben beschrieben, besitzt der Polyurethankörper, nachdem das Polyolefinpulver zunächst
aufgesintert war und dann den Polyurethankörper umflossen hatte, einen Kern aus Polyurethan
und eine ihn innigst umhüllende Polyolefinhülle. Die Rippen des netzstrukturierten Körpers besitzen im
allgemeinen einen elliptischen Querschnitt und sind nicht wie bei Polyurethanschaumstoff konkav profiliert.
Falls man ein im wesentlichen aus Polyolefin bestehendes Gebilde benötigt, muß man den Polyurethankern
aus dem Polyolefin entfernen. Man erreicht dies, indem man den Schaumstoff, beispielsweise
in der aus der deutschen Auslegeschrift 1 036 515 bekannten Weise, einfach mit einer das Polyurethan hydrolysierenden
Lösung tränkt oder seine Rippen oder Knotenpunkte in der gewünschten Festigkeit des
Fertigproduktes entsprechenden Abständen einschneidet, in einer stark hydrolysierenden Lösung aus z. B.
starker Säure oder Lauge, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur und hoher Konzentration beläßt, wobei
sich der Polyurethankern herauslöst. Grundsätzlich eignet sich hierfür jedes Hydrolysierungsmittel, wobei
aber Säuren, wie Schwefelsäure, Salzsäure oder Phosphorsäure bevorzugt werden. Man kann auch mit
schwachen Säuren arbeiten, jedoch brauchen sie unerwünscht lange Behandlungszeiten. An Stelle von
Säuren sind auch starke Basen, wie Natrium-, Kaliumoder Lithiumhydroxyd sowie ihre Salze mit schwachen
Säuren verwendbar. Dasselbe gilt auch für die Salze schwacher Basen mit starken Säuren. In allen Fällen
wird das Polyurethan hydrolytisch abgebaut, obwohl auch andere unbekannte Faktoren, wie im Falle konzentrierter
Schwefelsäure vielleicht Oxydation, in Betracht kommen.
Polyurethanschaumstoffe, die ungenügend ausgehärtet sind oder einen zu niedrigen, d. h. unter stöchiometrisch
100% liegenden Polyisocyanat-Index aufweisen, lassen sich noch wirksamer hydrolysieren. Die
Porenweiten der Polyurethane sind etwa dieselben wie die weiter oben für die Polyolefingebilde angegebenen.
Bei Verwendung von Schaumstoffen niedriger Dichte bieten sie entsprechend weniger durch starke
Hydrolysierungsmittel angreifbare Masse.
Im allgemeinen stellen Polyester-Polyurethane das bevorzugte Ausgangsmaterial für das Verfahren gemäß
der Erfindung dar, doch sind auch andere Polyolmaterialien, wie Polyäther, annehmbar, sofern eine
längere Behandlungszeit in Kauf genommen werden kann.
Anstatt das Polyurethan-Polyolefin-Gebilde zwecks erleichterter Einführung des Hydrolysierungsmittels
einzuschneiden, kann man auch das Polyolefinpulver bis zum Flüssigwerden erhitzen und die Rippen und
Knotenpunkte des Polyurethangebildes nur teilweise bedecken lassen. Auf diese Weise wird bei richtiger
Behandlung nur ein Teil der Polyurethanoberfläche dem hydrolytischen Abbau unterworfen. Ein so erhaltenes
Gebilde fällt zwar auch unter den Erfindungsgedanken, ist aber wegen der Neigung des Polyäthylens
zur Aufspaltung in Einzelzellen weniger fest, jedoch andererseits wegen seiner beträchtlich größeren
Oberfläche für spezielle Anwendungszwecke von Nutzen.
Außer diesen beiden Verfahren zur Einbringung des Hydrolysierungsmittels in die Polyurethanstruktur
kann man auch von zerschnittenem Gut ausgehen, das je offenliegende Kanten besitzt (sofern es nicht nachträglich
eine Beschichtuhgsbehandlung erfuhr), und es lange genug mit einem überstarken Hydrolysierungsmittel,
wie Schwefelsäure, behandeln; wo also die Behandlungszeit keine Rolle spielt, kann man auf
diese Weise ebenfalls das Polyurethan entfernen. Diese Verfahrensweise eignet sich im allgemeinen für kleinformatige
Stücke. Wo eine Verunreinigung des Filtratstroms unbeachtlich ist, kann man das Vollgebilde
benutzen und behält dann nach einiger Zeit das PoIyolefingerüst übrig.
War dem polyurethanbildenden Ausgangsmaterial Polyolefinpulver zugesetzt worden, so hat die nach
Behandlung erhaltene Polyolefinstruktur einen beträchtlich dünneren Kern. Im allgemeinen werden die
hohlkernigen Produkte als solche benutzt. Falls jedoch der Hohlkern unerwünscht ist, unterwirft man ein
solches Gebilde einer Explosivflammenfront, man muß dabei aber für seinen Schutz gegen Zerschmelzen oder
Verbrennen sorgen.
An Hand der folgenden Beispiele und Tabellen wird das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung für
die netzstrukturierten, überzogenen Gebilde erläutert. In den Tabellen sind dabei die Beziehungen zwischen
den Verfahrens- und Erzeugnisvariabein aufgezeigt, die die verschiedenen Erfindungsbesonderheiten offen-
baren. D . . , .
Ein 15 χ 15 χ 2,5 cm großer Prüfling aus einem
handelsüblichen Schaumstoff mit 4 Poren/cm wurde mit einem Polyäthylenpulver einer Korngröße von
0,30 mm Maschenweite, einem Schmelzindex von 22 und einer Dichte von 0,916 in der Weise überzogen,
daß man den Prüfling zunächst mit Wasser befeuchtete, danach mit dem Pulver einstäubte, trocknete und
schließlich 10 Minuten lang in einem Ofen bei 18O0C
schmelzen ließ. Der Polyäthylenüberzug betrug 229% des Polyurethangewichtes. In gleicher Art wurden
überzüge mit 190,269 und 310% Polyäthylen erhalten.
Ein mit Polyäthylen beschichteter Polyester-Polyurethan-Schaumstoff
(mit Polyäthylenglykoladipat als Esterkomponente) mit 4 Poren/cm wurde auf seine
Chemikalienbeständigkeit in Abhängigkeit von der Korngröße des verwendeten Polyäthylenpulvers mit
einem Schmelzindex von 22 und einer Dichte von 0,916 untersucht. Das Pulver mit einer Korngröße von
0,105 mm besaß einen Schmelzindex von 5 und eine Dichte von 0,924. Die erhaltenen Ergebnisse sind in
der nachstehenden Tabelle angegeben.
Auswirkung der Teilchengröße
auf die Chemikalienbeständigkeit
auf die Chemikalienbeständigkeit
Die Werte zeigen, daß trotz des starken Überzuges durch die grobkörnigere Harzsubstanz die höchste
Chemikalienbeständigkeit mit dieser Polyäthylensorte im Korngrößenbereich zwischen 0,30 und 0,177 mm
Maschenweite erzielt wird. Weitere Versuche ergaben, daß Variationen im Schmelzindex des Polyäthylens
nur geringen Einfluß auf die Chemikalienbeständigkeit haben. Trotz ihrer vorstehend bewiesenen Säurebeständigkeit
können diese Gebilde noch für andere Zwecke, wie Form- oder Profilgebung, benutzt werden.
Die Beziehung zwischen Polyäthylenharzbeschichtung und Chemikalienbeständigkeit wurde an einer
Mischung aus 25% Polyäthylenpulver einer Korngröße von 0,105 mm und eines Schmelzindex von 5
und 75% Polyäthylenpulver einer Korngröße von 0,30 mm und eines Schmelzindex von 22 untersucht.
Der derart beschichtete Polyurethanschaumstoff besaß dieselben Eigenschaften wie im Beispiel 2. Die in
109548/486
Verwandtes | Gewichts verlust an |
2 Stunden | bei 6O0C | |
Normgröße | Olefin in Gewichts |
Polyurethan | 70% | 10% |
in mm | prozent, bezogen auf |
21% HCL | H2SO4 | NaOH |
Polyurethan | 100 | 100 | 39 | |
0,84 | 406 | 42 | 93 | 21 |
0,50 | 343 | 28 | 49 | 5,4 |
0,30 | 281 | 2,5 | 83 | 0 |
0,177 | 210 | 41 | 72 | 2,8 |
0,105 | 180 . | |||
nachstehender Tabelle IV angegebenen Werte wurden durch Eintauchen einer Schnittprobe in Säure erhalten.
Noch bessere Werte als die angegebenen erhielt man durch ergänzende Bedeckung der Schnittkanten zwecks
Abdeckung des Polyurethankerns gegen den Säure-
Tabelle IV | Gewichtsverlust des |
Wirkung der Kunststoffaufnahme | Polyurethans, 21% HCL, |
auf die Chemikalienbeständigkeit | 2 Stunden bei 601C |
Aufgebrachtes Polyäthylenharz | 47 |
(in Gewichtsprozent | 19 |
des Polyurethans) | 16 |
174 | 2,5 |
265 | |
295 | |
445 |
Wasseraufnahme | Harzaufnahme | |
Korngrolie | in Gewichtsprozent | in Gewichtsprozent |
in mm | des Polyurethans | des Polyurethans |
0,84 | 33 | 200 |
0,84 | 58 | 265 |
0,84 | 82 | 304 |
0,84 | 107 | 285. |
0,50 | 25 | 195 |
0,50 | 50 | 254 |
0,50 | 75 | 273 |
0,50 | 100 | 278 |
0,30 | 25 | 186 |
0,30 | 50 | 223 |
0,30 | 75 | 221 |
0,30 | 100 | 250 |
0,177 | 25 | 119 |
0,177 | 50 | 136 |
0,177 | 75 | 156 |
0,177 | 100 | 197 |
0,105 | 25 | 77 |
0,105 | 50 | 105 |
0,105 | 75 | 94 |
0,105 | 100 | 94 |
Wie festgestellt wurde, liefert das feinkörnige (0,105 mm große) Polyolefin immer einen vollkommenen
überzug ohne sichtbare »Trockenflecke« unter dem Mikroskop, jedoch ist dieser dünner als bei
gröberen Polyäthylenteilchen. Bei Verwendung einer Mischung aus 25% Polyolefinpulver einer Korngröße
von 0,105 mm und 75% eines gröberen Polyolefinpulvers erhält man nicht nur einen besseren überzug,
sondern auch eine erhöhte Harzaufnahme.
Schaumstoff mit den im Beispiel 2 angegebenen Eigenschaften wurde mit dem im Beispiel 3 beschriebenen
Polyäthylen beschichtet, wobei Polyäthylenkorngröße und Polyurethan-Wasseraufnahme variiert
wurden.
Einfluß von Wasseraufnahme und Harzkorngröße
auf Harzaufnahme
auf Harzaufnahme
Diese Zahlen zeigen, daß die Harzaufnahme mit wachsender Korngröße ansteigt. Zu beachten ist jedoch,
daß bei Verwendung von Grobkorn (z. B. entsprechend 0,84 mm Maschenweite) die Chemikalienbeständigkeit
selbst bei hoher Harzaufnahme absinkt, während sich die physikalischen Eigenschaften, wie
Druckbelastungs-Deformation, merklich bessern.Analog durchgeführte Versuche mit einem feinerporigen
(10 Poren/cm) Polyurethan und einem Polyäthylen einer Korngröße von 0,177 mm, einem Schmelzindex
von 22 und einer Dichte von 0,916 ergaben eine Harzaufnahme von 217%; Versuche mit gröberporigem
(4 Poren/cm) Polyurethan und aufgeschmolzenem Polyäthylen eines Schmelzindex von 9 und einer
Dichte von 0,950 ergaben eine Harzaufnahme von 150%.
Ein Polyurethanschaumstoff, der durch explosive Zersetzung eines Acetylen-Sauerstoff-Gemisches netzstrukturiert
worden ist, besitzt eine glasig erscheinende Oberfläche, die nicht mit aufgebrachtem Polyäthylen
zusammenwirkt. Vielmehr führt eine Reckung des beschichteten Schaumstoffs zu einem Losewerden und
an dünnem Überzugsgebiet sogar zu einem Ablösen des Harzes.
Die physikalischen Eigenschaften der neuen Verbundgebilde unterscheiden sich überraschend von
denen des Polyurethanmaterials. So besitzen beispielsweise die Rippen der beschichteten, netzstrukturierten
Gebilde einen elliptischen Querschnitt mit z. B. einer Schaumprobe mit 4 Poren/cm und 267%
Harzaufnahme im Mittel 0,51 mm langer und 0,47 mm kurzer Achse. Bei unbeschichtetem Polyurethanschaumstoff
andererseits besitzen die Rippen einen Querschnitt eines etwa gleichseitigen, konkav eingezogenen
Dreiecks.
Steifheit der erfindungsgemäßen Gebilde steht zur prozentualen Harzaufnahme in linearem Verhältnis.
Ein Adipinsäurepolyester - Polyurethan - Schaumstoff (4 Poren/cm), der mit Polyäthylen (Schmelzindex:
22, Korngröße: 0,30 mm, Dichte: 0,916) überzogen ist, zeigt folgende Steifigkeitswerte.
Steifigkeitsfaktor von Polyäthylen-Polyurethan-Verbundgebilden
50 | Harzaufnahme | Steifigkeilsfaktor |
(%) | (8) | |
0 | 20 | |
100 | 90 | |
55 | 200 | 140 |
300 | 200 | |
370 | 240 | |
Der Steifigkeitsfaktor ist dasjenige Gewicht, das benötigt wird, um ein eine Querschnittsfläche von
6,452 cm2 besitzendes Stück Polyschaum, das 19 cm über die Kante eines 15 cm hohen Blockes hinausragt,
bis zu dem Punkt abzubiegen, wo es mit der Horizontalen einen Winkel von 53° bildet. Dabei werden alle
Gewichte oben auf den Block und innerhalb von 2,54 cm des frei stehenden Endes aufgelegt.
Einfluß der Harzaufnahme zwischen 190 und 310 Gewichtsprozent auf die physikalischen Eigenschaften
der Polyäthylen-Polyurethan-Verbundgebilde bei 240C.
(Das Polyäthylenausgangsmaterial besaß einen Schmelzindex von 22, eine Korngröße von 0,30 mm
und eine Dichte von 0,916)
Adipinsäurepolyester- Polyurethan-Schaum, 4 Poren/cm |
P Po 190% |
olyäthylen auf netzstruk yurethanschaum mit 2,5 269% |
uriertem Poren/cm 310% |
|
Zerreißfestigkeit*) kg/cm2 | 1,05 ± 30% | 2,34 | 2,49 ± 29% | 2,54 ± 5% |
Elastizitätsmodul bei Zugbelastung kg/cm2 |
0,506 ± 25% | 8,23 | 8,75 ± 24% | 11 75 ± 9% |
Dehnung, kg/cm2 | 228 ·± 28% | 98 | 120 ± 31% | 96 ± 12% |
Reißfestigkeit**) kg/cm2 | 0,943 ± 28% | 2,420 | 2,527 ± 24% | 2,547 ± 15% |
Verbleibende Verformung bei 7O0C, % | 19,2 | 29,2 | 37,3 ± 10% | 27,3 ± 3% |
Verdichtungsenergie-Absorption bei einer 20,3/25,4-mm-Verformung in kg/cm2, berechnet aus der Drucklastverformungskurve |
0,012 | 0,471 | 0,823 | 1,20 |
Stoßdämpfung, cm | 2,53 | 13,97 | 25,3 | 25,3 |
♦) Wert der höchstmöglichen Belastung in kg/cm2, bevor das Material unter Zugspannung reißt.
**) Belastung in kg/cm2, bei der das Material tatsächlich reißt.
Als Maß für das Stoßdämpfungsvermögen eines Schaumstoffes dient die Fallhöhe einer 1,8 kg schweren
Kugel, die nötig ist, um mit dem durch eine 2,5 cm starke Schaumprobe übertragenen Schlag gerade darunterliegenden
1,6 mm starkes Mikroskop-Objektglas zu zerbrechen. Die Kugel besteht aus einem 30 g
schweren Polyäthylenhohlkörper aus einem Material mit einem Schmelzindex von 3, einer Dichte von 0,993
und einer Korngröße von 0,30 mm, eines Außendurchmessers von 8,9 cm, die mit Woodscher Legierung
auf 1,8 kg Endgewicht aufgefüllt ist. Als Unterlage für das Objektglas dient eine in Stahlbeton einzementierte
Polyvinylkachel. Bei den 7,5 χ 2,5 cm großen Objektträgern handelte es sich um handelsübliche
Objektträger.
Wirkung der Harzaufnahme auf die Druckbeanspruchungs-Verformungs-Eigenschaften
einer 2,5 cm dicken Probe aus 4 Poren/cm aufweisenden Polyäthylen-Polyurethan-Verbundgebilde
bei 24° C.
(Das Polyäthylenausgangsmaterial besaß Schmelzindex 22, Korngröße entsprechend 0,30 mm Maschenweite und Dichte 0,916)
(Das Polyäthylenausgangsmaterial besaß Schmelzindex 22, Korngröße entsprechend 0,30 mm Maschenweite und Dichte 0,916)
Wirkung der Harzaufnahme auf die
Druckbeanspruchungs-Verformungs-Eigenschaften
einer 2,5 cm dicken Probe aus 4 Poren/cm
aufweisendem Polyäthylen- Polyurethan-Verbundgebilde bei 24° C.
(Das Polyäthylenausgangsmaterial besaß
Schmelzindex 22, Korngröße entsprechend 0,30 mm Maschenweite und Dichte 0,916)
Druckbeanspruchungs-Verformungs-Eigenschaften
einer 2,5 cm dicken Probe aus 4 Poren/cm
aufweisendem Polyäthylen- Polyurethan-Verbundgebilde bei 24° C.
(Das Polyäthylenausgangsmaterial besaß
Schmelzindex 22, Korngröße entsprechend 0,30 mm Maschenweite und Dichte 0,916)
4° Spannung | 0 % | Angewandter Druck ι | 267% | η kg/cm2 | 0,421 | 0,548 |
mm/mm | 190% | 310% | 0,464 | 0,604 | ||
Polyäthylenaufnahme | 0,527 | 0,689 | ||||
2,54 | 0,4 | 0,274 | 0,632 | 0,843 | ||
45 5,08 | 0,4 | 0,288 | 0,733 | 0,984 | ||
7,62 | 0,42 | 0,316 | 1,054 | 1,265 | ||
10,16 | 0,45 | 0,365 | 1,476 | 2,109 | ||
12,70 | 0,5 | 0,435 | — | 3,093 | ||
5° 15,24 | 0,6 | 0,562 | 3,163 | — | ||
17,78 | 0,8 | 0,805 | ||||
19,50 | — | — | ||||
20,32 | 1,52 | 1,406 |
Aufgebrachtes
Bcschichtungsmaterial,
Bcschichtungsmaterial,
bezogen auf das
Polyurethangewicht
Polyurethangewicht
100
200
300
200
300
Angewandter Druck in kg/cm2
25% Durch biegung |
50% Durch biegung |
75% Durch biegung |
0,028 | 0,042 | 0,098 |
0,140 | 0,210 | 0,527 |
0,323 | 0,492 | 1,165 |
0,632 | 0,975 | 2,39 |
Die Reißfestigkeit von mit 267% Polyäthylen beschichteten Polyester-Polyurethan-Schaumstoff mit
4 Poren/cm fällt im Temperaturbereich zwischen 24 und 82°C für je 6°C um 0,141 kg/cm2 ab.
Bei einer Belastung, wie sie für 25% Durchbiegung bei Raumtemperatur benötigt wird, bleiben mit 170,
267 und 310% Polyäthylen beschichtete Polyurethanschaumstoffe mit 4 Poren/cm bis zu etwa 99° C
hinauf leistungsfähig. Das gleiche Verbundmaterial ertrug auch in 1,20 m hohem Stapel 30 Minuten
langes Verweilen in kochendem Wasser, wobei das 2,5 cm starke Bodenstück weniger als 15% Dickenschwund
erlitt. Die vorstehenden Werte zeigen, daß
die Verbundgebilde höhere Zusammensinktemperaturen als Polyäthylen aufweisen. Ein netzstrukturierter
Polyester-Polyurethan-Schaumstoff mit 4 Poren/cm und 332% überzug aus Polyäthylen mit Schmelzindex
3 und Dichte 0,918 wurde mit gleichem Schaumstoff verglichen, bei dem aber 70% des Polyurethans
ausgelaugt waren. Je 5 χ 5 χ 2,5 cm große Proben beider Sorten wurden mit 0,35 kg/cm2 belastet und
15 Minuten lang in einem Ofen bei 930C aufbewahrt. Die Vergleichsergebnisse waren: Die Durchbiegung
betrug beim Verbundmaterial bei Raumtemperatur 25% und nach dem Erhitzen 53,5%, beim ausgelaugten
Material dagegen 52 bzw. 68%. Das bedeutet aber, daß im Verbundmaterial eine gegenseitige Verstärkung
auftritt, also bei gleicher Belastung das Polyurethangebilde leicht zusammengefallen wäre. Auch die
höhere Tragfähigkeit bei erhöhter Temperatur weist auf das Zusammenwirken der beiden Materialien hin.
Alle physikalischen Eigenschaften wurden, soweit nicht anders angegeben ist, nach der ASTM-Vorschrift
D 1564-59-T ausgewertet.
Ein 15 x 15 χ 2,5 cm großer handelsüblicher Schaumstoffprüfling mit 4 Poren/cm wurde mit handelsüblichem
Polyäthylenpulver einer Korngröße von 0,30 mm, einem Schmelzindex von 22 und einer
Dichte von 0,916 beschichtet, indem er zunächst mit Wasser befeuchtet, dann mit dem Polyäthylenpulver
eingestäubt und getrocknet und schließlich das Pulver durch lOminutiges Erhitzen auf 180°C zum Anschmelzen
gebracht wurde. Die ziemlich kurze Ofenverweilzeit von nur 10 Minuten wurde absichtlich
deshalb gewählt, damit das geschmolzene Harz die Unterlage mit Sicherheit nicht völlig abdeckte und
einen späteren Säureangriff zuließ. Die Pulveraufbringungsmethode kann je nach dem gewünschten
Uberzugstyp variiert werden. In ähnlicher Weise wurde mit einem Polyäthylenpulver einer Dichte von
0,95 gearbeitet. An Stelle von Polyäthylen ist auch Polypropylenpulver verwendbar.
Die im Beispiel 6 hergestellte Probe wurde zunächst 51I2 Stunden lang in 60° C heiße und dann 64'/2 Stunden
in normaltemperierte 21 % ige Salzsäure eingetaucht und danach ausgewaschen und getrocknet. Hierdurch
wurde aller Polyurethanschaumstoff in andere Substanz umgewandelt. Der Polyäthylenüberzug schien
von der Säure nicht angegriffen zu sein. Der obenerwähnte Schaumstoff wurde auch mit einem explosiblen
Gemisch aus Sauerstoff und Acetylen explosiv behandelt, wodurch Eigenschaftsänderungen, wie Anschmelzen
seiner Rippen und Knotenpunkte, erzielt wurden.
190 χ 56 χ 2,5 cm große Platten aus handelsüblichem, bereits in netzstrukturiertem Zustand vorliegendem
Polyester-Polyurethan-Schaumstoff mit Adipinsäurepolyäthylenglykolester als Esterkomponente
wurden in einem Tauchtank durchgefeuchtet und beim Durchtritt durch zwei Abquetschwalzen auf
45% Wasseraufnahme — bezogen auf Polyurethangewicht — eingestellt. Diese feuchten Platten wurden
durch und durch mit Polyäthylenpulver einer Korngröße von 0,30 mm, eines Schmelzindex von 22 und
einer Dichte von 0,916 durchsetzt und anschließend 15 Minuten lang auf 195°C erhitzt. Diese Maßnahme
wurde wiederholt.
Aus dem gleichen Schaumstoff wurde unter identischen Bedingungen Polyäthylenpulver mit einem
Schmelzindex von 3, einer Dichte von 0,918 und einer Korngröße von 0,50 mm aufgeschmolzen, wobei durch
die Änderung des Schmelzindex von 22 auf 3 zusätzliche Aufschmelzzeit benötigt wurde, falls das Pulver
zweistufig aufgebracht wurde.
Aus diesem Schaumstoff wurden geeignete Proben ausgeschnitten und nach der ASTM-Normvorschrift
D 1564-59 T untersucht. Die Ergebnisse werden im folgenden aufgeführt und besprochen.
Erhöhen des Schmelzpunktes des aufgeschmolzenen Polyäthylens bewirkt, wie die Tabletten zeigen, einen
drastischen Anstieg der Belastung, wenn man nebeneinander Polyurethan, Polyurethan das mit Polyäthylen
geringer Dichte beschichtet ist, und Schaumstoff aus Polyäthylen geringer Dichte vergleicht.
Diese Werterhöhung zeigt, daß die erfindungsgemäßen Gebilde selbst nach Entfernung von etwa
95% des Polyurethans höchst erwünschte Eigenschaften erhalten.
Druckbelastungs-Verformungs-Beziehungen
bei netzstrukturiertem Polyester-Polyurethan-Schaumstoff mit 10 Poren/cm
30
bei netzstrukturiertem Polyester-Polyurethan-Schaumstoff mit 10 Poren/cm
30
Druckbelastung | Verformung | |
in kg/cm2 | in mm/mm | |
35 | 0,0281 | 2,54 |
0,0284 | 5,08 | |
0,0295 | 7,62 | |
0,0323 | 10,16 | |
40 | 0,0369 | 12,70 |
0,0435 | 15,24 | |
0,0604 | 17,78 | |
0,105 . | 20,32 |
Druckbelastungs-Verformungs-Beziehungen
mit 4 Poren/cm beim Schaumstoff gemäß Tabelle X, jedoch mit 300% Beschichtung aus einem Polyäthylen
eines Schmelzpunkts von 22 und einer Dichte von 0,918
ohne Säureauslaugung
Belastung in kg/cm2 |
Verformung |
0,464 | in mm/mm |
0,478 | 2,54 |
0,492 | 5,08 |
0,548 | 7,62 |
0,632 | 10,16 |
0,880 | 12,70 |
1,546 | 15,24 |
3,515 | 17,78 |
20,32 |
Druckbelastungs-Verformungs-Beziehungen
beim Schaumstoff gemäß Tabelle X, jedoch mit 331% Beschichtung aus einem Polyäthylen eines
Schmelzindex von 3 und einer Dichte von 0,918
ohne Säureauslaugung
Belastung | Tabelle | XIII | Verformung |
in kg/cm2 | in mm/mm | ||
0,675 | 2,54 | ||
0,844 | 5,08 | ||
0,950 | 7,62 | ||
1,090 | 10,16 | ||
1,335 | 12.70 | ||
1,828 | 15,24 | ||
2,812 | 17,78 | ||
— | 20,32 | ||
Druckbelastungs-Verformungs-Beziehungen
beim beschichteten Schaumstoff gemäß Tabelle XI, jedoch nach Auslaugung von etwa 95% des
Polyurethans mit Salzsäure
Belastung | Verformung |
in kg/cm2 | in mm/mm |
0,147 | 2,54 |
0,197 | 5,08 |
0,210 | 7,62 |
0,253 | 10,16 |
0,323 | 12,70 |
0,478 | 15,24 |
0,914 | 17,78 |
3,093 | 20,32 |
Druckbelastungs-Verformungs-Beziehungen
beim beschichteten Schaumstoff gemäß Tabelle XII, jedoch nach Auslaugung von etwa 95% des
Polyurethans mit Salzsäure
Belastung | Verformung |
in kg/cm2 | in mm/mm |
0,1898 | 2,54 |
0,323 | 5,08 |
0,449 | 7,62 |
0,548 | 10,16 |
0,740 | 12,70 |
1,054 | 15,24 |
1,757 | 17,78 |
4,218 | 20,32 |
Aus den obigen Werten ergibt sich, daß netzstrukturierte Gebilde aus Polyäthylen höherer Dichte,
aus denen ungefähr 95% des Polyurethans entfernt sind, im Vergleich zu a) mit Polyäthylen niedriger
Dichte beschichtetem Polyurethan und b) einem Gebilde aus Polyäthylen niedrigerer Dichte (aus dem
95% des Polyurethans entfernt sind) ausgezeichnete Gefügeeigenschaften besitzen. Die Belastungs-Verformungs-Werte
für Polyurethanschaumstoff weisen auf ein beträchtlich weniger steifes Gefüge hin.
Wie vorstehend gezeigt, stellen diese Polyolefingebilde
selbsttragende, netzstrukturierte Körper dar, die sich besonders zur Säure- oder Alkalifiltration
oder Entnebelung eignen.
Polyäthylene höherer Dichte ab etwa 0,95 und darüber und Polypropylene geben steiferes und festeres
Gefüge, während Polyäthylene niedrigerer Dichte schwächere Gefüge liefern. Festere Gebilde etwa aus
Polyäthylen mit einer Dichte von vorzugsweise etwa 0,935 bis etwa 0,970 werden bevorzugt.
Polypropylengebilde sind wegen ihrer im Vergleich zu Polyäthylen im allgemeinen höheren Steifigkeit
ebenfalls sehr brauchbar, benötigen aber einen Hochtemperaturstabilisator oder ein Oxydationsschutzmittel.
Man kann auch einen Polyurethanschaumstoff zunächst mit Polypropylen beschichten, daraus das
Polyurethan entfernen und neu mit Polyäthylen beschichten. Da aber der Spielraum zwischen dem
Schmelzen des Polyäthylens und dem Zusammenbrechen des Schaumgebildes wesentlich enger als bei
Polyolefin-Polyurethan-Kombinationen ist, kommt es hierbei auf genaue Temperaturkontrolle an.
Claims (10)
1. Polymerer, netzstrukturierter Körper aus einem Kerngebilde aus netzstrukturiertem Polyurethanschaumstoff
und darauf aufgebrachtem thermoplastischem Material, dadurch gekennzeichnet,
daß der überzug aus aufgeschmolzenem Polyolefinharz besteht.
2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Uberzugsmaterial in mindestens
der gleichen Gewichtsmenge wie das Kernmaterial vorhanden ist.
3. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Porengröße zwischen
etwa 2 und etwa 24 und vorzugsweise zwischen etwa 2 und etwa 18 Poren/cm liegt.
4. Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der überzug aus
Polyäthylen oder Polypropylen besteht.
5. Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der überzug aus
einer Polyäthylen-Polypropylen-Komposition besteht.
6. Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial
aus Polyurethan besteht.
7. Verfahren zum Herstellen polymerer, netzstrukturierter Körper unter Aufbringen von
thermoplastischem Material auf ein Kerngebilde aus netzstrukturiertem Polyurethanschaumstoff,
dadurch gekennzeichnet, daß man das netzstrukturierte Kerngebilde befeuchtet, in ihm durch und
durch Polyolefinharzpulver verteilt und letzteres bei Temperaturen unterhalb der Zersetzungspunkte von Polyurethan und Polyolefin auf das
netzstrukturierte Kerngebilde aufschmilzt und diese Arbeitsschritte gegebenenfalls wiederholt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyolefinpulver oder Mischungen
von Polyolefinpulvern verschiedener Korngrößen auf das netzstrukturierte Kerngebilde aufschmilzt.
109 548/486
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polyurethankomponente
eines netzstrukturierten Kerngebildes aus Polyurethanschaumstoff mit einem aufgeschmolzenen
Polyolefinüberzug in an sich bekannter Weise mit einer auf Polyurethan hydrolysierend
wirkenden Lösung herauslöst.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man auf ein netzstrukturiertes Kern-
gebilde aus Polyurethanschaumstoff eine erste Schicht aus einem Polyolefinpulver aufschmilzt,
aus dem so beschichteten Gebilde das Polyurethan mit einer hydrolysierend wirkenden Lösung herauslöst,
das zurückbleibende netzstrukturierte PoIyolefingebilde befeuchtet und in ihm durch und
durch ein anderes Polyolefinpulver mit einem niedrigeren Schmelzpunkt verteilt und auf ihm
aufschmilzt.
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US36581964A | 1964-05-07 | 1964-05-07 | |
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ID=27003103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |