DE1669795A1

DE1669795A1 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffkoerpern aus Phenolharzen und nach diesem Verfahren hergestellte Schaumstoffkoerper

Info

Publication number: DE1669795A1
Application number: DE1966C0039493
Authority: DE
Inventors: Daniel Hanton
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1965-07-08
Filing date: 1966-06-30
Publication date: 1970-09-17
Also published as: NO128615B; FI46077B; BR6680799D0; FI46077C; NL6609096A; DE1669795B2; LU51517A1; SE335621B; DE1669795C3; CH457839A; DK121889B; FR1462228A; BE683568A; ES328767A1; AT290140B; GB1091238A

Description

Gimpagnie d· Saint-Gobain, 62 Boulevard Victor Hugo, leuilly-sur-Seine / Frankreich

"Verfahren »ur Herstellung von Schäumstoffkörpern aua fhenolharsen und nach diesea Verfahren hergestellte Schaumetoffkörper"

Sie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung τοη Schau»- körpern aus fhenolharsen, welches gegenüber den bisher für diesen Zweck bekannten Verfahren erhebliche Vorteile aufweist und es ermöglicht, Srseugnisse τοη is Vergleich su den durch dl· bekannten Verfahren erhaltenen wesentlich besseren Eigenschaften hersubteilen· ferner sind Gegenstand der Erfindung die nach diesem Verfahren hergestellten Schaumstoffkörper.

Bas neue Verfahren besteht darin» daß dem verwendeten Phenolhars ein in Wasser gelöstes bilikonöl alt ■ ktiven Eigenschaften sugesetst und in die gebildete Mischung ein Schäumer eingeführt wird.

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— ί —

.d° zu ίΐ3κ-;,ι 7erf r.r-iii verwendeten ilikonöle .'tonnen, solche vo"! .L'yp ^er vaüg-ji'löolichen aiii in ...ösun^ .'stabilen. Copol^ieren /o i ..ili^onan und .Ι7Ϊ0Ι sein.

i-3 jafunlen ,mrr-e, 'irJ durch /ür.'/e.idun.^· dieser -ilikonc'ie ai.i ra/elffia ji^.oH ,chionion erzielt und ae v/erden demzufolge .jc--.iaiae mi ί öin-ar prr-iictiasch .constant en. irö.;e -l'ir »lveolori ia h:aii«ii er ^r to .".lung d-^rsol'oen in dsr -iiiae erhalten.

-fe'.auü eine.'n veiteren . ericmal ler ^rfiiidun.-· irI ain Schäumer ver vendet _t der nicht · ru33erlöslich un:l bsi nor.ir«ler .'er.peratur fl:i3.-ii₅· iot, jeJool ;.-i-isn ;:o ni.5;lri_vy3n -ie:lepimi:t besitst, caß er in I'örper der iscr-ung ?.arch .-rhühun^ der ^.-peratur derverrUi:i^ft, die d^a -b'oinden 'ies ;.arzea }ierbeif urt.

r kann vorzugsweise ein alirjhati3cher K stofC oder ein h^lo.reniertes derivat eines solchen -ohlenv/asaer stoff as ?sin. Insbesondere konuien al 3 jciiäuiaer in -Ta;;ei -•Töon 11, das heißt J..-"Jl,, , reon 113, das hei.it J₂-²V⁰Ix* -^^e"" troleumäther und Renten. Jie3e stoffe Z-cönneii f "r sieh ader in ;:iöcLxagen niteinander verwendet ..erden.

>e.:i-ii3 einem -.-eiteren * ^rk.ial des /erfahrene .emäß der ..rfi.idun_t|

BAD ORfQJNAL 009838/1021

wir* da« Abbinden des Hare·· und di· Verdampfung d·· Schäumer· dureh einen aus einer mineralischen oder organischen Säure bestehenden Härter» wie insbesondere HOl, H₅PO₄, H₂30_A, Toluolsulfoeisäure oder Methanitrobensolsulfonsäure bewirkt. Dieser Härter bewirkt die exotherm· Polymerisation des Harses, wobei die hierbei freiwerdende Wärmemenge ausreicht, um die Verdampfung Schäumers herseisufOhren.

AuSerdem kann ein Polymerisationskatalysator und ein mineralischer Füllstoff Tsrwendet werden.

Der ^polymerisationskatalysator kann Aminfunktionen enthalten und ein solcher rom Typ des Harnstoffs, Ammoniumohlorid oder Triäthylendlamim sein.

Der im Pflrerform rerwendete mineralische Füllstoff kann aus der nachstehend aufgesählten Reihe τοη solchen gewählt werden Kieselerde, Talk, Qlimmer, Kieselgur_f Asbest, Sägespäne, kleinste Glaekügelohem, gemahlene Glasfasern, uß usw.

Als Ausgamgsharse für die Herstellung τοη Schaumstoffen nach dem erfimdungsgemälen Verfahren kommen sum Beispiel die folgendem Harse im Betracht, die durch basische Katalyse τοη Phenol mit Formol im wäeeriger Lösung oder in Form des Trimers

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erhalten und gegebenenfalls Bit Harnstoff, Melamin oder anderen copolyraerieierbaren Stoffen copolymerisiert «ein könnenι

Harg 1 - Phenol Formol natronlauge (IaOH)

Harn 2 - Phenol

Formol

Baryt (Ba(OH)₂,

Harg 3 - Phenol

ΪΟΓΜΟί

Harnstoff Baryt (Ba(OH)₂,

Har» 4 - Phenol Tormol Melamin Baryt (Ba(OH)₂, 8H₂O

Har« 5 - Phenol Formol

PolyTinjclalkohol Iatronlauge (IaOH)

Har» 6 - Phenol Trioxan latronlaug· (IaOH)

1 Mol

1, 3 Mol«

3, 6 Gew.-?» dea Phenole

VMoI

2, 5 Mole

8,3 Gew.-;* an BaO, bezogen auf das Phenol

1 Mol 2, 5 Mole

50 Gew.-$> des Phenols

8,3 Gew.-^ an BaO, bezogen auf das Phenol

1 Mol 2, 5 Mole

35 Gew.-# des Phenole 8,3 Gew.-^ an BaO, bezogen auf das Phenol

1 Hol 2, 3 Mole

8,75 Gev/.-5i des Phenols

3,6 Gew.-^ des Phenole

1 Mol 2, 3 Mole

3,6 Gew.-i> des Phenole

Sie neutralisierten Harze werden in wässriger Lösung auf einen Konsentrationsgrad τοη größenordnungsmäßig 75 > gebracht, falls sie diesen noch nicht besitzen·

Harze, die durch Kondensierung von Phenol mit Pormol durch saure Katalyse hergestellte werden, besitzen sehr niedrige ^: -Geschwindigkeiten und eignen sich deshalb schlecht für das neue Verfahren.

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Das Verschäumen der üarze kann in Cra^enwart der oben -en umten Komponenten in den folgenden anteiligen iiengen erfolgen:

wasserlösliches oililconöl in auf -10J -rewichtsteile Harz bezogener anteiliger ;enge von 0,5 bis höchstens 5 /',vorzugsweise 2 _t

Katalysator in veränderlicher anteiliger lienge, insbesondere von etwa J»o »

i",llstofi in anteiligen -.eilten von 5 big* 10 "bis 2ü ■-,

ich iU'ier in einer von der gewünschten .^nd dicht θ des .rzeu_;;ni3ses abhiin£-*i ;en uuteiligen ■ wii^e_t in ill.^3:ieinen von zwischen f und

Härter in einer ioi allgeiaeinen zwischen 5 und 15 liegenden antöili.-pn i-cn^e. Jie .alzsaure (Chlorv/asserstoff) v.ird in reinem Zustande, dia haut, in χοτά »ixier yj ,-'igen LÖsiin; von 1,19 Dichte und uiij jch <ef elaaure vorzugsweise in 50 ,?iger v/ässriger Lösung verwendet, ^ie ο !'panischen -»äuren erden in ■ asser bis zum .Irhalt einer ^osattigten ^ösung ^u

erden '-usführun^sbeistiele des neuen Verfahrens

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gegeben, die sich je auf 100 kg Harz beziehen*

Beispiel 1

Ears 1 100

Silikonöl 2

Talk 10

Freon 11 25

HOl (1,19) 21

Beispiel 2	100
Hars 1	2
Silikonöl	10
Kieselgur

Katalpator (IH₄Ol) 0,5 Freon 11 25

H₂SO₄ 50

15

Beispiel 3	Har« 2	100
SiMconöl	2
gemahlener guar«'	15
Katalysator (IH₄Cl)	0
Freoa 11	25
HCl (1,19)	24

Beispiel 4	100
*Bar 3**	2
Silikonöl	10
Pormol (3b 56)	10
Asbest	19
Freon 11	25
HOl (1,19)

	Beispiel 5	100	Beispiel 6	100	- 7
Hars 4	3	Hars 6	2
Silikonöl	10. 20 *	Silikonöl	10 _Lei) r ft E
talk 1Ί··αιι 11	25	Asbest Katalysator (KH₄	V, Zf 25
HOl (1,19)	009838/1021	Freon 11	21
		HCl (1,19)

Beispiel 7

Mars 1 100

Silikonöl 2

gemahlene Glasfasern 10 Petroleummther 15 HOl (1,19) 12

Die verschiedenen Bestandteile dieser Mischungen werden in der Torstehend angegebenen Reihenfolge derselben gemischt. Die Säure wird für sich allein oder susammen mit dem füllstoff suletst sugesetst.

Das neue Terf ahren kann sowohl diskontinuierlich Trie kontinuierlich durchgeführt werden.

Eine diskontinuierliche Arbeltsweise kann entsprechend dem nachstehenden Beispiel durchgeführt werdent

Durch einen mit einem Motor τοη 2 PS ausgerüsteten Schnellmischer mit einem duroh den Motor angetriebenen Schneokenrührer τοη 135mm Durchmesser erfolgt die Dispergierung der -viskosen oder mit füllstoffen beladenen Harse.

Das so Torbereitete Phenolharx wird in einen Behälter aus Kunst-

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•toff eingebracht, in welch·* ihn dae Silikonöl, gegebenenfalle der Füllstoff,der Katalysator und das Freon sugeeetst werden· Ee ißt ein UbereehuS an Freon erforderlich _y um den 7erdampfungsrerluet in der SchnellmiechYorrichtung möglichst genau auszugleichen.

Danach wird der Mieehung die Säure sugeeetst. Die Tiakoeität der gebildeten Snuleiom wird schnell geringer, wodurch ihre Ho-■ogenieierung erleichtert wird. Die Diepergierung der Säure in der Beuleiob muß in eehr gleichmäßiger Weiee erfolgen, um unregelmäßigkeiten in der S/tauxktur dee Produkt·· en vermelden. £■ ergibt eich derart eine leicht schäumend· weiSliehe Ckreme. lach Abechluß dee BUhrena wird dieee Creae eehr eohnell in eine Torher Torbereitete ?orn gegoeaen· Sie fließt auf den Boden der Ion auf, wo eie unmittelbar su expandieren beginnt. Dae Aufeteigen dee Sohauakörpere dauert 1 bie 2 Minuten. Der Schau« füllt hierbei fortschreitend den forMinnenravM an und bildet hierbei, weil der sentrale Bereich dee Schaunkttrpere gegenüber eeinea den Wandungen der Fom abgebremeten Bereich gx hoehgedrückt wird, eine abgerundetes Kuppel. Am Ende dieeee Aufeteigene dee Schaumkörpere bildet eich ale Folge dee beginnendem Härtene eine feine Oberflächenhaut. lach 10 bie 15 Minuten iet der SehauMkurper hinreichend feet geworden, um entformt und mechanisch geschnitten werden su können.

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Darauf «tent die form, deren Wandungen durch einen Übersag aus Wacht, lack oder einer Polyäthylenfolie niohthaftend gemacht worden sind, wieder su eines folgenden Arbeitsvorgang «ur Verfugung.

Wie sich geseigt hat, ermöglicht es das neue Verfahren, Schauekörperblöcke yon 100 1 entsprechendem Tolumen hersustellen·

Zm Falle der kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens kann In der in dem folgenden Beispiel beschriebenen Weise rorgegangen werden:

Zwei Behälter, von denen der eine die Mischung aus Hars, dilikon-Pl und Schäumer und der andere die Mischung aus Tüllstoff und Säure enthält, werden an eine Mischkammer angeschlossen. Durch einen τοη einer Druckluftkakjbw angetriebenen öchraubenrührer werden in dieser Kammer die Bestandteile gemischt. _Λ

Die anteiligen Mengen der Mischungsbestandteile können durch s Boeierpumpen eingestellt werden. Die nach dem Mischern erhaltene Creme wird entweder in eine form gegossen, um hieraus Blöcke su formen, oder auf ein bewegtes Band aufgegossen, um hieraus Platten '.siam dem Schaumstoff kontinuierlich hersustellen·

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Dae neue Verfahren eraöglicht ea_t unter Terwendung τβη Bars·« der oben gegebenen Zusammensetzung feste Körper «i einer SnA-dichte entsprechend etwa 2f kg/« hersusteilen·

I« Falle der beschriebenen Beispiele ist es BUgIlOh₉ durch Änderung der anteiligen «enge an Preon die Dichte des Erxeugnisses, su« Beispiel in der nachstehend angegebenen Weis· χα andern.

Fr β on	11	25 £	Dichte	- 25	kg/«³
fr eon	11	12 i>	Dichte	- 60	kg/«³

Das Produkt erreioht seine endgültigen Eigenschaften erst nach einer Behandlung in der Trockenkammer τοη 24 Stunden Dauer bei 10O⁰C. Ί)·τ die XrockenkasMeyterlassende äehauakörper besitst eine durch seinen ganzen Körper hindurch sehr hoaogene fein· Zellenstruktur. Sein Gehalt an geschlossenen Seilen let höher als der der üblichen Sohaumkörper und beträgt Mindestens 75 £·

lachstehend werden die besonders -vorteilhaften Eigenschaften der durch das Verfahren ge«äfi der Erfindung erhaltenen Erzeugnisse aufgezählt.

ge«peraturrerhalten

Das Verhalten gegenüber Xeaperaturen ist besser al· das jedes

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anderen üblichen Zellkunatstoffa. ^a wir^ dann nocb weiter ver bessert, wenn mit Harnstoff oder nit elamin modifizierte Jiarz verwendet werden.

Im j-alle eines unter ^rwendung von ihenol- orirolharz her *c-Btellten ochaum-icrpera ergibt siel. 3ine au .erordentlicL

Temperaturbeständigkeit bis zu et;·«? 150° .:, vob«i keine nennen werten Farbänderunt';en_t '. nderungen der ^bmesBim "en oder τ?
verluste eintreten.

In Falle eines ich'Au:f:kßrpers sue „henol-^ormol-^irnstoff- "arzen bleibt riieae -ute lemj eraturbe3ti .Qi:keii bit; zu einer · :. eratur von 2-0° O erhalten.

■t'euerbestundi;keit

i)ie j;eK'ii3 der -rfindung hergestellten -rzeu-inis?e sin; i-A-.er
entflaiarbar. Die Eigenschaft ihrer liichtentflarmabarkfilt \ ird
noch eiter durch ainen ilehait -m ft-uerfesoen -toffen, "ie von Antlmonoxyd» ihiejen.art einer chlorierten Verbindung öler von chlorierten Paraffinen verbessert.

Korrosionsbeständigkeit

j)er lehalt an freier Jäure ist nach ier ".eh^nölur i:i r^ckenofen t-ehr gering (nur 7- Q₁. HCl/ •3?a"' cliaur».).

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üiese -i-yanschaft hat zur χΌΙρξβ, daü der -chaumkörper nicht icorrodierend ααί ..ie erkßtoffe v-irict, an -,eichen er anhaftet oder mit Ionon er -.uch nur in .ontikt {jebrncht <,^riird.

«'ils berzu.;

Die neuen .jchaumstoffe haften an Rapier, inabesondere auch mit einem überzug versehenen Kraftpa; ier, Holz, Gips und geschichteten ol.veateretoffen.

is ist mü-ilich, durch Herctellunr von ilunststoff überzügen (zum durch verklebung) die dichtigkeit dieser Jtoffe, ihre iurchläsrirkeit oder ihre mechanische festigkeit zu verbessern.

..echaniache eigenschaften

Darf mechanische Verhalten dea starren ^emäß der -rfindun«? hergestellten i-aterials ist, so "^r;r bei *erin^er Dichte demselben, becerkenavert.

CIe fol -enden . esBer^ebniaee beziehen eich auf nach ^rIem lieispiel 1 her-erteilte . henol-.ormol-riarzncl \

oit ( enepsen bei K V3rformun<i; (Zer'-uetachun^

-robe.-£örj;er3)

2 3

ic-i ca f^;r eine richte vo ι 3 k&· ta

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BAD ORIGINAL ,

1,6 kg/e»² für eine dichte τοη 41 kg/a³ 2,5 kg/e»² für eine Diente το» 68 kg/m⁵

β) Biegefestigkeit

Sine Belastung τοη 3 kg ist notwenig, üb einen Staukörper aus dem Schaumstoff τοη 52 kg/m* Gewicht sei eines Abstand swisohen den Abstütspunkten τοη 100 mi xu brechen·

Sie nach der Erfindung hergestellten Erzeugnisse besitsen auch ausgezeichnete ^egen Schall und Wärme isolierende Eigenschaften.

Der Leitfähigkeitskoeffisient /tin keal/m.h.°C beträgt, gemessen ■ei 23°0

Dicht· in kg/»3

27.5 36,0

27.6 38,6

Aufler den Torstehend aufgesählten Torteilhaften Eigenschaften der erhaltenen Srseugnisee besitzt auch das Verfahren genäi 4er Srfladung wesentliche, insbesondere die folgenden Torteil··

Der HerstellungsTOrggang verläuft sehr schnell »nd kann bei normaler l'emperatur durehgeführt werden· Xs sind weder Trockenkammern für den Sohäusrorgang noch Torerwärmte formen erfordern*.

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-Η-

Das Verfahren kann unmittelbar ait Harsea der Beaohaffemheit» in der ait naeh dem Kondenaationsrorgang rorliegem» durehgeführt werden. Sa andererseits die Harse im wässriger Lösumg verwendet werden» eind ihre Moleküle dichter gelagert als oeim Arbeiten im alkoholischen Medium«

Es ist sehr leicht» die Sichte der nach dem neuem Terfahren hergestelltem Schaumkörper durch entsprechende Bemessung des) Gehalts an Schäumer einzustellen. Sie Terwendmmg vom Silikonöl gegebenenfalls unter Zusats eines mlnder&llachen Fttüstoffes ermöglicht es auch» eine eehr feime und regelm&öige verteilung der Zellen in den Produkt au erhaltem.

Π*3*ΙΘΜ

Erzeugnissen.

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Claims

. at ent ana orücl e t

1. Verfahren zur Herstellung von chaumkörpern aus I-henolharzen, dadurch gekonnzeichnet, da,i dem Im .asier gelösten n^rz ein Jilikonöl nit oberflächenaktiven eigenschaften zuremischt und die ...ischun^ durch einführung eines \>chäumers in 'Iier*j ceschäunit wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, βιχ'Α als Jilikonble wasserlösliche und in _fielcstem Zustande stabile 'Ie vom Xyp der Copolymeren au« Silikonen un-3 ilykol verwandet werden.

3. /erfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ^ekennseichnGt, da:; ein ächKuner «it niedrigem siedepunkt verwendet -vird, dessen Verdampfung im Körper der -.isehunr, durch .rliohun.; der temperatur der -aisohung, die das Abbinden des unststoffes bevirkt, herbeigeführt vird_t

4· Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch rekennzeichnet, daß als Schäumer aliphatische Kohlenwasserstoffe oder deren halo- ^enierte "erivate, insbesondere Λ-eon 11, freon 113, ^troleumäther oder -'entan fir sich oder in ..ischung miteinander verwendet werden.

5· Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dii3

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das Aushärten des Kunstharzes und die Verdampfung des Schau- ■ niers durch einen aus einer mineralischen oder organischen Säure, wie Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Toluolsulfosäure oder I.ietanitrobenzolsulfosäure bestehenden Härter bewirkt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Aneprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung ein Polymerisationekatalysator oder ein mineralischer .iiHilletoff zugesetzt wird.

7. Yerfahren nach einem oder mehreren der Aneprüche ,1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschäumen des Harzes in Gegenwart der folgenden Komponenten in den auf 100 Teile Harz bezogenen i>lengen durchgeführt wird»

wasserlösliches oilikonöls 0,5 bis 5 ;^t Torzugeweise 2 ^,

lolymerisationskatalysator rom Typ des Harnstoffe, Ammoniumchlorids oder iriffthylendiaminst 0,5 »

mineralischer füllstoff, und zwar einer oder mehrere der folgenden otoffe in .ulverform: Kieselerde, Talk, Glimmer, Kiesägur, Asbest, iü^espäne, kleinste Glaskügelehen, gemahlene Slasfasern, kuß: 5 bis 50 '/;, vorzugsweise 10 bis 20 ;.

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Schäumer: 5 bis 40 ·;'
Härterι 5 bis 25 w.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß bei seiner Jurchfütorung in kontinuierlicher Arbeitsweise in eine Mischkammer einerseits die vorher bereitete Mischung aus dem Harz, dem LJilikonöl und dem oohäumer und andererseits die vorher bereitete kiscliung aus dem Füllstoff und dem Harter eingeführt, beide Vormischungen in dieser Kammer, vorzugsweise durch einen üchraubenrührer, gemischt und die erhaltene cremearti^e 5iiachung 2wecks Herstellung von blookförmigen Körpern in eine entsprechende jporm oder zwecks Herstellung von .Platten auf ain sich bewegendes Band aufgegossen wird.

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