DE1704525A1 - Waermeisolierendes tafelfoermiges Bauelement mit einem Kern aus expandiertem Kunstharz sowie Verfahren zum Herstellen dieses Bauelements - Google Patents

Description

BPB INDUSTRIES LIMITED, London N.W.1 / England

betreffend

Wärmeisolierendes tafelförmiges Bauelement mit einem Kern aus expandiertem Kunstharz sowie Verfahren zum Herstellen dieses

Bauelements.

Die Erfindung bezieht sich auf ein sohaumförmiges Kunetstoffmaterial, das zur Herstellung geformter Erzeugnisse verwendet werden kann, und das insbesondere geeignet ist, als Wärmeisolierungsmaterial, z.B. in Form von Bautafeln oder Platten geeignet ist·

Es ist bereits bekannt, schaumförmige Kunststoffe als wärmeisolierende Elemente bei Baukonstruktionen zu verwenden, doch weisen die bis jetzt verfügbaren Materialien gewisse Nachteile auf. Schaummaterialien aus Polystyrol sind gewöhnlioh leicht zerbrechlich, und sie sind nicht hinreichend flammenbeetändig. Polyurethane sind in Form starrer Schaummaterialien erhältlioh, und solche Materialien werden bereits als Ausgangsmaterial für isolierende Bautafeln verwendet, doch sind die Polyurethane verhältnismäßig teuer, so daß sich eine Tafel, die eine größere Menge eines solchen Harzes enthält, nur mit relativ hohen Kosten herstellen läßt.

Neue UltG; !z^'Cn (Vt. 7 51 ALn. 2 Nr.I Satz 3 dos Änderunfl«fle·. v.4.9.1967J

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Eine Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, ein neuartiges Schaummaterial zu schaffen, das zu geformten Erzeugnissen verarbeitet werden kann, und das zur Verwendung als wärmeisolierendea Material geeignet ist, insbesondere in Form isolierender Bautafeln, wobei jedoch die eingangs genannten Nachteile der bis jetzt bekannten Materialien vermieden sind.

Ein gemäß der Erfindung hergestelltes schaumförmiges Kunststoffmaterial umfaßt kleine Kugeln bzw. sogenannte Pellets aus expandiertem Harnstoff-Formaldehyd, die durch eine Matrix φ aus einem starren aufgeschäumten Harz miteinander verbunden sind. Bei der Herstellung dieses Materials wird vorzugsweise eine Matrix aus aufgeschäumte» Polyurethan verwendet. Bei dem erfindungagemäßen Material ersetzt das billige Harnstoff-Formaldehyd ein gleich großes Volumen des erheblich teureren Polyurethans. Das erfindungsgemäße Schaummaterial ist geeignet, zu geformten Erzeugnissen jeder gewünschten Gestalt verarbeitet zu werden.

Man kann das erfindungsgemäße Kunststoffschaummaterial in der Weise herstellen, daß man auf expandierte Harnstoff-Formaldehyharzpellets eine aufschäumbare Harzkomposition aufbringt, und daß man die Komposition veranlaßt, einen Schaum W zu bilden und in Form einer starren schaumförmigen Matrix zu erhärten, welche die erwähnten Pellets miteinander verbindet. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schaummaterials verwendet man eine aufschäumbare Komposition, die beim Erhärten ein Polyurethanharz bildet.

Vorzugsweise sieht die Erfindung ein sogenanntes kaschiertes Erzeugnis vor, das einen Kern aus einem Schaummaterial der vorstehend genannten Art umfaßt, wobei mit diesem Kern eine sohützende Deckschicht verbunden ist. Diese schützende Deckschicht kann aus Papier bestehen, ferner aus einem harten plattenförmigen Material, Asbest, Sperholz, einem hydratisier-

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ten Gipaverputz, mit Kunstharz verstärktem Gips, einem Epoxyharz oder einem anderen Material.

Die Erfindung erweist sich dann als besonders vorteilhaft, wenn man in der beschriebenen Weise ein mit Deckschichten versehenes isolierendes Tafelelement herstellt, das einen Kern aus einem Sohaummaterial der erwähnten Art sowie eine oder mehrere Deckschichten aus einem mit Glasfasern verstärkten Kunststoff umfaßt, die fest mit einer Flachseite oder beiden Flaohseiten des Kerns verbunden sind. Ein solches Tafelelement kann hergestellt werden, indem man auf einer zeitweilig zu verwen- d denden tragenden Fläche eine Schicht aus Glasfasern anordnet, die mit einem härtbaren Harz, z.B. einer Polyesterharzkomposition, imprägniert ist, indem man auf der Oberseite dieser Glasfaserschicht eine Schicht aus Harnstoff-Formaldehydpellets anordnet, die mit einer aufschäumbaren Komposition überzogen sind, welohe beim Erhärten ein Polyurethanharz bildet, und indem man gegebenenfalls die durch die Pellets gebildete Schicht mit einer zweiten Schicht überdeckt, die aus einem Glasfasermaterial besteht, daa mit' einem härtbaren Harz imprägniert ist, woraufhin der gesamte Verband expandiert und gehärtet wird, so daß man ein Erzeugnis der beschriebenen Art erhält.

Ferner wurde ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren zum | Herstellen derartiger Tafel- oder Plattenelemente geschaffen, bei dem die hohen Kosten der chargenweisen Herstellung vermieden werden. Bei diesem Verfahren wird eine Schicht aus Glasfasern, die mit einer härtbaren Harzkomposition imprägniert ist, auf einem laufenden Gurt angeordnet, der auf dem Gurt liegenden Glasfaser8v.hioht wird eine Schicht aus Harnstoff-Formaldehyharzpellets, die mit einer aufschäumbaren Komposition überzogen sind, welche beim Erhärten bzw. einer geeigneten Behandlung ein Polyurethanharz bildet, zugeführt, und gegebenenfalls wird eine weitere Schicht aus mit einem härtbaren Harz imprägnierten Glasfasern auf der Schicht aus den mit einem Überzug

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. versehenen Harnstoff-Formaldehydpellets angeordnet, woraufhin der gesamte Verband so behandelt wird, daß er expandiert und erhärtet, wobei dieser Vorgang zwischen durch einen Abstand getrennten Grenzflächen durchgeführt wird, so daß man eine kaschierte Tafel oder Platte von vorbestimmter Dicke erhält.

Es können geeignete Kombinationen von im Handel erhältlichen Komponenten von aufschäumbaren Polyurethanharzkompositionen verwendet werden, um die Pellets aus dem Harnstoff-Formaldehyd gemäß der Erfindung miteinander zu verbinden. Be-P stimmte Kombinationen solcher Komponenten expandieren jedoch besser , wenn man von dünnen Schichten ausgeht, als andere Kombinationen, und daher werden Kombinationen der zuerst genannten Art vorzugsweise verwendet.

Man kann die Pellets aus Harnstoff-Formaldehyd herstellen, indem man große Stücke von Harnstoff-Formaldehyd-Schaummaterial zerkleinert, doch stellt man solche Pellets vorzugsweise nach dem Verfahren her, das in der deutschen Patentanmeldung B 74 097 X/39a^ beschrieben ist. Diese Pellets bestehen aus zellenförmigen Harnstoff-Formaldehydharz, bei dem die Wände der Zellen so dünn sind, daß das mittlere Volumen des massiven Harzes, das zwischen den Zellen vorhanden ist, nicht dasjenige

überschreitet, das sich ergibt, wenn das gesamte Volumen des massiven Harzes je Raumeinheit des zellenförmigen Harzmaterials 2,2# entspricht, wobei die mittlere Zahl der Zellen je Kubikzentimeter 10 beträgt. Das Verfahren zum Herstellen solcher Pellets umfaßt Maßnahmen, um während eines ersten Stadiums ein Gemisch aus flüssigem Harnstoff-Formaldehydharz, einem Aufschäumungsmittel und Wasser in Gegenwart von Luft zu rühren, wobei die Dauer und die Intensität des Rührvorgangs ausreichen, um einen feinen Schaum zu erzeugen, bei dem je Kubikzentimeter im Durchschnitt mindestens 10 Zellen vorhanden sind, wobei die anteiligen Mengen an Harz, Aufschäumungsmittel und Wasser so bemessen werden, daß sich der richtige maximale

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Prozentsatz dee Gesamtvolumens des massiven Harzes je Raumeinheit des zellenförmigen Harzerzeugnisses gemäß den vorstehenden Angaben ergibt; während eines zweiten Stadiums wird dem Material ein Härtungsmittel in einer Menge beigefügt) die ausreicht, um die gesamte Menge des feinen Schaums zu härten, und der feine Sohaum wird weiter gerührt, bis ein Punkt vor der Gelierung des Harzes erreicht istj hierbei werden die Intensität und die Dauer des weiteren Rührvorgangs so gewählt, daS die Größe der Zellen bei der Gelierung aufrechterhalten wird.

Im folgenden werden Beispiele für eine chargenweise bzw, eine kontinuierliche Erzeugung des Sohaummaterials und von einen Kern aus Sohaummaterial aufweisenden Tafelelementen nach der Erfindung beschrieben·

Bei einem chargenweise arbeitenden Verfahren wird ein Stück eines gaze- oder mullähnlichen Gewebes aus Glasfasern, das mit einer handelsüblichen härtbaren Polyesterharzkomposition imprägniert ist, die geeignete Mengen eines Katalysators und eines Besohleunigungsmittels enthält, auf dem Boden einer vorher mit öl bestrichenen Form aus Holz angeordnet.

Die Form wird dann mit expandierten Harnstoff-Formaldehydpelle te mit einem Durohmesser von etwa 6,5 bis etwa 20 mm und einem Raumgewicht von etwa 0,016 kg/1tr gefüllt, wobei die Pellets gemäß dem vorstehend besohriebenen Verfahren hergestellt worden sind. Hierauf wird eine handelsübliche aufschäumbare Polyurethankomposition, die einen geeigneten mehrwertigen Alkohol (polyol) und Diisooyanatkomponenten enthält, auf die Pellets gegossen, und wenn eine beiderseitig kaschierte Tafel hergestellt werden soll, legt man ein weiteres Stück des mit der Polyetterharzkomposition imprägnierten Glasgewebes im oberen Teil der Form auf die durch die Pellets gebildete Schicht. .

Danach wird das Oberteil der Form aufgesetzt, und man

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läßt das PolyurethangemiBch expandieren, so daß es die Hohlräume zwischen den Pellets ausfüllt, um eine Zellenmatrix zu bilden, in die die Pellets eingebettet sind. Gleichseitig erhärtet das Polyesterharz, und es bildet harte und widerstandsfähige Deckschichten, die mit dem darunter liegenden Kern aus dem Zellenmaterial fest verbunden sind·

Die Erfindung wird im folgenden an Hand sohematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

b Fig. 1 zeigt schematisch im Querschnitt eine erfindungsgemäße Tafel, bei der Deckschiohten 11 mit beiden Flaehseiten eines Kerna 12 aus einem Zellenmaterial verbunden sind.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch ein kontinuierlich durchführbares Verfahren zum Herstellen isolierender Tafeln nach der Erfindung.

Bei dem kontinuierlich arbeitenden Verfahren nach der Erfindung werden die gleichen Materialien verwendet, die weiter oben erwähnt wurden, doch wird das lockere Glasgewebe (scrim) 20 von einer Vorratsrolle 21 abgewickelt, bei 22 mit der PoIyeaterkomposition imprägniert bzw. getränkt und ununterbrochen ψ einem sich bewegenden endlosen Gurt 23 zugeführt.

Die Pellets aus Harnstoff-Formaldehyd werden in der in Fig. 2 durch den Pfeil 24 angedeuteten Weise durch eine Kammer 25 getrieben, die eine Atmosphäre enthält, welohe einen hohen Gehalt an Tröpfchen der aufschäumbaren, ein Polyurethan bildenden KompoaltLon enthält} beispielsweise wird zum Überziehen der Pellets mit dieser Komposition ein Verfahren angewendet, bei dem eine Wirbelbewegung zur Wirkung gebracht wirdj nach dem Überziehen der Pellets mit der genannten Komposition werden die Pellets von der Kammer 25 abgegeben und auf das mit der Polyesterkomposition getränkte Glasgewebe aufgebracht.

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Von einer weiteren Vorratsrolle 26 wird ebenfalls ein Gewebe aus Glasfasern abgesogen, das gemäß Fig. 2 bei 27 mit der Polyesterkomposition getränkt wird, um dann auf die Oberseite der Schicht 28 aus den mit einem Überzug versehenen Pellets aufgelegt zu werden; danach laufen die beiden Gewebeschichten zueammen mit der dazwischen angeordneten Schicht zwischen zwei parallelen endlosen Gurten 29 hinduroh, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind und die Dicke des fertigen Erzeugnisses bestimmen. Während sich die erwähnten Materialien zwischen den Gurten 29 befinden, erhärten die Har- | ze, und das Polyurethangemisch dehnt sich aus, und hierbei bestimmt der Abstand zwischen den Gurten die Dicke der Bahn 30 aus dem erfindungsgemäßen Erzeugnis. Nach Abschluß der Erhärtung wird die Materialbahn in Stücke oder Tafeln 31 der gewünschten länge zerschnitten.

Patentansprüche t

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Wärmeisolierendes, tafelförmiges Bauelement mit einem Kern aus expandiertem Kunstharz, der auf wenigstens einer Seite kaschiert ist, dadurch gekennzeichnet , dass der Kern (12, 28) Kügelchen aus expandiertem Harnstoff-Formaldehyd enthält, die in ein erhärtetes aufgeschäumtes Harz eingebettet sind, und dass die Kaschierung (11, 20) unter Bildung eines einstückigen Bauelements fest mit dem Kern verbunden ist.

2. Verfahren zum Herstellen eines Bauelements nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass auf eine Stützfläche (23) eine mit einer härtbaren Harzkomposition imprägnierte Glasfaserschicht (20) aufgelegt und auf diese eine Kernschicht (28) aus expandierten Harnstoff-Formaldehydkügelchen aufgebracht wird, die mit einer zu einem Polyurethanharz aufschäumbaren und härtbaren Komposition überzogen sind, sowie gegebenenfalls die Kernschicht mit einer zweiten imprägnierten Glasfaserschicht abgedeckt λν-ird, worauf die gesamte mehrschichtige Anordnung expandiert und erhärtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (23) in Umlauf gesetzt und dadurch die mehrschichtige Anordnung zwischen zwei in vorbestimmtem Abstand zueinander angeordnete, mitumlaufende Begrenzungsflächen (29) vorbewegt wird, zwischen denen die gesamte mehrschichtige Anordnung expandiert und erhärtet wird.

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