DE1795733C3 - Verfahren zur Herstellung von gehärteten Kunstharz-Schaumstoffen aus Phenol-Formaktehydharz-Resolen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von gehärteten Kunstharz-Schaumstoffen aus Phenol-Formaldehydharz-Resolen, die mit einem in saurem Medium Gas entwickelnden Blähmittel versetzt und durch Zusatz einer Härtungssäure in gehärteten Kunstharz-Schaumstoff übergeführt werden.

In der Gegenwart sind Schaumkuriststoffe aus verschiedenen Kunstharzen bekannt, die in Abhängigkeit von Ausgangsmaterial und Verarbeitungstechnik sich durch verschiedenerlei Eigenschaften auszeichnen und demgemäß sich jeweils für verschiedene Verwendungszwecke eignen. So sind Kunstharz-Schaumstoffe bekannt, die zwar geringe Festigkeitseigenschaften, hingegen extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzen und deshalb zur Wärmeisolation hervorragend geeignet sind. Andere besitzen günstige elektrische Eigenschaf- f>.s ten, wieder andere ausreichende mechanische Festigkeit bei günstiger Wärmedämmung etc. Allen ist indessen cemeinsam, daß ihre Wärmebeständigkeit bei höherer Die hervorragende Heißbeständigkeit von Phenol-Formaldehyd-Kunstharzen, die unter Anlegung eines praktischen Maßstabes als Unverbrennlichkeit bezeichnet werden kann, läßt diese besonders geeignet erscheinen, als Ausgangsmaterial für die Herstellung von hitzebeständigen Schaumkunststoffen zu dienen. Bisher ist es jedoch noch nicht gelungen, solche Schaumkunststoffe aus Phenol-Formaidehyd-Kunstharzen der Technik auf praktikable Weise zur Verfugung zu stellen. Die Herstellungsverfahren der Phenol-Formaldehydharze gestatten es zumeist nicht, sie auf Schaumkunststoffe weiter zu verarbeiten, da bei diesen der Vorgang der Verschäumung gleichzeitig mit der Aushärtung nicht beherrschbar ist.

Von diesem Stand der Technik ausgehend ist der Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von .gehärteter; Kunstharz-Schaumstoffen aus Phenol-Formaldehydharz-Resolen der Technik zur Verfugung zu stellen. Diese Aufgabe wird nach dem eingangs erwähnten allgemeinen Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Phenol-Formaldehydharz-Resol, das nach dem Verfahren gemäß DT-AS 16 45 014.-44 hergestellt ist, im Gemisch ir.it dem Blähmittel Di-nitroso-pentamethylentetramin verwendet wird. Es hat sich gezeigt, daß die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Kunstharz-Resole bei ihrer Aushärtung Kunstharz-Schaumstoffe mit vorzüglichen Eigenschaften hinsichtlich mechanischer Festigkeit und Heißbeständigkeit, bei ausgezeichneter Konstanz ihrer Eigenschaften, liefern.

Als Blähmittel können auSer Di-nitroso-pentamethylen-tetramin auch Gemische desselben mit anorganischen Stoffen, die mit der Härtungssäure unter Gasentbindung reagieren, z.B. Natriumbikarbonat, verwendet werden.

Auch kann das Blähmittel im Gemisch mit puiverförmigen, mineralischen Füllstoffen, vorzugsweise solchen, die in Form feinster Lamellen vorliegen, verwendet werden. Es hat sich gezeigt, daß derartige Zusätze zum Blähmittel die Gleichmäßigkeit der Verschäumung fördern und die Festigkeit und Härte des erzeugten Schaumstoffes günstig beeinflussen.

Das Blähmittel kann in einer Menge von bis 20 Gew. % — bezogen auf die Menge des Kunstharz-Resols — angewendet werden. Ein Blähmittelgemisch, bestehend aus 1 bis 3 Gew. ⁰Zo Dinitrose-pentamethylentetramin und 1 bis 10 Gew. °/o Natriumbikarbonat hat sich sehr gut bewährt.

In Zusammenhang mit der allgemein bekannten beträchtlichen mechanischen Festigkeit der Phenol-Formaldehyd-Kunstharze ist es unausbleiblich, daß die daraus gewonnenen Kunstharz-Schaumstoffe zu einer gewissen Versprödung, insbesondere auch als Folge der Alterung neigen. Dieser kann durch Zusatz eines Weichmachers entgegengetreten werden. Als solcher haben sich Maleinsäure-Glycerin-Anhydrid bzw. Butylphthalat recht gut bewährt. Der Weichmacher kann gleichzeitig mit dem Blähmittel zugesetzt werden.

Als Härtungssäure werden zweckmäßig Schwefelsäure oder Benzolsulfonsäure verwendet, deren Acidität mittels Alkohol auf 20 bis 26° Baume, vorzugsweise auf 22° Baume, eingestellt ist. Die Menge der Härtungssäure kann 16 bis 40 Vol. % — bezogen auf _s die Gesamtmenge von Kunstharz und Blähmittel — betragen und die Härtung wird zweckmäßig bei Temperaturen unter 20° C, z. B. bei etwa 16° C vorgenommen. Die Härtung verläuft auch bei Temperaturen unter 20° unter den angegebenen anderweitigen Voraussetzungen sehr rasch und ist im Durchschnitt in wenigen Minuten beendigt.

Das für die Verschäumung vorgesehene Phenol-Formaldehyd-Resol sollte zweckmäßig eine höhere Viskosität von beispielsweise 25 bis 50 Poisen, vorzugsweise 30 bis 40 Poisen, aufweisen. Die Viskosität ist erfahrungsgemäß auf die Porenstruktur und die Fesiigkeit des erhaltenen Erzeugnisses von Einfluß, und es hat sich gezeigt, daß im angegebenen Viskositätsbereich Endprodukte erhalten werden, die sehr feinporig sind und eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen.

Ausführungsbeispiel

In einem Raum mit einer Temperatur von etwa 20' C werden 200 g eines flüssigen, nach dem in bezug genommenen Verfahren hergestellten Phenol-Formaldehyd· Harzes einer Viskosität /wischen 25 und 50 Poisen, vorzugsweise zwischen 30 und 40 Poisen mit 1 % Di-nitroso-pentamethylen-tetramin gemischt, dann werden 20 Gew. % — bezogen auf das Kunstharz — eines pulverförmigen Blähmittels gleicher Zusammensetzung, wie oben angegeben, zugesetzt; gleichzeitig werden 1,5 % Natriumbikarbonat und 1 % Butylphthalat hinzugefügt. Nachdem der ganze Ansatz gut vermischt ist. wird unter raschem Umrühren der Härter in einer Menge von 16 bis 25 Vol. % — bezogen auf das Gesamtvolumen des Gemischs — beispielsweise 19 VoI. % — im vorliegenden Fall 38 cm 3 — Schwefelsäure, deren Säuregrad durch Alkohol auf 22° B. eingestellt ist, hinzugesetzt. Das rasch durchgearbeitete Gemisch wird in eine zuvor vorbereitete Gießform eingefüllt. Nach Ablauf von einigen Minuten bildet sich ein Kunstharz-Schaumstoff mit ausreichender Kohärenz und Festigkeit, um manipuliert werden zu können.

Das Material bleibt außerhalb der Gießform der weiieren Polymerisation bei einer Temperatur von ungefähr 23° C während etwa 48 Stunden überhissen. In einem auf 40° C beheizten Raum ist die Polymerisation bereits in 12 Stunden beendigt.

Die Dichte des schließlich erhaltenen Produktes hängt von der Menge des im Verhältnis zum Kunstharz verwendeten Blähmittels ab.

Dem Kunstharz können vor dem Hinzufügen des Blähmittels Füllstoffe oder organische Farbpigmenie zum Einfärben in der Masse zugesetzt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von gehärteten Kunstharzschaumstoffen aus Phenol-Formaldehydharz-Resolen, die mit einem im saurem Medium Gas entwickelnden Blähmittel versetzt und durch Zusatz einer Härtungssäure in gehärteten Kunstharz-Schaumstoff übergeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phenol-Formaldehydharz-Resol, das nach dem Verfahren gemäß DT-AS 16 45 014 aus einem Gemisch von Phenol und Natriumhydroxyd mit 8,66 bis 10,66 Gew. % Alkalihydroxyd — bezogen auf die Phenolmenge — durch Hinzufügen einer Formaldehydlösung, Neutralisation mit Phosphorsäure oder Salzsäure und Entwässerung, wobei daj Phenol in zähflüssiger Form oder im Zustand beginnender Kristallisation, das Natriumhydroxyd in Form vor Schuppen oder Plätzchen angewendet wird und das Gemisch von Phenol und Natriumhydroxyd in der Kälte fortlaufend bis zum vollständigen Auflösen und Erhalten einer homogenen Mischung in der Kälte gerührt und anschließend nach einer Stunde eine 30%ige Formaldehydlösung dem Gemisch von Phenol und Natriumhydroxyd, gegebenenfalls unter Abbremsung der Reaktion durch Kühlung, zugesetzt wird, hergestellt worden ist, im Gemisch mit dem Blähmittel Di-nitroso-pentamethylen-tetramin in Pulverform verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Blähmittel ein Gemisch aus Di-nitroso-pentam?thylen-tetramin und einem mit der Härtungssäure unter Gasentbind.ing reagierenden anorganischen Stoff, verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blähmittel im Gemisch mit puiverförmigen mineralischen Füllstoffen verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mineralische Füllstoffe, die in Form feinster Lamellen vorliegen, verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch vor der Verschäumung und Härtung ein Weichmacher zugesetzt wird.

Temperatur schlecht ist, indem sie schmelzen - so z.B. alle Schaumstoffe auf der Basis thermoplastischer Kunstharze - oder zersetzt werden und bzw. oder bei entsprechend hohen Temperaturen an der Luft verbrennen Wenn auch bei den meisten Kunstharz-Schaumstoffen die Verbrennung nicht heftig verläuft, in vielen Fällen sogar der ständigen Berührung mit einem spontan brennenden Feuerherd bedarf, so schließt doch die Verbrennlichkeit ihre Verwendung fur viele Zwecke