DE1933256A1

DE1933256A1 - Verfahren zum Herstellen von Schaumstoff

Info

Publication number: DE1933256A1
Application number: DE19691933256
Authority: DE
Inventors: Klug Oluf Walter Henry
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1968-07-05
Filing date: 1969-07-01
Publication date: 1970-01-08
Also published as: US3577363A; NL6909841A; FR2012382A1; SE336469B; BE735443A; GB1234379A; ES369440A1

Description

4 DÜSSELDORF 1 1 Q O O O C R PATENTANWÄLTE

Malkastenstraße 2 WQQ 4QQ DIPL.-ING. ALEX STENGE R

Telefon (0211) 36OS14 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Unser Zeichen: 10 384 Datum: 30. Juni I969

AB Electrolux, Luxbacken 1, Stockholm, Schweden Verfahren zum Herstellen von Schaumstoff

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schaumstoff.

Feste Schaumstoffe aus Polystyrol werden seit etwa 20 Jahren als Material für Wärmeisolierungen verwendet. Diese Schaumstoffe haben sehr gute Isolationseigenschaften und ein niedriges Gewicht. So hat zum Beispiel ein solcher Schaumstoff eine Schüttdichte von 15 bis 20 kg/ibm und einen lambda-Wert zwischen 0,026 und 0,30 kcal/m h ⁰C j diese Schaumstoffe sind in der Praxis vielfach angewendet worden. Diese Schaumstoffe saugen Wasser oder Dampf nicht auf und sind gegenüber Säuren, Laugen und Salzwasser widerstandsfähig. Da diese Schaumstoffe ferner sehr widerstandsfähig gegen Alterungserscheinungen sind, sind sie als Isoliermaterial überall dort sehr gut geeignet, wo die Isolierwirkung über sehr lange Zeitabschnitte konstant bleiben soll.

Schaumstoffe als Polystyrol haben eine vielseitige praktische Anwendung, zum Beispiel auf Schiffen, in Gebäuden, in Kühlräumen, für Decken- und Wandisolierungen, in Tankanlagen oder Brunnen und für Leitungsisolierungen.

Das bisher bekannte Polystyrol-Material wird im allgemeinen auf folgendem Wege hergestellt: Als Ausgangsmaterial wird ein Granulat mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,3 mm in Wasser oder Dampf bei einer Temperatur von 95 bis 99°c erhitzt. Durch diese Behandlung, die "Vorformling" genannt wird, werden die Körner so zum Aufquellen gebracht, daß sie etwazdas 2o- bis 40-fache ihres ursprünglichen Volumens erreichen und daß sie zu Perlen werden, die zum Beispiel einen Durch-messer von 2 bis 4 mm haben. Die

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Perlen werden dann in eine Form eingegeben, in der Dampf von etwa !JO ⁰C auf sie einwirkt. Diese Behandlung mit Dampf verursacht ein zusätzliches Aufquellen der Perlen, und infolge des Temperatureinflusses und des selbst erzeugten Druckes verschmelzen die Perlen miteinander, so daß sie einen festen Körper bilden. Dieser Körper kann beliebig mit Schneidwerkzeugen bearbeitet werden. Auf diese Weise erhält man ein Material mit sehr regelmäßiger Zellstruktur und mit ausgezeichneten Isolationseigenschaften.

Bekanntlich haben jedoch Schaumstoffe aus Polystyrol unglücklicherweise auch andere Eigenschaften, die eine Anwendung des Schaumstoffes dort unmöglich machen, wo man ihn wegen seiner guten I solationselgenschaften gerne einsetzen möchte. So ist die Druckfestigkeit so gering, daß der Schaumstoff nicht als tragendes Konstruktionselement verwendet werden kann, sondern nur in Kombination mit tragenden Elementen aus anderem Material. Darüber hinaus hat dieser Schaumstoff noch andere Eigenschaften, durch die seine Anwendbarkeit zu einem viel größerem Maße beeinträchtigt wird, als wie es durch die geringe Druckfestigkeit geschieht. Bereits bei einer so niedrigen Temperatur wie 70 ⁰C werden die Zellwände weich, wobei ein Zusammenbruch der ganzen Zellstruktur auftritt* Bei einer über 100 ⁰C liegenden Temperatur schmilzt das Polystyrol-Material. Erhöht man die Temperatur noch weiter, so entzündet sich dies Material, das sehr leicht entflammbar und brennbar ist, unter überaus starker Rauchentwicklung.

In jüngerer Zeit wurden Schaumstoffe aus Polystyrol entwickelt, α.ί die nur in sehr geringem Maße entflammbar sein sollen, aber in : r: Wirklichkeit bedeutet dies nur, daß die Temperatur, bei die Ent~ zündung auftritt, etwas höher liegt. Die Eigenschaften des Schaumstoffes sind in allen wesentlichen Punkten noch dieselben wie zuvor, und demnach bleibt ein starker Bedarf an einem Material bestehen, das beständiger gegenüber hohen Temperaturen ist, das nicht so leicht brennt und das nicht in einem so großen Maße Hauch

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entwickelt, wenn es auf eine sehr hohe Temperatur gebracht wird.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Material zu schaffen, das diese Eigenschaften in vollem Maße hat. Dabei sollen die guten Eigenschaften der bisher bekannten Schaumstoffe in vollem Umfang erhalten bleiben. Im übrigen hört es zur Aufgabe der Erfindung, die Schwierigkeiten und Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.

Zur Herstellung eines solchen Materials wird als Lösung für diese Aufgabe erfindungsgeraäß ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Polystyrolkörper in unaufgeschäumtem Zustand mit einem aushärtfähigen Harnstoff-Formaldehydharz in einer Flüssigkeit vermischt werden, bei dem dann eine erste Aufschäumung des Harnstoff-Formaldehydharzes und eine Aushärtung erfolgt, ohne daß dabei die in diesem verteilten Polystyrolkörner wesentlich aufschäumen, und bei dem dann nach Beendigung des Aushärtens die Polystyrolkörner durch Wärmezufuhr aufgeschäumt werden, während das Gesamtvolumen des Schaumstoffs im wesentlichen konstant gehalten wird.

Eiiy^olcher Schaumstoff besteht aus geschlossenen Poren aus Polystyrol, die von ausgehärtetem Harnstoff-Formaldehydharz umgeben sind. Das Gewichtsverhältnis von Polystyrol zu Harnstoff-Formaldehydharz liegt günstigerweise im Bereich zwis«chen 1:10 und 1:20. Wenn die Polystyrolkörner während des AushäAungsvorganges nioht wesentlich aufschäumen sollen, so heißt das, daß in diesem Verfahrensabschnitt die Polystyrolkörner nur bis zum >-bis 5-fachen ihrer ursprünglichen Größe aufschäumen. Diese sollte günstigerweise zwischen 0,1 und 0,5 ram liegen, besser noch zwischen 0,1 und 0,35 mm. Zur Vorbereitung des Mischvorganges sind die Polystyrol-Mengen und die Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Mengen so zu bemessen, daß in trockenem Zustand dieser Materialien ein Gewichtsverhältnis zwischen 1:10 und 1:20 vorliegt. Das Harnstoff-Formaldehydharz sollte vorzugsweise ein

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Molekulargewicht von mindestens 110 oder darüber haben, zum Beispiel im Bereich zwischen 110 und 200.

Ein nach der Erfindung durchgeführtes Verfahren kann beispielsweise folgendermaßen ablaufen:

Das als Ausgangsmaterial verwendete, aushärtbare Harnstoff-Formaldehydharz kann ein handelsübliches Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat mit einem über 110 liegenden Molekulargewicht sein, das eine Festsubstanz von 72 % Gewicht und, auf die Festsubstanz bezogen, 7 % Formaldehyd enthält. Dieses Vorkondensat wird in solchem Maße mit Wasser gemacht, daß die Viskosität einen für die nachfolgende Behandlung geeigneteren Grad erreicht. Infolge des Wasserzusatzes bei diesem Verfahrensschritt erhält der nachfolgend erzeugte Schaum ein größeres Volumen, so daß das Endprodukt eine niedrigere Schüttdichte hat, als es ohne diesen Wasserzusatz haben würde. Es ist erklärlich, daß eine niedrige Schüttdichte aus wirtschaftlichen und anderen Gründen oft sehr wünschenswert ist.

Es wird dann eine geeignete Menge Polystyrolkörner hinzugegeben - zum Beispiel 1 Gewichtsanteil Polystyrolkörner auf 15 Gewichtsanteile Harnstoff-Formaldehydharz -, wobei die Polystyrolkörner in einem nicht aufgeschäumten Zustand sind und eine Korngröße haben, die in dem bereits erwähnten Bereich von 0,1 bis 0,5 mm liegt. Wenn ein Schaumstoff hergestellt werden soll, der nicht nur Wärmeisolationselgensohaften, sondern auch eine größere mechanische Festigkeit als die üblichen Polystyrol-Schaumstoffe hat, können Füllstoffe zugesetzt werden, wie zum Beispiel Holzfaser- Material, also Sägemehl oder Sägespäne, oder wie zum Beispiel Glas- oder Schlackenwolle, die dann in die Mischung aus Polystyrolkörnern und Harnstoff-Formaldehyd gegeben werden. Das Zusetzen dieser Fülls toffe kann vor oder nach dem Aufschäumen oder auch während desselben erfolgen. Die Masse wird dabei gründlich gemischt und lurch ein mechanisches Rühr- oder Schlagwerk

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oder auf chemischem Wege aufgeschäumt, zum Beispiel durch Hinzufügen von kohlensaurem Kalk und Säure, insbesondere Phosphorsäure, Ameisensäure oder Oxalsäure. Die Säure dient gleichzeitig als Aushärtemittel für den Schaum.

Wenn die Mischung bis zum Erreichen eines gewünschten Volumens aufgeschäumt ist und wenn bis dahin noch kein Aushärtemittel zugesetzt wurde, so kann dann ein saures Aushärtemittel wie zum Beispiel Phosphorsäure, Ameisensäure oder Oxalsäure hinzugefügt werden.

Die sich dann ergebende Masse aus flüssigem Schaum, die aus Harnstoff-Formaldehydharz und in diesem verteilten Polystyrolkörnern besteht, wobei gegebenenfalls bestimmte Zusätze vorhanden sind und wobei in dem Schaum kleine Luftblasen eingeschlossen sind, muß für einen ausreichenden Zeitraum diese Form beibehalten, damit die Masse in eine geeignete Form eingegeben werden kann, in der sie steif wird und aushärtet, so daß ein fester Stoff entsteht! Gegebenenfalls können der Masse in der Mischvorrichtung Festiger zugesetzt werden, durch die die Oberflächenspannung der harzigen Mischung erhöht wird. Als ein solcher Festiger kann zum Beispiel eine Polyvinylacetat-Emulsion dienen, die durch Bildung eines dünnen Films die kleinen Buftblasen verfestigt. Durch diesen Verfestigungsfilm bleiben die die Luftblasen umgebenden Porenwände zweckentsprechend und für eine ausreichend lange Zeit erhalten, so daß ein ausreichender Zeitraum zum Eingeben der Mischung in eine Form zur Verfügung steht. Als weiterer Zusatz ist Natrium-Thiosulfat besonders geeignet, da dieses jeden Überschuß an Formaldehyd bindet, der in dem Vorkondensat vorliegen kann. Wenn das zuvor erwähnte handelsübliche Vorkondensat zum Beispiel 7 % Formaldehyd enthält, dann wird nicht das ganze Formaldehyd während der Aushärtung "verbraucht". Es ist deshalb nützlich, 5 % Natrium-Thiosulfat, bezogen auf das Gewicht des Harnstoff- Formaldehydharzes

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in trockenem Zustand, zuzusetzen. "

Während des AushärteVorganges wird der in der Form befindliche Schaum durch eine exotherme Reaktion hart, während der die Temperatur von der Raumtemperatur (etwa 20 ⁰C) bis auf 45 bis 50 ⁰C zunimmt; dies geschieht innerhalb eines Zeitraumes, der sich bis zum Endstadium der Auahärtung oder Verfestigung erstreckt, das nach etwa 30 Minuten erreicht ist. Während dieser Verfestigung oder Aushärtung, die ohne eine Wärmezufuhr von außen erfolgt, tritt keine Aufschäumung der Polystyrolkörner auf wie bei dem "Vorformen" genannten Schritt des oben beschriebenen bekannten Verfahrens. Es tritt hier nur eine geringe Aufschäumung ein, die in der Größenordnung des 3- bis 5-fachen der ursprünglichen Korngröße liegt.

Der ausgehärtete Schaumkörper mit den eingelagerten Polystyrolkörnern wird dann aus der Form herausgenommen. Er hat dann eine aus offenen Poren bestehende Struktur. In diesem Zustand, also beim Herausnehmen aus der Form, hat der Schaumkörper einen Restfeuchtigkeitsgehalt, der entfernt werden sollte;deshalb wird der Schaumkörper bei einer Temperatur von 20 bis 25 ⁰C an der Luft getrocknet, was günstigerweise etwa 24· Stunden dauern sollte,

Der so hergestellte Schaumkörper kann entweder die Form eines ψ großen Blockes haben, der zum Beispiel durch Zersägen in kleinere Teile zerlegt werden kann, so daß man Bretter oder Platten erhält; der Schaumkörper kann aber auch eine jeweils gewünschte besondere Form haben. Der Schaumkörper wird in jedem Fall dann in eine Form gelegt, die mit Verstärkungen versehen ist, die die vom inneren Druck des Schaumstoffs ausgehenden Kräfte aufnehmen, und die Zu- und Ableitungen für ein Heizmittel aufweist..., das in geeigneter Welse Dampf sein kann. Es ist auch denkbar, in diese Form entweder einen Schaumkörper einzulegen, dessen Gestalt derjenigen der Formmulde entspricht; es können aber auch einzelne Teile eines in der zuvor beschriebenen Weise hergestellten Schaumkörpers in die Form eingelegt werden. Nach Ver-

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schließen der Form wird Dampf oder ein anderes geeignetes Heizmittel von etwa 130 ⁰C für eine kurze Zeit der Form zugeführt, die zum Beispiel in dem Bereich zwischen 10 und 20 Sekunden liegt. Durch diese Behandlung werden die Polystyrolkörner zum Aufschäumen veranlaßt, wodurch sie eine Veränderung der Poren-Struktur des Schaumkörpers bewirken· Vor diesem Verfahrenssohritt hatte der Schaumkörper eine aus offenen Poren bestehende Struktur mit verteilten Polystyrolkörnernj dagegen handelt das Aufschäumen der Polystyrolkörner diese Struktur in eine andere Stauktur um, die geschlossene Polystyrol-Poren aufweist, die von Harnstoff-Formaldehydharz umgeben sind. Die zum Aufschäumen der Polystyrolkörner gewählte Temperatur liegt gUnstigei»- weise in dem Bereich zwischen 128 und 145 ⁰C, vorzugsweise zwischen 128 und I30 ⁰C. Wenn Temperaturen in der Nähe von l45°C gewählt werden, muß die Erhitzungszeit sehr kurz sein, also etwa 10 bis 15 Sekunden betragen. Den Polystyrolkörnern wird bereits in den unmittelbar nach dem Aufschäumen des Harnstoff-Formaldehydharzes liegenden Verfahrensschritten eine sehr wältige Funktion zugeschrieben: Wie bereits erwähnt, steigt die Temperatur des Masse beim Versteifen und Aushärten von selbst auf 45 bis 50⁰C, wobei in bestimmtem Maße eine Ausdehnung der im Schaum eingelagerten Luftblasen auftritt. Zur gleichen Zelt verursacht dieser Temperaturanstieg eine Vergrößerung des Volumens der Polystyrolkörner, allerdings nur in geringem Ausmaß. Die auf diese Weise durch die leioht gewachsenen Polystyrolköraer "verstärkten" Porenwände werden unter der Wirkung des Expansionsdrucks gegen benachbarte, ebenfalls "verstärkte" Porenwände gepresst, bis ©in zulässiger Maximaldruck erreicht ist, bei dem die Porenwände aufbrechen und die Polystyrolkörner in die offenen Poren eindringen lassen. Zu diesem Zeitpunkt hat der Aushäitungsprozeß sein Endstadium erreicht, und die auf die Weise gebildete Porenstruktur ist unter einem selbsterzeugten Druck entstanden, durch den die mechanische Festigkeit des ausgehärteten Schaumkörpers vergrößert wird. Das erwähnte Eindringen der Polystyrolkörner er-

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laubt eine optimale Aufschäumung derselben im nachfolgenden Verfahrensschritt. Wenn das Aufschäumen zum Beispiel durch Dampfzufuhr bewirkt wird, ist hiermit ein direkter und unmittelbarer Kontakt zwischen dem Dampf und den Polystyrolkörnern hergestellt. Letztere werden sich dann noch weiter im Volumen vergrößern, so daß sie den in dem Poren-System befindlichen Raum vollständig ausfüllen.

So weit man feststellen kann, ist die Anwesenheit der Polystyrolkörner für das Aufbrechen der Porenwände im richtigen Augenblick verantwortlich, und somit auch dafür, daß das Endprodukt diejenige besondere Struktur erhält, die für seine Eigenschaft von besonderer Bedeutung ist.

Ein auf diese Weise hergestellter Schaumstoffkörper hat dieselben ausgezeichneten Wärmeisolationseigenschaften wie bekannte Polystyrol-Schaumstoffe, er hat jedoch zusätzlich den noch bedeutenderen Vorteil, daß er nicht so leicht entzündbar ist. Dies ist eine sehr wesentliche Eigenschaft des neuen Schaumstoffes: Er ist feuer-unempfindlich; bei sehr hohen Temperaturen von zum Beispiel" 200 bis 300⁰C beginnt er nicht zu Verbrennen, sondern nur zu verkohlen, wobei die Verkohlung nur eine sehr geringe Rauchentwicklung mit sich bringt und die dabei entstehenden Gase viel ungefährlicher sind als diejenigen Gase, die dann entstehen, wenn bekannte Arten von Schaumstoffen Temperaturen ausgesetzt werden, die sogar niedriger liegen als 150⁰C.

Mit einem Verfahren nach der Erfindung ist es ebenfalls möglich, Schaumstoffkörper mit Eigenschaften herzustellen, durch die sie für die Isolierung von Dächern geeignet sind. Man kann Schaumstoffe mit ausreichender mechanischer Festigkeit herstellen, so daß aus diesen herausgeschnittene Bretter von 50 mm Stärke Druck.-belastungen aushalten, wie sie entstehen, wenn ein Mechaniker oder ein Monteur In Brett betritt, das zuYor in die hierfür

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richtige Lage gebracht wurde. Ein solches Brett sollte eine bestimmte Menge von Füllstoff enthalten, der als Verstärkung fiir die Poren-Struktur dient. Dieser Füllstoff vergrößert die Schüttdichte des Materials; je größer die zugesetzte Füllstoff menge ist, desto größer wird auch die Schüttdichte sein. Die Schüttdichte kann zum Beispiel im Bereich zwischen 50 und 400 kg/fcm liegen, was jeweils von dem Zweck abhängt, für den das Erzeugnis verwendet werden soll. In diesen Fällen wird die Füllstoff-Menge zwischen 25 % und 80 % liegen, bezogen auf das. Gesamtgewicht der in der Schäumstoffmasse enthaltenen Bestandteil« (Harnstoff-Formaldehydharz, Polystyrolkörner, Füllstoffe und alle anderen Zusätze, falls vorhanden, jeweils bezogen auf das Gewicht in trockenem Zustand). Zu den besten Füllstoffen gehören Sägemehl, Sägestaub und Holzrinde, obwohl auch zahlreiche andere Materialien wie zum Beispiel Glaswolle, Schlackenwolle oder Asbest verwendet werden können. Es ist ebenfalls möglich, eine Mischung aus diesen Füllstoffen zu verwenden.

Es ist oft wünschenswert, daß die Füllstoffe nicht einen größeren Flüssigkeitsgehalt, zum Beispiel an Wasser, aufnehmen. Um dieser Aufnahme entgegenzuwirken, können die Füllstoffe vor dem Einbringen in die Masse mit einem gegen die Flüssigkeit sauf nähme wirkenden Mittel imprägniert »ein. Dieses antihygroskopische Mittel sollte so beschaffen sein, daß es sich während der verschiedenen Verfahrenssohritte vollständig passiv verhält, d. h., daß es sich weder ausdehnt noch mit den anderen vorliegenden Bestandteilen reagiert. Ein besonders gutes Impr^ptLerungsmittel für die Füllstoffe ist eine Polyvinylacetat-Emulsionj natürlich können auch verschiedene andere »eaktionsträge Kunststoffe zur Imprägnierung verwendet werden. Das Zusetzen derartiger reaktionsträger Kunststoffe kann jedooh auch in den Fällen günstig sein, in denen das Ausgangsmaterial ohne Füllstoffe vorbereitet wird, jedoch die oben erwähnten Verfestigungsmittel enthält.

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Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, Schaumstoff in Form von großen Blöcken herzustellen, die zur praktischen Verwendung in Bretter oder Platten unterteilt werden können. Andererseits können die letzten Schritte des Verfahrens durchgeführt werden, indem einzelne Schaumstoffstücke in eine Form gegeben werden, deren vertiefter, gestaltender Formteil der endgültigen Form des herzustellenden Erzeugnisses entspricht; der auf dies Weise hergestellte und dann aus der Form herausgenommene Schaumstoffkörper kann dann ^ mit anderen Einzelstücken zusammengeschweißt werden, so daß man ein einheitliches Erzeugnis der gewünschten Form erhält. Auf diese Weise können zum Beispiel Wandteile für Gebäude in Form von vorgefertigten Bauelementen aus Schaumstoff hergestellt werden, die zu den Fenstern und Türen, zu den Wandflächen, zu den Ausrüstungsteilen, zur Armierung und zu allen Installationen passen, wie zum Beispiel zu Leitungen und Rohren, zu Steckkontakten und andere« Zubehör der elektrischen Schaltung.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiel beschrieben, die zur Erläuterung der Erfindung dienen sollen; diese stellen jedoch keine Einschränkung der Erfindung dar. Die In den BeispleJai genannten Anteilsangaben und Prozentsätze beziehen ™ sich auf Gewichtsanteile bzw. stellen entsprechend prozentuale Gewichtsangaben dar.

Das erste dieser Ausfuhrungsbeispiele beschreibt einen Schaumstoff von niedrigem Gewicht für eine nicht brennbare Isolierung. Ein Harnstoff- Formaldehyd- Vorkondensat in einer 72 #-igen wässerigen Lösung und einem Gehalt von 7 % Formaldehyd, bezogen auf das Gewicht in trockenem Zustand, wird mit Polystyrolkörnern im Verhältnis von 9 Teilen des Vorkondensats zu einem Teil des Polystyrols gemischt; der Mischvorgang wird in einem Mischer von üblicher Bauart vorgenommen, der eine mechanische UmrUhrvorriohtung enthält. Dann werden 10 Teile einer Polyvinylacetat-Emulsion hinzugegeben. Außerdem gibt man 5 Teile von Natrium-

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Thiosulfat hinzu. Sämtliche Bestandteile werden vollständig vermischt, und es wird Wasser hinzugegeben, um zu verhindern, daß die Viskosität des Gemisches zu hoch wird. In die soweit vorbereitete Mischung werden dann etwa 5 Teile eines neutralen Gärzusatzes zugesetzt, woraufhin die in dem Mischer befindliche Masse durch kräftige Schlagbewegungen zu einem Schaum gemacht wird. Ein solches reaktionsträges Aufschäumungsmittel ist zum Beispiel unter der Bezeichnung "BASF 414" handelsüblich. Wenn das Gemisch vor dem Aufschäumen eine zu große ViskosüSt erreicht, können die Porenwände des Schaumstoffs zu dick werden, so daß die Schüttdichte desselben zu groß wird. Die Schaumstoffmasse könnte sich etwa auf das 25-fache des Volumens der unaufgeschäumten Massen vergrößern, und bei Erreichen dieses Zustandes wurde in diesem Fall konzentrierte Phosphorsäure (85 %) hinzugegeben, und zwar waren es, bezogen auf das Gewicht im trookenen Zustand, 3 Teile auf jeweils & Teil Harnstoff-Formaldehydharz, die vollständig unter den Schaumstoff gemischt wurden. Die Schaumstoffmasse mit der untergerUhrten Phosphorsäure wird dann vom Mischer in eine Form eingegeben, in der die endgültige Aushärtung stattfindet. Nach Abschluß der Aushärtung, die in diesem Fall 25 Minuten lauerte, wurde der Schaumstoffkörper aus der Form herausgenommen und 24 Stunden lang bei Raumtemperatur getrocknet. Der so hergestellte Schaumstoffkörper, der Polystyrolkörner in im wesentlichen unaufgeschäumten Zustand entrtelt, hatte eine Schüttdichte von j50 kg/hm. Er wurde in eine mit einer Zu- und einer Ableitung versehene Form gelegt; dann wurde Bampf mit einer Temperatur von lj5O°C 18 Sekunden lang in die Form geleitet. Aufgrund dieser Wärmebehandlung wurden die in dem Schäumstoffkörper enthaltenen Polystyrolkörner aufgeschäumt, so daß sie das im Harz befindliche System aus offenen Poren ausfüllten, wodurch ein homogener und fester Schaumstoff entstand.

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Das soeben als erstes Ausführungsbeispiel beschriebene Verfahren wurde mit folgenden Ausgangsraaterialien wiederholt:

Bestandteile . a Menge b % Gehalt in (a)

Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat (wässerige 750 g 72 Lösung)

100 52

100 50

85

Polystyrol	(Emulsion)	; ¹¹BASF 4l4"	100	g
Polyvinylacetat	Natrium-Thiosulfat		75	g
	Aufschäumzusatz:	Phoshporsäure	75	g
(Lösung)		60	g
Aushärtemittel:
Wasser	25	g
150	g

Als drittes AusfUhrungsbeispiel wird die Herstellung eines Schaumstoffs von mittlerem Gewicht beschrieben, der eine hohe Druckfestigkeit aufweist. Die Zusammensetzung der im zweiten AusfUhrungsbeispiel genannten Bestandteile kann auch zur Herstellung von Schaumstoffkörpern verwendet werden, die eine Schuttdichte von 50 bis 100 kg/fem haben. Die Schüttdichte und ebensogut auch die anderen Eigenschaften des Schaumstoffkörpers können durch das Zusetzen von Füllstoffen verändert werden. Geeignete Füllstoffe sind Sägemehl, feine geschnitzelte Holzspäne, Glimmermaterialien wie zum Beispiel Vermiculit, Glaswolle, Steinwolle oder ähnliche Materialien von leichtem Gewicht. Falls es gewünscht wird, können verschiedene dieser Füllstoffe in dieselbe Masse eingebracht werden.

Wie beim Verfahren nach dem zweiten AusfUhrungsbeispiel werden 50 kg der Harssmasse durch Schlagbearbeitung aufgeschäumt, so daß ein Volumen von lc&n erreicht wird. Dann werden 50 kg Säge» mehl in die flüsr ^e Schaumstoffmasse hineingegeben, so daß das

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Gesamtgewicht derselben 100 kg beträgt. Das Sägemehl als hygroskopisches Material absorbiert einen bestimmten Teil des Schaumstoffs, so daß das Volumen von 1 obm erhalten bleibt, wobei demnach die Schüttdichte 100 kg/tfbm beträgt. Dann wird der Schaumstoff ausgehärtet, getrocknet und in einer Form einer Wärmebehandlung unterworfen, damit die Polystyrolkörner aufschäumen können, wie es im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.

Obwohl hiermit bestimmte wesentliche AusfUhrungsformen der Erfindung beschrieben wurden, sind zahlreiche Abänderungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche :

Verfahren zum Hessteilen von Schaumstoff, da durch gekennzeichnet, daß Polystyrolkörner in unaufgeschäumtem Zustand mit einem aushärtfähigen Harnstoff-Formaldehydharz in einer Flüssigkeit vermischt werden, daß dann eine erste Aufschäumung des Harnstoff-Formaldehydharzes und eine Aushärtung erfolgt, ohne daß dabei die in diesem verteilten Polystyrolkörner wesentlich aufschäumen, und daß dann nach Beendigung des Aushärtens die Polystyrolkörner durch Wärmezufuhr aufgeschäumt werden, während das Gesamtvolumen des Schaumstoffes im wesentlichen konstant gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 0,1 bis 0,5 mm große unaufgeschäumte Polystyrolkörner in einer wässerigen Flüssigkeit mit dem Harnstoff-Formaldehydharz vermischt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufschäumen des Harnstoff-Formaldehydharzes oder vorher oder nachher Füllstoffe wie zum Beispiel Sägemehl, Sägespäne, Glaswelle, Schlackenwolle- oder andere Faserstoffe zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennaeichnet, daß als Füllstoff Holzfasermaterial dient, das mit einem die Feuöhtigkeitsaufnähme herabsetzenden Mittel imprägniert ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Feuchtigkeitsaufnahme herabsetzende Mittel Polyvinylacetat ist.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aushärten dem Harnstoff-Formaldehydharz ein saures Aushärtemittel zugesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als saures Aushärtemittel Phosphorsäure, Ameisensäure oder Oxalsäure dient.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zu Anfang durchgeführten Mischung Natrium-Thiosulfat zugesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschäumen der Polystyrolkörner bei einer Temperatur von 128 bis 145°C durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polystyrolkörner unter Dampfzufuhr aufgeschäumt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zu Anfang durchgeführten Mischung die Polystyrolkörner in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 10 bis 1 : 20 mit Harnstoff-Formaldehydharz gemischt werden.

12. Schaumstoff, gekennzeichnet durch die Herstellung mit dem Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche.

13. Schaumstoff nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:Harnstoff-Formaldehydharz, Polystyrol, Polyvinylacetat, Natrium-Thiosulfat, einem Aufschäumzusatz, Phosphorsäure und Wasser.

M/si

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