DE1960810A1 - Verfahren zur Herstellung leichtfliessender Aminoplastschaeume - Google Patents

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

I 96081U

Unser Zeichen: O.Z. 26 484 Mu/Ot

6700 Ludwigshafen, den 3.12.1969 Verfahren zur Herstellung leichtfließender Aminoplastschäume

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, Aminoplastschäume physikalisch so zu verändern, daß sie im frischen, nichtauskondensierten Zustand leicht fließen und auf diese Weise der Ausformung geringeren Widerstand entgegensetzen.

Schaumförmig erhärtete Aminoplastkondensate stellen ein für viele technische Zwecke geeignetes Rohmaterial dar. Besonders die Verwendung des Schaumstoffs auf dem Gebiet der Isolierung gegen Kälte, Wärme oder Schall und ihre Eignung als Humusersatz bzw. Primärhumus in der Landwirtschaft ist bekanntgeworden. Im engeren Sinne versteht man dann unter dem Begriff Aminoplastschäume bzw. -schaumstoffe solche Materialien, die aus Kondensaten des Harnstoffs und Formaldehyds aufgebaut sind.

Derartige Aminoplastschaumstoffe können hergestellt werden, indem man Lösungen der Vorkondensate des Harnstoffs und Formaldehyde zusammen mit Härtungskatalysatoren und Schaummitteln in geeigneten Vorrichtungen aufschäumt und unter der Wirkung der Katalysatoren erstarren läßt. Praktisch geht man bei Schaumstoffen aus Harnstoff-Formaldehydkondensaten so vor, daß man Schaummittellösungen, die einen Härtungskatalysator enthalten, mittels eines Gases in einer geeigneten Vorrichtung in einen feinblasigen,wäßrigen Schaum verwandelt und in diesen Schaum die Lösung des Harnstoff-Formaldehydvorkondensats einarbeitet. Man erhält einen in frischem Zustand plastischen Schaum von der Konsistenz steifer Schlagsahne, der schon bei Raumtemperatur bald zu einem elastischen bis spröden Gebilde erstarrt. Geeignete Vorrichtungen zur Herstellung derartiger Aminoplastschäume sind beispielsweise

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in der schweizerischen Patentschrift 443 658 beschrieben.

Gegenüber anderen technisch üblichen Schaumstoffen besitzen Aminoplastschaumstoffe den Vorteil, leicht an Ort und Stelle erzeugt werden zu können und beispielsweise bei der Verwendung dieser Schaumstoffe auf dem Isoliermittelsektor direkt auf die zu isolierenden Stellen aufgebracht werden zu können. Dieser Vorteil hat andererseits dazu geführt, daß Aminoplastschaumstoffe als Bodenbedeckungsmittel, insbesondere auf frisch angesäten Flächen vorgeschlagen worden sind und auch Verwendung finden.

Auf beiden Verwendungsgebieten hat es sich jedoch herausgestellt, daß die Steifheit der frischen, an sich nicht fließfähigen Aminoplastschaumstoffe ein gewisses anwendungstechnisches Hindernis darstellt. Die Aminoplastschaumstoffe verbinden sich nämlich in diesem Zustand nur schlecht mit der Oberflächenstruktur der Stellen, auf die sie aufgebracht werden sollen. Dies führt bei der Verwendung in der Landwirtschaft zur Abdeckung von Saatgutreihen dazu, daß der wichtigste Zweck dieser Abdeckung, nämlich der Schutz des Saatguts vor Wind- und Regenerosion nur unvollkommen erfüllt wird.

Die Beobachtung, daß der geschilderte Mangel auf der mangelnden Fließfähigkeit des frischen Aminoplastschaumes beruht, hat zu der vorliegenden Erfindung geführt, die sich zur Aufgabe gesetzt hat, die Fließfähigkeit des Aminoplastschaumstoffes durch physikalische Maßnahmen zu verändern.

Erfindungsgemäß gelingt demnach die Herstellung leichtfließender, frischer Aminoplastschäume durch Aufschäumen einer härterhaltigen Schaummittellösung auf eine mittlere Schaumfeinheit von weniger als 0,2 mm und Mischen des Schaumes mit einem wäßrigen Harnstoff-Formaldehydvorkondensat, wenn man dem frischen Aminoplastschaumstoff Qas-

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blasen eines mittleren Durchmessers von 1, bis 5 mm und in einer Menge vom 0,8- bis 2,5fachen des Schaumvolumens beimischt. Die Vorstellung, die jedoch die Erfindung in keiner Weise begrenzen soll, ist die, daß die im Vergleich zur allgemeinen Schaumstruktur groben Gasblasen gewissermaßen als Gelenke wirken und so dem frischen Aminoplastschaum größere Beweglichkeit verleihen.

Unter Schaumfeinheit soll der mittlere Durchmesser der feinen Bläschen verstanden werden, aus denen der Aminoplastschaum im allgemeinen aufgebaut ist.

Diesem feinblasigen Schaum werden erfindungsgemäß unmittelbar nach der Herstellung, d.h. in noch plastischem Zustand, zweckmäßig gleich in der Aufschäumvorrichtung, relativ grobe Gasblasen, im einfachsten Falle und in der Regel Luftblasen beigemischt. Man erhält somit einen Aminoplastschaum, der neben sehr vielen sehr kleinen Poren relativ wenige große Poren enthält. Darüber hinaus entweicht jedoch während des Aufbringens des frischen Aminoplastschaums auf die zu beschäumenden Flächen erfahrungsgemäß ein Teil der groben Blasen. Es ist denkbar, daß die verbesserte Fließfähigkeit des frischen Aminoplastschaums auch auf diesem Vorgang zum Teil beruht.

Für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren besonders geeignet sind solche Harnstoff-Formaldehydkondensate, die mit einem Molverhältnis von Harnstoff : Formaldehyd wie 1 : 1,3 bis 1 : 2,5» insbesondere 1 : 1,4 bis 1 : 1,6 hergestellt wurden.

Man erzeugt den erfindungsgemäß verwendeten Aminoplastschaum vorzugsweise mit einem Raumgewicht von 5 bis 30 kg/m , insbesondere 12 bis 25 kg/m⁵, was z.B. nach der deutschen Patentschrift 636 658, in Verbindung mit der Schweizer Patentschrift 443 658 in an sich bekannter Weise geschehen kann. Als härterhaltige Schaummittellösungen eignen sich demzufolge in übereinstim

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mit dem Stande der Technik wäßrige Lösungen, die im Liter etwa 8 bis 15 g, insbesondere 10 bis 12 g eines üblichen Schaummittels, wie z.B. des Natriumsalzes der Dibutylnaphthalin· sulfonsäure, enthalten. Als Härtungskatalysator enthalten diese Lösungen - ebenfalls in an sich bekannter Weise übliche Härtungskatalysatoren für Aminoplaste, d.h. z.B. Säuren, wie Phosphorsäure etc..

Es hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, im Falle der vorliegenden Erfindung die Abbindezeit des Aminoplastschaumes, d.h. die Zeit, die während des Übergangs vom plastischen in den elastischen Zustand verstreicht, relativ hoch, d.h. auf eine Abbindezeit oberhalb von etwa 30 bis 40 bis auf eine Abbindezeit von etwa 60 Sekunden einzustellen. Diese gegenüber einem üblicher Weise erzeugten Schaumstoff aus Harnstoff-Formaldehydkondensaten mit einer Abbindezeit von etwa 15 bis 20 Sekunden etwa doppelt so hoher Abbindezeit richtet sich nach der Menge des ,die Kondensation bewirkenden Härters. Während normalerweise die härterhaltigen Schaummittellösungen z.B. 20 bis 25 g/l Phosphorsäure enthalten, schwankt sie bei dem der Erfindung zugrundeliegenden Verfahren vorzugsweise zwischen 6 und 9 g/l. Die bestgeeignete Konzentration kann ja nach Verwendungszweck von Fall zu Fall mittels eines einfachen Vorversuches in geeigneter Weise ermittelt werden.

Interessanterweise hat sich jedoch herausgestellt, daß bei dem vorliegenden Verfahren eine genügend hohe Fließfähigkeit des frischen Aminoplastschaums auch dann erhalten wird, wenn man Aminoplastvorkondensatlösungen mit einem höheren Festkörperanteil als nach dem Stande der Technik üblich verwendet. Während man normalerweise etwa 40 % Feststoffe enthaltende Harzlösungen verwendet, können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Harzlösungen mit einem Festkörpergehalt von 70 bis 80 % vorteilhaft verwendet werden.

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Die Beimischung der Gasblasen zum frischen Aminoplastschaum erfolgt zweckmäßig in Form der Zufuhr eines Misch- oder Treibgases bzw. Luft, zweckmäßigerweise durch ein dünnes Rohr, das zentral in dem Rohr angeordnet ist, durch den normalerweise der frische Schaum aus der Herstellungsvorrichtung austritt, wobei das Treibgas in einem Abstand, der etwa das 3- bis 8fache des Schaumrohrdurchmessers beträgt, vor der Schaumaustrittsöffnung eingeleitet wird.

Es zeigte sich ferner, daß man besonders gleichmäßige Schaumschichten ohne harte Kruste erzielen kann, wenn man das beschriebene Austrittsrohr der Schaumerzeugungsvorrichtung Λ mit einer gewissen Neigung zur zu beschäumenden Oberfläche und in einem Abstand von 1 bis 10 cm, vorzugsweise 1 bis 7 cm über die zu beschäumende Fläche hinführt. Die aus dem erhärtenden Aminoplastschaum teilweise wieder entweichenden groben Blasen erzeugen dabei auf der Schaumoberfläche eine zusätzliche Porosität. Dies ist für das besonders wichtige Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Abdeckung von Boden, in sofern besonders bedeutsam, als die erzielte zusätzliche Porosität das Durchwachsen von Pflanzen durch die Schaumschicht erleichtert. Ferner wird dadurch eine bessere Verflüchtigung von Resten an freiem Formaldehyd bewirkt und somit eine Keimschädigung des Saatguts oder Pflanzenteile, die beschäumt wurden, vermieden. Bei dieser " Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Landwirtschaft ist die Verbindung des speziellen Schaumes mit dem Boden im Gegensatz zu nicht mit Gasblasen gemischtem Schaum so gut, daß selbst starke Windböen ihn nicht zu verwehen vermögen.

Die Erfindung wird an folgendem Beispiel näher erläutert. Beispiel 1

Zum Aussäen von Pillensaatgut für Zuckerrüben wurde ein Einzelkornsägerät benutzt, das unter Verwendung eines

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landwirtschaftlichen Geräteträgers am Heck eines normalen Ackerschleppers aufgebaut wurde. Der Geräteträger trug gleichfalls eine Schaumapparatur, die 3 nr/h Harnstoff-Formaldehyd-Schaum mit einem Raumgewicht von 3 kg/nr erzeugte. Der dem Schaummittel zugegebene Härter war Phosphorsäure, Seine Konzentration betrug 7 g/l Schaummittellösung. Dadurch wurde eine Abbindezeit des Schaumes von ca. 35 sek. erzielt. Als Treibgas wurde Preßluft verwendet, die ein bei der Schaumapparatur befindlicher Kompressor erzeugte. Das Verhältnis Schaum zu Preßluft (in nr) betrug 1:1.

Der Boden, in den das Saatgut eingebracht wurde, bestand aus Ton, der mit Sand vermischt war, und neigte stark zum Verschlammen.

Der Arbeitsvorgang zum Einbringen der Saat ging folgendermaßen vor sich:

Vor dem Greifrad des Sägerätes, das die abstandsbestimmende Säscheibe antreibt und eine keilförmige standfeste Rille formt, war ein sogenannter Klutenräumer angebracht, der den trockenen Boden beiseite schob, so daß die Rille in die feuchte Krume eingedrückt wurde. Darin wurde das Pillensaatgut in einem Abstand von 50 mm eingelegt. Eine Druckrolle lief unmittelbar darauf über die abgelegten Pillen hinweg und drückte sie soweit in den Boden ein, daß ein guter Bodenschluß erzielt wurde.

Das Abdecken des Saatgutbandes geschah nun nicht wie üblich mittels eines sogenannten Zustreichers mit Erde, sondern wurde mit dem oben beschriebenen Schaumstoff vorgenommen. Dieser floß unmittelbar hinter der Druckrolle durch ein unter einem Winkel von etwa 45° geneigtes Rohr von 10 mm Durchmesser und einem Bodenabstand von 60 mm mit einer Dicke der Schaumschicht von 5 mm und einer Breite von 40 mm in die Rille ein und deckte das Saatgut und den Rillenrand vollkommen ab.

Durch das Beiseiteräumen des trockenen Krumenbodens gelangte das Pillensaatgut in eine für die Keimung günstige feushte

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Umgebung. Die dabei entstehende flachbettartige Vertiefung, die bei stärkeren Regenfällen oder bei künstlicher Beregnung leicht zuschlämmte, war hier nicht von Nachteil, weil sich anstelle einer sich verhärtenden und den Saataufgang herabsetzenden Bodenschicht die Schaumstoffschicht befand. Es zeigte sich, daß selbst bei starkem Anschlämmen von Boden an und über das Schaumstoffband die luft- und wasserführende Schicht unter und über dem Saatgut nicht beeinträchtigt wurde. Lediglich die äußere poröse und langsam verwitternde Zone des Schaumstoffes wurde mit Boden durchsetzt, die sich jedoch nicht nachteilig auswirkte, sondern als ein die Keimung förderndes Erde-Schaumstoff-Gemisch den Austausch von Gas, ^j Luft und Wasser stets aufrecht erhielt und ein zügiges Auflaufen der Keimlinge ermöglichte. Der Peldaufgang von 1,0 bis 1,5 cm tief gesäter Zuckerrüben lag daher bei der Schaumstoffabdeckung um 20 % höher als bei Zudeckung mit Erde. Mit zunehmender Saattiefe (4 cm) zur Gewinnung des Anschlusses an die Bodenfeuchte wurde der Unterschied noch deutlicher und war größer als 30 %.

Das neue Verfahren eignet sich in trockenen, eine künstliche Beregnung bzw. Bewässerung erforderlichen Klimagebieten mit einem intensiven Anbau von landwirtschaftlichen und gärtnerischen Kulturen auf zur Verschlammung und Verkrustung neigenden Böden zum Abdecken von Saatreihen in besonderer Weise. * Ea gewährleistet eine wesentliche Sicherung und Erhöhung des Feldaufganges von empfindlichen Sämereien.

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Claims (1)

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   Patentanspruch

   Verfahren zur Herstellung leichtfließender frischer Aminoplastschäume durch Aufschäumen einer härterhaltigen Schaummittellösung auf eine mittlere Schaumfeinheit von weniger als 0,2 mm und Mischen des Schaumes mit einem wäßrigen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat, dadurch gekennzeichnet „ daß dem frischem Aminoplastschaum Glasblasen eines mittleren Durchmessers von i bis 5 mm und in einer Menge vom 0^8- bis 2,5fachen des Schaumvolumens beigemischt werden.

   Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG