DE2009841A1

DE2009841A1 - Rigid acrylic foam mouldings prodn

Info

Publication number: DE2009841A1
Application number: DE19702009841
Authority: DE
Inventors: Peter 6100 Darmstadt Bauer
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1970-03-03
Filing date: 1970-03-03
Publication date: 1971-09-30

Abstract

Two-step process comprises first foaming a synth. compn. by heating without pressure to obtain a preform corresponding in dimensions roughly to the moulding which it is desired to produce, and then pressing the preform into a multi-part hollow mould, closing the mould and heating during a second foaming step. The synth. compn. comprises 100 parts of a copolymer of 10 - 90 wt.% (meth)acrylic acid, 10 - 90% of a (meth) acrylamide and/or (meth)acrylonitrile, and opt. up to 40% of one or more unsatd. comonomer(s); and >=5% (dimethyl)urea and/or (monomethyl)formamide. Process gives mouldings with close tolerances and having smooth closed-cell surfaces.

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Hartschaumstoff Gegenstand des Hauptpatents (Anmeldung P 16 94 359.7) ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkdrpern aus Hartschaumstoff durch Erhitzen eines Kunststoffes, der auf 100 Teile eines Mischpolymerisats aus 10 bis 90 Gew.-% Acryl- oder Methacrylsäure 10 bis 90 Gew.« eines Amids und/oder Nitrils der Acryl- oder MethacrylsEure ggf. bis zu 40 Gew. -# einer oder mehrerer ungesättigter mischpolymerisierbarer Verbindungen mindestens 5 Teile Harnstoff oder Dimethylharnstoff enthält, und wobei der Kunststoff in zwei Stufen aufgeschäumt wird, indem er in der ersten Stufe drucklos und in der zweiten Stufe in einer geschlossenen Hohlform erhitzt wird.Process for the production of molded articles from rigid foam of the main patent (application P 16 94 359.7) is a process for the production of Molded bodies made of rigid foam by heating a plastic that is made up of 100 parts a copolymer of 10 to 90 wt .-% acrylic or methacrylic acid 10 to 90 Weight «of an amide and / or nitrile of acrylic or methacrylic acid, optionally up to 40 Weight - # of one or more unsaturated copolymerizable compounds at least Contains 5 parts of urea or dimethylurea, and the plastic is divided into two Stages is foamed by being depressurized in the first stage and in the second Stage is heated in a closed hollow mold.

Die nach diesem Verfahren hergestellten Formkörper weisen in der Regel nur eine begrenzte Genauigkeit in der Abbildung von Details der Hohlform auf und sind nur schwer mit engen Maßtoleranzen herstellbar. Insbesondere stellte sich heraus, daß der expandierende Schaumstoff um Vorsprünge in der Hohlform und in Ecken und Karten nur schwer herum- bzw. hineinwächst, so daß diese Zonen des Formkörpers entweder gar nicht oder nur ungenau ausgefilllt sind oder eine geringere Dichte und Festigkeit aufweisen, als die übrigen Zonen des Formkdrpers.The moldings produced by this process generally have only limited accuracy in the mapping of details of the hollow shape on and are difficult to manufacture with tight dimensional tolerances. In particular, it turned out that the expanding foam around protrusions in the mold and in corners and Cards difficult to grow around or into, so that these zones of the molded body either are not filled in at all or only imprecisely or have a lower density and strength have than the other zones of the molded body.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, das Verfahren gemäß dem Hauptpatent in der Weise abzuwandeln, daß Formdetails scharf abgebildet und eine enge Maßtoleranz erreicht wird.The object of the present invention was to provide the method according to Modify main patent in such a way that shape details are sharply depicted and one close dimensional tolerance is achieved.

Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem in der ersten Stufe hergestellten Schaumstoff einen Rohling herstellt, der den Abmessungen des herzustellenden Formkörpers ungefähr entspricht, diesen in eine mehrteilige Hohlform einpreßt und während der zweiten Schäumstufe in der geschlossenen Hohlform erhitzt.The method of the invention is characterized in that from the foam produced in the first stage produces a blank that contains the Dimensions of the molded body to be produced approximately corresponds to this in a multi-part hollow mold presses and during the second foaming stage in the closed Heated hollow mold.

Der in der zweiten Schäumstufe zu verarbeitende Rohling weist nahezu die Dichte des endgultigen Formkörpers auf, so daß der schäumbare Kunststoff in der ersten Stufe bereits solange und so hoch erhitzt werden muß, daß er die vorgesehene Enddichte des herzustellenden Formkörpers nahezu erreicht. Die Abmessungen des Rohlings, d.h., seine Länge, Breite, Höhe oder sein Durchmesser, werden zweckrnäßigeiweise so gewählt, daß er gerade in die geöffnete Hohlform eingesetzt werden kann. ist der Rohling in einer Dimension deutlich kleiner als die Abmessung der Hohlform, so ist ein vorgeschäumtes Schaumstoffmaterial zu wählen, das die Hohlrorm in der zweiten Schäumstufe noch vollständig auszufUllen vermag.The blank to be processed in the second foaming stage has almost the density of the final molded body, so that the foamable plastic in the first stage must be heated as long and so high that it is the intended The final density of the molded body to be produced is almost reached. The dimensions of the blank, i.e., its length, width, height, or diameter, become appropriate chosen so that it can just be inserted into the open cavity. is one dimension of the blank is significantly smaller than the dimension of the hollow shape, so a pre-expanded foam material is to be selected, which the Hohlrorm in the second foaming stage is still able to fill completely.

Als für das Verfahren der Erfindung besonders gut geeignete Schaumstoffe haben sich diejenigen erwiesen, die aus einem schäumbaren Kunststoff erzeugt worden sind, der neben oder anstelle des als Treibmittel verwendeten Harnstoffs bzw. Dimethylharnstoffs Formamid oder Monomethylformamid enthält. Diese Zusätze werden etwa in der gleichen Menge eingesetzt wie Harnstoff.As foams particularly well suited for the process of the invention those that have been produced from a foamable plastic have been found are, in addition to or instead of the urea or dimethylurea used as a propellant Contains formamide or monomethylformamide. These additives are roughly the same Amount used like urea.

Bei der Anfertigung des Rohlings werden einspringende Formdetails nicht berUcksichtigt. Die Hohlform enthält zur Ausbildung einspringender Detailformen entsprechende VorsprUnge, die sich beim Einlegen des Rohlings oder beim Schließen der Hohlform in den Schaumstoff eindrUcken. Dabei treten in der Regel in der Umgebung des Formvorsprungs Brilohe, Risse und Stauchungen im Schaumstoft auf. Diese Fehlstellen heilen jedoch in der zweiten Schäumstufe vollständig wieder aus und es entsteht ein der Hohlform auch an stark detaillierten Formzonen exakt anliegender Formk#rper.When the blank is made, there are re-entrant details of the shape not taken into account. The hollow shape contains re-entrant detail shapes corresponding projections, which are when inserting the blank or when closing the mold into the foam. These usually occur in the area Brilohe of the protrusion, cracks and upsets in the foam. These flaws however, they heal completely in the second foaming stage and it is created a molded body that fits exactly to the hollow mold even at highly detailed mold zones.

Ausspringende Formdetails, die durch entsprechende Vertiefunken und Ausbuchtungen in der Forrnwand zu bilden sind, werden bei dem Verfahren der Erfindung nur in dem Maße scharf abgebildet, wie es die Expansionsfähigkeit des Schaumstoffes in der zweiten Stufe gestattet. Ausspringende Formdetails sollen deshalb vorzugsweise nur wenig über die umgebende Formteilfläche herausragen. Die Ausbildung derarti&er Formdetails wird erleichtert, wenn der Rohling unter Stauchung in der Umgebung dieses Details in die Hohlform eingepaßt wird. Für stärkere Vorsprünge kann ggf. ein besonderer Zuschnitt des vorgeschäumten Materials lose an der entsprechenden Stelle der Hohlform eingelegt werden, der in der zweiten Schäumstufe mit dem Hauptteil des Schaumstoffes verschweißt.Protruding shape details, which are indicated by corresponding indentations and Bulges to be formed in the mold wall are used in the method of the invention only shown sharply to the extent that the foam's ability to expand permitted in the second stage. Protruding shape details should therefore be preferred protrude only a little over the surrounding molded part surface. The training like this Shape details are facilitated when the blank is under compression in the vicinity of this Details is fitted into the hollow form. If necessary, a special one can be used for stronger protrusions Cut the pre-expanded material loosely at the corresponding point on the hollow mold inserted in the second foaming stage with the main part of the foam welded.

Zur Herstellung der Rohlinge verwendet man vorteilhaft vorgeschäumtes Material in Form eines geeigneten Halbzeugs, wie Platten, Vierkantstäbe, Rundstäbe oder andere Profile, die man durch freies Aufschäumen von entsprechend geformten Stücken des schäumbaren Kunststoffes erhalten kann. Es kann zweckmäßig sein, den Schäumvorgang der ersten Stufe in mehrere Teilabschnitte zu unterteilen. Man kann z.B. eine frei voysgeFchSumte Platte zwischen geraden Platteqebfnen oder zwischen gekrümmten oder gewölbten Platten zu einem schalenförmigen Zwischenprodukt verarbeiten.Pre-expanded material is advantageously used to produce the blanks Material in the form of a suitable semi-finished product, such as plates, square bars, round bars or other profiles that can be obtained by free foaming of appropriately shaped Can get pieces of foamable plastic. It may be useful to use the To divide the foaming process of the first stage into several sections. One can E.g. open a freely voysed panel between straight panels or between Process curved or convex plates into a bowl-shaped intermediate product.

Aus dem in der ersten Stufe hergestellten Halbzeug wird der Rohling durch Fräsen, Stanzen oder Schneiden mit dem Hitzdraht herausgearbeitet und in die kalte oder vorgewärmte Hohlform eingelegt. Die Hohlform besteht zweckmäßigerweise aus Metall und ist einschließlich der Verschlußvorrichtung so fest gearbeitet, daß sie dem Druck des eingeschlossenen Schaumstoffes gewachsen ist. Dieser kann Werte bis zu etwa 5 kp/cm2 erreichen. Je nach den Erfordernissen des Einzelfalles besteht die Hohlform aus zwei oder mehr Teilstücken.The blank is made from the semi-finished product produced in the first stage worked out by milling, punching or cutting with the hot wire and into the cold or preheated mold inserted. The hollow shape is expediently made made of metal and is worked so firmly, including the locking device, that it can withstand the pressure of the enclosed foam. This can have values reach up to about 5 kp / cm2. Depending on the requirements of the individual case the hollow form made up of two or more pieces.

Das Einlegen in eine vorgewärmte Form läßt eine Beschleunigung des Formumlaufs bei Serienfertigungen zu, jedoch soll die Formtemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des vorgeschäumten Materiales, d.h., in der Regel nicht über 150 - 1800C liegen.Placing it in a preheated form can accelerate the Mold circulation in series production, but the mold temperature should be below the Softening temperature of the pre-expanded material, i.e. usually not above 150 - 1800C.

Der Rohling wird in der geschlossenen Hohlform in der Regel auf Temperaturen im Bereich von 200 - 2300C erhitzt, wobei man eine beliebige Heizvorrichtung, z.B. Strahlungsheizer, Heißluftgeräte oder ein Flüssigkeitsheizbad verwenden kann.The blank is usually heated to temperatures in the closed hollow mold heated in the range of 200-2300C using any heating device, e.g. Can use radiant heaters, hot air devices or a liquid heating bath.

Die notwendige Erhitzungsdauer hängt von mehreren Faktoren ab, wie von der Art der Heizvorrichtung und des Heizmediums, der Dicke und Wärmekapazität der Form und von der Größe des Formteils selbst. Es ist jedoch nicht erforderloch, den Schaumstoff durch und durch gleichmäßig zu erwärmen, vielmehr genügt im allgemeinen eine Erhitzung der der Hohlform anliegenden Zonen. Für die Herstellung verhältnismäßig kleiner Formteile mit Dicken in der Größenordnung von 1 bis 2 cm kann bei gutem Wärmeübergang eine Erhitzungsdauer von 5 bis 15 Minuten ausreichend sein.The necessary heating time depends on several factors, such as on the type of heating device and heating medium, the thickness and heat capacity the shape and size of the molded part itself. However, it is not necessary It is generally sufficient to heat the foam evenly through and through a heating of the zones adjacent to the hollow form. For the manufacture proportionate Small moldings with thicknesses of the order of 1 to 2 cm can be used with good Heat transfer a heating time of 5 to 15 minutes will be sufficient.

Das fertige Formteil kann der Form entnommen werden, sobald die Temperatur des Schaumstoffes unter die Erweichungstemperatur, d.h., 150 - 180°G gesunken ist. Die nach dem Verfahren der Erfindung erzeugten Fornikörper zeichnen sich nicht nur durch hohe Maßgenauigkeit und scharfe Wiedergabe der Formdetails, sondern auch durch eine glatte undgeschlossenzellige Oberfläche aus.The finished molding can be removed from the mold as soon as the temperature of the foam has fallen below the softening temperature, i.e. 150 - 180 ° G. The after the procedure Draw the shape body generated by the invention not only through high dimensional accuracy and sharp reproduction of the shape details, but also by a smooth and closed-cell surface.

Claims

1 Process for the production of molded articles from rigid foam by Heating a plastic that is based on 100 parts of a copolymer of 10 to 90% by weight of acrylic or methacrylic acid, 10 to 90% by weight of an amide and / or nitrile of acrylic or methacrylic acid, optionally up to 40% by weight of one or more unsaturated copolymerizable compounds at least 5 parts of urea or dimethyl urea contains, whereby the plastic is foamed in two stages, namely in the first stage without pressure and in the second stage in a closed hollow mold, according to the main patent (application P 16 94 859.7), characterized in that one produces a blank from the foam produced in the first stage, which corresponds approximately to the dimensions of the molded body to be produced, this into a multi-part hollow mold presses and during the second foaming stage in the closed Heated hollow mold.

2. The method according to claim 1, characterized in that the foamable Plastic in addition to or instead of urea or

Contains dimethylurea, formamide or monomethylformamide.