DE2133628B2 - Verfahren zur herstellung von phenol- aldehydschaumstoffen - Google Patents

Description

— notwendige Benutzung von großen Mengen an 65 Säuremittel zur Aufschäumung und Aushärtung

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Her- des Gemisches während einiger Minuten bei den

:llung von Schaumstoffen auf Basis der Phenol- Temperaturen unter 100⁰C, was die Korrosivität

Idehydkondensationsprodukte. Die genannten des herzustellenden Schaumstoffes bei seinem

Kontakt mit vielen in der Praxis eingesetzten Konstruktionsmerkmalen bestimmt;

—niedrige Stabilität der Resolharze bei ihrer Lagerung und Transport, was in der Regel einige Wochen dauert und was die nachfolgende Behandlung dieser Resolharze in einen Schaumstoff mit niedrigem Raumgewicht erschwert, besonders wenn die Herstellung des Schaumstoffes »in situ« erfolgt. ίο

Außerdem stehen die Schaumstoffe, die auf Basis von Phenol-Aldehydharzen vom Resol-Typ hergestellt sind, an Qualität den Schaumstoffen auf Basis von Novolakiarzen nach, weil sie eine niedrigere Wasserbeständigkeit und Feuerfestigkeit aufweisen.

Bekannt ist ferner das in der DT-PS 8 60 551 beschriebene Verfahren zur Herstellung von Phenolaldehyd-Kondensationsprodukten vom Novolaktyp mit geringem Sulfogruppengehalt, die durch Sulfonierung von Novolacken mit H₂SO₄ gewonnen und zur Herstellung von Lacken und synthetischen Gerbstoffen verwendet werden. Die Verwendung der SuIfonovolacke gemäß dieser DT-PS zieht dabei nicht deren chemische Umwandlung nach sich. Ein Lackfilm aus Sulfonovolack ist unveränderter Sulfonovolack, und ein synthetischer Gerbstoff auf Sulfonovolackbasis unterscheidet sich von letzterem lediglich durch den pH und die Zusätze, die jedoch seine chemische Struktur während der Verwendung nicht verändern.

In der FR-PS 14 74 715 werden reine Novolacke beschrieben, die unter Verwendung katalytischer Mengen an Phenolsulfonsäure bereitet wurden und zur Herstellung von Preßpulvern verwendet werden.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der völligen bzw. teilweisen Beseitigung der obengenannten Nachteile der beiden bekannten Verfahren.

Der Erfindung wurde die technische Aufgabe zugrunde gelegt, ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen auf Basis der Phenol-A'.dehydkondensationsprodukte sowohl vom Resol- als auch Novolak-Typ zu schaffen, welches die Verarbeitung der angegebenen Produkte in einen Schaumstoff durch Eingießen der flüssigen Komposition in die zu füllenden Hohlräume von fast beliebigen Abmessungen, die aus den wärmeisolierenden und säurebeständigen Materialien ausgeführt sind, ermöglicht und die Verformung des Schaumstoffes bei Temperaturen unter 100" C, darunter bei 10—20^cC, in einigen Minuten oder sogar Sekunden gewährleistet. Dieses Verfahren gestattet auch schnell aufschäumende Gemische auf die Oberfläche eines Gegenstandes zu spritzen.

Das nächste Ziel der Erfindung besteht in der Erweiterung der Auswahl von Halbprodukten, die für die Verarbeitung zu qualitativen Phenol-Aldehyd-Schaumstoffen geeignet sind.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß man zur Herstellung von Schaumstoffen eine flüssige Mischung verwendet, die

60

a) Phenolaldehydkondensationsprodukte vom Novo-

lak-Typ oder deren einzelnen Analoge,

b) Phenolaldehydkondensationsprodukte vom Resol-Typ oder deren einzelnen Analoge, oder Aldehyde,

c) Säuremittel

Etwas anders wird die gestillte Aufgabe dadurch gelöst, daß man zur Herstellung von Schaumstoffen eine flüssige Mischung verwendet, die

a) Phenolaldehydkondensationsproduktevom Resol-Typ oder deren einzelnen Analoge oder Aldehyde,

b) kernsulfonierte Phenolaidehydkondensationsprodukte vom Novolak-Typ oder deren einzelne Analoge (mit oder ohne ein zusätzliches Säuremittel)

enthält.

Das heißt, die kennzeichnenden Hauptbesonderheiten der Erfindung sind:

1. Verwendung von Mischungen aus Novolakharz plus Resolbarz und/oder Novolakharz plus Aldehyd,

2. ein flüssiger Aggregatzustand dieser Mischungen,

3. die Durchführung von Verschäumungs-, Härtungs- und Verformungsprozessen im sauren Medium.

Dabei ist hervorzuheben, daß das Wesen der Erfindung durch diese drei Punkte insgesamt bestimmt wird.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung von Phenolaldehydschaumstoffen hat im Vergleich zu den bekannten Verfahren folgende Vorteile:

Es macht möglich, nicht nur Resol-, sondern auch Novolakharze, die bei der mäßigen Erwärmung (unter 100⁰C) und ohne Zwangserwärmung verschäumen und härten, mit Hilfe der Direktgießmethode und der Spritzmethode dieser Harze auf die Oberfläche des Gegenstandes zu Schaumstoffen zu verarbeiten; in diesem Sinn ist das Verfahren universell.

Weiterhin gestattet im Prinzip das Verfahren auch die Schaumstoffe auf der Grundlage von Phenolaldehydkondensationsprodukten, z. B. vom Resol- und Novolak-Typ in semikontinuierlichen und kontinuierlichen Anlagen für die Verformung von Schaumstoffen herzustellen.

Schließlich löst dieses Verfahren in größerem Umfang das Problem der Verarbeitung von Phenolaldehydkondensationsprodukten zu hochwertigen Schaumstoffen unabhängig von der Herstellungszeit der Kondensationsprodukte.

Letztendlich ermöglicht das Verfahren die Schaumstoffe am Ort der Anwendung zu erhalten, welcher vom Hersteller der Phenolaldehydharze ziemlich weit entfernt ist.

Es wurde also festgestellt, daß die flüssigen Reaktionsgemische, die als Ergebnis des Mischens der Phenolaldehydkondensationsprodukte vom Novolak-Typ (oder deren individuelle Analoge) mit Phenolaldehydkondensationsprodukten vom Resol-Typ (so auch mit deren individuellen Analogen) und/oder Aldehyden entstanden sind, fähig sind, während einiger Sekunden oder Minuten bei ziemlich niedrigen Temperaturen (unter 100⁰C) unter dem Einfluß von Säuremittel zu verschäumen und in einen harten, unschmelzbaren und unlöslichen Zustand überzugehen.

Es wurde auch festgestellt, daß kernsulfierte Phenolkondensationsprodukte vom Novolak-Typ oder deren einzelne Analoge als Kondensationsprodukte vom Novolak-Typ und gleichzeitig als Säuremittel dienen können.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Phenolaldehydkondensationsprodukte vom Novolak-

Typ und Resol-Typ stellen Produkte der Umsetzung von Phenol und dessen Homologen mit aliphatischen und aromatischen Aldehyden dar.

Die allgemeinen Grundlagen zur Herstellung solcher Produkte sind in technischer Literatur weitestgehend beschrieben. So werden z. B. Phenolaldehydnovolake immer durch die Kondensation des Überschusses (molar) von Phenolen mit Aldehyden im sauren Medium erhalten.

Ein flüssiger Aggregatzustand solcher Produkte wird z. B. durch ihre unvollständige Trocknung bis zu einem Gehalt dar Ausgangssubstanz von etwa 80 bis 90% gewährleistet.

Das weitverbreiteste Verfahren zur Herstellung von Resolen ist die Durchführung des Prozesses in Bedingungen der Alkalikatalyse unter Verwendung eines Aldehydreagenz im Überschuß.

Wie aus durchgeführten Experimenten ersichtlich, hat die chemische Natur von zur Herstellung der Phenolaldehydkondensationsprodukte vom Novolak- und Resol-Typ verwendeten Phenolen und Aldehyden keine grundsätzliche Bedeutung für das Wesen dieser Erfindung.

Zufriedenstellende Ergebnisse wurden erzielt, zum Beispiel bei der Verwendung (außer Phenol selbst) von isomeren Kresolen, Xylenol und anderen Phenolen, die wenigstens zwei in ortho- und para-Stellung in bezug auf Phenolhydroxyl unsubstituierende Kerne haben; von Verbindungen der Aldehyd-Formaldehydklasse, deren niedrigmolekularer Polymermodifikationen von Acetaldehyd und Benzaldehyd usw. verwendet man vorzugsweise Phenol und Formaldehyd wegen niedriger Kosten und Verfügbarkeit.

Kernsulfierte Phenol - Aldehydkondensationsprodukte vom Novolak-Typ werden zum Beispiel durch Sulfurierung von getrockneten Kondensationsprodukten in der Schmelze mit konzentrierter Schwefelsäure hergestellt.

Phenolformaldehydnovolake stellen bekanntlich eine technische Mischung der Verbindung der allgemeinen Formel dar:

Ar -i- CH₂ — Ar -fc CH₂ — Ar

Die obengenannten Komponenten der Phenol-Aldehydkondensationsprodukte vom Resol- und Novolak-Typ werden erfindungsgemäß auch als individuelle Verbindungen verwendet. In die Rezeptur der schäumfähigen Mischung kann also statt Novolak sowohl ein der drei isomeren Dioxydphenylalkane (wie z. B. p-p'-Dioxydiphenylmethan) als auch ihre sulfonierten Derivate eingeführt werden. Auf solche Weise verwendet man z. 3. statt Resol im Gemisch

ίο 2,4,6-Trimethylolphenole, 2,2,6,6'-Tetramethylol-4, 4'-dioxydphenylalkane u. a.

Die Verfahren zur Herstellung der individuellen Verbindungen von angegebener Natur können ganz verschieden sein; diese Verfahren sind nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.

Erfindungsgemäß führt man die Resol- und Novolakkomponenten in die Zusammensetzung des Gemisches in einem Verhältnis ein, das dem gemeinsamen Gehalt an freien und gebundenen Formaldehyd von 1,3 Mol auf 1 Mol Phenol (vorzugsweise 1,5—1,7 Mol Formaldehyd auf 1 Mol Phenol) entspricht. Umgerechnet auf die 100%igen Produkte verändern sich die zulässigen Gewichtsverhältnisse in Bereichen von 85—15 bis 15—85 entsprechend.

Mach einer anderen Variante führt man erfindungsgemäß die Phenol-Aldehydkondensaüunsprodukte vom Novolak-Typ und ein Aldehydteil in die Zusammensetzung des Gemisches in einem Gewichtsverhältnis von 95—5 bis 60—40 ein.

Die Aufschäumung und Aushärtung des Schaumstoffes werden nach dem vorgeschlagenen Verfahren durch Säuren beschleunigt. Als Katalysatoren sind beliebige Säuremittel geeignet, die als Bestandteile des Gemisches einen pH-Wert des Mediums unter 6, vorzugsweise unter 4, gewährleisten.

Als Beispiele solcher Säuremittel kann man nennen:

40

45

wo Ar Oxyphenyl, η — 0 bis 10 bedeutet. Die Bindungen CH₂ sind in o- und/oder p-Stellung zum Phenolhydroxyl.

Sie enthalten auch etwas freies Phenol.

Phenol-Aldehydkondensationsprorhikte vom Resol-Typ stellen ein polydisperses Gemisch der Methylolderivate dieser Verbindungen dar, in denen Methylolgruppen in den ortho- und/oder para-Stellungen zum Phenolhydroxyl stehen, und der isomeren Phenolalkohole mit einem Phenylradikal (o,p-Hydroxibenzylalkohole, 2,4- und 2,6-Dimethylolphenole, 2,4,6-Trimethylolphenol).

Erfindungsgemäß kann man statt der Kondensationsprodukte vom Resol-Typ die einzelnen Aldehyde bzw. deren Gemische in die Zusammensetzung der schäumfähigen Mischungen einschließen, welche man bei der Herstellung der Schaumstoffe als Vernctzmittel der Kondensationsprodukte vom Novolak-Typ im sauren Medium verwendet.

Hierbei ist es möglich, Formaldehyd, Azetaldehyd, Benzaldehyd usw. einzusetzen; Formaldehyd verwendet man zweckmäßig in seiner wäßrigen Lösung.

— Mineralsäuren (Salzsäure, Schwefelsäure, Orthoborsäure, Orthophosphorsäure, Siliziumfluorwasserstoff säure u.a.);

—Organo-Mineralsäuren (Komplexsäuren vom Typ der Borsäureester mit Oxysäuren vom Typ der Oxalsäure, Arylsulfonsäure u. a.);

— Anhydride und Salze von den Mineralsäuren (B₂O₃₁P₂O₅, Aluminium- Kalzium-, Eisenchloride).

Jede der aufgezählten Verbindungen kann sowohl einzeln als auch im gemeinsamen Gemisch eingesetzt werden.

Für die Ziele der vorliegenden Erfindung verwendet man vorteilhaft solche Säuremittel, welche kernsulfonierte Phenol - Aldehydkondensationsprodukte vom Novolak-Typ bzw. ihre individuellen Analoge darstellen, oder solche Produkte, die bei der Behandlung von Arylsulfonsäuren mit karbonylhaltigen Verbindungen entstehen.

Man wird feststellen, daß solche Säuremittel die Herstellung der Schaumstoffe mit einem minimalen Gehalt an freien Säuren ermöglichen. Deshalb üben sie keinen Korrosionseinfluß auf Kohlenstoffstahl und schwachlegierten Stahl, Aluminiumlegierungen, Beton, Asbestzement u. a. aus.

Die erwähnten Produkte können z. B. nach folgenden Verfahren erhalten werden:

7 8

a) Sulfonierung der Kondensationsprodukte vom düngen behandelt man vorher mit gesättigten Kohlen-Novolak-Typ durch bekannte Sulnerungsmittel Wasserstoffen und/oder mit Fluorchlorkohlenstoff (Schwefelsäure, Sdiwefelanhydtid u. a.), (Frigen), deren Siedetemperatur von —10° bis +80⁰C

beträgt. Auf solche Weise behandelte Produkte dienen

b) Behandlung der Arylsulfonsäuren durch karbo- 5 bei der Schaumstoffherstellung gleichzeitig als Härnylhaltige Verbindungen. tungs- und Treibmittel. Solche Produkte sind ziemlich

lagerfähig, wirken aber nur beim Mischen mit Phenol-

Die Sulfonierung der Kondensationsprodukte vom aldehydkondensationsprodukten oder mit deren indi-

Novolak-Typ erfolgt, z. B. durch konzentrierte Schwe- viduellen Analogen.

feisäure, in der Regel im folgenden Verhältnis: io Erfindungsgemäß führt man zwecks Verminderung

der Toxizität des erhaltenen Schaumstoffs und Ver-

1 Mol Säure auf 1 Mol freies und gebundenes besserung der Sanitär- und Hygieneverhältnisse bei der

Phenol. Herstellung ins Gemisch organische Substanzen mit

pKa unter 8 ein, welche wenigstens eine Amino-,

Die genauen Mengen an sulfonierten! Novolak 15 Amido-, Cyanamido- oder Nitrilgruppe enthalten werden in jedem konkreten Fall bestimmt, dabei geht und fähig sind, Komplexe mit Phenol zu bilden und/ man von der Reaktivität des eingesetzten Resolharzes, oder Formaldehyd zu addieren,
von dem Sulfonierungsgrad des Novolak, von der Die obengenannten Substanzen führt man ins GeTemperatur bei der Aufschäumung des Gemisches misch in einer Menge von 0,5 bis 50 Gewichtsprozent, und anderen Faktoren aus. 20 vorzugsweise von 1 bis 20 Gewichtsprozent, ein.

Zu den für diese Erfindung geeigneten Arylsulfon- Als Beispiel dienen Melamin, Harnstoff, Akralnitril,

säuren gehört eine große Auswahl von Verbindungen, Dizyandiamid, m-Phenylendiamin, Anilin, Thioharn-

die sowohl reine Produkte (wie Naphthol-, Anthra- stoff und andere.

zen-, Phenolbenzol-, Toluol-, Naphthalinsulfonsäuren) Die meisten der vorstehend genannten organischen

als auch technische Produkte der Sulfonierung von 25 stickstoffhaltigen Verbindungen sind feste Substanzen

entsprechenden aromatischen Verbindungen durch die bei Raumtemperatur und schlecht mischbar mit ande-

bekannten Sulfonierungsmittel darstellen. ren Komponenten der schaumbildenden Mischung.

Von den karbonylhaltigen Verbindungen kann man Es wurde festgestellt, daß es zweckmäßiger ist, diese

Azetaldehyd, Azeton, Methyläthylketon, Furfurol ver- Verbindungen als Lösungen, Emulsionen und Disper-

wenden: Formaldehyd wird vorteilhaft als wäßrige 3° sionen im Wasser oder in den geeigneten organischen

Lösung eingesetzt. Lösungsmitteln, zum Beispiel in Alkoholen, ins Ge-

Die Bedingungen bei der Behandlung von Aryl- misch einzusetzen. Am besten ist die Einführung dieser

sulfonsäuren mit karbonylhaltigen Verbindungen kön- Verbindungen in Form ihrer Derivate vom Typ:
nen sich in der Abhängigkeit von der chemischen

Natur dieser Verbindungen in breiten Bereichen ver- 35 — Komplexsalze mit Mineral- oder Arylsulfon-

ändern. In der Regel erfolgt diese Operation bei Tem- säuren,
peraturen nicht höher als 15O⁰C während einiger

Minuten bis zu einigen Stunden. — Harze, welche Kondensationsprodukte des

Die Produkte der Behandlung von Arylsulfon- Harnstoff, Melamins, Dizyandiamids usw. mit

säuren mit karbonylhaltigen Verbindungen führt man 40 Formaldehyd in saurem oder alkalischem Medium

ins Gemisch in der Menge 1—50 Gew.- % ein. darstellen.

Die Aufschäumung der Mischungen von Phenol-Aldehydkondensationsprodukten vom Novolak-Typ Als Beispiele solcher Derivate kommen salzsaurer bzw. deren individuellen Analoge mit den Konden- Harnstoff, Harnstoffsalze mit Arylsulfonsäuren, Harnsationsprodukten vom Resol Typ bzw. deren indi- 45 stoff- und Melaminformaldehydharze, so auch Konviduellen Analoge oder mit Aldehyden kann bei der densationsprodukte der Kopolykondensation von Katalyse durch Säuren mit Hilfe beliebiger leicht- Formaldehyd der Arylsulfonsäuren mit organischen siedender Flüssigkeiten (wie niedrige aliphatische Verbindungen in Frage, die wenigstens eine Amino-, Alkohole, aliphatische Ester und Ketone, gesättigte Amido-, Zyanamido- oder Nitrilgruppe enthalten,
aliphatische Kohlenwasserstoffe, Fluorchlorkohlen- 50 Die kleinzellige Struktur von erfindungsgemäß erstoffe (Freone), Halogenkohlenwasserstoffe, Benzine haltenen Schaumstoffen kann verbessert werden, aber u. a.) durchgeführt werden. das Raumgewicht verringert werden, wenn man in die

Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, einen Anteil Zusammensetzung der verschäumbaren Mischung

von Petrolester mit Siedepunkt 35—50⁰C bei 760 mm oberflächenaktive Substanzen einführt.

Hg zu verwenden. 55 Dabei werden die besten Resultate unter Verwen-

Die feine Struktur der Schaumstoffe mit einem dung von nichtionogenen oberflächenaktiven Stoffen hohen Gehalt an geschlossenen Zellen läßt sich unter erhalten, die in einer Meige von 0,1 bis 10 Gewichts-Anwendung eines solchen Anteils vom Petrolester prozent, vorzugsweise von 1 bis 3 Gewichtsprozent, und einiger Freone (z. B. 1,1,2-TnSuOr-Z₁I₁I-UiChIOr- eingesetzt werden,
äthan) erhalten. ^6o Entsprechende oberflächenaktive Stoffe sind Silikon-

Je nach dem erfordernden Raiimgewicht des öle, Polymerisationsprodukte von Äthylenoxyd mit

Schaumstoffes setzt man eine leichtsiedende Flüssig- Alkylphenolen oder hochmolekularen Fettsäuren;

keit ins Gemisch in einer Menge 0,5—30 Gew.- %, vor- Zelluloseäther sowie Methylzellulose, Karboxymethyl-

zugsweise 2 20 Gew.-°_o, ein. Zellulose, oxyäthyliertes Rizinusöl und andere.

Erfindungsgemäß kernsulfierte Phenolaldehydkon- 65 Die Verwendung niedrigsiedender Flüssigkeiten als

densationsprodukte vom Novolak-Typ oder deren Treibmittel bedingt einen teilweisen Wärmeverlust im

individuelle Analoge und oder Verarbeitungsprodukte Inneren der schaumbildenden Mischung für die Ver-

von Arvlsulfonsäuren mit carbonylhaltigen Verbin- dampfung dieser Flüssigkeiten.

Die Wärmebilanz des Prozesses kann man verbessern durch den Einsatz von durch die chemische Umsetzung mit Wasser oder mit sauren Komponenten der schaumfähigen Mischung bei 20 ± 1O'^JC wärmeentwickelnden Verbindungen. Diese werden als »Wärmeaktivatoren« bezeichnet.

Die besten Ergebnisse wurden bei der Einführung aus folgenden Klassen ausgewählten Verbindungen ins Gemisch erzielt:

— Karbonate, Bikarbonate und Nitrate von alkalischen und erdalkalischen Metallen sowie Ammoniumkarbonat,

— Hydride und Karbide der Metalle aus den zweiten und dritten Gruppen des periodischen Systems der Elemente von Mendelejew,

— Metallpulver, die in der Spannungsreihe über dem Wasserstoff stehen:

Säureanhydride vom Typ B₂O₃ und P₂O₅,
Alkylchlorsilane (Trichlormethylsilan u. a.).

Die vorstehend genannten Substanzen führt man ins Gemisch in einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, ein.

An- meisten bevorzugt wurden feindisperse (nicht mehr als 200 Maschen) in der Spannungsreihe über dem Wasserstoff stehende Metallpulver, z. B. Eisen-, Aluminium-, Magnesium-, Kadm.um-, Zinkpulver, insbesondere Aluminium- und Magnesiumpulver oder deren Mischungen.

Ein wichtiger Vorteil dieser Zusätze besteht darin, daß sich bei deren Umsetzung mit einem sauren Katalysator nicht nur Wärme entwickelt, sondern ein Teil der korrosionsaktiven Säuren in deren Salze übergeht.

Erfindungsgemäß benutzt man also bei der Herstellung der Schaumstoffe eine flüssige Mischung, die aus

1) den Phenol-Aldehydkondensationsprodukten vom Novolak-Typ bzw. deren einzelnen Analogen und

2) den Phenol-Aldehydkondensationsprodukten vom Resol-Typ bzw. deren einzelnen Analogen oder Aldehyden und 3) dem Säuremittel besteht.

Die Erfindung sieht die Herstellung der flüssigen Mischung aus den Komponenten, die in einem flüssigen Aggregatzustand sind, vor. Im Prinzip kann aber auch ein oder mehrere Komponenten in fester Form verwendet werden, insbesondere wenn sie in den relativ geringen Mengen eingesetzt werden.

Man verwendet zweckmäßig eine Mischung, welche aus den flüssigen Ausgangskomponenten besteht, weil dabei die Dosierung und Vermischung der Komponenten vereinfacht werden.

Während Verfahren zur Herstellung der flüssigen Resolharze weit bekannt sind, ist praktisch die Herstellung der flüssigen Novolakharze, insbesondere ohne Verwendung der speziellen Lösungsmittel, unbekannt. Es wurde nun festgestellt, daß sich ein flüssiges Novolakharz nach dem Verfahren herstellen läßt, das auf der Ausschließung der Wärmebehandlungsstufe und auf der Dauerverminderung bei der Vakuumtrocknung während des typischen technologischen Prozesses der Herstellung von Handelsnovolakharz basiert.

Die Erfindung sieht auch eine andere Variante zur Herstellung der Schaumstoffe vor. Diese basiert auf der Verarbeitung der flüssigen Mischung, die au

1) den kernsulfierten Produkten vom Novolak-Typ um

2) den Phenol-Aldehydkondensationsprodukten von Resol-Typ bzw. deren individuellen Säuren und/ode Aldehyden besteht.

Sulfoderivate vom Novolak-Typ bzw. deren indi viduelle Analoge werden im flüssigen Zustand als 60 bis 90%ige Lösungen, Emulsion im Wasser, im flüssi gen Novolakharz oder in den organischen Lösungs

ίο mitteln eingesetzt.

Das Gewichtsverhältnis zwischen den Novolak und Resolkomponenten bzw. deren Analogen betrag 15—85 zu 85—15, und zwischen der Novolak-Kom ponente und Aldehyd 95—60 zu 5—40.

is Als geeignetes Säuremittel sieht die Erfindung di< Anwendung der sulfonhaltigen Verbindungen von Novolak-Typ vor, z. B. sulfierte Novolakharze ode Produkte der Behandlung von Arylsulfonsäuren mi karbonylhaltigen Verbindungen.

Die Verwendung dieser Säuremittel gewährleiste die Herstellung eines Schaumstoffes, der nicht korro sionsaktiv ist. Das Säuremittel setzt man in eine Menge von 1—50 Gew.-% in Beziehung auf das Ge misch ein.

Tn das Gemisch kann man Treibmittel, z. B. leicht

siedende Flüssigkeiten und insbesondere eine geringi

Menge Petroläther mit einem Siedepunkt von 35 bi

50°C einführen.

Das Treibmittel wird in der Menge 30 Gew.-% ir

bezug auf das Gemisch verwendet.

Es ist vorteilhaft, das Treibmittel als ein lagerfähige:

Mischprodukt mit der Verbindung vom sulfonhaltigei

Novolak-Typ einzuführen.

Die Erfindung sieht den Einschluß von organischer

Verbindungen in der Menge 0—50 Gew.- % vor, di nicht weniger als eine Amido-, Amino-, Zyanamid und Nilrilgruppe mit pKa nicht höher als 8 enthalten und welche mit Formaldehyd reagieren und/oder ein Komplexbildung mit Phenol ermöglichen.

Es ist vorteilhaft, diese Verbindungen z. B. als Um Setzungsprodukte mit Arylsulfonsäuren und/oder mi Aldehyden ins Gemisch einzuführen.

Man kann auch ins Gemisch Schaumbildungsregler (verschiedene oberflächenaktive Stoffe) unc

Wärmeaktivatoren (Stoffe, die bei der Reaktion mil den Komponenten des Gemisches Wärmeentwickluni ermöglichen) einführen.

Die Technologie der Herstellung der Schaumstoff« auf Basis von Phenol-Aldehydkondensationsproduktei

so besteht darin, daß obengenannte Komponenten ir einem bestimmten Gewichtsverhältnis vermischt werden und danach anschließendes Eingießen des entstehenden flüssigen Gemisches in die zu füllendet Hohlräume erfolgt oder das Spritzen dieses Gemische;

auf die Oberfläche des Gegenstandes.

Die Vermischung der Komponenten und Dosieruni des Gemisches können in Anlagen, die nach ihrei Konstruktion den bei der Herstellung von Polyurethan schaumstoff üblichen Anlagen ähnlich sind, durch

geführt werden.

Die Aufschäumung und Aushärtung des Gemisches verläuft während einiger Sekunden oder Minuten bei Temperaturen, die der Raumtemperatur gleich sind oder während der Erwärmung des Gemisches und/ode)

6s der Form bei nicht höher als 100⁰C.

Die Rezepturen der verschäumenden Gemische, dii in der vorliegenden Erfindung angemeldet sind, werde unten angeführt

N.N. Bezeichnung des Mischungsbestandteils

Rezeptur

1 2

Ia Phenolaldehydkondensationsprodukte vom Novolak-Typ 85—15 95—60 —

und/oder ihre Analoge (in Gewichtsteilen)

2a Phenolaldehydkondensationsprodukte vom Resol-Typ und/ 15—85

oder ihre Analoge (in Gewichtsteilen)

2 b Und/oder Aldehyde (in Gewichtsteilen) — 5—40 —

3 Kernsulfierte Derivate der Phenolaldehydkondensations- — — produkte vom Novolak-Typ und/oder ihre Analoge (in Gewichtsteile)

4 Säuremittel (darunter sulfiertes Novolakharz), % auf Ge- 1—50 1—50 wicht der Mischung

5 Treibmittel, % auf Gewicht der Mischung

6 Organische stickstoffhaltige Verbindungen der genannten Klassen, % auf Gewicht der Mischung

7 Oberflächenaktive Stoffe, % auf Gewicht der Mischung

8 Wärmeaktivatoren, % auf Gewicht der Mischung

15—85 —

85—15

0—50

5—40 95—60

0—50

0—30	0—30	0—30	0—30
0—50	0—50	0—50	0—50
0—10	0—10	0—10	0—10
0—10	0—10	0—10	0—10

In der Praxis muß man erfindungsgemäß bei der Herstellung von Schaumstoffen mit zwei—drei Mischungskomponenten an Stelle der sechs—sieben in der Tabelle aufgeführten arbeiten, weii einige der aufgezählten Komponenten bei der Mischung untereinander lagerfähige Produkte bilden und damm noch ir. der Herstellungsstufe beim Hersteller vereinigt werden können.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Phenolaldehydschaumstoffe haben physikalisch-mechanische und wärmephysikalische Kennwerte, die denen der bekannten Stoffe gleicher Struktur ähnlich sind, aber in ihrer Feuerfestigkeit und Flexibilität höher sind.

Die nachstehend folgenden Beispiele umfassen einige mögliche, aus der oben aufgeführten Beschreibung folgende, Aspekte und dienen zur Illustration.

Nachfolgend wird die Komponentenherstellung der %'erschäumbaren Mischung beschrieben und Handelsnamen der verwendeten Produkte dechiffriert.

Beispiel A

Herstellung der Kondensationsprodukte
vom Novolak-Typ

Produkt I
Herstellung von Novolakharz Nr. 1,3

1 Mol Phenol wird mit 0,9 Mol Formaldehyd (37% wäßrige Lösung) kondensiert. Als Katalysator dient Schwefelsäure.

Nach Beendigung der Synthese wird Wasser zum Teil (Harz 1) oder vollständig (Harz 3) abdestilliert.

55 Die Viskosität des Harzes Nr. 1 beträgt 5600 cP bei 20⁰C, der Wassergehalt 11%, der Gehalt an freiem Phenol 10%.

Die Tropfenabfaülemperatur des Harzes Nr. 3 beträgt 109° C, der Phenolgehalt in Wasserabwesenheit 6%.

Produkt II
Herstellung eines flüssigen Novolakharzes Nr. 2

1 Mol Phenol wird mit 0,7 Mol Formaldehyd in Gegenwart von Essigsäure-Zink als Katalysator kondensiert. Nach dem Verbrauch von 90% des in der Reaktion eingesetzten Fonnaldehyds führt man ins Gemisch Schwefelsäure in einer Menge bis zum Erreichen eines pH-Wertes von 1,4 ein; die Kondensation läuft bei 100⁰C 2 Stunden. Das Wasser wird zum Teil abdestilliert.

Das Harz besitzt die Viskosität 4200 cP; der Phenolgehalt beträgt 12%, der Wassergehalt 13 %.

Produkt III
Herstellung von Sulfonnovolakharze Nr. 1, 2, 3

Ein entwässertes, durch die Kondensation von 1 Mol Phenol mit 0,65 Mol Formaldehyd erhaltenes Novolakharz wird mit 96% Schwefelsäure bei 90—12O⁰C 4 Stunden sulfoniert.

Das erhaltene Sulfonharz wird mit 25 Gewichtsprozent Wasser verdünnt.

Die Analysenkennwerte der Harze sind in Tabelle I aufgeführt.

Tabelle 1

Bezeich	Menge von	Viskosität	Gehalt an	Gehalt
nung des	Mol HjSO,	der 60%	freiem	CH2O
Sulfon-	auf 1 Mol	alkoholischen	Phenol
harzes	eines freien	Lösung
	und ver
	bundenen
	Phenols
	im Harz		(%)	(%)
	2

1
2
3

0,3 0,6

10,2	kein
6,2	kein
kein	kein

Nach dieser Methodik wird ein sulfiertes Isomer- femisch von Dioxydiphenylmethanen hergestellt.

Beispiel B

Herstellung der Kondensationsprodukte vom Resol-Typ

Produkt IV — flüssige Resolharze

Die Resolharze Nr. 1 und Nr. 2 werden durch die Kondensation 1 Mol Phenol mit 1,5 und 2,5 Mol Formaldehyd entsprechend beim pH-Wert von 8,9 (Katalysator NaOH) und bei einer Synthesetemperaiur 75°C im Laufe von 1,5 Stunden und durch die Nachneutralisation von Harzen bis pH = 7 +0,1 und danach Vakuumtrocknung bis zur Trockensubstanz $2% hergestellt.

Nr. des Harzes

Viskosität nach H ö ρ ρ le r

Gehalt an freien Phenol

3540
2890

8,9

5,6

Produkt V — Trimethylol-Phenol

Trimethyloiphenol wird durch die Kondensation in einem hochalkalifchen Medium 1 Mol Phenol mit J Mol Formaldehyd hergestellt. Die erhaltene wäßrige Lösung von Trimethyloiphenol wurde im Vakuum getrocknet.

Es wurde Trimethyloiphenol mit folgenden Kennziffern hergestellt:

1) die Trockensubstanz = 85 %.

2) Viskosität nach H ö ρ ρ 1 e r = 5600 cP.

3) Gehalt an freiem Phenol = 1,2%.

Beispiel C

Herstellung der lagerfähigen Mischungen Produkt VI — Mischprodukte ■

Die Verbindungen mit den Sulfongruppen im Kern werden bei der Temperatur nicht mehr als 40⁰C mit einem Petroläther oder mit Freon-113 behandelt.

Infolgedessen werden lagerfähige weiße Verbindungen erhalten.

Sulfonnovolakharze werden mit den 5 Gew.- % an

leichtsiedenden Flüssigkeiten und anderen Produkten, wie z. B. dem Produkt der gemeinsamen Kondensation von Sulfophenol, Harnstoff und Formaldehyd mit den 20 Gew.-% leichtsiedenden Flüssigkeiten vermischt.
Als Zellenregler des hergestellten Schaumstoffes hat

man Umsetzungsprodukte von Äthylenoxyd mit Alkylphenol verwendet.

Als Treibmittel hat man Freon-113 (1,1,2-Trichlor-, 2,2,1-Trifluoräthan) und Freon-11 (Fluortrichlormethan) verwendet.

Aus Zweckmäßigkeitsgründen sind die Beispiele Nr. 1—41, die zur Herstellung des Schaumstoffes gehören, in den Tabellen 2, 3, 4, 5 zusammengefaßt.

Der Schaumstoff in Beispielen 1—41 wurde durch die Vermischung der in der Rezeptur angegebenen Komponenten des Gemisches in beliebiger Reihenfolge hergestellt; es ist vorteilhaft, das Säuremittel zuletzt ins Gemisch einzuführen. Das erhaltene Gemisch wurde entweder ohne Wärmezufuhr oder im Wärmeschrank bei der vorgegebenen Temperatur vcschäumt und verformt.

Die Aufschäumung und Aushärtung dauerten einige Minuten und überschritten in keinem einzigen Beispiel 30 Min. Die Anfangstemperatur des Gemisches war in allen Beispielen deich und betrug um 20°.

Die Zeit von der Vermischung aller Komponenten des Gemisches bis zum Beginn der Aufschäumung wurde »Induktionsperiode der Aufschäumung« genannt.

Es wurden die Festigkeitseigenschaften des hergestellten Schaumstoffes geprüft, sein Volumgewicht, Säurezahl des Wasserauszuges (die Säuren werden aus 1 g Schaum mit 100 ml Wasser im Laufe von 8 Stunden bei 20⁰C extrahiert) und Feuerfestigkeit bestimmt.

Die Beispiele 1 bis 10 (Tabelle 2) zeigen Verarbeitungsmöglichkeiten eines Gemisches zum Schaumstoff, das verschiedene Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukte, verschiedene Säuremittel, Schaumregler, Schäumer, stickstoffhaltige organische Verbindungen und

Zusätze enthält

Die Beispiele 11 bis 16 (Tabelle 3) zeigen die Verarbeitungsmöglichkeiten von sulfierten Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukten vom Novolak-Typ oder deren Analoge zu Schaumstoff. Es wird auch gezeigt, daß das Gemisch auch verschiedene Produkte vom Resol-Typ, Aldehyde und Zusätze zum Schäumen enthalten kann. Bemerkenswert sind die hohen Kennziffern der Biegefestigkeit. Diese Kennziffern über-

reffen zwei- bis dreimal anaioge Kennziffern von becannten Produkten derartiger Natur.

Die Beispiele 17 bis 25 zeigen den positiven Effekt, ien die Anwendung des Harzgemisches vom Resol-Novolak-Typ gibt: scheißbare Dichte nimmt um 30% ib (Beispiele 17, 22), die Säurezahl nimmt um das Zweifache ab (Beispiele 17, 21), die Formungszeit mmmt um das Zweifache ab (Beispiele 17, 21), und es ist möglich, den Schaumstoff bei der Temperatur unter 20⁰C herzustellen (Beispiele 18, 24).

Die Beispiele 31 bis 41 (Tabelle 5) zeigen die Anwendungsmöglichkeiten von verschiedenen Verhältnissen von Aldehyden- und Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukten vom Novolak-Typ.

5 Der Schaumstoff ist dadurch gekennzeichnet, daß er nach der Einbringung in die Flamme eines Gasbrenners innerhalb von 5 Minuten nicht glimmt, während die bekannten Materialien ohne Antipyrin als Zusatz nach der Entfernung aus der Flamme noch

ίο während einiger Minuten glimmen.

Tabelle 2

Verwendung der Phenol-Aldehyd-Novolak-Kondensationsprodukte bzw. der Analogen davon zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schaumstoffe

Nr. Bezeichnung Beispiel Nr.

12 3 4 5 6

Zusammen- Novolakharz setzung des Nr. 1 ... 100 geschäumten

Gemisches

(Angaben in

Gewichtsteilen)

Resolharz Nr. 1 ... 140

p-Phenolsulfonsäure
... 25

Novolakharz Novolakharz Novolakharz Novolakharz Novolakharz Nr. 1 ... 100 Nr. 1 ... 100 Nr. 2 ... 100 Nr. 1 ... 100 Nr. 1 ... 100

Resolharz Nr. 1 ... 140

p-Phenolsulfonsäure ... 30

OP-7 ... 2

AI+H_SPO< (100%) ... 1+3

II Verformungs- 30
temperatur des
Schaumstoffes (⁰C)

III Eigenschaften
des Schaumstoffes

30 Resolharz Trimethylol- Formalin Benzaldehyd Nr. 2...90 phenol ... 50 (37 Gew.- %) 30...

... 40

p-Phenolsul- Umsetzungs- Umsetzungs- Sulfonovolakfonsäure und produkt von produkt von harz Harnstoff p-Phenolsäure Naphth?lin- Nr. 3 ... 25 ... 30 mit Form- sulfonsäure

aldehyd ... 5 mit Form- OP — 4 ... 2 aldehyd, kombiniert mit 20 Gew.-% Freon 113 ... 70

hydroxy- OP—10 ... 2 Petroläther

äthyliertes ... 10

Rizinusöl ... 3

Petroläther- Petroläther Siliconöl fraktion ... 8 ... 2,5

(Siedebereich
35 ± 45° C)
... 8

Acrylnitril Dicyandiamid .. 1,5 ... 1,0

20

60

60

1. Rohdichte, 210
kg/m³

2. Druckfestig- —
keit, kgf/cm

50

1,8 45

2,0

35
1,5

4,2

110

4,3

17

Tabelle 2 (Fortsetzung) Nr. Bezeichnung

schäumten Gemisches (Angaben methan ...^

Novolakharz Novolakharz

in Gewichtsteilen)

«»««Phenol 70

—₁₀₀

aIdehyd30 äther ...

MethylceUulose OP — 7 ... (3 Gew.-% wäßrige Lösung). · ·

Freon II 8 mit Methylzellu-Freonll...» _{lose beschic}htete

Kreide

Harnstoff-Formaldehydharz ...

II Verformungstemperatur des Schaumstoffes (⁰C)

III Eigenschaften des Schaumstoffes

1. Rohdichte, kg/m³

2. Druckfestigkeit, kgf/cm² 1,6

3. Säureindex mg KOH 1 g Schaum —

20

55

2,3

0,2

190

- Sulfonovolak-

Freon 113 ...

80

350

verwendung uei riitiiui-'"«-v- ;■-zur Herstellung der erfindungsgemaßen

Nr. Bezeichnung

12

Zusammen- Sulfonovolak- Sulfonovolak- Sulfonicrte

setzung des harz Nr. 1 harz Nr. 1 Mischung a geschäumten ... 100 ... 100 Isomeren de

Gemisches Dioxydiphe

nylmethan ...

- Umsetzungs-

Su^onoyo a

Gemisc
(Angaben in Gewichtsteilen)

OP-7...3 Siliconöl2,5 OP - 10-2 OP 7 ... 3

Petroläther- Freon-11 — fraktion · · ·

(Siedebereich

35 ± 45°C)

Harnstoff .. 2 Harnstoff .. 2 Anilin

Verformungstemperatur des Schaumstoffes (° C)

20

20

20 50

Benzaldehyd ...

oxyäthyliertes Rizinusöl ...

Freon-113

60

28	35	82	105
0,75	1.4	3,6	4
2,1	3,3	_	._

19

Tabelle 3 (Fortsetzung)

Nr. Bezeichnung Beispiel Nr.

^ 12 13 14 15

III Eigenschaften des Schaumstoffes

Rohdichte 180 kg/m³

Druckfestig- — 1,1

keit, kg/cm*

Biegefestig- — 2,8

keit, kg/cm^s

Tabelle 4

Verwendung von Mischungen von Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukten vom Novolak- und Resoltyp in verschiedenen Gewichtsverhältnissen zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schaumstoffe

Bezeichnung Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukte vom Resoltyp

Resolharz Nr. 1 Trimethylolphenol

Beispiel Nr. Beispiel Nr.

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

I. Zusammensetzung in Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Produkts vom Resoltyp

1. Novolakharz 0 0 20 40 60 80 100 60 60 0 50 100 200

Nr. 1

2. Kondensations- 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 10 20 20 20 40 produkt von SuI-fophenolharnstoff mit Formaldehyd in Kombination mit 20 Gew.- % Freon-113

II. Verformungstempe- 20 10 20 20 20 20 20 10 20 20 20 20 20 ratur des Schaumstoffes (⁰C)

III. Aufschäumparameter

1. Induktionszeit der 550 880 300 270 265 260 260 460 440 620 320 280 200 Aufschäumung see

2. Aufschäumungs- 820 1980 440 400 390 400 520 660 580 1'iOO 490 390 330 und Härtungsdauer (see)

IV. Eigenschaften des Schaumstoffes

1. Rohdichte kg/m³ 131 480 120 110 100 90 100 120 110 270 89 35 32

2. Druckfestigkeit 13 — 12 IU 11.0 10.2 10,8 11,5 11,0 — 4,2 1,3 1,2 2,8 kgf/cm^s

3. Säurezahl des 14 — 10 8 6 6 6 6,7 4,2 — — — — — wäßrigen Schaumstoffextraktes mg KOH 1 g Schaum

Verwendung von Mischungen avs Kondensationsprodukten von Phenolaldehyd vom Novolaktyp und Aldehyden lur Herstellung der erfindungsgemäßen Schaumstoffe

Vr.	Bezeichnung	Phenol-Aldehyd-Novolak-Kondensationsprodukte	32	33	34	35	Sulfonovolakharz Nr. 2	37	38	39	40	41
		Novolakhaiz Nr. 1					Beispiel Nr.
		Beispiel Nr.					36
		31
I.	Zusammensetzung in Gewichtsteilen		35	45	55	65		30	40	50	60	70
	pro 100 Gewichtsieile des Produkts		25	25	25	25		—	—	—	—	—
	vom Novolaktyp						13,5
	1. Formalin (37 Gew.-%)	25					—
	2. Kondensationsprodukt von Sulfo-	25
	phenolharnstoff mit Formaldehyd		—	—	—	—		2	2	2	2	2
	in Kombination mit 5 Gew.-%		—	—	—	—		6	7	8	9	10
	Freon-113		60	60	60	60	2	40	40	40	40	60
	3. Propylenoxid-7	—					5
	4. Freon-113	—					60
II.	Verformungstemperatur des Schaum	60	120	84	120	270		85	62	90	130	210
	stoffes (0C)		6,2	4,9	6,1	—		5,1	3,1	5,6	9,3	—
III.	Eigenschaften des Schaumstoffes						160
	1. Rohdichte kg/ms	130			—
	2. Druckfestigkeit kgf/cm2	6,5

In den Beispielen 42—46 verwendet man für das Spritzen zwei im voraus hergestellte Komponenten.

B e i s ρ i e 1 42
Komponente I

Man vermischt 100 Gewichtsteile Resolharz Nl, $4 Gewichtsteile Novolakharz Nl, 2 Gewichtsteile PO-7, 3 Gewichtsteile Freon-113 (l,l,2-Trichlor-l,2,2-Irifluoräthan).

Komponente H

1 MoI Phenol wird mit 1,1 Mol H₈SO₄ (96%) bei l00°C sulfeniert und mit Wasser verdünnt, um 70%ige Lösung der Phenolsulphonsäure herzustellen.

Die Komponenten I und II, die man bis 40°C erhitzte, werden im Gewichtsverhältnis 4:1 dosiert und der Spritzpistole zugeführt, in der die Komponenten durch die unter 5 atü der Spritzpistole zugeführte Luft vermischt werden. Dann werden die Komponenten durch die Luft auf die vertikal eingestellte Holzplatte gespritzt, wo das Gemisch aufgeschäumt und ausgehärtet wird. Der durch das Spritzen hergestellte Schaumstoff hat das Volumgewicht von 250 kg/m⁸.

Beispiel 43

Komponente I, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen Resolharz N2 und 40 Gewichtsteilen Novolakharz Nl. Diese Kornponente wird vor dem Spritzen bis auf 50⁰C erhitzt.

Komponente II, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen des Kondeneationsprodukts von 1 Mol des Sulfenphenolharnstoffes mit 0,6 Mol CH₂O, 2 Gewichtsteilen OP-7 und 5 Gewichtsteilen Pentan.

Die Komponenten I und II werden in einem Gewichtsverhältnis 1: 0,8 dosiert, in einer Spritzpistole durch Druckluft vermischt und auf die vertikal eingestellte Pappenplatte gespritzt. Das Gemisch wird aufgeschäumt und ausgehärtet, es wird der Schaumstoff mit einem Volumgewicht von 150 kg/m^s hergestellt.

Beispiel 44

Komponente I, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen Resolharz N 2, 1 Gewichtsteile von oxyäthylierteni Kastoröl und 10 Gewichtsteilen Pentan.

Komponente II ist ein Kondensationsprodukt von

1 Mol Sulfonphenol mit 0,5 Mol Formaldehyd, das man vor dem Spritzen bis auf 38 ⁰C erhitzte.

Die Komponenten I und II werden in einer Spritzpistole in einem Gewichtsverhältnis 1:0,65 durch Plungerpumpen dosiert. Die Vermischung in der Spritzpistole und das Spritzen der Komponenten auf die Oberfläche des zu isolierenden Gegenstandes erfolgt auf Rechnung der Differenz zwischen dem Druck, den die Komponenten nach dem Dosieren durch Plungerpumpen haben und dem Luftdruck. Das Gemisch wird im Laufe von 5—15 Sekunden aufgeschäumt und ausgehärtet, es entsteht eine Schicht des aufgespritzten Schaumstoffes mit dem Volumgewicht von 80 kg/m³.

Beispiel 45

Komponente I, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen Resolharz Nl,

2 Gewichtsteilen OP-7,15 Gewichtsteilen Petroläthen

Komponente II, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen Sulfonnovolakharz N 2 und 3 Gewichtsteilen einer 70%igen H_?PO₄.

Die Komponenten I und II werden im Gewichtsverhältnis 1: 1,27 dosiert. Die Vermischung der Komponenten und das Spritzen des Gemisches erfolgen in einer Spritzpistole durch die bis 6 atü verdichtete Luft.

Nachdem das Gemisch auf eine Metallplatte mit grundierter Oberfläche gespritzt ist, wird es in 3 Sekunden aufgeschäumt, es entsteht der Schaumstoff mit dem Volumgewicht von 60 kg/m³ und der Biegefestigkeit von 5,8 kg/m³.

Beispiel 46

Komponente I, die man für das Spritzen verwende;., ist ein Gemisch von 100 Gewichtsteilen Resolharz Nl, 1 Gewichtsteil Aluminiumpulver und 2 Gewichtsteilen OP-7.

Komponente II, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch von 100 Gewichtsteilen SulfonnovolakharzN3 und 4 Gewichtsteilen einer 70%igen HjPO₄.

Die Komponenten I und II werden in einem Gewichtsverhältnis 1: 0,8 dosiert und durch die bis 8 atü verdichtete Luft auf eine Holzplatte gespritzt, die an der Kammerdecke befestigt ist, wo man das Spritzen durchführt.

Das Gemisch wird aufgeschäumt und ausgehärtet, es entsteht der Schaumstoff mit dem Volumgewicht von 71 kg/m³.

«09534/397

Claims (8)

Schaumstoffe werden als Isolier- und Konstruktionsmaterial im Bauwesen, in der Kühltechnik, in der Produktion von verschiedenen Transportmitteln, in der Isolierung der Rohrleitungen u, a. verwendet.

1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen, 5 Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von durch Mischen von flüssigen Phenol-Aldehyd- Schaumstoffen auf Basis der Phenol-Aldehydharze Resol-Kondensationsprodukten und/oder Aide- vom Novolak-Typ, das auf der Hochteraperaturhyden mit Phenol-Aldehyd-Novolak-Kondensa- behandlung von festen Ansätzen basiert, die bei der tionsprodukten, Schäumen und Härten des Ge- Vermischung des Novolakharzes, des Treibmittels und misches bei saurer Katalyse, dadurch ge-io Hexamethylentetramins entstehen. Die Auf achäumung, kennzeichnet, daß man dabei kernsulfo- Aushärtung und Formgebung solcher Ansätze erfolgt nierte Phenol-Aldehyd-Novolak-Produkte venven- in einem basischen Medium, welches Ammoniak, das det. während der thermischen Spaltung von Hexamethylen-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- tetramin entsteht, bildet.

zeichnet, daß man die kemsulfonierten Phenol- 15 Ferner ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung

Aldehyd-Novolak-Kondensationsprodukte in Form von Schaumstoffen auf B?sis der Phenolaldehydharze

»ines flüssigen Phenol-Aldehyd-Novolak-Harzes in vom ReSoI-T)¹P, basierend auf der Vermischung

Kombination mit Kondensationsprodukten von flüssiger Resole mit einem Treibmittel und auf der

Arylsulfonsäuren mit Aldehyden in einer Menge nachfolgenden Aufschäumung, Aushärtung und Form-

Von 1 bis 50%, bezogen auf das Gesamtgewicht ao gebung des im sauren Medium entstandenen Reaktions-

des Gemisches, verwendet. gemisches. Nach diesem Verfahren lassen sich Schaum-

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da- stoffe sowohl durch die Erwärmung des Reaktionsdurch gekennzeichnet, daß man ein Verhältnis der gemisches als auch ohne äußere Wärmezufuhr herkernsulf onierten Phenol - Aldehyd - Novolak - Kon- stellen.

densationsprodukte zu den Phenol-Aldehyd-Resol- 25 Jedes der beiden obengenannten Verfahren weist

Kondensationsprodukten von 85—15 zu 15—85, wesentliche Nachteile auf:

bezogen auf die Trockenprodukte, einhält. Die Verarbeitung von Novolakharzen nach dem

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- bekannten Verfahren zeichnet sich durch eine hohe durch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis der Temperatur und einen langwierigen Verformungskernsulfonierten Phenol-Aldehyd-Novolak-Kon- 30 prozeß aus, weil die Aufschlämmung der Ansätze in densationsprodukte zu den Aldehyden 95—60 zu der Schmelze von Novolakharzen bei Temperaturen 5—40, bezogen auf die Trockenprodukte, einhält. von 100—120⁰C erfolgt, die Aushärtung führt man

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- bei 140—16O⁰C während einiger Stunden durch. durch gekennzeichnet, daß man die kernsulfonier- Außerdem weist dieses Verfahren die Periodizität und ten Phenol-Aldehyd-Novolak-Kondensationspro- 35 Stationärität des technologischen Prozesses auf, bedukte nach ihrem Vermischen mit aliphatischen dingt durch den zyklischen Ablauf des Verformungs-Kohlenwasserstoffen und/oder Halogen-Kohlen- prozesses vom festen Ansatz zu einem Schaumstoff bei Wasserstoffen, die Siedepunkte von —10°C bis relativ hohen Temperaturen. Dieses Verfahren fordert + 80⁰C haben, verwendet. auch eine komplizierte Apparaturausrüstung des Pro-

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, da- 40 zesses, die mit der Notwendigkeit der feinen Zerkleinedurch gekennzeichnet, daß man den Schaumstoffen rung und mit dem homogenen Vermischen der festen bei der Herstellung Harnstoff, Melamin, Dicyan- Komponenten, aus denen die Verschäumungskompodiamid, Acrylnitril, Anilin. Thioharnstoff und sttion zusammengestellt ist, verbunden ist.
tn-Phenylendiamid in einer Menge von 0,5 bis 50%, Die oben aufgezählten Nachteile des bekannten Verbezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, 45 fahrens zur Verschäumung der Phenol-Aldehyd-Harze aumischt. vom Novolak-Typ erklären in großem Maße die nie-

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, da- drige Rentabilität der auf diesem Verfahren basierendurch gekennzeichnet, daß man den Harnstoff, das den technologischen Prozesse, die relativ hohen Melamin, Dicjandiamid, Acrylnitril, Anilin, den Kosten und den beschränkten Anwendungsbereich Thioharnstoff, das m-Phenylendiamin vorgängig 50 der fertigen Schaumstoffe.

mit Acrylsulfonsäuren und/oder Aldehyden be- Das bekannte Verfahren zur Herstellung der Phenolhandelt. Aldehydschaumstoffe auf Basis von Resolharzen hat

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, da- folgende Nachteile:
durch gekennzeichnet, daß man 0,1 bis 10%, bezogen auf das Gesamtgewicht, Tenside und/oder 55 . , . .... , , . , . . 0,5 bis 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht des -niedrige Aktivität der Harze bei der AufGemisches, niedrigsiedende inerte Flüssigkeiten als schaumung und relativ langwierige Verformung Schäumungsmittel mit einem Siedepunkt von ^von Schaum insbesondere bei den Konstruk- -10 bis + 8O⁰C verwendet. ^{tl0nen und} Konfigurationen, die aus wärme-

_6o dämmenden Materialien ausgeführt sind (Metalle u. a.), oder im Falle, wenn die Temperatur des Arbeitsraumes unter 20⁰C liegt;