DE2133628C3

DE2133628C3 - Verfahren zur Herstellung von Phenol-Aldehydschaumstoffen

Info

Publication number: DE2133628C3
Application number: DE19712133628
Authority: DE
Inventors: Wiktor Alexeewitsch; Muraschow Jurij Semenowitsch; Walgin Wasilij Dmitriewitsch; Wladimir Nowak (Sowjetunion)
Original assignee: Wladimirskij nautschno-issledowatelskij institut syntetitscheskich smol SSSR, Wladimir (Sowjetunion)
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1971-07-06
Publication date: 1977-04-07

Description

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

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

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

lehydkondensationsprodukte. Die genannten des herzustellenden Schaumstoffes bei seinem

Kontakt mit vielen in der Praxis eingesetzten Etwas anders wird die gestellte Aufgabe dadurch

Konstraktionsmerkmalen bestimmt; gelöst, daß man zur Herstellung von Schaumstoffen

„ , eine flüssige Mischung verwendet, die
—niedrige Stabilität der Resolharze bei ihrer

Lagerung und Transport, was in der Regel einige 5 ^ Phenolaldehydkondensationsprodukte vom Resol-Wochen dauert und was die naclif olgende Be- ^TvP ^oder deren einzelnen Analoge oder Aldehyde, handlung dieser Resolharze in einen Schaumstoff b) kernsulfonierte Phenolaldehydkondensationspromit niedrigem Raumgewicht erschwert, besonders ^ukte vom Novolak-Typ oder deren einzelne wenn die Herstellung des Schaumstoffes »ia situ« Analoge (mit oder ohne ein zusätzliches Säureerfolgt, ίο mittel)

Außerdem stehen die Schaumstoffe, die auf Basis ^enthält·

von Phenol-Aldehydharzen vom Resol-Typ hergestellt Das heißt, die kennzeichnenden Hauptbesonder-

sind, an Qualität den Schaumstoffen auf Basis von heiten der Erfindung sind.·

Novolakharzen nach, weil sie eine niedrigere Wasser- 15

beständigkeit und Feuerfestigkeit aufweisen. *· Verwendung von Mischungen aus Novolakharz

Bekannt ist ferner das in der DT-PS 8 60 551 be- P^lus Resolharz und/oder Novolakharz plus

schriebene Verfahren zur Herstellung von Phenol- Aldehyd,

aldehyd-Kondensationsprodukten vom Novolaktyp 2. ein flüssiger Aggregatzustand dieser Mischungen,

mit geringem Sulfogruppengehalt, die durch Sulfo- 20 , ,. ~ .... ~ ... „.

nierung von Novolacken mit H₈SO₄ gewonnen und zur ³" f^ie ^hfuhrung von Verschaumungs-, Har-

Herstellung von Lacken und synthetischen Gerb- '""f ^und Verformungsprozessen im sauren

stoffen verwendet werden. Die Verwendung der Sulfo- Medium.

novolacke gemäß dieser DT-PS zieht dabei nicht deren Dabei ist hervorzuheben, daß das Wesen der Erfin-

chemische Umwandlung nach sich. Ein Lackfilm aus 25 dung durch diese drei Punkte insgesamt bestimmt wird.

Sulfonovolack ist unveränderter Sulfo no volack, und Das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung von

ein synthetischer Gerbstoff auf Sulfonovolackbasis Phenolaldehydschaumstoffen hat im Vergleich zu den

unterscheidet sich von letzterem lediglich durch den bekannten Verfahren folgende Vorteile:

pH und die Zusätze, die jedoch seine chemische Struk- Es macht möglich, nicht nur Resol-, sondern auch

tür während der Verwendung nicht verändern. 30 Novolakharze, die bei der mäßigen Erwärmung

In der FR-PS 14 74 715 werden reine Novolacke (unter 100 C) und ohne Zwangserwärmung verschäu-

beschrieben, die unter Verwendung katalytischer men und härten, mit Hilfe der Direktgießmethode und

Mengen an Phenolsulfonsäure bereitet wurden und zur der Spritzmethode dieser Harze auf die Oberfläche des

Herstellung von Preßpulvern verwenden werden. Gegenstandes zu Schaumstoffen zu verarbeiten; in

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der 35 diesem Sinn ist das Verfahren universell,

völligen bzw. teilweisen Beseitigung der obengenannten Weiterhin gestattet im Prinzip das Verfahren auch

Nachteile der beiden bekannten Verfahren. die Schaumstoffe auf der Grundlage von Phenol-

Der Erfindung wurde die technische Aufgabe zu- aldehydkondensationsprodukten, z. ö. vom Resol-

grunde gelegt, ein Verfahren zur Herstellung von und Novolak-Typ in semikontinuierlichen und konti-

Schaumstoffen auf Basis der Phcnol-Aldehydkonden- 40 nuierlichen Anlagen für die Verformung von Schaum-

sationsprodukte sowohl vom Resol- als auch Novolak- stoffen herzustellen.

Typ zu schaffen, welches die Verarbeitung der an- Schließlich löst dieses Verfahren in größerem Umgegebenen Produkte in einen Schaumstoff durch Ein- fang das Problem der Verarbeitung von Phenolgießen der flüssigen Komposition in diie zu füllenden aldehydkondensationsprodukten zu hochwertigen Hohlräume von fast beliebigen Abmessungen, die aus 45 Schaumstoffen unabhängig von der Herstellungszeit den wärmeisolierenden und säurebeständigen Ma- der Kondensationsprodukte.

terialien ausgeführt sind, ermöglicht und die Verfor- Letztendlich ermöglicht das Verfahren die Schaum-

munj des Schaumstoffes bei Tempexaturen unter stoffe am Ort der Anwendung zu erhalten, welcher

100° C, darunter bei 10—20⁰C, in einigen Minuten vom Hersteller der Phenolaldehydharze ziemlich weit

oder sogar Sekunden gewährleistet Dieses Verfahren 50 entfernt ist.

gestattet auch schnell aufschäumende Gemische auf Es wurde also festgestellt, daß die flüssigen Reak-

die Oberfläche eines Gegenstandes zu spritzen. t^onsgemische, die als Ergebnis des Mischens oer

Das nächste Ziel der Erfindung besieht in der Er- Phenolaldehydkondensatiionsprodukte vom Novolak-

weiterung der Auswahl von Halbprodukten, die für Typ (oder deren individuelle Analoge) mit Phenol-

die Verarbeitung zu qualitativen Phenol-Aldehyd- 55 aldehydkondensationsprodukten vom Resol-Typ (so

Schaumstoffen geeignet sind. auch mit deren individuellen Analogen) und/oder

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe da- Aldehyden entstanden sind, fähig sind, während

durch gelöst, daß man zur Herstellung von Schaum- einiger Sekunden oder Minuten bei ziemlich niedrigen

stoffen eine flüssige Mischung verwendet, die Temperaturen (unter 100⁰C) unter dem Einfluß von

, , „ . . , .. 60 Säuremittel zu verschäumen und in einen harten, un-

a) PhenolaldehydkondensaüonsproduktevomNcvo- _schmei_zbaren und unlöslichen Zustand überzugehen. lak-Typ oder deren einzelnen Analoge, _{£s wurde auch} f_estgestcn_t> daß kernsulfierte Phenol-

b) Phenolaldehydkondensationsprodukte vom Re- kondensationsprodukte vom Novolak-Typ oder deren sol-Typ oder deren einzelnen Analoge, oder einzelne Analoge als Kondensationsprodukte vom Aldehyde, 65 Novolak-Typ und gleichzeitig als Säuremittel dienen

c) Sauremittel _Dje -_{n def vorliegerKlen} Erfindung verwendeten enthält. Phenolaldehydkondensati.onsprodukte 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 der 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.

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

Ar -[- CH₂ — Ar -];- CH₈ — Ar

Die obengenannten Komponenten der Phenol-Aldehydkondensationsprodukts vom Resol- und Novoiak-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'-Dioxydiphenylmcthan) als auch ihre sulfonierten Derivate eingeführt werden. Auf solche Weise verwendet man z. B. 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.

Nach einer anderen Variante führ; man erfindungsgemäßdie Phenol-Aldehydkondensatiunsprodukte 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:

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

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

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-Aldehydkondensationsprodukte vom Resol-Typ stellen ein polydisperses Gemisch der Methylolderivate dieser Verbindungen dar, in denen Methylolgruppen in den ortho- und/oder p^ra-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 Vernetzmittel 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.

— Anhydride und Salze von den Mineralsäuren (B₂O₃)PX)₅, 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 Koirosionseinfluß auf Kohlenstoffstahl und schwachlegierten Stahl, Aluminiumlegierungen, Beton, Asbestzement u. a. aus.

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

a) Sulfonierung der Kondensationsprodukte vom Novolak-Typ durch bekannte Sulfierungsmittel (Schwefelsäure, Schwefelanhydrid u. a.),

b) Behandlung der Arylsulfonsäuren ^durch karbonylhaltige Verbindungen.

Die Sulfonierung der Kondensationsprodukte vom Novolak-Tvp erfolgt, z. B. durch konzentrierte Schwefeisäure, in der Regel im folgenden Verhältnis:

1 Mol Säure auf 1 Mol freies und gebundenes Phenol

Die genauen Mengen an sulfonierten! Novolak werden in jedem konkreten Fall bestimmt, dabei geht man von der Reaktivität des eingesetzten Resolharzes, von dem Sulfonierungsgrad des Novolak, von der Temperatur bei der Aufschäumung des Gemisches und anderen Faktoren aus

Zu den für diese Erfindung geeigneten Arylsulfonsäuren gehört eine große Auswahl von Verbindungen, die sowohl reine Produkte (wie Naphthol-, Anthrazen-, Phenolbenzol-, Toluol-, Naphthalinsulfonsäuren) als auch technische Produkte der Sulfonierung von entsprechenden aromatischen Verbindungen durch die bekinnten Sulfonierungsmittel darstellen.

Von den karbonylhaltigen Verbindungen kann man Azetaldehyd Azel, Methylvinylketon, Furfurol verwenden· Formaldehyd wird vorteilhaft als wäßrige L

ösuneeipHKem

Die Bedingungen bei der Behandlung von Arylsulfonsäuren mit karbonylhaltigen Verbindungen köndüngen behandelt man vorher mit gesättigten Kohlen-Wasserstoffen und/oder mit Fluorchlorkohlenstoff (Frigen), deren Siedetemperatur von -10° bis +80⁰C beträgt. Auf solche Weise behandelte Produkte dienen bei der Schaumstoffherstellung gleichzeitig als Härtungs- und Treibmittel. Solche Produkte sind ziemlich lagerfähig, wirken aber nur beim Mischen mit Phenolaldehydkondensationsprodukten oder mit deren individuellen Analogen.

Erfindungsgemäß führt man zwecks Verminderung der Toxizität des erhaltenen Schaumstoffs und Verbesserung der Sanitär- und Hygieneverhältnisse bei der Herstellung ins Gemisch organische Substanzen mit pKa unter 8 ein, welche wenigstens eine Amino-, Amido-, Cyanamido- oder Nitrilgruppe enthalten und fähig sind, Komplexe mit Phenol zu bilden und/ oder Formaldehyd zu addieren.

Die obengenannten Substanzen fuhrt man ms Gemisch m einer Menge von 0,5 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 1 bis 20 Gewichtsprozent, ein.

Als Beispiel dienen Melamin, Harnstoff, Akralnitnl, Dizyandiamid, m-Phenylendiamm, Amiin, Thioharnstoff und andere.
Die meisten der vorstehend genannten organischen

*₅ stickstoffhaltigen Verbindungen sind feste Substanzen bei Raumtemperatur und schlecht mischbar m.anderen Komponenten der^.^^.^;^"¹¹«:

Es wurde festgestellt, daß es zweckmäßiger ist, diese Verbindungen als Lösungen, Emulsionen und^isper-

sionen im Wasser oder in den geeigneten organischen Lösungsmitteln, zum Beispiel in Alkoholen, ins Gemisch einzusetzen. Am besten ist die Einführung dieser Verbindungen in Form ihrer Derivate vom Typ:

Katalyse durch Säuren mit Hilfe beliebiger leichtödender FWwirtdteii iwie niedrige aliphatische Aiv I , rTT^. 1: ™\7"f_m eesättiete ÄSi SSSSS^ FluoSloSlet

Benzine

E^ÄeÄStzweckmäßig, einen Anteil

cjuuuuiisasciuiuj ιοί ^w -vn"Γ hei 760 mm

von Petrolesto mit Siedepunkt 35-50 C be, mm

IS Tetae² sSktur der Schaumstoffe mit einem hohen Gehalt an geschlossenen Zellen läßt sich unter AnwendB^g eines solchen AnteSs vom Pettolester and einiger Freone (, B. !,W-Triflnor-^I-trichlor- ^jTZai L· erfordernden Raumgewicht des Schaumstoffes setzt man eine leichtsiedende FlüssigkeitmsGeiiiischmeinerMengeO.S-SOGew.-^vor-

--20 Gew V ein?

k^nffierte PhenolaldehydkonnsaäSodokte vom Novolak-Typ oder deren adüvidnelle Analoge rand/oder Verarbeitungsprodnkte Von ArylSBlfonsära^i mit carbonyDialtigen Verbin-

^g

ändern. In der Regel erfolgt diese Operation bei Tem-.peraturen nicht höher als 150'C während einiger

BSÄng von Arylsulfon-

säuren mit karbonylhaltigen Verbindungen führt man ins Gemisch in der Menge 1-50 Gew.- % ein.

Α,?ΐ ^A _v ^ufs?^äumung ^der, Y;^SChU _v ⁿifⁿ N_0V0l ^Pa^h _k ^eTyp Aldehydkondensat-onsprodukten vom Novolak-Typ

bzw, deren individuellen Analoge mit den Konden - Komplexe mit M.nera,- oder Arylsulfonsauren,

_ Kondensationsprodukte des

Harnstoff,' Melamins, Dicyandiamid, usw. mit Formaldehyd m saurem oder alkalischem Medium darstellen.

Als Beispiele solcher Derivate kommen salzsaurer AKB P Arylsulfonsäuren, HarnHarnston, /_{h so auch Kon}.

densationsprodukte der ^polykondensation von Formaldehyd der Arylsul onsauren mit organischen Verbindungen m Frage, die wenigstens eine Amino-, Amido-, Zyanamido- oder Nitrilgruppe enthalten.

Die kleinzellige Struktur von erfindungsgemäß erhaltenen Schaumstoffen kann verbessert werden, aber ^das Raumgewioht vernngert werden, wenn man in die ZusaxnmenseUung der verschä^baren Misch^g oberflächenaktive Substanzen einfuhrt

dung von nichtionogenen oberflächenaktiven Stoffen erhalten, die in einer Menge von 01 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 1 bis 3 Gewichtsprozent,

öle, Polymerisatiansprodnkte von Athylenoxyd mit Alkjdphenolen oder faochinolekidaren Fetteanren; ZelluloseathersomeMe&ylzelWose KarboxymetkylzeUalose, oxyathyüertes Rizinusöl und andere.

Die Verwendung niedrigsiedender Flüssigkeiten als Treibmittel bedingt einen teiwefeen Wärmeverinst im Inneren der schaumbüdenden Mischung fur dre Verdampf ung dieser Flüssigkeiten.

7096H/184

993

(ο

ίο

Die Wärmebilanz des Prozesses kann man ver- der Verarbeitung der flüssigen Mischung, die au bessern durch den Einsatz von durch die chemische 1) den kernsulfierten Produkten vom Novolak-Typ un< Umsetzung mit Wasser oder mit sauren Komponenten 2) den Phenol-Aldehydkondensationsprodukten von der schaumfähigen Mischung bei 20 ± 10°C wärme- Resol-Typ bzw. deren individuellen Säuren und/ode. entwickelnden Verbindungen. Diese werden als »War- 5 Aldehyden besieht,
meaktivatoren« bezeichnet. Sulfoderivate vom Novolak-Typ bzw. deren indi

Die besten Ergebnisse wurden bei der Einführung viduelle Analoge werden im flüssigen Zustand als 60 aus folgenden Klassen ausgewählten Verbindungen ins bis 90%ige Lösungen, Emulsion im Wasser, im flüssi Gemisch erzielt: gen Novolakharz oder in den organischen Lösungs

ίο mitteln eingesetzt.

— Karbonate, Bikarbonate und Nitrate von al- Das Gewichtsverhältnis zwischen den Novolak kaiischen und erdalkalischen Metallen sowie Am- und Resolkomponenten bzw. deren Analogen betrag moniumkarbonat, 15-85 zu 85—15, und zwischen der Novolak-Konv

ponente und Aldehyd 95—60 zu 5—40.

— Hydride und Karbide der Metalle aus den 15 Als geeignetes Säuremittel sieht die Erfindung di< zweiten und dritten Gruppen des periodischen Anwendung der sulfonhaltigen Verbindungen von Systems der Elemente von M e η d e 1 e j e w, Novolak-Typ vor, z. B. sulfierte Novolalcharze odei

..... .. . . _n . Produkte der Behandlung von Arylsulfonsäuren mi

— Metallpulver, die in der Spannungsreihe über karbonylhaltigen Verbindungen

dem Wasserstoff stehen: ₂₀ Die Verwendung dieser Säuremittel gewährleiste

„. ,,., ^ τ, _n _JT, ^die Herstellung eines Schaumstoffes, der nicht korro

SaureaiihydndevomTypB.O.uiidP.O,, sionsaktiv ist. Das Säuremittel setzt man in eine.

Alkylchlorsilane (Tnchlormethylsilan u. a.). Menge von 1-50 Gew.-% in Beziehung auf das Ge·

misch ein.

Die vorstehend genannten Substanzen führt man 25 In das Gemisch kann man Treibmittel, z. B. leicht ms Gemisch in einer Menge von 01 bis 20 Gewichts- siedende Flüssigkeiten und insbesondere eine gering« Prozent, vorzugsweise von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, Menge Petroläther mit einem Siedepunkt von 35 bit ^ein- 5O⁰C einführen.

Am meisten bevorzugt wurden feindisperse (nicht Das Treibmittel wird in der Menge 30 Gew.-% ir

mehr als 200 Maschen) in der Spannungsreihe über 30 bezug auf das Gemisch verwendet
dem Wasserstoff stehende Metallpulver, z. B. Eisen-, Es ist vorteilhaft, das Treibmittel als ein

ΓΡ· ^rV ^{dieser Zusätze besteht darin}<³⁵ v%^"£^£:7%%

daß sich bei deren Umsetzung m,t einem sauren Kata- nicht weniger als eine Amido- Amino- Zyanamid lysator nicht nur Warme entwickelt, sondern ein Teil und Nitrilgruppe mit _PKa nicht höhe! als 8 enthalten der korros.onsakt.ven Sauren in deren Salze über- und welche mitformaldehyd reagSn und/oder Su

Erfindungsgemäß benutzt man also bei der Herste.- ₄o ^AZf di^SS?^^ als Um

lung der Schaumstoffe eine flüssige Mischung, die aus setzunesürodu ? Y^eii!^indung^{en 2}· B- ^{als Um};

1) den Phenol-A.dehydkondensiionsprodufien vom Μ^Ζη
Novolak-Typ bzw. deren einzelnen Ana oeen und Man kann m,rh

2) den Pheiol-Aldehydkondensationsprodukfen vom regt" (Sü£

Die Erfindung sieht die Herstellung der flüssigen
Mischung aus den Komponenten, die in einem

die Dosierung «_nd Veniusdi^g der Kompo- ₅₅ auf die Oberfiäcle des
nenten vereinfacht werden. Di "«

Während Verfahren zur Herstetong der flössigen
Resoaarze weit bekannt sind, ist praktisch die HersteBnng.terflössigenNovolakharze.insbesondereohne ΕΑ
Verwendung der spezklen Lösungsmittel, nahekam*. _6o geS? wSdef
Es wurde bei festgestellt, daß sich ein flüssiges No- Di

vDlalcha« nadb demVerfearen herstellen läÄ anf
der Ansschiießnng der Wärmebehandlnngsstafe nnd
anfderDauervemmdeningbdderVakmn^ockmmg
wtoddes U₃PJd₁^teoM^og^ben Prozesses^ e₅
Herstelhing vom Handelsnovolakharz basiert.

m^dms sieht atrcfl eine andere Variante zur
ifcrsteiteBg der Schaomstoffe vor. Diese basiert auf

993

•»r

N.N. Bezeichnung des Mischiuigslxstandteils

Rezeptur

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

und/oder ihre Analoge (in Gewichtsteilen)

2 a Phenolaldeliydkondensationsprodukte 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, weil einige der aufgezählten Komponenten bei der Mischung untereinander lagerfähige Produkte bilden und darum noch in 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 Komponcntenherstellung der verschäumbaren Mischung beschrieben und Handelsnamen der verwendeten Produkte dechiffriert.

Beispiel A

Herstellung der Kondensat ionsprodukte
VOBt Novolak-Typ

Produkt I
HersteHnng von Novolaldfmrz Nr. 1,3

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

Die Tropfenabfalltemperatur des Harzes Nr. 3 beträgt 109⁰C, der Phenolgehalt in Wasserabwesenheit

40

45 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 Formaldehyds 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 Viskosiat 420G cP; der PJtenolgehalt beträgt 12%, der Wassergehalt 13%.

6o

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

1 Mol Phenol wad mit 0*9 Mol Formaldehyd 01% wäßrige Lösung) kondensiert. Als Katalysator dientScäwefelsäure.

- Nach BeendigUHg der Synthese wird Wasser zum Teil (Harz 1) oder vollständig (Harz 3) abdestilliert. Ein entwässertes, durch die Kondensation vos 1 Mol Phenol mit 0,65 Mol Formaldehyd erhaltenes Novolakharz wird nrit 96% SchweSäsäure bei 90—320?C 4 Standen sulfoniert.

Das erhaltene Sulfonharz wird nut 25 Gewichtsprozent Wasser verdünnt

Die Ainalysenkennwerte der Harze sind in Tabelle I aufgeführt.

Tabelle 1

Bezeich- Menge von nungdes MoIH₂SO₁ Sulfon- auf 1 MoI harzes eines freien und verbundenen Phenols im Harz

Viskosität	Gehalt an	Gehalt
der 60%	freiem	CH₁O
alkoholischen	Phenol
Lösung

2 3

0,3 0,6

21 23 25

kein
kein
kein

Nach dieser Methodik wird ein sulfiertes Isomer-

B e i s ρ i e 1 B

Herstellung der Kondensationsprodukte vom neistellung uci ^^ *"

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 OcSsatorNaOH) und bei einer Synthesetemperatur 75°C hrLaufe von 1 5 Stunden und durch die NachneuSafcatioJVon Harzen bis pH = 7 T 0,1 und danach Vakuumtrocknung bis zur Trockensubstanz Hergestellt.

Nr. des Harzes

viskosität nach Höppler

Gehalt an fre.enPhenol

2890

on 5,6

Produkt V — Trimethylol-Phenol

Trimethvlolphenol wird durch die Kondensation in einem hochalkalischen Medium 1 Mol Phenol mit 3 Mol Formaldehyd hergestellt. Die erhaltene wäßrige Lösung von Trimethylolphenol wurde im Vakuum

Trimethylolphenol mit folgenden Kennziffern hergestellt.

1) die Trockensubstanz = 85 %.

2) Viskosität nach Höppler = 5600 cP.

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

Beispiele Herstellung der lageiMrigen Mischungen

Produkt VI —Mischprodukte

Die Verbindungen mit den Sulfongmppen im Kern werden bei der fenroerattur nicht mehr als 40⁰C mit einem Pefroläflier oder mit Freon-113 behandelt

fitfofeedessea "werfen lagerShige weiße Verbindöngeaeiäialten.

Sulfönnovolakharze werden mit den 5Gew.-% an leichtsiedenden Massigkeiten und anderen Pr°^dukte_ⁿ-,. W₀, _LtltPro«. ^jg-f-JggS mit den 20 Gew.-% leichtsiedenden Flüssigkeiten vermischt.
Als Zellenregler des hergestellten Schaumstoffes hat

_man Umsetzungsprodukte von Athylenoxyd mit Alkylphenol verwendet.

_Als Treibmittel hat man Freon-113 (1,1,2-TnChIOr-, 2,2,1-Trifluoräthan) und Freon-11 (Fluortnchlormethan) verwendet.

Aus Zweckmaßigkeitsgrunden sind die Beispiele Nr. 1-41, die zur Herstellung des Schaumstoffes g.-hören, in den Tabellen 2, 3, 4, 5 zusammengefaßt.

Der Schaumstoff in Beispielen 1-^1 wurde durch die Vermischung der in der Rezeptur angegebenen

Komponenten des Gemisches in beliebiger Reihen_{folge hergesteUt; es ist} vorteilhaft, das Säuremittel

zuletzt ins Gemisch einzuführen. Das erhaltene Gemisch wurde entweder ohne Wärmezufuhr oder im _{Wärmeschrank bei der vorge}g_Cbenen Temperatur verschäumt und verformt.

Die Aufschäumung und Aushärtung dauerten _ej_nige Minuten und überschritten in keinem einzigen Beispiel 30 Min. Die Anfangstemperatur des Gemisches war in allen Beispielen gleich und betrug

45 um 20°.

Die Zeit von der Vermischung aller Komponenten des Gemisches bis zum Beginn der Aufschaumung wurde »Induktionsperiode der Aufschaumung« ge-

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

Die Beispiele 1 bis 10 ^beHe 2) zeigen Verari*» tungsmöglichkeiten eines Gemisches zum SchanmstoS das verschiedene Phenol-AIdekyd-Kondensaüonsfro dukte, verschiedene Sänremittel, Scnannaegler, Schao mer, stickstoffhaltige organische Verbindungen mn Zusätze enthält.

Die Beispieleil bis 16 (Tabelle3) zeigen dieVerarbeitungsmöglichkeiten von sulfierten Phenol-Aldi hyd-Kondensationsproduklien vom ifevolalt-Typo^ deren Analoge m Schaumstoff. Es -wird ^a™JJ⁰

€5 daß das Gemisch auch verschiedene PwKfWWe Resol-Typ, Aldehyde und Zusätze zum Schanmen

^haIte11 k«»· Bemerkenswert sind «Se holien ziffern der Biegefestigkeit. Oiese Etä

treffen zwei- bis dreimal analoge Kennziffern von bekannten Produkten derartiger Natur.

Die Beispiele 17 bis 25 zeigen den positiven Effekt, den die Anwendung des Harzgemisches vom Resol-Novolak-Typ gibt: scheinbare Dichte nimmt um 30% ab (Beispiele 17, 22), die Säurezahl nimmt um das Zweifache ab (Beispiele 17, 21), die Formungszeit nimmt um das Zweifache ab (Beispiele 17, 21), und es ist möglich, den Schaumstoff bei der Temperatur unter 20° C herzustellen (Beispiele 18, 24).

Die Beispiele 31 bis 41 (Tabelle 5) zeigen die Anwendungsmöglichkeitea 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.

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

Al+H₃PO₄

(100%)

...1+3 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 Naphthalin- 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

Verformungs- 30
temperatur des
Schaumstoffes (° C)

Eigenschaften
des Schaumstoffes

30

Rohdichte,
kg/m³

210

Druckfestig- —
keit, kgf/cm

50

1,8

..1,5

60

... 1,0 60

60

35

1,5

4,2

110

4,3

(Ό

17 18

Tabelle 2 (Fortsetzung)

Zusammensetzung des geschäumten Gemisches (Angaben in Gewichtsteilen) Dioxydiphenylmethan... 100

Trimethylphenol Trimethylphenol Rjso^haK^ Kondensations- p-Phenolsulfon-

Umsetzungsprodukt von Benzolsulfonsäure und Acetaldehyd

Methylcellulose (3 Gew.-% wäßrige Lösung).-·

Freon II ...

Kondensa p

produkt von SuI- säure fophenolharnstoö und Petroläther ... 70

OP — 7 ... 2

mit Methylzellul'ose beschichtete
Kreide

20

Paraform ...

Sulfonovolakharz Nr. 3 ...

OP — 7 ... 2 Freon 113 ...

Verformungstemperatur des Schaumstoffes (⁰C)

Eigenschaften des Schaumstoffes Rohdichte, kg/m^s

Druckfestigkeit, kgf/cm² 1,6

Säureindex mg KOH 1 g Schaum —

Harnstoff-Formaldehydharz ... ;

30 20

55

2,3

0,2

190

80

350

Tabelle

Verwendung der Phenol-Aldehyd-Novolak-Kondensationsprodukte oder der kernsulfonierten Analogen davon

^C--^J »™!Hon «schaumstoffe

Verwendung aer rucuum.uvuju^

zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schaumstoffe

Zusammensetzung des geschäumten Gemisches (Angaben in Gewichtsteilen)

Sulfonovolak- Sulfonovolak- Sulfonierte Umsetzungs- Umsetzungs-

harz Nr. 1 harz Nr. 1 Mischung aus produkt von produkt von

... 100 Isomeren des Sulfonovolak- Sulfonovolak-

Dioxydiphe- harz und harz und Pe-

nylmethan Freon-113 troläther

... 100 ... 100 ...

...

Verformungstemperatur des Schaumstoffes (⁰C)

Trimethylol- Trimethylol Trimethylol- Resolharz Formalin
phenol ... 50 phenol ... 50 phenol 60 Nr. 1 ... 110 (37 Gew.-%) OP — 7 ... 3 Siliconöl 2,5 OP — 10—2 OP 7 ... 3

Petroläther- Freon-11 — —

fraktion ...

(Siedebereich

35 ± 45¹¹C)

Harnstoff .. 2 Harnstoff .. 2 Anilin —

20 20 50

Sulfonovolakharz Nr. ...100

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 Befiel Nr.

12 13 14

III Eigenschaften des Schaumstoffes

Rohdichte 180 kg/m³

Druckfestig- — 1,1

keit, kg/cm*

Biegefestig- — 2,8

keit, kg/cm*

Tabelle 4

Verwendung von Mischungen von Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukten vom Novolak- und Resoltyp in verschiedenen Gewichtsverhältnissen zur Herstellung der ernndungsgemäßen 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 1100 490 390 330 und Härtungsdauer (see)

IV. Eigenschaften des Schaumstoffes

1. Rohdichte kg/m* 131 480 120 110 100 90 100 120 HO 270 89 35 32

2. Druckfestigkeit 13 — 12 11,5 11,0 10,2 10,8 11,5 11,0 — 4,2 1,3 1,2 2,8 kgf/cm^a

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

Tabelle 5

Verwendung von Mischungen aus Kondensationsprodukten von Phenolaldehyd vom Novolaktyp und Aldehyden zur Herstellung der erfindungsgeniiißen Schaumstoffe

Bezeichnung

Phenol-Aldehyd-Novolak-Kondensationsprodukte Ncvolakharz Nr. 1 Sulfonovolakharz Nr. 2

Beispiel Nr. Bespiel Nr.

32 33 34 35 36 37 38 39

40 41

13,5 30 40 50 60 70

I. Zusammensetzung in Gewichteteilen
pro 100 Gewichtsteile des Produkts
vom Novolaktyp

1. Formalin (37 Gew.-%) 25 35 45 55

2. Kondensationsprodukt von Sulfo- 25 25 25 25 phenolharnstoff mit Formaldehyd

in Kombination mit 5 Ge*y.-%
Freon-113

3. Propylenoxid-7 — — — — —

4. Freon-113 _____

II. Verformungstemperatur des Schaum- 60 60 60 60 stoffes (⁰C)

III. Eigenschaften des Schaumstoffes

1. Rohdichte kg/m³ 130 120 84 120 270 160

2. Druckfestigkeit kgf/cm* 6,5 6,2 4,9 6,1 — —

2 5

60

2
6

85
5,1

2 7

2 8

2
9

40 40 40

62
3,1

90
5,6

130
9,3

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

Beispiel 42
Komponente I

Man vermischt 100 Gewichtsteile Resolharz Nl, 54 Gewichtsteile Novolakharz Nl, 2 Gewichtsteile PO-7, 3 Gewichtsteile Freon-113 (l.l
trifluoräthan).

Kor-ponente II

1 Mol Phenol wird mit 1,1 Mol H₂SO₄ (96%) bei 100° C sulfeniert und mit Wasser verdünnt, um 70%ige Lösung der Phenolsulphonsäure herzustellen.

Die Komponenten I und II, die man bis 4O⁰C 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/m³.

Beispiel 43

Komponente I, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen Resolharz N 2 und 40 Gewichtsteilen Novolakharz Nl. Diese Komponente wird vor dem Spritzen bis auf 50⁰C erhitzt.

Komponente II, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen des Kondensationsprodukts 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/m³ hergestellt.

Beispiel 44

Komponente I, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen Resolharz N2, 1 Gewichtsteile von oxyäthyliertem Kastoröl und 10 Gewichtsteilen Pentan.

Komponenten 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 er· folgt 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.

45

Beispiel 45

Komponente I, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen Resolharz Nl, 2 Gewichtsteilen OP-7,15 Gewichtsteilen Petroläther. Komponente II, die man für das Spritzen verwendet, ist ein Gemisch aus 100 Gewichtstcilen 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.

//j

23 24

Nachdem das Gemisch auf eine Metallplatte mit Komponente II, die man für das Spritzen verwendet

grundierter Oberfläche gespritzt ist, wird es in 3Se- ist ein Gemisch von 100 Gewichtsteilen SuIfonnovolak

künden aufgeschäumt, es entsteht der Schaumstoff mit harz N 3 und 4 Gewichtsteilen einer 70%igen H₄PO₄

dem Volumgewicht von 60 kg/m³ und der Biegefestig- Die Komponenten I und II werden in einem Ge

keit von 5,8 kg/m³. ⁵ wichtsverhältnis 1: 0,8 dosiert und durch die bis 8 ati

B s ' e 1 46 verdichtete Luft auf eine Holzplatte gespritzt, die ai

^e' P der Kammerdecke befestigt ist, wo man das Spritzet

Komponente I, die man für das Spritzen verwendet, durchführt.

ist ein Gemisch von 100 Gewichisteilen Resolharz Nl, Das Gemisch wird aufgeschäumt und ausgehärtet

1 Gewichtsteil Aluminiumpulver und 2 Gewichts- ¹⁰ es entsteht der Schaumstoff mit dem Volumgewich

teilen OP-7. von 71 kg/m³.

709BUf

f ■-

V993W

Claims

Schaumstoffe werden als Isolier- und Konstruktions- „t - tansDrüche · material im Bauwesen, in der Kühltechnik, in der Pro- n P * duktioE von verschiedenen Transportmitteln, in der * j Isolierung der Rohrleitungen u. a. verwendet.

1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen, 5 Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung voü durch Mischen von flüssigen Phenol-Aldehyd- Schaumstoffen auf Basis der Phenol-Aldehydharze Resol-Kondensationsprodukten und/oder Aide- vom Novolak-Typ, das auf der Hochtemperaturhyden 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 Aufschäumung, kennzeichnet, daß man dabei kernsulfo- „Aushärtung und Formgebung solcher Ansätze erfolgt nierte Phenol-Aldehyd-Novolak-Produkte verwen- in einem basischen Medium, welches Ammoniak, das deL während der thermischen Spaltung von Hexamethylen-

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

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

Aldehyd-Novolak-KondensationsprodukteinFonn von Schaumstoffen auf Basis der Phenolaldehydharze

eines flüssigen Phenol-Aldehyd-Novolak-Harzes in vom Resol-Typ, 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 20 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 herkernsulfonierten Phenol-Aldehyd-Novolak-K on- 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 Verformungskernsulf onierten 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—160'C 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-FCohlen- prozesses vom festen Ansatz zu einem Schaumstoff bei Wasserstoffen, die Siedepunkte von —10 C bis relativ hohen Temperaturen. Dieses Verfahren fordert +8O⁰C 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 sition zusammengestellt ist, verbunden ist.
m-Phenylendiarr.id 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 zumischt. 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, Dicyandiamid, 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 mnn 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. "?^{nen u}"^d Konfigurationen, die aus warrne-

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