DE2440792B2

DE2440792B2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung homogener, feinporiger Kunstharzschäume auf wäßriger bzw. wäßrigalkoholischer Basis

Info

Publication number: DE2440792B2
Application number: DE2440792A
Authority: DE
Inventors: Hans 4300 Essen Wilmsen (Verstorben)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-29
Filing date: 1974-08-26
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2440792A1; FR2283774A1; FR2283774B1; DE2440792C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Vorrichtungen zur Herstellung von Kunststoffschäumen sind bekannt. Diese können infolge inhärenter Nachteile jedoch noch nicht vollkommen befriedigen. Diese Nachteile sollen am Beispiel marktüblicher Vorrichtungen zur Herstellung von Aminoplastschäumen kurz erläutert werden.

Bei bekannten Geräten wird im allgemeinen erst das Schaummittel mit dem Katalysator aufgeschäumt und sodann wird das Aminoplastharz, ohne daß eine räumliche Trennung von Aufschäumkammer und der Vermischungskammer für das saure Schaummittel mit dem Amoniplastharz. vorgesehen ist, eingemischt. Der Schaummittelschaum ist aber sehr sensibel und die Aufschäumung stark temperaturabhängig. Im Sommer ist z. B. die Aufschäumtemperatur mittags bedeutend höher als morgens. Somit entstehen in unerwünschter Weise Schäume mit unterschiedlichen Raumgewichten. Auch wird die Harzdüse durch den Schaummittelschaum sehr schnell durch die aushärtenden Harzteile verschmutzt bzw. verstopft Dadurch wird teilweise nur ein Schaummittelschaum (somit ohne oder mit zu geringem Kunstharzanteil) gespritzt so daß der Schaum Im Hinb'ick auf die Raumgewichte zu niedrig liegt
Häufig ist auch die Vermischung des dickflüssigen Harzes, das in den dünnflüssigen Schaummittelschaum eingedüst wird, schwierig, da die Rezeptur durch die wechselnde Aufschäumung stark variieren kann.

Wenn keine Trennung zwischen der Aufschäum- und der Mischkammer besteht kann das Harz in die Aufschäumkammer zurücklaufen und verhärtet dort Der Schaumprozeß wird hierdurch stark gestört oder gar unterbunden.

Bei anderen bekannten Vorrichtungen versucht man, eine gute Vermischung von Schaum, Katalysator und Harz durch Prallplatten oder Rührgeräte innerhalb der Spritzpistole zu erreichen. Derartige Einbauten führen jedoch zu starken Verklebungen und Verschmutzungen des Gerätes, da sich härtendes Harz an ihnen festsetzt Zum weiteren sind die dann erforderlichen Mischungs-

kammern zu groß, um eine gute Vermischung zu gewährleisten und der mit dem üblichei-weise sauren Katalysator versetzte Schaum wird nicht schnell genug aus der Mischkammer gedrückt Bei großen Mischkammern treten auch tote Winkel oder unkontrollierbare

Jo Strömungen auf. Das Harz beginnt dann teilweise bereits zu kondensieren und dadurch wird seine Klebkraft erheblich erhöht wodurch es zu Verschmutzungen kommt

Derartige Geräte sind z.B. in der DE-PS 11 70 615

is oder der DE-OS 17 29 090 beschrieben. Gemäß DE-PS 11 70615 wird der Grobschaum in einer getrennten Kammer in einen Feinschaum übergeführt während gemäß DE-OS 17 29 090 die Schaumvorrichtung eine Aufschäumung des Schaummittels und nachträgliche

Eindüsung des Harzes vorsieht Wdtsr enthält dieses bekannte Gerät ein nachgeordnetes Mischwerk mit Zerteilungselementen.

In der CH-PS 3 51400 und 3 62 222 werden Vorrichtungen und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Feinschaum beschrieben, welche darin bestehen, daß zuerst unter Druck Grobschaum hergestellt wird, welcher unter Einwirkung eines Druckgefälles über mindestens eine langgezogene Drosselstelle in Feinschaum übergeführt wird, dem unter drucklosem Rühren Zusätze zugegeben werden. Auch in diesen Vorrichtungen erfolgt eine Schaummittelaufschäumung mit den vorher erwähnten Nachteilen.

Dei Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, die kontinuierlich über einen Grobschaum einen feinen Schaum erzeugt, so zu gestalten, daß die Einmischung bestimmter Zuschlagstoffe in den frischgebildeten Trägerschaum, der noch nicht gehärtet, aber schon steif ist, zu ermöglichen, ohne daß der Schaum dabei zerstört wird und auf diese Weise die chemischen, mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Endproduktes zu verändern wobei die Vorrichtung ein Arbeiten auch bei Zumischung mehrerer Zuschlagstoffe störungsfrei, unkompliziert und witterungsunabhängig sowie kontinuierlich konstante Bedingungen erlaubt.

^M Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Miüchkammern als glatte Rohre ausgebildet sind, deren Durchmesser dem Durchmesser der die Mischkammern verbindenden Rohre entspricht, und die

Zuleitungen for Zuschlagstoffe als Bohrungen oder als Ring- oder VerstäubungsdQsen ausgebildet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausföhrungsform entsprechen die Mischkammer for den Harzschaum und den Katalysator 5 sowie die Mischkammern für den Trägerschaum und die Zusatzstoffe 6 bis 9 dem Durchmesser des Schaumdurchflußrohres 4 und den Verbindungsstücken oder weichen hiervon um nicht mehr als 10% ab.

Weiterhin ist bevorzugt, daß die nachgeordneten Mischkammern 6 bis 9 für die Zuschlagstoffe derart räumlich zueinander verschoben angeordnet sind, daß sie relativ zum Verhältnis der Viskosität und Reaktionsgeschwindigkeit des Trägerschaums eine räumlich und zeitlich getrennte Beeinflussung der positiven und negativen Reaktionen innerhalb des Trägerschaums und der Zuschlagstoffe erlauben.

Die Mischkammern sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie montierbar sind und unterschiedliche Längen haben, zusammengesetzt jedoch eine glatte Rohrdurchführung ohne Verengung des Querschnitts ergeben.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird an Hand der Zeichnung erläutert

Durch die Düse 1 wird das mit einem Schaummittel vermischte Harz eingespritzt und über Düse 2, die mit Düse 1 kombiniert sein kann, mit Druckgas und/oder Luft versetzt und in die Aufschäumkammer 3 gedrückt, in der sich Perlen, vorzugsweise Glasperlen unterschiedlicher Größe, befinden, die durch Siebe 10 getrennt sind. Durch die anfangs größeren Perlen und das Druckgas und/oder die Luft wird zuerst die Oberfläche des Harzschaums erheblich vergrößert. Es entsteht ein grobporiger Schaum der durch immer weitere Verringerung der Perlengröße in einen Feinschaum übergeht Gleichzeitig wird das Stoßen und Schlagen des Schaumes in ein ruhiges Fließen abgewandelt, was sich für die Vermischung günstig auswirkt.

In dem Austrittskopf U der Aufschäumkammer 3 wird der Schaum durch schraubenförmige Ausbuchtungen des Austrittskopfes oder durch einen lose eingelegten Drallkörper in Drehbewegung versetzt und getrennt durch ein Schaumdurchflußrohr 4 in die Harz/Katalysator-Mischkammer 5 mit einer vorzugsweise bis zum Ende dieser Mischkammer vorgezogenen Düse geführt, die aus einer geraden Rohrführung besteht und deren Querschnitt etwa dem Querschnitt des Schaumdurchflußrohres entspricht. Die Katalysatoreindüsung erfolgt vorteilhaft in Scbaumstofffließrichtung.

Nach dem Vermischen des Harzschaumes mit dem Katalysator aus der Mischkammer 5 durch Druck, die Drallbewegung des Harzsehaums und infolge der runden Wandung der Mischkammer wird der fertige, aber noch nicht ausgehärtete Schaum als Trägerschaum durch die nachgeordneten Mischkammern 6 bis 9 weitergeleitet, die außerhalb der Hauptmischkammer,

ίο vorzugsweise ringförmig, angeordnet sind, um die Drallbewegung des Schaumes zu erhöhen oder entgegengesetzt zu wirken. In den Mischkammern 6 bis 9 sind die Bohrungen als Ring- und Verstäubungsdüsen ausgebildet Die einzelnen Mischkammern können unterschiedliche Längen haben. Bevorzugt bestehen sie aus Kunststoffrohr. Durch die räumliche Trennung der Mischkammern 6 bis 9 für die Zuschlagstoffe ergibt sich auch eine zeitliche Trennung der Emzeimischvorgänge. Da die Mischkammern vom fließenden Trägerschaum begrenzt werden und eine Kleinstmischkammer darstellen, ergibt sich durch die Eindüsungc- - der Zuschlagstoffe eine sekundenschnelle Vermischung. Es können somit vier bis fünf Mischungsvorgänge innerhalb 2 bis 3 Sekunden, teilweise sogar unter 1 Sekunde, erfolgen.

Dem Gerät vorgeschaltet sind ein Gas- und ein oder mehrers Flüssigkeitsregler, die stufenlos einstellbar sind, und den überhöhten Zuführungsdruck auf die für das Verfahren notwendigen Werte reduzieren. Die Zuführungsschläuche von den Flüssigkeitsbehältern und

Jo dem Druckgas und/oder Luft können -.omit 100 m lang oder länger sein. Da am Eintritt der Zuführungen in die Spritzpistole bzw. direkt hieran steuerbare Luftdruckregler und Materialdruckregler vorgesehen sind, kann beispielsweise bei Verschäumungsarbeiten in höheren

^J5 Stockwerken eine Verschäumung erfolgen, ohne daß eine Bedienung und Steuerung der Vorratsbehälter und/oder Druckluftpumpe am Erdboden erforderlich ist (da diese vom Verschäumungs- bzw. Verspritzungsort aus erfolgt).

ίο Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Herstellung homogener, auskondensierter und/oder pol, perisierter Schäume mit gleichmäßiger Zellstniktur. Diese Schäume haben einen festen Verbund mit den Bauteilen bzw. Mauerwerk und einen geringen

Schwund, was für eine gute Wärmedämmung und ggf. Schallschluckwirkung sowie eine dem Raumgewicht entsprechende, hohe mechanische Festigkeit wichtig ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

I, Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung homogener, feinporiger Kunstharzschäume auf wäßriger bzw. wäßrigalkoholiseher Basis mit einer Aufschäumkammer zur Harzaufschäumung, einem Umlaufschlauch und einer Mischkammer mit Dösenvorrichtung für die Kalalysatorverteilung und nachgeordneten Mischkammern mit Zuleitungen für Trägerschaum und Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammern (S₁6 bis 9) als glatte Rohre ausgebildet sind, deren Durchmesser dem Durchmesser der die Mischkammern verbindenden Rohre entspricht, und die Zuleitungen für Zuschlagstoffe als Bohrungen oder als Ring- oder Verstäubungsdüsen ausgebildet sind.

Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer für den Harzschaum und Katalysator (5) sowie die Mischkammern für den Trägerschaum und die Zusatzstoffe (5 bis 9) dem Durchmesse« des Schaumdurchflußrohres (4) und der Verbindungsstücke entsprechen oder hiervon um nicht mehr als 10% abweichen.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeordneten Mischkammern (6 bis 9) für die Zuschlagstoffe derart räumlich zueinander verschoben angeordnet sind, daß sie relativ zum Verhältnis der Viskosität und Reaktionsgeschwindigkeit des Trägerschaumes eine räumlich und zeitlich getrennte Beeinflussung der positiven und negativen Reaktionen innerhalb des Trägerschaumes und der Zuschlagstoffe erlauben.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Mischkammern montierbar sind und unterschiedliche Längen haben, zusammengesetzt jedoch eine glatte Rohrdurchführung ohne Verengung des Querschnitts ergeben.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die glatte Rohrdurchführung einen Kunststoffschlauch darstellt

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischkammer (5) die Katalysatorzuführdüse in Schaumstofffließrichtung ausgebildet ist.