DE2530511C3

DE2530511C3 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff-Formkörpern mit porenfreier Oberfläche

Info

Publication number: DE2530511C3
Application number: DE2530511A
Authority: DE
Inventors: Werner Bollmann; Wilhelm Moellenbruck
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1975-07-09
Filing date: 1975-07-09
Publication date: 1978-03-30
Also published as: FR2317080B3; US4096219A; DE2530511A1; CA1090966A; FR2317080A1; DE2530511B2

Description

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von Schaumstoff-Formkörpern aus blähfähigen Teilchen aus Styrolpolymerisaten, bei dem die Teilchen in einer einzigen, nicht gasdicht schließenden Form mit veränderbarem Volumen über die Siedetemperatur des Treibmittels und die Erweichungstemperatur des Styrolpolymerisates erhitzt und danach unter Vergrößerung des Formraumes bei den genannten Temperaturen geschäumt werden und bei dem nach Abkühlen der Form auf etwa Raumtemperatur der Formkörper aus der Form entnommen wird.

Es ist bekannt, Schaumstoff-Formkörper nach dem Preßverfahren herzustellen, indem man feste Treibmittel enthaltende Thermoplasten bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des Thermoplasten verpreßt und anschließend durch erneutes Erwärmen ohne Druck außerhalb der Preßform ausschäumt (DBP

8 59949).

Diese Arbeitsweise fordert das Verwenden fester Treibmittel und hat den Nachteil, daß in einem zweiten $5 Arbeitsgang außerhalb der Form durch erneutes Erwärmen das Expandieren zu dem Schaumstoff erfolgen muß. Man erhält nach dieser Arbeitsweise keine formstabilen Schaumstoff-Formkörper.

Ferner ist bekannt, Thermoplasten, die flüssige Treibmittel enthalten, unter erhöhtem Druck auf Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des Thermoplasten zu erwärmen, unter Aufrechterhalten des Druckes abzukühlen und schlieBlich durch erneutes Erwärmen außerhalb der Form zu expandieren (DE- PS

9 16 586). Auch hier gelten die zuvor geschilderten Nachteile des analogen Verfahrens mit festen Treibmitteln.

Es ist auch bekannt, kleinteilige blähfähige, zumindest teilweise vorgeschäumte Polystyrolteilchen in einer nicht gasdicht schließenden Form mit veränderbarem Volumen zu verschweißen, dann das Formvolumen zu vergrößern und den Formkörper in der Form durch erneutes Erwärmen zu expandieren (DE-AS 11 15 010). Nach dieser Arbeitsweise erhält man Schaumstoffe, die nur aus relativ lose verschweißten Einzelteilchen bestehen.

Nach dem Stand der Technik gelangt man demnach zu Schaumstoffkörpern mit ausreichender Festigkeit lediglich nach dem Preßverfahren, welches wegen der anzuwendenden hohen Drücke einen zusätzlichen Aufwand erfordert Jedoch gelingt es dabei nicht, Schaumstoff-Formkörper in einem Arbeitsgang herzustellen, die gegebenenfalls eine zusätzliche Kaschierung enthalten, weil das Expandieren und das gegebenenfalls gewünschte Kaschieren in weiteren Arbeitsgängen außerhalb der Form vorgenommen werden müssen.

Bei der Arbeitsweise ausgehend von kleinteiligen blähfähigen Teilchen in Formen mit veränderbarem Volumen erhält man lediglich Formkörper nicht ausreichender Festigkeit

Ausgehend von diesem zuletzt genannten Stand der Technik, wonach in einer einzigen nicht gasdicht schließenden Form mit veränderbarem Volumen gearbeitet wird, soll die Aufgabe gelöst werden, formstabile Formkörper aus Schaumkunststoff mit porenfreier Oberfläche herzustellen. Außerdem soll der Lösungsweg erlauben, die Formkörper gleichzeitig zu kaschieren.

Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die Form mit blähfähigen nicht vorgeschäumten Teilchen gefüllt wird, die Teilchen bei konstantem Formvolumen, unter Drücken von 3 bis 30 bar sowie Erhitzen der Formwände auf 110 bis 170⁰C plastifiziert und vor dem Vergrößern der Form unter Aufrechterhalten des Druckes, soweit erforderlich, auf 10 bis 40⁰C über den Erweichungspunkt des Styrolpolymerisates abgekühlt werden.

Nach einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung gelangt man zu ein- oder zweiseitig kaschierten Schaumstoff-Fremdkörpern in einem Arbeitsgang, wenn man vor dem Einfüllen der blähfähigen Polystyrolteilchen diese Kaschierungsplatte in die Form einlegt und bei beiderseitigem Kaschieren eine weitere Platte des gewünschten Kaschierungsmittels auf die eingefüllten blähfähigen Teilchen aufgelegt Bei der Herstellung solcher kaschierter Schautistoff-Formteile kann vorteilhaft ohne zusätzliche Kleber gearbeitet werden.

Aus kleinteilige blähfähige Styrolpolymerisate kommen Homopolystyrol, schlagfestes Polystyrol und Mischpolymerisate des Styrols, z. B. mit «-Methylstyrol, Axrylnitril, Methylmethacrylat, Acrylestern in Frage, welche zumindest zu 50 Gewichtsprozent aus Styroleinheiten aufgebaut sind. Als Treibmittel enthalten die Styrolpolymerisate in bekannter Weise die nicht lösenden, nur quellenden flüssigen oder gasförmigen Treibmittel, die unterhalb des Erweichungspunktes des Styrolpolymerisates sieden. Es seien hier die bekannten Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Isopenten, Hexan, Cyclohexan und Halogenkohlenwasserstoff wie Dichlordifluoräthan genannt. Es können selbstverständlich auch Gemische dieser Treibmittel, die im allgemeinen in Mengen von 2 bis 15, insbesondere in Mengen zwischen 5 und 7 Gewichtsprozent, enthalten sind, verwendet werden. Ferner können die blähfähigen Styrolpolymeri-

sate in üblicher Weise gegebenenfalls Füllstoffe, Flammschutzmittel, Farbstoffe enthalten.

Die blähfähigen Teilchen werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht vorgeschäumt, was einen zusätzlichen Arbeitsgang und eine Zwischenlagerung erspart

Die blähfähigen Teilchen werden in eine nicht gasdicht schließende, heizbare Form mit veränderbarem Volumen eingefüllt Die Form kann bei dem Einfüllen bereits vorgeheizt sein. Nach dem Füllen der Form wird die verschlossene Form vorzugsweise mit Dampf, öl oder elektrisch aufgeheizt Die Temperatur an der Oberfläche der beweglichen Formstempel liegt beim Plastifizieren des Styrolpolymerisates zwischen 100 und 170, insbesondere zwischen 120 und 160"C, mit anderen Worten mindestens 10° oberhalb des Erweichungspunktes des Styrolpolymerisates. Der Druck, der wesentlich niedriger als bei dem üblichen Preßverfahren ist, liegt dabei zwischen 3 und 30, vorzugsweise zwischen 10 und 20 bar. Nach dem vollständigen Aufschmelzen (Plastifizieren) der Teilchen werden die Ober- und Unterstempel der Form auf Temperaturen, die etwa 10 bis 40, insbesondere etwa 20 bis 30⁰C oberhalb des Erweichungspunktes des Styrolpolymerisates liegen, abgekühlt; das ist auf Temperaturen zwischen 100 und 130, vorzugsweise zwischen 110 und 120⁰C; der Druck wird dabei aufrechterhalten. Falls die Plastifizierungstemperatur demnach unterhalb 130⁰C liegt, ist ein Abkühlen nicht erforderlich, sondern lediglich das Aufrechterhalten des Druckes. Zweckmäßigerweise wird man jedoch oberhalb 130" C plastifizieren. Nach Erreichen dieser gewünschten Temperatur wird der Stempel der Presse um eine-.« der gewünschten Dichte des Fertigschaumes entsprechenden Hub bewegt Die vorhandene Eigenwärm« innerhalb des Thermoplasten und die Restwärme der Form reichen zur notwendigen Expansion aus. Eine weitere äußere Wärmezufuhr ist nicht erforderlich. Die Expandierzeit beträgt je nach Größe der Form 2 bis 4 Minuten. Bei der Expansion tritt eine unwesentliche Abkühlung auf. Schließlich wird nunmehr die Formtemperatur auf etwa 30⁰C gesenkt, was durch Zuführen von Wasser oder öl erfolgen kann, und das fertige Formteil aus der Form entnommen.

In gleicher Weise ist es möglich, ein- oder beidseitig beschichtete Platten herzustellen, wobei — wie bereits dargelegt — vorteilhaft ohne zusätzliche Kleber ebenfalls in einem einzigen Arbeitstakt vorgegangen werden kann. Falls gewünscht, können selbstverständlich Kleber eingesetzt werden.

Geeignete Beschichtungsmittel sind Folien oder Platten aus thermoplastischen Kunststoffen, wie PoIystyrol, Polyvinylchlorid, Polyäthylen, ferner sind geeignet Asbestzement-, Gipskarton- oder keramische Platten, Holzplatten oder Furniere.

Nach der Arbeitsweise gemäß der Erfindung gelangt

man in einfacher Weise zu Isolierplatten, Bauplatten,

Formkörpern, Profilen m. t hoher Festigkeit und dichter

einstellbarer Oberfläche η einer einzigen Form ohne zusätzliche Arbeitsgänge.

Beispiel 1

In eine mit öl, Dampf oder elektrisch beheizbare Form (500 χ 500 mm) werden 1400 g blähfähige ungeschäumte Polystyrolteilchen gefüllt Die geschlossene Form wird auf 150⁰C erwärmt Die Teilchen werden bei dieser Temperatur 3 Minuten plastifiziert wobei der

Preßdruck 20 bis 25 kp/cm² beträgt

Danach wird die Form auf die Expandiertemperatur von 120⁰C unter Dcxk heruntergekühlt und der Oberstempel um die gewünschte Expandierhöhe hochgefahren und fixiert Die Expandierzeit beträgt 3 Minuten, wobei keine Wärme zugeführt wird. Nach Ablauf der Expandierzeit wird auf die Entformungstemperatur von ca. 24° C heruntergekühlt

Beispiel 2

In eine mit öl, Dampf oder elektrisch beheizbare Form (500 χ 500 mm) werden in die untere Formhälfte keramische Fliesen eingelegt und über die Fliesen 1400 g blähfähige Polystyrolteilchen verteilt. Der sich anschließende Verfahrensablauf entspricht der Arbeitsweise, wie sie in Beispiel 1 beschrieben ist Die keramische Oberfläche ist ohne Einsatz von Haftvermittler fest mit dem erhaltenen Formkörper verbunden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff-Formkörpern aus blähfähigen Teilchen aus Styrol- S polymerisaten, bei dem die Teilchen in einer einzigen nicht gasdicht schließenden Form mit veränderbarem Volumen Ober die Siedetemperatur des Treibmittels und die Erweichungstemperatur des Styrolpolymerisates erhitzt und danach unter Vergrößerung des Fonnraumes bei den genannten Temperaturen geschäumt werden und bei dem nach Abkühlen der Form auf etwa Raumtemperatur der Formkörper aus der Form entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mit blähfähigen nicht vorgeschäumten Teilchen gefüllt wird, die Teilchen bei konstantem Formvolumen unter Drücken von 3 bis 30 bar sowie Erhitzen der Formwände auf 110 bis 170⁰C plastifiziert und vor dem Vergrößern der Form unter Aufrechterhaiten des Druckes, soweit erforderlich, auf 10 bis 40⁰C über den Erweichungspunkt des Styrolpolymerisates abgekühlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von ein- oder beidseitig beschichteten Schaumstoff-Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Einfüllen der nicht vorgeschäumten kleinteiligen blähfähigen Styrolpolymerisate in die Form eine die Oberfläche bildende Folie oder Platte einlegt und gegebenenfalls die eingefüllten Teilchen damit bedeckt, wobei keine zusätzlichen Haftvermittler verwendet werden.