DE2531241A1 - Verfahren zum herstellen von schaumstoffen aus gemischen von bituminoesen massen, phenolharzen und treibmitteln - Google Patents

Verfahren zum herstellen von schaumstoffen aus gemischen von bituminoesen massen, phenolharzen und treibmitteln

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Description

RÜTGERSVERKK Akt ieng e·eilachaft
Frankfurt an Main
Pat-6O6-R
Patentanmeldung
Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffen aus Gemischen von bituminösen Massen, Phenolharzen und Treibmitteln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffen aus Gemischen von bituminösen Massen, Phenol· harzen und Treibmitteln.
In den Patentanmeldungen DT-AS 1 620 847. DT-OS 1 620 849 und DT-AS 1 770 69O der Anmelderin werden Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen aus bituminösen Massen und Phenolharzen beschrieben. Kennzeichen der genannten Erfindungen ist ein Verfahren zur Herstellung von Schaum-Stoffen aus bituminösen Massen und/oder Teeren, Kunstharzen und gegebenenfalls Modifikationsmitteln, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Mischungen aus bituminösen Massen und/oder Teeren «?it Novolaken, in Abwesenheit freier SKure, mit an sich bekannten Novolakvernetzungsmitteln, die auch als Treibmittel dienen, in geschmolzenem Zustand bei 150 bis 210 C verschäumt und aushKrtet und anschließend die Schaumblöcke mehrere Stunden bei 200 bis 300°C nachbehandelt· Nach DT-AS 1·77Ο·69Ο wird das verwendet· Phenolharz erst im Gemisch
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mit der bituminösen Maes· au· einem Phenol und Hexamethyl«ntetranin gebildet·
E* zeigt· «ich jedoch, daß eine wirtschaftliche Produktion nach diesen Verfahren nur sehr schwierig zu verwirklichen ist. Durch die verfahrensbedingten Gegebenheiten - das Arbeiten in der Schmelze bei Temperaturen von 150 bis 2100C und die äußerst kurze Startzeit des Reaktionsgentisches von ca. 4 bis 6 Sekunden - konnten nur relativ kleine Ansätze im diskontinuierlichen Betrieb bewältigt werden, wobei kaum vertretbare Ausschußquoten, aufgrund ungenügender Vermischung der Reaktionskomponenten, anfielen. Da bei diesen Verfahren Hexamethylentetramin gleichzeitig als Vernetzer und Treibmittel wirkt, ist die Variationsbreite dieser Komponente stark begrenzt. Durch Erhöhung des Anteiles an Hexamethylentetramin wird der Treibmittelanteil erhöht, wodurch ein gewünschtes niedrigeres Schaumraumgewicht resultiert. Gleichzeitig erhöht sich aber auch die Menge des HKrters und dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit der schäumbaren Masse. Bei der technischen Anwendung der Verfahren zeigte sich, daß es aus »isohtechnischen Gründen kaum möglich war, ein Schaumraumg«wicht unter I80 kg/m eu erzielen. Als weiterer Nachteil dieser Verfahren ist die notwendige thermische Nachbehandlung der Schaumstoffblöcke bei 200 bis 300°C während ca. 24 Stunden anzusehen.
Der nach diesen Verfahren hergestellte Schaumstoff ist brennbar und wird nach den "Ergänzenden Bestimmungen zu DZN 4102" al« normal entflammbar B3 eingestuft.
-3-
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Vünschenairert war, ein verbesserte» Verfahren zur Herstellung des ansonsten mit hervorragenden Eigenschaften ausgestatteten Schaumstoffes auf Basis Phenolharz und bituminösen Massen oder Teeren zu entwickeln.
Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem sie von einer wässrigen Phenol-Resol-Harzlösung ausgeht, welcher Steinkohlenteerpech und/oder Bitumen in fein gepulverter Form beigernent wird, und diese Mischung dann in an sich bekannter Weise mit Treibmitteln, wie z.B. Halogenkohlenwasserstoffen, Pentan, Hexan usw., gegebenenfalls Modifikationsmitteln, und einer Härtersäure, jedoch in Abwesenheit von Emulgatoren verschäumt und gehärtet wird.
Gegenstand der Erfindung 1st ein Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffen aus Gemischen von bituminösen Massen, Phenolharzen, Treibmitteln und gegebenenfalls Füllstoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß einer wässerigen (70 bis 8o£igen) Phenol-Resol-Harz-Lösung «in Steinkohlenteerpech und/oder ein Bitumen in fein pulverisierter Form (im Verhältnis von Phenolharz zu bituminösem Pulver von lsi bis 10:l) untergemischt und die Mischung durch Zugabe von Treibmitteln und einer Hartersäure, jedoch ohne Zugab· von Emulgatoren, νerschäumt und gehärtet wird.
Als Treibmittel werden vorteilhaft P ent an, Hexan oder Halogenkohlenwasserstoffe, wie Trichlorfluormethan oder
Der resultierende Schaumstoff ist in seiner Zellstruktur identisch mit dem nach den bekannten Verfahren hergeetellen Schaumstoff und weist dieselben vorzüglichen
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Eigenschaften auf wie dieser. Durch geeignete Wahl der Harter«Kurβ wird zusätzlich die Entflammbarkeit und vor »Ilen ein Nachglühen de* Schaumstoffes völlig verhindert·
Die erheblichen Vorteile des erfindungegemä&en Schaumverfahren« gegenüber den bekannten Verfahren liegen auf folgenden Gebieten!
a) Verwendung von festem* gepulverte« Pech und/oder Bitumen,
b) Verschaltung und Härtung bei Raumtemperatur ohne Wärmezufuhr von außen,
o) Verschäuraung auf herkömmlichen Ver schäum anlag en, wie sie für die Herstellung von Phenolharzschäumen üblich sind, in diskontinuierlicher oder kontinuierlicher Veiso (Doppelbandanlage oder kontinuierliche BlockverschHumung),
d) leichte und sichere Variation des Raumgewichtes und der Porosität άββ Schaumstoffes durch die zugegebene Treibmittelmenget
·) die Verwendung von Hexamethylentetramin zur Härtung wie auch zur Treibgasbildung entfällt, damit ist dieses Verfahren umweltfreundlich·
f) Die Nichtbrennbarkeit des erzielten Schaumes i*t bei geeigneter Wahl der Hartersäure, z.B. bei Verwendung von Phosphorsäure, erheblich günstiger als bei den früher erhaltenen Schäumen. Mit einer Einstufung in die Brandklasse B 1 ist mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit zu rechnen.
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Xs let davon auszugehen, daß in die Vernetzungsreaktionen der Phenolharze Komponenten der bituminösen Massen mit •inbezogen werden. Obwohl über die Reaktionsmechanismen des Einbaues von solchen Komponenten während der Vernetzungsreaktion der Phenolharze wenig bekannt ist, deuten doch die erzielten Resultate, wie z.B. hohe warraebeständijkeit und hohe Druckfestigkeitssteigerung sowie die Erzielung relativ hoch feuerbeständiger Massen, eindeutig darauf hin. Als unabdingbare Voraussetzung für eine chemische Reaktion zischen den Komponenten Phenolharz und bituminöse Masse wurde eine innige Vermischung der Komponenten angesehen. Es herrschte daher die Meinung vor» daß diese innige Vermischung und die dadurch gegeben· Reaktionsmöglichkeit der Komponenten nur im flüssigen Zustand zu erzielen sei. Bei den bekannten Verfahren wurd· daher bei 150 bis 2100C und unter Einsatz von Novolaken gearbeitet.
Nicht erkannt wurde, und vom Fachmann nicht voraussehbar war die Tatsache, daß auch nach dem erfindungagemäßen Verfahren eine chemische Reaktion zwischen fester pulverisierter bituminöser Maseo und Phenci-Resol-IIarz während des Härtungsprozesoes eintritt. Das Pulver aus bituminöser Masse dient also nicht als inaktiver Füllstoff, sondern stellt eine in den HHrtungsprozess einbezogone Reaktionskomponante dar. Dies ergibt sich aus den praktisch identischen Schaumstoffen, welche durch die beiden (die bekannte und die nun vorgeschlagene) völlig verschiedenen Schäummethoden und SchKumvoraueSetzungen erzielt werden.
Ein weiteres erfinderisches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß dl« VerschKumung ohne Zusatz
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von oberflächenaktiven Substanzen (Emulgatoren) erfolgt, um zu der angestrebten grobporigen Schaumstruktur zu gelangen. Die schaumstabilisierende Wirkung der aufschäumenden Masse erfolgt überraschenderweise durch das eingesetzte Pulver aus bituminöser Masse. Bei Mitverwendung von Emulgatoren bzw. Schaumstabilisatoren resultiert ein mehr oder weniger feinzelliger Schaumstoff von erheblich minderer Qualita't hinsichtlich seiner mechanischen und feuertechnischen Eigenschaften.
Als Härtungemittel verwendet das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise eine Lösung von p-Toluolsulfonsäure in ca. 8θ bis 85 Jfiger Phosphorsäure. Jedoch können selbstverständlich auch andere bekannte Säuren zur Härtung herangezogen werden.
Selbstverständlich können auch in dieses Schaumsystem inaktive Füllstoff·, wie Perlite, Glasfasern, Harnstoffschaumpartikel usw., eingearbeitet werden, um so zu modifizierten Schäumen zu gelangen.
Die nachfolgend beschriebenen Beispiele wurden nach dem Handansatzverfahren hergestellt indem das Teerpechpulver durch kräftiges Rühren in die wässrig« Phenol-Resol-Harz-Lösung eingebracht wird. Anschließend erfolgt die Zugabe und Vermischung von Füllstoffen, wie z.B. Glasfasern, und dem Treibmittel. In diese Mischung wird dann die Härtersäure eingerührt und diese schäumfähige Masse vor dem Aufschäumen in eine Form umgegossen. Die Aufschäutnung und Härtung erfordert keine weitere Wärmezufuhr und ist nach ca. 1-3 Minuten beendet.
Beispiel 1
285 Tl wässrige Phenol-Resol-Harz-Lösung (76#ig) I67 Tl Teerpechpulver EP l67°C, 99,6 % Z 90 μ
10 Tl Hexan
37 Tl H3PO4 eotfig/p-Toluolsulfonsäure 1 : 1
Der daraus erhaltene Phenol-Resol-Pechschaum weist folgende Eigenschaften auf: _
Raumgewicht 100 kp/m g
Druckspannung 712 kp/cm
Poren grobporig, 1-3 mm Durchmesser
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Boi»pi«1 2
300 Tl wässrig· Phenol-Resol-Harz-Lösung (76#ig)
300 Tl Teerpechpulver EP l85°C, 99,6S- 90 u
9 Tl Hexan
39 Tl H3PO4 80Si«/p-Toluolsulfnn«Hur· 1 t 1
Der daraus erhaltene Phenol~Resol~Pechschaum weist folgend« Eigenschaften auft
Raumgewicht l45 kg/m3 Druckspannung 1%,4 kp/cm Poren grobporig, o,5 · 2 nm Durchmesser
Beispi·! 3
107 Tl wässrig· Phenol-Resol-Harz-Lösung (76Sig) 53t5 Tl T*erpechpulv*r EP 1670C, 99f6 % ■ 90 %,86 Tl PlehleriifluffrmethwTi f 2k Tl H-PO^ 85Sig / p-Toluolsulfonsäure/Teerpechpulver
im Verhältnis IOO/8O/9O
Der daraus erhaltene Phenol-Reaol-Pechschaum hat «in Raum gewicht von 110 kg/m3·
Beispiel k
400 Tl wässrige Phenol-Resol-Harz-Lösung (76#ig) 100 Tl Teerpechpulv«r EP l67°C, 9916 S « 90 ja.
5 Tl Glasfasern, Schnittlänge 3 mm
9 Tl Hexan
45 Tl H3PO4 80*ig/ p-Toluolsulfonsäur· It 1
Der daraus erhalten· Phenol-Resol-Pechschaum hat •in Raumgawicht ron 125 kg/m3·
-8-
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Claims (1)

  1. -8-PatentanaprUche
    1· Verfahren zum Herstellen von Schaunatoffen aua Gemischen Ton bituminösen Massen, Phenolharzen, Treibmitteln und gegebenenfalls Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß einer wässerigen (70 bis 80#igen) Phenol-Resol-Harz-Lösung ein Steinkohlenteerpech und/oder ein Bitumen in fein pulverisierter Form (im Verhältnis von Phenolharz zu bituminösem Pulver von It1 bis 10ti) untergemischt und die Mischung durch Zugabe von Treibmitteln und einer Härtersäure, jedoch ohne Zugabe von Emulgatoren, verachäumt und gehärtet wird.
    2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibmittel Pentan, Hexan oder Halogenkohlenwasserstoffe, wie Trichlorfluormethan oder
    .verwendet werden.
    η chj-crr-r/ fLu-οτα,
    3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Härtersäur· eine Lösung von p-Toluolsulfoneäure in ca. 80 bis 85#iger Phosphorsäure verwendet wird«
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DE2531241A 1975-07-12 1975-07-12 Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffen aus Gemischen von bituminösen Massen, Phenolharzen und Treibmitteln Expired DE2531241C3 (de)

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