DE2542841A1

DE2542841A1 - Verfahren zur herstellung von schwer entzuendbaren bis feuerbestaendigen schaumstoffen mit geringem raumgewicht

Info

Publication number: DE2542841A1
Application number: DE19752542841
Authority: DE
Inventors: Alois Jurecek; Ales Dipl Ing Koudelak; Ladislav Dipl Ing Krcma; Frantisek Kuchryk; Mirko Spurnik
Original assignee: Ceskomoravske Eternitove Z NP
Current assignee: Ceskomoravske Eternitove Z NP
Priority date: 1975-09-22
Filing date: 1975-09-25
Publication date: 1977-04-07
Also published as: DD120203A1; ATA723675A; AT341790B; NL7511228A; GB1491530A; FR2326440A1; FR2326440B3

Description

geringem Raumgewicht

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schwer entzündbaren bis feuerbeständigen Schaumstoffen, geeignet für industrielle Anwendungszwecke, beispielsweise in der Verpackungstechnik, im Verkehr, im Bauwesen u. ähnl.

Synthetische Schaumstoffe stellen infolge ihrer Wärme- und Schalldämmungseigenschaften einen gesuchten Werkstoff im Bauwesen, in der Kühltechnik, im Verkehr u. ähnl. dar. Den grundlegenden Nachteil dieser Stoffe bildet allerdings ihre leichte Entzünd- und Brennbarkeit. Die am meisten verbreitete Sorte an Schaumstoffen ist das Schaumpolystyrol. Seine leichte Entzünd- und Brennbarkeit gestattet es, bis jetzt nicht seine Wärmedämmungseigenschaften vollständig auszunutzen. Die Probleme der Brennbarkeit betreffen in gleichem Maße auch weitere Schaumstoffe, wie Schaumpolyvinylchlorid, Schaumpolyurethane, -polyamide, -phenoplaste und -epoxidharze.

Bei der praktischen Verwendung wird die Brenn- und Entzündbar-

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keit auf mehreren Wegen herabgesetzt. Außer dem sg. ¹¹ Sandwich-Verfahr en" , d.h. außer der Kombination mit einer unbrennbaren Ummantelung mit verschiedenen anorganischen Materialien, werden in die Masse des Polymeren oder auch in das Monomere vor der Polymerisierung flammhemmende Stoffe, in der Regel organische Chloroder Bromverbindungen zugesetzt. Als Beispiel seien Tetrabromxylol, Hexabrombenzol, tris(i,3-Dichlorisopropyl)phosphat, Tetrabrombisphenol u. ähnl. genannt. Nach Ausschäumen und Pressen zur gewünschten Form gewinnt das Erzeugnis den sg. selbstverlöschenden Charakter. Synthetische Schaumstoffe mit dieser Eigenschaft beginnen zwar beim direkten Kontakt mit der Flamme zu brennen, nach Entfernung der Flamme läßt jedoch das Brennen des Materials nach. In einer starken Hitzequelle, beispielsweise in einem Brand, brennen allerdings die synthetischen Schaumstoffe, auch wenn sie ein Flammschutzmittel enthalten.

Schaumstoffe vom Harnstoff-Formaldehyd- oder Melaminoformaldehydtyp besitzen zwar einen selbstverlöschenden Charakter auch ohne Zusatz von flammheramenden Stoffen, jedoch auch eine niedrigere Konstruktionsfestigkeit, so daß ihre praktischai Anwendungsmöglichkeiten begrenzt sind.

Die genannten Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren ohne Zusatz von flammhemmenden Stoffen beseitigt. Die schwer entzündbaren bis feuerbeständigen Schaumstoffe mit einem Raumgewicht von 20 bis 200 kg/nr besitzen zugleich eine gute Konstruktionsfestigkeit, wobei die günstigen Wärme- und Schalldämmungseigenschaften erhalten bleiben.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von schwer entzündbaren bis feuerbeständigen Schaumstoffen, welches unter Zugabe eines festen Schaumfüllstoffes, wie vorgeschäumtes oder ausgeschäumtes Polystyrol oder Schaumpolyurethan und eines Bindemittels auf Basis eines Melamino- oder Melaminoformaldehydharzes, oder eines Halogen enthaltenden Polymerisats verläuft, ist dadurch gekennzeichnet, daß man die genannten in Form eines wässrigen Vorkondensats oder einer wässrigen Dispersion benutzten Bindemittel in an sich bekannter Weise durch Schlagen oder durch Einleitung eines Pressgases in Gegenwart eines Treibmittels aufschäumt und in den auf diese Weise erhaltenen Schaum noch vor Aushärtung des Vorkondensats, gegebenenfalls vor Koagulierung der Dispersion die Teilchen des oben angeführten Schaumfüllstoffes einmischt, aus dem Gemisch überflüssiges Wasser durch Vortrocknen bei Temperaturen unter 100°C entfernt und danach in einer Form in der Wärme unter gleichzeitiger Aushärtung bzw. Koagulierung des Bindemittels und Nachfüllung des Füllstoffes zusammenpreßt.

Zweckmäßig wird dem Gemisch amorphes Siliziumdioxid natürlichen Ursprungs oder amorphes Siliziumdioxid, hergestellt auf chemischem oder hüttentechnischem Wege, das gegebenenfalls 5 bis 20 Gew.-% hydratisierten Aluminiumoxids enthält, zugesetzt.

Je nach dem Anwendungszweck lassen sich auch bakterizide, fungizide, insektizide oder andere pestizide Mittel auf Basis von bromierten Salicylaniliden, Quecksilberoder Kupferverbindungen, chlorierten Phenolen, Mono-, Di-, Tri- oder Tetraorganozinnverbindungen u. ähnl., in einer Menge von 0,01 bis 2,00 Gew.-% zusetzen.

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Durch praktische Anwendung der Teile und Fertigbauteile aus den erfindungsgemäßen Schaumstoffen läßt sich eine erhöhte Brandsicherheit im Verkehr, in der Verpackungstechnik und insbesondere im Bauwesen erzielen. Die Unbrennbarkeit der Schaumstoffe, insbesondere in der Sandwichform, erlaubt ihre Anwendung auch in den höchsten Etagen von Hochhäusern, was sich durch eine niedrigere, statische Belastung des Baufundaments und durch weitere ökonomische Beiträge, beispielsweise durch einen niedrigeren Energieverbrauch bei der Beheizung des Objektes bemerkbar macht.

Beispiel 1:

Zu 280 Gew.-Teilen eines Harnstoff-Formaldehydvorkondensats, das mit Wasser in einem Verhältnis von 1:1 verdünnt ist, gibt man ein Treibmittel zu, das einen saueren Katalysator enthält oder das selbst als ein sauerer Katalysator dient, vorzugsweise eine organische Sulfonsäure, wie Isopropylnaphtalinsulfonsäure, die gegebenenfalls teilweise zu Natriumsalz neutralisiert ist. Das Aufschäumen führt man durch Einleiten von Preßluft oder eines inerten Gases (Kohlendioxid, Stickstoff) mit einem Überdruck von etwa 4,5 atu oder durch kräftiges Rühren des flüssigen Gemisches durch. Danach mischt man noch vor der Aushärtung des Vorkondensats das vorgeschäumte Polystyrol in einer Menge von 70 Gew.-Teilen bei. Die Kügelchen des vor ge schäumten Polystyrols werden dabei gleichmäßig mit dem aufgeschäumten wässrigen Bindemittel umhüllt. Zugleich werden die Kügelchen zu einer leicht formbaren Masse verbunden.,, die man mäßig bei einer Temperatur unter

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100°C vortrocknet, nur zwecks Entfernung des Wasserüberschusses, jedoch nicht so lange, daß auch der Rest des Treibmittels im Polystyrol entfernt wird. Hiernach wird das Gemisch in einer Form gepreßt und mit direktem Dampf mit einer Temperatur von 100 bis 110°C ausgeschäumt .

Beispiel 2;

Zu 385 Gew.-Teilen einer 5O?6-igen wässrigen Dispersion eines Copolymeren von Vinylidenchlorid (55 %) und Vinylchlorid (45 %), welche einen gewöhnlichen Emulgator und Stabilisator enthält (beispielsweise das kommerziell erhältliche,unter dem Warenzeichen Sconatex bekannte Erzeugnis) mischt man 100 Gew.-Teile des Treibmittels nach Beispiel 1 bei und schäumt das Gemisch durch Schlagen auf. In dem entstandenen Schaum vermischt man 350 Gew.-Teile des vorgeschäumten Polystyrols. Nach mäßigem Vortrocknen wird das Gemisch in einer Form ausgeschäumt und mit direktem Dampf oder mit Heißluft bei 100 bis 110°C gepreßt.

Beispiel 3'

Zu 440 Gew.-Teilen der im Beispiel 2 angeführten wässrigen Dispersion gibt man 60 Gew.-Teile des Treibmittels nach Beispiel 1 zu und schäumt die Flüssigkeit durch Schlagen auf. Dem gebildeten Schaum mengt man 50 Gew.-Teile des vorgeschäumten Polystyrols bei. Hiernach gibt man 150 Gew.-Teile eines flüssigen Harnstoff-Formaldehydvorkondensats, verdünnt mit Wasser in einem Verhältnis von 1 : 1, zu. Nach kürzerem Verrühren, noch nicht im verhärteten Zustand, gibt man nach und nach unter Rühren 300 Gew.-Teile natürlicher Kieselgur, welche außer dem amorphen Siliziumdioxid ungefähr 20 Gew.-% hydratisierten

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Aluminiumoxids enthält, zu. Nach mäßigem Vortrocknen preßt man das Gemisch in die gewünschte Form in einer Form durch Einwirkung von direktem Dampf oder von Heißluft, bei einer Temperatur von 100 bis 110 C zusammen. Alternativ läßt sich die Form während des Preßvorganges indirekt von außen erwärmen.

Das in den Beispielen angeführte Verfahren läßt sich im Rahmen der Erfindung verschiedenartig umwandeln. So beispielsweise lassen sich auch Vinylidenchloridcopolymeren in Form von vor allem derartigen wässrigen Suspensionen verwenden, welche nach Trocknen und auch bei gewöhnlicher Temperatur zusammenhängende Filme bilden. Statt des vorgeschäumten oder auch vollständig ausgeschäumten Polystyrols kann man beispielsweise ein Schaumstyrolcopolymerisat mit 20 bis 40 Gew.-?6 Acrylonitril, ferner das Schaumpolyvinylchlorid, hergestellt mit Hilfe von Treibmitteln, Schaumpolyurethane, Phenolformal dehydhar ze und ähnliche Harze oder Schaumepoxidharze, gegebenenfalls Gemische dieser Stoffe, verwenden. Kieselgur und verwandte Füllstoffe lassen sich auch vor dem Beimengen des Schaumfüllstoffes oder gleichzeitig mit diesem zusetzen. Das Vortrocknen kann auf Sieben an der Luft oder in einer Trockenanlage oder auf einer beweglichen Siebbandmaschine, gegebenenfalls auf eine andere übliche \Ieise, realisiert werden. Den Vorteil der Verwednung von wässrigen Bindemitteldispersionen stellt die vollkommene Homogenisierung dar, wobei das zurückbleibende Wasser bei der Entfernung in der Schlußphase bei Temperaturen über 10O⁰C zur vollständigen Durchwärmung, Ausschäumen und Aushärten, gegebenenfalls zur Koagulierung des Bindemittels und dessen Verbindung mit dem Füllstoff beiträgt.

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Claims

— ψ — Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von schwer entzündbaren bis feuerbeständigen Schaumstoffen mit geringem Raumgewicht unter Verwendung eines festen Schaumfüllstoffes, wie vorgeschäumten oder ausgeschäumten Polystyrols oder Schaumpolyurethans und eines Bindemittels auf Basis eines Harnstoff- oder Melaminoforinaldehydharzes oder eines Halogen enthaltenden Polymerisats, dadurch gekennzeichnet, daß man die genannten Bindemittel oder deren Gemische, benutzt in Form eines wässrigen Vorkondensats oder einer wässrigen Dispersion, in an sich bekannter Weise durch Schlagen oder durch Einleitung eines Preßgases in Gegenwart eines Treibmittels aufschäumt und in den auf diese Weise erhaltenen Schaum noch vor Aushärtung des Vorkondensats, gegebenenfalls vor Koagulierung der Dispersion die Teilchen des oben angeführten Schaumfüllstoffes einmischt, aus dem Gemisch überflüssiges Wasser durch Vortrocknen bei Temperaturen unter 100⁰C entfernt und danach in einer Form in der Wärme unter gleichzeitiger Aushärtung, bzw. Koagulierung des Bindemittels und eventueller Nachfüllung des Füllstoffes zusammenpreßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch amorphes Siliziumdioxid natürlichen Ursprungs, beispielsweise Kieselgur, zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch amorphes Siliziumdioxid, hergestellt auf chemischem oder hüttentechnischem Wege, das gegebenenfalls 5 bis 20 Gew.-% hydratisieren Aluminiumoxids enthält, zusetzt.

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4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch bakterizide, fungizide, insektizide oder andere pestizide Mittel auf Basis von bromierten Salicylaniliden, Quecksilberoder Kupferverbindungen, chlorierten Phenolen, Mono-, Di, Tri- oder Tetraorganozinnverbindungen u. ähnl., in einer Menge von 0,01 bis 2,00 Gew.-% zusetzt.

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