DE2652137A1 - Verfahren zum formen von zellularem polycarbodiimid, und mit diesem verfahren erhaltenes produkt - Google Patents
Verfahren zum formen von zellularem polycarbodiimid, und mit diesem verfahren erhaltenes produktInfo
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Description
S 76 498
ROTH PREEBS, S.A.
5, rue Schertz, STRASBOURa-MEINAIT (Bas-Rhin, Frankreich)
"Verfahren zum Formen von zellularem Polycarbodiimid, und
mit diesem Verfahren erhaltenes Produkt"
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Herstellung
und der Bearbeitung von Kunststoffen, und sie betrifft ein Verfahren zum Formen von zellularem Polycarbodiimide
Die Erfindung betrifft ebenfalls das mit diesem Verfahren erhaltene Produkt.
Die zur Zeit bekannten Schaumkunststoffe, welche zur Herstellung von Formteilen für die Isolierung, die Dekoration, usw., dienen,
haben im .allgemeinen den Nachteil, dass sie mehr oder veniger
brennbar sind.
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Das zellulare Polycarbodiimid dagegen erweist sich als ein unbrennbarer Stoff, der nach dem im französischen Amtsblatt
erschienenen Epiradiator-Test als M1 klassifiziert wurdeo
Dieser Kunststoff von sehr geringer Dichte, etwa 16 kg/m ist
jedoch sehr bröckelig und ist nur in Form von Platten oder bearbeiteten Erzeugnissen, die aus Polycarbodiimid-Blöcken
geschnitten werden, erhältlich.
Infolge dieser Zerbrechligkeit und Bröcklichkeit, sowie wegen der Formungskosten und der von diesem Verfahren bedingten
Grenzen bezüglich seiner Anwendungsbereiche, konnte das PoIycarbodiimid
bisher nicht für Artikel benutzt werden, die eine Formgebung und einen bestimmten mechanischen Widerstand erforderten·
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser !Nachteile.
Hierzu betrifft sie ein Verfahren zum Formen von zellularem Polycarbodiimid, das im wesentlichen darin besteht, die Platten
zu erwärmen und hernach zu pressen, um die Dichte zu erhöhen und um sie zu verformen, sodass der Kunststoff weniger bröckelig,
elastischer, glatt und gekalandert, sowie von höherer mechanischer Güte ist, wobei er seine Eigenschaft der ITiehtbrennbarkeit
beibehält.
Gemäss einem Kennzeichen der Erfindung erfolgt das Erwärmen der
Platte durch Bestrahlung und durch direkte Berührung mit einem selbstheizenden Formwerkzeug-Pressform/Pressstempel.
Fach einem anderen Kennzeichen der Erfindung erfolgt das Pressen der Platte, wenn der Kunststoffschaum seinen Erweichungspunkt
erreicht.
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Die Erfindung sieht nach einem weiteren Kennzeichen die Möglichkeit
vorj die zellulare Struktur der Polycarbodiimid-Platte zu
ändern, um den Warmpressvorgang go zu erleichtern, dass ein
Pressteil von sehr glatter, gekalanderter Oberfläche und von gutem mechanischem Widerstand erhalten wird, der ferner die
Eigenschaft hat, sich den Reliefs und den Gravüren der Pressform in vollkommener Weise anzupassen, sowie alle Arten von nachherigen
Überzügen zuzulassen, wie z.B. den Farbanstrich, das überziehen mit Stoff, Kunstleder, oder dgl.
Die Polycarbodiimid-Schaumstoffplatten, die zur Herstellung von Normteilen dienen, stammen aus Polycarbodiimid-Blb'cken, die bis
jetzt nach folgender Formel erzeugt werden :
100 Teile Methyl-Phenyl-Diisocianat, wie z.B. das Produkt
Bayer 44 V 40,
5 Teile Diphenyloresylphosphat, das ein feuerfestes und plastifizierendes Mittel ist,
4 bis 6 Teile eines Aktivierers der Dimerisation, wie z.B. das Produkt Bayer PU 1835.
Durch das Mischen dieser Produkte erhält man nach deren Expansion und Polymerisation einen Polycarbodiimid-Schaumblock.
Die aus dieser Zusammensetzung bestehenden Schaumblöcke und die daraus geschnittenen Platten haben jedoch eine zellulare Struktur,
die eine grosse Mehrzahl von offenen, miteinander verbundenen Zellen, und nur sehr wenig geschlossene Zellen aufweisen.
G-emäss einem Kennzeichen der Erfindung wird der G-rundmischung
des Polycarbodiimides ein chemisches Produkt mit spannungsaktiver
Wirkung insoweit beigefügt, dass sich die Merkmale der Schaummischung ändern, die sich in gleicher Weise wie vorher
expandiert und polymerisiert, während jedoch die erhaltenen
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Schaumblöcke eine veränderte zellulare Struktur aufweisen, da
sie eine unendlich grössere Proportion von geschlossenen Zellen hat, deren Menge im Verhältnis zum beigefügten spannungsaktiven
Mittel steht.
Entsprechend einem anderen Erfindungskennzeichen ist das spannungsaktive Mittel ein Silikonöl, wia z.B. das Produkt
DC 193 von Dow Corning, das der Ausgangsmischung des Polycarbodiimides
in einer Menge von 0,05 bis 0,15 Teilen beigefügt wird.
Die in den in dieser Weise erhaltenen Polycarbodiimid-Blöcken ausgeschnittenen Platten können infolge ihres viel grösseren
Prozentsatzes an geschlossenen Zellen sehr leicht warmgepresst werden und vor allem nach dieser Bearbeitung eine glatte und
solide Oberfläche aufweisen.
Gremäss einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht
das "Verfahren darin, die Wärme sofort und gleichzeitig mit dem
Zusammenpressen der Oberfläche des zu formenden Teiles zuzuführen, der ein G-efüge erhält, das glatt, gekalandert, von
grösserer Dichte und remanent ist.
Nach einem Erfindungskennzeichen beträgt die Arbeitstemperatur
des Formwerkzeuges-Pressfοrm/Pressstempel vorzugsweise 1752C
Die Erfindung betrifft ebenfalls das unter Anwendung des vorbeschriebenen
Verfahrens erhaltene Produkt, das aus zellularem Polycarbodiimid besteht, das mit oder ohne einem spannungsaktiven
Mittel vermischt und durch Warmpressen geformt wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung dient die nachfolgende Beschreibung, die sich auf das unbeschrankt angegebene, bevorzugte
Ausführungsbeispiel bezieht, welches unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erklärt wird,
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Es zeigen :
die Figur 1, einen Schnitt einer Pressform vor dem erfindungsgemässen
Formen ;
die Figur 2, einen gleichen Schnitt wie in Figur 1 mit geschlossener
Pressform j
die Figur 3» die Perspektivansicht einer Platte, die mit dem
erfindungsgemässen Verfahren erhalten wurde, und die Figuren 4 und 5, den Querschnitt gemäss A-A und B-B der
Figur 3.
Erfindungsgemäss besteht das Verfahren zum Formen von zellularem
Polycarbodiimid darin, eine Platte 1 zwischen einer Pressform 2 und einem Pressstempel 3 (Fig. 1 und 2) in der Weise zu erwärmen
und zu pressen, dass ihre Dichte erhöht und dass sie geformt wird, und um den Kunststoff weniger bröckelig, bedeutend elastischer,
sowie glatt, gekalandert und mechanisch widerstandsfähiger
zu gestalten, wobei die Eigenschaft der Unbrennbarkeit
beibehalten wird.
Die Platte 1 wird zwischen der Pressform 2 und dem Pressstempel
3 durch Strahlung und durch direkten Kontakt, z.B. durch in das Formwerkzeug 2-3 montierte elektrische Widerstände 4 erwärmt.
Die Platte wird sodann durch den Pressstempel 3 in die Pressform
2 gedrückt, wenn die Temperatur ihren idealen Erweichungspunkt erreichte. Dieser letztere beträgt 1302G für einen Schaumstoff
von 16 kg/m Dichte. Das Zusammenpressen muss auf jeden Fall in
einem Zeitraum von weniger als fünf Sekunden erfolgen, um jegliches Abkühlen des Schaumstoffes zu vermeiden. Dies wird mittels
des geheizten Formwerkzeuges ermöglicht, das den Schaumstoff während des gesamten Pressvorganges auf seinem Erweichungspunkt
beibehält· Durch diesen Vorgang wird die Platte 1 in ein Formstück
1 · verwandelt, das eine Dichte von etwa 80 bis 100 kg/ar
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hat und leicht elastisch, von glatter Oberfläche und nicht bröckelig ist,
Die Temperatur des Erweichungspunktes ist sehr wichtig, denn unter dieser Temperatur, ist das zellulare Polycarbodiimid zu
brüchig um geformt zu werden, und über dieser Temperatur oder wenn dieselbe zu lange beibehalten ist, wird das Produkt
bröckelig·
Der genaue Augenblick des Pressvorganges nach dem Beginn des
Erwärmens wird in Bezug auf die Erweichungstemperatur und die Stärke der Platte 1 vorausbestimmt. In der industriellen Phase
ist es somit möglich, den Arbeitszyklus des Pressstempels 3 mittels eines automatischen Schaltwerkes festzulegen·
Mach der Formgebung wird die Pressform z.B. durch Luftstrahl
leicht abgekühlt, um die Platte 1 * leicht zu erhärten, bevor der Pressstempel 3 zurückgezogen und die Platte 1' aus der Form
entnommen wird.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Produkt 5 von irgendwelcher Formgebung, z.B. von jener, die in den Figuren (3 bis 5) gezeigt
wird, und die aus warmgeformtem, zellularem Polycarbodiimid besteht.
Um ein Formstück von sehr glatter Oberfläche zu erhalten, das
eine starke Proportion von geschlossenen Zellen aufweist, die Reliefs und die Gravierung der Pressform einwandfrei annimmt und
alle Arten von nachfolgenden überzügen ermöglicht, sieht die
Erfindung weiterhin vor, der Grundmischungdes Polycarbodiimides
ein spannungsaktives Mittel, wie ζ·Β. Silikonöl? zu 0,05 bis
0,15 Teilen beizufügen.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Verfahren
darin, der Oberfläche des zu formenden Teiles die Wärme
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sofort und gleichzeitig mit dem Zusammenpressen zuzuführen,
damit er ein Gefüge erhält, das glatt, gekalandert, von grosserer Dichte"und remanent ist.
Die Arbeitstemperatur des Formwerkzeuges betragt in diesem
Fall vorzugsweise 1752G pf
Diese Variante wird nachstehend für das Ausführungsbeispiel eines Formstückes aus Polycarbodiimid beschrieben, wo sich die
•z
Dichte von 1 6 kg/m einer Platte auf eine Dichte von 40 bis
100 kg/m'5 erhöht.
Die Ausgangsdichte der Platte von 16 kg/m ist jene Dichte, die
das Erhalten der Verformung und das Tiefpressen begünstigt.
Zur Herstellung eines Formstückes aus Polycarbodiimid, dessen sichtbare Seite durch die Wirkung des Pressstempels erhalten
wird, bringt man die Temperatur des Pressstempels und der Press-
- 02
form auf 1752O +150 . Das Vorwärmen durch Strahlung und durch Kontakt wird auf etliche Bruchteile einer Sekunde verringert, d.h. auf die erforderliche Zeit zum Einlegen der Polycarbodiimid-Platte in die Pressform und zum Senken des Pressstempels zwecks Vornahme der Formgebung. Während des Auflegens der Platte auf die Pressform wird der Pressstempel, der die sichtbare Seite gestaltet, zwecks Vermeidung von jeglicher Wärmeabgabe um einige Zentimeter, vorzugsweise etwa zehn Zentimeter, von der Platte entfernt angebracht.
form auf 1752O +150 . Das Vorwärmen durch Strahlung und durch Kontakt wird auf etliche Bruchteile einer Sekunde verringert, d.h. auf die erforderliche Zeit zum Einlegen der Polycarbodiimid-Platte in die Pressform und zum Senken des Pressstempels zwecks Vornahme der Formgebung. Während des Auflegens der Platte auf die Pressform wird der Pressstempel, der die sichtbare Seite gestaltet, zwecks Vermeidung von jeglicher Wärmeabgabe um einige Zentimeter, vorzugsweise etwa zehn Zentimeter, von der Platte entfernt angebracht.
Die plötzlich und gleichzeitig mit dem Stempeldruck ankommende Wärme erzeugt auf der Plattenoberfläche eine sehr starke
Diehteaunahme in einer Stärke von etwa 1 mm, doch sinkt diese Dichte sehr schnell, um in der restlichen zellularen Masse
nahezu regelmässig zu werden.
Wird also beispielsweise eine Platte von 60 mm Stärke und von
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3 *
einer Dichte von 16 kg/m zusammengepresst, um ein Formstück
herzustellen, dessen verschiedene Querschnitte Stärken von 20 mm, 10 mm und 15 mm aufweisen, dann erhält man eine Dichte
•χ "Z
von 48 kg/m im Querschnitt von 20 mm, von 96 kg/m im Querschnitt
von 10 mm, und von 72 kg/m im Querschnitt von 15 mm.
Die sichtbare Fläche des so erhaltenen Formstückes hat dann
eine oberflächliche Dichte von etwa 300 kg/m , und sie ist glatt und remanent.
Für eine andere Ausführungsart kann die Rolle des Pressstempels und der Pressform natürlich umgekehrt werden.
Im Falle der Herstellung eines Formstückes, bei welchem die Dichteunterschiede zwischen 100 und 300 kg/m und mehr betragen,
erfolgen die Variationen im gleichen Sinne, doch geht man hierbei von bedeutend grösseren Plattenstärken aus. Im letzteren
Fall erfolgt die Erwärmung der Platte durch Strahlung und direkten Kontakt zwischen dem Presstempel und der Pressform,
die nahezu oder völlig die Platte berühren, deren Temperatur je nach der gewünschten Formgebung zwischen 130 und 1802C
beträgt. Sobald der Schaumstoff den gewollten Erweichungspunkt erreicht, wird er vom Stempel in die Pressform gedruckt.
Ist die Wärmezufuhr und der Pressdruck progressiver, dann ist
die Dichtezunahme besser in der Masse der zellularen Struktur verteilt. Die oberflächliche Dichte zunähme, d.h. von etwa 1 mm
Stärke, ist geringer in Bezug auf die restliche Masse, doch verbleibt diese Oberfläche auf jeden Fall glatt und remanent,
was durch die starke Dichte des gesamten Polvcarbodiimid-Schaumstoffes
begünstigt wird.
Das erfindungsgemässe "Verfahren ermöglicht die Herstellung von
Wandplatten, Hängedecken, Rohrisolierschalen, oder dgl.
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Die Erfindung ist insbesondere für die Formgebung von zellularem
Polyearbodiimid anwendbar.
Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf das beschriebene und in beiliegenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel,
und es sind Änderungen möglich, insbesondere bezüglich der Arbeitstemperaturen, ohne dadurch den Schutzbereich der Erfindung
zu überschreiten.
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Claims (6)
- -Patentansprüche-•\ Verfahren zum Formen von zellularem Polycarbodiimid, dadurch \_y gekennzeichnet, dass es im wesentlichen darin besteht, eine Schaumstoffplatte durch Strahlung und direkten Kontakt in einem Formwerkzeug-Pressform/Pressstempel zu erwärmen, diese Platte bei Erreichen ihres Erweichungspunktes zwecks Erhöhung ihrer Dichte zusammenzupressen, sie zu verformen, und den Schaumstoff weniger bröckelig, elastischer, glatt, gekalandert und mechanisch widerstandsfähiger zu gestalten, wobei seine Eigenschaft der Unbrennbarkeit bewahrt wird, und die Pressform nach der Formgebung z.B. mittels eines luftstrahles leicht abzukühlen, um das Formprodukt leicht zu härten, bevor der Pressstempel zurückgezogen und das Formstück aus der Pressform entnommen wird.
- 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundmischung des zellularen Polycarbodiimides ein spannungsakti-cres Mittel, wie z.B. Silikonöl, in einem Verhältnis von 0,05 bis 0,15 Teilen beigefügt wird.
- 3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des idealen Erweichungspunktes 1302C für eine Schaumstoffdichte von 16 kg/m beträgt.
- 4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberfläche des zu formenden Teiles die Wärme plötzlich und gleichzeitig mit dem Zusammenpressen zugeführt wird, um ein Gefüge zu erhalten, das glatt, gekalandert, von grösserer Dichte und remanent ist.
- 5. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitstemperatur des Werkzeuges-Pressform/Pressstempel vorzugsweise 1752O T^cö beträgt.709821/0722 original inspected
- 6. Formprodukt, das durch Anwendung des Verfahrens gemäss Anspruch 1 bis 5 erhalten wird und sich dadurch kennzeichnet, dass es aus warmgepresstem, zellularem Polycarbodiimid besteht, das ohne oder mit einem spannungsaktiven Mittel vermischt ist.709821/072 2
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