DE2910613A1

DE2910613A1 - Beidseitig mit decklagen versehene daemmplatte aus kunststoffschaum und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2910613A1
Application number: DE19792910613
Authority: DE
Inventors: Hans Huetzen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-17
Filing date: 1979-03-17
Publication date: 1980-09-18

Description

Beidseitig mit Decklagen versehene Däminplatte aus
Kunststoffschaum und Verfahren zu deren Herstellung.
Beidseitig mit Decklagen versehene Dämmplattfien aus Kunststoffschaum finden In größtem Ausmaße als Bauelemente, insbesondere zur Isolierung gegenüber Kälte und Wärme Verwendung, vor allem als Dach- und Wandelemente. Ihr großer Vorteil liegt darin, daß sie hervorragende Isoliereigenschaften haben und in elnem kontinuierlichen Verfahren preiswert hergestellt werden konnen.
Dabei wird die Innere Lage aus Kunststoffschaum in der Weise hergestellt, daß zwischen zwei Decklagen der autschäumbare Kunststoff entweder als festes Granulat eingebracht wird, das das Mittel zum Aufschäumen bereits im Granulat enthält oder aber in den Zwischenraum zwischen den beiden Decklagen werden die Komponenten eingedüst, aus denen sich beim Zusammentreffen der Kunststoffschaum bildet. Beispiel für den ersten Weg ist insbesondere der Kunststoff Polystyrol, für den zweiten Weg der Kunststoff Polyurethan. Letzterer bildet sich aus lsocy anaten und Polyolen.
Die wesentliche Aufgabe der beldseitigen Decklagen Ist die einer Hilfsfunktion, nämlich ein Verkleben des aufschäumenden Kunotstoffs mit der Bandanlage, in der aufgeschäumt wird, zu vermeiden und eine beidseitig glatte Fläche zu erzielen Man hat dabei den Decklagen auch weitere Funktionen gegeben und durch bestimmte Materialauswahl beispielsweise Wasserdampfdichte u.ä. erzielt. Verhältnismäßig gering ist aber bei diesen kontinuierlich in einer Bandanlage hergestellten Dämmplatten die mechanische Festigkeit, weil die Decklagen von der Rolle her zugeführt werden und deshalb flexibel und aufrollbar sein müssen. Die üblichen Decklagen bestehen deshalb aus Papier, Aluminiumfolie u.ä. Man hat auch bereits Kunststoffolien eingesetzt wie Polyäthylenfolie. Diese haben aber häufig den Nachteil, daß der Verbund zum Kunststoffschaum ungenügend ist.
Da die so beidseitig mit Decklagen versehenen Dämmplatten gegen mechanische Belastung nicht widerstandsfähig genug sind, werden sie später bei Verwendung als Bauelement mit zusätzlichen Decklagen versehen, bei Verwendung als Flachdachbelag beispielsweise mit Bitumenlagen u.ä., bei Verwendung als Wandelement werden sie beispielsweise beldseltig mit Hartfaserplatten kaschiert.
Die Herstellung eIner verwindungsstelfen, mechanisch festen und beanspruchbaren Dämmplatte, die nicht Im nachhinein mit zusätzlichen Decklagen versehen werden muß, um die bei Wänden und Dächern erforderliche Festigkeit und Oberflächeneigenschaften zu erhalten, ist wegen der erforderlichen Aufrollbarkeit der Decklagen bisher nicht möglich. Die Herstellung solcher Dämmplatten mit verwindungssteifen Außenlagen mußte deshalb in gesonderten Arbeitsgängen erfolgen, beispielsweise durch Aufpressen der starren Deckplatten In Etagenpressen unter Mitverwendung geeigneter Leim- bzw. Kaschlermittel.
Diese Verfahren sind aber arbelts- und maschinenaufwendig und nur diskontinuierlich durchführbar. Die Verwendung der Bandanlagen war allenfalls in der Weise möglich, daß die plattenförmigen, verwindungssteifen Decklagen von Hand oder durch zusätzliche maschinelle Einrichtungen In die Bandanlage eIngelegt wurden. Das erforderte aber zusätzliche Arbeltskräfte und führte Insbesondere an den Stoßstellen immer wieder zu Komplikationen.
Es besteht deshalb ein dringendes technisches Bedürfnis nach einer verwindungssteifen, mechanisch festen und beanspruchbaren Dämmplatte, die In Ihrer Herstellung einfach und wenig arbeltsaufwendig ist und trotzdem- alle Anforderungen erfüllt, um als solche als fertiges Bauelement eingesetzt werden zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer beidseitig mit Decklagen versehenen Dämmplatte aus Kunststoffschaum auf der Basis von Zwelkomponentenkunststoffen, insbesondere Polyurethan gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine der Decklagen von starrem flächenförmigen glasfaserverstärktem Kunststoff auf Basis ungesätttlgter Polyester mit einer Stärke von 0,5 bis 2 mm gebildet und unmittelbar mit dem Kunststoffschaum verbunden ist.
Wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist dabei das Verfahren zum Herstellen der beidseitig mit Decklagen versehenen Dämmplatten, das darin besteht, daß der Kunststoffschaum auf Basis von Zweikomponentenkunststoffen in an sich bekannter Welse auf einer Bandanlage zwischen zwei kontinuierlich zugeführten Decklagen aufgeschäumt wird, wobei mindestens eine der Decklagen von starrem flächenförmigen glasfaserverstärktem Kunststoff auf Basis von ungesättigten Polyestern gebildet wird, die von einer Rolle auf einem Wickelkern mit einem Durchmesser von mindestens 15 cm abgewickelt und der Bandanlage zugeführt wird. Vorzugsweise liegt der Durchmesser des Wickelkerns bei 30 bis 40 cm. Der Durchmesser des Wickelkerns ist In jedem Fall größer als der Durchmesser üblicher Wickelkerne. Er ist von einer Reihe von Faktoren abhängig, insbesondere von der Stärke und der Steifigkeit des flächenförmigen ungesättigten Polyestermatertals. Bei einer Stärke von 0,5 mm, die hinstchtw lich mechanischer Festigkeit und Belastbarkeit die Untergrenze darstellt, genügt ein Wickelkerndurchmesser von ca 15 cm. Bei einer Stärke von 2 mm ist ein Durchmesser von ca. 40 cm erforderlich, um das Material überhaupt noch wickeln zu können.
Daß es überraschenderweIse möglich ist, das oben aufgezeigte technische Problem zu lösen und eine verwindungssteife, mechanisch feste und beanspruchbare Dämmplatte zu schaffen, bei der die starre Decklage unmittelbar, d.h. ohne Verwendung von Leim oder Kaschiermitteln direkt durch den Aufschäumvorgang mit dem Kunststoffschaum verbunden ist, ist wahrscheinlich bedingt durch die Auswahl der ganz bestimmten Decklage aus glasfaserverstärktem ungesättigten Polyester. Wenn auch die Einzelheiten für diesen überraschenden Effekt noch nicht restlos geklärt sind, so sind sie wahrscheinlich darin erklär#bar, daß zwischen den beim Polyester der Decklage noch vorhandenen oH-Gruppen und dem im Polyurethan vorhandenen Carbonylgruppen Wasserstoffbrücken ausgeblld-et werden, die den guten Verbund zwischen Kunststoffschaum und Decklage bewirken.
An sich war es überhaupt nicht zu erwarten, daß der Kern aus Kunststoffschaum und die Decklage anelnanderhaften. Denn auch bei Anwendung des beim Verfahren unbedingt notwendigen Kunstgriffes, das Polyestermaterial auf einen Wickelkern von mindestens 15 cm Durchmesser aufzuwickeln, durch den es überhaupt nur möglich ist, ein so starres Material überhaupt zu wickeln, bleibt das Deckmaterial nach dem Abwickeln natürlich aufgewölbt und man hätte erwarten müssen, daß es wegen dieser durch das Aufwickeln indizierten Aufwölbung sich nach Verlassen der in der Bandanlage vorhandenen Anpreßstrecke sofort wieder abzieht, zumal es von anderen Kunststoffen wie Polyäthylen und PVC bekannt ist, daß sie sich- schlecht mit dem Kunststoffschaum verbinden. Uberraschenderwelse Ist das nicht der Fall und es werden vollkommen planliegende Dämmplatten selbst dann erhalten, wenn nur etne der beiden Lagen von dem glasfaserverstärktem Polyestermaterial gebildet ist. Das ist umso überraschender, als selbst bei den üblichen dünnen, flexiblen Decklagenmaterialien wie Papier und Aluminiumfolie das sogenannte Schüsseln eines der größten Probleme ist. Zu diesem unangenehmen Schüsseln und Verwerfen kommt es, weil beim Aufschäumvorgang Temperaturen bis zu ca. 80 Grad auftreten unddurch unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Materiales des Kunststoffschaumes und der Decklagen beim anschließenden Abkühlen Spannungen entstehen. Im allgemeinen ist man deshalb bemüht, möglichst auf beiden Selten gleiche Materialien einzusetzen. Eventuell ist auch bei diesem unerwarteten Effekt der Chemismus der Decklage aus ungesättigten Polyestern von Einfluß. Obwohl es sich dabei um einen Duroplasten handelt, der Kunststoff also bereits bei der Herstellung des Decklagenmaterials ausgehärtet ist, sind wahrscheinlich doch noch Restvalenzen vorhanden, die bei der beim Aufschäumvorgang auftretenden Wärme mobilisiert werden. Dabei werden die durch das Aufwickeln tndizierten Spannungen abgebaut und es erfolgt wahrscheinlich eine Ausreaktion in der durch die Bandanlage bedingten Planlage.
Dieser Effekt läßt sich in einer bevorzugten Variante der Erfindung noch steigern, indem der Bandanlage eine solche Decklage aus starrem flächenförmigen glasfaserverstärktem Kunststoff auf Basis ungesattigter Polyester zugeführt wird, bei der der Polyester noch nicht vollständig ausgehärtet ist.
FUr die ausgezeichnete Planlage der erfindungsgemäßen Dämmplatte Ist voraussichtlich noch von Einfluß> daß das Polyestermaterial fUr die Decklage bzw. Decklagen und der Kunststoffschaum?auf Basis Polyurethan ungefähr gleiche Ausdehnungskoeffizienten haben und dadurch ein Verwerfen und Schusseln vermieden ist.
Von ganz wesentlicher Bedeutung ist dabei natürlich der Kunstgriff, das an sich starre und plattenförmige Polyestermaterial einer Stärke von 0,5 bis 2 mm, vorzugsweise von 1 mm, wie sie wegen der geforderten Verwindungssteifigkeit und mechanischen Festigkeit und Beanspruchbarkeit erforderlich ist, In Rollenform zu zwingen, indem das Material auf einen Wickelkern von verhältnismäßig großem Durchmesser gewickelt wird. Nur dadurch Ist die Herstellung im kontinuierlichen Verfahren auf einer üblichen Bandanlage möglich und nur dadurch wiederum die Erzielung des festen Verbundes zwischen der bzw. den Polyester decklagen und dem Kunststoffschaum beim Aufschäumvorgang selbst, ohne daß zusätzliche Hilfsmittel wie Kaschierleime erforderlich sind. Daß sich das starre, plattenförmige Polyestermaterlai trotz seiner Steifigkeit überhaupt wickeln läßt, ist eventuell bedingt durch die verstärkenden Glasfasern, die möglicherweise Ihrer Flexibilität wegen ein Brechen beim Wickeln verhindern.
Zweckmäßig ist das flächenförmige glasfaserverstärkte Polyestermaterlal ein- oder beidseitig noch mit elnem sogenannten Gelcoat versehen, dz aus mit Ti02 gefüllten Polyestern besteht und verhindert, daß Glasfasern aus der Oberfläche herausragen und die Abriebfestigkelt vermindern. Durch den TiO2-Gehalt wird die Weiße des Materials und die Lichtbeständlg keit verbessert.
Als Kunststoffschaum auf der Basis von Zwelkomponentenkunststoffen kommen insbesondere die Polyurethane und die Polyisocyanurate in Betracht. Erstere entstehen In bekannter Welse durch Umsetzung von Isocyanaten mit Diolen, Polyolen, Amlnopolyolen, zum Beispiel propoxylierten Athylendiaminen. Die Polyisocyanuratschäume entstehen bei Umsetzung der Isocyanate mit sich selbst unter dem katalytischen Einfluß wesentlich geringerer Mengen der erwähnten hydroxyl- bzw. aminogruppenhaltigen Verbindungen.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Dämmplatten sind als mechanisch beanspruchbare Bauelemente vielseitig verwendbar und überall dort einsetzbar, wo bisher beIspIelsweIse beidseitig mit Hartfaserplatten kaschierte Kunststoffschaumplatten eingesetzt wurden, z.B. als Wand- und Dachelemente. Da es sich bei den Decklagen aus Polyestermaterial um ein besonders widerstandsfähiges Material handelt, kommen zusätzliche Anwendungszwecke wie Trennwände in Pferde- und Viehställen hinzu, wo sich die neuen Bauelemente ihrer chemischen Widerstandsfähigkeit wegen auszelchnen und sich besonders gut reinigen lassen. Aus dem gleichen Grunde eignen sie sich hervorragend zum Erstellen von Kühizel len, Kühltheken und als Fassadenelemente, insbesondere für Fertighäuser, Mobllheime und Wohnwagen. Um bestimmte optische Effekte zu erzielen und für manche Anwendungszwecke, können sie zusätzlich auch mit Dekorpapieren u.a. laminiert sein.-In den Abmessungen sind die erfindungsgemäßen Dämmplatten keinen Begrenzungen unterworfen. Die Stärke der Dämmplatten kann zwischen 1 cm und 20 cm liegen und beträgt bevorzugt 4,5 bis 6 cm, die der Decklagen zwischen 0,5 und 2 mm, wobei die Stärke von 1 mm bevorzugt Ist, da sie einmal noch gut wickelbar ist, andererseits genügende Festigkeit und mechanische Beanspruchbarkeit garantiert.
Die Herstellung auf üblichen Bandanlagen bereitet keinerlei Schwierigkeiten, sondern ist sogar einfacher als bei den konventionellen flexiblen und dünnen Materialien wie Papier und Aluminiumfolie, weil sich die Decklagen Ihrer Stelfigkeit wegen wesentlich besser führen lassen.

Claims

Patentansprüche.

(lW Beidseltig mit Decklagen versehene Dämmplatte aus Kunststoffschaum auf der Basis von Zwelkomponentenkunststoffen, insbesondere von Polyurethan, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Decklagen von starren flächenförmigen glasfaserverstärktem Kunststoff auf Basis ungesättigter Polyester mit einer Stärke von 0,5 bis 2 mm gebildet und unmittelbar mit dem Kunststoffschaum verbunden Ist.
2. Verfahren zum Herstellen einer beidseitig mit Decklagen versehenen Dämmplatte aus Kunststoffschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschaum auf Basis von Zwelkomponentenkunststoffen in an sich bekannter Welse auf einer Bandanlage zwischen zwei kontinuierlichen zugeführten Decklagen aufgeschäumt wird, wobei mindestens eine der Decklagen von starrem flächenförmigen glasfaserversträktem Kunststoff auf Basis ungesättigter Polyester gebildet wird, die von einer Rolle auf einem Wickelkern mit einem Durchmesser von mindestens 15 cm der Bandanlage zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandanlage mindestens eine Decklage aus starrem flächenförmigen glasfaserverstärktem Kunststoff auf Basis ungesättigter Polyester zugeführt wird, bei der der Polyester nur unvollständjg ausgehärtet ist.