DE3737413C2 - Verfahren zur Herstellung von Kunststoffschäumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Kunststoffschäumen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 2.

Mehrkomponenten-Mischungen auf Basis von Reaktionskunststoffen finden bei der Herstellung von Kunststoffschäumen Anwendung.

Die Reaktionskunstharze können dabei z. B. Epoxyd-, Methacrylat-, Polyurethan- oder Polyesterharze sein. Als wei­ tere Komponenten der hier in Frage kommenden Mischungen kön­ nen z. B. Quarzsand, Gips, Perlite, Glasfasern oder sonstige Füll- und Zuschlagstoffe Verwendung finden.

Es ist aus der DE 34 30 690 A1 bekannt, zur Vermeidung von Ungenauigkeiten unter den erschwerten Bedingungen eines Bau­ stellenbetriebs die Komponenten eines Reaktionskunstharz­ systems im Fertigungsbetrieb in flüssiger Form zu mischen, ggf. Füllstoffe beizufügen und die einsetzende Aushärtung durch Abkühlung unter die jeweilige Reaktionstemperatur der betreffenden Kunstharze zu stoppen. Im gekühlten Zustand konnte die Mischung dann bis zum Gebrauch gelagert werden. Dies war aber nur eine Zwischenkühlung. Für die Weiterverar­ beitung ging man auch in diesem Fall von der üblichen Anwen­ dungstechnik wie bei auf der Baustelle im flüssigen Zustand gemischten Kunstharzkomponenten aus, d. h. die zwischengekühl­ te Mischung wurde zunächst wieder auf Reaktionstemperatur, normalerweise sogar Umgebungstemperatur erwärmt, so daß sie die normale viskose und ggf. klebrige Konsistenz aufwies. Ist eine solche Mischung z. B. ein Estrich, so läßt sich dieser nur sehr schwer gleichmäßig auf dem Boden verteilen. Bei der Ver­ arbeitung treten unangenehme Dämpfe auf, die in geschlosse­ nen Räumen bei nicht ausreichenden Schutzmaßnahmen zu gesund­ heitlichen Schäden führen können.

Aus EP 0 117 708 A2 ist es bekannt, zur Herstellung von z. B. Brems- und Kupplungsbelägen eine Mischung aus Feststoffen mit Reaktionsflüssigkeiten zu verwenden.

Die Flüssigkeit wird zunächst unter ihre Verfestigungstemperatur abgekühlt durch Inkontaktbringen mit flüssigem Stickstoff. Die Feststoffe werden eben­ falls gekühlt. Danach werden die gekühlten Feststoffe und die gefrorenen Reaktionspartikel gemischt, erwärmt und in eine Form eingebracht. Der Arbeits­ vorgang erfordert lange Taktzeiten.

Die beiden Entgegenhaltungen befassen sich nicht mit dem Einmischen von Treib­ mitteln zur Herstellung von Kunststoffschäumen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Herstellung von Kunst­ stoffschäumen zu schaffen, die eine qualitativ bessere, leichtere und weniger gesundheitsschädliche Verarbeitung von Mischungen aus Reaktionskunststoffen, Additiven und Treibmitteln ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei dem eingangs genannten Verfahren nach einer ersten Verfahrensweise dadurch gelöst, daß die Mischung unverzüglich mittels einem kryogenen Flüssiggas verfestigt und granuliert oder pulverisiert wird, wonach sie zur Weiterverarbeitung erwärmt wird und unter Schaumbildung aus­ härtet.

Durch den flüssigen Stickstoff wird die Mischung oder ein Teil ihrer Komponenten sehr schnell und auf eine sehr niedrige Temperatur abgekühlt, wobei je nach der Art des Kühlvorgangs das flüssige Kunstharz ohne Einsatz mechanischer Zerkleine­ rungswerkzeuge allein durch den Kälteschock granuliert werden kann. In dieser körnigen Form kommt es zur Weiterverarbeitung und läßt sich dabei z. B. leicht vermischen, genau dosieren, in einfacher Weise gleichmäßig über eine Fläche verteilen, in Hohlräume einfüllen oder einladen oder zum Umschließen einer Armierung ausbreiten. Aufgrund der starken Abkühlung durch den flüssigen Stickstoff findet die Reaktion der Kunst­ harze wegen derjenigen Arbeitsvorgänge der Weiterverarbeitung noch nicht statt, welche sich besser im körnigen als im flüssi­ gen Zustand ausführen lassen. Es treten somit z. B. keine schäd­ lichen Dämpfe aus. Durch die große Differenz zwischen der Um­ gebungstemperatur und der Temperatur des Stickstoffs benöti­ gen die Kunststoffkomponenten der Mischung einen gewissen Zeitraum, bis ihre Reaktionen einsetzen. Hierdurch wird die oben beschriebene, vereinfachte und gefahrlose Verarbeitung für eine ausreichende Zeit sicherstellt.

Gemäß einer alternativen Verfahrensweise zur Herstellung von Kunststoffschäumen, bei dem mindestens je ein Reaktionskunststoff, Additiv und Treibmittel miteinander vermischt werden, wird der Reaktionskunststoff mittels eines kryogenen Flüssiggases verfestigt und granuliert oder pulverisiert, wo nach ihm zur Weiterverarbeitung das Treibmittel zugemischt wird und die Mischung unter Schaumbildung aushärtet. Dies kann beispielsweise direkt an der Stelle der Weiterverarbeitung geschehen. Dabei kann der Reaktionskunststoff und flüssiger Stickstoff über ein Zuführorgan einem Misch­ behälter für die Vermischung mit anderen Komponenten, wie Füllstoffen, Treibmitteln usw. zugeführt werden. In einer anderen praktischen Ausführungsform können Reaktionskunstharze und flüssiger Stickstoff durch getrennte Zerstäuberdüsen oder auch durch eine gemeinsame Mischdüse auf Füll- und/oder Zuschlag­ stoffe oder sonstige Mischungskomponenten gesprüht werden. Hierdurch kann erreicht werden, daß die Reaktionskunstharze besonders kleine, im wesentlichen kugelförmige Partikel bilden, die sich leicht vermischen lassen. Damit läßt sich ein spar­ samer und zugleich optimal wirksamer Einsatz der verhältnis­ mäßig teuren Kunstharzkomponenten realisieren.

Verschiedene andere praktische Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, daß die Mischung oder wenigstens ein Teil der Reaktionskunstharze durch Einströmen in ein Bad aus flüssigem Stickstoff abgekühlt werden. Das dabei entstehende Granulat kann durch Siebe bereits im flüssigen Stickstoff aufgefangen und ggf. klassiert werden. Alternativ können die Mischung oder wenigstens ein Teil der Reaktionskunstharzkomponenten durch Überströmen mit flüssigem Stickstoff abgekühlt werden. Schließ­ lich ist auch eine indirekte Kühlung dadurch möglich, daß die Mischung oder wenigstens ein Teil der Reaktionskunstharzkompo­ nenten durch Berührung mit einer durch flüssigen Stickstoff gekühlten Fläche oder mit einem durch flüssigen Stickstoff ge­ kühlten Fluid abgekühlt werden.

Unabhängig davon, ob die miteinander reagierenden Kunstharz­ komponenten vor der Abkühlung im flüssigen Zustand gemischt oder nach der Abkühlung durch flüssigen Stickstoff im körni­ gen Zustand gemischt werden, kann die Weiterverarbeitung im Sinne der Erfindung darin bestehen, daß die in dieser Weise hergestellte Mischung mit wenigstens einem Füllstoff einer Armierung oder einem Treibmittel zusammengebracht wird. Letz­ teres könnte auch schon in der gekühlten Mischung enthalten sein, so daß ein Schäumvorgang erst nach der Erwärmung statt­ findet.

Vorzugsweise sollte die Temperatur der mit flüssigem Stick­ stoff gekühlten Mischung oder der Mischungskomponenten zu Be­ ginn der Weiterverarbeitung unter -50°C, vorzugsweise unter -70°C liegen.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Abkühlung der Reaktions­ kunstharzkomponenten oder der daraus hergestellten Mischungen durch flüssigen Stickstoff verursacht nur verhältnismäßig ge­ ringe Kühlkosten. Es kann sich daher im Einzelfall empfehlen, eine für eine Baustelle bestimmte Mischung mit Reaktionskunst­ harzen bereits ab Werk im mit flüssigen Stickstoff gekühlten, körnigen Zustand, zu liefern. Es bereitet keine Schwierigkei­ ten, für den Transport des gekühlten Materials geeignete Transportbehälter zur Verfügung zu stellen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffschäumen, bei dem mindestens je ein Reaktionskunststoff, Additiv und Treibmittel miteinander vermischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung unverzüg­ lich mittels einem kryogenen Flüssiggas verfestigt und granuliert oder pulverisiert wird, wonach sie zur Weiterverarbeitung erwärmt wird und unter Schaumbildung aushärtet.

2. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffschäumen, bei dem mindestens je ein Reaktionskunststoff, Additiv und Treibmittel miteinander ver­ mischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionskunststoff mittels eines kryogenen Flüssiggases verfestigt und granuliert oder pulverisiert wird, wonach ihm zur Weiterverarbeitung das Treibmittel zugemischt wird und die Mischung unter Schaumbildung aushärtet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Weiterverarbeitung vor der Aushärtung der Reaktionskunststoff noch­ mals eine Kühlung bis unter die Reaktionstemperatur vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß hochreaktive Reaktionskunststoffe mit einer Reaktionsdauer von weniger als 600 sec., vorzugsweise weniger als 60 sec., verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schäumen ein nicht lösungsmittelhaltiges Treibmittel verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Treib­ mittel dispergierte Wasserpartikel verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der mit flüssigem Stickstoff gekühlten Mischung oder Mischungskomponenten zu Beginn der Weiterverarbeitung unter -50°C, vorzugsweise unter -70°C liegt.