DE4224279A1 - Hartschaum auf PU-Basis mit verbesserten mechanischen Eigenschaften - Google Patents

Hartschaum auf PU-Basis mit verbesserten mechanischen Eigenschaften

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DE4224279A1
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polyvinyl butyral
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Description

Ziel
Herstellung eines Hartschaums mit zähelastischen Eigenschaften der trittfest und überfahrbar ist und sich daher zur Isolierung von belasteten Flächen eignet.
Stand der Technik
Die Herstellung von PU-Schäumen ist seit langem bekannt. Ihre Eigenschaften reichen von sehr weich bis hart. Entsprechend ist auch der Bereich ihrer Anwendungen sehr weit gefaßt. Harte Schäume werden vor allem im Haushaltsbereich zur Isolierung von Kühleinrichtungen, im Baubereich als Verbundplatten für Fassaden, zur Isolierung von Dächern und für Trennwände, in der Industrie für Tank- und Rohrisolierungen usw. verwendet.
Die Technik der Herstellung reicht von der diskontinuierlichen Blockverschäumung bis zur kontinuierlichen Verschäumung nach dem Doppel­ transportbandsystem. Ferner wird der PU-Schaum (meist vor Ort) auch nach dem sogenannten Sprühverfahren erzeugt.
Als Treibmittel zur Erzeugung der Poren dient entweder das sich nach Zusatz von Wasser entwickelnde Kohlen­ dioxid oder ein zugesetzter Fluorchlorkohlenwasserstoff.
Der PU-Hartschaum dient fast ausschließlich der Wärme­ isolierung, seine mechanischen Eigenschaften hängen vor allem von der Rohdichte ab. Je nach Rezeptur können Dichten von 60 bis 300 kg/m3 erzeugt werden.
Nachteilig für das Handling der fertigen Hartschaum­ platten - insbesondere im Baubereich - ist die Sprödheit und damit die geringe Bruch- und Abriebfestigkeit des Materials. Man ist nicht in der Lage, bodenverlegte Platten zu begehen oder mit Fahrzeugen zu überfahren ohne diese zu beschädigen. Man legt deswegen zumeist schützende Bretter über die Platten. Um diesen Nachteil zu vermindern werden die Platten entweder mit Metallfolien, Dachbahnen oder Papier kaschiert. Damit wird zwar die fehlende mechanische Festigkeit der Hartschaumoberfläche verbessert, aber nicht die Festigkeitseigenschaften des Hartschaumes an sich. So ist es nicht möglich, die Platten zu nageln, Schrauben direkt oder mit Dübeln anzubringen, weil die Sprödheit des Materials nicht erlaubt, die eingebrachten Befestigungsmaterialien auch zu belasten.
Die vorgestellte Erfindung hebt diesen Nachteil größtenteils auf und gestattet, daß nach diesem Verfahren hergestellte Hartschaumplatten begangen, mit schweren Fahrzeugen überfahren, sowie genagelt und geschraubt werden können.
Diese Verbesserung wurde dadurch erreicht, daß einem üblicherweise verwendeten Zweikomponenten-PU-Material ein hochpolymerer Zusatz beigemischt wurde, der dem Hartschaum zähelastische Eigenschaften verleiht. Als besonders geeignet erwies sich Polyvinylbutyral. Dieser Stoff wird als Lack zur Beschichtung von Ober­ flächen verwendet, sein Hauptanwendungszweck ist aber die Herstellung von Verbundglas, sogenanntem Sicherheitsglas, das als Frontscheiben für Automobile und als schußsicheres Mehrscheiben-Panzerglas Verwendung findet. Bei der Recyclisierung von Altwagen, bei welchem dieses Material bei der Zerstörung des Sicherheitsglases anfällt, macht die Entsorgung des Polyvinylbutyrals (Kurzbezeichnung "PVB") besondere Schwierigkeiten. Auch dieses zerkleinerte Abfall-PVB ist für die Herstellung des beanspruchten verbesserten Hartschaums geeignet.
Beispiele
Polyvinylbutyral gehört chemisch zur Gruppe der Acetale, das durch Reaktion von Polyvinylalkohol mit Butyraldehyd unter Verwendung von saueren Katalysatoren entsteht. Es besitzt ein sehr hohes Molekulargewicht, das je nach Herstellungsart bei 15 000 und höher liegt. Aufgrund seiner polaren Struktur ist es nur in polaren Lösemitteln, vorzugsweise in Alkoholen, Ethern, Phenolen sowie Polyphenolen, Acetonen und Estern löslich. Das PVB ist auch in Polyolen löslich, wie sie zur Herstellung von PU-Materialien Verwendung finden, jedoch nicht in Diisocyanaten. Die Reaktion zur Erzeugung des Hartschaums wurde so geführt, daß das PVB auch nach der Zugabe des Diisocyanats noch gelöst blieb. Ein Ausfällen des PVB bei Zugabe des Diisocyanats oder eine Ausscheidung während der Verschäumungsreaktion ergibt keinen einheitlichen Schaum und führt zu Fehlchargen.
Zusammensetzung des zur Vorschäumung verwendeten Materials
Komponente B:
24,65 Gew.-% Polyol mit einem OH-Gehalt von 11,5%
24,65 Gew.-% Polyol mit einem OH-Gehalt von 3,4%
8,7 Gew.-% Polyvinylbutyrol
Komponente A: 42,00 Gew.-% Diisocyanat mit einem NCO-Geh. 31,5%
100,0%
Das PVB wird im Polyol gelöst und das Diisocyanat unter intensivem Rühren hinzugegeben. Zum Verschäumen werden 0,2 bis 0,6% Wasser hinzugefügt, die in der Mischung schnell homogenisiert werden. Die zugegebene Menge Wasser erzeugt unterschiedliche Raum­ dichten des Hartschaumes.
Eigenschaften
Gemessen wurden die Raumdichten, sowie die Zugdehnung (nach DIN 53 430) und das Biegeverhalten (nach DIN 53 423) der Hartschaumproben.
Raumdichten: 160 bis 200 kg/m3
Zugdehnung: 17 bis 24%
Biegeverhalten: bei 20 mm Durchbiegung 0,111 bis 0,112 MPa.
Im Vergleich dazu Probekörper, die auf dieselbe Art hergestellt wurden aber ohne Zusatz von PVB:
Raumdichten: 182 bis 201 kg/m3
Zugdehnung: 15,2 bis 15,8%
Biegeverhalten: bei 20 mm Durchbiegung 0,191 bis 0,202 MPa. Teilweise wurde der Wert von 20 mm nicht erreicht, da die Probekörper vorher zerbrachen.

Claims (4)

1. Herstellung eines Hartschaumes auf Basis Polyurethan mit verbesserter Elastizität und Abriebfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gemisch aus Polyol und Diisocyanat vor der Verschäumung ein Hoch­ polymer gelöst wird.
2. Herstellung eines Hartschaumes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hochpolymere Bestandteil Polyvinylbutyral ist.
3. Herstellung eines Hartschaumes nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das PVB in einer Menge zwischen 2 und 30% zugegeben wird.
4. Herstellung eines Hartschaumes nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zugegebene Menge PVB zwischen 5 und 15% liegt.
DE4224279A 1992-07-23 1992-07-23 Hartschaum auf PU-Basis mit verbesserten mechanischen Eigenschaften Withdrawn DE4224279A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014114301A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Shark Solutions Aps Composition comprising plasticized polyvinyl butyral dispersed in water, method for treating surfaces of cement, concrete, mortar, floor screed or the like with the composition and use of the composition.
DE102022204248A1 (de) 2022-04-29 2023-11-02 Benecke-Kaliko Aktiengesellschaft Recyceltes Polyvinylbutyral für die Herstellung von Multischichtverbundsystemen wie Kunstleder

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014114301A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Shark Solutions Aps Composition comprising plasticized polyvinyl butyral dispersed in water, method for treating surfaces of cement, concrete, mortar, floor screed or the like with the composition and use of the composition.
DE102022204248A1 (de) 2022-04-29 2023-11-02 Benecke-Kaliko Aktiengesellschaft Recyceltes Polyvinylbutyral für die Herstellung von Multischichtverbundsystemen wie Kunstleder

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