DE4439328A1 - Wärmeisolierender Körper - Google Patents

Wärmeisolierender Körper

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Description

Es ist bekannt, wärmeisolierende Körper (Vakuumpaneele) aus einem porösen Material und einer allseitig umhüllenden gasdichten Folie herzustellen, wobei der durch das poröse Material gebildete "Hohlraum" evakuiert wird. Das poröse Material kann entweder aus einem porigen Schüttgut oder aber aus einem harten Schaumstoff bestehen. Die Folie besteht üblicherweise aus Kombinationen von mehreren Schichten, wobei durch die verschiedenen Schichten unterschiedliche Aufgaben, wie Diffusionssperre gegenüber verschiedenen Gasen und mechanische Verfestigung, gelöst werden.
Die meisten marktgängigen Vakuumpaneele haben einen Kern aus poröser Schüttung, üblicherweise auf Silikat-Basis.
In der EP-B 188 806 werden harte Schaumstoffe auf Polyurethan-(PUR)-Basis als Füllmaterial für Vakuumpaneele beschrieben. Das Problem bei diesem Verfahren ist, durch genaue Rezepturwahl und durch Einhalten bestimmter Verfahrens­ parameter die erforderliche Offenzelligkeit zu erreichen, da PUR-Hartschaumstoffe vorwiegend geschlossenzellig sind. Ein weiteres Problem bei der Verwendung von PUR-Hartschaumstoffen als Trägermaterial für Vakuumpaneele stellt das Ausgasen flüchtiger Bestandteile, wie Amine, Treibmittel, eventuell auch Monomere, dar.
Ein Vorteil von harten PUR-Schaumstoffen gegenüber porösen Schüttungen ist andererseits ihre genaue Dimensionierung als fertiges Vakuumpaneel, sowie ihre genaue Maßhaltigkeit.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man ein ausgezeichnetes Trägermaterial für Vakuumpaneele auf wirtschaftliche Weise herstellen kann, indem man Kunststoffschaumstoff-Pulver, wie es z. B. beim Recyclieren von Alt­ schaumstoffen, vorzugsweise aus der Kühlschrankdämmung, anfällt, mit Binde­ mitteln mischt und unter Verwendung von Druck und gegebenenfalls Temperatur zu Formteilen der Rohdichte 50 bis 300 kg/m³, vorzugsweise 100 bis 250 kg/m³, verarbeitet. Hierbei werden Formteile, z. B. Platten mit feiner Porenstruktur und hoher Festigkeit sowie Maßhaltigkeit erhalten.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein wärmeisolierender Körper, bestehend aus
  • a) einem porösen Preßformteil der Rohdichte 50 bis 300 kg/m³, vorzugsweise 100 bis 250 kg/m³, das durch Zerkleinern von hartem Kunststoff­ schaumstoff zu Pulver oder Flocken und Binden des Pulvers oder der Flocken mit einem Bindemittel unter gleichzeitiger oder anschließender Verpressung unter Formgebung erhalten worden ist, und
  • b) einer das Preßformteil umhüllenden Folie,
wobei die das Preßformteil umhüllende Folie evakuiert und dann hermetisch versiegelt worden ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist, daß
  • - der zu zerkleinernde Kunststoff-Schaumstoff ein Polyurethanhart­ schaumstoff ist,
  • - der zu zerkleinernde Schaumstoff ein Recycling-Material, vorzugsweise ein Polyurethan-Hartschaumstoff, aus dem Recycling-Prozeß alter Kühlgeräte ist,
  • - das Schaumstoffpulver bzw. die Schaumstofflocken eine Teilchengröße von 0,01 bis 5 mm haben,
  • - das zur Herstellung des Preßformteils verwendete Bindemittel ein Di- oder Polyisocyanat ist, (vorzugsweise Gemische von Diphenylmethandiiso­ cyanaten und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten),
  • - das Schaumstoff-Pulver bzw. die Schaumstofflocken oder das Preßformteil vor der Weiterverarbeitung durch Tempern bei Temperaturen von 50 bis 250°C, vorzugsweise 120 bis 200°C, gegebenenfalls bei niedrigem Druck, von flüchtigen Bestandteilen befreit worden ist,
  • - als umhüllende Folie eine mehrschichtige Folie, vorzugsweise eine Poly­ ethylen/Aluminiumfolie oder Polyethylen/Polyvinylalkoholfolie, verwendet wird.
Für das erfindungsgemäß hergestellte Vakuumpaneel kommen alle bekannten Folien, z. B. Kombinationsfolien, wie sie auch bei der Herstellung von handels­ üblichen Vakuumpaneelen verwendet werden, in Betracht. Beispielhaft seien genannt: Kombination von Polyethylenfolie mit Polyvinylalkoholfolie oder Poly­ ethylenfolie mit Aluminiumfolie.
Als erfindungsgemäß zu verwendende Schaumstoffe kommen alle harten Kunst­ stoffschaumstoffe, vorzugsweise Polyurethan-Schaumstoffe, in Betracht. Obgleich die für Vakuumpaneele verwendeten Folien bereits eine hohe Gasdichte besitzen, sind sie dennoch keine Gas-/Dampfsperre. Insbesondere eindringender Wasserdampf kann das Vakuum und damit die Wärmedämmeigenschaften des Vakuumpaneels negativ beeinflussen. Um dies zu vermeiden, können erfindungsgemäß dampfabsorbierende Substanzen, wie z. B. solche auf Silikat- oder Aluminium-Basis, in Mengen von 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-% verwendet werden.
Als Bindemittel kommen z. B. die in der DE-AS 19 11 645 genannten Di- und/oder Polyisocyanate in Frage.
Das Zerkleinern des Hartschaumstoffes kann z. B. durch Mahlen, Schleifen oder Zerrupfen erfolgen. Gegebenenfalls können auch größere Schaumstoffstücke zerdrückt/zerstampft werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vakuumpaneele besteht darin, daß das Preßformteil vorkonfektioniert werden kann oder daß gegebenenfalls neben Vakuumpaneelen auch Vakuumformkörper hergestellt werden können.
Die Schaumstoffplatten können z. B. vor dem Umhüllen mit Folie und Evakuieren auf Gerung geschnitten werden, oder für die Montage von Schaltern, Leitungen oder Kanälen können entsprechende Vertiefungen herausgefräst werden.
Die Feinheit der Porösität kann erfindungsgemäß eingestellt werden, einerseits durch die Intensität des Mahlvorganges, andererseits durch die Feinheit der Zellstruktur des zu zermahlenden Schaumstoffes.
Das Verpressen unter Formgebung erfolgt in an sich bekannter Weise bei erhöhtem Druck (z. B. 1,5-20 bar) und gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur (z. B. 50-250°C).
Ausführungsbeispiel
5000 g brikettierter PUR-Hartschaum aus einer Kühlmöbelverwertungsanlage werden in einer Condux-Schlagkreuz-Mühle mit Conidur-Sieb zerkleinert.
580 g dieses PUR-Hartschaumgranulates werden mit 20 g Wasser und 58 g eines Polyisocyanatgemisches von Diphenylmethandiisocyanaten und Polyphenyl­ polymethylen-polyisocyanaten (Desmodur® VP PU 1520 A20; Bayer AG) mit einem Lödige-Pflugschar-Mischer mit 2-Stoffdüsen gleichmäßig vermischt. Aus dieser Mischung wird in einem Form-Rahmen ein Formling von 400 × 400 mm gebildet, gleichmäßig verdichtet und anschließend in einer Laborpresse unter einem Druck von 5 bar und einer Temperatur von 180°C 8 Minuten unter Verwendung eines Zeit-Meßprogrammes auf 20 mm verpreßt.
Man erhält hieraus eine poröse 20 mm-Platte mit einer Rohdichte von 200 kg/m³. Die Platte wird ca. 2 h auf 120°C erwärmt, um sie von allen flüchtigen Bestand­ teilen zu befreien.
Die Platte wird mit einer Folie bestehend aus den Schichten
Polyethylen/Polyvinylalkohol/Polyethylen
umhüllt und auf 0,001 bar evakuiert. Unter Vakuum werden die Kanten der Folie verschweißt. Das so erhaltene Vakuum-Paneel hat, nach der Wärmeflußmethode gemessen, eine Wärmeleitzahl λ von 9 in W/°Km.

Claims (8)

1. Wärmeisolierender Körper, bestehend aus
  • a) einem porösen Preßformteil der Rohdichte 50 bis 300 kg/m³, vorzugsweise 100 bis 250 kg/m³, das durch Zerkleinern von hartem Kunststoff-Schaumstoff zu Pulver oder Flocken und Binden des Pulvers oder der Flocken mit einem Bindemittel unter gleichzeitiger oder anschließender Verpressung unter Formgebung erhalten worden ist, und
  • b) einer das Preßformteil umhüllenden Folie,
wobei die das Preßformteil umhüllende Folie evakuiert und dann herme­ tisch versiegelt worden ist.
2. Wärmeisolierender Körper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu zerkleinernde Kunststoff-Schaumstoff ein Polyurethanschaum­ stoff ist.
3. Wärmeisolierender Körper gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zu zerkleinernde Schaumstoff ein Recycling-Material, vorzugsweise ein Polyurethanhartschaumstoff ist, der aus dem Recycling- Prozeß alter Kühlgeräte stammt.
4. Wärmeisolierender Körper gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaumstoff-Pulver bzw. die Schaumstofflocken eine Teilchengröße von 0,01 bis 5 mm haben.
5. Wärmeisolierender Körper gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Bindemittel für das Preßformteil ein Di- oder Polyiso­ cyanat verwendet wird.
6. Wärmeisolierender Körper gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Preßformteil durch Tempern bei Temperaturen von 50 bis 250°C, vorzugsweise 120 bis 200°C, gegebenenfalls bei niedrigem Druck, von flüchtigen Bestandteilen befreit worden ist.
7. Wärmeisolierender Körper gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als umhüllende Folie eine mehrschichtige Folie, vorzugsweise eine Polyethylen/Aluminiumfolie oder Polyethylen/Polyvinylalkoholfolie, verwendet wird.
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