DE60223228T2

DE60223228T2 - Polymerverbundschaumstoff

Info

Publication number: DE60223228T2
Application number: DE60223228T
Authority: DE
Inventors: Ingmar Per Carrum QUIST; Anthony Jacob St Albans JOHN
Original assignee: Styrophen International Pty Ltd
Current assignee: Styrophen International Pty Ltd
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: AU755917C; PL365347A1; HU226899B1; NO333855B1; US20040115455A1; NO20033533D0; OA12447A; KR20030081444A; MXPA03007230A; AP2003002839A0; JP2004521975A; SK288044B6; HK1060364A1; HUP0303275A3; IL157212A0; SK10262003A3; ATE377041T1; CZ20032175A3; UA75637C2; AP1627A

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft polymere Verbundschäume. Die Erfindung betrifft ebenfalls flüssige Zusammensetzungen zur Herstellung von polymeren Verbundschäumen und Isolationspaneele, die aus diesen Schäumen gebildet wurden.
Hintergrund der Erfindung
Polymerschäume werden weitgehend zur Wärme- und Schallisolation beim Hochbau verwendet. Polymerschäume, wie Polystyrolschäume, werden wegen ihrer ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften, ihrem hohen Isolationswert und ihrer geringen Kosten weitgehend als Kern, der in Stahlplatten eingeschlossen ist, verwendet, zur Bildung von Isolationspaneelen für Kühlräume und Fabriken. Das wichtigste negative Merkmal dieser Isolationspaneele ist ihre große Neigung bei einem Feuer zu brennen und/oder zu schmelzen, was zum Verlust der Baufestigkeit führt. Phenol- und Furanschäume besitzen andererseits ausgezeichnete Feuerbeständigkeitseigenschaften, aber sie können wegen ihrer schlechten mechanischen Eigenschaften nicht als Kern in Stahlmantelpaneelen verwendet werden. Sie sind äußerst hart und bilden eine leicht zerbröckelnde Oberfläche, wenn sie geschnitten werden.
Ein weiteres Problem mit Phenol- und Furanschäumen ist, eine zufrieden stellende Adhäsion an die Stahlplatten zu erzielen.
Die UK-Patentanmeldung GB 2013209 A offenbart ein Verfahren zur Bildung von Paneelen aus einem polykondensierbaren Harz. Die Erfindung dieses Dokuments löst die Expansion oder das Schäumen des Harzes von dessen Polymerisation oder Polykondensation los. Das bedeutet, dass die Expansion vor der Polymerisation oder der Härtung des Harzes eintritt. Das Verfahren erfordert externes Erhitzen, da es notwendig ist, dass die Expansion vor der Polymerisation stattfindet. Die Zusammensetzung kann Polystyrolkugeln enthalten. Diese werden jedoch in expandierter Form verwendet, da die Polykondensationsreaktion bei ungefähr 60°C stattfindet, einer Temperatur, die zu niedrig ist, um eine Expansion der Polystyrolkugeln zu gestatten. Zum Expandieren der Polystyrolkugeln sind Temperaturen nahe dem Erweichungspunkt oder der Glasübergangstemperatur des Polystyrols notwendig. Dieses Dokument weist ein kompliziertes Erhitzungsregime auf, um die Probleme zu überwinden, die aufgrund der Verbindung von Härtungs-/Polymerisationsverfahren wahrgenommen werden. Aus diesem Grund werden das Schäumen und die Härtung/Polymerisation der polykondensierbaren Phase getrennt, und dies ist der Grund, weshalb expandierte Polystyrolkugeln verwendet werden.
Die belgische Patentanmeldung BE 865001 ist dem oben besprochenen UK-Patent ähnlich, da der Verbundschaum durch Verwenden von expandierten Polystyrolkugeln hergestellt wird. Das Erhitzen ist in ihrem Verfahren auf Temperaturen beschränkt, die geringer sind als diejenigen, die für die Verformung der Polystyrolpartikel notwendig sind.
Die UdSSR-Patentanmeldung SU 585189 offenbart ebenfalls Zusammensetzungen, die die Verwendung von expandierten Polystyrolkugeln erfordern.
Die deutsche Patentanmeldung DE 19910257 offenbart feuerbeständige Polymerschaumzusammensetzungen, die 5–50 Gew.-% expandierbaren Graphit enthalten. Die Zusammensetzungen werden hergestellt durch das Zugeben der flüssigen Mischung zu einer Form und dem Erhitzen durch externen Dampf. Beide Beispiele verwenden expandierte Polystyrolkugeln, und das Gewichtsverhältnis von Phenolharz zu Polystyrol beträgt weniger als 0,5.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung stellt in einer Ausführungsform einen polymeren Verbundschaum bereit, umfassend eine kontinuierliche Phase eines Furanpolymers oder eines Phenol- und Furanpolymers und eine disperse Phase aus geschäumtem Polystyrolpolymer, wobei der Verbundschaum hergestellt wird durch Umsetzen einer flüssigen schäumbaren Zusammensetzung, umfassend 5–50% w/w an schäumbaren nicht expandierten Polystyrolkugeln, 50–95% w/w eines Harzes oder einer Harzmischung, ausgewählt aus der Gruppe aus einem Furanharz, einem Phenolharz und Furanharz, und einem Phenolharz und Furfurylalkohol und einer wirksamen Menge eines Säurekatalysators, wobei die umgesetzte schäumbare Zusammensetzung Temperaturen erreicht, die ausreichend sind, um das Harz oder die Harzmischung zu polymerisieren und das Polystyrolpolymer zu expandieren, ohne dass die Anwendung von externen Hitze- oder Energiequellen notwendig ist.
Der gewichtsprozentuale Anteil des Polystyrolpolymers in dem Verbundschaum liegt bevorzugt im Bereich von 5–50, und bevorzugter im Bereich von 10–40.
Der Verbundschaum besitzt bevorzugt eine Dichte im Bereich von 25–200 kg/m³.
Der Verbundschaum besitzt bevorzugt eine Dichte im Bereich von 25–50 kg/m³.
Der Verbundschaum besitzt bevorzugt eine Dichte im Bereich von 50–200 kg/m³.
In einer alternativen Form stellt die Erfindung ein Stahlmantelisolationspaneel mit einem Kern aus einem polymeren Verbundschaum bereit, umfassend eine kontinuierliche Phase eines Phenol-/Furanpolymers und eine disperse Phase aus einem geschäumten Polystyrolpolymer, wobei das Gewichtsverhältnis des Phenol-/Furanpolymers zum Polystyrol zumindest 1 beträgt.
Bei einer weiteren alternativen Form stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Masse aus einem polymeren Verbundschaum bereit, umfassend das Zugeben einer flüssigen schäumbaren Zusammensetzung, umfassend 5–50% w/w an schäumbaren Polystyrolkugeln, 50–95% w/w eines Phenol- und/oder Furanharzes und einer wirksamen Menge eines Säurekatalysators zu einer temporären Form in Gestalt der Masse und Entfernen der temporären Form, nachdem die flüssige Zusammensetzung zu expandieren beginnt, wobei die katalysierte schäumbare Zusammensetzung Temperaturen erreicht, die ausreichend sind, um das Phenol- und/oder Furanharz zu polymerisieren und das Polystyrolpolymer zu expandieren, ohne dass die Anwendung externer Hitze- oder Energiequellen notwendig ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Harze, die für diese Erfindung geeignet sind, sind synthetische, hitzehärtbare Harze. Sie können beispielsweise erhalten werden durch die Kondensation von Phenol, substituierten Phenolen oder Furfurylalkohol mit Aldehyden, wie Formaldehyd, Acetaldehyd und Furfural. Wie von den Fachleuten auf dem Gebiet erkannt wird, kann Phenol jedoch ganz oder teilweise durch andere Substanzen mit phenolartiger Chemie, wie substituierte Phenole, Kresol oder natürliche Phenolverbindungen, wie Lignin oder Tannin, ersetzt werden.
Insbesondere Tannin ist eine reaktive Substanz, das bei der vorliegenden Erfindung in merklichen Mengen als preiswertes Harzstreckungsmittel verwendet werden kann. Furfurylalkohol kann durch andere reaktive Verbindungen, die eine Furanmolekülstruktur enthalten, d. h. einen Ring, der durch vier Kohlenstoffatome und ein Sauerstoffatom gebildet wird, ersetzt werden. Der Ring kann null, eine oder zwei Doppelbindungen aufweisen, vorzugsweise zwei, da dies die Verbindung reaktiver und aussichtsreicher macht ein verkohltes Material zu bilden, wenn sie einer hohen Temperatur ausgesetzt wird. Formaldehyd kann durch andere Aldehyde ersetzt werden, aber diese sind im Allgemeinen teurer und weniger reaktiv, und sie sind folglich nicht bevorzugt. Phenol-Formaldehydharze machen die Hauptklasse von Phenolharzen aus, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind. Sie werden normalerweise hergestellt durch die Umsetzung von Phenol mit wässrigem 37–50%igem Formaldehyd bei 50–100°C in der Gegenwart eines basischen Katalysators.
Die Phenolharze, die bei der vorliegenden Erfindung am nützlichsten sind, werden als Phenol-Aldehydharze bezeichnet und enthalten im Allgemeinen eine Phenol- und eine Aldehydkomponente. Zwei gängige Typen von Phenolharzen, die auf dem Fachgebiet wohlbekannt sind, sind die Novolake und die Resole.
In der Regel werden flüssige Resolharze hergestellt durch Umsetzen eines oder mehrerer Phenole mit einem Überschuss an einem oder mehreren Aldehyden in wässriger Phase und in der Gegenwart eines basischen Katalysators. Der Überschuss an Aldehyd kann klein oder groß sein, abhängig von dem Typ des notwendigen Harzes.
Novolake werden in der Regel durch Umsetzen überschüssiger Mengen an Phenol mit Formaldehyd hergestellt. Das Novolakharzmolekül ist aus Dihydroxyphenylmethan aufgebaut, das nach weiterer Addition von Formaldehyd und unmittelbarer Kondensation von Alkoholgruppen, die so mit anderen Phenolmolekülen gebildet wurden, lineare Verbindungen mit der allgemeinen Formel H[C₆H₃(OH)·CH₂]C₆H₄·OH sowie verzweigte Polymere ergibt, bei denen unter sauren Bedingungen einige der Benzolringe drei Methylenbrückenverknüpfungen aufweisen. Novolake können auch unter basischen Bedingungen hergestellt werden, und beide Novolak-Typen können in ein Resol eingebaut sein, das separat oder in-situ zur Herstellung von Phenolschäumen hergestellt wurde.
Der Ausdruck Phenol kann nicht nur Phenol selbst beinhalten (einschließlich reines Phenol und Phenol technischer Güte), sondern auch andere Phenolverbindungen, wie Resorcinol, Kresol, Xylenol, Chlorphenol, Bisphenol-A, α-Naphthol, β-Naphthol und dergleichen, und deren Beimischungen.
Furanharze sind in Sinne dieser Anmeldung als flüssige Harze definiert, die mindestens 10% w/w an Verbindungen enthalten, deren Molekülstruktur den Furanring mit null, einer oder zwei Doppelbindungen enthält; und die durch Hitze oder die Zugabe eines Säurekatalysators unter Bildung eines hitzehärtbaren Feststoffs gehärtet werden können.
Das Furanharz enthält bevorzugt etwas Furfurylalkohol oder Reaktionsprodukte des Furfurylalkohols, z. B. diejenigen, die im US-Patent 5,545,825 beschrieben sind.
Aldehyde, die zur Umsetzung mit den oben genannten Phenolen oder Furfurylalkohol verwendet werden sollen, enthalten in der Regel etwa 1 bis 8 Kohlenstoffatome, und bevorzugt etwa 1 bis 3 Kohlenstoffatome. Spezielle Beispiele von Aldehyden schließen Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Furfural, Benzaldehyd und dergleichen, und deren Beimischungen ein. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung von Formaldehyd bevorzugt. Die gebräuchlichsten im Handel erhältlichen Formen von Formaldehyd schließen Formalin, das in der Regel eine wässrige Lösung von 30–52 Gew.-% Formaldehyd in Wasser ist; Paraformaldehyd, das ein festes lineares Polymer von Formaldehyd ist; und Trioxan, das ein festes cyclisches Tripolymer von Formaldehyd ist, ein. Die obigen und weitere Quellen von Formaldehyd für die Umsetzung mit Phenol oder Furfurylalkohol sollen hier umfasst sein, wenn der Ausdruck Formaldehyd verwendet wird.
Oberflächenaktive Stoffe können verwendet werden, und sie sind aus jedem geeigneten Stabilisierungsmittel ausgewählt, das beim Stabilisieren von flüssigen Phenol-Aldehydharzschäumen nützlich ist. Der oberflächenaktive Stoff kann anionisch, kationisch, nicht-ionisch oder amphoter sein. Die Haupteinschränkung ist, dass er nicht das Schäumverfahren stören darf. Eine große Anzahl an geeigneten oberflächenaktiven Stoffen ist bekannt und in zahlreichen Veröffentlichungen offenbart. Herkömmlich verwendete oberflächenaktive Stoffe schließen oberflächenaktive Stoffe aus Silizium, wie Siloxanoxyalkylen-Copolymere, und organische oberflächenaktive Stoffe, wie Polyether und Polyalkohole, einschließlich ihrer Kondensationsprodukte, und Alkylenoxide, wie Ethylenoxide und Propylenoxide, mit Alkylphenolen, Fettsäuren, Alkylsilanen und Siliconen ein. Spezielle Beispiele schließen Polyoxyethylenoctadecylphenol, Polyoxyethylendecylphenolsulfat, Polyoxyethylendodecylphenol, Polyoxyethylenoctylphenol, Polyoxyethylenlinolsäureester, Polyoxyethylenstearinsäureester, Polyoxyethylensorbitmonolaurat und Polyoxyethylensorbittristearat ein.
Die Menge an verwendetem oberflächenaktivem Stoff ist in der Regel nicht kritisch, da kleine Mengen, 1% oder weniger, bezogen auf das Harzgewicht, oft eine beträchtliche Verminderung der Oberflächenspannung des Harzes zur Folge haben.
Typische Treibmittel, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Phenol- oder Furanschaumkomponenten eingesetzt werden können, schließen physikalische und chemische Treibmittel sowie mechanische Blähtechniken ein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Treibmittel durch das Wasser in dem Harz bereitgestellt, welches entweder in dem Harz, wie er hergestellt ist, vorhanden ist, oder es wird bei dem Härtungsverfahren erzeugt. Obwohl bevorzugt ist es nicht notwendig, dass das Phenolharz oder das Furanharz schäumbar ist. Aus Kostengründen und thermischen Eigenschaften wird jedoch bevorzugt, dass das Phenolharz oder das Furanharz schäumbar ist.
Typische Säurekatalysatoren schließen Phosphorsäure, Alkansulfonsäuren, wie Methansulfonsäure, Salzsäure und Schwefelsäure oder deren Gemische ein. Geeignete Säuren sind diejenigen, die auf dem Gebiet zum Härten von Phenolharzen verwendet werden. Sie werden in der Regel als starke Säuren beschrieben. Die Katalysatoren können auch aus aromatischen Sulfonsäuren, wie Phenolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure und Xylolsulfonsäure, ausgewählt sein. Lewissäuren wie Aluminiumchlorid können auch verwendet werden.
In den meisten Fällen wird der Säurekatalysator in Mengen zugegeben, die ausreichend sind, um den anfänglichen pH-Wert der flüssigen Harzmischung unter 4, bevorzugt zwischen 1,5 und 3,0, zu verringern. Auch die benötigte Menge des Katalysators kann durch Abschätzen der gewünschten Startzeiten und Härtungszeiten der Reaktionsmischung bestimmt werden. Im Allgemeinen wird die Konzentration des Katalysators, der in der Schäumreaktionsmischung enthalten ist, jedoch zwischen 5 und 20% w/w des Phenol/Furanharzes variieren. Der Katalysator überführt das Harz in das Polymer.
Die flüssige Harzzusammensetzung muss eine geeignete Reaktivität aufweisen, das bedeutet, dass sie bei einer exothermen chemischen Reaktion genügend Hitze erzeugen muss, um eine Expansion der expandierbaren Polystyrolkugeln zu bewirken. Dieser Expansionsprozess tritt normalerweise nicht ein, bis die Temperatur des Harzes eine Temperatur von zumindest 80°C, bevorzugt zumindest 90°C, und am meisten bevorzugt zumindest 100°C erreicht.
Mit dem Erreichen einer bestimmten Temperatur nach der Katalyse ist gemeint, dass wenn 1000 g des schäumbaren Harzes in einem zylindrischen 10-Liter-Behälter mit einem Durchmesser von 200 mm platziert werden, diese Temperatur nach der Katalyse erreicht wird. Dieses erfindungsgemäße Merkmal hat den Vorteil, dass Paneele mit einer relativ einfachen und preiswerten Apparatur hergestellt werden können. Externe Hitzequellen, wie Dampf oder Mikrowellen, sind im Allgemeinen nicht notwendig. Derartige externe Hitzequellen können jedoch zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden.
Additive, welche Hitze erhöhen, die durch das katalysierte Harz erzeugt wurde, können nutzbringend zugegeben werden, z. B. Furfurylalkohol oder Peroxide, bevorzugt Wasserstoffperoxid, wegen seiner hohen Reaktivität und seiner geringen Kosten. Es versteht sich, dass bei der Verwendung derartiger Additive in Betracht zu ziehen ist, ob ein Harz hinsichtlich des exothermen Versuchs gerecht wird.
Weitere Additive können enthalten sein, so wie diejenigen, die in Schäumen aus dem Stand der Technik beschrieben sind, um jede bestimmte physikalische Eigenschaft zu verbessern oder die Kosten zu verringern. Beispielsweise können Feuerretardiermittel, die z. B. Chlor, Brom, Bor, Phosphor oder Ammoniak, insbesondere Ammoniumphosphat, enthalten, zur Verbesserung der Feuerbeständigkeit zugegeben werden. Expandierbarer Graphit kann ebenfalls zweckdienlich eingesetzt werden, wie es beispielsweise in DE 19910257 A1 beschrieben ist. Der Graphit expandiert, wenn er hohen Temperaturen, wie sie bei einem Feuer auftreten, ausgesetzt wird. Dieselbe Patentanmeldung beschreibt ebenfalls die Verwendung von intumeszierenden Additiven, z. B. eine Mischung aus Melamin, einem PVA-Copolymer, Pentaerythritol und Ammoniumphosphat. Diese und andere Additive mit ähnlicher Wirkung können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten sein. Preiswerte Füllstoffe, wie Perlit, Flugasche und Vermiculit, können zur Verringerung der Kosten zugegeben werden. Derartige Füllstoffe können auch vorteilhaft sein, insofern als sie als Nukleirungsmittel wirken können, die die durchschnittliche Zellgröße der Harzschaumkomponente verringern. Harnstoff, Melamin und andere Stickstoff enthaltende Verbindungen, die wie Phenol und Furfurylalkohol zur Umsetzung mit Aldehyden in einer zweitstufigen Reaktion, die auf dem Fachgebiet als Addition gefolgt von Kondensation bekannt ist, imstande sind, können auch von sich aus oder als Reaktionsprodukte mit Aldehyden, bevorzugt Formaldehyd, verwendet werden, um einige der Phenol- oder Furanharze zu ersetzen. Neutralisierungsmittel können zu der schäumbaren Mischung zugegeben werden, wie z. B. sich langsam lösende Salze wie wasserfreier Borax. Die im US-Patent 4,122,045 beschriebenen Verfahren werden hiermit in diese Beschreibung aufgenommen.
Das Polystyrolpolymer, das für die vorliegende Erfindung geeignet ist, schließt Styrolpolymere ein, die im Allgemeinen für die Herstellung von Polystyrolkugeln, die zur Bildung von Polystyrolschaumkugeln aufgeblasen werden sollen, verwendet werden. Ebenso gut wie Styrol als das einzige Monomer verwendet wird, können andere additionspolymerisierbare Monomere verwendet werden, und derartige Copolymere sind in dieser Beschreibung von dem Ausdruck Polystyrol umfasst. Styrol ist immer als die Hauptkomponente des Polystyrolpolymers vorhanden. Außerdem können die Polystyrolpolymere durch die Zugabe von Feuerretardiermitteln modifiziert sein. Bevorzugte Polystyrolkugeln enthalten Feuerretardiermittel, wie z. B. Kugeln, die von Huntsman unter dem Handelsnamen Spacel 4940 und Spacel 7740 geliefert werden.
Die vorliegende Erfindung schließt die Verwendung von nicht expandierten Polystyrolkugeln ein. Dies ermöglicht es, dass relativ hohe Polystyrolanteile in dem endgültigen Verbundschaum enthalten sein können, da die Rheologie- und Fließeigenschaften der flüssigen Zusammensetzungen viel leichter zu handhaben sind. Falls expandierte Polystyrolkugeln verwendet werden, können nur relativ geringe Polystyrolanteile in dem Verbundschaum enthalten sein, wenn eine schüttbare Mischung verwendet wird.
Die bevorzugten Polystyrol-Treibmittel und Verfahren umfassen den Einsatz von flüssigen physikalischen Treibmitteln, von Mitteln, die flüchtige Flüssigkeiten sind, welche durch Verdampfen des Treibmittels oder durch Zersetzen des Treibmittels während der Exothermen ein Treibgas erzeugen.
Zahlreiche Treibmittel, die zur Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind im Stand der Technik wohlbekannt. Das Treibmittel sollte idealerweise eine Flüssigkeit sein, die bei Atmosphärendruck einen Siedepunkt zwischen –50° und 100°C, und bevorzugter zwischen 0° und 50°C besitzt.
Beispiele für flüchtige Treibmittel schließen organische Verbindungen, wie Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone und Ether, ein. Spezielle Beispiele für Kohlenwasserstoff-Treibmittel schließen Propan, Pentan, Isopentan und Hexan ein. Pentan ist das bevorzugte Treibmittel.
Die Treibmittel werden in einer Menge eingesetzt, die ausreichend ist, um dem resultierenden Polystyrolschaum die gewünschte Dichte zu geben. Im Fall der vorliegenden Erfindung hat man gefunden, dass es insbesondere nützlich ist, expandierbare Polystyrolkugeln einzusetzen, die zu einer Dichte von etwa 13–20 kg/m³ expandieren, wenn sie mit Dampf in einem Verfahren mit einem einzigen Durchgang konventionell aufgeblasen werden. In dieser Beschreibung und in Übereinstimmung mit der industriellen Praxis bezieht sich diese Dichte auf die Dichte von verpackten expandierten Polystyrolkugeln. Um ein Füllvolumen zu gestatten, ist die tatsächliche Dichte dieser expandierten Kugeln ungefähr 50% größer, d. h. ungefähr 20–30 kg/m³. Bei der vorliegenden Erfindung beträgt die Dichte der Phenolschaumphase bevorzugt zumindest das Doppelte des Polystyrolschaums, und die Darstellung dieses Verhältnisses bezieht sich auf die tatsächlichen Dichten der beiden Phasen. Phenolschäume mit geringerer Dichte bieten den Vorteil geringerer Kosten, aber schlechterer mechanischer Eigenschaften. Für Isolationspaneele für allgemeine Zwecke stellt Schaum im Dichtebereich von 25–50 kg/m³ normalerweise eine ausreichende Festigkeit bereit, aber selbst geringere Dichten können nützlich sein. Für Anwendungen, die eine maximale Feuerbeständigkeit und/oder Baufestigkeit erfordern, kann eine höhere Dichte bevorzugt sein, beispielsweise 50–200 kg/m³ oder höher.
Die relativen Gewichtsanteile der Polystyrolpolymerphase und der Phenol-/Furanpolymerphase sind bei der vorliegenden Erfindung wichtig. In dieser Beschreibung werden die relativen Anteile durch Bezugnahme auf die Zusammensetzung der flüssigen schäumbaren Zusammensetzung berechnet. Bei der Durchführung dieser Berechnungen beinhaltet die Phenol-/Furanphase alle Additive, wie Katalysatoren, Füllstoffe, Wasser, oberflächenaktive Stoffe und Feuerretardiermittel, und nur die Polystyrolkugeln sind ausgenommen. Es versteht sich, dass die tatsächlichen relativen Gewichtsanteile der Polystyrolpolymerphase und der Phenol-/Furanpolymerphase in dem Verbundschaum etwas von den relativen Gewichtsanteilen, die wie oben berechnet wurden, abweichen können. Diese Unterschiede können durch den Verlust von flüchtigen Komponenten erklärt werden. Das obige Verfahren wird jedoch aus Bequemlichkeit verwendet.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, das ihn von anderen harten Schäumen, wie Phenolschäumen, Polyurethanschäumen und expandierten Polystyrolschäumen (EPS) abhebt, ist die Fähigkeit der Schaummischung vor dem Aufgehen ein "Gedächtnis" ihrer Gestalt zu behalten, um einen endgültigen, vollständig expandierten Gegenstand herzustellen, mit ungefähr derselben Gestalt wie die schäumbare Mischung vor dem Aufgehen. "Dieselbe Gestalt" bedeutet, dass das Verhältnis von Länge:Breite:Höhe für den endgültigen, expandierten Schaum etwa dasselbe ist, wie für die vorher aufgegangene Mischung. Ein äußerst vorteilhaftes Merkmal dieses "Gedächtnis" der Gestalt vor dem Aufgehen ist die Tatsache, dass der Schaum mit einer äußerst einfachen und daher preiswerten Apparatur hergestellt werden kann. Beispielsweise kann eine Pappschachtel, wie sie zur Verpackung verwendet wird, als temporäre Form zur Herstellung von Blöcken kommerzieller Größe verwendet werden. In einem solchen Fall sollten die vier vertikalen Ecken der Schachtel aufgeschnitten sein, was ermöglicht, dass alle vertikalen Seiten nach außen in die Horizontale gefaltet werden und sich auf dem Boden abstützen. Die vier Seiten der Schachtel sollten nur lange genug in einer vertikalen Position (d. h. Bilden einer Schachtel) gehalten werden, um zu ermöglichen, dass die schäumbare Mischung in die Schachtel gegossen werden und das Aufgehen oder die Expansion beginnen kann.
Im Anschluss an den Beginn des Aufgehens können die vier vertikalen Seiten der Schachtel nach außen in die Horizontale gefaltet werden, was gestattet, dass der Schaum in alle drei Raumrichtungen expandiert, während er ungefähr die anfängliche Gestalt, d. h. das Verhältnis von Länge:Breite:Höhe, beibehält. Die Verwendung dieser zerlegbaren oder zusammenfaltbaren Schachtel oder Form ist ein Beispiel für die Verwendung einer temporären Form. Weitere Beispiele für temporäre Formen sind flache Schalen, die durch zerbrechliche oder schmelzbare Wände gebildet werden. Nachdem die schäumbare Zusammensetzung begonnen hat Hitze abzugeben, wird eine Temperatur oder ein Druck erreicht, bei der bzw. dem die Wand schmilzt, schwächer wird oder bricht, so dass die expandierende schäumbare Zusammensetzung nicht länger durch die Wände der temporären Form begrenzt wird. Wenn die expandierende schäumbare Zusammensetzung nicht länger durch die Wände begrenzt wird, betrachtet man die Wände als entfernt. Das Entfernen der Wände kann durch Schmelzen oder Brechen sowie durch körperliches Eingreifen eines Arbeiters erreicht werden. Die Wände der zerlegbaren oder zusammenfaltbaren Schachtel können alternativ in der Gestalt gehalten werden, die die Form durch schmelzbare Befestigungsmittel definiert. Wenn die schäumbare Zusammensetzung Hitze abgibt und expandiert erreicht sie eine vorbestimmte Temperatur, die bewirkt, dass die Befestigungsmittel brechen und die Wände der Form nach außen fallen, was gestattet, dass die expandierende Masse nicht begrenzt wird. Eine temporäre Form, d. h. eine Vorrichtung, die die katalysierte, flüssige schäumbare Zusammensetzung nur räumlich begrenzt bis die Expansion beginnt, kann ebenfalls vorteilhaft bei kontinuierlichen Methoden, beispielsweise bei der Herstellung von kontinuierlichen Blöcken, verwendet werden. In diesem Fall kann die temporäre Form beispielsweise erzeugt werden, indem Papier, das von einer Rolle zugeführt wird, zu einer wannenförmige Gestalt gefaltet wird, die eine geeignete Menge der katalysierten flüssigen Zusammensetzung nur lange genug begrenzt, bis die Expansion beginnt.
Bei einer Variation des obigen Verfahrens kann die temporäre Form, die die katalysierte, flüssige schäumbare Zusammensetzung enthält, in einer zweiten oder äußeren Form angeordnet sein. Diese äußere Form kann an einer Seite geöffnet oder vollständig geschlossen sein. Man hat festgestellt, dass durch die Verwendung einer temporären Form in einer äußeren Form die endgültigen Flächen des Verbundschaums einheitlicher und reproduzierbarer sind und daher weniger Zurichten erforderlich machen.
Bemerkenswerterweise können durch die Verwendung dieses einfachen Verfahrens, das gestattet, dass der Großteil der Expansion des Schaums ohne jegliche räumliche Beschränkung stattfindet, Blöcke von kommerziell nützlicher Größe, d. h. über 1 m³, hergestellt werden. Dies steht im Gegensatz zu anderen Kunststoffblockschäumen, die eine räumliche Begrenzung in zumindest zwei Raumrichtungen (Phenol- und Polyurethanschäume) und oft in drei Raumrichtungen (expandierter Polystyrolschaum EPS) erfordern. In dem Fall von EPS gibt es zusätzlichen Bedarf an externer Zufuhr von unter Druck stehendem Dampf, was zu der Komplexität und den Kosten der Herstellungsapparatur beiträgt.
Während das einfache Verfahren, das oben beschrieben ist, zur Herstellung von Blöcken des erfindungsgemäßen Schaums verwendet werden kann, kann der Schaum auch in einem begrenzten Raum hergestellt werden, vorausgesetzt, dass die Form stark genug ist, um Druck, der von dem expandierenden Schaum ausgeübt wird, zu widerstehen. Der erfindungsgemäße Schaum kann auch auf kontinuierlichen Fertigungsstraßen hergestellt werden. Einer der wichtigsten Vorteile der vorliegenden Erfindung ist, dass externe Hitze- oder Energiequellen nicht notwendig sind. Es ist überraschend, dass Verbundschäume hergestellt werden können, bei denen die exotherme Reaktionshitze von der Polymerisation einer Polymerphase verwendet werden kann, um nicht nur diese Phase sondern auch die andere Polymerphase zu schäumen. Dies steht im Gegensatz zu den früheren Lehren, die früher besprochen wurden und bei denen die Trennung dieser Rollen als wesentlich erachtet wird. Der Stand der Technik verwendet im Allgemeinen expandierte Polystyrolkugeln und beruft sich darauf, dass externe Hitze angewendet wird. Die Erfindung wird ferner durch Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen in den folgenden Beispielen beschrieben.
Beispiel 1
Eine schäumbare Mischung wurde durch die Verwendung der folgenden Formulierung hergestellt, bei der Perlit als Nukleirungsmittel enthalten war, um die Schäumung des Phenolharzes zu unterstützen:
In einem 10 l Eimer wurden die obigen Komponenten bis auf das Säuregemisch zusammen vermischt und auf 30°C erhitzt. Die Säurekatalysatormischung wurde zugegeben, und die gesamte Mischung wurde für 30 Sekunden kräftig gerührt. In weniger als 1 Minute begann die flüssige Mischung schnell zu expandieren, und die Temperatur der Mischung erreichte 100°C. Innerhalb einer kurzen Zeitdauer wurde ein Kunststoffkörper aus Schaum erzeugt, mit einem ungefähren Volumen von 9 Litern. Am selben Tag wurde eine Probe aus dem Schaum geschnitten, gewogen und vermessen. Man hat festgestellt, dass seine Dichte 151 kg/m³ beträgt. Expandierte Polystyrolkugeln waren auf allen Schnittflächen deutlich sichtbar, und sie haben einen Durchmesser meistens im Bereich von 1 bis 2 mm. Die geschätzte durchschnittliche Größe betrug 1,5 mm, was einem Volumen von 1,8 mm³ entspricht. Da das durchschnittliche Volumen der nicht expandierten Polystyrolkugeln nur etwa 0,05 mm³ betrug, betrug die durchschnittliche Expansion etwa das 36fache des Ursprungsvolumens. Da die spezifische Dichte der nicht expandierten Polystyrolkugeln 1000 kg/m³ betrug, wurde die durchschnittliche spezifische Dichte der expandierten Polystyrolkugeln folglich auf 28 kg/m³ berechnet. Da der gewichtsprozentuale Anteil von Polystyrol in der Mischung 200 g:1550 g = 13% betrug, folgt, dass die Gewichtskomponente von Polystyrol 13% von 151 kg/m³ = 20 kg wäre. Der gewichtsprozentuale Anteil der Phenol-/Furanpolymerphase wurde auf 87% berechnet. Da die durchschnittliche spezifische Dichte der expandierten Polystyrolkugeln vorher auf 28 kg/m³ berechnet wurde, würde das Gewicht von 20 kg pro m³ ein Volumen von 20:28 m³ = 0,71 m³, d. h. einen Volumenanteil von 71%, darstellen.
Die geschnittene Schaumoberfläche war nicht leicht zerbröckelnd wie Phenolschäume aus dem Stand der Technik, außerdem wollte der Schaum, wenn er einer Flamme ausgesetzt wird, nicht schmelzen und brennen wie Polystyrolschaum.
Beispiel 2
Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung eines höheren Polystyrolgehalts. Eine schäumbare Mischung wurde durch die Verwendung der folgenden Formulierung hergestellt:
In einem 10 l Eimer wurden die obigen Komponenten bis auf das Säuregemisch zusammen vermischt und auf 30°C erhitzt. Die Säurekatalysatormischung wurde zugegeben, und die gesamte Mischung wurde für 30 Sekunden kräftig gerührt. In weniger als 1 Minute begann die flüssige Mischung schnell zu expandieren, und die Temperatur der Mischung erreichte 100°C. Innerhalb einer kurzen Zeitdauer wurde ein Kunststoffkörper aus Schaum erzeugt, mit einem ungefähren Volumen von 14 Litern. Am selben Tag wurde eine Probe aus dem Schaum geschnitten, gewogen und vermessen. Man hat festgestellt, dass seine Dichte 98 kg/m³ beträgt. Eine große Zahl an expandierten Polystyrolkugeln war auf allen Schnittflächen deutlich sichtbar, und sie haben einen Durchmesser meistens im Bereich von 1 bis 2 mm, mit einem geschätzten Durchschnittswert von 1,5 mm.
Der gewichtsprozentuale Anteil von Polystyrol in der Mischung wurde auf 23% berechnet, und der Volumenprozentuale Anteil betrug 81%. Der gewichtsprozentuale Anteil des Phenol-/Furanpolymers wurde auf 77% berechnet.
Die geschnittene Schaumoberfläche war nicht leicht zerbröckelnd wie Phenolschäume aus dem Stand der Technik, außerdem wollte der Schaum, wenn er einer Flamme ausgesetzt wird, nicht schmelzen und brennen wie Polystyrolschaum.
Beispiel 3
Dieses Beispiel zeigt die Wirkung eines höheren Furfurylalkoholgehalts, was mehr Expansion und somit eine geringere Dichte des Schaums zur Folge hat. Dieses Beispiel veranschaulicht auch die Verwendung eines Furanharzes.
In einem 10 l Eimer wurden das Harz, die Polystyrolkugeln, der Furfurylalkohol, Teric C12 und Perlit vermischt und die Mischung auf 30°C erhitzt. Die Säurekatalysatormischung wurde dann zugegeben, und die gesamte Mischung wurde für 30 Sekunden kräftig gerührt. In weniger als 1 Minute begann die flüssige Mischung schnell zu expandieren, und die Temperatur der Mischung erhöhte sich auf 103°C. Innerhalb einer kurzen Zeitdauer wurde ein Kunststoffkörper aus Schaum mit einem ungefähren Volumen von 20 Litern erzeugt.
Am selben Tag wurde eine Probe aus dem Schaum geschnitten, gewogen und vermessen. Man hat festgestellt, dass seine Dichte 74 kg/m³ beträgt. Vier Wochen später wurde die Probe erneut gewogen und zeigte einen Gewichtsverlust von 10%, was einer gereiften Dichte von 67 kg/m³ entspricht. Es ist möglich, dass sich der Gewichtsverlust hauptsächlich aus überschüssiger Feuchtigkeit und möglicherweise dem Pentan-Treibmittel in den Polystyrolkugeln zusammensetzt hat. Expandierte Polystyrolkugeln waren auf allen Schnittflächen deutlich sichtbar, und sie haben einen Durchmesser meistens im Bereich von 1,0 bis 2,5 mm. Die geschätzte durchschnittliche Größe betrug 1,5 mm, was einem Volumen von 1,8 mm³ entspricht. Da das durchschnittliche Volumen der nicht expandierten Polystyrolkugeln nur etwa 0,05 mm³ betrug, betrug die durchschnittliche Expansion etwa das 36fache des Ursprungsvolumens. Da die spezifische Dichte der nicht expandierten Polystyrolkugeln 1000 kg/m³ betrug, wurde die durchschnittliche spezifische Dichte der expandierten Polystyrolkugeln folglich auf 28 kg/m³ berechnet. Da der gewichtsprozentuale Anteil von Polystyrol in der Mischung 400 g:1800 g = 22% betrug, folgt, dass die Gewichtskomponente von Polystyrol 22% von 74 kg/m³ wäre. Da die durchschnittliche spezifische Dichte der expandierten Polystyrolkugeln vorher auf 28 kg/m³ berechnet wurde, sollte das Gewicht von 16 kg ein Volumen von 1628 = 0,57 m3 , d. h. einen Volumenanteil von 57%, darstellen.
Folglich kann, in Form von sowohl Gewichts- als auch Volumenanteilen ausgedrückt, der Verbundschaum beschrieben werden, als umfassend eine Polystyrolschaumphase, die 22 Gew.-%, aber 57 Vol.-% darstellt, und eine Phenol-/Furanschaumphase, die 78 Gew.-%, aber nur 43 Vol.-% darstellt. Man hat berechnet, dass die Phenol-/Furanschaumkomponente eine spezifische Dichte von
hat (vor dem Verlust von flüchtigen 0,43 Stoffen beim Altern). Folglich hat man in diesem Fall gefunden, dass die Dichte der Phenol-/Furanschaumkomponente 13428 = 4,8 mal höher ist als die Dichte des Polystyrolschaums.
Die geschnittene Schaumoberfläche war nicht leicht zerbröckelnd wie Phenolschäume aus dem Stand der Technik, außerdem wollte der Schaum, wenn er einer Flamme ausgesetzt wird, nicht schmelzen und brennen wie Polystyrolschaum. Dies ist überraschend in Anbetracht, dass etwa dreiviertel des Volumens des Verbundschaums Polystyrolschaum ausmacht, der von selbst sofort schmilzt und dann brennt, wenn er einer Flamme ausgesetzt wird.
Beispiel 4
Dieses Beispiel zeigt, dass es möglich ist, ein Phenolharz ohne die Anwesenheit eines oberflächenaktiven Stoffes zu schäumen.
In einem 10 l Eimer wurden das Harz und die Polystyrolkugeln vermischt und auf 30°C erhitzt. Die Säurekatalysatormischung wurde zugegeben, und die gesamte Mischung wurde für 30 Sekunden kräftig gerührt. In weniger als 1 Minute begann die flüssige Mischung schnell zu expandieren, und die Temperatur der Mischung erhöhte sich auf 102°C. Innerhalb einer kurzen Zeitdauer wurde ein Kunststoffkörper aus Schaum mit einem ungefähren Volumen von 22 Litern erzeugt. Am selben Tag wurde eine Probe aus dem Schaum geschnitten, gewogen und vermessen. Man hat festgestellt, dass es eine Dichte von 61 kg/m³ hat. Vier Wochen später wurde die Probe erneut gewogen und zeigte einen Gewichtsverlust von 10%, was einer gereiften Dichte von 55 kg/m³ entspricht. Es ist möglich, dass sich der Gewichtsverlust hauptsächlich aus überschüssiger Feuchtigkeit und möglicherweise dem Pentan-Treibmittel in den Polystyrolkugeln zusammensetzt hat.
Expandierte Polystyrolkugeln waren auf allen Schnittflächen deutlich sichtbar, und sie haben einen Durchmesser meistens im Bereich von 1,0 bis 2,5 mm. Die geschätzte durchschnittliche Größe betrug 1,5 mm, was einem Volumen von 1,8 mm³ entspricht. Da das durchschnittliche Volumen der nicht expandierten Polystyrolkugeln nur etwa 0,05 mm³ betrug, betrug die durchschnittliche Expansion etwa das 36fache des Ursprungsvolumens. Da die spezifische Dichte der nicht expandierten Polystyrolkugeln 1000 kg/m³ betrug, wurde die spezifische Dichte der expandierten Polystyrolkugeln folglich auf 28 kg/m³ berechnet. Da der gewichtsprozentuale Anteil von Polystyrol in der Mischung 600 g:1740 g = 34% betrug, folgt, dass die Gewichtskomponente von Polystyrol 34% von 61 kg/m³ = 21 kg/m³ wäre. Da die spezifische Dichte der expandierten Polystyrolkugeln vorher auf 28 kg/m³ berechnet wurde, sollte das Gewicht von 21 kg ein Volumen von 2128 = 0,75 m3 , d. h. einen Volumenanteil von 75%, darstellen.
Folglich kann, in Form von sowohl Gewichts- als auch Volumenanteilen ausgedrückt, der Verbundschaum beschrieben werden, als umfassend eine Polystyrolschaumphase, die 34 Gew.-%, aber 75 Vol.-% darstellt, und eine Phenolschaumphase, die 66 Gew.-%, aber nur 25 Vol.-% darstellt. Man hat berechnet, dass die Phenolschaumkomponente eine spezifische Dichte von
hat (vor dem Verlust von flüchtigen Stoffen beim 0,25 Altern). Folglich hat man in diesem Fall gefunden, dass die Dichte der Phenolschaumkomponente 16128 = 5,8 mal höher ist als die Dichte des Polystyrolschaums.
Die geschnittene Schaumoberfläche war nicht leicht zerbröckelnd wie Phenolschäume aus dem Stand der Technik, außerdem wollte der Schaum, wenn er einer Flamme ausgesetzt wird, nicht schmelzen und brennen wie Polystyrolschaum. Dies ist überraschend in Anbetracht, dass etwa dreiviertel des Volumens des Verbundschaums Polystyrolschaum ausmacht, der von selbst sofort schmilzt und dann brennt, wenn er einer Flamme ausgesetzt wird.
Beispiel 5
Dieses Beispiel zeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbundschaums mit einer sehr geringen Dichte, d. h. weniger als 30 kg/m³, verwendet werden kann.
In einem 25 l Eimer, der mit einer Kunststofftüte ausgekleidet ist, wurden das Phenolharz, das Furanharz und die Polystyrolkugeln miteinander vermischt und auf 31°C erhitzt. Die Säurekatalysatorvormischung wurde zugegeben, und die gesamte Mischung wurde für 45 Sekunden kräftig gerührt. Die Kunststofftüte, die die Mischung enthält, wurde dann aus dem Einer gezogen, um die Schaumexpansion ohne größere Beschränkung stattfinden zu lassen. Die Expansion war im Wesentlichen in weniger als 5 Minuten beendet. Nach 2 Stunden wurde eine Probe geschnitten, und man hat festgestellt, dass sie eine Dichte von 25 kg/m³ hat. Bemerkenswerterweise war selbst bei dieser geringen Dichte die geschnittene Schaumoberfläche nicht leicht zerbröckelnd wie bei Phenolschäumen aus dem Stand der Technik, außerdem wollte der Schaum nicht schmelzen und brennen wie Polystyrolschaum, wenn er einer Flamme ausgesetzt wird. Dieses Beispiel enthält ein im Handel erhältliches Furanharz, ein Feuerretardierungsmittel und ein Peroxid, wobei das letztere ein Beispiel für Additive ist, die die exotherme Hitze erhöhen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt wurde.
Beispiel 6
Dieses Beispiel veranschaulicht die Fähigkeit des erfindungsgemäßen Schaums ein "Gedächtnis" seiner Gestalt vor dem Aufgehen zu besitzen.
Zu einer 100 l Trommel wurden das Phenolharz, das Furanharz, das Ammoniumphosphat und die Polystyrolkugeln zugegeben, vermischt und auf 27°C erhitzt. Die Säurekatalysatorvormischung wurde zugegeben, und die gesamte Mischung wurde für 40 Sekunden kräftig gerührt und dann in eine Pappschachtel mit den Abmessungen 600 × 600 × 300 mm (Länge × Breite × Tiefe) gegossen. Die Schachtel war mit einer Kunststofffolie ausgekleidet, und alle vier vertikalen Ecken waren aufgeschnitten, was gestattet, dass die Seiten in eine horizontale Position gefaltet werden, d. h. dass sie sich auf dem Boden abstützen. Die vier Seiten der Schachtel wurden bis zum Beginn des Aufgehens in einer vertikalen Position gehalten (zur Bildung einer Schachtel), was in weniger als einer Minute eintrat. Die Seiten der Schachtel wurden dann nicht abgestützt gelassen, und sie wurden schnell durch den expandierenden Schaum in eine horizontale Position nach außen gedrückt. Bemerkenswerterweise ist der nicht abgestützte Schaum in alle Richtungen expandiert, wobei er ungefähr seine Gestalt vor dem Aufgehen beibehalten hat, und endet im einem vollständig expandierten Block mit den Abmessungen 1,2 × 1,2 × 0,6 m, der fast vertikale Seiten hat. Eine Probe des Schaums wurde geschnitten, und man hat festgestellt, dass er eine Dichte von 42 kg/m³ hat.

Claims

Polymerer Verbundschaum, umfassend eine kontinuierliche Phase eines Furanpolymers oder eines Phenol- und Furanpolymers und eine disperse Phase aus geschäumtem Polystyrolpolymer, wobei der Verbundschaum hergestellt wird durch Umsetzen einer flüssigen schaumbaren Zusammensetzung, umfassend 5–50% w/w an schäumbaren nicht expandierten Polystyrolkugeln, 50–95% w/w eines Harzes oder einer Harzmischung, ausgewählt aus der Gruppe aus einem Furanharz, einem Phenolharz und Furanharz, und einem Phenolharz und Furfurylalkohol und einer wirksamen Menge eines Säurekatalysators, wobei die umgesetzte schäumbare Zusammensetzung Temperaturen erreicht, die ausreichend sind, um das Harz oder die Harzmischung zu polymerisieren und das Polystyrolpolymer zu expandieren, ohne dass die Anwendung von externen Hitze- oder Energiequellen notwendig ist.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 1, wobei das Furanharz Furfurylalkohol oder Reaktionsprodukte des Furfurylalkohols enthält.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 1 oder 2, wobei der gewichtsprozentuale Anteil an Polystyrolpolymer im Verbundschaum im Bereich von 5–50 liegt.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 1 oder 2, wobei der gewichtsprozentuale Anteil des Polystyrolpolymers im Verbundschaum 10–40 beträgt.
Polymerer Verbundschaum nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Verbundschaum eine Dichte im Bereich von 25–200 kg/m³ besitzt.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verbundschaum eine Dichte im Bereich von 25–50 kg/m³ besitzt.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 1, wobei der Verbundschaum eine Dichte im Bereich von 50–200 kg/m³ besitzt.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 1, wobei das Furanpolymer oder das Phenol- und Furanpolymer in der kontinuierlichen Phase geschäumt wird.
Stahlmantelisolationspaneel mit einem Kern aus einem polymeren Verbundschaum, umfassend eine kontinuierliche Phase eines Furanpolymers oder Phenol- und Furanpolymers und eine disperse Phase aus einem geschäumten Polystyrolpolymer, wobei das Gewichtsverhältnis der kontinuierlichen Phase zur dispersen Phase zumindest 1 beträgt.
Stahlmantelisolationspaneel nach Anspruch 9, wobei das Furanpolymer oder das Phenol- und Furanpolymer geschäumt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Masse aus einem polymeren Verbundschaum, umfassend das Zugeben einer flüssigen schäumbaren Zusammensetzung, umfassend 5–50% w/w an schäumbaren Polystyrolkugeln, 50–95% w/w eines Phenol- und/oder Furanharzes und einer wirksamen Menge eines Säurekatalysators zu einer temporären Form in Gestalt der Masse und Entfernen der temporären Form, nachdem die flüssige Zusammensetzung zu expandieren beginnt, wobei die katalysierte schäumbare Zusammensetzung Temperaturen erreicht, die ausreichend sind, um das Phenol- und/oder Furanharz zu polymerisieren und das Polystyrolpolymer zu expandieren, ohne dass die Anwendung externer Hitze- oder Energiequellen notwendig ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Phenol- und/oder Furanharz mit Furfurylalkohol vermischt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die temporäre Form in einer äußeren Form angeordnet ist, wobei die äußere Form die Gestalt des Verbundschaums nach Expansion definiert.
Verfahren nach den Ansprüchen 11 oder 12, wobei das Phenol- und/oder Furanharz aufgeschäumt wird.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 1, wobei die katalysierte schäumbare Zusammensetzung zumindest 80°C erreicht.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 1, wobei die katalysierte schäumbare Zusammensetzung zumindest 90°C erreicht.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 1, wobei die katalysierte schäumbare Zusammensetzung zumindest 100°C erreicht.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 1, umfassend ein Additiv, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Feuerretardiermitteln, expandierbarem Graphit, intumeszierenden Mitteln und Füllstoffen.
Polymerer Verbundschaum nach Anspruch 18, wobei das Feuerretardiermittel Ammoniakgas freisetzt, wenn es Feuer ausgesetzt wird.