DE69834151T2 - Mit Resolharz impregnierte Polyester Faseraggregate - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schichtenelement und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
• Bituminöse Deckschichten, die derzeit zur Imprägnierung gegen Wasser verwendet werden, haben Kernträger, die je nach Anwendungsgebiet und zu erzielender Leistungsfähigkeit in Zusammensetzung und Struktur variieren.
• Nach bisherigem Stand der Technik, für nicht spezielle Anwendungen und für den Massenverbrauch setzen sich die Substrate aus Polyester-Faseraggregaten zusammen, die mit Acryl- und/oder Styrol-Acrylharzen mit dem Zusatz von Melamin- und/oder Harnstoffharzen imprägniert sind.
• Die Substrate sind im Wesentlichen thermoplastisch, d.h. sie unterliegen mehr oder weniger beträchtlicher Schwindung (je nach ihrem Flächengewicht), wenn sie während der Bitumininierung (die bei etwa 200 °C durchgeführt wird) gestreckt werden und haben eine Dimensionsstabilität (gemessen bei 80 °C nach 72 Stunden) von gewöhnlich weniger als 1%.
• In einem zweiten Fall, in spezialisierteren Bereichen, werden Verbundmaterialien verwendet; solche Materialien sind beispielsweise in der italienischen Patentschrift 1237149 offenbart und umfassen Polyester-Faseraggregate, die längs angeordnete Glasfäden enthält.
• Im Vergleich zu den vorherigen Substraten weisen die so gefertigten Substrate erhebliche Verbesserungen auf, wie beispielsweise weniger Schwindung bei gleichem Flächengewicht, wenn sie während der Bituminierung gestreckt werden (aufgrund der Gegenwart des Glases, das bei hohen Temperaturen unverändert bleibt und sich daher nicht verlagert) und größere Dimensionsstabilität nach der Installation (unter denselben Bedingungen wie bei den vorherigen Produkten werden Werte weit unter 0,5% erzielt).
• Als eine Alternative zu Substraten des zweiten Typs für spezielle Anwendungen wurden Substrate produziert, die sich aus Polyester-Faseraggregaten und/oder anderen thermoplastischen Fasern (beispielsweise Polyamidfasern, Polyethylenfasern usw.) zusammensetzen, die, wie beispielsweise in GB-1542143 offenbart, an Folien aus Materialien gekoppelt sind, die gegen hohe Temperaturen resistent und flammenhemmend sind, wie beispielsweise Folien aus dem glasfaserverstärkten Kunststoff, der unter dem Handelsnamen „Velovetro" bekannt ist, Aluminiumfolien usw.
• Diese letztgenannten Substrate kombinieren die Merkmale des oben genannten zweiten Substrattyps mit dem Merkmal, dass sie feuerfeste Barrieren schaffen.
• Dieses Merkmal ist ein unbestrittener technologischer Vorteil gegenüber anderen Substraten, obwohl immer noch keine Fähigkeit zur Flammenhemmung gegeben ist.
• Das Substrat brennt sogar leicht, wenn erst der Flammpunkt erreicht ist.
• Eines der Anliegen der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schichtenelement bereitzustellen, insbesondere aber nicht ausschließlich zum Gebrauch im Bau, beispielsweise zum Verkleiden von Außen- oder Innenwänden, das zusätzlich zur geringen Schwindung bei Streckung und zusätzlich zur Dimensionsstabilität nach Installation und zusätzlich dazu, dass es eine Feuerbarriere bildet, fähig ist, mit einer niedrigen Flammenausbreitungsgeschwindigkeit zu verbrennen.
• Im Rahmen dieses Anliegens besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Substrat bereitzustellen, das bei einem Test gemäß DIN 53438 Teil 3 der Klasse F2 zugeordnet werden kann, d.h. den Produkten mit einer niedrigen Flammenausbreitungsgeschwindigkeit.
• Ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Substrat bereitzustellen, das ohne besondere technische Komplikationen gegenüber den herkömmlichen Substraten hergestellt werden kann.
• Ein weiteres wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Substrat bereitzustellen, das mit den derzeitigen Betriebsanlagen produziert werden kann.
• Dieses Anliegen, diese Ziele und weitere, die im Folgenden offensichtlich werden, werden durch ein Schichtenelement erfüllt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es ein Polyester-Faseraggregat enthält, das mit einem Phenolresolharz imprägniert ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Resol mit Zusatzstoffen wie beispielsweise Soda und/oder Phosphat, insbesondere Natronlauge und/oder Monoammoniumphosphat vermischt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer ihrer Ausführungsformen, die nachfolgend als ein nicht einschränkendes Beispiel gegeben wird.
• Phenolharze sind derzeit für ihre Fähigkeit, wärmehärtende Matten zu bilden, und insbesondere als schalldämmende Materialien im Automobilbereich bekannt.
• Unter den Phenolharzen ist Resol an sich für seine feuerhemmenden Eigenschaften und seine Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen bekannt und wird für die Herstellung von Gießformen verwendet, die resistent gegen geschmolzenen Stahlguss sind.
• Gemäß der Erfindung werden Phenolresolharze als Ersatz für die derzeit verwendeten thermoplastischen Harze zur Imprägnierung nicht gewebter Gewebesubstrate eingesetzt, die sich aus Faseraggregaten aus Polyesterfasern zusammensetzen.
• Die Substrate können praktischerweise in Schichtenelementen in Kombination mit anderen Materialien zum Verkleiden von Außen/Innenwänden eingesetzt werden.
• Im industriellen Verfahren wird ein Resol ausgehend von einem Standardprodukt, das aus einem flüssigen Harz besteht, welches aus der Reaktion von 40 Teilen Wasser und 60 Teilen Methylolphenol gebildet wird, durch Vernetzung bei hohen Temperaturen gewonnen, bei der Wasser und Formaldehyd eliminiert werden.
• Zusatzstoffe wie beispielsweise Soda und/oder Phosphat, insbesondere Natronlauge und/oder Monoammoniumphosphat werden industriell zur Imprägnierung des Resols verwendet.
• Dem Methylphenol-Derivat wird vorteilhafterweise Natronlauge, Monoammoniumphosphat und Wasser zugegeben, bis eine Konzentration von 10–15% erreicht ist.
• Diese Lösung wird verwendet, um Polyesterfasern zu imprägnieren.
• Nach der Imprägnierung wird das Material praktischerweise durch einen Trocknungs- und Vernetzungsofen geleitet, wo Temperaturen herrschen, die zwischen 180 und 210 °C liegen können.
• Das imprägnierte Substrat bleibt vorzugsweise 60 Sekunden in dem Ofen.
• Während der Zeit in dem Ofen tritt Vernetzung ein und es bilden sich Isomere gemäß folgender Reaktion:

  
• Die daraus resultierenden Isomere sind durch sehr hohe thermomechanische Leistungsfähigkeit gekennzeichnet.
• Das daraus resultierende Substrat, das sich aus einem mit Resol imprägnierten Polyester-Faseraggregat zusammensetzt, zeichnet sich durch geringe Schwindung bei Streckung, hohe Dimensionsstabilität nach Installation, durch die Fähigkeit eine Feuerbarriere zu bilden und durch die zusätzliche Fähigkeit aus, mit einer niedrigen Flammenausbreitungsgeschwindigkeit zu verbrennen (was innerhalb der Vorgaben der Feuerreaktionsklasse F2 gemäß DIN 53438 Teil 3 liegt).
• Praktische Tests haben gezeigt, dass das beabsichtigte Anliegen und die Ziele der vorliegenden Erfindung erreicht wurden.
• Insbesondere wurde das Ziel der Einstufung als Klasse F2 erreicht, indem derzeitige thermoplastische Harze durch ein Harz ersetzt wurden, das derzeit für allgemein andere Anwendungen bekannt ist und vom technologischen Standpunkt wie auch hinsichtlich der Beschaffung und der Einführung in den Produktionskreislauf keine besonderen Schwierigkeiten mit sich bringt.

Claims (3)

1. Schichtenelement, dadurch gekennzeichnet, dass es ein mit Resol imprägniertes Polyester-Faseraggregat umfasst.
2. Schichtenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Resol mit Natronlauge und/oder Monoammoniumphosphat gemischt ist,
3. Verfahren zur Herstellung eines Schichtenelementes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, folgende Schritte umfassend: – das Hinzufügen von Natronlauge, Monoammoniumphosphat und Wasser zu Methylolphenol, bis eine Konzentration von 10–15% erreicht ist; – das Imprägnieren der Polyesterfasern mit dieser Lösung; – das Durchleiten der imprägnierten Fasern durch einen Ofen bei Temperaturen, die zwischen 180 und 210 °C liegen können, für einen Zeitraum von 60 Sekunden; – das Abkühlen.