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Verfahren zur Herstellung von porösen Isolierkörpern Das Verfahren
betrifft poröse Formkörper aus durch saure Katalysatoren härtbaren Kondensationsharzen,
die durch Treiben mit gasabspaltenden Stoffen, insbesondere Wasserstoffsuperoxyd,
hergestellt werden und die sich besonders vermöge ihrer Schall- und Wärmedämmfähigkeit
für Isolierzwecke vorzüglich eignen. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Formkörper
ist besonders für die Tropen geeignet, da sie gegen Insekten, vor allem gegen Termitenfraß,
immun sind. Die neuen Formkörper haben sich für Kühlzwecke besonders vorteilhaft
erwiesen, wenn man die fertiggetriebene Kunstharzmasse zerkleinert, die zerkleinerten
Stücke mit einem wasserabstoßenden Imprägnierungsmittei versetzt, beispielsweise
Bitumenemulsion od. dgl. und ihnen sodann auf geeignete Weise, wieder durch Erhitzen,
in der gewünschten Weise Form gibt.
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Als Ausgangsprodukte für die gastreibende Kondensation mit Aldehyden
kommen in erster Linie Phenole und Kresole in Betracht, außerdem Harnstoff bzw.
Harnstoff und Thioharnstoff und Gemische von Phenolen und Harnstoff bzw. Harnstoff
und Thioharnstoff. Als Aldehydkomponente hat sich als besonders vorteilhaft der
Formaldehyd erwiesen. Als Kondensationskatalvsatoren kommen Mineralsäuren in Betracht,
wie Schwefelsäure, schweflige Säure, Bromwasserstoff, Salpetersäure, vorzugsweise
Salzsäure. Als gasabspaltende Stoffe eignen sich vor allem Wasserstoffsuperoxyd
bzw.
Perverbindungen. Sehr gute Resultate wurde auch mit C02 abspaltenden
Verbindungen erzielt. Auch andere gasabspaltende Verbindungen, die beispielsweise
Wasserstoff od. dgl. entwickeln, eignen sich für das vorliegende Verfahren.
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Es ist zwar eine Reihe von Verfahren bekannt, wonach Kunstharzen während
des Kondensationsprozesses durch Einrühren von Luft bzw. durch Erhitzen unter Druck
und nachfolgendes Entspannen, oder durch Zusatz gasbildender Stoffe eine schaumige
Struktur verliehen wird, wodurch sich aus den so gebildeten Schaumsteinen Isoliermaterialien
für die verschiedensten Endzwecke herstellen lassen. Auch ist ein Verfahren bekanntgeworden,
wonach einem bereits fertig gebildeten Schaum wäßrige Lösungen von flüssigen Resolen
unter Rühren zugegeben werden, die dann durch saure Katalysatoren gehärtet werden.
Allen diesen Verfahren haftet mehr oder weniger der Nachteil an, daß sie großblasige
Schäume von unregelmäßiger Struktur erzeugen, so daß die dadurch erzeugten Materialien
für Isolierzwecke schlecht geeignet sind. Wenn die Aushärtung solcher Kunstharzschäume
unter Wärmezufuhr von außen vorgenommen wird, dann ist es unvermeidbar, daß die
Gasblasen infolge Änderung der Grenzflächenspannung in Bewegung geraten, sich agglomerieren
und zum Teil vereinigen. Auf diese Weise entstehen Produkte von unregelmäßiger Porosität,
die auch teilweise mit Kanälen durchsetzt sind.
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Wesentlich bei der Herstellung von porösen Isolierkörpern aus Kondensationsharzen
ist neben der Erzielung einer einwandfrei gleichmäßigen Porosität vor allem die
Fixierung -derselben. Dieses Ziel kann erreicht werden, wenn man den gesamten Vorgang
so steuert, daß das Ende der Kondensation mit dem Ende des Gastreibeprozesses zeitlich
zusammenfallt. Es muß also sinngemäß im allgemeinen die Kondensation tunlichst beschleunigt
und die Gastreibung verzögert werden: Einige Verfahren sind bekanntgeworden, die
dieses Ziel durch verschiedene Maßnahmen zu erreichen suchen. Bei der Herstellung
von Schleifkörpern, z. B. Schleifscheiben, bei denen das Schleifmittel, wie Korund,
in eine poröse Kunstharzmasse eingebettet ist, ist die Erzielung einer gleichmäßigen
dichten Feinporigkeit von großer Bedeutung. Bei einem dieser Verfahren wird die
Kunstharzmasse in der Wärme bis zur fadenziehenden Viskosität ankondensiert und
dann erst durch Zusatz von gastreibenden Mitteln, z. B. Peroxyd, die Schaumbildung
bewirkt, während ein anderes Verfahren durch Zusatz von VerzÖgerern für die Peroxydzersetzüng,
wie Natriumstanat, das gleiche Ziel anstrebt. Auch bei diesem Verfahren ist jedoch
infolge des Umstandes, daß die Kondensation mittels Wärmezufuhr von außen bewirkt
wird, die Erzielung einer durchaus gleichmäßigen, feinblasigen Struktur fraglich.
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Es wurde nun gefunden, daß man vollkommen gleichmäßig feinporige Kunstharzkörper
erhalten kann, wenn man die Kondensation ohne äußere Wärmezufuhr vornimmt und die
beiden Prozesse der Kondensation und des Gastreibens aufeinander abstimmt, so daß
der Kondensationsvorgang entsprechend beschleunigt, das Gastreiben verzögert wird.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderlichen Maßnahmen bestehen darin,
daß der zur Erzeugung,des porösen Kunstharzkörpers angesetzten Mischung Stoffe zugesetzt
werden, die den Beginn des Treibprozesses regeln. Dafür haben sich besonders Teeröle,
z. B. Holz-, Braunkohlen- oder Steinkohlenteeröle, die zwischen zoo und 300° sieden,
als vorteilhaft erwiesen.
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Außerdem hat sich gezeigt, daß durch Zugabe von aromatischen Oxyverbindungen,
wie z. B. Naphthole-n, Anthranolen und vorzugsweise Xylenolen, vermittels ihrer
Fähigkeit, zusammen mit Aldehyden bei der Kondensation im Teeröl lösliche Harze
zu bilden, Produkte erhalten werden, die nicht die Sprödigkeit sonstiger poröser
Kunstharzkörper aufweisen, sondern geschmeidig und elastisch sind und außerdem den
Vorzug einer besonders gleichmäßigen Porosität besitzen.
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In Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem Arbeitsgang
sowohl der Treib- wie auch der Härtezusatz eingeführt und/ohne äußere Wärmezufuhr
im (Verlauf weniger Sekunden der fertige poröse Formkörper erhalten. Die Ausführung
des Verfahrens gestaltet sich etwa wie folgt: Ein flüssiges Kresol-Formaldehyd -Kondensationsprodukt
wird mit Wasserstoffsuperoxyd versetzt und homogenisiert. Hierauf erfolgt in möglichst
raschem Arbeiten zunächst die Zugabe von beispielsweise konzentrierter Salzsäure
und einem Zersetzungskatalysator, wie etwa Braunstein. Die Mischung wird sofort
in eine Form gebracht und diese verschlossen. In kurzer Zeit erfolgt stürmische
Kondensation und Gastreiben, was am Abblasen aus der Form erkenntlich ist. Die Form
kann sofort geöffnet und der Körper als gebrauchsfertig entnommen werden.
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Nach einer anderen Ausführungsform kann an Stelle von Wasserstoffsuperoxyd
das Phenol- bzw. Kresol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt, gegebenenfalls zusammen
mit Harnstoff bzw.Thioharnstoff oder beiden mit z. B. Marmormehl gemischt werden,
worauf dann die Säure rasch zugesetzt wird. Der Mischung wird noch Teeröl, gegebenenfalls
zusammen mit aromatischen Oxyverbindungen, wie Xylenolen, zweckmäßigerweise in einem
organischen Lösungsmittel gelöst, vor der Zugabe von Wasserstoffsuperoxyd bzw. Kohlensäure
abspaltenden Stoffen zugesetzt. Unter Umständen ist es zweckmäßig, zur Vervollständigung
der Kondensation oder zur Erzielung gewisser Eigenschaften das Produkt nachträglich
noch einer zusätzlichen Wärmebehandlung zu unterziehen.
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DieFormgebung wird zweckmäßigerweisefolgendermaßen vorgenommen: Die
Mischung wird nach möglichst rascher Homogenisierung in Formen gebracht. Wenn es
nicht auf maßgerechte Stücke ankommt, können die Formen offen bleiben. Anderenfalls
wird die Form nach dem Einbringen der unikondensierten Mischung geschlossen. Auf
diese Weise ist es möglich, genau reproduzierbare Raumgewichte zu erzeugen. Will
man aus der Form
lediglich die ursprünglich darin enthaltene Luft
entweichen lassen, während man das sich entwickelnde Gas iin Formkörper eingeschlossen
halten will, dann muß die Form zweckmäßigerweise nur auf der Oberseite mit kleinen
Öffnungen versehen sein, die sich sofort beim Ausfüllen der Form durch die gasgetriebene
Masse automatisch schließen. Soll dagegen nicht nur die ursprüngliche Luftmenge,
sondern auch das beim Treibprozeß entstandene Gas entweichen, so verwendet man zweckmäßigerweise
undichte Formen, so daß die getriebenen Massen keinen hermetischen Abschluß herbeiführen
können.
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Der Kunstharzkörper kann nach der Formgebung mit Imprägnierungsmitteln
versetzt werden, die auch schon während seiner Herstellung zugegen sein können.
Außerdem können die Formkörper zusätzlich während ihrer Erzeugung oder nachträglich
mit färbenden oder sonstigen Zusätzen versehen werden. Beispiele i. 150 g
flüssiges Phenol-Aldehvd-Kondensationsprodukt werden mit einer Lösung von 3 ccm
Teeröl, das in 6 ccm Spiritus aufgenommen wurde, innig vermischt. Hierauf werden
4,75 ccm (d.oVolumproz.ent) Wasserstoffsuperoxyd eiii gerührt. Danach werden rasch
hintereinander ,4 ccm konzentrierte Essigsäure zusammen mit .I ccm konzentrierter
Salzsäure und sodann 2,6g Braunstein zugegeben. Die homogene Mischung wird sogleich
in eine Form von 47 1 Inhalt eingefüllt und verschlossen. Nach einigen Sekunden
setzt der Treibprozeß ein, was sich durch Abblasen von Dämpfen aus der Form anzeigt,
der wiederum nur einige Sekunden anhält. Die Form kann danach sofort geöffnet und
derKunstharzkörper derselben in noch «armem Zustand entnommen werden. Es wird ein
Formkörper von einem Raumgewicht von etwa 70 kg pro Kubikmeter erhalten.
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2. 5oo ccm flüssiges Harnstoff-Aldehyd-Kondensationsprodukt werden
mit einer Mischung versetzt, bestehend aus 2o ccm Spiritus, 20 g i, 3-Dimethyl-5-oxybenzol,
8 ccm Teeröl und Zog Holzmehl. Hierauf werden 32,4 ccm (.jo Volumprozent) Wasserstoffsuperoxyd
zugesetzt. Danach werden d.o,5 ccm konzentrierte Schwefelsäure und zuletzt 18
g Braunstein rasch eingerührt. Die Mischung wird in eine etwa g 1 fassende Form
gebracht und die Form verschlossen. Nach erfolgter Gastreibung und Härtung wird
ein Kunstharzkörper mit einem Raumgewicht von 65 kg pro Kubikmeter erhalten. Dieser
Körper wird mit 25 g Imprägniermittel, z. B. einer Paraffinemulsion, versehen.