DE959408C

DE959408C - Process for the production of foams from solutions of curable synthetic resins

Info

Publication number: DE959408C
Application number: DEB22954A
Authority: DE
Inventors: Johann Lenz; Dr Hans Scheuermann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1952-11-16
Filing date: 1952-11-16
Publication date: 1957-03-07

Description

Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffen aus Lösungen von härtbaren Kunstharzen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffen aus Lösungen von härtbaren Harzen unter Zusatz von schaumbildenden Stoffen und Härtungskatalysatoren. In der Regel wird bei diesem Verfahren Luft in die vorhin genannten Mischungen eingerührt und als Porenbildner verwendet. Man hat aber auch schon vorgeschlagen, solche Gase, die eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit als Luft besitzen, in die Kunststoffmassen einzubringen und dadurch deren Wärmefsolierungsvermögen zu verbessern.Process for the production of foams from solutions of curable Synthetic resins The invention relates to a method for producing foams from solutions of curable resins with the addition of foam-forming substances and curing catalysts. As a rule, in this process, air is stirred into the mixtures mentioned above and used as a pore former. But it has already been suggested that such gases which have a poorer thermal conductivity than air, into the plastic masses to bring in and thereby improve their thermal insulation capacity.

Die bisher bekannten Verfahren führen jedoch bei der Verwendung anderer Gase als Luft nicht zu befriedigenden Ergebrn.ssen, da die erzeugten Schaummassen nicht formbeständig sind, sondern häufig bereits beim Auskondensieren der Vorkondensationsprodukte zerfallen. However, the previously known methods lead to the use of others Gases than air do not produce satisfactory results because the foam masses produced are not dimensionally stable, but often already when the precondensation products condense out disintegrate.

Es wurde nun gefunden, daß man auch unter Verwendung von anderen Gasen als Luft aus Lösungen von härtbaren Kunstharzen Schaumstoffe herstellen kann, wenn der Schaum während des Entfernens des Lösungsmittels und des Erhärtens in einer Atmosphäre des gleichen Gases verbleibt, das zur Porenbildung verwendet wird. Die Lözungen der härtbaren Kunstharze werden dabei vorher in einer Vorrichtung mit anderen Gasen als Luft verschäumt, der Schaum wird aus dieser Vorrichtung herausgedrückt und nach dem Entfernen des Lösungsmittels ausgehärtet. It has now been found that one can also use other Gases other than air can produce foams from solutions of curable synthetic resins, if the foam during the removal of the solvent and the hardening in one Atmosphere of the same gas remains that is used for pore formation. the Lözungen the hardenable synthetic resins are previously in a device with others Gases as Air foams, the foam is made from this device pressed out and hardened after removing the solvent.

Die den Schaum aufbauenden härtbaren Kunstharze können z. B. auf Basis von Harnstoff, Melamin oder Phenolen bzw. deren Derivaten oder Gemischen und von Aldehyden hergestellt werden. The curable synthetic resins building up the foam can, for. B. on Based on urea, melamine or phenols or their derivatives or mixtures and are made from aldehydes.

Der Kondensationsgrad dieser Produkte wird zweckmäßig so eingestellt, daß sie in d'em verwendeten Lösungsmittel, das in der Regel Wasser ist, zwar noch löslich sind, jedoch sehr leicht durch Einwirkung von Härtungskatalysatoren in den unlöslichen Zustand übergehen. Als Härtungskatalysatoren sind vorzugsweise anorganische und organische Säuren oder potentiell saureHärtungsmittel, wie Ammoniumsalze, geeignet. Als Schaummittel kann man beispielsweise alkylierte Naphthalinsulfonsäuren benutzen.The degree of condensation of these products is expediently adjusted so that that they are still in the solvent used, which is usually water are soluble, but very easily by the action of curing catalysts in the pass insoluble state. The curing catalysts are preferably inorganic and organic acids or potentially acidic hardeners such as ammonium salts are suitable. Alkylated naphthalenesulfonic acids, for example, can be used as foaming agents.

Als Beispiele für Gase, die gemäß diesem Verfahren zur Schaumherstellung verwendet werden sollen, seien Kohlensäure, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Schwefelhexafluorid u. dgl. genannt. As examples of gases produced according to this method for foam production to be used are carbonic acid, ammonia, hydrogen sulfide, halogenated Hydrocarbons, sulfur hexafluoride and the like called.

Zur Durchführung des Verfahrens kann man wäßrige Lösungen härtbarer Harze, vorzugsweise von Harnstoff oder Melaminharzen, unter Zufügen von Säuren bzw. sauren Schaummitteln, wie ß-Naphthalinsulfonsäure, in rasch laufenden geschlossenen Rührwerken mit dem betreffenden Gas vermischen. Der erzeugte Schaum wird in Formen abgelassen, nach völligem Erstarren ausgeformt und anschließend in dem gleichen Gas getrocknet. Aqueous solutions can be hardened to carry out the process Resins, preferably urea or melamine resins, with the addition of acids or acidic foaming agents, such as ß-naphthalenesulfonic acid, in rapidly running closed Mix agitators with the gas concerned. The foam produced is in molds drained, shaped after complete solidification and then in the same Gas dried.

Es ist zweckmäßig, vor dem Hinzufügen der Kunstharz lösung die Luft durch das gewünschte Gas zu verdrängen. Sobald das Harz genügend kondensiert ist und der Schaum eine ausreichende Stabilität besitzt, wird er unter Nachfüllen von Gas in Formen abgelassen. Diese Formen werden in geschlossene Kanäle geschoben, die mit den gleichen Gas wie das Rührgefäß gefüllt sind. Sobaldl die Schaunimasse formbeständig geworden ist, kann man sie aus der Form entnehmen und anschließend in einem Trocken raum bei 40 bis 600 trocknen. Der Trockenraum ist ebenfalls mit dem gleichen Gas gefüllt wie das Rührgefäß. Der Wasserdampf wird aus dem Trockenraum, zweckmäßig durch Umwälzen des Gases und Ausfrieren des Wassers, entfernt.It is advisable to let the air out before adding the synthetic resin solution to displace by the desired gas. As soon as the resin has condensed enough and the foam has sufficient stability, it will be refilled with Gas discharged into molds. These forms are pushed into closed channels, which are filled with the same gas as the stirring vessel. As soon as the Schaunimasse has become dimensionally stable, you can remove it from the mold and then Dry in a drying room at 40 to 600. The drying room is also with filled with the same gas as the stirred vessel. The water vapor is released from the drying room, expediently removed by circulating the gas and freezing the water.

Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens kann man die wässrige Lösung des härtbarren Vorkondensates und die schaumbildenden Mittel in getrennten Gefäßen mit unter Druck stehenden Gasen verschäumen und dann vereinigen und aushärten lassen. Auch bei dieser Arbeitsweise erfolgt die Aushärtung in Gegenwart des Gases, das als Porenbildner diente. According to another embodiment of the process, the aqueous Solution of the curable precondensate and the foam-forming agents in separate Foam vessels with pressurized gases and then combine and cure permit. In this working method, too, curing takes place in the presence of the gas, which served as a pore former.

Die Schaummassen können auch kontinuierlich hergestellt werden. Dazu führt man z. B. in den einseitig geschlossenen Rührbehälter an dem geschlossenen oberen Teil des Behälters das Gas. und die Schaummittellösung zu. In den sich bildenden Schaum wird an einer dem Ausgang genäherten Stelle die Lösung des härtbaren Harzes eingeführt und die Mischung durch rasches Rühren aufgeschäumt. Der entstandene Harzschaum wird aus dem Gefäß durch den Überdruck des Gases auf ein endloses Band befördert. Das endlose Band läuft durch einen Kanal, der geheizt sein kann und in dem im Gegenstrom das zum Schaumigriühren verwendete Gas dem Schaumstrom entgegenströmt. The foam masses can also be produced continuously. In addition one leads z. B. in the stirred tank closed on one side on the closed one upper part of the container the gas. and the foam solution too. In the developing Foam becomes the solution of the curable resin at a point approaching the exit introduced and the mixture foamed by rapid stirring. The resulting resin foam is conveyed out of the vessel onto an endless belt by the excess pressure of the gas. The endless belt runs through a channel, which can be heated and in which it runs in countercurrent the gas used for frothing the foam flows counter to the flow of foam.

Durch Verwendung von erwärmten Gas kann die Verfestigung des Schaumes beschleunigt werden.Using heated gas can solidify the foam be accelerated.

Sofern die zur Herstellung des Schaumes verwendeten Harzlösungen selbst schaumerzeugende oder stabilisierende Eigenschaften besitzen, können auch bei der vorstehenden Arbeitsweise Schaummittel und Harzlösung sofort miteinander vermischt und gemeinsam mit dem bei der Verschäumung verwendeten Gas in den oberen Teil des Rührgefäßes eingeführt werden. In Sonderfällen kann es auch möglich sein, auf das Schaummittel überhaupt zu verzichten. Provided that the resin solutions used to produce the foam can also have foam-producing or stabilizing properties In the above procedure, foam concentrate and resin solution together immediately mixed and together with the gas used in the foaming in the upper Part of the stirred vessel are introduced. In special cases it may also be possible to forego the foam concentrate at all.

Bei der Herstellung des Schaumes wird man vorteilhafterweise die Bedingungen so wählen, daß die zur Verfestigung des. Schaumstoffes notwendigen Zusatzstoffe, wie z. B. Katalysatoren, bei Normaltemperatur die notwendige Reaktionsgeschwindigkeit entwickeLn. Es ist jedoch auch möglich, im Rührgefäß höhere Temperaturen anzuwenden, um eine raschere Verfestigung des Schaumes zu erreichen. In the production of the foam is advantageously the Choose conditions so that the additives necessary to solidify the foam, such as B. Catalysts, the necessary reaction rate at normal temperature to develop. However, it is also possible to use higher temperatures in the stirred vessel, to achieve a faster solidification of the foam.

Die Temperatur des an das Rührgefäß sich anschließenden gasdurchflossenen Kanals, in dem die. The temperature of the gas flowing through the mixer vessel Channel in which the.

Trocknung und Verfestigung des Schaumes stattfindet, wird den Eigenschaften des zur Herstellung des Schaumstoffes verwendeten Materials angepaßt.Drying and solidification of the foam takes place, the properties adapted to the material used to produce the foam.

Sie wird im allgemeinen bei Verwendung von Kondensationslösungen, die bei Temperaturen von etwa 200 gerührt werden, 50 bis I00° betragen.It is generally used when using condensation solutions, which are stirred at temperatures of about 200, 50 to 100 °.

Um eine Diffusion der in den Schaummassen enthaltenen Gase zu verhindern, kann man sie mit porenfreien Überzügen, z. B. durch Überstreichen oder Überspritzen mit Lack- oder Bitumenlösungen, versehen. Man kann die Schaumstoffe auch in bekannter Weise in Folien, z. B. aus Polyvinylchlorid, Polystyrol oder Aluminium, einschlagen. To prevent diffusion of the gases contained in the foam masses, you can use them with pore-free coatings, e.g. B. by painting over or overmolding with lacquer or bitumen solutions. One can also use the foams in well-known Way in foils, e.g. B. made of polyvinyl chloride, polystyrene or aluminum, beat.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. In the drawing, an embodiment of the invention is for example shown.

Beispiel I In das oben geschlossene Rührgefäß I von 701 Inhalt werden durch den Stutzen 2 390 ccm eines Gemisches aus 6g dibutylnaphthalinsEulfonsaurem Natrium 28 g 50%iger Phosphorsäure und 360 g Wasser je Minute eingesprüht. Ferner werden in das Gefäß durch die Öffnung 3 je Minute 32 1 Methylchlorid, das unter einem geringen Überdruck steht, und durch dile Einführung 4 ggo ccm einer in üblicher Weise hergestellten, etwa 380/oigen Kondensationslösung aus Harnstoff und. Formaldehyd gedrückt. Die Lösung des VorkondensateF aus Harnstoff und Formaldehyd ist im Verhältnis I: I bis 1 : 2 mit Wasser verträglich. Das Rührwerk 5 wird auf etwa 300 Umdrehungen pro Minute eingestellt, und es entsteht ein sehr fein- poriger, mit Methylchlorid gefüllter Kunstharzschaum. Je Minute verlassen 32 l des Kunstharzschaumes durch die Ablaßöffnung 6 das Gefäß. Der Schaum gelangt in den Kanal 7, wo er von einem Transportband 8 übernommen wird. In dem Kanal befindet sich ebenfalls Methylchlorid, das im Gegenstrom zu dem Schaumstoffband durch ihn gefördert wird. Die Temperatur der Kanalwandungen beträgt, ebenso wie die Temperatur des eintretenden Methylchlorids, I00° C. Durch Walzendichtungen tritt der fertig getrocknete und auskondenvierte Schaum aus dem Trockenkanal aus und wird anschließend sofort in gasdichte Kunststoffolien g eingeschlagen. Das den Kanal 7 durchströmende Methylchlorid wird im Kreislauf geführt und im Kühler 10 zum Ausfrieren des Wasserdampfes gekühlt und in der Wärmevorrichtung ii erneut aufgeheizt. Example I Into the stirred vessel I with a capacity of 701, which is closed at the top through the nozzle 2,390 ccm of a mixture of 6g dibutylnaphthalene sulfonic acid Sodium 28 g of 50% phosphoric acid and 360 g of water were sprayed in per minute. Further are in the vessel through the opening 3 per minute 32 1 of methyl chloride, which is below there is a slight overpressure, and through the introduction of 4 ggo ccm one in the usual Way prepared, about 380% condensation solution from urea and. formaldehyde pressed. The solution of the precondensateF from urea and formaldehyde is in proportion I: I up to 1: 2 compatible with water. The agitator 5 is at about 300 revolutions per minute, and a very fine more porous, synthetic resin foam filled with methyl chloride. 32 l of the synthetic resin foam leave every minute through the outlet opening 6 the vessel. The foam enters the channel 7, where it is from a conveyor belt 8 is taken over. There is also methyl chloride in the canal, which is conveyed through it in countercurrent to the foam tape. The temperature of the channel walls, as well as the temperature of the incoming methyl chloride, 100 ° C. The completely dried and condensed material passes through roller seals Foam from the drying tunnel and is then immediately placed in gas-tight plastic films g struck. The methyl chloride flowing through channel 7 is circulated out and cooled in the cooler 10 to freeze out the water vapor and in the heating device ii reheated.

Beispiel 2 Nach der Arbeitsweise von Beispiel I werden in den Rührbehälter je Minute 801 Difluor-dichlormethan, 990 ccm einer 45%igen Lösung eines Harzes, das durch Kondensation von 3 Mol Formaldehyd, I,5 Mol Harnstoff und 0,2 Mol Phenol hergestellt wurde, sowie 390 ccm eines Gemisches aus 10 g dibutylnaphthalinsulfonsaurem Natrium, go ccm Phosphorsäure (50%ig) und 250 ccm Wasser eingeführt. Die Menge des den Behälter kontinuierlich verlassenden Schaumes beträgt je Minute 70 1. Example 2 Following the procedure of Example I, the stirred tank per minute 801 difluorochloromethane, 990 ccm of a 45% solution of a resin, that by condensation of 3 moles of formaldehyde, 1.5 moles of urea and 0.2 moles of phenol was prepared, and 390 cc of a mixture of 10 g of dibutylnaphthalenesulfonic acid Sodium, 1 cc of phosphoric acid (50%) and 250 cc of water were introduced. The amount of the foam continuously leaving the container is 70 l per minute.

Claims

PATENT CLAIM: Process for producing foams from solutions of curable synthetic resins that work with gases other than air as pore formers in a Device are foamed, after which the foam is pushed out of her and after Removing the solvent is cured, characterized in that the foam while removing the solvent and setting in an atmosphere remains of the same gas that is used to form pores.

Publications considered: German Patent Specifications No. 883 203 8I3 598.