DEST000628MA - Verfahren zur Herstellung poröser Körper aus organischen Kunststoffen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, aus Naturstoffen wie Kautschuk und aus Kunststoffen, insbesondere solchen thermoplastischer Natur, Schaum-, Schwamm- oder zellige Stoffe herzustellen. Dies wird z.B. so ausgeführt, dass das Rohmaterial mit einem in der Hitze Gase, wie Stickstoff oder Kohlensäure, abspaltenden Mittel gemischt, heiss verpresst und nach Entfernung aus der Form nochmals erwärmt wird, so daß das sich ausdehnende Gas eine zellige Struktur hervorruft. Bei härtbaren Stoffen, wie z.B. bei Phenolharzen, ist es bekannt, durch Säure zersetzliche Stoffe wie Carbonate zuzufügen, die durch die Einwirkung einer gleichzeitig die Härtung des Harzes bewirkenden Säure zersetzt werden, so dass Schäumungs- und Härtungsvorgang gleichzeitig verlaufen. Schliesslich entstehen durch die Reaktion von Di-Isocyanaten mit carboxylgruppenhaltigen Alkydharzen Schaumstoffe, wobei auch hier die Härtung und das Aufschäumen annähernd gleichzeitig vor sich gehen.

Auf solche Weise werden entweder schwammartige Stoffe verhältnismässig grobporiger und vor allem stets unregelmässiger Struktur erhalten, d.h. es finden sich feine Poren neben weiten Kanälen. Auch lassen sich zellige Stoffe herstellen, die aus zahllosen von einander abgeschlossenen Gasbläschen bestehen und daher eine hohe Druckelastizität aufweisen.

Derartige Schaumstoffe haben als Wärme- und Kältedämmstoff besondere Vorteile. Hierbei ist die Abgeschlossenheit der Zellen durchaus erwünscht. Für Schalldämmstoffe dagegen sucht man nach einem Stoff, der möglichst feine und zahlreiche Poren etwa gleicher Weite aufweist, die das Material vollkommen durchsetzen, also nicht die Form von Zellen oder Bläschen, sondern von Kanälen aufweisen.

Dies konnte bisher nicht erreicht werden, weil entweder abgeschlossene Zellen oder viel zu grosse und unregelmässige Kanäle entstanden.

Ein gemeinsames Charakteristikum der bisher bekannten Verfahren ist ferner, dass die Masse zuerst zu zusammenhängenden Blöcken geformt und dann aufgeschäumt wird. Es ist klar, dass hierbei zumindest in einer Dimension keine Masshaltigkeit gewährleistet werden kann, weil nicht ganz genau vorhergesehen werden kann, bis zu welchem Punkt sich die Masse ausdehnen wird.

Es wurde nun gefunden, dass man poröse Körper mit, falls gewünscht, sehr feinen, vor allem aber gleichmässigen Poren in Form durchgehender Kanäle erhalten kann, wenn man die Reihenfolge der Arbeitsverfahren umkehrt, indem man zunächst in poröses Gebilde herstellt und dann unter Erhaltung der äusseren Form die Verfestigung vornimmt. Dies geschieht in der Weise, dass man dauernd oder zeitweilig thermoplastische organische Kunststoff in loser Schüttung oder in mehr oder weniger stark gepresstem Zustand dem Einfluss eines hochfrequenten elektrischen Feldes aussetzt, wobei die Teilchen in gewünschtem und vorherbestimmtem Ausmass miteinander verschmelzen bzw. verfritten. Dabei ist es möglich, vorher noch Weichmacher, Streckmittel, Füll- und Farbstoffe zuzusetzen und hierdurch die mechanischen, chemischen, physikalischen und elektrischen Eigenschaften des porösen Materials sowie sein äusseres Aussehen zu beeinflussen. Unter dauernd thermoplastischen Kunststoffen sollen dabei diejenigen verstanden werden, welche üblicherweise als "Thermoplaste" bezeichnet werden, während zeitweilig thermoplastisch z.B. die sog. wärmehärtbaren Harze vor ihrer endgültigen Aushärtung sind. Es ist also möglich, den Erfindungsgedanken ebenso beispielsweise auf Polyvinylchlorid wie auf Phenolharze im Resol- oder Resitol-Zustand anzuwenden; im ersteren Fall bleibt die Thermoplastizität nach der Hitzeeinwirkung des hochfrequenten elektrischen Feldes erhalten, im zweiten verschwindet sie durch die eintretende Härtung des Phenolharzes zum Resit.

Werden die Rohstoffe ohne Pressung zwischen die Elektroden gegeben, so hat der entstehende Porenkörper ein spez. Gewicht, welches sich aus dem Schüttgewicht der Rohstoffe ergibt. Durch mehr oder weniger starke Pressung kann man das Porenvolumen verkleinern, bis man zum absoluten spez. Gewicht gelangt. Eine Erniedrigung des spez. Gewichts ist durch Zusatz entsprechender leichter Füllstoffe möglich; sind diese beispielsweise wasserlöslich, so können sie aus dem fertigen Porenkörper in bekannter Weise herausgewaschen werden, wobei Porenzahl und -Grösse sich vermehren.

Die Gestalt des Ausgangsrohstoffes ist insofern von Bedeutung, als kugelrunde Teilchen sich zu einer dichten Kugelpackung zusammenlagern, also ein verhältnismässig dichtes Material ergeben, während hohle, unregelmässig geformte und vor allem vieleckige Teilchen ein grösseres Porenvolumen zwischen sich frei lassen. Dabei ist man in der absoluten Grösse der Teilchen innerhalb sehr weiter Grenzen unabhängig.

Die erhaltenen Fertigteile besitzen, wenn die Elektroden zueinander parallel standen, die Form von Platten; durch entsprechende Ausbildung der Elektroden können jedoch auch andere Formen hergestellt werden, wobei jedoch stets zunächst durch Schüttung des losen Rohmaterials die Endform ausgebildet und dann erst unter Erhaltung der Gestalt die Verfestigung vorgenommen wird.

Die Messgenauigkeit wird also in allen Fällen gewahrt.

Die so hergestellten Porenkörper können beispielsweise aus Schallschluckstoffe, als Leichtbaustoffe oder zum Immobilisieren von Flüssigkeitsmengen verwendet werden, wobei man sich durch Auswahl des Rohmaterials der Art der Flüssigkeit anpassen kann.

Ausführungsbeispiel: 400 g eines Polyvinylchlorids, welches einen Chlorgehalt von etwa 55,5% aufweist und durch Emulsionspolymerisation mit anschliessender Zerstäubungstrocknung hergestellt ist, wird in Form eines feinen weissen Pulvers auf eine Unterelektrode von 100 x 200 mm Abmessungen in 50 mm Schichthöhe aufgeschüttet. Randbegrenzungen aus nicht leitendem Material sorgen für das Zusammenhalten des Materials. Auf das Material wird ohne merklichen Druck eine Oberelektrode der gleichen Abmessungen gesenkt. Dann lässt man einen elektrischen Strom von 20 - 50 Millionen Schwingungen je Sekunde 15 - 60 Sekunden lang einwirken. Nach dem Abschalten des Stromes ist das Pulver zu einer zusammenhängenden porigen Platte von etwa 200% Wasseraufnahmevermögen verfrittet, welche beispielsweise als Schallschluckplatte verwendet werden kann. Die Druckfestigkeit der Platte nimmt dabei ohne Veränderung des Porenvolumens proportional zur Einwirkungszeit des Stromes zu.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung poröser Körper aus organischen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man dauernd oder zeitweilig thermoplastische organische Kunststoffe in Form vieleckiger oder annähernd runder Teilchen in loser oder gepreßter Schüttung einem hochfrequenten elektrischen Feld bis zur Frittung aussetzt.