DK158045B - Fremgangsmaade til fremstilling af elastiske skumstoffer paa basis af et melaminformaldehyd-kondensationsprodukt og elastiske skumstoffer fremstillet ved fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i

DK 158045 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af elastiske skumstoffer på basis af et melaminformalde-hydkondensationsprodukt, hvorved man opskummer en højkoncentreret, vandig opløsning eller dispersion, der 5 indeholder et melaminformaldehyd-forkondensat, en emulgator, et flygtigt drivmiddel og et hærdemiddel, samt eventuelt sædvanlige additiver, og hvorved man derpå udhærder skummet. Opfindelsen angår ligeledes elastiske skumstoffer på basis af et melaminformaldehydkonden-10 sationsprodukt, der er af den i indledningen til krav 5 angivne art.

Det er kendt, at man kan fremstille skumstoffer på basis af melamin-harpikser ved opskumning af en vandig opløsning af et forkondensat. I henhold til DE-PS 870 027 og 15 1 157 385 indrører man luft i en vandig malaminharpiks- opløsning, der indeholder en emulgator og et hærdemiddel.

De opståede skumstoffer er dog hårde og sprøde og sønder-brydes let ved forarbejdning. I DE-AS 12 97 331 er der beskrevet en fremgangsmåde til fremstilling af skumstof-20 fer af phenol-, urinstof- eller melaminharpikser, ved hvilken man opskummer en vandig harpiksopløsning, der indeholder et drivmiddel og en hærdekatalysator. Hvis man arbejder i henhold til eksemplerne, opnår man -når der overhovedet opnås noget - kun sprøde skumstoffer, 25 også når man i opskrifterne erstatter phenol- eller urinstofharpikser med melaminharpikser. I US-patentskrift nr. 3 093 600 er der beskrevet melaminharpiksskum, der skal opnå en forbedret elasticitet og rivestyrke ved indbygning af trioler, f.eks. trimethylpropan. Det 30 viser sig imidlertid, at elasticiteten og fremfor alt retableringen ved sammentrykning af sådanne skumstoffer ikke er tilstrækkelig til mange anvendelsesformål. Desuden forringes brandforholdene af skumstofferne Ped indbygning af større mængder af trioler. 1 US-patent-35 skrift nr. 3 063 953 har man beskrevet en fremgangsmåde til forbedring af den mekaniske styrke, elasticitet og blødhed af aminoplastharpiks-skum, fortrinsvis sådanne på basis af urinstofharpikser, hvorved forbedringen 2

OK 158045 B

frembringes under anvendelse af en valkeproces. Med denne metode kan man med melaminharpik'sskum, der blev fremstillet i henhold til kendt teknik, ganske vist forbedre de angivne egenskaber noget, men ikke i afgørende 5 omfang.

I DE-OS 24 02 441 er der beskrevet en fremgangsmåde til fremstilling af aminoplast-skumstoffer, ved hvilken der til et alkalisk, indstillet,, drivmiddelholdigt aminoplast-forkondensat som hærdemiddel tilsættes en stærk syre. Ved 10 hjælp af den varme, der bliver fri ved neutralisation, bringes drivmidlet til kogning, og dermed fremkommer der opskumning. Da hærdeforløbet og skumningsforløbet ved denne arbejdsmåde afspiller sig samtidigt, opstår der forholdsvis sprøde skumstoffer.

15 Det er således opfindelsens formål at udvikle en fremgangsmåde, ved hvilken man opnår bløde og elastiske, så vidt muligt vanskeligt antændelige skumstoffer på basis af melaminforraaldehyd-kondensationsprodukter. Dette formål opfyldes ifølge opfindelsen ved, at man opskummer en 20 forholdsvis højkoncentreret opløsning eller dispersion af et melaminformaldehyd-forkondensat under sådanne betingelser, at der kun først forekommer en ringe viskositetsstigning, og at hærdeforløbet først sætter ind under stærk viskositetsforøgelse, når skumningsforløbet i vidt 25 omfang er afsluttet.

%

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der er af den i indledningen til krav 1 angivne art, er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

De elastiske skumstoffer ifølge opfindelsen er ejendomme-3Q lige ved det i krav 5's kendetegnende del angivne.

DK 158045 B

3

Ved denne fremgangsmåde opnår man overraskende elastiske, bløde skumstoffer, der ved anvendelsen som isolationsstoffer tilfredsstiller de krav, der opstilles i bygnings-industrien til sådanne materialer, især hvad angår deres 5 varme- og lydisolerende virkning, deres mekaniske egenskaber og deres brandforhold, jvf. det i det følgende angivne krav 5. Opskumningen af højkoncentrerede opløsninger eller dispersioner må betegnes som et pionerskridt på det tekniske område, da man ved melaminharpikser 10 hidtil altid har undgået at arbejde ved sådanne høje koncentrationer, ved hvilke især dispersionerne ikke er lagerstabile.

Ved en mikroskopisk betragtning af de skumstoffer, der er fremstillet ifølge opfindelsen, viser det sig, at 15 skumskelettet indeholder mange med hinanden forbundne, tredimensionalt forgrenede broorganer (jvf. fig. 3)· Melaminharpiksskum er kun tilstrækkeligt elastiske i de tilfælde, hvor broorganerne opfylder følgende betingelser: 1. Det gennemsnitlige forhold længde:tykkelse må være 20 større end 10:1, fortrinsvis større end 12:1, og især større end 15:1.

2. Massefylden af broorganeme må være større end 1,10, fortrinsvis større end 1,20, og især større end 1,30 g/cm3.

25 For korte broorganer (med et l:d forhold, der er for ringe) opnår man, når hærdeforløbet indsætter for tidligt før skumningsforløbet i det væsentlige er afsluttet.

En for lav massefylde af broorganerne tyder på, at der i det indre af broorganerne befinder sig små hulrum, 3o blærer, der hidrører fra en sekundær opskumning. En sådan sekundær opskumning indtræder, når vandindholdet af melaminharpiks-forkondensatet var for højt. I begge tilfælde fremkommer der sprøde skumstoffer.

DK 158045 B

4

Det gennemsnitlige forhold l:d bestemmes mikroskopisk, hvorved broorganets længde og tykkelse bestemmes i henhold til en statistisk tællemetode. Broorganets længde defineres som afstanden mellem midtpunkterne af to knude-5 steder, og broorganets tykkelse defineres ved det smalleste sted af et broorgan, i hvert tilfælde målt på den mikroskopiske optagelse. Til bestemmelse af massefylden af skumstofbroorganerne lægger man skumstoffet i en velegnet væske, f.eks. isopropanol, hvormed det suger sig 10 fuldt på grund af cellernes åbne struktur. Massefylden af broorganeme bestemmes derpå i henhold til Archimedes' princip.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen går man ud fra et melaminformaldehyd-forkondensat. Molforholdet melamin 15 til formaldehyd kan derved variere mellem vide grænser mellem 1 og 1,5 og 1 til 4, fortrinsvis ligger det mellem 1 til 2,0 og 1 til 3,5. Kondensationsgraden af forkondensatet skal være så lavt, at en udhærdning under videre-kondensering er mulig. Den gennemsnitlige molekylvægt 20 kan, når den måles osmometrisk, ligge mellem 200 og 1000, fortrinsvis mellem 250 og 800.

Den vandige opløsning eller dispersion af melaminhar-piksen indeholder en emulgator, fortrinsvis i en mængde på 0,5 til 5 vægt-%, og især mellem 1,0 og 3,0 vægt-?6, 25 beregnet i forhold til harpiksen. Emulgatoren skal bevirke, at det organiske drivmiddel fordeles homogent i den vandige opløsning eller dispersion; den sørger altså for systemets stabilitet og forhindrer en afblanding under skumningsforløbet, hvilket ville frembringe et inhomo-30 gent skum. Jo ihøjere skumtemperaturen er, desto'mere aktiv må emulgatoren være, og i desto højere koncentration skulle den foreligge. Emulgatoren fungerer desuden som kimdanner ved skummeprocessen. I betragtning kommer an-ionaktive forbindelser, såsom især metalsalte, fortrins-

DK 158045 B

5 vis natriumsalte af alkylsulfonater og alkylarylsulfonater med 8 til 20 C-atomer i alkylgruppen; desuden er også metalsalte af sulforavsyreestere, sulferede ricinusolier, alkylnaphthalensyrer, phenolsulfonsyrer, svovlsyreestere, 5 f.ekSo af C12- til C-^g-alkylhydrogensulfonater og -til C^g-fedtalkoholhydrogensulfater velegnet; desuden kationaktive forbindelser, såsom oliesyretriethanol-aminester eller laurylpyridiniumchlorid; samt ikke iongene forbindelser, såsom ethoxyleret ricinusolie, 10 ethoxylerede talgfedtalkoholer, ethoxyleret stearinsyre eller oliesyre, samt ethoxyleret nonylphenol.

Den vandige opløsning eller dispersion indeholder desuden et flygtigt drivmiddel, fortrinsvis med et kogepunkt mellem +20 og 100° C, især mellem +20 og +80° C· 15 I betragtning kommer f.eks. carbonhydrider, halogenerede carbonhydrider, alkoholer, ketoner, ethere og estere. Foretrukne drivmidler er pentan, hexan, trichlorfluor-methan og trichlortrifluorethan. Drivmiddelmængden retter sig efter den ønskede massefylde af skumstoffet, og den 20 kan variere mellem 1 og 50 vægt-%, fortrinsvis mellem 5 og 40 vægt-%, beregnet i forhold til harpiksen.

Som hærdemidler anvendes forbindelser, der under reaktionsbetingelserne afspalter eller danner protoner, der derpå katalyserer viderekondensationen af melaminharpik-25 sen. Mængderne ligger mellem 0,01 og 20, fortrinsvis mellem 0,05 og 5 vægt-%, beregnet i forhold til harpiksen.

I betragtning kommer uorganiske og organiske syrer, f.eks. saltsyre, svovlsyre, phosphorsyre, myresyre, eddikesyre, oxalsyre, mælkesyre, aminosyrer, chloreddikesyreamid, 30 hydrogenphosphater, syreanhydrider og ammoniumsalte.

Også formaldehyd selv kan ved høje temperaturer fungere disproportionerende under dannelse af myresyre og på denne måde fungere som hærdemiddel.

DK 158045 B

6

Den vandige opløsning eller dispersion er fortrinsvis fri for additiver. Til mange formål kan det dog være gunstigt at tilsætte indtil 20 vægt-#, fortrinsvis mindre end 10 vægt-%, beregnet på harpiksen, af sædvanlige addi-5 tiver, såsom fiber- eller pulverformige, uorganiske forstærkningsmidler eller fyldstoffer, pigmenter, farvestoffer, flammebeskyttelsesmidler, blødgøringsmidler, midler til reduktion af brandgastoxiciteten eller til fremme af forkulningen. Da skumstofferne er åbentporede 10 og kan optage vand, kan det til mange anvendelsesformål være nødvendigt at tilsætte hydrofoberingsmidler i mængder mellem 0,2 og 5 vægt-?*!. I betragtning kommer derved f.eks. alkylphenoler med 5 til 15 C-atomer i alkyl-gruppen, siliconer og paraffiner.

15 Additiverne blandes homogent med den vandige opløsning eller dispersion af melaminharpiksen, hvorved drivmidlet eventuelt også kan indpresses under tryk. Man kan dog også udgå fra en fast, f.eks. sprøjtetørret melaminhar-piks og derpå blande denne med drivmidlet og en vandig 20 opløsning af emulgatoren og hærdemidlet. Ved tilsætningen af komponenterne retter rækkefølgen sig efter den anvendte blandemetode. Temperaturen af blandingen indstilles på kogetemperaturen af drivmidlet i opløsningen eller dispersionen ved det til enhver tid herskende tryk. Dette kan 25 foregå ved opvarmning, f.eks. med varm luft, vanddamp eller højfrekvensstråling eller også ved udnyttelse af reaktionsvarme. Derved overgår drivmidlet i den gasformige tilstand og kan frembringe skumning. Under den isotermt forløbende skumning antager den vandige opløsning 30 eller dispersion kogetemperaturen af drivmidlet ved det i hvert tilfælde herskende tryk. Fortrinsvis arbejder man under normalt tryk ved en massetemperatur på 20 til 80° C, hvorved omgivelsernes temperatur kan ligge langt højere.

7

DK 158045 B

Et kritisk kendetegn a) ved den foreliggende opfindelse er koncentrationen af forkondensatet i blandingen af forkondensat og vand (uden additiver). Den optimale koncentration er for hver opskumningstemperatur en anden, og den ret-5 ter sig således også efter arten af drivmidlet. For den minimale koncentration gælder ifølge opfindelsen følgende betingelse: den skal ligge over knækstedet af den første afledning af den kurve, man opnår, når man i blandingen af forkondensat og vand varierer vandmængden, mens alle 10 andre betingelser holdes konstant, og når man derpå optegner blandingens viskositet (målt ved kogetemperaturen af drivmidlet under de betingelser, der hersker i begyndelsen af opskumningsprocessen) mod koncentrationen af forkondensatet. I praksis går man ved bestemmelsen af 15 den minimale koncentration frem på den måde, at man fremstiller blandinger af forkondensat og vand med forskellige vandindhold og derpå opvarmer disse blandinger til den temperatur, ved hvilken drivmidlet ville koge under det tryk, som man ønsker skal foreligge ved begyndelsen 20 af opskumningsprocessen. For hver koncentration af mela-minharpiksen måler man nu den tilsvarende viskositet under disse betingelser. Den målte viskositet optegnes derpå mod den valgte koncentration. Den derved fremkomne kurve har først form af en flad, opadstigende, ret linie, 25 men den stiger derpå stadig stærkere og antager slutteligt et parabelformet forløb. Af denne kurve danner man grafisk den første afledning. Denne har først form af en vandret forløbende, ret linie, den udviser derpå et kurve-formigt forløbende knækområde og går slutteligt over i en 30 stejlt stigende, ret linie. Knækområdet strækker sig i almindelighed højst over et område på ca. 1% for koncentrationen af forkondensatet. Dette område repræsenterer den minimale koncentration for melaminharpiksen. Hvis man vil fastlægge knækstedet endnu skarpere, forlænger man i 35 den kurve, der repræsenterer den første afledning, de rette linier og bestemmer deres skæringspunkt. Den øvre grænse for koncentrationen af melaminharpiksen er givet 8

DK 1 b 8 O 4 5B

ved følgende betingelse: den må ikke være højere end den værdi, der i den beskrevne kurve svarer til en viskositet på 5.000 dPas, fortrinsvis 2.000 og især 1.000 dPa's.

For de foretrukne drivmidler kan man angive følgende fore- 5 trukne harpikskoncentrationer, der ligger indenfor det ovenfor definerede område: n-pentan: 70 til 80, fortrinsvis 72 til 79 og især 73 til 78,5 vægt-%; n-hexan: 73 til.' 185, fortrinsvis 74 til 84 og især 78 10 til 83 vægt-%; trichlorfluormethan: 68 til 78, fortrinsvis 69 til 77 og især 70 til 76 vægt-%; trichlortrifluorethan: 72 til 82, fortrinsvis 74 til 80 vægt-%.

15 Koncentrationsangivelserne refererer igen til blandingen af forkondensat og vand uden additiver.

Det andet kritiske kendetegn b) ved opfindelsen består i, at det under skumningsforløbet indtil det tidspunkt, hvor skummet har opnået 80% af den maximalt opnåelige 20 stighøjde, gælder, at viskositeten af den vandige opløsning eller dispersion på den ene side ikke må gå under den værdi, der i den under a) beskrevne kurve svarer til den der definerede minimale værdi, og at den på den anden side ikke må overskride 6.000 dPas.

25 Det tredie kritiske kendetegn c) omfatter, at viskositeten efter opnåelse af det under b) definerede tidspunkt ved udhærdning af forkondensatet indenfor 8 minutter, fortrinsvis indenfor 6 minutter, og især indenfor 4 minutter må have oversteget værdien 10.000 dPas, d.v.s. at harpik-30 sen indenfor dette tidsrum må være udhærdet. De to betingelser b) og c) sikrer, at opskumningen og udhærdningen er afstemt korrekt efter hinanden; de kan ved forud givne 9

DK 158045 B

drivmidler og dermed forud given opskumningstemperatur opfyldes ved det korrekte valg af arten og mængden af hærdemidlet. I praksis gør man brug af to vandige opløsninger eller dispersioner, hvoraf den ene indeholder melamin-5 harpiksen i den i henhold til a) bestemte koncentration, emulgatoren og hærdemidlet, samt drivmidlet og eventuelt additiver, og hvoraf den anden indeholder de samme bestanddele, men dog intet drivmiddel. Derpå bringes begge systemer på opskumningstemperatur. Parallelchargen med 10 den drivmiddelfrie opløsning eller dispersion må fremstilles af den grund, at det drivmiddelholdige system skummer under disse betingelser, hvorved viskositeten ikke lader sig måle under visse betingelser. Ved det første system optegnes stighøjden af skummet mod tiden, og her-15 ved bestemmes det tidspunkt, ved hvilket skummet har opnået 80% af den maximalt opnåelige stighøjde. Ved det andet system måler man viskositeten i afhængighed af tiden. Derpå undersøger man, om de under b) og c) opstillede betingelser er opfyldt. Hvis dette ikke skulle være til-20 fældet, må betingelserne for udhærdningsprocessen varieres, hvilket bedst kan ske ved variation af arten eller mængden af hærdemidlet, og - om nødvendigt - også ved valget af et andet drivmiddel og dermed en anden opskumningstemperatur. I dette tilfælde måtte man så igen i 25 henhold til a) bestemme den optimale koncentration af melaminharpiksen på ny.

Et elastisk, stabilt skum med lav massefylde· opnås kun i de tilfælde, hvor man arbejder ved opskumning og ud-hærdning indenfor de under a), b) og c) krævede beting-30 eiser. Hvis man vælger udgangskoncentrationen af melaminharpiksen for lav, eller hvis viskositeten synker før opnåelsen af 80% af den maximale stighøjde af skummet under den definerede begyndelsesviskositet, opnår man -på samme måde som ved de kendte metoder - sprøde skumstof-35 fer. Hvis man på forhånd anvender for højviskose opløs- 10

DK 158045B

ninger eller dispersioner, eller hvis viskositeten stiger over den definerede, tilladelige grænse allerede før opnåelsen af 80% af den maximale stighøjde af skummet, så er opblæringstrykket ikke mere tilstrækkeligt til frem- 5 bringelse af en korrekt opskumning, og der fremkommer skumstoffer med for høj massefylde og med ikke tilstrækkelig elasticitet. Hvis viskositetsstigningen efter opnåelsen af 80% af den maximale stighøjde af skummet ikke er hurtig nok, d.v.s. hvis skummet ikke hærder hur-X0 tigt nok, kollaberer det, og der opstår et sprødt, in-homogent skumstof med for høj massefylde.

Det foretrækkes at holde trykket i opskumningsapparatet og dermed også massetemperaturen under opskumningsforløbet konstant. Ved specielle udførelsesformer for frem-15 gangsmåden kan disse betingelser dog ændres under forløbet af opskumningsprocessen. Opskumningsprocessen varer i almindelighed 20 sekunder til 20 minutter, fortrinsvis 30 sekunder til 10 minutter, i afhængighed af arten og intensiteten af opvarmningen. Den er afsluttet, når 20 skumharpiksen er fuldt udskummet og udhærdet i så høj grad, at den bibeholder sin form.

Ved en foretrukken udførelsesform for opfindelsen underkastes det færdige skumstof desuden en temperaturbehandling.

Det opvarmes derved i 1 minut til 180 minutter, fortrins-25 vis mellem 5 og 60 minutter, til temperaturer mellem 120 og 300° C, fortrinsvis mellem 150 og 250° C, hvorved vand, drivmiddel og formaldehyd i vidt omfang er fjernet, og der foretages en efterhærdning af skumharpiksen. Denne temperaturbehandling kan foretages umiddelbart efter skum-30 fremstillingen i det samme apparat eller i et apparat, der er indkoblet derefter; den kan imidlertid også foretages på et senere tidspunkt, uafhængigt af opskumningsprocessen. Temperaturbehandlede skumstoffer udviser en væsentligt ringere tendens til skrumpning og til vandop-35 tagelse end ikke temperaturbehandlede produkter. Også formaldehyd-emissionen er stærkt forringet.

DK 158045 B

11

Ved en yderligere foretrukken udførelsesform for opfindelsen sammenpresser man skumstoffet før eller efter den eventuelle temperaturbehandling en eller flere gange til 40 til 90$ af dets oprindelige højde og lader det derpå 5 udvide sig igen. Ved denne stampeproces ødelægges formodentligt rester af hårde områder i celleskelettet. Dette fører til en forøgelse af elasticiteten af skummet og til ringere skrumpning ved varmelagringen.

De skumstoffer, der er fremstillet ved fremgangsmåden ' io ifølge opfindelsen, udmærker sig ved følgende egenskaber: a) deres råmassefylde i henhold til DIN 53 420 ligger mellem 4 og 80, fortrinsvis mellem 8 og 40 i b) varmeledetallet i henhold til DIN 52 612 er mindre end Ό,Οβ, fortrinsvis mindre end 0,04 [ν.πΓ^.0Κ’“'*ϊ1 ; 15 c) sammentrykningshårdheden i henhold til DIN 53 577 ved 60$ sammentrykning, divideret med råmassefylden,. ligger under 0,3, fortrinsvis under 0,2 £ν.οπΓ ^/g.l""1! , hvorved der ved bestemmelsen af sammentrykningshårdheden ved 60$ sammentrykning må forekomme en retab-20 lering af skumstoffet til mindst 70$, fortrinsvis mindst 90$ af dets oprindelige dimension, d) elasticitetsmodulet i henhold til DIN 53 423, divideret med råmassefylden,. ligger under 0,25, fortrinsvis under 0,15 fN.mm^/g.l"”^ » 25 e) bøjevejen ved brud i henhold til DIN 53 423 er større end 6, fortrinsvis større end 12jmxn ; f) trækstyrken i henhold til DIN 53 571 andrager fortrinsvis mindst 0,07, især mindst 0,1 j^N.mnf2]| ; g) de er i henhold til DIN 4102 mindst normalt brand- 30 bare, fortrinsvis vanskeligt brændbare.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan gennemføres diskontinuerligt. Ved den foretrukne kontinuerlige arbejds-

DK 158045 B

12 måde påfører man hensigtsmæssigt den vandige opløsning eller dispersion på et kontinuerligt løbende, fortrinsvis opvarmet metalbånd, hvor den bliver regelmæssigt fordelt, og der opskummes og hærdes i en varmekanal. For at for- 5 hindre, at der danner sig en sprød hud ved overfladen af skummet, kan man hensigtsmæssigt gennemføre opskumnings- processen mellem to med metalbåndet parallelt løbende formstoffolier. Umiddelbart dertil kan tempererings- og/ eller stampeprocessen slutte sig.

10 Skumstofferne kan fremstilles som plader eller baner med en tykkelse på 50 cm eller derover eller som skumfolier med en tykkelse på nogle få mm. Ved diskontinuerlig fremstilling kan der også fremstilles formdele. Skumstofferne kan på den ene side eller på begge sider forsynes 15 med dæklag eller lamineres, f.eks. med papir, pap, glas-vliess, træ, gipsplader, metalblik eller -folier og formstof folier, der eventuelt også kan være opskummet.

Hovedanvendelsesområdet for de skumstoffer, der er fremstillet i henhold til opfindelsen, er varme- og lydiso-20 lation af bygninger og bygningsdele, især af mellemvægge, men også af tage, facader, døre og gulve; desuden også varme- og lydisolation af fartøjer og fly, samt dybtempe-raturisolation, f.eks. af kølehuse, olietanke og beholdere til flydende gas. Yderligere anvendelsesområder er anven-25 delsen som isolerende vægbeklædning, samt som isolerende og stødisolerende emballeringsmateriale.

De i eksemplerne angivne dele, procenter og forhold er på vægtbasis. 1 eksempel 1 og 7 er værdierne for koncentrationerne, 30 viskositeterne og tiderne angivet udførligt, med henblik på illustration af krav 1. For ikke at gøre beskrivelsen for omfangsrig og for at undgå gentagelser er der ikke anført tilsvarende kvantitative værdier i de øvrige : 13

DK 158045 B

eksempler. Disse øvrige eksempler blev dog ligeledes udført under sådanne betingelser, der svarer til de i krav 1 angivne intervaller. Koncentrationen af forkondensatet lå således i alle eksempler over det i krav 5 1 under a) definerede knæksted, og viskositeten tilfreds stillede de kriterier, der er opstillet under b) og c) i krav 1. Eksemplerne illustrerer således, at man ved variation af art og mængde af udgangsmaterialerne (drivmiddel, syre, emulgator, melaminharpiks) opnår 10 skumstoffer, der opfylder de i krav 5 angivne kriterier.

Eksempel 1 I en åben beholder indfører man et sprøjtetørret melamin-formaldehyd-forkondensat (molforhold 1:3, molekylvægt ca. 400) til en vandig opløsning med 3 % myresyre og 15 1,5 % af natriumsaltet af en blanding af alkylsulfonater med 12 til 18 C-atomer i alkylgruppen (emulgator K 30 fra Firma Bayer AG), hvorved procentindholdene er beregnet i forhold til melaminharpiksen. Harpiksens koncentration, beregnet i forhold til blandingen af harpiks og 20 vand, androg 74,0 %. Blandingen blev holdt under kraftig omrøring og derpå tilsatte man 20 % pentan. Man rørte videre i så lang tid (ca. 3 minutter), at der opstod en homogen dispersion. Denne blev påraklet på tefIoniseret glasvæv som bæremateriale, og opskummet og hærdet i 25 et tørreskab, hvori der herskede en lufttemperatur på ca. 150 °C. Derved indstillede pentanets kogetemperatur sig som massetemperatur i skummet, og denne androg under disse betingelser 37,0 °C. Efter 4,5 minutter havde skummet nået 80 % af sin maximale stighøjde, og efter 30 7 til 8 minutter var den maximale stighøjde nået. Man lod nu skummet henstå i yderligere 10 minutter ved 150 °C i tørreskab. Derpå varmebehandledes det i 30 minutter ved 180 °C. Der henvises hvad angår egenskaberne til tabel 1. Sammentrykningshårdheden eller sammentryknings-35 hårdheden divideret med massefylden er et mål for et 14

DK 158045B

skumstofs blødhed, og retablering eller elasticitetsmodul divideret med massefylde er et mål for et skumstofs elasticitet. De kvantitative krav for disse to egenskaber er anført i krav 5 under (c) og (d), og det fremgår 5 af tabel 1, at disse krav er opfyldt.

Til opnåelse af den optimale melaminharpiks-koncentration målte man før skumningsprocessen afhængigheden af viskositeten af dispersionen versus melaminharpiks-koncentra-tionen på følgende måde: Man fremstillede blandinger af 10 melaminharpiks-forkondensatet og vand i forskellige blandingsforhold. Blandingerne opvarmedes derpå til 37,0° C, og derved bestemte man viskositeten af blandingerne med et rotationsviskometer. I et diagram (se fig. l) op-tegnede man viskositeten η, i dPas mod koncentrationen c i 15 vægt-% tørstof; på basis af den fremkomne kurve dannedes grafisk den første afledning , og den indtegnedes i diagrammet i form af to lige linier, der skærer hinanden ved knækstedet K. Knækstedet ligger i dette tilfælde ved en koncentration på 71,7%. Kurven forløber asymtotisk 20 henimod en koneentrationsværdi af 80%, således at den foretrukne maximale viskositet på 1.000 dPas svarer til en koncentration af ca. 79%. For skumprocessen af eksemplet valgte man en koncentration, der ligger omtrent i midten mellem disse værdier, nemlig ved 74,0%. Den til-25 hørende viskositet andrager 88 dPas.

Mængdeforholdene mellem komponenterne i den blanding, der skal opskummes, blev nu valgt sådan, at forholdet mela-minharpiks til vand (inclusive det vand, der blev indført med hærdemidlet og emulgatoren) androg mellem 74 30 og 26. Før den egentlige opskumningsproces bestemte man i to prøvecharger den maximale stighøjde og afhængigheden mellem viskositeten og tiden. Derved opvarmede man den ovenfor angivne blanding en gang med og en gang uden tilsætning af drivmiddel til opskumningstemperatur. Fig. 2 35 viser et diagram, hvor stighøjden h og viskositeten 15

DK 158045 B

er optegnet over tiden t. Den maximale stighøjde andrager 10,25 cm; 80% af den maximale stighøjde er nået efter 4,5 minutter. Til dette tidspunkt andrager viskositeten 170 dPas. Efter yderligere 3 minutter havde viskositeten 5 oversteget en værdi på 10.000 dPas.

Eksempel 2

Man arbejdede som i eks. 1, hvorved man dog i stedet for 20% pentan kun anvendte 13% .pentan.

Eksempel 5 10 Man arbejdede som i eks. 1, hvorved der som syre anvendtes 3% svovlsyre, som emulgator 1,5 % natriumdodecylben-zensulfonat og som drivmiddel 28% trichlortrifluorethan. Harpikskoncentrationen androg 76%. Massetemperaturen ved opskumningen lå ved 47° C. Skummet blev ikke temperatur-15 behandlet.

Eksempel 4

Man arbejdede som i eks. 1, hvorved der anvendtes 6% phosphor syre, 1,5% natriumlaurylsulfonat og 12% pentan. Der anvendtes en melaminharpiks, hvori molforholdet melamin 20 til formaldehyd androg 1 til 3,5. Harpikskoncentrationen var 74%. Skummet blev ikke temperaturbehandlet.

Eksempel 5 I en åben beholder tilsatte man til en opløsning af en melaminharpiks 2,8% myresyre og 1,4% af alkylsulfonatet 25 fra eks. 1, beregnet på harpiksen. Koncentrationen af harpiksen, beregnet i forhold til blandingen af harpiks og vand, androg 75,5%. Under kraftig omrøring tilsattes der 20% pentan. Opskumningen, udhærdningen og temperaturbehandlingen foregik som i eks. 1.

DK 158045B

16

Eksempel 6

Man arbejdede som i eks. 5, hvorved man anvendte en harpiks med et molforhold melamin til formaldehyd på 1 til 2,5. Koncentrationen af harpiksen androg 76%. Som hærde-5 middel anvendte man 0,20% myresyre, som emulgator 3% af alkyl sulf onat et fra eks. 1, samt 0,3% af en lavt ethoxy-leret mættet fedtalkohol og som drivmiddel 23% n-hexan. Massetemperaturen ved skumning androg 69,0° C. Skummet blev temperaturbehandlet som i eks. 1.

10 Eksempel 7 På et kontinuerligt løbende metalbånd påførte man den homogene blanding fra eks. 1. Båndet løb med en hastighed af 0,4 Pm.min”^ Det blev opvarmet til ca. 130° C. Blandingen blev fordelt regelmæssigt på båndet ved hjælp af 15 en rakel med en lagtykkelse på ca. 2 mm. I en med 150° C varm luft opvarmet opskumningskanal blev blandingen op-skummet, hvorved der indstillede sig en massetemperatur på 37,0° C. Efter ca. 4,5 minutter havde man nået 80% . af den sluttelige stighøjde af skummet, og efter ca. 6 20 minutter havde man nået den sluttelige skumtykkelse på 15 cm. Derpå førte man skummet i yderligere 7 minutter gennem opskumningskanalen, hvorved massetemperaturen steg til ca. 98° C. Skumstoffet temperaturbehandledes endnu i 15 minutter ved en massetemperatur på ca. 170° C og blev 25 derpå kantet.

Eksempel 8

Man arbejdede som i eks. 6, hvorved man anvendte en harpiks med et molforhold melamin:formaldehyd på 1:2,0. Koncentrationen af harpiksen af harpiksen androg 80%.

30 Som hærdemiddel anvendtes 2,5% myresyre, som emulgator

DK 158045 B

17 en blanding af 0,6$ di i sobutylnaphthal ensulf onsur t natrium og 1,6$ af en lavt ethoxyleret mættet fedtalkohol, og som drivmiddel 16$ pentan.

Eksempel 9 5 Man arbejder som i eks. 1, hvorved man som syre anvendte 1,8$ myresyre, og som emulgator 2,2$ natriumdodecyl-benzensulfonat. Temperaturbehandlingen gennemførtes ved 190° C.

18

DK 158045 B

bO

ri

•H

few oooooooSS

ri σι m c\ o tr\ σ\ σι ϋ°' η ^λλαλαλΑΛ ri

-P

ri ai ra .

bo ' ri ri Ti

Ilt SS55SSSSS

-pSw ooooooooo ri»ri ri ©Λ S

s »«s S & ri w w

bO

fl jilajrj" 1

1 f*"\ O IT\ O fy ΙΛ OJ OJ

WO g.<****‘*‘<***> *‘ +>ri O ΓΗίΛΐΛ ΪΙ n ri H ^ w WSJ · .

:s ri ri

EH CO

d i—i ri th p i ri is; ri o ri . in

HrH NOJiOms-i-fJ'JVO

ri i m m m ρλ m γλ ,*o r°> ^

« S OoOoOcoOO

H · ***A*AA*% jri } 3:, 0000000*30 ri ___ CQ « 1

CQ ri J

cK ιΗ ΓΛΟΟ<=3 ΙΟ ί N N OJ

· τΗ CM m CM rH r-l rH 1—1 1—1 tt?H I fcQ|

CQ

£1 ΗίΜίΛτίη^ΝΟΟ^

S

19

DK 158045 B

Ti bO

H *H

O iH

λ ®_ -,·

O S

cn æ ω -p

Ti β

S kS

æ i i i i i i i i

U -P

ffl bo •H H ω co ca >

' L ^ OiWCMO^W^hN

|>j g rHHiHrlrirtrlOO

JJS2 ΛΛΛΛΛΛΛ^ι, ΰ μ "*· ooooooooo ® |2j H 83 1-1 H & ω Η & cd ·η -P <u-.

i5*

'H CO

cd &0 * £ i λ S I £ , O ’-T\ t-* OJ O O ^ 25 rn

ω ·Η L—j WH'rtrlN«WHW

H .¾ Λ Λ Λ Λ <D $

Ρ PQ

-Ρ <D

S

co Η -p i>> ir» _ J£> % so ο CM η Ο Ρ ,3 ® Ο τ-ί Ή Ή Ο Ο Ο *”1 ^ (¾ τ) ω „«»λλλλ·'·' ° ® ΟΟΟΟΟΟΟ00 ι a W °cd Γ ρεί · Η 5 .

Ο a

CO

-ρ_ .μ *04* OOCTVOOOO1^^ r| « "ΛΛ**''ΛΑηι ^ ο ε riCM(A!ArlHnWri ^ ε. V \/ V .

co 2: cd I_f Η ω γιλιιλϊιλονΟΟ(?ι pq

DK 158045 B

20

cO

ω d .

: Η β >, CO <Η &0ΚΛ α> β ι rj IQ Ο S %*·>.***%**

/n tt O O r—I r-S i—i «—i »—I rH Η H fH

U' ctf i H S,Q ώ^/ΛΛ/ν/νΛ/Ι^ ,α

cO

-P

4 Ή C(_i 03 ϋ m

ζβ tC ΰ 0) S

ΐ sH! - 2- 2!52D

£ -' g>g gi Λ Λ Λ 'Λ * * Λ A A

ra S fc >»ϊη .μ ί-l^ -Ρ,π

U

ο fø

CQ

Μ 1 :t

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af elastiske skumstoffer på basis af et melaminformaldehyd-kondensations-produkt ved opskumning af en vandig opløsning eller 5 dispersion, der indeholder et melaminformaldehyd-forkon-densat, en emulgator, et flygtigt drivmiddel og et hærde-middel, samt eventuelt sædvanlige additiver, og ved efterfølgende hærdning af skummet, hvorefter skumstoffet eventuelt varmebehandles, eventuelt sammenpresses og 10 eventuelt forsynes med dæklag, kendetegnet ved, a) at koncentrationen af forkondensatet i blandingen af forkondensat og vand (uden additiver) vælges sådan, -at de ligger over knækstedet på -den-første afledning af 15 den kurve, som man opnåf, 'når mån "varierer vandmængden i blandingen af forkondensat og vand, mens man holder alle andre betingelser konstant, og derpå optegner blandingens viskositet (målt ved drivmidlets kogetemperatur under de betingelser, der hersker i begyndelsen af 20 skumningsprocessen) mod koncentrationen af forkondensatet, hvorved imidlertid koncentrationen af forkondensatet ikke må være højere end den værdi, der i den beskrevne kurve svarer til en viskositet af 5.000' dPas, fortrinsvis 2.000 dPas og især 1.000 dPas. 25 b) at viskositeten af den vandige opløsning eller dispersion under skummeprocessen indtil det tidspunkt, hvor skummet har nået 80% af den maximalt opnåelige stighøjde på den ene side ikke må være mindre end den værdi, der i den under a) beskrevne kurve svarer til den der defi-30 nerede, minimale koncentration, og på den anden side ikke må overskride 6.000 dPas, fortrinsvis 2.500 dPas, og især 1.200 dPas, og c) at viskositeten efter at have nået det under b) define- DK 158045 B 22 rede tidspunkt ved udhærdning af forkondensatet indenfor 8 minutter, fortrinsvis indenfor 6, og især indenfor 4 minutter, overstiger værdien 10.000 dPas, hvorved viskositeterne ih) og c) altid måles på et 5 parallelt løbende, drivmiddelfrit system.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at skumstoffet opvarmes til temperaturer mellem 120 og 300° C i 1 til 180 minutter, hvorved vand, drivmiddel og formaldehyd i vidtgående omfang fjernes, og hvorved 10 der foregår en yderligere udhærdning.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man sammenpresser skumstoffet, eventuelt før eller efter temperaturbehandlingen i henhold til krav 2, en eller flere gange, til 40 til 90 % af dets oprindelige 15 højde, og at man derpå igen lader det udvide sig.

4. Fremgangsmåde ' if ølge krav 1, kendetegnet ved, at man forsyner skumstoffet med 1 eller 2 dæklag.

5. Elastiske skumstoffer på basis af et melaminformalde-hyd-kondensationsprodukt, der er fremstillet ved frem- 20 gangsmåden ifølge krav 1-4, og som mindst indeholder 50 vægt-% melamin- og formaldehyd-enheder i indkondenseret tilstand, og som kan indeholde indtil 50 vægt-% af andre amino-, amid-, hydroxyl- eller carboxylgruppe-holdige duroplastdannere på den ene side og aldehyder 25 i indkondenseret tilstand på den anden side, kendetegnet ved følgende egenskaber: a) råmassefylden i henhold til DIN 53 420 ligger mellem 4 og 80 '[g*l"1] 5 b) varmeledetallet i henhold til DIN 52 612 er mindre end 30 0,06 [w.m-1 . °K"1] ; c) sammentrykningshårdheden i henhold til DIN 53 577 ved 60$ sammentrykning, divideret med råmassefylden, lig- DK 158045 B 23 ger under 0,30 J^N.cm”^/g.l“^]| , hvorved der ved bestemmelsen af sammentrykningshårdheden ved 60% sammentrykning må forekomme en retablering af skumstoffet på mindst 70% af dets oprindelige dimensioner; 5 d) elasticitetsmodulet i henhold til DIN 53 423, divi deret med råmassefylden, ligger under 0,25 Γν.mm""2/ g.r1] ; e) bøjningsvejen ved brud i henhold til DIN 53 423 er større end 6 £mmj ; 10 f) t'rækstyrken i henhold til DIN 53 571 andrager fortrins vis 0,07 £N.mm"2J ; g) de er i henhold til DIN 4102 mindst normalt antændelige.