NO128615B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av fenolharpiksskum.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av oppskummede fenolharpikser, hvilken fremgangsmåte oppviser store fordeler overfor de kjente fremgangsmåter og muliggjør fremstilling av produkter med bedre egenskaper enn de kjente skum-fenolharpikser.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av fenol-harpiksskum idet man går ut fra en fenolharpiks som er dannet ved kondensasjon av fenol og formaldehyd i alkalisk medium, eventuelt i nærvær av et sampolymerisérbart stoff, eksempelvis karbamid eller mélamirijog i fenolharpiksen innblander et overflateaktivt stoff og et drivmiddel, hvoretter blandingen oppskummes ved aktivering av driv-Kfr. kl. 39b<5->37/20 midlet, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat fenolharpiksen foreligger i form av en vannoppløsning, at det overflateaktive stoffet er en silikonolje av typen silikonglykolsampolymerer som er oppløselig i vann og stabil i oppløsning, og at drivmidlet velges blant de alifatiske hydrokarboner eller deres halogenderivater hver for seg eller i blanding som ikke er oppløselig i vann, og som er flytende ved normal temperatur.

De silikonoljer som anvendes kan være kopolymere silikon-glykoler, som er vannoppløselige og stabile i oppløsning.

Man har funnet at anvendelse av disse silikonoljer gjør det mulig å oppnå en jevn oppskumming og følgelig skumprodukter med prak-tisk talt jevnstore hulrom, og med jevn fordeling i skum-massen.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen anvendes et drivmiddel som ikke er oppløselig i vann og som er flytende sved vanlig temperatur, men som har lavt kokepunkt, idet man frembringer en fordampning i blandingen ved å forhøye blandingens temperatur, hvilket får harpiksen til å herde.

Drivmidlet velges fortrinnsvis blant alifatiske hydrokarboner eller deres halogenderivater, spesielt "Freon 11" eller CCl^F, "Freon 113" eller CC^F-CCIF^, petroleter, pentan, idet disse drivmidler anvendes for seg eller 'i blanding.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen oppnåes herdning av harpiksen og fordampning av drivmidlet ved hjelp av et herdemiddel som består av en mineralsyre eller en organisk syre, spesielt HC1, H^PO^, H^SOjj, toluensulfonsyre, metanitrobenzen-sulfonsyre. Denne herder skal frembringe en eksotermisk polymerisasjon i harpiksen, idet den avgitte varme er tilstrekkelig til å fordampe drivmidlet.

Man kan likeledes anvende en polymerisasjonskatalysator og en mineraltilsetning.

Polymeriserings-katalysatoren kan ha aminogrupper, og være av typen urea, ammoniumklorid, trietylendiamin.

Mineraltilsetningen kan i pulverform velges blant stoffene silisiumdioksyd, talk, glimmer, kieselgur, asbest, sagflis, mikrokuler av glass, knuste glassfibre, kjønrøk, osv.

Man kan f.eks. anvende nedenstående harpikser til fremstilling av skumstoffer i henhold til oppfinnelsen.

Disse harpikser fremstilles ved under basisk katalyse å kon-densere fenolen med formaldehydet i vandig oppløsning eller i trimer- form, eventuelt kopolymerisert med urea, melamin eller andre kopoly-meriserbare stoffer.

De nøytraliserte vandige harpikser konsentreres til 75 % » hvis de ikke har denne konsentrasjon fra før.

Harpikser fremstilt ved kondensasjon med syrekatalysator mellom fenol og formaldehyd har herdehastigheter som er meget små, hvilket passer dårlig til fremgangsmåten.

Oppskumningen av harpiksene kan utføres i nærvær av ovenfor nevnte bestanddeler i følgende mengdeforhold: Vannoppløselig silikonoljer 0.5 - 5 %, fortrinnsvis 2 %. Katalysator: varierende, fortrinnsvis ca. 0.5 Mineralsk fyllstoff: 5-30 %, fortrinnsvis 10 - 20. %. Drivmiddel: avhengig av den ønskede egenvekt for pro duktet, vanligvis mellom 5 og 40 Herdemiddel: Vanligvis mellom 5 og 25 %.

Saltsyren anvendes ren, dvs. i 35 % oppløsning med egenvekt 1.19. Svovelsyren foreligger fortrinnsvis i vandig oppløsning med 50 % styrke. De organiske syrer er oppløst i vann inntil metning av oppløsningen.

Nedenfor anføres eksempler på utførelse av oppfinnelsens fremgangsmåte. Oppskriften er henført til 100 kg harpiks.

Eksempel 1

Eksempel 2 Eksempel 3 Eksempel 4 Eksempel 5

Eksempel 6

Eksempel 6 (forts.) Eksempel 7

De enkelte bestanddeler i ovennevnte sammensetninger blandes i anført rekkefølge. Syren tilsettes for seg eller sammen med til-setningsstoffet .

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan utføres kontinuerlig eller diskontinuerlig.

Hvis fremgangsmåten utføres diskontinuerlig, kan man gå frem

som følger:

En hurtig blander med en motor på ca. 10 hestekrefter og med en rører på ca. 135 mm diameter er meget velegnet. Fenolharpiksen innføres i en beholder av plast. Man tilsetter silikonolje, tilset-ningsstoff, katalysator og<H>Freon" Et overskudd av sistnevnte er nød-vendig for å kompensere meget omhyggelig for fordampningstapet ved røringen.

Syren settes deretter til blandingen. Emulsjonens blanding faller temmelig kraftig, hvilket letter homogeniseringen. Disperger-ingen av syren må være meget jevn for å unngå en heterogen sammensetning.

Man får en hvitaktig svakt skummende fløtelignende blanding. Ved slutten av røringen helles væsken hurtig over i en på forhånd ferdiglaget støpeform. Væsken fyller ut bunnen av støpeformen hvor den umiddelbart begynner å ekspandere. Ekspansjonen varer i en eller to minutter. Skummet oppfyller etterhvert det åpne støperom og inntar en buet overflate på grunn av midt-trykket i skummet som er større i forhold til bremsevirkningen langs støpeformens vegger. Det danner seg en fin overflatehud etter ferdig ekspansjon ved begynnende herding. Etter 10 til 15 minutter er skummet tilstrekkelig stivt til å tas ut av støpeformen og oppskjæres mekanisk.

Støpeformens vegger er gjort antiklebende ved å påføre et be- legg av voks, lakk eller polyetylenfolie, og er på nytt klar for på-fylling.

På ovenfor beskrevne måte. får man blokker på 100 liter skum-volum.

Ved kontinuerlig prosess, kan man gå frem som nedenfor be-skrevet: To beholdere, hvorav den ene inneholder harpiksblandingen, silikonoljen og drivmidlet, og den annen inneholder syren, forbindes med et blandekammer. En luftturbindrevet rører sørger for omrøring av bestanddelene i kammeret.

Innføring av bestemte mengder av bestanddelene besørges av doseringspumper. Etter blandingen helles den fremstilte tyktflytende væske i en støpeform til fremstilling av blokker, eller på en bevege-lig bane for på denne måte å fremstille en kontinuerlig skumbane.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig, med de harpikser hvis sammensetning er nevnt ovenfor, å komme frem til celleformede stive materialer med en ferdig egenvekt på ca. 25 kg/m "5.

I ovennevnte eksempler, er det mulig å variere produktets egenvekt ved å tilsette mer eller mindre "Freon'1 for eksempel:

Den oppskummede polymer får ikke sine endelige egenskaper før etter en tørking eller modning i 24 timer ved 100°C. Den tørkede skum-masse oppviser en fin cellestruktur som er helt jevn gjennom skum-massen. Innholdet av lukkede celler er større enn ved vanlige skum-typer, idet det er minst 75 %•

Nedenfor anføres spesielt verdifulle egenskaper for produkter fremstilt i henhold til oppfinnelsen.

Holdbarhet ved temperaturøkning.

Motstandsevnen mot forhøyet temperatur er større enn for alle andre kjente celleformede plastmaterialer. Denne egenskap forbedres ytterligere hvis harpiksen modifiseres ved tilsetning av urea eller melamin.

Ved et fenolformaldehydskum får man en temperaturbestandighet opptil 150°C, hvilket karakteriseres ved at det ikke oppstår forand-ringer i farge, dimensjon eller vesentlige vekt-tap. Med en skumhar-piks av fenolformaldehydurea er produktet temperaturbeståndig opptil 200°C.

Ildfasthet

Produktet fremstilt i henhold til oppfinnelsen er tungt an-tennelig. Ildfastheten økes ytterligere ved tilsetning av ild-demp-ende midler som f.eks. antimonoksyd i nærvær av1 en klorert forbind-else, eller klorerte parafiner.

Korrosj onsmotstand

Innholdet av fri syre etter tørkingen eller varmebehandlingen er meget liten (70 mg HCl/dm^ skum). Dette gjør at skum-massen ikke angriper de materialer den festes til eller føres i kontakt med.

Beleggingsevne

Produktene kleber til papir, bestrøket kraftpapir, tremateri-aler, gips, laminert polyester.

Man kan belegge plastiske materialer, f.eks. (ved liming) for å forbedre egenskaper som vanntetthet eller stivhet.

Mekaniske egenskaper

Den mekaniske styrke for det stive materialet er ganske be-tydelig selv ved lav egenvekt. Nedenstående verdier gjelder fenol-formaldehydharpiks fremstilt som i førstnevnte eksempel. a) Kompressjonsmotstand (målt ved 10% sammentrykning i prøveapparatet):

1.3 kg/cm 2 for en egenvekt på 30 kg/irr^

1.6 kg/cm 2 for en egenvekt på 41 kg/nr<3>

2.5 kg/cm 2 for en egenvekt på 68kg/m<3>

b) Bøyningsmotstand:

En belastning på 3 kg er nødvendig for å bryte en skumstav med egenvekt 52 kg/m^, avstand mellom opplagringspunkter 100 ml. Isolasj onsegenskaper: Produkter fremstilt ifølge oppfinnelsen er gode lydisolatorer og varmeisolatorer.

Varmeledningskoeffisient X i kcal/m.time.°C målt ved 24°C.

I tillegg til de fordelaktige egenskaper som er angitt ovenfor, har fremgangsmåten også følgende fordeler: fremstillingen er rask og kan utføres ved romtemperatur, idet det ikke er nødvendig med opp-varmede rom for oppskummingen og heller ikke for-varmede støpeformer. Fremgangsmåten kan utføres ved direkte å anvende harpiksene fra kondenseringen, og idet harpiksene anvendes i vandig oppløsning er molekylene sterkere kondensert enn når det arbeides i alkoholisk miljø.

Man kan fremstille skumharpikser med ønsket egenvekt ved

enkel regulering av drivmiddel-tilsetningen. Silikonoljen og even-

tuelt mineraltilsetningen bidrar til å gi meget fine og jevne celler.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av fenol-harpiksskum, idet man

går ut fra en fenolharpiks som er dannet ved kondensasjon av fenol og formaldehyd i alkalisk medium, eventuelt i nærvær av et sampolymeri-serbart stoff, eksempelvis karbamid_eller melamin, og i fenolharpiksen innblander et overflateaktivt stoff og et drivmiddel hvoretter blandingen oppskummes ved aktivering av drivmidlet, karakterisert ved at fenolharpiksen foreligger i form av en vannoppløs-ning, at det overf late akt i ve stoff er en silikonolje av typen si]ikon-glykol sampolymer som er oppløselig i vann og stabil i oppløsning, og at drivmidlet velges blant de alifatiske hydrokarboner eller deres halogenderivater hver for seg eller i blanding som ikke er oppløselig i vann og som er flytende ved normal temperatur.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert v_e d at man anvender et drivmiddel med lavt kokepunkt, hvorved drivmidlet fordampes i blandingen ved forhøyelse av blandingens temperatur, hvilket får harpiksen til å herde.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at drivmidlet utgjøres av de følgende produkter for seg eller i blanding: triklorfluormetan, triklorfluoretan, petroleter, pentan.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at harpiksens herdning og fordampning av drivmidlet fremkalles ved hjelp av et herdemiddel bestående av en mineralsk eller organisk syre, spesielt saltsyre, fosf.orsyre, svovelsyre, toluensulfonsyre eller metanitrobenzensulfonsyre.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at oppskummingen av harpiksen skjer i nærvær av de nedenstående stoffer i følgende mengdeforhold: vannoppløselig silikonolje: 0.5 - 5 %, fortrinnsvis 2 % polymerisasjonskatalysator av typen urea, ammoniumklorid, trietylendiamin 0.5 % mineralsk fyllstoff av typen silisiumdioksyd, talkum, glimmer, kiselgur, asbest, sagflis, mikrokuler av glass, knuste glassfibre, kjønrøk: 5 - 30%, fortrinnsvis 10-20% drivmiddel 5 - 40 % herdemiddel 5 - 25 SS.