NO172290B - Fremgangsmaate for fremstilling av fenoliske skum med lukkede celler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt f reinstill ingen av fenoliske skum med lukkede celler fra fenol-formaldehydharpikser, og nærmere bestemt fremstillingen av fenoliske skum med lukkede celler fra fenol-formaldehydharpikser som har lav viskositet.

I US-patent nr. 4.576.972 beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av fenoliske skum med lukkede celler. I dette patentet er det angitt at ett av kravene for fremstilling av skum med lukkede celler med høy termisk retensjon, er en relativt høy innledende resolviskositet. En høy resolviskositet kan oppnås ved å fjerne det meste av det frie vannet i resolen, før den anvendes for fremstilling av fenoliske skum. Fjernelse av en betydelig andel av det frie vannet i resolen er også fordelaktig for å fremstille et fenolisk skum med finere celler, med en lavere sprøhet og en resulterende høyere kompresjonsstyrke i det ferdige produktet. Resoler med lavere innhold av fritt vann krever betydelig mindre syrekatalysator for å initiere tverrbindingsreaksjoner, og dette resulterer i ferdige skumprodukter som viser redusert følsomhet for absorpsjon av fuktighet.

Fremstillingen av produkter basert på fenolisk skum ved anvendelse av fremgangsmåtene beskrevet i de europeiske patentpublikasjonene nr. 0.066.960 og nr. 0.066.967 og kanadisk patent nr. 1.200.650, krever generelt anvendelsen av resoler med innledende viskositeter på ca. 50 000 cp ved 40°C og ved innhold av fritt vann på ca. 2,556.

US-patent nr. 4.303.758 beskriver fjernelsen av så mye fritt vann fra harpiksen som mulig. I dette patentet angis i kolonne 4, linje 19, "utmerket skum fremstilles når vanninnholdet er 0,1-2 vekt-#, og enda bedre resultater oppnås ved et vanninnhold på 0,2-1,0 vekt-#.".

Resoler med høyere viskositet viser imidlertid visse uønskede egenskaper ved at de er uhyre reaktive og vanskelige å fordele uniformt når de sammensettes og senere bearbeides. Anvendelse av en resol med lavere viskositet vil overvinne disse problemene og et antall patenter har vært rettet mot fremstillingen av resoler med lavere viskositet.

US-patent nr. 4.575.521 vedrører problemet med fremstilling av fenoliske skum som har et minimalt innhold av lukkede celler på 76-80$ og i det vesentlige ingen perforeringer eller mikrohulrom i celleveggene. I dette patentet angis at kontroll av vanninnholdet for harpiksen og katalysatoren er av stor betydning, og at vanninnholdet bør holdes på mindre enn 14 vekt-$é av det samlede systemet. Det angis at et oppløsningsmiddel bør tilsettes til harpiksen for å redusere dens viskositet. Fremgangsmåten krever også anvendelse av en harpiksoppløselig katalysator, og at skummingen av produktet gjennomføres i nærvær av butyrolakton eller en annen lakton.

US-patent nr. 4.530.939 anvender også et oppløsningsmiddel for å regulere viskositeten av en resolharpiks. I dette tilfellet foretrekkes et overflateaktivt middel av silikon-typen.

På bakgrunn av produksjonsvanskelighetene ved blanding og uniform utlegning og fordeling av skum fremstilt av resoler med høy viskositet, er det meget ønskelig å kontrollere viskositeten til 2000 til 12000 cp, og fortrinnsvis til 2200 cp. Når resolviskositeten ble regulert ved å tilsette vann til harpiksen, ved anvendelse av et silikonbasert overflateaktivt middel kjent under betegnelsen "DC 193", og når så mange som mulig av de andre bestanddelene og prosesspara-metrene ble holdt konstante, ble det funnet at skummet bedre kunne blandes og fordeles, men at de termiske verdiene meget raskt ble forskjøvet oppover til høyere verdier på grunn av tapet av esemidlet.

Under forløpet av en undersøkelse av alternative overflateaktive midler ble den overraskende oppdagelsen gjort at når det overflateaktive midlet var et geldannende etylenoksyd-propylenoksyd-overflateaktivt middel, kunne det fremstilles et skum med lukkede celler av gode .egenskaper på tross av anvendelsen av vann for å nedsette viskositeten.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for fremstilling av et fenolisk skum med lukkede celler, som omfatter:

1) en blanding av:

(a) en fenol-formaldehydresolharpiks

(b) et overflateaktivt middel

(c) en katalysator

(d) et esemiddel

under dannelse av en skumblanding,

2) om nødvendig tilsetning av et modifiserende middel for omsetning med formaldehydet; og

3) herding av det resulterende skummet.

Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det som (a) benyttes en fenol-formaldehydresolharpiks med et vanninnhold på 4 til 8 % og en viskositet på 2000 til 12000 cP ved 40°C;

som (b) benyttes et overflateaktivt middel som er en geldannende etylenoksyd-propylenoksyd-blokk-kopolymer med høy molekylvekt, som er i stand til å danne en gel med den skummende blandingen.

Selv om man her ikke ønsker å være begrenset til en spesiell vitenskapelig teori når det gjelder virkningen av de geldannende etylenoksyd-propylenoksydblokk-kopolymerover-flateaktive midlene med høy molekylvekt, antas det at denne typen av overflateaktivt middel gelerer i nærvær av det frie vannet som er tilstede i resolen (ca. 7,5$) og annet vann som dannes under herde- og tverrbindingsreaksjonene. Geleringen vil forårsake at viskositeten for det skummende materialet stiger dramatisk etter blanding, derved reduseres eller forhindres utlekking av polymer fra cellevinduene. Dette vil da tilveiebringe relativt tykke cellevinduer som er bedre i stand til å opprettholde integriteten under og etter herdeprosessen. Derfor tilveiebringer fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse lav viskositet når dette er ønskelig for blanding, strømning og fordeling av skummet, men høy viskositet når dette er ønskelig for å opprettholde integriteten av cellevinduene.

Fig. 1 er en grafisk fremstilling av relasjonen mellom

viskositet og prosent fritt vann.

Fig. 2 er et "Pluronic"-spekter.

Fig. 3 er et "Tetronic"-spekter.

De grunnleggende trinnene ved fremstilling av skum ifølge den foretrukne utførelsen av foreliggende oppfinnelse er som følger: (a) Fremstilling av en resolharpiks med lav viskositet; (b) Tilsats av et geldannende overflateaktivt middel; (c) Tilsats av en katalysator og esemiddel; og (d) Herding av skummet.

Skummene fremstilles fra resoler som er fremstilt ved anvendelse av konvensjonelle utgangsmolforhold for fenol og formaldehyd, i foreliggende tilfelle i området fra 1:1 til 1:4,5, fortrinnsvis 1:1,5 til 1:2,5. Materialene med høye molforhold er basis for harpikser som er i det vesentlige frie for fenol og som kan behandles med en formaldehyd ko-reaktant eller rensemiddel, for å redusere det høye innledende innholdet av fritt formaldehyd.

De grunnleggende trinnene for fremstilling av skum fra resolharpiks er som følger: (a) fremstilling av resolharpiksen; (b) tilsats av et hvilket som helst modifiserende middel; (c) nøytralisering av harpiksen; (d) avspaltning av vann, f.eks. ved vakuumavspaltning; (e) tilsats av det overflateaktive midlet; (f) tilsats av et esemiddel; (g) tilsats av en syrekatalysator og blandingen får danne

skum;

(h) herding av skummet.

Som angitt tidligere tilsettes en liten mengde urea, så som 2-6 vekt-$ av resolen. Mengden avhenger av det frie formaldehydet. Ureaen bør foreligge i en tilstrekkelig mengde til å reagere med dette. Det er funnet fordelaktig å erstatte en del av ureaen med dicyandiamid som et anti-avskallingsmiddel i en mengde på 2-5 vekt-$ av resolen. Det er antatt at dicyandiamidet forårsaker kontrollerte brudd av celleveggene ved høy temperatur som forhindrer avskalling.

Harpiksen konsentreres for å redusere det frie vanninnholdet i harpiksen. En typisk harpiks av høy viskositet som anvendes for fremstilling av fenolisk skum har en viskositet av størrelsesorden 20 000 til 25 000 cp og et fritt vanninnhold på 2,5$ ved 40°C. Under fremstillingen av fenoliske skum fra harpikser av lav viskositet ifølge foreliggende oppfinnelse, vil den anvendte harpiksen imidlertid fortrinnsvis ha en viskositet av størrelsesorden 2800 cp og et fritt vanninnhold på 7,5$ ved 40°C.

Fig. 1 viser relasjonen mellom viskositet og prosent fritt vann for et typisk resolsystem. Som det fremgår av fig. 1 kan en høy resolviskositet oppnås ved å fjerne det mest av det frie vann i resolen før den anvendes for fremstilling av fenolisk skum. Fjernelse av en betydelig andel av det frie vannet i resolen er også fordelaktig for å fremstille et fenolisk skum med finere celler, med en lavere sprøhet og en resulterende høyere kompresjonstyrke i det ferdige produktet. Resolene med lavere innhold av fritt vann krever betydelig mindre syrekatalysator for å initiere de tverrbindende reaksjonene, og dette resulterer i ferdige skumprodukter som viser redusert følsomhet overfor absorpsjon av fuktighet. Imidlertid er resoler med høy viskositet vanskelige å håndtere og bearbeide når de benyttes ved fremstillingen av fenoliske skum, som angitt ovenfor.

De følgende eksemplene illustrerer forskjellene ved skum fremstilt fra resolharpikser av forskjellige viskositeter. Eksemplene beskriver også fremgangsmåten og prosessen ved utførelsen av oppfinnelsen, og angir de mest foretrukne utførelsene.

Eksempel 1

Fremstilling av en resolharpiks med høy viskositet

En fenol-formaldehydresolharpiks ble fremstilt ved å fylle en reaktor med 5276 liter 44$ formaldehyd og 4458 liter 99$ fenol. Røreren ble startet og katalysatoren, 94,3 kg 50$ NaOH, ble tilsatt. Ved dette punktet var temperaturen ca. 40°C. Denne ble hevet til 50-55°C hvor den ble holdt i 20 minutter. Temperaturen ble så hevet til 60-65°C og holdt der i 20 minutter, deretter hevet til 70-75°C hvor den ble holdt i ytterligere 20 minutter. Denne gangen ble temperaturen hevet til 85 ± 1°C hvor den ble holdt inntil Ostwald-viskositeten nådde 46 cSt ved 25°C. Blandingen ble avkjølt til 30°C og nøytralisert med 50$ "Ultra TX Acid" til en pH på 4,5. Den endelige harpiksen ble tømt fra reaktoren og holdt ved 10°C inntil konsentrasjon. For konsentrering av harpiksen fikk den oppvarmes til romtemperatur og ble deretter ført gjennom en tynnfilm-fordamper for å redusere det frie vanninnholdet til 2,5$ eller høyere, som påkrevet. De typiske egenskapene for denne harpiksen er som følger:

Eksempel 2 (sammenlignende)

Fremstilling av et fenol- formaldehydskum ved anvendelse av en harpiks med høy viskositet

Fenoliske skum ble fremstilt ved å blande sammen en resolharpiks, overflateaktivt middel, esemiddel og katalysator ved anvendelse av en kontinuerlig blander av rotor/stator-typen med høy skjærbelastning og kort oppholdstid. Resolen var en 1:1,72 P/F-harpiks med høy viskositet, som den som er angitt i eksempel 1.

Esemidlet var en 1,2-diklor-l,1,2,2-tetrafluoretan i form av "Freon 114".

Det overflateaktive midlet var et silikonbasert overflateaktivt middel tilgjengelig under betegnelsen "DC-193".

Skumdannelseskatalysatoren var en 2:l-blanding av dietylenglykol og "Ultra TX Acid", som er en blanding av toluen- og xylensulfonsyrer.

Det overflateaktive midlet var på forhånd tilsatt til harpiksen ved å tilføre den i en innkoblet blander idet harpiksen forlot tynnfilmfordamperen. Denne blandingen ble oppvarmet til 40° C og tilførselsrøret ble oppvarmet til den samme temperaturen. Esemidlet var mettet med luft ved 965 ,3 kPa før anvendelse.

Resolen og det overflateaktive midlet, esemidlet og katalysatoren ble kontinuerlig utmålt til blanderen i følgende forhold ved hjelp av egnede strømningsutmålingsinnretninger. Trykket inne i blanderen ble holdt ved 517,1-655,0 kPa for å unngå for tidlig skumdannelse. Den skumbare blandingen forlot deretter blanderen, ble ført gjennom en rørlengde og ble ekstrudert gjennom en dyse. Like oppstrøm for denne dysen var det plassert en blæreventil for å kontrollere tilbaketrykket i blanderen og avleveringsrøret og hastigheten for ekspansjon av blandingen ettersom denne forlot dysen.

Denne dysen ble traversert frem og tilbake loddrett på maskineringsretningen på en slik måte at det ble nedlagt en kontinuerlig suspensjon av skum på en bevegelig overflate. Dette resulterte i i det vesentlige parallelle linjer av skum som knyttet seg sammen ettersom skumdannelsen fant sted slik at det ble dannet et kontinuerlig lag.

Dette laget ble deretter trukket med en fastsatt hastighet gjennom en modifisert Kornylak-varmluftstunnel holdt ved ca. 60°C. Når det kom ut av denne ovnen, var det tilstrekkelig herdet til å bli skåret i hensiktsmessige stykker og oppstablet i en ovn for fullstendig herding. Platene ble holdt i dette sluttrinnet i 18 timer ved 60°C og 2 timer ved 90°C.

Prøver tatt fra platene hadde følgende egenskaper.

Eksempel 3 (sammenlignende)

Fenoliske skum ble fremstilt ved å blande en P/F harpiks, overflateaktivt middel, esemiddel og katalysator ved anvendelse av en blander med høy skjærstyrke og kort oppholdstid.

P/F harpiksen var en 1:1,72 natriumkatalysert harpiks, som den som er angitt i eksempel 1.

Det overflateaktive midlet var "DC-193" silikonoverflate-aktivt middel.

Esemidlet var "Freon 114" som på forhånd var mettet med luft ved 965,3 kPa.

Katalysatoren var en blanding bestående av 35$ resorcinol, 21$ "Ultra TX Acid" og 44$ dietylenglykol.

Harpiksen (96,2 deler) og det overflateaktive midlet (3,8 deler) var på forhånd blandet ved hjelp av en innkoblet blander. Disse ble tilført til blanderen i følgende forhold: Innledende herding hie bevirket i en Kornylak-varmluftstunnel ved 60°C før endelig herding i en ovn ved 60°C i 18 timer og 90°C i 2 timer.

Skum fremstilt på denne måten hadde følgende egenskaper:

Eksempel 4

I dette forsøket som var utformet for å forbedre fordelingen og anbringelsesegenskapene for disse skummede resolene, ble resolviskositeten redusert ved å etterlate opptil 7,5$ fritt vann i harpiksen. Dette ga en lav innledende resolviskositet for den skummede resolen, slik at akseptabel fordeling og nedleggingsegenskaper lett kunne oppnås.

En fenolisk resol ble fremstilt som i eksempel 1. Under konsentrasjonsstrinnet ble mindre vann fjernet, hvilket ga en harpiks med tilsvarende molekylvekter, men et vanninnhold på 7,5$ og viskositet på 2800 cp ved 40°C.

Et overflateaktivt middel, "DC-193", ble tilsatt, dette ga en blanding som inneholdt 3,8 vekt-$ overflateaktivt middel.

Esemidlet var "Freon 114", mettet med luft ved 965,3 kPa.

Katalysatoren var en blanding av 15$ resorcinol, 57$ dietylenglykol og 28$ "Ultra TX Acid". Disse ble tilført til blanderen i følgende andeler:

Den skumbare blandingen ble ført fra blanderen til en stasjonær fordelingsinnretning med flere åpninger som anbrakte et antall parallelle skumbånd som ved ekspansjon knyttet seg til hverandre slik at det ble dannet et kontinuerlig lag. Dette laget gikk deretter inn i en modifisert Kornylak-tunnel ved 60° C for innledende herding. Ved utløpet ble det skåret til stykker og plassert i en ovn i 18 timer ved 60°C og 2 timer ved 90°C.

Prøvene av det herdede skummet viste følgende egenskaper:

Det resulterende produktet av denne resolen med lavere viskositet beholdt mange av de fysikalske egenskapene forbundet med produktet som oppnås ved resoler med høyere viskositet (se eks. 2 og 3). Uheldigvis ble den innlednings-vis akseptable termiske egenskapen for produktet i eksempel 4 på mindre enn 1,45K raskt redusert i løpet av få dager til ca. 2,5K, hvilket indikerer et raskt tap av "Freon"-esemidlet. Denne uventede reduksjonen av de termiske egenskapene var skuffende og indikerte at cellemorfologien for den skummende resolen var betydelig endret på grunn av den lavere viskositeten.

I et forsøk på å overvinne dette problemet ble ytterligere forsøk utført ved anvendelse av en resol med 7,5$ fritt vann, men det overflateaktive midlet ble endret fra "DC-193" (en polyalkylsiloksan-polyoksyalkylenkopolymer) til "PLURONIC F-127" (ikke-ionisk overflateaktivt middel). Anvendelsen av dette sistnevnte overflateaktive midlet ved fremstilling av skum med lukkede celler er beskrevet i US-patent nr. 4.576.972, som beskriver anvendelsen av det overflateaktive midlet ved fremstilling av skum fra resoler med relativt høy viskositet.

Eksempel 5

En fenolisk resol ble fremstilt ved fremgangsmåten i eksempel 1, bortsett fra at mindre vann ble fjernet under konsentra-sjonstrinnet. Harpiksen kokes normalt, avkjøles og nøytrali-seres som i eksempel 1. Nøytralisasjon med "Ultra-TX" (en blanding av toluen og xylensulfonsyrer) gir de oppløselige natriumsaltene som ikke trenger filtrering.

Harpiksen splittes deretter i vakuum for å fjerne vann til et på forhånd bestemt vannivå, dvs. 7,5$, ifølge Karl Fischer-titrering. Dette fastsetter viskositeten for denne spesielle harpiksen. Harpiksen hadde et vanninnhold på 7,5$ og viskositet på 2800 cp ved 40°C. Alle andre egenskaper var uendrede.

Et overflateaktivt middel, "Pluronic F-127" (en etylenoksyd-propylenoksydblokk-kopolymer) ble smeltet og tilsatt til harpiksen, dette ga en blanding som inneholdt 3,5 vekt-$ overflateaktivt middel. De andre strømmene som ble tilsatt til blanderen var esemiddel ("Freon 114" mettet med luft ved 965,3 kPa) og katalysator. Katalysatoren var en blanding av 15$ resorcinol, 57$ dietylenglykol og 28$ "Ultra TX Åcid". Disse ble innført i blanderen i følgende andeler:

Blandingen ble lagt på en bevegelig overflate ved hjelp av en fordelingsinnretning med flere åpninger og trukket gjennom en varmluftstunnel ved 60°C. Ved utgangen av denne tunellen ble de skåret til plater og herdet i ytterligere 18 timer ved 60°C og 2 timer ved 90°C.

Prøver fra dette forsøket viste følgende egenskaper:

Eksempel 6

Fenoliske skum ble fremstilt ved å blande sammen en harpiks/- overflateaktivt middel-blanding, katalysator og esemiddel.

Harpiksen var en fenolisk resol, som beskrevet i eksempel 1, bortsett fra at vanninnholdet var 7,5$ og viskositeten var 2800 cp.

Det overflateaktive midlet var 3,6 pph "parts per hundred harpiks "Pluronic F-127" (en etylenoksyd-propylenoksydblokk-kopolymer). Dette faste materialet ble smeltet før porsjons-vis blanding med harpiksen.

Esemidlet var "Freon 114" mettet med luft ved 965,3 kPa.

Katalysatoren var "Ultra TX Acid" fortynnet til 33$ med dietylenglykol. Disse komponentene ble tilført til blanderen i følgende andeler:

Det skummende preparatet som forlot blanderen ble,anbrakt på en bevegelig overflate ved hjelp av en fordelingsinnretning med flere åpninger. Herdede skumprøver tatt fra dette forsøket ga følgende egenskaper:

Eksempel 7

Fremstilling av et skum med lukkede celler av en harpiks med lav viskositet modifisert med urea

Fenoliske skumplater ble fremstilt på følgende måte.

En resolharpiks, som den beskrevet i det foregående eksemplet, ble pumpet inn i en reaktor på 378,5 liter og oppvarmet til 40°C. Til denne ble det tilsatt 3,6 pph, harpiks av "Pluronic F-127" overflateaktivt middel som på forhånd var smeltet og 4,1 pph harpiks av ureaperler. Denne blandingen ble blandet under vakuum inntil all ureaen var oppløst. En katalysatorblanding ble fremstilt ved å blande 49 deler "Ultra TX Acid", 20 deler dietylenglykol og 31 deler resorcinol. Esemidlet, "Freon 114" ble mettet med luft ved 965,3 kPa.

Disse tre komponentene ble tilført til blanderen i følgende andeler:

Det skummende preparatet ble ført fra blanderen gjennom en traverserende dyse og ble anbrakt på en bevegelig overflate som brakte skummet gjennom en modifisert Kornylak-varmluftstunnel ved 60°C. Dette skummet var herdet når det forlot denne tunnelen. Plater ble skåret og plassert i en ovn i 18 timer ved 60°C og 2 timer ved 90°C for å herde fullstendig. Prøver av platene viste følgende egenskaper:

Undersøkelse av de termiske egenskapene for dette urea-modifiserte skummet viste overlegne eldingsegenskaper, som vist i tabell 6 av eksempel 7. Det er derfor ønskelig å anvende urea og/eller dicyandiamid som et modifiseringsmiddel i en mengde som er tilstrekkelig til å reagere med det frie formaldehydet.

Eksempel 8

Fenoliske skum ble fremstilt ved å blande en resolharpiks, esemiddel, overflateaktivt middel og katalysator i følgende andeler:

Harpiksen var en f enolformaldehydresol som den som er beskrevet i eksempel 1. Den ble konsentrert slik at det ble oppnådd en harpiks med tilsvarende molekylvekter, men et vannivå på ca. 7, 5% og Brookfield-viskositet på ca. 2800 cp ved 40°C. Det overflateaktive midlet, "Pluronic F-127", ble smeltet og tilsatt til harpiksen før skummdannelsen. Esemidlet var 1,2-diklor-l,1,2,2-tetrafluoretan ("Freon 114") mettet med luft ved 965,3 kPa.

Katalysatoren var en hydratisert form av "Ultra TX Åcid" oppløst i vann og dietylenglykol (29,2$ "Ultra TX", 12,5$ vann, 58,3$ dietylenglykol).

Komponentene ble kontinuerlig tilført til en blander, og det resulterende skummaterialet ble anbrakt på en bevegelig overflate ved hjelp av en fordelingsinnretning med flere åpninger. Innledende herding fant sted idet laget av skum ble trukket gjennom en varmluftstunnel ved 60"C. De stive platene ble deretter plassert i en ovn i 18 timer ved 60°C og 2 timer ved 90°C for å fullføre herdingen.

Skumegenskapene var som følger:

Det ble funnet at skummet fremstilt fra resolen med relativt lav viskositet ved fremgangsmåten beskrevet i eksemplene 5, 6, 7 og 8 viste eksepsjonelt gode termiske egenskaper, hvilket fremgår ved elding av 2,54 cm tykke kjerneprøver av skummet ved 100°C i 28 dager (se tabell 4, eksempel 5).

Eksempel 9

For å definere området av egnede overflateaktive midler ble mange overflateaktive midler tilsatt til håndblandede skumprøver. Alle overflateaktive midler ble tilsatt til harpiksen ved et nivå på 3,5$ av blandingen av harpiks/overflateaktivt middel. Urea ble også tilsatt slik at det ble oppnådd en endelig blanding som inneholdt 92,8 deler konsentrert harpiks (7,1$ H2O), 3,4 deler overflateaktivt middel og 3,8 deler urea. Esemidlet som ble benyttet var "Freon 113" (1,1,2-triklor-l,2,2-trifluoretan) ved et nivå på 14 deler pph R/S/U (tilsatt til konstant vekt). Katalysatoren som ble benyttet var en 50/50 blanding av "Ultra TX Acid" og dietylenglykol ved et nivå på 8 pph R/S/U.

Blandingen av komponentene ble utført for hånd så raskt og omhyggelig som mulig. Den skummende blandingen ble overført ca. ett minutt etter katalysatortilsats til en form på 20,3 cm x 20,3 cm x 5,1 cm som på forhånd "var oppvarmet til 60°C. Lokket ble deretter låst på plass og et termoelement ble innført i midten av formen gjennom et hull i lokket. Denne formen ble deretter overført til en konveksjonsovn ved 60° C for skumdannelse og herding. Den eksoterme reaksjonen ble overvåket inntil topptemperaturen hadde passert. Etter ca. en halv time ble skummet fjernet fra formen. Det fikk stå i ovnen ved 60° C i ytterligere 16-20 timer for å fullføre herdingen.

De herdede prøvene ble beskåret til 20,3 cm x 20,3 cm x 2,5 cm ved å fjerne overflaten fra topp og bunn. Disse kjerne-prøvene ble deretter undersøkt med henblikk på tetthet, varmeledningsevne i innledende og eldet tilstand og brenn-ingsegenskaper.

Disse resultatene er samlet og gjengitt i tabellene 8 og 9.

De overflateaktive midlene skulle dekke et meget vidt område. Videre ble mange undersøkt i grupper som er kjent for å være nyttige for klarere å definere området.

"Pluronic "-gruppen til veiet» r akte , som ventet, mange materi-aler som med hell ble anvendt som skumstabilisatorer. Alle disse er av høy molekylvekt med en høy andel av polyoksyetylen i molekylstrukturen. Fig. 2 viser "Pluronic"-spek-teret, med det anvendelige område til høyre for den prikkede linjen. Alle disse kan med hell benyttes for å stabilisere et fenolisk skum med lukkede celler uten behov for noen ytterligere endringer i sammensetningen.

Det bør også bemerkes at alle disse overflateaktive midlene er geldannere.

"Tetronics"-gruppen er også etylenoksydpropylenoksydblokk-kopolymerer, men er tetrafunksjonelle molekyler basert på etylendiamin. Som ventet virket materialene med høy molekylvekt med en høy andel av etylenoksyd meget godt. Imidlertid ga "Tetronic 1101" overraskende også et relativt godt skum. Dette molekylet har en relativt høy molekylvekt, men bare 20$ polyoksyetylen, hvilket gir en HLB-verdi på 2 (se fig. 3-"Tetronic"-spekter). Den egenskapen som dette overflateaktive midlet har til felles med de andre er dets evne til å danne en gel. Den ene "Tetronic" som ikke var vellykket (702) danner ikke en gel ved noen konsentrasjon. Dette området hvor ingen gel dannes er definert ved den stiplede linjen.

En annen gruppe av overflateaktive midler er "Foamstab" som i det vesentlige er modifisert "Pluronics". Disse var undersøkt mikroskopisk før anvendelse i et skum. Dette indikerte at "200" ikke kunne understøtte det ekspanderende skummet. Dette resultatet ble bekreftet i skummet. "210" understøttet skummet, men ga ikke lukkede celler og gode termiske egenskaper .

Forskjellige andre overflateaktive midler ble undersøkt, men ingen av disse ga skum med akseptable termiske egenskaper. Disse fremgår av tabellene 2 og 3.

Det kan være ønskelig å tilsette midler så som hydroksy-cellulose for å fremme geldannelse. Som et resultat av foreliggende undersøkelse synes de beste overflateaktive midlene å være de geldannende polyoksydkopolymerene med høy molekylvekt, så som de utvalgte "Pluronics" og "Tetronics".

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et fenolisk skum med lukkede celler, som omfatter:

1) en "blanding av: (a) en fenol-formaldehydresolharpiks (b) et overf lateaktivt middel (c) en katalysator (d) et esemiddel under dannelse av en skumblanding,

2) om nødvendig tilsetning av et modifiserende middel for omsetning med formaldehydet; og

3) herding av det resulterende skummet, karakterisert ved at det som (a) benyttes en fenol-formaldehydresolharpiks med et vanninnhold på 4 til 8 $ og en viskositet på 2000 til 12000 cP ved 40°C; som (b) benyttes et overflateaktivt middel som er en geldannende etylenoksyd-propylenoksyd-blokk-kopolymer med høy molekylvekt, som er i stand til å danne en gel med den skummende blandingen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man benytter en fenolformaldehydresolharpiks med et vanninnhold på 7,2 til 7,8$ og en viskositet på 2200 til 3400 cP ved 40°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter at det dannes en første blanding av den fenoliske resolharpiksen og det overflateaktive midlet, og deretter blandes den første blandingen med esemidlet og katalysatoren.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den første blandingen videre innbefatter et stoff valgt fra gruppen bestående av urea og dicyandiamid.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det blokk-kopolymer-overflateaktive midlet er et "PLURONIC" overf lateaktivt middel (ikke-ionisk overf lateaktivt middel).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at fenol-formaldehydresolharpiksen er en base-katalysert fenol-formaldehydresol som har et molforhold mellom fenol og formaldehyd på mellom-1:1 og 1:4,6.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at molforholdet mellom fenol og formaldehyd er fra 1:1,5 til 1:2,5.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at resolharpiksen har et vanninnhold på ca. 7,5$ og en viskositet på ca. 2800 cP.