NO780972L - Sammensatt plastprodukt, samt fremgangsmaate for fremstilling av et slikt - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder et nytt, sammensatt produkt omfattende et skumprodukt, fortrinnvis ekspanderte polystyrenkuler, og en lett fenol-formaldehydharpiks. Oppfinnelsen gjelder også fremgangsmåte for fremstilling av det nevnte produkt.

Det er allerede beskrevet en fremgangsmåte for fremstilling av plater eller andre formede gjenstander ved å støpe ekspanderte granuler eller perler av termoplastisk harpiks.

Under støpingen holdes granulene, eventuelt forhåndsoppvarmet,

ved en temperatur som er tilstrekkelig til at de ekspanderer og fester seg til hverandre på en slik måte at de danner et enkelt stykke.

Det er likeledes for mange år siden beskrevet en fremgangsmåte for fremstilling av støpte legemer som erkarakterisertved at partikler av ekspandert eller ekspanderbart polystyren forbindes med hverandre ved hjelp av et passende adhesiv eller bindemiddel. Som adhesiv eller bindemiddel er det for over ti år siden foreslått å anvende varmeherdbare harpikser som for eksempel harpikser av urea, melamin, fenol, formaldehyd eller kresol/resorcinol/formaldehydharpikser.

De produkter som oppnås ved hjelp av disse fremgangs-måter oppviser imidlertid ikke samtidig de mekaniske og iso-lerende egenskaper som er ønskelig for mange anvendelser.

Der er nå funnet et nytt sammensatt produkt som, sammen-lignet med kjente produkter av samme type , oppviser en kombinasjon av gode egenskaper, og dette produkt erkarakterisert vedat det består av et skum i form av elementærpartikler som er sammenbundet med hverandre av en lett fenol-formaldehydharpiks.

Skumpartiklene (eller de lette materialer) som kan anvendes ifølge oppfinnelsen er ekspanderte polystyrenkuler eller skumkuler av fenol-formaldehydharpiks eller ekspanderte glasskuler eller ekspanderte leirekuler eller ekspanderte kuler av steinmaterialereksempelvis av typen "perlitt". Det anvendes for-trinnsvis ekspanderte polystyrenkuler, kuler som har i hovedsak.

sfærisk form og en diameter mellom ca. 0,8 og 10 mm.

Det er mulig å anvende skumpartikler av forskjellige typer (blanding av polystyren og ekspanderte glasskuler) og det er fordelaktig, for kontroll av egenskapene i sluttproduktet, å anvende blandinger av partikler med forskjellige dimensjoner (gjennomsnittsdiametre).

Anvendelse av kuler med forskjellige dimensjoner gjør

det mulig å minske det naturlige tomrom mellom kulene så mye som mulig(før anvendelsen av harpiksen). I betongindustrien er det kjent en metode som kalles "Valette-metoden", hvilken muliggjør valg av hensiktsmessige dimensjoner på granulatet for å redusere mengden av hydraulisk bindemiddel som skal anvendes for å oppnå

en tett betong ved hjelp av granulatet. Ifølge oppfinnelsen anvendes eksempelvis en blanding av 1 volumdel ekspanderte polystyrenkuler med middeldiameter på 6 mm og 0,4 volumdel ekspanderte polystyrenkuler med middeldiameter nær 0,8 mm.

En fenolformaldehydharpiks med densitet på fra 50 til

500 kg/m 3kalles lett fenol-formaldehydharpiks. Den oppnås vanlig-vis ved begrenset ekspansjon av en resol med lav viskositet som inneholder et poredannende middel, som for eksempel freon. Denne resolharpiks inneholder likeledes fordelaktig et overflateaktivt middel som gjør det mulig å oppnå lukkede celler i det lette, ekspanderte harpiksen. Resolén inneholder selvsagt også et surt herdemiddel (katalysator) som sikrer at polykondensasjonsreaksjonen av resolen gir en lett harpiks.

Den lette harpiksen fyller alle tomrom som finnes mellom skumpartiklene.

I produktene ifølge oppfinnelsen er skumpartiklene for-trinnsvis i kontakt med eller nær hverandre. I praksis er volumet av sluttmaterialet 5 til 25 % større enn det tilsynelatende, svellet volum av skumpartiklene.

Dersom det ferdigstøpte produktet således eksempelvis skal ha et volum på 1 liter anvendes godt og vel 1 liter (tilsynelatende, svellet volum) av ekspanderte polystyrenkuler med 6 mm middeldiameter og, for å utfylle tomrommene mellom disse kulene, 0,2 til 0,4 liter ekspanderte polystyrenkuler med middeldiameter 0,8 mm og en mengde fenolformaldehydharpiks som er tilstrekkelig til, etter ekspansjon av denne harpiks, fylle de tomrom som er igjen mellom polystyrenkulene med en lett harpiks med en densitet mellom 50 og 500 g/l.

Det er mulig å oppnå produkter med tilsynelatende regulert densitet innen visse grenser. For å oppnå dette kan man: - uten å forandre mengde og granulometri for kulene, variere densiteten til den lette harpiksen, - holde densiteten for den modifiserte harpiksen konstant, og variere granulometrien for kulene og mengden av de anvendte kulene (ved å modifisere mengden av de små kulene i forhold til

de store).

Produktene ifølge oppfinnelsen har gode egenskaper når

det gjelder motstandsevne mot ild, mekanisk motstandsevne i be-traktning av deres densitet og varmeisolasjon (denne er ofte lavere enn 0,035 kcal/m/h°C). De foreligger i form av blokker hvor det ikke er tomrom som kommuniserer med hverandre, hvilket gjør at disse produktene ikke absorberer vann og tillater støping, på

alle overflatene av produktet, av harpikser, fylt eller ikke, uten at disse harpikser trenger inn i produktene.

Oppfinnelsen gjelder også en fremgangsmåte for fremstilling av de ovenfor beskrevne nye produkter. Denne fremgangsmåte erkarakterisert vedat en gitt mengde emulgert resol inneholdende nødvendige ingredienser (herder, poredanner , overflateaktivt middel) injiseres i et lag av skumpartikler, på forhånd plassert i en form, temperaturen i formen heves så på en slik måte at det oppnås en ekspansjon og polykondensasjon av fenol-formaldehydresol-en slik at formen.akkurat fylles, uten å nå en temperatur som gir en eventuell smeltning av skumpartiklene.

Det bemerkes at skumpartikkelkulene aldri underkastes

trykk under fremstillingen av produktet, unntatt eventuelt når partiklene plasseres i støpeformen, og dette trykk (svakt) brukes da for å redusere volumet av disse partikler.

Skjønt det kan brukes skumpartikler som ikke er belagt, består den forbedrede fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen i å gjennomføre forhåndsbelegning av disse partikler ved hjelp av en harpiksemulsjon og innføre disse forhåndsbelagte partikler i støpeformen før ekspansjonen av harpiksen gjennomføres.

Oppvarmingen av fenol-formaldehydharpiksen for å fjennom-føre ekspansjonen og nettdannelsen av fenol-formaldehydharpiksen kan utføres på enhver kjent måte. Det bemerkes imidlertid at det i tilfelle av at skumpartiklene opprinnelig (belagt eller ikke) fyller støpeformen helt, er mulig og også meget fordelaktig å ut-føre nevnte oppvarming ved hjelp av høyfrekvent strøm.

Det er under utførelsen av oppfinnelsen konstatert at

de oppnådde produkter selv i betydelig tykkelse oppviser meget stor homogenitet. Av dette fremgår det at ikke bare skumpartiklene er perfekt og jevnt fordelt i hele det støpte volum, men at også cellene i den lette fenol-formaldehydharpiks er helt jevne. Det siste fenomen kommer antagelig av at nevnte lette harpiks aldri forekommer i betydelig tykkelse.

Oppfinnelsen muliggjør fremstilling av støpte deler med meget avvekslende former som utgjør produktene ifølge oppfinnelsen. Dersom det spesielt er anbrakt glassmatter eller -vev i det indre av eller på overflaten av formen, impregnerer feno1-formaldehydharpiksen (da anvendt i mengder som er litt større enn.de som er beskrevet ovenfor) disse matter eller, vev, og det oppnås direkte et sammensatt produkt med interessante egenskaper. Det kan likeledes fremstilles stykker som omfatter forsterkningselementer eller tilsetninger av forskjellig natur beliggende inne i eller for-trinnsvis på overflaten av produktene ifølge oppfinnelsen. Det kan også anbringes dekorative elementer på overflaten av produktene ifølge oppfinnelsen.

Det kan likeledes og på meget fordelaktig måte fremstilles lette artikler ved å anbringe stive eller myke,, porøse plater ,

inne i artiklene ifølge oppfinnelsen, hvilke plater også er frem-. stilt ved hjelp av skumpartikler (eksempelvis plater fremstilt ved agglomerering av ekspanderte polystyrenperler). Ved å bruke et lite overskudd av fenol-formaldehydharpiks trenger denne under sin ekspansjon inn i tomrommene i de porøse plater og danner et sammensatt materiale med meget interessante egenskaper.

Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Eksempel 1

En form med indre volum på 1000 1 (med dimensjonene

2,5 x 4 m x 0,1 m) fylles ved hjelp av venturirør med en blanding av 100 1 ekspanderte polystyrenkuler (densitet 12 kg/m 3), med middeldiameter 6 mm, og 400 1 ekspanderte polystyrenkuler (densitet 20 kg/m ) med middeldiameter 0,6 mm. I denne form injiseres ca. 40 kg emulgert fenol-formaldehydharpiks bestående av 30 kg resol, 3 kg herder (syre), 7 kg poredanner (freon) og 30 g overflateaktivt middel. Blandingen oppvarmes ved 45°C i ca. 1 time. Den oppnådde plate tas ut av formen og modnes i varmeskap i ca.

2 timer ved opp til 70°C.

Eksempler 2 til 6

Den teknikk som brukes i disse eksempler, er den nevnte med forhåndsbelegning som består i at de ekspanderte polystyrenkulene (densitet 12 kg/m 3) belegges i en forhåndsoperasjon ved hjelp av en viss mengde fenol-formaldehydharpiks i form av en emulsjon som inneholder et poredannende middel (eksempelvis 20-30 vekt% freon i forhold til harpiksen), et overflateaktivt middel

(brukt eksempelvis i en mengde av 1-3 vekt% beregnet på harpiksen)

og en syrekatalysator (eksempelvis anvendt i en mengde av 2-10vekt% beregnet på harpiksen). Deretter tilføres i en annen operasjon disse belagte kuler til en form, formen lukkes og materialet som befinner seg i formen oppvarmes ved hjelp av høy-frekvent strøm (27 kHz avgitt av metallplatene). Oppvarmings-varigheten er vesentlig kortere enn i den klassiske teknikk, siden denne varighet er av størrelsesorden ett minutt.

Det oppnås således ved å variere mengden av kuler en harpiksplate som oppviser følgende egenskaper:

Eksempel 7

Det fremstilles en sammensatt plate som har en glassmatte på begge sider og et materiale ifølge oppfinnelsen i sentrum. Først plasseres en glassmatte på bunnen av formen (matte med 300 g/m<2>og tykkelse ca. 0,7 mm). Deretter avsettes en normal mengde ifølge oppfinnelsen av polystyren-kuler, forhåndsbelagt med en emulsjon av fenol-formaldehydharpiks, på matten (som beskrevet i eksempel 2), og det tilsettes ytterligere en mengde fenol-formaldehydharpiks-emulsjon på o ca. 1,2 kg harpiks pr. m 2 plate som skal fremstilles. Deretter plasseres en annen glassmatte, identisk med den første,

på overflaten over kulene, formen lukkes og det hele underkastes oppvarming (eksempelvis opp imot 40-50°C) slik at fenol-formaldehydharpiksen oppskummes og nettdannes.

Claims (7)

1. Sammensatt produkt, karakterisert ved at det består av skumpartikler hvis volum utgjør 75 til 95 % av de nevnte partiklers tilsynelatende volum og, blant de nevnte partikler, en lett fenol-formaldehydharpiks med densitet mellom 50 og 500 g/l.

2. Produkt ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte skumpartikler er ekspanderte polystyren-kuler.

3. Produkt ifølge krav log 2, karakterisert ved at det anvendes kuler med minst to forskjellige granulometrier.

4. Produkt omfattende minst ett sjikt av et produkt ifølge krav l, karakterisert ved at det også omfatter forsterkningselementer, eller tilsetninger eller elementer for å gjøre produktet lettere, som er forbundet med produktet ifølge krav 1 ved hjelp av lett fenol-formaldehydharpiks.

5.' Fremgangsmåte for fremstilling av et sammensatt produkt bestående av skumpartikler hvis volum utgjør 75 til 95 volum% av nevnte partiklers tilsynelatende volum,mellom disse partikler en lett fenol-formaldehydharpiks med densitet mellom 50 og 500 g/l, karakterisert ved at en form fylles med nevnte partikler og en passende mengde av nevnte harpiks inneholdende et skumdannende middelb g en sur katalysator, og at det hele oppvarmes til en temperatur som er tilstrekkelig til å frembringe oppskumming og nettdannelse av nevnte harpiks, men under deformasjonstempera-turen for nevnte partikler.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at fenol-formaldehydharpiksen inneholder et emulgerings-middel og anvendes i form av en emulsjon.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at partiklene og harpiksen innføres i formen i form av partikler som er belagt med en emulsjon av harpiksen.

8; Fremgangsmåte ifølge et av kravene 5 til 7, karakterisert ved at oppvarmingen av materialet i formen gjennomføres ved hjelp av høyfrekvent strøm.