CH449960A

CH449960A - Verfahren zur Herstellung von gefüllten Phenolharzschaumstoffen

Info

Publication number: CH449960A
Application number: CH112665A
Authority: CH
Inventors: Juenger Hans Dr Dipl-Chem; Weissenfels Franz Dr Dipl-Chem
Original assignee: Dynamit Nobel Ag
Priority date: 1964-01-31
Filing date: 1965-01-27
Publication date: 1968-01-15
Also published as: AT279180B; BE659008A; GB1090741A; DE1504151A1; NL6501166A

Description

Verfahren zur Herstellung von gefüllten Phenolharzschaumstoffen
Es ist bekannt, dass durch Zugabe von inerten Stoffen die Eigenschaften von aus Kunstharzen bestehenden Massen massgebend beeinflusst werden. Cha rakteristische Beispiele hierfür sind die unter Verwendung verschiedener Füllstoffe hergestellten duroplastischen Pressmassen. Die hier gebräuchlichen Füllstoffe, wie z B. Holzmehl, Gesteinsmehl, Asbestmehl, kurzfasrige Zellulose usw. erweisen sich aber bei der Verwendung zusammen mit den unten beschriebenen Phe nolharzschäumen sowohl hinsichtlich der Verarbeitung der Mischung (Verdickung) als auch der resultierenden Schaumstoffeigenschaften als wenig brauchbar.

Es wurde nun gefunden, dass sich ein grösservolumiges, regelmässig oder unregelmässig geformtes Material, das in loser Schüttung für die z. B. unten näher beschriebenen schaumfähigen Mischungen zugängliche Hohlräume aufweist oder locker geformte Körper aus einem solchen Material wesentlich besser mit flüssigen oder leicht angeschäumten, aber noch nicht gehärteten Plienolschaumharzrnischungen verarbeiten lassen, wobei technisch wertvolle Eigenschaftsänderungen gegenüber reinen Phenoiharzschaumstoffen erzielt werden. Als Zuschlagstoffe kommen dabei z. B. in Be fracht: Anorganische Leichtstoffe, wie z. B. Vermi cuiite , Blähton, anorganische Stapelfaserny z.

B. aus Asbest oder Glas, Holzspäne und Holzwolle, Abfälle aus Kunststoff-Schaumstoffen oder Schnitzel aus natürlichen oder syIlthletischen Geweben. Je nach Art und Menge des verwendeten Zuschlagstoffes können Verbesserungen der mechanischen Festigkeiten, wie Druck-, Biege-, Zug-, Schlag- und Scherfestigkeit, der Abriebfestigkeit, der Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung von Feuer usw. erzielt werden.

Als schäumbare und zur Herstellung geeigneter Phenolharzschaumstoffe brauchbare Harze dienen z. B. alkalisch kondensierte Resole mit einem pH-Wert > 4, die zur Erzielung eines gleichmässigen, zellartigen Aufbaues einen oberflächenaktiven Stoff, vorzugsweise in einer Menge von 1-5 O/o enthalten. Zur Herstellung von Phenolharzschaum werden diesen Harzen flüssige oder feste Treibmittel und ein meist säurehaltiger Härter zugesetzt. Als Härter wählt man eine auf den jeweils angewendeten Füllstoff abgestimmte Kombina tion aus. Das Aufschiäumen erfolgt durch Übergang des festen oder flüssigen Treibmittels in den gasförmigen Zustand.

Die Härtung wird so gesteuert, dass, sobald das gewünschte Schaumvolumen erreicht ist, die Schaumstoffsltruktur so weit verfestigt ist, dass ein Zusammenfallen unterbleibt. Der gesamte beschriebene Schäumvorgang kann mit den für die Herstellung von Phenolharzschaum gebräuchlichen Harzen im Temperaturbereich von 0-100 C, vorzugsweise jedoch bei 15-60 C, sowohl in offenen als auch in geschlossenen Formen durchgeführt werden.

Beispiel 1
1600 g eines schäumbaren Phenolharzes, wie es z. B. unter der Bezeichnung T 612 S im Handel erhält- lich ist, werden mit 96 ml n-Pentan als Treibmittel innig vermischt. Dieser Mischung werden 160 mol einer 70 0/obigen alkoholischen Schwefelsäure als Härter zugesetzt. Mit diesem Gemisch benetzt man unter Rühren 5350 g Blähton (Teilchendurchmesser 10-20 mm).

Nach Beendigung des Mischprozesses wird das Gemenge in eine oben offene, rechteckige Form (20 X 30 X 35 cm) unter Rütteln eingefüllt. Sodann verschliesst man die Form fest mit einem Deckel. Schäum- und Härtungsvorgang erfolgen während einer 2-stündigen Lagerung der Form bei 40 C.

Nach dieser Zeit hat sich ein der Form entsprechender Körper gebildet, dessen Druckfestigkeit durch den Blähtonzusatz um 220-2500/0 erhöht wird. Bei Beflammung mit einem Bunsenbrenner erweist sich die unter Verwendung von Blähton hergestellte Schaumstoffplatte als erheblich beständiger gegen die Einwirkung der offenen Flamme als eine entsprechende Platte aus reinem Phenolharzschaum.

Beispiel 2
2000 g eines schäumbaren Phenolharzes, wie es z. B. unter der Bezeichnung T 612 S im Handel erhält lich ist, werden zunächst mit 80 g feinst pulverisiertem Calciumcarbonat und 100 ml n-Pentan sowie anschlies send mit 400ml einer 20 200/eigen alkoholischen Salz- säure innig vermischt. Unmittelbar nach Zugabe des Härters schäumt infolge teilweiser Umsetzung der Salzsäure mit dem Calciumcarbonat die Mischung leicht an. 1330 g handelsübliche Holzspäne werden dann durch Rühren mit diesem Schaum benetzt. Das so erhaltene Gemenge gibt man in eine Form, die einen Rauminhalt von 25 1 hat. Sodann verschliesst man die Form fest mit einem Deckel.

Unter Einwirkung von Wärme (2 Sud./40" C) erfolgen unter Verdampfung des n-Pentans die Aufschäumsung und die Aushärtung.

Durch Zugabe der Holzspäne wird ein Stoff erhalten, der gegenüber einem ungefüllten, Phenolharzschaumstoff eine um ca. 80 O/o höhere Biegefestigkeit und eine um ca. 50 O/o höhere Zugfestigkeit, sowie eine um ca.

120 oio höhere Schlagzähigkeit aufweist.

Beispiel 3
Aus Holzwolle (Spanbreite: 3-6 mm, Spanlänge 300-600 mm) wird unter Verwendung eines Kunstharz-Bindemittels ein locker geformter Körper, z. B. eine Platte in der Art einer Holzwolle-Leichtbauplatte, hergestellt. Das Kunstharz-Bindemittel bewirkt eine Verbindung der einzelnen Holzwollefasern an ihren gegenseitigen Berührungspunkten. In eine flache, oben offene Kastenform, deren Grundfläche 50 X 25 cm beträgt, werden 241 g einer schäumfähigen Mischung, bestehend aus 200 g Phenolharz, wie es z. B. unter der Bezeichnung T 612 S im Handel erhältlich ist, 14 ml Monoflnortrichlormethan als Treibmittel und 18 ml einer 20 0/obigen alkoholischen Salzsäure als Härter eingefüllt.

Die Schichthöhe der Mischung in der waagrecht stehenden Form beträgt ca. 2 mm. Unmittelbar nach Eingiessen wird ein Körper der oben beschriebenen Art mit den Abmessungen 48 x 23 X 3 cm in die Mischung eingelegt und durch Auflegen eines Deckels in seiner Lage fixiert. Form mit Inhalt setzt man für 60 Minuten in einen Wärmeschrank bei ca. 350 C; während dieser Zeit dringt der Schaum in die ihm zugänglichen Hohlräume ein und härtet aus. Eine so hergestellte Platte besitzt bei 200 C eine Wärmeleitfähig keit von > 0,04 Kcal/mh C. Eine entsprechende Holzwolle-Leichtbauplatte (Raumgewicht ca. 430 kg/m3) ohne Schaumstoff-Füllung der Hohlräume zeigt im Versucht bei 200 C eine Wärmeleitfähigkeit von A = 0,07 Kcal/mh C.

Beispiel 4
In einem Mischer wurden
2800 kg Blähton grob, Siebfraktion 10-15 mm,
2,8 kg Phenolharzbindemittel (Handelsbezeichnung P 1600) 0,56 1 Härterflüssigkeit, bestehend aus Schwefel säure, p-Toluolsulfosäure und Wasser miteinander gemischt. Mit dieser Mischung wurde an schliessend ; eine oben offene Kastenform mit einer Grundfläche von 100 X 100 cm und einer Höhe von 12 cm völlig gefüllt.

Innerhalb von 3 Stunden vollzog sich bei Raumtemperatur die Härtung dieser Mischung zu einem locker geformten Körper, auf den anschliesr send folgende bei Raumtemperatur schäumfähige Phenolharzmischung in gleichmässiger Verteilung aufgegossen wurde:
3,6 kg Phenolschaumharz (Handelsbezeichnung T 612 S) 0,45 1 Monofluortrichlormethan (Handelsbezeichnung Frigen S 11) 0,45 1 einer Härterflüssigkeit aus Schwefelsäure, p-Toluolsulfosäure und Wasser (Handelsbezeichnung STW-Härter).

Nach dem Aufgiessen wurde die Form mit einem 3 t schweren Deckel verschlossen. Der entstehende Schaumstoff drang in die ihm zugänglichen Hohlräume des locker geformten Körpers ein und härtete innerhalb eines Zeitraumes von ca. 2 Stunden aus. Danach wurde das fertige Gebilde entformt. Dieses wies eine Druckfestigkeit von ca. 65 kg/cm2 auf.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von gefüllten Phenolharzschaumstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Zwischenräume eines regelmässig oder unregelmässig geformten Materials mit zur Herstellung von Phenolharzschaumstoffen geeigneten Ausgangsmaterialien ganz oder teilweise ausfüllt, die man anschliessend verschäumt.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das regelmässig oder unregelmässig geformte Material mit schaumfähigen oder bereits an- geschäumten, noch nicht gehärteten Mischungen aus Phenol harzen, Treibmitteln und Härtern vor der Verschäumung umhüllt werden.

2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das regelmässig oder unregelmässig geformte Material mittels eines Bindemittels und/oder unter Druck in Form eines zusammenhängenden lockeren Gebildes zusammengehalten wird.

3. Verfahren nach Patentanspruchs dadurch gekennzeichnet, dass man als Füllstoff ein Hohlräume aufweisendes Material, insbesondere Blähschiefer, verwendet.