DE102007009127A1

DE102007009127A1 - Faserverstärkter Schaumstoff auf Basis von Melaminharzen

Info

Publication number: DE102007009127A1
Application number: DE200710009127
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Hahn; Hans-Jürgen Prof. Dr. Quadbeck-Seeger
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2007-02-24
Publication date: 2007-09-13

Abstract

Ein offenzelliger Schaumstoff auf Basis eines Aminoplasten, der 0,5 bis 50 Gew.-% eines faserförmigen Füllstoffes, beispielsweise aus Glas, Kohlenstoff oder Melaminharz enthält, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Description

Die Erfindung betrifft einen offenzelligen Schaumstoff auf Basis eines Aminoplasten, der 0,5 bis 50 Gew.-% eines faserförmigen Füllstoffes enthält, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Offenzellig elastische Schaumstoffe auf Basis von Melamin/Formaldehyd-Harzen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung durch Erwärmen mit Heißluft, Wasserdampf oder Mikrowellenbestrahlung unter Aufschäumen und Vernetzen einer treibmittelhaltigen Lösung oder Dispersion eines Melamin/Formaldkehyd-Vorkondensates sind bekannt und beispielsweise in EP-A 17672 und EP-A 37470 beschrieben.

Sie eignen sich für verschiedene wärme- und schalldämmende Anwendungen in Gebäuden und Fahrzeugen, sowie als isolierendes und stoßdämmendes Verpackungsmaterial.

Die EP-A 0 221 330 beschreibt Schaumstoffe und Fasern aus Melaminharzen mit erhöhter Festigkeit, bei denen 1 bis 80 Gew.-% des Melamins durch Hydroxyalkylmelamin, vorzugsweise Hydroxyalkylmelamin ersetzt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Druckfestigkeit von offenzelligen Schaumstoffen zu erhöhen.

Demgemäß wurde der oben beschriebene, offenzellige Schaumstoff auf Basis eines Aminoplasten gefunden.

Bevorzugt enthält der Schaumstoff 5 bis 20 Gew.-% eines faserförmigen Füllstoffes.

Faserförmiger Füllstoff:
Als Faserförmiger Füllstoff eignen sich insbesondere Kurz- oder Langfasern aus Glas, Kohlenstoff oder Melaminharz. Die Fasern weisen bevorzugt eine mittlere Länge im Bereich von 2 bis 2000 mm und eine mittlere Dicke im Bereich von 5 bis 25 μm auf. Das Verhältnis von Länge:Durchmesser der Fasern liegt bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 500:1.

Bevorzugt werden Melaminfasern eingesetzt, bei denen aufgrund der gleichartigen chemischen Zusammensetzung wie das Material der Zellstege des Schaumstoffes auf zusätzlichen Haftvermittler oder Schichten verzichtet werden kann. Die Herstellung der bevorzugt verwendeten Melaminfasern kann beispielsweise nach den in der EP-A 93 965, DE-A 23 64 091, EP-A 221 330, EP-A 408 947, DE-A 10029334 oder DE-A 10133787 beschriebenen Verfahren erfolgen.

Besonders bevorzugte Melaminfasern enthalten als Monomerbaustein (A) 90 bis 100 Mol-% eines Gemisches, bestehend im wesentlichen aus 30 bis 100, bevorzugt 50 bis 99, besonders bevorzugt 85 bis 95, insbesondere 88 bis 93 Mol.-% Melamin und 0 bis 70, bevorzugt 1 bis 50, besonders bevorzugt 5 bis 15, insbesondere 7 bis 12 Mol.-%, eines substituierten Melamins oder Mischungen davon. Geeignete substituierte Melamine sind 2-(2-Hydroxyethylamino)-4,6-diamino-1,3,5-triazin, 2,4-Di-(2-hydroxyethylamino)-6-amino-1,3,5-triazin, 2,4,6-Tris-(2-hydroxyethylamino)-1,3,5-triazin, mit der 2-Hydroxyisopropylamino-Gruppe substituierte Melamine, wie 2-(2-Hydroxyisopropylamino)-4,6-diamino-1,3,5-triazin, 2,4-Di-(2-hydroxyisopropylamino)-6-amino-1,3,5-triazin 2,4,6-Tris-(2-hydroxyisopropylamino)-1,3,5-triazin, 2-(5-Hydroxy-3-oxapentylamino)-4,6-diamino-1,3,5-triazin, 2,4,6-Tris-(5-hydroxy-3-oxapentylamino)-1,3,5-triazin, 2,4-Di(5-hydroxy-3-oxapentylamino)-6-amino,1,3,5-triazin, 2-(6-Aminohexylamino)-4,6-diamino-1,3,5-triazin, 2,4-Di-(6-aminohexylamino)-6-amino-1,3,5-triazin, 2,4,6-Tris-(6-aminohexylamino)-1,3,5-triazin oder Gemische dieser Verbindungen, beispielsweise ein Gemisch aus 10 Mol-% 2-(5-Hydroxy-3-oxapentylamino)-4,6-diamino-1,3,5-triazin, 50 Mol-% 2,4-Di-(5-hydroxy-3-oxapentylamino)-6-amino-1,3,5-triazin und 40 Mol-% 2,4,6-Tris-(5-hydroxy-3-oxapentyamino)-1,3,5-triazin.

Als weiteren Monomerbaustein (B) enthalten die bevorzugten Melaminfasern 0 bis 10, vorzugsweise von 0,1 bis 9,5, insbesondere 1 bis 5 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmolzahl an Monomerbausteinen (A) und (B), eines Phenols oder eines Gemisches von Phenolen.

Als Phenole (B) eignen sich ein oder zwei Hydroxygruppen enthaltende Phenole, die gegebenenfalls mit Resten, ausgewählt aus der Gruppe aus C₁-C₉-Alkyl und Hydroxy substituiert sind sowie mit zwei oder drei Phenolgruppen substituierte C₁-C₄-Alkane, Di(hydroxyphenyl)sulfone oder Mischungen dieser Phenole.

Als bevorzugte Phenole kommen in Betracht: Phenol, 4-Methylphenol, 4-tert.-Butylphenol, 4-n-Octylphenol, 4-n-Nonylphenol, Brenzcatechin, Resorcin, Hydrochinon, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, besonders bevorzugt Phenol, Resorcin und 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan.

Die bevorzugten Melaminfasern sind üblicherweise durch Umsetzung der Komponenten (A) und (B) mit Formaldehyd oder Formaldehyd-liefernden Verbindungen und anschließendes Verspinnen erhältlich, wobei das Molverhältnis von Melaminen zu Formaldehyd im Bereich von 1:1,15 bis 1:4,5, bevorzugt von 1:1,8 bis 1:3,0 liegt.

Formaldehyd setzt man in der Regel als wässrige Lösung mit einer Konzentration von zum Beispiel 40 bis 50 Gew.-% oder in Form von Verbindungen, die bei der Umsetzung mit (A) und (B) Formaldehyd liefern, beispielsweise als oligomeren oder polymeren Formaldehyd in fester Form, wie Paraformaldehyd, 1,3,5-Trioxan oder 1,3,5,7-Tetroxan, ein.

Zur Herstellung der bevorzugten Melaminfasern polykondensiert man üblicherweise Melamin, gegebenenfalls substituiertes Melamin und gegebenenfalls Phenol zusammen mit Formaldehyd bzw. Formaldehyd-liefernden Verbindungen. Man kann dabei alle Komponenten gleich zu Beginn vorlegen oder man kann sie portionsweise und sukzessive zur Reaktion bringen und den dabei gebildeten Vorkondensaten nachträglich weiteres Melamin, substituiertes Melamin oder Phenol zufügen.

Die Polykondensation führt man in an sich bekannter Weise durch (s. EP-A 355 760, Houben-Weyl, Bd. 14/2, S. 357 ff). Die Reaktionstemperatur wählt man dabei im allgemeinen in einem Bereich von 20 bis 150, bevorzugt von 40 bis 140°C. Der Reaktionsdruck ist in der Regel unkritisch. Man arbeitet im allgemeinen in einem Bereich von 100 bis 500 kPa, bevorzugt unter Atmosphärendruck. Ferner führt man die Polykondensation im allgemeinen in einem pH-Bereich oberhalb von 7 aus. Bevorzugt ist der pH-Bereich von 7,5 bis 10,0, besonders bevorzugt von 8 bis 9.

Man kann die Reaktion mit oder ohne Lösungsmittel durchführen. In der Regel setzt man bei Verwendung von wässriger Formaldehydlösung kein Lösungsmittel zu. Bei Verwendung von in fester Form gebundenem Formaldehyd wählt man als Lösungsmittel üblicherweise Wasser, wobei die verwendete Menge in der Regel im Bereich von 5 bis 40, bevorzugt von 15 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an eingesetzten Monomeren, liegt.

Des weiteren kann man dem Reaktionsgemisch geringe Mengen üblicher Zusätze, wie Alkalimetallsulfite, z.B. Natriumdisulfit und Natriumsulfit, Alkalimetallformiate, z.B. Natriumformiat, Alkalimetallcitrate, z.B. Natriumcitrat, Phosphate, Polyphosphate, Harnstoff, Dicyandiamid oder Cyanamid hinzufügen. Man kann sie als reine Einzelverbindungen oder als Mischungen untereinander, jeweils in Substanz oder als wäßrige Lösung vor, während oder nach der Kondensationsreaktion zusetzen.

Andere Modifizierungsmittel sind Amine und Aminoalkohole, wie Diethylamin, Ethanolamin, Diethanolamin oder 2-Diethylaminoethanol.

Als weitere Zusatzstoffe kommen Füllstoffe oder Emulgatoren in Betracht. Als Füllstoffe kann man beispielsweise faser- oder pulverförmige anorganische Verstärkungsmittel oder Füllstoffe, wie Glasfasern, Metallpulver, Metallsalze oder Silikate, z.B. Kaolin, Talkum, Schwerspat, Quarz oder Kreide, ferner Pigmente und Farbstoffe einsetzen. Als Emulgatoren verwendet man in der Regel die üblichen nichtionogenen, anionenaktiven oder kationaktiven organischen Verbindungen mit langkettigen Alkylresten.

Die Polykondensation kann man diskontinuierlich oder kontinuierlich, beispielsweise in einem Extruder (siehe EP-A 355 760), nach an sich bekannten Methoden durchführen.

Zur Herstellung von Fasern verspinnt man in der Regel das erfindungsgemäße Melaminharz in an sich bekannter Weise, beispielsweise nach Zusatz eines Härters, überlicherweise Säuren, wie Ameisensäure, Schwefelsäure oder Ammoniumchlorid, bei Raumtemperatur in einer Rotationsspinnmaschine und härtet anschließend die Rohfasern in einer erhitzten Atmosphäre aus, oder man verspinnt in einer erhitzten Atmosphäre, verdampft dabei gleichzeitig das als Lösungsmittel dienende Wasser und härtet das Kondensat aus. Ein solches Verfahren ist in der DE-A-23 64 091 eingehend beschrieben.

Zur Herstellung der Melaminfasern kann man jedoch auch andere gebräuchliche Verfahren verwenden, z.B. Fadenziehen, Exdrudieren und Fibrillierungsprozesse. Die dabei erhaltenen Fasern werden im allgemeinen vorgetrocknet, gegebenenfalls gereckt und dann bei 120 bis 250°C gehärtet.

Handelsübliche Melaminfasern sind üblicherweise 5 bis 25 μm dick und 2 bis 2000 mm lang.

Offenzelliger Schaumstoff:
Die Rohdichte des offenzelligen Schaumstoffes liegt in der Regel im Bereich von 5 bis 100 g/l, bevorzugt im Bereich von 8 bis 20 g/l. Die Zellzahl liegt üblicherweise im Bereich von 50 bis 300 Zellen/25 mm. Die Zugfestigkeit liegt bevorzugt im Bereich von 100 bis 150 kPa und die Bruchdehnung im Bereich von 8 bis 20%.

Zur Herstellung eines offenzelleigen Schaumstoffes auf Basis des als Aminoplast bevorzugten Melamin/Formaldehyd (MF)-Harzers kann nach EP-A 071 672 oder EP-A 037 470 eine hochkonzentrierte, treibmittelhaltige Lösung oder Dispersion eines Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates mit Heißluft, Wasserdampf oder durch Mikrowellenbestrahlung verschäumt und ausgehärtet werden.

Erfindungsgemäß wird der Mischung vor dem Erwärmen 0,5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf den Feststoff der Mischung, eines faserförmigen Füllstoffes zugegeben wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geht man von einem Melamin/Form-aldehyd-Vorkondensat aus. Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodukte können neben Mel amin bis zu 50, vorzugsweise bis 20 Gew.-% anderer Duroplastbildner und neben Formaldehyd bis zu 50, vorzugsweise bis zu 20, Gew.-% anderer Aldehyde einkondensiert enthalten. Besonders bevorzugt ist ein unmodifiziertes Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodukt. Als Duroplastbildner kommen beispielsweise alkyl- und arylalkylsubstituiertes Melamin, Harnstoff, Urethane, Carbonsäureamide, Dicyandiamid, Guanidin, Sulfurylamid, Sulfonsäureamide, aliphatische Amine, Glykole, Phenol und dessen Derivate in Frage. Als Aldehyde können z.B. Acetaldehyd, Trimethylolacetaldehyd, Acrolein, Benzaldehyd, Furfurol, Glyoxal, Glutaraldehyd, Phthalaldehyd und Terephthalaldehyd eingesetzt werden. Weitere Einzelheiten über Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodukte finden sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band 14/2, 1963, Seiten 319 bis 402.

Das Molverhältnis Melamin zu Formaldehyd ist in der Regel kleiner als 1:1,0, es liegt bevorzugt zwischen 1:1,2 und 1:4,0, insbesondere zwischen 1:1,3 und 1:1,8. Nach EP-B 37470 enthalten die Melaminharze vorteilhaft Sulfitgruppen einkondensiert, was beispielsweise durch Zusatz von 1 bis 20 Gew.-% Natriumhydrogensulfit bei der Kondensation des Harzes geschehen kann. Es hat sich gezeigt, dass ein relativ hoher Sulfitgruppengehalt bei konstantem Melamin zu Formaldehyd-Verhältnis eine höhere Formaldehyd-Emission des Schaumstoffs zur Folge hat. Das eingesetzte Vorkondensat sollte deshalb praktisch keine Sulfitgruppen enthalten, d.h., der Sulfitgruppengehalt sollte unter 1 %, vorzugsweise unter 0,1 % und insbesondere 0 % betragen.

Zur Emulgierung des Treibmittels und zur Stabilisierung des Schaumes ist der Zusatz eines Emulgators oder eines Emulgatorgemisches erforderlich. Als Emulgator können anionische, kationische und nichtionische Tenside sowie deren Gemische verwendet werden.

Geeignete anionische Tenside sind Diphenylenoxidsulfonate, Alkan- und Alkylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Fettalkoholsulfate, Ethersulfate, alpha-Sulfofettsäureester, Acylaminoalkansulfonate, Acylisethionate, Alkylethercarboxylate, N-Acylsarcosinate, Alkyl- und Alkyletherphosphate. Als nichtionische Tenside können Alkylphenolpolyglykolether, Fettalkoholpolyglykolether, Fettsäurepolyglykolether, Fettsäurealkanolamide, EO/PO-Blockcopolymere, Aminoxide, Glycerinfettsäureester, Sorbitanester und Alkylpolyglucoside verwendet werden. Als kationische Emulgatoren kommen Alkyltriammoniumsalze, Alkylbenzyldimethylammoniumsalze und Alkylpyridiniumsalze zum Einsatz. Die Emulgatoren werden vorzugsweise in Mengen von 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Harz, zugesetzt.

Um aus der Melaminharz-Lösung einen Schaum zu erzeugen, muss diese ein Treibmittel enthalten, wobei sich die Menge nach der gerwünschten Dichte des Schaumstoffs richtet. Prinzipiell können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl physikalische als auch chemische Treibmittel angewandt werden. Als physikalische Treib mittel bieten sich z.B. an: Kohlenwasserstoffe, halogenierte, insbesondere fluorierte Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Äther, Ketone und Ester in flüssiger Form oder Luft und CO₂ als Gase. Als chemische Treibmittel kommen z.B. Isocyanate in Gemisch mit Wasser in Frage, wobei als wirksames Treibmittel CO₂ freigesetzt wird, ferner Carbonate und Bicarbonate im Gemisch mit Säuren, die ebenfalls CO₂ erzeugen, sowie Azoverbindungen, wie Azodicarbonamid. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der wässrigen Lösung bzw. Dispersion zwischen 1 und 40 Gew.-%, bezogen auf das Harz, eines physikalischen Treibmittels mit einem Siedepunkt zwischen 0 und 80°C zugesetzt; bei Pentan sind es vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%.

Als Härter werden acide Verbindungen eingesetzt, die die Weiterkondensation des Melaminharzes katalysieren. Die Mengen liegen zwischen 0,01 und 20, vorzugsweise zwischen 0,05 und 5 Gew.-%, bezogen auf das Harz. In Frage kommen anorganische und organische Säuren, z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Toluolsulfonsäuren, Amidosulfonsäuren sowie Säureanhydride.

Die wässrige Lösung bzw. Dispersion ist neben den faserförmigen Füllstoffen vorzugsweise frei von weiteren Zusatzstoffen. Für manche Zwecke kann es jedoch günstig sein, bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das Harz, üblicher Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, Flammschutzmittel, UV-Stabilisatoren, Mittel zur Herabsetzung der Brandgastoxizität oder zur Förderung der Verkohlung zuzusetzen.

Da die Schaumstoffe aufgrund der Offenzelligkeit Wasser aufnehmen können, kann es für manche Anwendungszwecke notwendig sein, Hydrophobierungsmittel in Mengen von 0,2 bis 5 Gew.-% zuzusetzen. In Frage kommen dabei z.B. Silikone, Paraffine, Silikon- und Fluortenside, hydrophobe Kohlenwasserstofftenside, Silikon- und Fluorcarbonemulsionen.

Die Konzentration des Melamin/Formaldehyd-Vorkondensates in der Mischung aus Vorkondensat und Lösungsmittel kann in weiten Grenzen zwischen 55 und 85, vorzugsweise zwischen 63 und 80, Gew.-% schwanken. Die bevorzugte Viskosität der Mischung aus Vorkondensat und Lösungsmittel liegt zwischen 1 und 300° dPas, vorzugsweise zwischen 5 und 2000 dPas.

Die faserförmigen Füllstoffe und Zusatzstoffe werden mit der wässrigen Lösung oder Dispersion des Melaminharzes homogen vermischt, wobei das Treibmittel ggf, auch unter Druck eingepresst werden kann. Man kann jedoch auch von einem festen, z.B. sprühgetrockneten Melaminharz ausgehen und dieses dann mit einer wässrigen Lösung des Emulgators, dem Härter sowie dem Treibmittel vermischen. Das Vermischen der Komponenten kann z.B. in einem Extruder vorgenommen werden. Nach dem Ver mischen wird die Lösung oder Dispersion durch eine Düse ausgetragen und unmittelbar anschließend erhitzt und dabei verschäumt.

Das Erhitzen der treibmittelhaltigen Lösung oder Dispersion kann grundsätzlich – wie in EP-B 17671 beschrieben – durch heiße Gase oder Hochfrequenzbestrahlung vorgenommen werden. Bevorzugt wird aber das erforderliche Erhitzen durch Ultrahochfrequenzbestrahlung nach EP-B 37470 durchgeführt. Bei dieser dielektrischen Strahlung kann grundsätzlich mit Mikrowellen im Frequenzbereich von 0,2 GHz bis 100 GHz gearbeitet werden. Für die industrielle Praxis stehen Frequenzen von 0,915, 2,45 und 5,8 GHz zur Verfügung, wobei 2,45 GHz besonders bevorzugt sind. Strahlungsquelle für dielektrische Strahlung ist das Magnetron, wobei auch mit mehreren Magnetronen gleichzeitig bestrahlt werden kann. Es ist darauf zu achten, dass bei der Bestrahlung die Feldverteilung möglichst homogen ist.

Zweckmäßigerweise wird die Bestrahlung so durchgeführt, dass die Leistungsaufnahme der Lösung oder Dispersion zwischen 5 und 200, vorzugsweise zwischen 9 und 120 KW, bezogen auf 1 kg Wasser in der Lösung bzw. Dispersion liegt. Ist die aufgenommene Leistung geringer, dann findet kein Aufschäumen mehr statt und die Mischung härtet nur noch aus. Arbeitet man innerhalb des bevorzugten Bereichs, so schäumt die Mischung umso schneller, je größer die Leistungsaufnahme ist. Oberhalb von etwa 200 KW pro kg Wasser erhöht sich die Schäumgeschwindigkeit nicht mehr wesentlich.

Die Bestrahlung der zu verschäumenden Mischung erfolgt unmittelbar nachdem sie aus der Schäumdüse ausgetreten ist. Dabei wird die infolge Temperaturerhöhung und Verdampfen des Treibmittels aufschäumende Mischung auf umlaufende Bänder aufgebracht, die einen Rechteck-Kanal zur Formung des Schaums bilden.

Zur Herstellung von Schaumstoffen auf Basis eines Melamin/Formaldehyd-Kondensationsproduktes mit geringer Formaldeyhdemission kann man wie in WO 01/94436 beschrieben ein MF-Vorkondensat mit einem Molverhältnis Melamin zu Formaldehyd von größer als 1:2 eingesetzten. Um sehr niedrige Formaldehydemissionen zu erreichen, kann der Schaumstoff nach Trocknung noch 30 Minuten bei 220°C getempert werden. Nach der Temperung sind die Schaumstoffe jedoch ausgehärtet und nicht mehr thermoformbar.

Nach seiner Herstellung werden die erfindungsgemäßen Schaumstoffe einer Temperaturbehandlung unterworfen. Sie werden dabei in der Regel 1 bis 180 min, vorzugsweise 5 bis 60 min lang auf Temperaturen zwischen 100 und 300°C, insbesondere zwischen 150 und 250°C erhitzt, wobei Wasser, Treibmittel und Formaldehyd weitgehend entfernt wird.

Die erfindungsgemäß hergestellten elastischen Schaumstoffe, die vorzugsweise praktisch keine Sulfitgruppen enthalten, weisen eine Dichte von 5 bis 50 g·l^–1 auf.

Um die anwendungstechnischen Eigenschaften zu verbessern, können die Schaumstoffe anschließend, beispielsweise wie in EP-B 37470 beschrieben, getempert und verpresst werden,. Die Schaumstoffe können zur gewünschten Form und Dicke zugeschnitten und ein- oder beidseitig mit Deckschichten kaschiert werden. Beispielsweise kann eine Polymer- oder Metallfolie als Deckschicht aufgebracht werden.

Die Schaumstoffe können als Platten oder Bahnen mit einer Höhe bis zu 2 m hergestellt werden oder als Schaumfolien mit einer Dicke von wenigen mm. Die bevorzugte Schaumhöhe (in Schäumrichtung) liegt bei Verwendung von Mikrowellen der Frequenz 2,45 GHz zwischen 50 cm und 150 cm. Aus derartigen Schaumstoffbahnen können alle erwünschten Platten- bzw. Folienstärken herausgeschnitten werden. Die Schaumstoffe können ein- oder beidseitig mit Deckschichten versehen oder kaschiert werden, z.B. mit Papier, Pappe, Glasvlies, Holz, Gipsplatten, Metallblechen oder -folien, Kunststoff-Folien, die gegebenenfalls auch geschäumt sein können.

Das Hauptanwendungsgebiet der erfindungsgemäß hergestellten Schaumstoffe ist die Wärme- und Schalldämmung von Gebäuden und Gebäudeteilen, insbesondere von Zwischenwänden, aber auch von Dächern, Fassaden, Türen und Fußböden; weiterhin die Wärme- und Schalldämmung der Motor- und Innenräume von Fahrzeugen und Flugzeugen sowie die Tieftemperaturisolierung, z. B. von Kühlhäusern, Öltanks und Behältern von Flüssiggas. Weitere Anwendungsgebiete sind die Verwendung als isolierende Wandverkleidung sowie als isolierendes und stoßdämmendes Verpackungsmaterial. Aufgrund der hohen Härte vernetzter Melaminharze können die Schaumstoffe auch für leicht abrasiv wirkende Reinigungs-, Schleif- und Polierschwämme eingesetzt werden.

Die offenzellige Struktur der Schaumstoffe erlaubt zusätzlich die Aufnahme und Speicherung geeigneter Reinigungs-, Schleif- und Poliermittel im Innern der Schaumstoffe. Auch können die Schwämme für spezielle Reinigungsaufgaben hydrophob und oleophob ausgerüstet werden.

Geht man von formaldehydarmen Vorkondensaten aus, lassen sich die erfindungsgemäßen Schaumstoffe auch im Hygienesektor z.B. in Form von dünnen Vliesen als Wundverband oder als Bestandteil von Babywindeln und Inkontinenzprodukten einsetzen.

Aufgrund der Elastizität des offenzelligen Schaumstoffes kann dieser auf einfache Weise zur Dämmung in bereits vorgefertigte Behälterteile eingefügt werden. Selbst bei tiefen Temperaturen, beispielsweise unter –80°C bleibt der Schaumstoff elastisch. Eine Schädigung durch Verspröden tritt nicht auf. Er eignet sich daher insbesondere auch zur flexiblen Isolierung beweglicher Rohrleitungen, beispielsweise für Abfüllschläuche von flüssigem Stickstoff.

Beispiele
Beispiele 1 bis 3
Zur Herstellung der Melaminharzschaumstoffe diente das in der EP 17 671 angegebene Verfahren. In den erfindungsgemäßen Beispielen wurden die in der Tabelle angegebenen Gewichtsteile an Melaminharzfasern vor dem Verschäumen den treibmittelhaltigen Harzmaischen zugesetzt. Die Melaminfasern wurden nach dem Verfahren der DE-A- 23 64 091 erzeugt.
Die in Tabelle 1 zusammengestellten Ergebnisse zeigen, dass durch Zusatz von Melaminharzfasern die Druckfestigkeit des Melaminharzschaumstoffes bei vergleichbarer Dichte wesentlich verbessert wird.

Die Dichten wurden nach EN ISO 845 bestimmt.
Die Messung der Druckspannungen erfolgte nach DIN 5342 bei 10% Stauchung.

Claims

Offenzelliger Schaumstoff auf Basis eines Aminoplasten, dadurch gekennzeichnet, dass er 0,5 bis 50 Gew.-% eines faserförmigen Füllstoffes enthält.
Offenzelliger Schaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Rohdichte im Bereich von 5 bis 100 g/l aufweist.
Offenzelliger Schaumstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der faserförmige Füllstoff ein Verhältnis von Länge:Durchmesser im Bereich von 5:1 bis 500:1 aufweist.
Offenzelliger Schaumstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der faserförmige Füllstoff eine mittlere Länge im Bereich von 2 bis 2000 mm aufweist.
Offenzelliger Schaumstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der faserförmige Füllstoff eine mittlere Dicke im Bereich von 5 bis 25 μm aufweist.
Offenzelliger Schaumstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der faserförmige Füllstoff aus Glas, Kohlenstoff oder Melaminharz besteht.
Verfahren zur Herstellung eines offenzelligen Schaumstoffes nach Anspruch 1 durch Erwärmen unter Aufschäumen und Vernetzen einer Mischung, enthaltend ein Melamin/Formaldehyd (MF)-Vorkondensat, einen Härter und ein Treibmittel, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischung vor dem Erwärmen 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf Feststoff der Mischung, eines faserförmigen Füllstoffes zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis Melamin/Formaldehyd des Vorkondensates im Bereich von 1:1,3 bis 1:4 liegt.