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DE1719271A1 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff

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Publication number
DE1719271A1
DE1719271A1 DE19671719271 DE1719271A DE1719271A1 DE 1719271 A1 DE1719271 A1 DE 1719271A1 DE 19671719271 DE19671719271 DE 19671719271 DE 1719271 A DE1719271 A DE 1719271A DE 1719271 A1 DE1719271 A1 DE 1719271A1
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DE
Germany
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foam
container
temperature
glass fibers
capillary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671719271
Other languages
English (en)
Other versions
DE1719271B2 (de
Inventor
Rains David Bishop
Wheatley Seth Judson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
US Atomic Energy Commission (AEC)
Original Assignee
US Atomic Energy Commission (AEC)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by US Atomic Energy Commission (AEC) filed Critical US Atomic Energy Commission (AEC)
Publication of DE1719271A1 publication Critical patent/DE1719271A1/de
Publication of DE1719271B2 publication Critical patent/DE1719271B2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0085Use of fibrous compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14Glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08L61/06Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2361/00Characterised by the use of condensation polymers of aldehydes or ketones; Derivatives of such polymers
    • C08J2361/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08J2361/06Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S220/902Foam

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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

Anm.:
United States
Atomic Energy Commission
Yerxahren zur Herstellung von Schaumstoiχ
Die j^ri'iiiaung betriixt ein Yerfanrexx zur Herstellung von
aux !thenäharzbasis mit honer 'l-emper-atur— i-G und S-cOoSfestiökeit, die besonders als .,•ariueisolatorexi beii 'reiapera-cureii bis 1200 0G eingebetzt
Bei uer beüaxuxtej.1 Herstellung von Schaumstoifen wird ein rz durcli geeignete cne-iiiscli oder mechaxiiscn-'»vxi'i-.enae ochaLuiiDildner unter Bildung"
zaulreiciiex- Zellen eX^auii^rn una gleichzeitig warmgehartet
von ocnai.,iUobol'xeix aui ihexionax^zDasis wird
, i.x'ctjoi uii.. u^i-gl. jüit einem Überschuss , z.h. JjOr.aaicLeh.yü, unter Zusatz eines a,abaLjuuLox-o, z.B. Jfleüri, Uiii^esetzt, und das ex'zeuh L>, jrhtixxjlnarz dux-cL Luciatz eines saugen Härters, .j jcnuuMuildxiex-ij und "einet: ka|illaraktiven wiittels
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aufgeschäumt und gehartet (vgl. Bobert Martin, l'he Cheraistry of Phenolic Resins, S. ob - ^b).
Die Erhitzung des Schaumstoffs biü zum Verkonlung-i=jr..un}"t führt jedoch zu SchrumpiungsErtaCheinungen unter starker Hisse- und Spaltenbildung* Die maximale Arbeitsteinperatur, bis zu der UCrIrUiL1-IUIx0 und Risse bildung mit Sicherheit vermieden werden kann lie&t bei 1^0 , ist also sehr niedrig.
Bekannt ist ferner, dem üusgan^smateriai Zusätze, z.B. Füllstoffe, Weichmacher, oaer weitere moii. oberen uxid Polymeren beizugeben. Durch Zugabe von Füllstoiχen wie z.B. Holzmehl, BaumAOllabialien, xi&iixeü, Asbest oder Glimmer sollen Bruch- und .oOOSsies^igkeii; des Schaumstoffs verbessern weraen.
Zur Verbesserung auch aer Kitzebesüandi^-eit wird durch das USA- Patent 2 8^5 1?i> vorgescnlagen, dem Schäumst oil grosoe ;viengen j?aserstoffe, z.B. l^ion, lta^on oder Glasfasern zuzusetzen, und zwar in mengen von 20 — ^5 /o· Die iia Schauuistoif regellos ane,eora-|:j-eten iasern bilden zunächst einen zellenlosen Filz oerixx&er Dichte, der sodann bei der Expansion des Schäumst ons zu einem dichten Gefüge zusammen&epresst wird. Damit wird nun zwar eine bessere mechanische Festigkeit erzielt; die TemperaturbestäüdigKeit wird aber nicht wesentlihh verbessert, und
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BAD OaSGINAL
die maximale Arbeitsteuiperatur liegt nur bei etwa 150°. Das ist für eine Verwendung des Schaumstoffs als Verpackungsmaterial beispielsweise für Spaltstotie völlig unzureichend. Beim Transport von spaltbarem Material muss zur Vermeidung einer Verseuchung im Katästrophenfall oder bei Unfällen der Behälter* bruchsicher und hitzebeständig -gegen weit höhere Temperaturen sein. Stichflaiaflien beim ■ ' ' M ausammenstoss von Landfahrzeugen oder bei ilugzeugunlistj-len erreichen eine Temperatur von 1100°. Die infolge inrtis geringen P^wichtes gerade für den Luft transport vox'teilnaften Schauiflstofie konnten infolge inangelnder j3ruchf estigjkeit und Teniperaturbestanditkeit daner bisher ■nicht eingesetzt weraen.
aufgäbe der Erfindune. ί~τ es, ein verfahren zur Herstellung' von Schauoibtoff en zu schafi'eü, die auch bei Temperaturen bit: 1100° '.brucnfest und■ teiuperaturbest&naig. sind.
Lie■ .aufgäbe v.ii'd erfinduu^Soemass dadurch ^aI-Jst, daß einem thenolhax'z, einea: kapillar aktiven Silikon, einem Sciiau^Difdner, und tegeDenenfalls Borsaureanhjdrid und üxalsaureannyai'id Glasfasern in an"ce_ligem Verhältnis von mindestens 5 und nicnt -uenr als 18 Gew.·/0 zugesetzt werden. Das prozentuale Verhältnis aller Bestandteile beträgt dabei günstigerweise (in Ges,^): b2 - 72 % Phenolharz, 0,5 - 2 %
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BAD ORIGINAL
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kapillaraktives Silikon, 3 - 10 /ο Schaumbildner und ge 8 - 15 % Borsäure- und Oxalsaureanhydrid.
Dass sich die gestellte Aufgabe durch einen Glasfaserzusatz, und dazu noch einen Zusatz von weniger als 20 %, insbesondere von 5 ~ 18 % lösen lässt war völlig unerwartet und überraschend, wesentlich honere Zusätze, wie z.B. nach dem Vorsc.ulab des ober erw^nnten USA-Iatents haben die Aufgabe nicht gelost, und erreichen eine maxLiiale Arbeit steter a tür von 150 , allerhöchst ens kOö , wahrend nöhere Temperaturen zu Schru.Lj,fun^ una ixissebiiauno führen, worauf aie überrascnende V^irkun^ des verlialtiiisiüissig &eri^6en Glasfaüerzu&atzes iron 5 - 18 /<> beruht, konnte bisner nicht eindeutig festgebcelit wei'äen. Ge^on die ^nnariirie einer Bindung.bvvirkuiio der Glasfasern in der Scnauwiasse spricnt nicht nur aer umstand, laß mit 1ö .-> die kritische obere Grenze· erreicht wird, sondern auon die Tatsache, daß die Schmelzte-perauur der Glasfasern bei o15° liegt, diese bei der eriindungoge^iass ohne Schaden ereCj-ribaren Arbeitö'co4ci'atur von 12üo° daher in ilüssiger" jrhase vorliegen. Ausserae,. sind die eriiiidurigsgeiiiüss ver»v&iiaeten n&^crabooimitce Dei Längen von Ό - c,5 m~ aucn. zu kurz, um eine nennenswerte Bindungowiiv:un6 in der Schauanuasse ausüben zu können. Auf jeden
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BAD ORIGINAL
Fall ist bei einem unter 5 LA liegenden Zusatz Schriimpfung und Kissebildung bei Temperaturen über 815 nicht zu vermeiden, wahrend bei Zusätzen über 20 eine innige Durchmischung des Ansatzes schwierig wird und eine Zusammenbailung der Fasern eintritt, Hohlstellen entstehen und die erwünschte Verbesserung der Isolierfänigkeit sowie der mechanischen Festigkeit ausbleibt. - ,
So ergab, sich hei ty'ergleichsversuchen zur Isolierfähigkeit z.B. daß bei 4-1 - Behaltern aus bekanntem Hienolharz-Schaaiastoil die Tumper&tur des vom Schauiaatofx' umschlossenen Innenbohälters bei einer ux'enüeiuperatur von b7b ijtuerhall) von 12 — 14 iviin. aux mehr alu 480 anstieg, während dar 'I'eiiipera'turaiiijtieg bei Verwendung aes erfindungböemÄSS nervest eilt; an Schauaotol'is nach 18 Min. noch unter 93 lag, uiia-bei einer OienteMperatür von etwa 700 erst nach 25 min. aux mehr als 1$0° angestiegen war.
Q üui dünnv/anaigeii x-roben nach einer Stunde eine völlige Verkonlung eintrat und die ieairpratur aul Of enteiiiperatur 'ansoieg, war böi 3chau±iiotoxlfgegenstanden mit grösserer
arke lediglich ein Oberx'ldchenbereioh bis zu einexvon etwa 7 cm vex'kohlt,, während darunter die volle isolieriuhigkeit erhalbc-n blieb. Demget-enüber waren nacn den bekannten Verfahren Hergestellte Schaumstoffe , entuprechenaer Dicke völlig verkohlt und gespalten und
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als Isolierstoi'i'e gegen liohe Temperaturen damit praktisch ausgefallen. Die erf indunösgeüi^as hergestellten Schaumstoffe erreichen Dienten von Ο,Ορο - 0,13b g/ciir . (Der sog. k-l'aktar betragt - na cn US- ivlassystem 0,3 - 0,4 Btu/ft^F/inch Wandstärke). Die durch Fallprüiung ermittelte Stossxe^tigkeit war ausgezeichnet, die ermittelte Biegefestigkeit betrug z.B. 2,67 kg/cm bei einer Dichte von 0,08 g/com.
Zur Durchführung ues erfiixduiifeogeiiiiSsen Veriahrenü weraen auf bekannte ,",eise hergestellte waraihärtbare Phenolharze, einsch±ieialich der ^reaoie, Xylenole, sowie der homologe und Deiiva^e mit wenigstens einer Hydroxylgruppe, einzeln oder in mischung, verwandt.
Die erforderliche Alüehydgruppe bestent vorzugsweise aus Formaldehyd, z.B. in einem molaren Verhältnis des Formaldehyde zmn Phenol von 1 : 2,i?·
Hieraui werdexx Harz, aas kapillaraktive uiittei und der Schaumbildner, z.B. o5 % Phenolharz, 2 % eines kapillaraktiven Silicons und 7 Trichlortrifluoräthan vorgemischt unci in die Mischung ^ - 18 #, vorzugsweise 10 ja Glasfasern mit einem Durchmesser bis etwa 20 /U in Abschnitten von 3 - 6,5 nun Lange, langsam beigegeben und bis zur Bilaung einer Dispersion oder Aufscnlammunb innig auxciiiuiocnt.
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BAD QR!G?!NAL
Sodann wird unter ständigem Hühren ein saurer ,Härter zur i/inleitunfc der Auxsjhäuiiiun& eingeiührt, z.B. in Form einer Vormischung von je δ -13 ρ (vorzugsweise 8 %) Borsaure- una Qxalsaureai.ih./drid. Die ,uibcnune »vird nunmehr soxort in eine ^eeignete jfoiv: g,e&otsen. Iniolee der st.ontan einsetzenden Auiscnkumung unter gleichzeitiger üusn^rtuiig,, kann als Fox-in ^üüSii^ei-tfeibe auch ein bereits mit deiii VerpackUn^d0UX, besudelter Inntnoenalter xait
in entü^recnendeiu Abstaiia a^t-öordixeten und -mit dein ihi^enbciiälL^r eixj.e 4.-inö"xoria biiaeiidei_ mantel v&rwenuei; λ; ..rue.,, in axe dti· Ansät ε ^e^osbeii wird und na Ort und Stellt Uli aen liuifcnberta.lt;ei· nerum aui^
t. UTj-a aushärteu una diesem sci.j iessxj.Cii als
i er Isolator umniillt.
ae ii aie bei aer Auxscnau
t die Auaiiartuntj' in et ,.a ΊΆ St;unaen. Zur
^ L·^, aer Ausna-rtiuxxv; >:.aim acer aucn zusätzlich ^
zu^eiüni^t »verden, .Lu^besondere bei kleineren Schauaiaassen. Es ^β^α^Ε, ...en Behalcer etwa "j>{j Min-, aux bO° 0 zu erhitzen. Z»ur wei-oeren verbesserung der
tondifeiceiO karxn aer lerti^e Behälter noch zusaOzlichem xeueri'estem itaterial, z.B. einem e;eeife,neten Parbanstrich, insbesondere einer Intumeszenzi ar.be u. derfel. übörzo^en
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Die während des .aufschau-uens entstehenden Gase müssen abgeführt werden, um einen Druckaux'bau im j3ehälter zu vermeiden. Bei Herstellung eines geschlossenen Behalters kann dieser z.B. mit einem Deckel abgedeckt werden, der mit Ja,ntlü£tungsÖ±'inur%exi versehen ist, die sodann .uit waaserabstossender j?'arbe oder feuer! es Gem. material verschlossen weraen.
Dichte bzw. sj.ez. Gewicht des .ochaumstoii's häri^t \ron einer Keihevon i'aktoren ab, z.B. -kusaiiiiLensetzunü aes Ansatzes, Höhe und l'Orm aes Behälcei-o usw. So nimmt z.B. die Diente aes ochaUuiBtoils mit yrusserer Höhe des zu isolierenden Behälters zu, hauptsächlich we-6eii dec zunechmenden Schaumwiaerstanas. Zur Optimierung der StOtoSiestife,K;eit und 'ieiuperaturbeütiandiäkeit des Scha UBId-COi" χ ti ist eine Diente von ü,üö - 0,12b &/ccra am Günstigsten.
Die Erfindung sei durch die folgenden Beispiele noch näher erläutert.
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BAD
BEISPIEL I
Schaumstoffe auf Phenolharzbasis wurden in 4 1 Behältern £olgenderijiassen hergestellt:
Eine flüssige Mischung von 100 Gewichtateilen (200 g) ' ™ fhknolharz, 3 Gewichtoteilen (6 g.) kapillaraktives Silikon und 10 Gewichtstellen (20 g) Trichlortrifluoräthan wurden zwei Minuten in einem Exzenterflügelmischer gründlich gemischt. Unter standigem Rühren wurden sodann Glasfasern in Abschnitten von 5»2 - 6,4- mm Länge und einem Durchmesser von etwa 0,18 mm in Mengen von 0 Gew fo langsam beigegeben und -innig durchmischt. Bei einem Glasladerzusatz unter 2ü j& war die innige Durch-
mischunb onne weiteres zu erreichen. Bei höheren Zu- J
sätzen (ciO - 25 /ö) erfolgte jedoch eine Zusammenballung der Glaslasern, wobei einzelne Abschnitte aneinander klebten und eine gleichnikssige Durchiiiisehung verhinderten.
Hierauf wurde ein durch vermischen von je 12,5 Gewichtsteilen 5 g) Boi-daure- und Oxalsaureanhydrid (mit einer Kornvon 20ü mesh - im) hergestellter pulversaurer Härter dem Gemisch langsam und unter führen bei^efeeben. Sofort danach wurden die
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Behälter mit Abdeckplatten mit iintlüitungsoiinungen zugedeckt und iia Oi'en bei 60 C eine ötunde lang gehärtet. Nur bei dem 25 to Glasfasern enthaltenden Ansatz war bei 60° eine Härtezeit von 1b St. erforderlich, üach dem Härten wurde eine Festigkeitsprüfung auf
Stoss- bzw. Schlagbeanspruchung vorgenoidiaen. Hierzu wurde mit einer mechanischen tresse au! den unteren Rand der Behälter ein starker Schlag ausgeübt.
Sodann wurden die Behälter zur irüiung auf Teoii.eraturbeständigkeit eine Stunde in einem Ofen uiit eiiiei-Temperatur von 870° belassen und soaann nach Entfernen der Deckplatten und Abkühlung untersucht.
Hierbei zeigte sich bei allen Proben eine durchgängige Verkohlung. Bei den Ansätzen mit und 2 fo Giasfaserzusatz war eine starke Schrumpfung des Schaumstoffs in Sichtung von der Benälterwand hinweg sowie mehrere grosse Sprünge und Bisse zu beobachten. An der Aufschlagstelle des Presstempels waren ebenfalls grösaere "Sprünge festzustellen.
Demgegenüber wies der Schaumstoxx mit z» 7o Glasfaser zusatz weder Schrumpiung noch Sprünge oder Hisse auf. Auch Hohlstellen konnten nicht festgestellt werden.
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Der Schauiiistoifbehalter mit 15 > Glaslaserzusatz wurde bei Üintnahme aus dem Oi*en versehenGlich fallengelassen und erhielt einen kleinen Ei-s.s, war aber sonst einwandfrei".
und insbesondere ohne Hohlsteilen.
Der Schaumstoff jiit 20 /o Gfasfaserzusatz wies zwar keine wesentliche Schrumpfung, auf, hatte aber grosse Hohlstellen mit kleineren Sprüngen an der Aufschlagstelle aes tress- - M Stempels. Dies besüeitigt die bereits beim Ansatz feststellbare Schwierigkeit eiiaeB innigen vor de^; Aufschäumen. Die sichtbaren Verkoiilun^stellen enthielten Susa^inaöixballunfeen von Glasxasern, was offensicht lich die Festigkeit; und Wärmeisolierfahibkeit ,des Materials beeinträchtigte.
BEISIIEL II
Bs wurde ein dem Beispiel I ent si, rechender Ansatz mit 10 Gew.% Glasfaserabschnittsen bereitet. Die Miscnung wurde xn aeii itaum zwischen einer 300 1 Stahltrouuuel und einem innerhalb derselben auf Holzblöcken aufgesetzten Stahlkern gegossen. In dem Stahlkern wurde ein TIF^ Zylinder mit 12 cm Durchmesser und mit einer Beöchickune, von Eisensulf idkrystallen -entsprechend dem Gewicht einer Beschickung mit UF6 -angebracht. Die Dicke des in aem Zwischenraum erzeugten Schaums-GOXis becru^ etwa 15 Cüi. Während des Auf Schäumens wurde die Tromiuel mit einem mit Entlüitungs-
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löchern versehenen Deckel abgedeckt; die Locher wurden sodann mit Polyäthylen abgedichtet. Infolge der grösseren Menge des Ansatzes erfolgte hier.die Aushärtung ohne äussere Wärmezufuhr in 12 - 18 Stunden.
Zur Prüfung auf !Festigkeit und Temperaturbeständigkeit wurde die beschickte Tronuuäl im Gesamtgewicht von etwa 150 kg auf einen 10 cm dicken Eisenbetonsockel fallengelassen,
™ und zwar mit dem belasteten Ende zuerst aus einer Hohe von 10 m und mit einem Fallwinkel von 45 · Durch den Aufprall wurde der über den Trommelboden herausrageride Rand nach innen gebogen.
Hierauf wurde die Trommel 100 Min. lang in ein durch Dieselöl gespeistes Feuer mit einer Temperatur von etwa 870° gebracht. Die Bestimmung der Maximaltemperatür durch Feinmessung erfolgte durch oben und seitlich an der Trommel festgeklemmte Thermoelemente und Temperaturanzeigewüriel,
fe die mit einem Zuwachs von je 50 - 260° in die Trommel gegeben wurden. Die Trommel wurde darauf 24 St. lang - nach zuvor erfolgter einstündiger Abkühlung - 1m tief in Wasser getaucht und sodann aufgeschnitten.
Ergebnis.
Durch den Aufprall erfolgte keine dauernde Verschiebung der Schäumstoffhülle. Lediglich einige kleine planare Spränge entstanden offenbar durch eine seitliche Bewegung des Schaumstoffs beim Zusammendrücken des Scnaumstoifs während aes Aufprall.
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Nur am oberen Ende des Innenbehälters war ■-die "Schaumstoff-' umkleidung an einer Stelle etwa J»2 mm von der Aussenwand des Innenbehälters abgerückt; im übrigen blieb der Schaumstoff isolator fest mit dem Behälter verbunden. Auf allen Seiten war der Schaum bis zu einer Tiefe von etwa 5 cm gleiehmässig verkohlt. Vor allem war selbst an der Aufprallstelle keine Beschädigung des Schaums ' m festzustellen; eine wesentliche Lageveränderung des ülV Zylinders war ebenfalls nicht zu bemerken. Die Ablesung der Tejiperaturanzeigewürfel ergab eine Höchsttemperatur von 50° an der Innenwand des Innenbehälters sowie seitlich am Z^linaer in der l^ahe aes iodeaa und des Kopfteils. Durch irühert verüuchö'war bei'üits festgestellt worden, daß der zu 20 % aus geschlossenen Zellen bestehende Schaum keine wesentliche Innentränkung in Wasser zeigt; (ein 1> cm Würfel zeigte nach 72 St. unter einer Wasser- Jj säule von 1,25 m weniger als 1,5 min Innentränkung). Im vorliegenden Beispiel blieb offensichtlich die üdrliitzüng nicht g,anz ohne Einfluss aui* die Zellstruktur des bciiauinduoifs, da vjasser in denselben bis auf eine etwa 3 cm übarke Schient um den Innenbehälter eingedrungen war. Der Innenbehälter selbst blieb jedoch geschützt und der Schaumstoff stellte in jeder Hinsicht einen ausgezeichnet; au Schutz für den Ul\ Zylinder dar. *·
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BEISPIEL III
Ein Schaumstoffansatz gemäss Beispiel!! wurde in einein yi-Behälter eine Stunde lang "bei 6O0G gehärtet, und sodann im Ofen eine Stunde auf 1200 erhitzt, sodann entfernt, und bis zur Abkühlung stehen gelassen. Der Schaoamstoff war von der gleichen, fehlerfreien Beschaffenheit wie in Beispiel Γ, obwohl dort die Höchsttemperatur nur bei 670° lag. Insbesondere waren keinerlei Sprünge und Sisse festzustellen und der Schaumstoff blieb schrumpfungsfrei.
BEISPIEL IV
Das Beispiel III wurde wiederholt, nur daß an Stelle eines
kapillaraktiven Silikons der Fa. Union Carbide (UCG L-ein solches der Fa. Dow Corning (202) verwandt wurde.
Der bis 6700 erhitzte Schaum zeigte die gleichen günstigen Eigenschaften wie im Beispiel I.
BEISPIEL V
Es wurden wie im Beispiel I vier 4 1 Behälter hergestellt, Jedoch enthielten die ersten beiden Kanister keine Glasfaserabsohnitte, während die anderen beiden 10 % Glasfaser
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enthielten, und einer mit Intumeszierfarbe überzogen war. Zur Temperaturmessung wurden die Kanister mit Thermo.elementen versehen. Sie wurden sodann nach einstiindigem Aushärten bei bO° im Ofen 1 St. von 537° .auf 815° erhitzt, entfernt und stehen gelassen.
Die in der Eigur 1 aufgezeichneten Innentemperaturwerte der Kanister zeigen die Überlegenheit der mit dem eriindungsgemasd hergestellten Schaumstoff überzogenen kanister.. Die Kurven IP und PP zeigen das Verhalten des Schaumstoffs ohne GlasiSaserzusatz. Der Schaumstoff IP zeigt zunächst bei einem Temperaturanstieg auf etwa 400 F (200° G) einen offenen Bruch bei weiterem Temperaturanstieg und sogar leichtem Brand im Innern. Hach Verkohlung trat eine gewisse Isolierwirkung der verkohlten Schicht ein sodaß ein Temperaturabfall eintrat. Mach 30 Min. war jedoch eine durchgängige Verkohlung erreicht und der Kanister nahm Ofentemperatur an.
Bei dem Schaumstoff PP trat kein offener Bruch ein, sondern es entstanden lediglich Risse, sodaß die Kurve ausgeglichener ist und einen alimählichen Temperaturanstieg auf Ofentemperatur zeigt, die aber ebenfalls nach 30 Min. nahezu erreicht ist. .
Die Kanister mit dem erfindungsgemässen Schaumstoff 3i* und 3FA zeigen eine deutliche Verbesserung der Wärmeiso-
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Iation, die durch den Überzug mit Intumeszenzfarbe im Falle 3B1A noch teerbessert wird. Bei Schaumstoffen noch grösserer Dicke zeigt sich eine noch stärkere Verbesserung, die sich insbesondere in einer weiteren Verzögerung des Kurvenanstiegs bemerkbar mächt. (Vgl. das folgende Beispiel)
BEISPIEL VI
Es wurde ein Ansatz im gleichen anteiligen Verhältnis wie im Beispiel It Jedoch in grösserer Menge (95 kg Phenolharz, usf.) hergestellt. Die Mischung wurde absatzweise in den zwischen einem Zylinder und einem Inennbehälter befindlichen Kaum gegossen. Ba Innenbehälter befand sich ein UF^ Zylinder, der an Stelle von UF6 mit Eisensulficfcristallen annähernd gleichen Gewichts (ca. 2,5 t) gefüllt war. Der Innenbehälter war ferner auf Holzklötzen montiert, um auch unter seinem Boden freien Gussraum zu schaffen. Die Schaumdicke betrug etwa 15 cm.
Der Behälter wurde darauf der Fallprüfung sowie bei 925°C der Temperaturprüfung unterzogen (vgl. Beispiel II). Keinerlei Ablösung oder Versetzung des öchaumstoiis oder des -XiF Behälters konnte beobachtet werden. Die Innen ceiap eratür lag unter 93° bzw. unter 120° entlang der Behälterinnenwand. Der .Schaumstoff war bis zu einer Maximaltiel'e von 5 cm
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gleichmässig verkohlt und ohne irgendwelche Risse oder Sprünge, Selbst bei einem derartig grossen Behälter hatte die chargenweise vorgenommene Bescnickung der G-ussform keinerlei Beeinträchtigung der günstigen Eigenschaften zur Folge.
Das folgende Beispiel zeigt die Kältebeständigkeit des erfindungsgemäss hergestellten Schaumstoffs.
BEISPIEL YII
Schaumstoff für einen A- 1 Behälter wurde wie in Beispiel II beschrieben hergestellt.
Ein k'essingzylinder im. Gewicht von 1635 S wurde mit dem Schaumstoff in einer Dicke von 4 cm überzogen , wobei als Aussenbehälter ein 4 1 ivanister diente, der zum schutz von an ihm anöebrachten Kupfer-Koastantan
mxt einem Standrohr versehen wurde.
Der kanister wurde sodann in einen gr.össeren, mit fester Kohlensäure gefüllten Behälter gestellt. Die Temperatur bebrüt ötvva - 1θβ° C. Ein gleicher Versuch auf Kältebeständigkeit wurde mit iuatur- und Kunstkork vorgenoüimen. In der ii'igur 2 sind die zeitabhän6igen (in Min.) Temperaturwerte (in i') dey Measingzjlinders wiedergegeben. Der üchaumytofi ist Mnsicntlich seiner Kältebeständigkeit mit i\aturkoi-k zu vergleichen, und Kußstkork überlegen. Der vVarxaelfeitwert k des 'jchaumstoffs beträgt 0,$2.-Btu/St./0T /ftZ/inch Dicke bei 750F =24°G
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G.

Claims (2)

Patentansprüche
1.. Verfahren zur Herstellung von temperaturbeständigem und stossfestern Schaums torf, bei dem ein phenolharz, ein kapillaraktives Silikon, ein Schaumbildner, und gegebenenfalls Borsäure- und Oxalsäureanhydrid zur Umsetzung gebracht werden,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsmaterial Glasfasern im anteiligen Verhältnis von mindestens 5 und nicht mehr als 18 Gew.fo zugesetzt werden.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern in Abschnitten von 3 - 6,5 ™q Länge und einem Durchmesser unter 20 /U zugesetzt werden.
5. Verfahren gemass Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das prozentuale Gewichtsverhältnis P der Ausgangsstoffe 62 - 72'Phenolharz, 0,5 - 2 kapillaraktives Silikon, 3-10 Schaumbildner und Je 8 - 13 Borsäure- und Oxalsäureanhydrid beträgt. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumbildner aus Trichlortrifluoräthan besteht.
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