DE2811347A1

DE2811347A1 - Neues zusammengesetztes produkt auf grundlage von schaum und formo-phenolischem leicht gemachtem harz und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2811347A1
Application number: DE19782811347
Authority: DE
Inventors: Clovis Parisot
Original assignee: CHARBONNAGES SICCA
Current assignee: CHARBONNAGES SICCA
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1978-09-21
Also published as: ES467991A1; PT67766A; IT1111452B; DK121378A; GR63108B; CA1109598A; FR2401191B1; IT7867605A0; NO780972L; ZA781584B; JPS53115775A; BE865001A; OA05912A; FR2401191A1; LU79248A1; BR7801659A; GB1601013A; SE7803037L; EG13152A; NL7802855A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues zusammengesetztes Produkt, enthaltend ein Schaumprodukt_s vorzugsweise Kugeln aus Zellpolystyrol_s und ein leicht gemachtes formo-phenolisches Harz (resine formo-phenoliaue alleged) sowie das Verfahren zur Herstellung des Produktes.

Es ist bereits ein Verfahren beschriebe^ um Platten oder andere Formgegenstände zu erhalten, indem man Körner oder Perlen, die porig gemacht werden können₉ in einem thermoplastischen Harz formt; beim Formen werden die eventuell vorerhitzten Körner bei einer ausreichenden Temperatur gehalten, um zu schäumen und sich miteinander zu verkleben, so daß ein einheitlicher einziger Gegenstnnd gebildet wird.

Vor vielen Jahren ist auch schon ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern beschrieben worden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Teilchen aus geschäumten oder schäumbarem Polystyrol mittels eines Klebestoffs oder Binders verbindet. Vor mehr als 10 Jahren hat man als Klebstoff oder Binder vorgeschlagen_s hitzehärtbare Harze zu verwenden_s wie "Harnstoff - Melamin = Phenol - Formaldehyd Harze oder Cresol - Resorcinformaldehyd-Harze".

Jedoch zeigten die durch diese Verfahren erhaltenen Produkte nicht gleichzeitig die mechanischen und isolierenden Eigenschaften j die für zahlreiche Anwendungen wünschenswert sind.

Es wurde jetzt ein neues zusammengesetztes Produkt gefunden^ das im Vergleich mit den bekannten Produkten desselben Typs eine Kombination bemerkenswerter Eigenschaften aufweist.

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Dieses Produkt ist dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Schaum in Form von Ausgangsteilchen besteht, die untereinander durch ein leicht gemachtes formo-phenolisches Harz verbunden sind.

Die Teilchen aus Schäumen (oder aus leicht gemachtem Materialien), die gemäß der Erfindung verwendbar sind, sind Kugeln aus geschäumtem Polystyrol oder Kugeln aus formo-phenolisehern Schaum oder porös gemachte Glaskugeln oder Leiehtton oder Kugeln aus porös gemachtem Gestein (beispielsweise des Typs "Perlit"). Vorzugsweise verwendet man Kugeln aus leicht gemachtem Polystyrol, Kugeln, die im wesentlichen sphärische Form und einen Durchmesser zwischen etwa 0,8 und 10 mm haben.

Es ist möglich, Teilchen von Schäumen verschiedener Typen (Mischung von Polystyrol und Kugeln aus porös gemachtem Glas) zu verwenden, und für die Kontrolle der Eigenschaften des Endprodukts ist es vorteilhaft, Mischungen von Teilchen verschiedener Abmessungen (mittlerer Durchmesser) zu verwenden.

Die Verwendung von Kugeln verschiedener Abmessungen erlaubt die natürlichen Hohlräume (vor Verwendung des Harzes) zwischen den Kugeln so weit wie möglich zu verringern. Man kennt in der Betonindustrie eine sogenannte "de valette" Methode, die eine Auswahl passender Kornabmessungen erlaubt, die Menge hydraulisches Bindemittel, die man verwenden muß, um mittels dieser Körner einen geschlossenen Beton zu erhalten, möglichst gering zu machen. Erfindungsgemäß verwendet man beispielsweise ein Gemisch aus einem Volumteil von Kugeln aus porösem Polystyrol von einem mittleren Durchmesser von β vm alt 0„4 '/olumteilchen von Kugeln aus porösem Polystyrol von eines mittleren Durchmesser von etwa 0,8 mm.

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Man bezeichnet als leicht gemachtes formo°phenolisches Harz ein formo-phenolisches Harz mit einem Füllgewicht (densite* apparente) von 50 kg pro m-⁵ bis 500 kg pro m „ Es wird im allgemeinen durch begrenzte Expansion eines wenig viskosen Resols, das ein Treibmittel, wie beispielsweise Freon, enthält, erhalten. Dieses Resol enthält auch vorteilhafterweise ein oberflächenaktives Mittel, das erlaubt, in dem expandierten_s leicht gemachten Harz geschlossene Zellen zu erhalten. Ganz offensichtlich enthält das Resol auch einen sauren Härter (Katalysator), der die Polykondensationsreaktion des Resols zu dem leicht gemachten Harz gewährleistet.

Das leicht gemachte Harz füllt alle Hohlräume zwischen den Schaumteilchen.

Vorzugsweise sind in dem Produkt gemäß der Erfindung die Schaumteilchen in Berührung oder dicht beieinander. In der Praxis beträgt das Volumen des Endmaterials 5 bis 25 % mehr als das verdichtete Füllvolumen (volume apparent foisonne*) der Schaumteilchen.

Wenn beispielsweise das fertige Formstück ein Volumen von 1 Liter haben soll, verwendet man im wesentlichen 1 Liter (verdichtetes Schuttvolumen) von Kugeln aus geschäumtem Polystyrol von einem mittleren Durchmesser von 6 mm und zum Füllen der Hohlräume zwischen diesen Kugeln O₅2 bis 0,4 Liter Kugeln aus geschäumtem Polystyrol mit einem mittleren Durchmesser von 0,8 mm und eine ausreichende Menge formo-phenolisches Harz_$damit nach Schäumen dieses Harzes die gesamten, zwischen den Kugeln aus Polystyrol verbliebenen Hohlräume mit einem leicht gemachten Harz einer Dichte zwischen 50 und 500 g/l gefüllt werden.

Es ist möglich, Produkte von in gewissen Grenzen vereitelter Schüttdichte zu erhalten, indem man:

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- entweder die Dichte des leicht gemachten Harzes variiert, ohne die Menge und die Granulometrie der Kugeln zu verändern

- oder die Dichte des modifizierten Harzes konstant hält, und die Granulometrie der Kugeln und die Menge der verwendeten Kugeln (indem man die Menge kleiner Kugeln In Bezug auf die großen modifiziert) variiert.

Die Produkte gemäß der Erfindung haben bemerkenswerte Eigenschaften, Feuerbeständigkeit, mechanische Widerstandsfähigkeit im Hinblick auf ihre Dichte und elektrische Isolation (diese liegt häufig unter 0,035 kcal/m/h°C). Sie liegen in Form von Blöcken vor, in welchen es keine untereinander in Verbindung stehenden Hohlräume gibt, wodurch jegliche Wasserabsorption durch diese Produkte vermieden wird und das Abformen von Harzen, gefüllt oder nicht, auf allen Flächen des Produkts ohne Eindringen dieser Harze in das Innere der Produkte ermöglicht wird.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen neuen Produkte. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine gegebene Menge emulgiertes Resol, das die erforderlichen Ingredienzien (Härter, Porenbildner, oberflächenaktives Mittel) enthält, in ein Bett von Schaumteilchen, die man zuvor in eine Form gebracht hat, einspritzt, dann die Temperatur der Form erhöht, so daß das Schäumen und die Polykondensation des formo-phenolischen Resols erfolgt, bis die Form gefüllt ist, ohne eine Temperatur zu erreichen, die ein eventuelles Weichwerden der Schaumteilchen hervorrufen würde.

Es wird bemerkt, daß die Kugeln aus Schaumteilchen niemals während der Herstellung des Produkts einem Druck unterworfen sind, außer enventuell während des Einbringens der Teilchen

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in die Form, wobei dieser Druck (gering) dann verwendet wird, um die Teilchen aufzulockern (dl£Oisonner)_o

Obgleich man nicht umhüllte Schaumteilehen verwenden kann₀ besteht das bevorzugte Verfahren der Erfindung darin₀ di© Vorumhüllung der Teilchen mit Hilfe einer Harzemulsion zu bewirken und die vorumhüllten Teilchen in die Form einzubringen, um das Schäumen des Harzes zu bewirken,,

Die Erwärmung des formo-phenolisehen Harzes zur Durch= führung des Schäumens und der Vernetzung des formo= phenolischen Harzes kann durch jedes bekannte Mittel bewirkt werden. Man bemerkt jedoch_s daß es aufgrund der ι Tatsache, daß anfangs die Schaumteilchen (umhüllt oder nicht) die gesamte Form ausfüllen» möglich und sogar sehr vorteilhaft ist, dieses Eritfärmen mit Hilfe eines hoch= frequenten Stromes durchzuführen.

Man konnte bei Durchführung der Erfindung feststellen_s daß die erhaltenen Produkte_s sogar in bemerkenswerter Dicke_s eine sehr große Homogenität aufwiesen» Man versteht darunter,, daß die Schaumteilchen nicht nur vollkommen und regelmäßig in dem gesamten Formvolumen verteilt sind_a sondern daß auch die Zellen des leicht gemachten formo-phenolisehen Haraes völlig regelmäßig sind ο Dieses letzte Phänomen beruht wahr= scheinlich auf der Tatsache_B daß das leicht gemacht© Harz niemals in bemerkenswerter Dicke vorliegt <>

Offensichtlich erlaubt die Erfindung die Erstellung von geformten Teilen von sehr unterschiedlichen Formen,, die aus Produkten gemäß der Erfindung bestehen« Wenn man ins= besondere Matten oder Gewebe aus Glas in das Innere oder auf die Oberfläche der Form gebracht hat„ imprägniert das formo= phenolische Harz (dann in etwas größeren Mengen als vorher beschrieben verwendet) die Matten oder Gewebe und man erhält direkt ein Verbundmaterial mit Interessanten Eigenschaften»

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Man kann auch Teile herstellen, die Verstärkungselemente oder Einfügungen unterschiedlicher Natur enthalten, die im Innern oder vorzugsweise in der Oberfläche der Teile in Produkten gemäß der Erfindung angeordnet sind. Man kann auch auf der Oberfläche der Produkte gemäß der Erfindung Dekorationselemente vorsehen.

Man hat auch und in sehr vorteilhafterweise leicht gemachte Teile herstellen können, indem man im Innern der Teile gemäß der Erfindung poröse Füllungen, starre oder biegsame, vorgesehen hat, die selbst mit Hilfe von Schaumteilchen (beispielsweise Füllungen, die durch Agglomeration von Perlen aus geschäumtem Polystyrol hergestellt waren) hergestellt waren. Wenn man einen geringen Überschuß an formo-phenolischem Harz verwendet, dringt das letzte aufgrund seiner Expansion in die Hohlräume der porösen Füllungen ein, indem es ein komplex zusammengesetztes Material bildet, das sehr interessante Eigenschaften hat.

Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele erläutern die Erfindung näher.

Beispiel 1

Man füllt eine Form mit einem inneren Volumen von 1000 Liter (Abmessungen 2m5O χ 4m χ 0,10m) mit Hilfe von "Venturis" mit einem Gemisch von 1000 Liter Kugeln aus geschäumtem Polystyrol (Dichte 12 kg im m') mit einem mittleren Durchmesser von 6 mm und 400 Liter Kugeln aus geschäumten Polystyrol (Dichte 20 kg im m^) mit einem mittleren Durchmesser von 0,6 mm. Man spritzt etwa 40 kg emulgiertes formo-phenolisches Harz, das aus 30 kg Resol, 3 kg Härter (sauer), 7 kg porenbildendes Mittel (Freon) und 30 g oberflächenaktives Mittel gebildet ist, ein. Das Ganze wird während etwa 1 Stunde auf 45°c erwärmt. Die erhaltene aus der Form genommene Tafel wird im Trockenofen während etwa 2 Stunden bei 70⁰C gehärtet.

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Beispiel 2 bis 6

Die in diesen Beispielen angewandte Technik ist die Vorumhüllung genannte_s welche in einem einleitenden Arbeitsgang zum Umhüllen der Kugeln aus geschäumtem Polystyrol (Dichte 12 kg/m^) mit einer gewissen Menge formo-phenolisches Harz besteht, das in Form einer Emulsion vorliegt und ein Treibmittel (beispielsweise 20 bis 30 Gew# Preon_s gerechnet auf das Harz)", ein oberflächenaktives Mittel (beispielsweise verwendet im Verhältnis von 1 bis 3 Gew$_s gerechnet auf das Harz) und einen sauren Katalysator (beispielsweise 2 bis 10 Gew%_s gerechnet auf das Harz) enthält_s dann bringt man in einem zweiten Arbeitsgang diese vorumhüllten Kugeln in eine Form_s schließt die Form und erwärmt das in der Form befindliche Material mittels Hochfrequenz (27 kHz durch die Tafeln geschickt)« Die Dauer der Erwärmung ist beträchtlich kürzer als mit der klassischen Technik,, da diese Dauer von der Größenordnung eine Minute ist.

Indem man die Mengen der Kugeln und des Harzes variierte _s hat man Tafeln mit den folgenden Eigenschaften erhalten;

ystyrolkugeln	formo- phenolisches Harz	Kompressions widerstand (kg/cm2)	Isolations koeffizient (kcal/m/m2/h/oc
m3 von 6 mm Durchmesser m3 von 0,8 bis 2 mm Durchmesser	20 kg	1,66	O₉O296
m3 von 6 mm Durchmesser m3 von 0,8 bis 2 mm Durchmesser	30 kg	2_s4l	O_sO292
m3 von 6 mm Durchmesser m3 von 0,8 bis 2 mm Durchmesser	80 kg	2_s6l	O_sO32
m3 von 6 mm Durchmesser	40 kg	2,49	0,0282
m3 von 0,8 bis 2 mm Durchmesser	40 kg	3_a7O	O_sO36O

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Beispiel 7

Man hat eine zusammengesetzte Tafel hergestellt, die auf ihren beiden Flächen eine Glasmatte und in der Mitte ein Material gemäß der Erfindung enthält. Man legt ganz

ρ zuerst eine erste Glasmatte (Matte von 300 g/m und einer Dicke von etwa 0,7 mm) auf den Boden der Form, dann bringt man auf diese Matte gemäß der Erfindung die normale Menge Polystyrolkugeln, die mit Hilfe einer Emulsion von formophenolischem Harz (wie es in dem Beispiel 2 beschrieben ist) vorumhüllt sind, und man fügt eine weitere Menge Emulsion von formo-phenolisehern Harz hinzu, die etwa gleich 1,2 kg Harz pro Quadratmeter der herzustellenden Tafel ist, man legt auf die obere Fläche der Kugeln eine zweite Glasmatte, die mit der ersten identisch ist, schließt die Form und man unterwirft das Ganze einer Erwärmung (beispielsweise bis auf 4O-5O°C), um das formo-phenolisehe Harz zu verschäumen und zu vernetzen.

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Claims

UNSEREAKTE: 2279/IO SOCIETE INDUSTRIELLE ET COMMERCIALE DES CHARBONNAGES - SICCA 6 rue de Teheran, F-75OO8 Paris (Frankreich) Neues zusammengesetztes Produkt auf Grundlage von Schaum und formo-phenolischem leicht gemachtem Harz und Verfahren zu seiner Herstellung, Patentansprüche :

1. Neues zusammengesetztes Produkt, dadurch gekennzeichnet, daß es aus ochaumteilchen besteht_s deren Volumen 75 bis 95 % des Schüttvolumens der Teilchen beträgt und zwischen diesen Teilchen ein leicht gemachtes formo-phenolisches Harz einer Dichte zwischen 50 und 500 g/l aufweist.

2. Produkt nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Schaurnteilchen Kugeln aus geschäumtem Polystyrol sind.

3. Produkt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Kugeln mit wenigstens zwei unterschiedlichen Granulometrien· verwendet„

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4. Neues Produkt mit mindestens einer Schicht eines Produktes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es auch Verstärkungselemente oder Einlagen oder Leichtelemente besitzt, die an das Produkt nach Anspruch 1 durch das leicht gemachte formo-phenolische Harz gebunden sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Produktes, das aus Schaumteilchen besteht, deren Volumen 75 bis 95 % des verschiedenen Volumens der Teilchen beträgt und zwischen den Teilchen ein leicht gemachtes formophenolisches Harz einer Dichte zwischen 50 und 500 g/l vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Form mit den Teilchen und einer passenden Menge des Harzes füllt, das ein Schaummittel und einen sauren Katalysator enthält, und daß man das Ganze auf eine ausreichende Temperatur erwärmt, um das Schäumen und die Vernetzung des Harzes hervorzurufen, aber die unterhalb der Erweichungstemperatur der Teilchen liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das formo-phenolische Harz ein Emulgiermittel enthält und in Form einer Emulsion verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen und das Harz in Form von mit einer Harzemulsion umhüllten Teilchen in die Form gebracht werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen des Materials in der Form durch Hochfrequenz bewirkt wird.

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