CH427237A - Verfahren zur Herstellung kombinierter Schaumstoffe - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung kombinierter Schaumstoffe
Gegenstand des Patents Nr. 398 007 ist ein Verfahren zur Herstellung kombinierter Schaumstoffe, bei dem man in die Zwischenräume zwischen Teilchen aus porösem Kunststoff einen härtbaren, aber noch fliessfähigen Kunststoffschaum einbringt und diesen erstarren lässt.



   Nach diesem Verfahren lassen sich wertvolle kombinierte Schaumstoffe herstellen, welche die Vorzüge von Kunststoffschäumen, wie sie durch Verschäumen feinteiliger expandierbarer Thermoplasten erhalten werden, mit solchen Kunststoffschäumen vereinigen, die man durch Verschäumen flüssiger härtbarer Kunststoffe erhält. So ist es z. B. nach diesem Verfahren möglich, kombinierte Schaumstoffe aus Teilchen von verschäumtem Polystyrol und Schaumstoffen auf der Grundlage von Harnstoffharzen herzustellen.



   Es wurde nun gefunden, dass man kombinierte Schaumstoffe auf besonders einfache Weise erhält, wenn man in die Räume zwischen den Teilchen aus porösem Kunststoff einen flüssigen, verschäumbaren und härtbaren Kunststoff einbringt, aufschäumt und härtet.



   Die Arbeitsweise nach dem Verfahren der Erfindung bringt eine Reihe von Vorteilen. So benötigt man z. B. keine besondere Apparatur zur Herstellung des härtbaren Kunststoffschaumes, was den apparativen Aufwand wesentlich vereinfacht. Mischt man z. B. nach dem Verfahren des Patents Nr. 389 070 den härtbaren Kunststoffschaum mit porösen Kunststoffteilchen in einer Förder- und Mischschnecke, so verringert sich der Aufschäumungsgrad des härtbaren Kunststoffschaums während des Mischvorganges, und zwar um so mehr, je mehr poröse Kunststoffteilchen im kombinierten Schaumstoff vorhanden sind. Bei dem Mischungsvorgang wird vermutlich infolge der Gegeneinanderbewegung der porösen Kunststoffteilchen ein Teil des ursprünglich vorhandenen härtbaren Kunststoffschaums zerstört.

   Beim Verfahren der Erfindung wirkt die Gegeneinanderbewegung der porösen Kunststoffteilchen fördernd auf das Aufschäumen des verschäumbaren und härtbaren Kunststoffs, so dass beim Mischen der porösen Teilchen mit dem verschäumbaren Kunststoff der Aufschäumungsgrad des verschäumbaren Kunststoffs umso grösser ist, je mehr Anteile an porösen Teilchen das Gemisch enthält.



   Für das erfindungsgemässe Verfahren eignen sich poröse Teilchen aus Kunststoffen, wie z. B. Polyvinylchlorid, Polyäthylen und Polymethacrylsäureester Besonders vorteilhaft verwendet man poröse Teilchen, die aus Polystyrol oder aus Mischpolymerisaten des Styrols mit anderen polymerisierbaren Verbindungen, wie Acrylnitril, bestehen. Sie sind in üblicher Weise erhältlich, z. B. durch Erhitzen von Kunststoffteilchen, die ein Treibmittel enthalten, auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes des Treibmittels und des Erweichungspunkts des Kunststoffs unter Bedingungen, unter denen die Teilchen sich nicht verbinden.



   Von den verschäumbaren und härtbaren Kunststoffen eignen sich vor allem Harnstoff-, Phenolund Melamin-Formaldehyd-Kondens ationsprodukte; aber auch verschäumbare Epoxydharze und Mischungen aus Polyisocyanaten, organischen Polyolen und Wasser, welche Polyurethanschäume bilden, sind verwendbar. Diese verschäumbaren Kunststoffe werden in üblicher Weise hergestellt, Die Harnstoff-, Phenolund Melamin-Formaldehyd-Kondens ationsprodukte  werden vorteilhaft in Form ihrer wässrigen Lösung verwendet.



   Als Härter verwendet man die hierfür gebräuchlichen Stoffe, z. B. für Harnstoffharze, Säuren oder in wässriger Lösung unter der Einwirkung von Formaldehyd säurebildende Stoffe, wie Ammoniumchlorid, für Phenolharze z. B. Paraformaldehyd. Als Härter für Epoxydharze kommen z. B. Amine oder Säuren in Frage. Das Einbringen des verschäumbaren und härtbaren Kunststoffs in die Räume zwischen die porösen Kunststoffteile kann durch einfaches Mischen erfolgen. Es ist vorteilhaft, den härtbaren Kunststoff in ein Mischgefäss, das die porösen Kunststoffteilchen enthält, unter Druck einzubringen. Die verschäumbaren und härtbaren Kunststoffe können im Gemisch mit dem Härter oder getrennt in das Mischgefäss eingebracht werden.



   Das Aufschäumen der verschäumbaren und härtbaren Kunststoffe erfolgt. z. B. bei den Harnstoff-, Phenol- und Melamin-Formaldehyd-Kondens ationsprodukten durch mechanisches Einbringen von Gasen, wie Luft oder Kohlensäure. Auch kann das Aufschäumen dadurch erfolgen, dass während des Härtens des verschäumbaren Kunststoffs Gase abgespalten werden.



   Die Herstellung der kombinierten Schaumstoffe wird besonders vorteilhaft in einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung vorgenommen, die aus einem Förder- und Mischraum und einer Schnecke besteht. Man bringt zunächst in die Mischvorrichtung die porösen Kunststoffteilchen ein und befördert sie dann mittels der Schnecke zu dem Ort, an dem der verschäumbare, härtbare Kunststoff eingebracht wird. Das Aufschäumen des verschäumbaren und härtbaren Kunststoffs erfolgt, indem während der Vorwärtsbewegung der Schnecke und durch die Gegeneinanderbewegung der porösen Kunststoffteilchen, die zwischen den Teilchen befindliche Luft sich in Form feiner Bläschen in dem härtbaren Kunststoffharz verteilt, so dass sich ein Schaum von feiner Zell struktur ausbildet.

   Bei dieser Arbeitsweise ist es erforderlich, den entstehenden kombinierten Schaumstoff aus der kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung zu entnehmen, solange er noch fliessfähig ist. Der kombinierte, noch nicht ausge  härtete    Schaumstoff kann leicht - z. B. unter Druck durch Schläuche oder Rohre transportiert werden.



   Mitunter ist es vorteilhaft, derart zu arbeiten, dass man in einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung zunächst eine Mischung aus porösen Kunststoffteilchen und dem aufschäumbaren und härtbaren Kunststoff herstellt, diese Mischung an den Verwendungsort transportiert und dort den verschäumbaren Kunststoff aufschäumen lässt. So ist es z. B. möglich, kombinierte Schaumstoffe aus Polystyrolschaumstoffteilchen und Polyurethanschaum derart herzustellen, dass man zunächst die Polystyrolschaumstoffteilchen mit Polyisocyanat, Polyolen und Wasser mischt, die Mischung an den Verwendungsort befördert und dort aufschäumen lässt.

   Als vorteilhaft hat sich ebenso erwiesen, zunächst die porösen Kunststoffteilchen mit geschäumtem Kunststoff zu mischen und danach eine weitere Menge verschäumbaren Kunststoff zuzusetzen, diese Mischung in Hohlräume einzubringen und dort den verschäumbaren Kunststoff aufschäumen zu lassen.



   Auch ist es möglich, das Verfahren diskontinuierlich durchzuführen. So kann man z. B. in ein Gefäss, das poröse Kunststoffteilchen in fester Schüttung enthält, den verschäumbaren und härtbaren Kunststoff einbringen und gleichzeitig Luft einblasen, so dass sich der Kunststoff verteilt und aufschäumt.



   Nach dem Verfahren der Erfindung lassen sich kombinierte Schaumstoffe herstellen, deren Gehalt an porösen Teilchen beispielsweise zwischen 30 und 70 Volumprozent liegt. Durch Variieren des Anteils an porösen Kunststoffteilchen lassen sich die Eigenschaften des kombinierten Schaumstoffs hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit und Festigkeit variieren.



   Beispiel
Eine Vorrichtung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, enthält eine Förder- und Mischschnecke 1.



  Die Schnecke hat eine Länge von 1020 mm und einen Durchmesser von 100 mm. Der Gangabstand beträgt 60 mm. Am anderen Ende der Mischvorrichtung werden durch den Stutzen 2 kugelförmige Teilchen aus Schaumpolystyrol der Dichte 17 g/l und mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 4 bis 5 mm in die Vorrichtung eingebracht. Durch die Drehbewegung der Schnecke werden die Teilchen in Richtung der Austragsvorrichtung 5 befördert.



  Durch den Stutzen 3 wird als Schaummittel eine wässrige Lösung von   diisopropylnaphthalinsulfon-    saurem Natrium, das Phosphorsäure als Härter enthält, und durch den Stutzen 4 eine wässrige Lösung eines Harnstoffharzes in die Mischvorrichtung eingebracht. Durch die Vorwärtsbewegung der Schnecke und die Gegeneinanderbewegung der porösen Polystyrolschaumstoffteilchen wird Luft derart in die Harnstofflösung eingebracht, dass sich ein feinzelliger Schaum bildet, der die Räume zwischen den Polystyrolteilchen ausfüllt. Der entstandene kombinierte Schaumstoff wird am rückwärtigen Ende der Mischschnecke 1 von einem ringförmig um die Austragsvorrichtung 5 geleiteten Luftstrom erfasst und durch einen Kunststoffschlauch 6 in Formen gefördert, wo der kombinierte Schaumstoff erstarrt.

   Die wässrige Harnstoffharzlösung enthält 30 Gewichtsprozent eines Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukts vom Molverhältnis Harnstoff zu Formaldehyd   1:1,8.   



   Die Schaummittellösung enthält 19 %   diisopropyl-    naphthalinsulfosaures Natrium und   10%    Phosphorsäure. Von dem Harnstoffharz wurden pro Minute 2 Liter und von der Schaummittellösung 1,7 Liter in die Vorrichtung eingebracht. Pro Minute wurden jeweils 40, 60, 90 und 120 Liter an Schaumpolystyrolteilchen der Mischvorrichtung zugegeben. Die nachfolgende Tabelle zeigt den   Aufschäumungsgrad     des eingebrachten Harnstoffharzes in Abhängigkeit von der Menge der zugegebenen Schaumpolystyrolteilchen.   

Claims (1)

1. Tabelle Anteil poröser Kunststoff- Aufschäumungsgrad des teilchen Harnstoffharzes 40 1/min 1 0,7fach 60 1/min 11,7fach 90 1/min 13,lfach 120 1/min 15,0fach PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung kombinierter Schaumstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass man in die Zwischenräume zwischen den Teilchen aus porösem Kunststoff einen flüssigen, verschäumbaren und härtbaren Kunststoff einbringt, diesen aufschäumt und härtet.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man kontinuierlich in einer Mischvorrichtung mit Förder- und Mischraum mit einer Schnecke arbeitet, indem man in den Förder- und Mischraum an einem Ende die Teilchen aus porösem Kunststoff einbringt, sie dann bis zu dem Ort fördert, an dem der verschäumbare und härtbare Kunststoff eingebracht wird, den verschäumbaren und härtbaren Kunststoff einbringt, aufschäumt und den noch fliessfähigen kombinierten Schaumstoff aus der Mischvorrichtung austrägt und nachher härtet.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch aus porösen Kunststoffteilchen und den nicht aufgeschäumten, verschäumbaren und härtbaren Kunststoff an den Verwendungsort befördert und dort den verschäumbaren und härtbaren Kunststoff aufschäumt und härtet.