DE2530657C2 - Verfahren zur Herstellung eines weichelastischen Schaummaterials - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines weichelastischen SchaummaterialsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines weichelastischen Schaummaterials, bei dem Füll-Stoffteilchen
einem verschäumbaren Grundmaterial beigemischt werden, das Gummilatex, Kunststoffdispersion,
weiche Polyurethanaddukte und/oder PVC-PlastisoIe zusammen mit den erforderlichen Zusätzen enthält, und
bei dem das Gemisch durch Schaumschlagen oder mit Treibmitteln zur gewünschten Dichte geschäumt und
dann fertig behandelt wird.
Bei der heutigen Herstellung von elastischen, weichen Schaummaterialien wird kristallinischer Calcit oder
Dolomit als Füllmittel mit dem Grundmaterial vermischt, welches aus Naturkautschuk-Latex oder Kunstkautschuk-Latex
oder Gemischen davon, Kunststoffdispersionen, weichen Polyurethanaddukten. PVC-Plastisolen
usw. nebst den erforderlichen Zusätzen bestehen kann, wonach das Gemisch durch Schaumschlagen oder mit
Treibmitteln geschäumt wird, bis die erwünschte Dichte erhalten worden ist Die Fertigungskosten können
durch gesteigerte Gehalte an Füllmittel und gesteigertes Schäumen reduziert werden, aber gleichzeitig werden
die Festigkeitseigenschaften des fertigen Erzeugnisses durch diese Maßnahmen beeinträchtigt, die somit durch
die an die Qualität des fertigen Erzeugnisses gestellten Anforderungen begrenzt sind
Seit einigen Jahren sind auf dem Markt kleine, gasgefüllte Hohlkugeln aus Aluminiumsilikat, sogenannte
Mikrosphären, erhältlich, die ein Bestandteil der bei gewissen Kraftwerken mit Kohlenfeuerung anfallenden,
sogenannte Flugasche sind. Diese Mikrosphären haben eine Größe von etwa 200—300 μ mit einer Wanddicke
von zwischen 3 und 5 μ sowie einem Volumengewicht von 03 bis 0,7 g/cm3. Die Mikrosphären sind als gewichtsverringerndes
Mittel in härtbaren Kunststoffmassen, Beton usw. verwendet worden.
So ist z. B. eine entsprechende wärmehärtbare, aufschäumbare Harzmasse bekannt, bei deren Verschäumen
man ein hartes, stoßfestes Erzeugnis mit starrer, glatter Oberfläche erhält, das insbesondere auch als Schiffsbauraterial
verwendbar ist (DE-OS 21 53 326). Weiter ist ein Polyurethanharz mit eingelagerten Mikrohohlkügelchen
bekannt, das als nagelbar und als hart, federnd bezeichnet wird, also nicht weichelastisch ist (DE-OS
16 94 653). Dabei soll die Harzmasse selbst (außer den eingelagerten Mikrohohlkügelchen) nur einen kleinen
Anteil an Hohlräumen enthalten, also nur gering geschäumt sein. Weiter ist es bekannt, Mikrohohlkügelchen
überhaupt nicht in einer Schaummasse, sondern in eine ungeschäumte Harzmatrix einzubetten (GB-PS
11 95 568), was bedeutet, daß der Schaumcharakter des fertigen Erzeugnisses ausschließlich durch die eingelagerten
Hohlkügelchen zustande kommt. Im Gegensatz dazu befaß! sich die Erfindung mit einem weichelastischen
Schaummaterial.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem
verbesserte weichelastische Schaummaterialien hergestellt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Füllstoffteilchen aus der Verbrennung von Kohle stammende Flugascheteilchen in Form von gasgefüllten, hohlen Mikrosphären als Aluminiumsilikat verwendet werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Füllstoffteilchen aus der Verbrennung von Kohle stammende Flugascheteilchen in Form von gasgefüllten, hohlen Mikrosphären als Aluminiumsilikat verwendet werden.
Durch dieses Verfahren wird ein Schaummaterial geschaffen, das günstigere Verhältnisse zwischen Fertigungskosten,
mechanischer Haltbarkeit und geringem Gewicht als bei vorbekannten Schaummaterialien aufweist.
Ein weiteres Verdienst der Erfindung besteht darin, erkannt zu haben, daß man die verwendeten Mikrohohlkügelchen
sehr einfach und billig aus der bei Kohleverbrennung entstehenden Flugasche, also aus Abfallmaterial,
erhalten kann.
Durch Einmischen von Mikrosphären in das Grundmaterial und das darauffolgende Schäumen dieses Materials
erhält man nach Endbehandlung ein Schaummaterial mit zwei Typen von gasgefüllten Zellen, und zwar teils
gasgefüllten, armierten Hohlzellen, und teils gasgefüllten, unarmierten Hohlzellen. Der gasförmige Inhalt der
unarmierten Zellen trägt dabei wesentlich zur Eindruckcharakteristik des Materials bei. Durch die hohe Verdichtbarkeit
des Gases erhöhen die Gas- oder Luftzellen die Elastizität und Weichheit des Schaums, Eigenschaften
die in vielen Fällen wünschenswert sind. Die armierten Zellen bilden dagegen einen stumpfen Verband mit
der umgebenden Kunststoff- oder Elastmasse und bestimmten im wesentlichen die Festigkeitseigenschaften des
Materials. Das neue Material ist bedeutend leichter als die bekannten Materialien entsprechender Art und hat
bessere Festigkeitseigenschaften, insbesondere eine höhere Festigkeit gegen Aufblätterung.
Die Erfindung ist im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben, die sich teils auf die
Herstellung eines Latexgemisches gemäß sowohl dem bisherigen als auch dem neuen Verfahren und teils auf die
Herstellung von PVC-Plastisolen zum mechanischen Schäumen gemäß sowohl dem bisherigen als auch dem
neuen Verfahren beziehen.
| 100 | 100 |
| 55 | 55 |
| 115 | 115 |
| 135 | — |
| 100 | |
| 405 | 370 |
| 380 | 230 |
Die Herstellung eines Latexgemisches gemäß dem bisherigen Verfahren (Rezept A) und dem neuen Verfahren
(Rezept B).
Beispiel eines Latex-Gemisches
Rezept A Rezept B
Kunstkautschuk-Lalex (65% Trockengehalt) 100 100
Vulkanisierpaste (40% Trockengehalt) Naturkautschuk-Latex (60% Trockengehalt)
Kristallinisches Füllmittel Keramische Mikrosphären
Geschäumt zu g/l
Das Gemisch wird kontinuierlich in eine Schaumschlagmaschine eingebracht und mechanisch verrührt Das
Rezept B, welches Sphären einer Dichte von 0,6 g/cm3 enthält, ergibt nach Verrühren mit derselben Luftmenge
wie im Rezept A ?inen Schaum, der um etwa 150 g leichter pro Liter ist
Der Schaum wird dann zu einer Besehichtungsmaschine geleitet, wo er mit Hilfe einer Walze oder Rakel einer
Bahn, beipielsweise einer Textilmatte, aufgetragen wird. Die den Schaum tragende Bahn wird zur Vulkanisation
durch öfen mit einer Temperatur von etwa 150° C geleitet
Versuche haben gezeigt, daß das in dieser Weise hergestellte Schaummaterial weit bessere mechanische
Eigenschaften aufweist, z. B. eine höhere Festigkeit gegen Aufblätterung.
Die Menge zugesetzter Mikrosphären kann wechseln und beträgt maximal etwa 60 Gew.-%.
Die Herstellung von PVC-Plastisolen zum mechanischen Schäumen gemäß dem bisherigen Verfahren (Rezept
A) und dem neuen Verfahren (Rezept B).
Beispiel von PVC-PIasiisolen zum mechanischen Schäumen
Rezept A Rezept B
Weichmacher Stabilisator Schaumemulgator Kristallinisches Füllmittel, z. B. Calcit
Keramische Mikrosphären
Geschäumt zu g/l
Das Plastisol wird kontinuierlich in eine Schaumschlagmaschine eingebracht, in der die PVC-Paste infolge der
im Gemisch vorhandenen Schaumemulgatoren verrührt werden kann. Diese Schaumemulgatoren können vom
Seifen- oder Silikontyp sein.
Je nach dem Aufbau des Gemisches und der Menge zugeführter Luft ist ein leichterer oder schwerer Schaum
erhältlich. Das Rezept A enthält ein normales, kristallinisches Füllmittel (Dichte etwa 2,6 g/cm3), während das
Rezept B Mikrosphären enthält. Infolge der niedrigeren Dichte der Mikrosphären (etwa 0,6 g/cm3) ergibt das
Rezept B nach Verrühren mit derselben Luftmenge wie im Rezept A einen Schaum, der um etwa 75 g/l leichter
ist als der Calcit enthaltende Schaum gemäß dem Rezept A.
Die mechanische Festigkeit eines Schaums ist u. a. vom Volumengewicht und dem Volumen des verwendeten
Füllmittels abhängig. Obgleich das Füllvolumen des Mikrosphären enthaltenden Schaums höher ist, hat dieser
Schaum eine doppelt so hohe Festigkeit gegen Aufblätterung als ein Schaum, der Calcit als Füllmittel enthält
Dank der Einmischung von Mikrosphären erhält man somit einen Schaum mit überlegenen mechanischen
Eigenschaften.
Die Menge zugesetzter Mikrosphären kann wechseln und beträgt in diesem Falle maximal etwa 50%,
berechnet auf das Gesamtgewicht des Gemisches.
| 100 | 100 |
| 60 | 60 |
| 2 | 2 |
| 4 | 4 |
| 20 | |
| — | 20 |
| Ϊ86 | 186 |
| 500 | 425 |
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung eines weichelastischen Schaummaterials, bei dem FOllstoffteilchen einem verschäumbaren Grundmaterial beigemischt werden, das Gummilatex, Kunststoffdispersion, weiche PoIyurethanaddukte und/oder PVC-PlastisoIe zusammen mit den erforderlichen Zusätzen enthält, und bei dem das Gemisch durch Schaumschlagen oder mit Treibmitteln zur gewünschten Dichte geschäumt und dann fertig behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoffteilchen aus der Verbrennung von Kohle stammende Flugascheteilchen in Form von gasgefüllten, hohlen Mikrosphären aus Aluminiumsilikat verwendet werden.
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