DE2348476A1

DE2348476A1 - Hartschaeume aus kunstharzsystemen und verschiedenen fuellmitteln sowie verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2348476A1
Application number: DE19732348476
Authority: DE
Inventors: Benatragt Nichtnennung
Original assignee: Melamina Ultra S A Ind Quimica; Coordenacao dos Programas de Pos Graduacao de Engenharia da UFRJ
Current assignee: Melamina Ultra S A Ind Quimica; Coordenacao dos Programas de Pos Graduacao de Engenharia da UFRJ
Priority date: 1973-10-22
Filing date: 1973-09-26
Publication date: 1975-04-03
Also published as: GB1443024A; FR2272120B1; FR2272120A1; NL7313676A

Description

Patenfanwalf Karl A. Brose

Dip!.-i*ng.

D-8023 München - p_u|f_ach WiiB«slr. 2,T. Mdlfl. 7« 3 05 70,793 f 712

1/au München-Pullach, 26. September 1973

MELAMINA ULTRA 3/A. - Industria Quimica, Rua dos Algibebes, 6 - sala 304 - Caixa Postal, 1616, Salvador, Brasilien und COORDENACAO DOS PROCtRAMAS DE POS-GRADUACAO DE ENGEiJHARIA DA UNIVF.RRIDA.DE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO J- COPPE/UFRJ, Centro de Tecnologia, Bloco G Ilha do Fundao - Caixa Postal 1191, ZC-OO Rio de Janeiro, Guanabara, Brasilien

Hartschäume aus Kunstharzsystemen und verschiedenen Füllmitteln sowie Verfahren zu deren Herstellung.

Die Erfindung betrifft Hartschäume aus Kunstharzsystemen und verschiedenen Füllmitteln sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Die Erfindung ist auf die Herstellung von als Feststoffe vorliegenden Materialien verschiedener Dichten gerichtet und zwar auf der Basis von Melamin-Harzschäumen und verschiedenen anorganischen Füllmitteln, die schwer brennbar sind und die nach Zugabe zu dem aus dem MelaminmonQmer bestehenden Schaum und nach Aushärten desselben zu Malerialien führen, welche im weitesten Maße in der Bauindustrie in Form von Trennwandungen, abgehängten Decken und Auskleidungen, als Ziegelwerk zum Errichten von Innen- und Aussenwandungen, als Kellerbeschichtung und Abdeckungen sowie ferner zur Herstellung dekorativer Überzüge und Abdeckungen verwendet werden können, da sie neben ei-

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ner vergleichsweise hohen mechanischen Festigkeit ausgezeichne-· te akustische und thermische Isolationseigenschaften aufweisen.

Die zur Zeit auf dem Markt erhältlichen Erzeugnisse zum Erreichen der oben erwähnten Zecke v/eisen verschiedene Nachteile auf, wobei einer der größten Nachteile die Brennbarkeit derartiger Erzeugnisse ist. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Erzeugnisse, die zwar unter der Wirkung einer direkten Flamme einer !Carbonisierung unterzogen werden, sind selbstlöschend, d.h. die Verbrennungsreaktion wird unmittelbar abgebrochen, wenn die direkte Flamme vnn dem Material entfernt wird. Ferner besitzen sie die Merkmale nitrierter Materialien, welche beim Zersetzen zur Bildung von Stickstoff und anderen nitrierten Verbindungen führen, die die Oxidationsreaktion des Materials verlangsamen. Diese Reaktion wird ferner durch die Bildung einer verkokten oder karbonisierten !Taterialschicht auf der Oberfläche, welche durch die Flamme erreicht wird, behindert, die folglich als Isolationsmaterial gegen das Fortschreiten der Flamme wirkt. Aufgrund dieser Tatsache wird die strukturelle Festigkeit des Materials keiner merklichen Verringerung unterzogen.

Die anorganischen Füllmittel können entsprechend dem beabsichtigten Verwendungszweck des Materials aus Gips, Asbest, Glas, und Polymermaterialfaserstoffen, Metallpulver, Magnesit, Stein, Wolle, Diatomit, Steinpulver, Sand, Talkum bestehen und die organischen Füllmittel können aus Piassavafasern, Kokosnußfasern und Sisalfasern und Zuckerrohrbagasse bestehen. Diese Füllmittel können unterschiedliche Agglonierationszustände und Faserlängen aufweisen und können allein oder in entsprechenden Anteilen zu zwei oder mehr derartigen Materialien zugegeben werden.

Das Melaminformaldehydraonomer und die auf dem Melaminharz mit verschiedenen Füllmitteln basierende aushärtbaren Kompositionen

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BAD ORIGINAL

v/erden auf die folgende Weise erreicht.

Das Melaminformaldehydmonoraer, welches die Basis des Melaminschaumes darstellt, wird entsprechend der folgenden Formulierung und den Arbeitsbedingungen hergestellt:

Formaldehyd in einer 37 %-igen Lösung wird auf etwa 78 ί 1° C in einem Reaktor erhitzt, der mit einer Steuerung für konstante Umrührung und Temperatur versehen ist. Dem mit einer 10 So-igen (Gewicht/Volumen) HaOH-Lösung neutralisierten Formaldehyd wird dann Melamin zugegeben und die Reaktortemperatur auf 87 - 1° C innerhalb eines Zeitabschnittes von etwa 30 Minuten erhöht und bei diesem Wert gehalten, wobei die Reaktion unter Rückstrom durchgeführt wird. Der Grad der Prepolymerisation des Monomers wird durch häufig während der Arbeit durchgeführte Trübungsversuche gesteuert und die unten angegebene Melaminformaldehydmonomer-Lösung am Ende der Reaktion ist durch das Trübungsverhältnis zu destilliertem Wasser von 1 : 1 gekennzeichnet. Die Lösung wird dann schnell auf Raumtemperatur abgekühlt und das Erzeugnis für eine spätere Verwendung gelagert.

Die physischen Eigenschaften der erzielten Monomerlösung sind folgendermaßen: Klare Lösung, welche im Laufe der Zeit wolkig trüb und gehärtet wird; pH-Wert = 9,0; Dichte =1,25 g/cnr; Viskosität =1,2 g/cm/sec, jeweils gemessen bei 30-0,1 C; Feststoffgehalt etwa 60 %. Das Molverhältnis der Reagenzien ist folgendermaßen: 11 MbI Formaldehyd; 8,63 Mol Melamin; 0,165 Mol NaOHο

Beim Trübungsversuch wird ein bestimmtes Gewicht des Monomers ermittelt und diesem langsam Wasser zugegeben, bis eine permanente Trübung der Mischung erreicht wird. Das Gewichtsverhältnis des zur Hervorrufung dieser Trübung oder Wolkigkeit erforderli-

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chen Wassers zu dem Monomer muß 1 : 1 betragen.

Zur Herstellung starrer Melaminharzschaume wird dem Wasser in einer zuvor gemessenen Menge das Blasmittel zugegeben, welches im vorliegenden Falle ein anionisches Säuredetergenz ist und die Mischung wird heftig etv/a 10 Minuten lang umgerührt, worauf sie die Konsistenz eines leichten Schaumes annimmt. Anstelle daß die Mischung 'einem heftigen Umrühren ausgesetzt wird, kann ein Gas durch die Mischung in Blasen geleitet werden, so daß der gleiche Leichtschaum erreicht wird. Dieses Gas kann von einer äusseren Quelle zugeführt oder in situ mittels einer chemischen Reaktion erzeugt werden oder es kann ein organisches Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt verwendet werden..

Die Monomerlösung wird dann dem zuvor erzielten Schaum ohne Unterbrechen des Umrührens oder des Einleitens des Gases zugegeben. Wenn ein verflüchtigbares organisches Lösungsmittel verwendet wird, ist die Polymerisationsreaktion ausreichend exotherm, um zu bewirken, daß das Blasen, Aufschäumen oder die Expansion der Reaktionsmischung erfolgt. Der saure Katalysator kann nun zu der Monomerlösung zugegeben oder anschließend in einem dritten Schritt ohne Unterbrechung des Umrührens zugegeben werden, welches eine ausreichende Zeit fortgesetzt werden muß, um zu gewährleisten, daß die erzielte Reaktionsmischung homgen ist.

Schließlich wird das Füllmittel dem Schaum zugegeben, wobei Vorsorge getroffen werden muß, daß das Umrühren kontinuierlich ist, um eine homogene Mischung zu erzielen, welche dann in die gewünschte Form gegossen werden kann.

Falls ein reiner Melaminformaldehydschaum erzeugt werden soll, wird dieser letzte Verfahrensschritt nicht durchgeführt.

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Die Eigenschaften oder relativen Mengen an Harz, Wasser, Blasmittel, Säurekatalysator und Füllmittel, beispielsweise einem inerten Mineralpulver, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind in der unten stehenden Tabelle 1 angegeben:

Tabelle 1

Bestandteile Gewichtsanteile

Kelamin-Harz " 100

Blasmittel (anionisches Detergens) 2-10

Hasser 100 - 800

Säurekatalysator 0-2,5

Füllmittel 0 - 200

Die Eigenschaften des aus dem oben angegebenen Verfahren erzielten Materials sind folgendermaßen:

a) Die Farbe des Materials hängt von den zugegebenen Füllmittel ab. Wenn der Schaum keinen zugegebenen Füllstoff aufweist, ist die Farbe weiß. Das Erzeugnis zeigt eine niedrige Dichte, die Brüchigkeit des Materials nimmt mit einer Abnahme seiner Dichte zu, jedoch sogar bei Formulierungen niedriger Dichte widersteht das Material Druck und Zugspannungen, wie sie von Hand aufgebracht werden können.

b) Das Erzeugnis widersteht der Wirkung von Wasser und korrodierenden Mitteln und wird keinen Modifikationen seiner Eigenschaften in langer Berührung mit derartigen Mitteln unterzogen.

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c) Die erzielte Dichte des Materials liegt in dem Bereich zwischen 0,05 g/cm^J bis zu Dichten von etwa 1,00 g/cm"³, was vonder verwendeten "vassermenge und Schäummittel in der Formulierung abhängt.

b) Der Kompressionswiderstand von 5,0 kgf/cm bis 80 kgf/cm
nimmt linear mit der Dichte zu.

e) Das Material zeigt eine innere alveolare oder zellulare
Struktur, die aus geschlossenen Zellen besteht, wodurch es ausgesprochen gute thermische und akustische Isolationseigenschaften aufweist. Seine Aussenflache jedoch zeigt eine attraktive Erscheinung mit einer glänzenden Harzschicht ohne Unterbrechungen.

f) Das Material ist nicht brennbar.

g) Die Oberfläche des Materials kann mittels üblicher Verfahren und Erzeugnisse angestrichen werden oder sogar mit auf dem Markt erhältlichen Materialien, wie Tapeten, Metallfolien und Holzfolien und anderen Arten von Überzügen mit
laminiertem Kunststoffmaterial überzogen werden.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Hartschaum aus Kunstharzsystemen und verschiedenen Füllmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartschaum aus einer Mischung von Melaminharzen und einem sauren Blasmittel mit oder ohne einem sauren Polymerisationsreaktionskatalysator und einer Menge an freiem "Wasser besteht und variable Anteile inerter Füllmittel enthalten kann.

2. Hartschäume nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Anteile der verschiedenen Bestandteile für je 100 Gewichtsteile des Melaminharzes in dem Bereich zwischen 2bis 10 Teilen Blasmittel, 100 bis 800 Teilen Wasser, 0 bis 2,5 Teilen saurem Katalysator und 0 bis 200 Teilen inerten Füllmittels liegen.

Verfa-hren zur Herstellung starrer Melaminharzschäume zur Erzeugung von Erzeugnissen geringer Dichte, hervorragender mechanischer Festigkeit (Druckbeanspruchung), alveolare innere Struktur (geschlossene Zellen) zur Verwendung als Material hervorragender akustischer und thermischer Isolationseigenschaften mit unter Verwendung der Zusammensetzungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Wasser und Blasmittel aufgeschäumt oder in situ ein Gas erzeugt wird oder ein Gas in die Mischung aus Wasser und Blasmittel eingeleitet wird und daß anschließend unter fortgesetztem Rühren ein Melaminharzmonomer in den Schaum eingetragen wird und gegebenenfalls ein saurer Katalysator zugegeben wird und daß anschließend das Harz ausgehärtet wird, wobei dieses Aushärten bei Raumtemperatur oder über Raumtemperatur durchgeführt werdenicann.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung aus Wasser, Blasmittel und Melaminharzmonomer ein

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flüchtiges organisches Lösungsmittel zugegeben wird, wobei beim Fortschreiten der Polymerisationsreaktion die durch die Reaktion freigesetzte Wärme ausreicht, um zum Aufschäumen der Mischung zu führen.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung wässrigen Schaumes, welche ein Detergens oder ein Blasmittel enthält, mit Melaminharz mit oder ohne einem sauren Katalysator bei Raumtemperatur oder über Raumtemperatur ausgehärtet wird, wobei inerte Füllmittel enthalten sein können.

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