ELASTIC DUROPLAST FOAMS

Abstract: 1. Resilient foams based on thermosetting phenolic resins or polyurethanes (excluding aminoplast foams according to German Laid-Open Applications DOS 2,915,457 and 2,950,289), whose foam structure consists essentially of a large number of interconnected, three-dimensionally branched struts, characterized by the following properties :- (a) The mean length-to-thickness ratio of the struts is higher than 10:1 ; (b) the percentage proportion M of the cell membranes which are left intact in the foam structure between the struts is less than 40% ; and (c) the percentage proportion P of the pores is less than 15% of the volume of the struts.

Description: Elastische Duroplast-Schaumstoffe Die Erfindung betrifft elastische Duroplast-Schaumstoffe mit Ausnahme von solchen auf Basis von Aminoplasten. Duroplaste zeichnen sich gegenüber Elastomeren und Thermoplasten durch eine bessere Wärmestandfestigkeit, einen niedrigen Heizwert und ein günstiges Brandverhalten aus. Dies gilt auch für Schaumstoffe auf Basis von Duroplasten. Andererseits ist das mechanische Niveau reiner Duroplaste oft recht niedrig, es sind meist wenig elastische und spröde Materialien. Man hat daher vielfach versucht, Duroplaste durch Zusatz langkettiger Elastomerer zu elastifizieren. Darunter leiden aber im allgomeinen wiederum die Wärme standfestigkeit. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Schaumstoffe auf Basis von Duroplasten zu entwickeln, die nicht mehr spröde, sondern. verhältnismässig elastisch sind, die aber andererseits ein hohes mechanisches Niveau aufweisen. In den deutschen Patentanmeldungen P 29 15 457.2 und P 29 50 289.4 sind elastische Schaumstoffe auf Basis von Melamin- und Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten, sowie Ver fahren zu ihrer Herstellung beschrieben. Die Elastifizierung erfolgt dort nicht auf chemischem, sonaern auf physikali schem Weg, inaem Schaumstoffe mit einer ganz besonderen, neuartigen Schaumstruktur geschaffen wurden. Es wurde nun gefunden, dass sich dieses Prinzip ganz allgemein auf Schaum stoffe auf Basis von Duroplasten übertragen lässt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind elastische Schaumstoffe auf Basis von Duroplasten gemäss DIN 7724 (ausgenommen Aminoplastschaumstoffe nach den deutschen Patentanmeldungen P 29 15 457.2 und P 29 50 289.4), denen Ud/P 'Schaumgerüst im wesentlichen aus einer Vielzahl miteinander verbundener, dreidimensional verzweigter Zellstege besteht. Die Schaumstoffe sind durch folgende Eigenschaften gekenn zeichnet: a) das mittlere Länge zu Dicke-Verhältnis der Zellstege ist grösser als 10 : 1; b) der prozentuale Anteil der Zellmembranen, die im Schaumgerüst zwischen den Zellstegen intakt geblieben sind, ist kleiner als 40 %; c) der prozentuale Anteil P der Poren am Volumen der Zellstege ist kleiner als 15 %. Die in Frage kommenden Duroplaste sind durch DIN 7724 charakterisiert. In Frage kommen beispielsweise Phenolund substituierte Phenolharze, Anilinharze, Furanharze, Ligninharze, Epoxidharze, ungesättigte Polyesterharze, so wie hochvernetzte Polyurethane und Polyisocyanurate. Bevorzugt sind Phenol/Formaldehyd-Polykondensate mit einem Molverhältnis Phenol : Formaldehyd von 1 : 1,4 bis 1 : 3,0, vorzugsweise von 1 : 1,5 bis 1 : 2,8, insbeson dere hochkondensierte, sehr reaktive Phenolharze, die auf Grund ihrer hydrophoben Eigenschaften eine geringe Wasserverdünnbarkeit aufweisen. Ferner sind hochvernetzte Polyurethan-Hartschäume auf Basis von Isocyanaten und Polyolen mit einer OH-Zahl von grösser als 300 bevorzugt. Es handelt sich um sogenannte offenzellige Schäume, bei denen das Schaumgerüst im wesentlichen aus einer Vielzahl miteinander verbundener, dreidimensional verzweigter Zellstege besteht. Sie sind erfindungsgemäss durch drei Eigenschaften gekennzeichnet: 'a) Das mittlere Länge zu Dicke-Verhältnis der Stege ist grösser als 10 : 1, vorzugsweise grösser als 15 : 1 und insbesondere grösser als 25 : 1. Das mittlere 1 : d-Verhältnis wird mikroskopisch be stimmt, wobei die Steglänge und -dicke nach einem statistischen Auszählverfahren ermittelt werden. Als Steglänge ist der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier Knotenstellen und als Stegdicke die Dicke an der schmälsten Ste-lle eines Stegs, jeweils gemessen an der mikroskopischen Aufnahme definiert (s. Zeichnung)0 Bei der Auswertung werden nur diejenigen Stege be rücksichtigt, die in der Bildebene liegen. Ein Duro plast-Schaumstoff ist nur dann ausreichend elastisch, wenn durch die Schäumbedingungen dafür gesorgt wird, dass Verhältnismässig lange Zellstege entstehen. b) Der prozentuale Anteil M der Zellmembranen, die im Schaumgerüst zwischen den Zellstegen intakt geblieben sind, ist kleiner als 40 %, vorzugsweise kleiner als 30 % und insbesondere kleiner als 10 %. Bei einem ge schlossenzelligen Schaum besteht das Schaumgerüst aus einer Vielzahl von Zellen, die vollständig von Zellwänden (Membranen) umschlossen sind (Membranan teil 100). Je mehr Membranen beim Schäumvorgang platzen, desto offenzelliger wird ein Schaum. Im Extremfall enthält das Schaumgerüst überhaupt keine Membranen mehr, sondern besteht ausschliesslich aus miteinander verbundenen, dreidimensional verzweigten Zellstegen (Membrananteil O). Membrane versteifen einen Schaum stoff erheblich. So ist ein Duroplast-Schaumstoff mit Membrananteil 100 sehr spröde, während bei Membran anteil 0 der Schaumstoff hochelastisch ist, ohne dass die Dichte der beiden Schaumstoffe sich wesentlich unterscheidet. J Der Membrananteil lässt sich durch eine mikroskopische Betrachtung des Schaumgerüsts abschätzen. Eine exaktere Messung erfolgt über die spezifische Oberfläche die unmittelbar vom Membrananteil abhängt. Dazu misst man die spezifische Oberfläche des Probeschaumes diejenige eines vollständig geschlossenzelligen Schaumes 6r1oO und eines vollständig offenzelligen Schaumes G-OX wobei die Basis für die Schäume jeweils der gleiche Duroplast ist. Der Membrananteil- lässt sich dann durch die Formel EMI4.1 errechnen. c) Der prozentuale Anteil P der Poren am Volumen der Zell stege ist kleiner als 15 %, vorzugsweise kleiner als 10 % und insbesondere kleiner als 5 g. Bei einem. hohen Porenanteil befinden sich im Innern der Stege kleine Hohlräume, Blasen, die von einem Sekundärschäumvor gang, der sich im Innern der Stege abspielt, herrühren. Je höher der Porenanteil ist, desto spröder werden die Schaumstoffe. Die Sekundärverschäumung muss also mög lichst unterdrückt werden. Eine exakte Messung des Porenanteils erfolgt über die Dichte. Dazu misst man die Dichte des ungeschäumten Duroplasten g1OO und die Dichte der Zellstege fx Letztere lässt sich dadurch ermitteln, dass man eine Schaumstoffprobe in eine geeignete Flüssigkeit, z.B. Isopropanol hängt, wobei sie sich aufgrund ihrer Offenzelligkeit mit der Flüssig keit vollsaugt, welche die im Innern der Zellen befind liche Luft verdrängt. Die Stegdichte Sx kann dann nach dem archimedischen Prinzip bestimmt werden. Der Poren anteil ergibt sich aus der Formel EMI5.1 Das mittlere 1 : d-Verhältnis der Zellstege, der Membrananteil und der Porenanteil lassen sich durch geeignete Wahl der Konzentration der Lösung des Duroplastvorprodukts, der Art und Menge der Treibmittel, des Emulgator- und des Härter-Systems einstellen. Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Schaum stoffe geht aus von einer möglichst hochkonzentrierten - vorzugsweise wässrigen - Lösung oder Dispersion des Duro plastproduktes, in der ein EL?ulgator und ein Härter gelöst sind, und ein Treibmittel dispergiert ist. Wesentlich ist, dass das Treibmittel mit dem Lösungsmittel nicht mischbar ist, so dass sich mit Hilfe eines gut wirksamen Emulgatorsystems eine stabile Emulsion ausbildet, bei der feine Treibmitteltröpfchen mit stabilen Grenzflächen in der Lösungs mittel?hase homogen verteilt sind. Eine feinteilige und stabile Emulsion ist Voraussetzung für ein hohes 1 : d-Verhältnis bei den Zellstegen. Das zugesetzte Härtersystem muss in der Lage sein, bei Temperaturerhöhung eine Polrmeri- sation bzw. Vernetzung des Duroplastvorprodukts zu bewirken. Dies wird als Gelieren bezeichnet; die Temperatur, bei der das Gelieren eintritt, ist die Geltemperatur. Art und Konzentration von Lösungsmittel, Treibmittel und Härter sind nun so aufeinander abzustimmen, dass der Siedepunkt des Treibmittels unter dem Siedepunkt des Lösungsmittels liegt, und dass die Geltemperatur dazwischen liegt. Beim Erhitzen der Ausgangsmischung verdampft dann zunächst das Treibmittel und bewirkt ein Aufschäumen, wobei sich zunächst eine geschlossenzellige Schaumstruktur ausbildet. Dann beginnt unter starker Viskositätserhöhung die Gelierung, wobei sich die Zellstege stabilisieren. Es ist wichtig, dass dieser Viskositätsanstieg erst dann einsetzt, wenn der Schäumvorgang im wesentlichen beendet ist. Ausführlich sind diese Zusammenhänge in der deutschen Patentanmeldung P 29 15 457.4 bei Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodukten beschrieben. Die dort beschriebenen Bedingungen gelten auch bei anderen Duroplasten. Bei weiterer Temperaturerhöhung verdampft dann in verstärktem Masse auch das Lösungsmittel, das vorzugsweise Wasser ist. Dadurch werden die Zellmembranen zum Platzen gebracht. Damit der Membrananteil möglichst gering wird, soll das Lösungsmittel als Sekundärtreibmittel wirken. Andererseits darf es aber- nicht zu stark wirksam werden, da es auch für die unerwünschte Sekundärverschäumung im Innern der Zellstege verantwortlich ist. Diese Sekundärverschäumung.macht sich mikroskopisch betrachtet in einer Trübung der Zellstege bemerkbar, die bereits bei einem sehr geringen Porenanteil (um 1 ) opak werden. Man steuert nun den Schaum und Härtungsvorgang so, dass dieser Opazitätspunkt gerade erreicht wird. Dann ist einerseits der Membrananteil durch Platzen. der Zel'nembra- nen bereits sehr niedrig geworden, andererseits ist aber auch der Porenanteil durch Sekundärverschäumung noch recht gering. Der Opazitätspunkt für jedes einzelne System lässt sich durch Vorversuche leicht ermitteln. Man kann die Sekundärverschäumung vor allem dadurch unterbinden, dass man dafür sorgt, dass der Härtungsvorgang rasch abläuft. Dies kann einmal durch die Auswahl eines hochwirksamen Härtersystems, zum andern durch eine rasche Energiezufuhr, z.B. durch dielektrische Strahlung geschehen. Am besten bewährt hat sich die Ultrahochfrequenz-Bestrahlung mit Mikrowellen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 30 11 769.2 beschrieben ist. Das schnelle Härten des Duroplastvorproduktes bewirkt, dass sich gerade noch in den sehr dünnen Zellmembranen infolge des verdampf enden Lösungsmittels Bläschen bilden können, die zum Platzen der Membrane führen, dass aber die verhältnismässig dünnen Zellstege Bereits so sehr stabilisiert sind, dass hier eine wesent- liche Porenbildung nicht mehr eintritt. Zu den Ausgangstoffen ist folgendes zu sagen: Bevorzugtes Lösungsmittel für das Duroplast-Vorprodukt ist Wasser, grundsätzlich können jedoch auch andere Lösungsmittel, wie z.B. Alkohole, eingesetzt werden. Die wässrige Lösung bzw. Dispersion enthält eine flüchtige organische Verbindung als Treibmittel, vorzugsweise mit einem Siedepunkt zwischen -20 und 1000 C, insbesondere zwischen +20 und +900C. In Frage kommen z.B. Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Ketone, Äther und Ester. Bevorzugte Treibmittel sind Pentan, Hexan, Trichlorfluormethan und Trichlortrifluormethan. Die Menge des eingesetzten Treibmittels beträgt bevorzugt 1 bis 40, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Duroplastvorprodukt. Bei Pentan sind es vorzugsweise 5 bis 15 Gew %, bei Trichlorfluormethan 15 bis 25 Gew.%, bei TriSluortri- chloräthan 25 bis 35 Gew.%. Die Lösung bzw. Dispersion des Harzes enthält einen Emulgator, vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 7 Gew.- und insbesondere von 1,0 bis 4,0 Ges. , bezogen auf das Harz. Der Emulgator erniedrigt in der wässrigen Dispersion bzw. Lösung die Grenzflächenspannung zwischen der hydrophilen Harz/Wasser-Phase und dem organischen hydrophoben Treibmittel und ermöglicht damit eine homogene Emulgierung beider Phasen. Ausserdem setzt er die Oberflächenspannung der Lösung bzw. Dispersion herab und erleichtert dadurch die mit dem Schäumprozess verbundene kontinuierliche Bildung neuer Oberflächen. Er bewirkt also eine StabilIsierung des Systems und verhindert, dass sich dieses während des Schäumvorgangs entmischt, was einen inhomogenen Schaum zur Folge hätte. Hierfür eignen sich besonders Emulgatorsysteme, deren einer Partner hauptsächlich für die Erniedrigung der Grenz- bzw. Oberflächenspannung verantwortlich ist, während der andere Partner mehr die Rolle eines Schutzkolloids übernimmt, d.h., die Grenzfläche stabilisiert. Als Tenside eignen sich besonders anionenaktive, aber auch nichtionische Verbindungen, wie z.B. Metallsalze, vorzugsweise Natriumsalze von Alkyl- und Arylsulfonaten mit 8 bis 20 C-Atomen im Alkyl- bzw. Arylrest Daneben sind geeignet: Salze von Sulfobernsteinsäureestern, sulfierten Ricinusölen, Schwefelsäureestern, z.B. von C12-Cl8-Alkyl- hydrogensulfaten und C16 -C18-Fettalkoholhydrogensulfaten bzw. von sulfatierten ethoxylierten Fettalkoholen mit 5 bis 150 Molen Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol, sowie nichtionische Verbindungen, wie ethoxylierte Talgfettalkohole und andere ethoxylierte Alkohole oder Säuren, wie z.B. Stearylsäure sowie Isooctylphenol und Rizinusöl. Für hydrophile Harzsysteme sind dabei mehr die anionensaktiven Tenside, für weniger wasserverträgliche Duroplast-Vorprodukte sind mehr die nichtionischen Tenside geeignet. Als Schutzkolloide eignen sich z.B. Polyvinylalkohol, Alkalisalze, sulfatierter hochethoxylierter Alfole (Ziegler -Alkohole) und Polyethylenglykole. Für Duroplast-Vorprodukte, die mit Formaldehyd kondensiert sind, d.h., insbesondere für Phenolharze werden als Härter Verbindungen eingesetzt, die unter Reaktionsbedindungen Protonen ab spalten oder bilden, welche dann die Weiterkondensation des Harzes katalysieren. In Frage kommen anorganische und organische Säuren, z.B. Schwefelsäure, Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Milchsäure, Aminosäuren und Amindosulfonsäuren sowie latente Härter, wie Halogencarbonsäuresalze, Chloressigsäureamid, Hydrogenphosphate, Säureanhydride und Ammoniumsalze. Bei ter Wahl des optimalen Härters ist die erwünschte Säurestärke und die Verträglichkeit mit den übrigen Komponenten des Systems zu berücksichtigen. Während bei Aminoplastharzen Ameisensäure besonders geeignet ist, ist bei Phenol harzen p-Toluolsulfonsäure bevorzugt. In manchen Fällen, vor allem wenn Korrosionsprobleme oder Verarbeitungsmaschinen im Vordergrund stehen, kann auch Phosphorsäure der bevorzugte Härter sein. Bei Nartpolyurethan-Schaumstoffen werden als Härter Schwermetallsalze eingesetzt, z.B. Zinkstearat oder Zinndilaurylsulfat, ferner stark basische Amine, wie Diazabicyclooctan, Pyridin, Methylpyridin, N,N'-Dimethylpiperazin, N,N'-Dimethylbenzylamin. Mengen meist unterhalb von 1 % sind hier wirksam. In grösseren Dosierungen angewandt, führen insbesondere Triazine zu Di- bzw. Trimerisierungen der Isocyanat- gruppen, wobei dann Polyisocyanurate entstehen. Diese Tendenz wird noch verstärkt, wenn man bestimmte Metallsalze, wie Fell3, ZnCl2, SnCl2 oder Zinnisooctoat oder organische Metallkomplexe, wie Eisen- und Zinkacetylacetonat oder Dibutylzinndilaurat zusetzt. Strebt man Carbodiimidisierung an, so sind als Katalysatoren geringe Mengen aus Phospholenoxiden oder -sulfiden zuzusetzen. Zur Härtung von Epoxid-Vorkondensaten werden tertiäre Amine in katalytischen Mengen verwendet. Enthält das Vorkondensat zu wenig oder keine Hydroxyl- oder Dminogrupnen, so müssen die Amine in Mengen, die den Epoxidgruppen etwa äquivalent sind, eingesetzt werden. In Frage kommen z.B. Triäthylentetramin und 3,3'-Pimethyl-4,4 t-diaminodicycl0- hexylmethan. Neben Aminen können auch saure Katalysatoren, wie BF3 oder SnCl4 verwendet werden, wobei die Härtung wesentlich rascher abläuft. Bei ungesättigten Polyestern werden zur Härtung die üblichen Peroxide, gegebenenfalls im Gemisch mit Cobalt- oder Aminbeschleunigern verwendet. Die Menge der einzusetzenden Härter ist so zu bemessen, dass die Gelierung erst dann einsetzt, wenn der Schäumvorgang im wesentlichen beendet ist, d.h., wenn der Schaum annähernd seine maximale Steighöhe erreicht hat. Die wässrige Lösung bzw. Dispersion des Duroplast-Vorproduktes ist vorzugsweise frei von weiteren Zusatzstoffen. Für manche Zwecke kann es jedoch günstig sein, bis zu 20 Gew. a, vorzugsweise weniger als 10 Ges.5, bezogen auf das Vorprodukt, üblicher Zusatzstoffe, wie faser- oder pulverförmiger anorganischer Verstärkungsmittel oder Füllstoffe, Pigmente, Farbstoffe5 Flammschutzmittel, Weichmacher, Mittel zur Herabsetzung der Brandgastoxizität oder zur Forderung der Verkohlung zuzusetzen. Da die Schaumstoffe offenporig sind und Wasser aufnehmen können, kann es für manche An wendungszwecke notwendig sein, vydrophobierungsmittel in Mengen von 0,2 bis 5 Gew. zuzusetzen. In Frage kommen dabei z.B. Alkylphenole mit 5 bis 15 C-Atomen im Alkylrest, Silikone und Paraffine. In einer bevorzugten Ausführungsform der Herstellung der erfindungsgemässen Duroplast-Schaumstoffe werden diese nach dem Schäumen und Aushärten 1 bis 180 min, vorzugsweise 5 bis 60 min lang auf Temperaturen zwischen 100 ùnd 280, vorzugsweise zwischen 150 und 2500C erhitzt, wobei Reste des Lösungs- und Treibmittels, sowie gegebenenfalls flüchtige Spaltprodukte weitgehend entfernt werden. Bei Beachtung der angegebenen Kriterien lassen sich für jeden beliebigen Duroplast-Schaumstoff optimale Herstellbedingungen ermitteln. Duroplast-Schaumstoffe, welche die kennzeichnenden Merkmale a, b und c aufweisen, zeichnen sich durch hohe Elastizität, gute mechanische Stabilität und niedrige Dichte aus. Sie sind charakterisiert durch folgende Eigenschaften: Die Rohdichte nach DIN 53 420 liegt zwischen 1,6 und 80, vorzugsweise zwischen 2 und 60 [g.l ]; die Wärmeleitzahl nach DIN52 612 ist kleiner als 0,06, vorzugsweise kleiner als 0,04 CW,m-1 . bei Stauchung des Schaumstoffs gemäss DIN 53 577 auf 60 % erfolgt eine Wiedererholung auf mindestens 80 Z, vorzugsweise auf über 90 seiner ursprünglichen Höhe; der Biegeweg beim Bruch nach DIN 53 -423 ist grösser als 10, vorzugsweise grösser als 15 mm. Das Hauptanwendungsgebiet der erfindungsgemäss hergestellten Schaumstoffe ist die Wärme- und Schaildämmung von Gebäumen und Gebäudeteilen, insbesondere von Zwischenwänden, aber auch von Däcnern, Fassaden, Türen und Fussböden; weiterhin die Wärme- und Schalldämmung von Fahrzeugen und Flugzeugen, sowie die Tieftemperaturisolierung, z.B. von Kühlhäusern, Öltanks und Behältern von Flüssiggas. Weitere Anwendungsgebiete sind die Verwendung als isolierende Wandverkleidung, sowie als isolierendes und stosshemmendes Verpackungsmaterial. Die in den Beispielen genannten Teile, Prozente und Ver hältnisse beziehen sich auf das Gewicht. Beispiel 1 Ein stark methylolgruppenhaltiges Resolharz wurde hergestellt aus Phenol, 50 %igem wässrigen Formaldehyd (Molverhältnis Phenol : Formaldehyd 1 : 2,75) und 50 %iger wässriger NaOH in äquimolarer Menge, bezogen auf Phenol. Dabei wurde das Phenol in der Natronlauge gelöst und der Formaldehyd bei 600C bis 700C zugegeben. Die Lösung wurde unter Rühren solange bei dieser Temperatur gehalten, bis eine neutral gestellte Probe mit Wasser nur noch im Verhältnis 1 : 0,6 verdünnbar war. Anschliessend wurde die Lösung gekilhlt, mit H2SO4 neutralisiert und mit n-Butanol ausgeschüttelt. Die Butanollösungen wurden im Vakuum ein- gedampft und das Na2SO4 durch Filtrieren abgetrennt. Die Rest lösungen wurden im Vakuum weiter eingeengt. 50 g der entstandenen 94 eigen Lösung (Viskosität 320 d Pas) wurden mit 5 g 50 Einem Formaldehyd, 5 g 70 %iger p-Toluolsulfonsäure als Härter und 2,4 g eines ethoxyllerten Rizi nusöls ffi remochor EL der BASF AG) als Emulgator vermischt. In dieser Lösung wurden 20 g Trichlortrifluorethan als Treibmittel unter starkem Rühren emulgiert. Dieses schaumfähige Gemisch wurde auf den Boden einer orm aufgetragen und durch Ultrahochfrequenzbestrahlung mit Mikrowellen nach dem Beispiel 1 der Patentanmeldung D 30 11 769.2 verschäumt und ausgehärtet. Es entstand ein sehr feinzelliger Schaum mit folgenden Eigenschaften: Rohdichte nach DIN 53 420: 8 [g.cm 3] Wärmeleitzahl nach DIN 52 612: 0,039 [W.m -1. K-1] Wiedererholung bei Stauchung auf 60 % nach DIN 53 577: 90 % Biegung bei Bruch nach DIN 53 423: 15 mm 9 Das mittlere 1 : d-Verhältnis, mikroskopisch bestimmt, beträgt 13 : 1. Der Porenanteil P beträgt 1,4 Z. Er wurde folgendermassen bestimmt: Gemessen wurde die Dichte des ungeschäumten Phenolharzes #100 und die Dichte der Zellstege #x nach dem archimedischen Prinzip, wobei die Masse der Probe in Luft mL und in Isopropanol mJ gemessen wurde. Die Differenz mL - mJ, dividiert durch die Dichte von Isopropanol von 0,785 [g.cm.-3] ergibt das Volumen V der zu bestimmenden Substanz. mL dividiert durch dieses Volumen V ergibt dann schliesslich die gesuchte Dichte . Dabei. ergaben sich folgende Werte: #100 = 1,435 [g.cm-3] #x = 1,42 [g.cm-3]. Aus diesen Werten wurde dann nach der Formel EMI13.1 der Porenanteil P berechnet. Der Membrananteil M beträgt 28 . Er wurde aus den spezifischen Oberflächen des Probeschaum #x, eines vollständig geschlossenzelligen Schaums < 100 und eines vollständig offen 100 zelligen Schaums C0 ermittelt. Die spezifischen Oberflächen wurden in Anlehnung an DIN 66 132 durch Stickstoffadsorption bestimmt. Der vollständig geschlossenzellige Schaum wurde folgendermassen hergestellt: g g einer 91 frigen Lösung eines niedrig kondensierten Resolharzes (mit Wasser noch im Verhältnis 1 : 4 verdünnbar) wurden mit 4 g Wasser, 5 g 70 %iger p-Toluolsulfonsäure, 2,9 g eines ethoxylierten Rizinusöls und 20 g Trichlortrifluorethan emulgiert, wie oben beschrieben aufgeschäumt und ausgehärtet. Die mikroskopische Betrachtung zeigt, dass der sprödharte Schaum vollständig geschlossenzellig ist. Ein vollständig offenzelliger Phenoharzschaum stand nicht zur Verfügung, er wurde jedoch folgendermassen simuliert. Nach Beispiel 1 der Patentanmeldung P 29 15 457.2 wurde ein vollständig offenzelliger Melaminharzschaum hergestellt. Dieser wurde derart mit einer 10 %igen Resollösung behandelt, dass seine Oberfläche vollständig benetzt war. Der Schaumstoff wurde dann getrocknet und bei Temperaturen oberhalb von 1500C gehärtet, so dass die Oberfläche des immer noch offenzelligen Schaums vollständig aus Phenolharz bestand. Folgende spezifischen OberflGchen wurden gemessen: #X = 10,12 [m2.l-1] #100 = 12,2 [m2.l-1] #0 = 4,8 [m2.l-1] Aus diesen Werten wurde dann nach der Formel EMI14.1 der Membrananteil berechnet. Beispiel 2 80 g eines sprühgetrockneten pulverigen Melamin-Formaldehyd-Vorkondensats mit freien Methylolgruppen (Molverhältnis Melamin : Formaldehyd 1 : 3, Trübungspunkt einer 10 %igen Lösung bei 80 C) wurde in 35 g Wasser gelöst und mit 5 g eines 40 %igen wässrigen C15-AIkylsulfonats, 6 g eines 50 %igen wässrigen, stark ethoxylierten sulfatierten Fettalkohols, 2 g 75 %iger wässriger Ameisensäure, sowie 1 g eines Polysiloxans (#Tegorstab 802 der Fa. Goldschmidt AG) als oberflächenaktives Mittel versetzt und zusammen mit 80 g eines Gemisches aus Diphenylmethandiisocyanaten und Polyphenyl-polymethylenpolyisocyanaten (Roh-MDI), 0,3 g Diazabi- cyclooctan und 20 g Trichlortrifluorethan emulgiert. Das schäumfahige Gemisch wurde auf den Boden einer Form aufgetragen und durch Mikrowellen-Bestrahlung aufgeschäumt und ausgehärtet. Der entstandene Schaumstoff hatte eine gleich mässige, offene Zellstruktur. Folgende Eigenschaften wurden gemessen: Rochdichte: 7,5 [g.cm3] Wärmeleitzahl: 0,040 [W.m-1. K-1] Wiedererholung bei Stauchung auf 60 %: 85 % Biegung beim Bruch: 12 mm mittleres 1 : d-Verhältnis: 12 : 1 Porenanteil 14 % (mit #100 = 1,43 g.cm3 und #x : 1,23 g.cm-3) Membrananteil (mikroskopisch): # 1 %

Claims: 'Patent ansprüche 1. Elastische Schaumstoffe auf Basis von Duroplasten ge mäss DIN 7724 (ausgenommen Aminoplastschaumstoffe nach den deutschen Patentanmeldungen P 29 15 457.2 und P 29 50 289.4), deren Schaumgerüst im wesentlichen aus einer Vielzahl miteinander verbundener, dreidimensional verzweigter Zellstege besteht, gekennzeichnet durch folgende Eigenschaften: a) das mittlere Länge zu Dicke-Verhältnis der Zellstege ist grösser als 10 : 1; b) der prozentuale Anteil M der Zellmembranen, die im Schaumgerüst zwischen den Zellstegen intakt geblieben sind, ist kleiner als 40 %; c) der prozentuale Anteil ? der Poren am Volumen der Zellstege ist kleiner als 15 %. 2. Elastischer Schaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Duroplast ein Dhenol/Form- aldehyd-Kondensationsprodukt mit einem Molverhältnis Phenol : Formaldehyd von 1 : 1,4 bis 1 : 3,0 ist. 3. Elastischer Schaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Duroplast ein Polyurethan auf Basis von Isocyanaten und Polyolen mit einer OE-Zahl von grösser als 300 ist. Zeichn.

Inventors: MAHNKE, HARALD, DR., WEBER, HEINZ, DR., WOERNER, FRANK PETER, DR.
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: C08J9
IPC codes: C08J9, C08L61