WO1998028125A1

WO1998028125A1 - Verfahren zur herstellung von mit grobkörnigem füllmaterial hochgefüllten reaktivkunststoff-formkörpern

Info

Publication number: WO1998028125A1
Application number: PCT/EP1997/006927
Authority: WO
Inventors: Reinhold Franzen; Anthony Martinus Jacobus Van Staveren; Géza Avar
Original assignee: Bayer Aktiengesellschaft
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1998-07-02
Also published as: EP0946351A1; NO315460B1; EP0946351B1; NO993095L; CA2275316A1; AU5661598A; US6224797B1; TW360586B; CA2275316C; JP2001506934A; DK0946351T3; DE19654075A1; JP4235261B2; NO993095D0; DE59704818D1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von mit grobkörnigem Füllmaterial hochgefüllten Reaktivkunststoff-Formkörpern beschrieben, bei dem das grobkörnige Füllmaterial vor dem Einfüllen in die Form auf eine erhöhte Temperatur geheizt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von mit grobkörnigem Füllmaterial hochgefüllten Reaktivkunststoff-Formkörpern

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nerfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einer Matrix eines Reaktivkunststoffes, insbesondere Polyurethan, mit darin eingeschlossenem grobkörnigen Füllmaterial, wie Kies, Steinbruchmaterial, Schlacken, zerkleinerter Bauschutt, Schaumbeton, Kunststoffabfällen oder ähnlichem.

Es wurde bereits vorgeschlagen, synthetische Gesteinsblöcke dadurch herzustellen, daß Steinstücke in einer Mischvorrichtung unter Vakuum mit einem organischen Bindemittel vermischt werden und anschließend in einer Nakriumform nach Verdichtung durch Rütteln zu Blöcken gepreßt werden (DE-A 35 22 910). Im Rahmen eines solchen Verfahrens sind Reaktivkunststoffe, insbesondere solche mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit, als Binder nicht einsetzbar, da bereits während des Ver- mischens mit den Gesteinsstücken die Reaktion einsetzt.

Gemäß WO 91/18725 wurde vorgeschlagen, das Füllmaterial zunächst in die Form einzufüllen, und die Reaktivmischung in die geschlossene Form über Schläuche, die im Zuge des Füllens der in der Form verbliebenen Hohlräume aus der Form herausgezogen werden, einzubringen. Gemäß US-A 5 328 648 werden nach diesem Verfahren Verbindungselemente für betonurnmantelte Stahlrohre hergestellt. Dabei weisen die Stahlrohre ummantelungsfreie Enden auf, die miteinander verschweißt werden. Anschließend wird um die Verschweißungsstelle eine Manschette gelegt, in die die Zufuhrschläuche für das Bindemittel und Kies als Füllmaterial eingeführt werden. Danach wird eine Polyurethan-Reaktivmischung durch die Schläuche eingefüllt, wobei die Schläuche aus der Manschette in dem Maße entfernt werden, wie die Hohlräume zwischen dem Füllstoff mit Reaktivmischung aufgefüllt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist einerseits, daß die zu entfernenden Zufuhr- schlauche für die Reaktivmischung Hohlräume hinterlassen, wodurch eine inhomogene Bindemittelverteilung zumindest im Bereich der ursprünglich vorhandenen Schläuche bedingt ist. Darüber hinaus weist der Formkörper ein über die Körpergeometrie verteiltes Alter des Binders auf. Der Teil des Formkörpers, der zuerst mit Binder aufgefüllt ist, ist bei schnell reagierenden Reaktivkunststoffen bereits erstarrt, wenn der letzte Teil der Form mit Binder gefüllt wird. Hierdurch entstehen inhomogene Kräfte innerhalb des Formkörpers, die zur Verbrennung bzw. sogar zum Bruch fuhren können. Um dem entgegenzuwirken, wird gemäß US-A 5 328 648 vorgeschlagen, den Binder durch erhebliche Mengen an Plastifiziermitteln, wie organischen Carbonaten, zu strecken.

Es wurde nun gefunden, daß die Herstellung von mit grobkörnigem Füllmaterial gefüllten Formkörpern auf Basis schnell reagierender Reaktivkunststoffe dann ohne weiteres gelingt, wenn sich das Füllmaterial während des EinfüUens des Binders in die

Form auf einer die Aushärtung des Binders beschleunigenden Temperatur von 60 bis 80°C befindet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Herstellung von mit grobkörnigem Füllmaterial hochgefüllten Reaktivkunststoff-Formkörpern, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Füllmaterial auf eine Temperatur von 60 bis 80°C aufgeheizt wird, das Füllmaterial anschließend in die Form eingefüllt und gegebenenfalls verdichtet wird und anschließend die Reaktivkunststoff-Mischung in die Form eingebracht wird. Vorzugsweise erfolgt das Einbringen der Reaktivkunststoff- Mischung vom Boden der Form her. Insbesondere bevorzugt wird die Reaktivkunststoff-Mischung unmittelbar vor dem Einbringen in die Form in einer Gegenstrom- Hochdruck-Mischkammer erzeugt. Die Temperatur der Reaktivkunststoffmischung kann zwischen 10 und 30°C, insbesondere Raumtemperatur, liegen.

Erfindungsgemäß werden im wesentlichen spannungsfreie Formkörper erhalten. Dies wird darauf zurückgeführt, daß die Reaktivkunststoff-Mischung an der Oberfläche des auf höherer Temperatur befindlichen Füllmaterials sehr schnell aushärtet, jedoch das Zwischenvolumen zwischen den Füllmaterialteilchen fließfähig bleibt und durch Nachdrängen des Bindermaterials in der Form weiter verteilt wird, wo es auf weiteren Füllmaterialoberflächen ausreagiert. Erfindungsgemäß wird demgemäß einerseits eine gleichmäßige Altersverteilung der Kunststoffreaktiv-Mischung bewirkt, indem die Oberflächen der Füllmaterialteilchen durch das zuerst eingefüllte Bindemittel belegt werden und die Zwischenräume durch das zuletzt eingefüllte Bindemittel. Zum anderen wird bewirkt, daß die Aushärtung des Formkörpers jeweils von den Oberflächen der Füllmaterialteilchen her in die Zwischenräume hinein erfolgt. Dadurch kann sich der Formkörper bis zur vollständen Aushärtung spannungsfrei der Form anpassen.

Als Reaktivkunststoff-Mischung wird vorzugsweise eine Polyurethan-Reaktivmischung eingesetzt. Grundsätzlich geeignete Bestandteile der Polyurethan-Reaktivmischung sind beispielsweise in der DE-A 1 694 138 offenbart. Vorzugsweise werden als Isocyanate solche auf Basis Diphenylmethandiisocyanat eingesetzt. Bevorzugte

Polyole sind Polyetherpolyole. Die Mischung kann ferner Treibmittel in solchen Mengen enthalten, daß eine Dichte des ausgehärteten Polyurethans zwischen 200 und 1 200 kg/m³, vorzugsweise 400 bis 800 kg/m³, resultiert. Bevorzugt wird als Treibmittel Wasser in Mengen von 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Mischung, eingesetzt.

Vorzugsweise wird die Mischung in einem Injektionsrnischkopf, dessen Auslauf unmittelbar in die Form fordert, erzeugt. Mischköpfe dieser Art sind in der Polyurethan-Technik grundsätzlich bekannt. (Siehe Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Bd. 7: Polyurethane, 1993, S. 177 ff). Je nach Kompliziertheit des herzustellenden

Formteils kann es erforderlich sein, mehrere Mischköpfe, die gleichzeitig in die Form fördern, vorzusehen, um eine über das Formvolumen gleichmäßige Verteilung der Reaktivmischung zu erreichen.

Vorteile der erfindungsgemäßen Formkörper gegenüber Beton oder konventionellem

Polymerbeton sind die aufgrund der schnellen Aushärtung der Polyurethan-Reaktivmischung höhere Produktivität, eine bessere Chemikalienbeständigkeit und Abriebsbeständigkeit der Formkörper, eine bessere Zähigkeit und ein geringeres Gewicht.

Erfindungsgemäße Formkörper können hergestellt werden als Schallschutzwände,

Abwasserkanäle. Abwasserrinnen, Schachtauskleidungen, Entwässerungssysteme, Maschinengestelle, Lagerelemente, Futtertröge oder auch Fettabscheider. Aufgrund der hervorragenden Haftung der Polyurethan-Reaktivmischung an Beton ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Verbindung von Betonelementen im Hochbau oder bei Verlegung von Betonrohren hervorragend geeignet. Dabei werden die zu verbindenden Elemente mit Manschetten umgeben, die den Formhohlraum bilden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 Erläutert prinzipiell die Herstellung eines erfindungsgemäßen Formkörpers. Die Form 1 besteht vorzugsweise aus Formwandelementen, die über Scharniere 2 geöffnet werden können. Vorzugsweise im Bodenraum der Form ist ein (gegebenenfalls auch mehrere) Injektionsrnischkopf 3 angeordnet, dem, wie durch Pfeile 31 und 32 angedeutet, die Komponenten der Reaktivmischung zugeführt werden. Der auf die erforderliche Temperatur vorgeheizte grobkörnige Füllstoff, vorzugsweise mit Korngrößen von 5 bis 25 mm, wird über einen Trichter 4 in die Form eingefüllt. Anschließend wird die Form geschlossen und die Reaktivmischung injiziert. Innerhalb weniger Minuten, gegebenenfalls auch nach Bruchteilen von Minuten, kann das Formteil entformt werden.

Fig. 2 zeigt das Schliffbild eines aufgetrennten erfindungsgemäßen Formkörpers, der aus einer dichten Packung von Kieselsteinen 21 und einer Polyurethan- Schaummatrix 22 mit einer Dichte von 650 kg/m³ besteht.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von mit grobkörnigem Füllmaterial hochgefüllten Reaktivkunststoff-Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial auf eine Temperatur von 60 bis 80°C aufgeheizt wird, in eine Form eingefüllt, gegebenenfalls verdichtet wird und anschließend die Reaktivkunststoff- Mischung in die Form eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktivkunst- stoff-Mischung eine Polyurethan-Mischung eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktivkunststoff-Mischung unmittelbar vor dem Einbringen in die Form in einer Gegenstrom-Hochdruck-Miscrikarrjmer erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktivkunststoff-Mischung eine Temperatur zwischen 10 und 30°C aufweist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktivkunststoff-Mischung ein Schäummittel in solcher Menge enthält, daß die Dichte des ausgehärteten Reaktivkunststoffs zwischen 200 und 1 200 kg/m³ liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das grobkörnige Füllmaterial eine Korngröße von 5 bis 25 mm aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als grobkörniges Füllmaterial Kies, zerkleinertes Steinbruchmaterial, Schlacken, Bauschutt, Schaumbeton oder Kunststoffabfalle eingesetzt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Form zusätzlich Armierungselemente aus Stahl, Glasfasersträngen oder Glasfasergewebe eingebracht werden.