Was ist ein Schaumharz?
Schaumharze sind Kunstharze, in denen Gas fein gemischt und zu einem schaumartigen Zustand geformt wird.
Obwohl im Grunde jedes Kunstharz für das Schaumgießen verwendet werden kann, sind die für das Schaumgießen verwendeten Kunstharze begrenzt, wenn man den Preis und andere Faktoren berücksichtigt.
Es gibt zwei Arten von Schaumharzen: jener, bei dem die Blasen zusammenhängend sind und jener, bei dem die Blasen nicht miteinander verbunden sind. Ein bekanntes Beispiel ist Styropor, das in Verpackungsmaterialien usw. verwendet wird und ebenfalls zu den Schaumharzen gehört.
Anwendungen von Schaumharzen
Schaumharze weisen eine hohe Steifigkeit auf, sind auch bei hohen Dicken resistent gegen Einfallstellen und haben eine hohe Designqualität, so dass sie für Gehäuse von Messgeräten mit frei geformten, gekrümmten Oberflächen usw. verwendet werden.
In Kraftfahrzeugen werden Schaumharze für eine Vielzahl von Innenraumkomponenten wie Sitzpolster, Kopfstützen, Armlehnen, Griffe für die Instrumententafel und Türverkleidungen verwendet, aber auch für Außenteile wie Stoßfänger, Luftspoiler und Batterieabdeckungen.
Es wird auch in Kabelbaumumhüllungen zum Schutz elektrischer Leitungen verwendet.
Funktionsweise der Schaumharze
Schaumharze können Verzug und Verformung verringern, da die Schaumzellen die Eigenspannung im Harz absorbieren und das Harz mit Gasdruck gegen die Form drücken, wodurch der Druck von der Schraube auf das Harz verringert wird. Im Inneren des geformten Produkts entsteht eine Luftschicht, die den Materialeinsatz reduziert und zur Kostensenkung beiträgt.
Das Schäumen wird nicht nur durch chemische Treibmittel, sondern auch durch physikalisches Schäumen erreicht, bei dem verflüssigtes Gas unter hohem Druck gelöst wird, um den Druck zu verringern, oder durch Erhitzen, um die Löslichkeit zu verringern und Blasen zu erzeugen. Wenn während des Schäumens an der Oberfläche Schaum entsteht, kommt es zu einem Muster, das als „Wirbelmarken“ bekannt ist, was jedoch durch Druckbeaufschlagung der Form vor dem Einspritzen vermieden werden kann.
Für das allgemeine Spritzgießen werden zusätzlich ein Tank zur Lagerung des flüssigen Schaummittels, ein Kolben zum Einspritzen des Schaummittels und eine Einspritzdüse benötigt.
Arten von Schaumharzen
1. Polyurethan-Hartschaum
Dieser wird durch das Schäumen von Polyurethan mit Polyolen zur Erhöhung der Steifigkeit in unabhängige Blasen gewonnen. Er hat eine sehr hohe Druckfestigkeit und gibt kaum nach, wenn er verformt und die Spannung entfernt wird.
2. Polyurethan-Weichschaum
Bei den Polyurethanschaumstoffen wird zwischen Schaumstoffen auf Polyester- und auf Polyetherbasis unterschieden. Schaumstoffe auf Polyesterbasis verfügen über hervorragende mechanische Eigenschaften und chemische Beständigkeit und der Blasendurchmesser lässt sich leicht einstellen, sie neigen jedoch zur Hydrolyse. Materialien auf Polyetherbasis sind weniger anfällig für Hydrolyse, haben eine ausgezeichnete Elastizität und sind billiger.
3. Polystyrolschaum
Als Rohstoff wird Allzweck-Polystyrol verwendet, das in der Form mit Wasserdampf vorgeschäumt wird. Er ist leicht und hat hervorragende Wärmedämm- und Dämpfungseigenschaften.
4. Polyethylen-Schaumstoff
Als Rohmaterial werden lineares Polyethylen, Polyethylen niedriger Dichte und Polyethylen hoher Dichte verwendet. Es hat eine geringe Wasseraufnahme, bricht nicht bei niedrigen Temperaturen und lässt sich leicht weiterverarbeiten, z. B. durch Schneiden. Es ist flexibel und hat eine ausgezeichnete Druckfestigkeit.
5. Polypropylenschaum
Aufgrund des raschen Viskositätsabfalls bei Erwärmung ist die Bildung von Schaumstoffwänden schwierig und die Wahl des Vernetzungsmittels und der Vernetzungsmethode ist wichtig. Die Hitzebeständigkeit ist relativ hoch.
6. Phenolschaum
Es werden die Typen Resol und Novolac verwendet. Für den Novolak-Typ werden thermisch zersetzbare Schaumbildner verwendet, für den Phenol-Typ Kohlenwasserstoffe.
7. PET-Schaumharze
PET steht für Polyethylenterephthalat und die Methoden der Extrusionsformung und der Herstellung geschäumter Folien wurden industrialisiert. Polycarbonat und 5-Phenyltetrazon werden als zersetzbare Treibmittel im Extrusionsverfahren verwendet, während anorganisches Feinpulver und verschiedene Polymere, die mit dem Hauptrohstoff im Verfahren zur Herstellung geschäumter Folien gemischt werden, die Schaumbildung fördern.
8. Vernetzter EVA-Schaum
EVA ist ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, das flexibel und elastisch ist und mit vielen Materialien, einschließlich Kautschuk, gemischt werden kann.
9. Andere Schaumharze
Polyvinylchloridschaum, Polyimidschaum, Acrylschaum, Silikonschaum und Harnstoffschaum werden ebenfalls verwendet.