Blähgraphit im PUR
03.07.2019 | Gerhard Konrad

Flammschutzanforderungen an PUR-Schaum-Bauteile nehmen weltweit zu, egal ob im Bereich Automotive, Industrieanwendungen oder aufgrund regulatorischer Vorgaben. KraussMaffei stellt auf der K ein Gesamtsystem zur Blähgraphitverarbeitung im Hochdruckverfahren für hohe Material- und Prozesseffizienz und saubere Fertigung vor.

Komplette, automatisierte Prozesskette

"Blähgraphit ist ein wirtschaftlicher Füllstoff mit klaren Vorteilen für viele Anwendungen", erklärt Nicolas Beyl, President des Segments Reaktionstechnik bei KraussMaffei. "Leider ist das Material aber empfindlich gegen mechanische Beanspruchung bei der Verarbeitung“. Ein neu entwickelter Hochdruck-Mischkopf mit Niederdruck-Bypass und eine spezielle Vormischstation für die Blähgraphit-Zudosierung machen den Einsatz als Flammschutzmittel jetzt zu einer besonders effizienten Alternative bzw. Ergänzung zu flüssigen Beimischungen. Die komplett automatisierte Prozesskette sorgt für kurze Zykluszeiten und eine hohe Gesamtanlageneffizienz bei der Herstellung der Bauteile.

Kurze Zyklen und selbstreinigender Mischkopf

Die Vorteile der Hochdruck-Gegenstrominjektions-Vermischung bei der präzisen Verarbeitung hochreaktiver PUR-Schaumsysteme können somit für die Anwendung mit Blähgraphit als Füllstoff genutzt werden. Das ist die Basis für kurze Zykluszeiten und damit Effizienz in der Fertigung. Anders als bei der Verarbeitung im Niederdruckbereich entfällt hier durch den selbstreinigenden Mischkopf der Spülvorgang nach jedem Schuss. Das spart Material, Produktionszeit und sichert eine konstante Produktqualität, Kosten für das Bereithalten und Entsorgen von Spülmaterial entfallen. Ebenso wird bei der Hochdruckvermischung eine höhere Vermischungsenergie erreicht, welche für die Umsetzung kürzerer Zykluszeiten genutzt werden kann.

Niederdruck-Bypass für das Herz des Verfahrens

Kernstück der Technologie ist ein spezieller Blähgraphit-Mischkopf. Er basiert auf den hocheffizienten Hochdruckmischköpfen von KraussMaffei. Speziell für die Verarbeitung von Blähgraphit erhielt das System einen Niederdruck-Bypass mit vergrößertem Querschnitt. Die mechanische Belastung auf die Blähgraphit-Partikel zwischen den Zyklen, in denen das gefüllte Polyol stetig zirkuliert, wird damit minimiert. Nur sehr kurz vor Austragsbeginn zirkuliert das Material zum Druckaufbau über die Düse. Der Füllstoff wird dadurch mechanisch nur minimal belastet. So behandelt können entsprechend des Bedarfs hohe Füllgrade von je nach Rohstoffsystem bis über 30 wt-% im Polymer und damit die hohen Flammschutz-Klassen UL94-V0 erreicht werden.  

Schonende Materialmischung und hohe Beladungsgrade

Die Polyol-Blähgraphit-Mischung wird in einer speziellen Vormischstation hergestellt. Über ein spezielles Rührwerk wird der Füllstoff homogen mit der flüssigen Komponente vermischt. Das geschieht so schonend, dass die Struktur und Größe der Blähgraphit-Partikel erhalten bleiben. Die Zudosierung erfolgt automatisch und kann auf 80 wt-% im Polyol gesteigert werden. So ist jederzeit eine gleichbleibende Qualität verfügbar. Zudem wird die Produktion sauberer und effizienter, weil das manuelle Hantieren, Einwiegen und Befüllen entfällt. Außerdem können Gewicht und  Volumen der Bauteile über die Zumischanteile von Blähgraphit und anderer Komponenten beim Vormischen optimiert werden, ohne die Flammschutzeigenschaften zu verlieren. 

Alles aus einer Hand

Die Kompetenz zur Verarbeitung von Blähgraphit geht bei KraussMaffei weit über die Misch- und Dosiermaschine hinaus. Eine komplett automatisierte Prozesskette von der Halbzeug-/Rohstoff-Bevorratung über Dosier-, Misch- und Anlagentechnik (Werkzeuge, Formenträger, Entgratung etc.) einschließlich der nötigen Prozesstechnik kann aus einer Hand bezogen werden. Das spart nicht nur Zeit und Nerven bei der Planung und Installation von Fertigungsketten, sondern macht auch Service- und Wartungsaufgaben einfacher.