DE1494305B2 - Herstellen von schaumkleinstteilchen - Google Patents

Description

mit 11 eine gleichachsig zu diesem angeordnete Turbine bezeichnet; in einer Brennkammer 12 wird die in dem Verdichter komprimierte Luft erhitzt und gelangt sodann zur Turbine. Die heißen Abgase der 5 Turbine treten durch eine Venturi-Düse 13 hindurch. Mit 14 und 15 sind Flüssigkeitstanks bezeichnet, welche flüssige schäumungsfähige Polymerisatmassen oder die zu deren Bildung notwendigen Reaktionsteilnehmer enthalten. Die Tanks 14, 15 sind über

ren Aerosols verwenden, so kann man den Gasstrom
direkt in den Raum blasen oder in die Atmosphäre.
Die geschäumten Kleinstteilchen können als Träger
für eine Vielzahl von Stoffen dienen; besonders geeignet sind sie als Träger für biologische Wirkstoffe,
wie Insecticide. Die Größe und Dichte der Teilchen
kann dadurch beeinflußt werden, daß man die Temperatur und/oder das Volumenverhältnis von Polymerisat und Gasstrom und/oder Geschwindigkeit des

heißen Gasstromes regelt. Die Größe und die Dichte io eine Leitung 18 an eine Druckluftversorgung ange-

der Teilchen kann ferner durch die Auswahl des schlossen. Durch die Druckluft wird der Inhalt die-

Blähmittels und durch geeignete Wahl des Mengen- ses Tanks über Leitungen 16 und 17 in die Venturi-

verhältnisses von Blähmittel und Polymerisat beein- Düse 13 getrieben, in der das Polymerisat sodann

flußt werden. auf Schäumungstemperatur gebracht und in eine

Wenn das Polymerisat in flüssiger Form oder in 15 Dispersion von geschäumten Polymerisationskleinst-

Lösungsform zur Anwendung gebracht wird, so kann teilchen umgesetzt wird. Die Dichte der dispergierten

man es in einem oder mehreren Strömen in den hei- Polymerisatkleinstteilchen kann dadurch verändert

ßen Gasstrom einführen. Wenn das Polymerisat in werden, daß man die Art und den Mengenanteil des

dem Gasstrom erst erzeugt wird, nämlich durch die Polymerisates und des Blähmittels verändert, ferner

Reaktion zweier oder mehrerer reaktionsfähiger Po- 20 durch Änderung der Reaktionstemperatur und an-

lymerisat bildenden Komponenten, so werden die derer variabler Größen. Es ist auf diese Weise mög-

Komponenten im allgemeinen getrennt, d. h. in ein- lieh, Aerosole zu erzeugen, in denen die Dichte der

zelnen Strömen in den heißen Gasstrom eingeführt. dispergierten Teilchen nur 0,0012 g/ccm und dar-

Die Teilchen, welche in Form einer Dispersion unter ist. Auf diese Weise ist es also möglich, einen

entstehen, und das Trägergas können nach üblichen 25 Rauch zu erzeugen, bei dem auch verhältnismäßig

Methoden voneinander getrennt werden. große Teilchen eine sehr geringe Niederschlagsge-

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es schwindigkeit haben; z. B. hat ein Rauch aus ge-

nicht nur möglich, die Größe und die Dichte der schäumten Phenolharzteilchen von 10 μ Durchmesser

dispergierten Teilchen unabhängig voneinander in mit einer Dichte von 0,0016 g/ccm eine theoretische

weitem Bereich zu variieren, sondern es ist auch 30 Niederschlagsgeschwindigkeit von nur 1,7 cm/h, wäh-

möglich, die Farberscheinung, Reflexionseigenschaf- rend ein Ölnebel, welcher aus Teilchen mit 1 μ ten, Hygroskopizität und anderen physikalischen
Eigenschaften unabhängig von der Größe und der
Dichte der Teilchen einzustellen.

Den heißen Gasstrom, in den die schäumungsfä- 35
higen Kunststoffmassen injiziert werden, kann man
auf verschiedenste Weise erzeugen. Gasturbinen, insbesondere bewegliche Gasturbinen, stellen eine sehr
geeignete Quelle für heiße Gase dar, um Kunststoffaerosole gemäß der Erfindung an beliebigen Orten 40 Variablen beeinflussen ja Größe und Dichte der Teilzu, erzeugen. Es können jedoch auch Auspuffgase chen. Durch Veränderung der Temperatur und des von Dieselmotoren sowie von Strahltriebwerken, Volumenverhältnisses sowie der Bauart der Injek-Turbostrahltriebwerken und Raketenmotoren ver- tionsdüsen und schließlich der Art und der Menge wendet werden. Die Herkunft und die Art des hei- des Blähmittels ist es möglich, die Größe und Dichte ßen Gasstromes ist im allgemeinen nicht von grund- 45 der Teilchen in einem weiten Bereich zu wählen, sätzlicher Bedeutung und erhält Bedeutung hoch- Die Gasgeschwindigkeiten in der Reaktionszone stens hinsichtlich wirtschaftlicher Überlegungen. Ge- sollen deshalb nahe bei der Schallgeschwindigkeit wohnlich verwendet man auch zweckmäßig ein Gas. liegen, um einen glatten Betrieb zu gewährleisten, welches im wesentlichen inert ist und unter den vor- An Stelle der Verwendung von Sprühdüsen für die kommenden Bedingungen mit dem Polymerisat, den 50 Verteilung des Polymerisates in dem Gasstrom' kann Reaktionsteilnehmern und Hilfsmitteln nicht reagiert. die Verteilung auch durch rasch rotierende Sprüh-

Die schäumungsfähige plastische Masse wird in körper herbeigeführt werden. Die Verwendungsmögder Regel in flüssiger Form in den heißen Gasstrom lichkeiten der erfindungsgemäßen Aerosole sind zahleingeführt, und zwar entweder in Form eines ein- reich. Je nach den Reflexions- und Absorptionseigenzigen Stromes oder in Form zweier oder mehrerer 55 schäften der Aerosole können diese z. B. als Reflek-Ströme, deren jeder verschiedene Anteile der schau- toren oder Absorber für Strahlungsenergie dienen, mungsfähigen Masse enthält. Je nach der Art der Weiter können sie dazu verwendet werden, um Frostzur Anwendung kommenden Masse gelangt man zu Schädigung von Ernten zu verhindern, indem sie die dem flüssigen Zustand durch Erwärmung oder durch Wärmeausstrahlung von Obstbäumen und ähnlichen Zusetzung flüchtiger Lösungsmittel; es ist aber auch 60 frostgefährdeten Pflanzen unterbinden. Natürlich möglich, eine flüssige, ja sogar eine fein verteilte können die erfindungsgemäßen Aerosole auch dort feste Masse als Dispersion in einem flüssigen oder verwendet werden, wo man bisher schon den begasförmigen Gasstrom zu transportieren und so in kannten künstlichen Rauch zur Anwendung gebracht den heißen Gasstrom einzubringen. hat, also etwa zur Erzeugung von Rauchschirmen, In der Zeichnung ist das Schema einer Anlage zur 65 Rauchsignalen, Himmelbeschriftung und überhaupt Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens immer dort, wo die geringe Niederschlagsgeschwindargestellt. digkeit und das geringe Verhältnis von Dichte zur In der Zeichnung ist mit 10 ein Verdichter und Teilchengröße von Bedeutung sind. Eine weitere An

Durchmesser und einer Dichte von 2 g/ccm besteht, eine theoretische Niederschlagsgeschwindigkeit von 21,6 cm/h besitzt.

Die Temperatur und das auf die Polymerisatmasse bezogene Volumen der heißen Trägergase sind nicht kritisch, solange nur Temperatur und Geschwindigkeit groß genug bleiben, um eine rasche Expansion herbeizuführen, denn diese beiden zuletzt genannten

wendungsart beruht darin, die erfindungsgemäßen Polymerisatteilchen als Träger für Wirkstoffe zu verwenden, beispielsweise als Träger für Silberjodid, das zu Wolkenbildungs versuchen verwendet werden kann; es können aber die erfindungsgemäßen dispergierten Teilchen auch als Träger für Insecticide verwendet werden und somit sanitäre oder Ernteschutzzwecke erfüllen.

Die voneinander getrennten Schaumpolymerisatteilchen gemäß der Erfindung können, wenn sie vorher gesammelt, d. h. aus ihren Trägergasen abgeschieden worden sind, wieder in rauchähnliche Dispersion gebracht werden, indem man sie erneut in gasförmige Träger einführt, und zwar entweder in der Form, in der man sie durch Sammeln aus dem ursprünglichen gasförmigen Träger gewonnen hat, oder in einer nachbehandelten Form, wenn man beispielsweise durch eine Nachbehandlung die Farbreflexionsund anderen Eigenschaften verändern will.

Die gesammelten Teilchen können als Leichtfüllmittel, Texturmittel in Anstrichen, Emailüberzügen und anderen Überzügen verwendet werden, ferner in Gummi und Kunststoffmassen. Weiter können sie als Füllmittel in Papier oder Papierüberzugsmassen verwendet werden. Ein Anwendungsgebiet eröffnet sich auch bei der Bodenkonditionierung, und zwar können die Teilchen hierzu so angewandt werden, wie sie gewonnen werden, sie können aber auch vorher mit Schädlingsbekämpfungsmitteln, Pflanzennährstoffen oder Farbstoffen behandelt worden sein. Schließlich kommen sie als Füllmittel für Reifen in Frage.

Beispiel 1

Man nimmt 100 Teile eines hitzehärtbaren, teilweise ausgehärteten Phenolaldehydharzes, der durch Erhitzen eines Moläquivalent Phenol mit 2¹It Moläquivalenten Formaldehyd als wäßrige 4O°/oige Lösung in Gegenwart von 0,05 Moläquivalenten Natriumhydroxyd während einer Dauer von 2 Stunden und bei einer Temperatur von 80 bis 85° C und anschließendes Neutralisieren mit Milchsäure und Vakuumdehydrieren auf 10% Wassergehalt gebildet ist, mischt dieses Phenolaldehydharz mit 7 Teilen Isopropyläther und 1 Teil Polyoxyalkylenäther des Sorbitanmonopalmitals als Benetzungsmittel in einem der aus der Figur ersichtlichen Tanks und bringt eine Katalysatormischung, bestehend aus 50 Teilen Schwefelsäure von 66° Beaume und 7 Teilen 85%ige Phosphorsäure sowie 50 Teilen Wasser in den anderen Tank.

ίο Das Gasturbinengerät wird offen angelassen und so eingestellt, daß es einen Abgasstrom mit 565° C erzeugt. Werden das Harzgemisch und die Katalysatormischung in die Venturi-Düse in einer Menge von 22 Teilen Katalysatormischung auf 100 Teile Harz eingeführt, so wird ein rosa Rauch gebildet, welcher aus dispergierten Zellteilchen des Phenolharzes besteht.

Beispiel 2

Wenn Furfurylalkohol der in Beispiel 1 beschriebenen Harzmasse in einer Menge von 10 Teilen Furfurylalkohol und 6 Teilen Isopropylalkohol zu 84 Teilen des Phenolformaldehydharzes zugesetzt wird, bildet sich ein schwarzer Rauch, wenn dieser in einen heißen Abgasstrom wie in Beispiel 1 eingeführt wird.

Beispiel 3

Wenn eine aus zwei Komponenten bestehende Schäumungsmasse mit der Komponente A aus 78,8 Teilen bis zur Isocyanatstufe fertiggestelltem Polyäther-Vorpolymerisat und aus 21,2 Teilen Trichlorfluormethan sowie der Komponente B aus 66,4 Teilen eines Polyäthers mit einer Polypropylenoxydkette aus 20,7 Teilen Trichlorfluormethan und aus 3,3 Teilen Triäthylamin als Katalysator in die Venturi-Düse eingeführt werden, entsteht ein weißer Rauch, der von dispergierten Zellteilchen gebildet ist.

Das Trichlorfluormethan verringert einmal die Viskosität der flüssigen Bestandteile, und zum anderen wirkt es als Blähmittel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 besteht. Die Zahl der Zellen, welche ein Teilchen Patentansprüche: bilden, ist vorzugsweise verhältnismäßig klein. Die geschlossenen Zellen können mit einem Gas, etwa

1. Verfahren zum Herstellen von diskreten, mit Luft, Stickstoff, Kohlendioxyd, Helium oder ein- oder vielzelligen Schaumkleinstteilchen mit 5 einem anderen Gas, oder mit einem anorganischen einem Durchmesser von 1 bis 1000 μ aus syn- oder organischen Dampf erfüllt sein, beispielsweise thetischen thermoplastischen oder hitzehärtbaren mit dem Dampf des Acetons, Methylchlorid oder Polymeren, indem man ein auf Grund seiner anderen halogenierten Kohlenwasserstoffen, stofflichen Zusammensetzung oder durch ein vor- Die Kleinstteilchen können Füllstoffe oder Zuhandenes Treibmittel bei erhöhter Temperatur io sätze enthalten, etwa Pigmente oder fein verteilte schaumbildendes thermoplastisches oder hitze- Metalle, wie Aluminiumflocken; diese Füllstoffe oder härtbares Polymeres oder dessen Bildungskom- Zusätze sind vorzugsweise auf die aus Polymerisat ponenten erhitzt, dadurch gekennzeich- bestehenden Zellwände fein verteilt. Die Dichte der net, daß man das Polymere oder dessen BiI- Teilchen ist wesentlich unter der Dichte derjenigen dungskomponenten in einen heißen, gegebenen- 15 Teilchen, die in künstlichem Nebel oder künstlichem falls turbulenten Gasstrom hoher Geschwindig- Rauch verwendet werden. Sie liegt unter 1 g/ccm keit einführt, dessen Temperatur so hoch ist, daß und bewegt sich vorzugsweise in der Größenordnung eine Schäumung bzw. Bildung und Schäumung der Dichte der Luft oder noch darunter. Diese undes Polymeren eintritt. gewöhnlich geringe Dichte der erfindungsgemäßen

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 Kleinstteilchen verursacht, daß diese hervorragend kennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Gas- geeignet sind, in einem Gas, etwa in Luft, dispergiert stromes nahe bei oder über der Schallgeschwin- zu werden; sie bilden dann eine Nebel oder einen digkeit liegt. Rauch mit ungewöhnlich geringer Niederschlagsge-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da- schwindigkeit.

durch gekennzeichnet, daß das blähfähige Poly- 25 Ein guter Wirkungsgrad und eine hohe Wirtschaft-

mere bzw. dessen Bildungskomponenten in die lichkeit des Verfahrens bringen die Forderung mit

heißen Abgase einer Gasturbine eingeführt sich, daß der Gasstrom eine hohe Geschwindigkeit

werden. hat; vorzugsweise soll die Geschwindigkeit nahe bei

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- der Schallgeschwindigkeit oder noch darüber liegen, rens nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch 30 Die Geschwindigkeit des Gasstromes kann an der ein Gasturbinenaggregat und eine nachgeschaltete Stelle, an der das Polymerisat oder die dieses bil-Venturi-Düse, in welche das schäumungsfähige denden Reaktionsteilnehmer in den Gasstrom einPolymere bzw. dessen Bildungskomponenten ein- geführt werden, dadurch erhöht werden, daß man geführt werden. den Querschnitt des Gasstromes etwa durch An-

35 bringung einer Venturi-Düse in dem Strömungskanal des Gasstromes einschnürt; die Polymerisate oder

die diese bildende Reaktionsteilnehmer werden dann

vorzugsweise nahe oder an der engsten Stelle der Venturi-Düse eingeführt. Es ist weiterhin von Vor-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- 40 teil, dem Gasstrom einen hohen Grad von Turbulenz lung von Schaumkleinstteilchen der Größenordnung in oder nahe dieser engsten Stelle mitzuteilen, von 1 bis 1000 μ aus synthetischen Thermoplasten Die Ausgangsstoffe für das Verfahren können be-

oder hitzehärtbaren Polymeren. liebige Polymerisate sein, welche vorzugsweise ein

Als hitzehärtbare Polymerisate kommen insbe- geeignetes Blähmittel enthalten, beispielsweise ein sondere Additions- oder Kondensationspolymerisate, ₄₅ solches Blähmittel, welches durch Hitzezersetzung Harnstofformaldehydpolymerisate, Phenolkondensa- unter Bildung von gasförmigen Zersetzungsproduktionspolymerisate, Polyisocyanatharze, Epoxyharze ■ ten wirksam wird oder ein solches, welches durch oder Silikonharze in Frage. Wärmeexpansion wirksam wird. Man kann ferner

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen als Ausgangsmaterial Reaktionsteilnehmer verwenvon diskreten, ein- oder vielzelligen Schaumkleinst- 50 den, welche bei Kontakt in dem heißen Gasstrom teilchen mit einem Durchmesser von 1 bis 1000 μ das Polymerisat bilden. Die Schäumung des so geaus synthetischen thermoplastischen oder hitzehärt- bildeten Polymerisats kann durch Anwesenheit eines baren Polymeren, indem man ein auf Grund seiner geeigneten Blähmittels oder durch Entwicklung von stofflichen Zusammensetzung oder durch ein vor- Gasen oder Dämpfen infolge der stattfindenden chehandenes Treibmittel bei erhöhter Temperatur 55 mischen Reaktion herbeigeführt werden, wie bei der schaumbildendes thermoplastisches oder hitzehärt- Bildung von geschäumten Polyisocyanaten. Je nach bares Polymeres oder dessen Bildungskomponenten den Eigenschaften der in den Gasstrom eingeführten erhitzt, besteht darin, daß man das Polymere oder oder in ihm erzeugten Polymerisaten kann es erdessen Bildungskomponenten in einen heißen, ge- wünscht sein, das Polymerisat in der geschäumten gebenenfalls turbulenten Gasstrom hoher Geschwin- 60 Form auszuhärten. Die Härtung kann durch die Gedigkeit einführt, dessen Temperatur so hoch ist, daß genwart von Katalysatoren, Vernetzungsmitteln oder eine Schäumung bzw. Bildung und Schäumung des ähnlichen Hilfsmitteln bewirkt oder beschleunigt Polymeren eintritt. werden. Sie kann aber auch durch die in das Ver-

Die einzelnen Teilchen können aus offenen oder fahren angewandten hohen Temperaturen herbeigegeschlossenen Zellen bestehen; es können auch beide 65 führt werden.

Zellenarten nebeneinander vorhanden sein; es ist Will man die erfindungsgemäß erzeugten gemöglich, daß jedes Teilchen nur aus einer Zelle oder schäumten Kleinstteilchen unmittelbar zur Bildung aus einer Assoziation oder Aggregation von Zellen eines stabilen Rauchs oder Nebels oder eines ande-