DE2628785A1

DE2628785A1 - Verfahren zum herstellen eines polyurethan-kaltschaumes, insbesondere weichschaumes

Info

Publication number: DE2628785A1
Application number: DE19762628785
Authority: DE
Inventors: Guenter Keller
Original assignee: Chem Fab Ludwigsburg Zeh & Co; Knecht Filterwerk GmbH
Current assignee: Chem Fab Ludwigsburg Zeh & Co; Knecht Filterwerk GmbH
Priority date: 1976-06-26
Filing date: 1976-06-26
Publication date: 1977-12-29
Also published as: SE7704377L

Description

Verfahren zum Herstellen eines
Polyurethan-Kaltschaumes, insbesondere Weichschaumes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Polyurethan-Kaltschaumes, insbesondere Weichschaumes, bei dem eine Polyol- und eine Isocyanat-Komponente in dosierten Mengen bei Normaldruck in eine Mischkammer eingebracht, dort mittels eines umlaufenden Rührwerks vermischt und die Mischung hierauf aus der Mischkammer zum Zwecke der Schaumbildung ausgebracht wird.
Nach diesem Verfahren hergestellte Kalt- insbesondere Weichschäume können insbesondere in Form von Ringen mit den Kanten sternförmig gefalteter Papierfilter verbunden werden, wobei diese Ringe der Formstabilisierung und Abdichtung der Papierfilter in einem Filtergehäuse dienen. Bei den bekannten Verfahren erfolgt die kontinuierliche Herstellung des Polyurethanschaumes in einer sogenannten Niederdruckmaschine, in deren Mischkammer die Komponenten im wesentlichen bei Normaldruck von einem Rührwerk vermischt werden, das mit 5000 - 10000 Umdrehungen pro Minute umläuft. Diese hohe Drehzahl ist deswegen erforderlich, um den Schaumbildungsprozeß einzuleiten und zu begünstigen.
Dabei ist die hohe Drehzahl des Rührwerks offenbar deshalb erforderlich, um den Komponenten ausreichend Luft beizumischen, wodurch erst die ordnungsgemäße Schaumbildung ermöglicht wird.
Die genannte, außerordentlich hohe Drehzahl hat jedoch den Nachteil, daß das Rührwerk sehr häufig gereinigt werden muß, wobei während der Reinigung das Herstellungsverfahren ausgesetzt werden muß. In der Praxis muß beispielsweise in Zeitabständen von jeweils 30 Sekunden mit chloriertem Kohlenwasserstoff gespült werden, was jedes Mal 7 - 8 Sekunden in Anspruch nimmt. Wegen der im Rührwerk verbleibenden Reste des Reinigungs- oder Spülmittels muß zudem der nach der Reinigung aus der Mischkammer ausgebrachte, erste "Schuß" verworfen werden. Versuche, daß Rührwerk mit niedrigerer Umdrehungszahl laufen zu lassen, führten nicht zum Erfolg, weil die dabei erzeugten Schäume nicht die erforderliche Gleichmäßigkeit und Höhe (Expansion) aufwiesen.
Man hat daher die zur Reinigung des Rührwerks erforderlichen, häufigen Unterbrechungen des Verfahrens bisher in Kauf genommen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die bisherige, periodisch in kurzen Zeitabständen auszuführende Reinigung des Rührwerks und der Mischkammer unterbleiben kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polyol-Komponente vor der Dosierung unter berdruck mit einem Gas vermischt und zusammen mit diesem Gas dosiert und in die Mischkammer überführt, und daß beide Komponente in der Mischkammer mit einer Umlaufgeschwindigkeit kleiner als 2000 U/min durchgerührt werden.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt,daß aufgrund dieser Maßnahmen die periodische Reinigung von Rührwerk und Mischkammer unterbleiben kann, ohne die Qualität des erzeugten Kaltschaumes zu beeinträchtigen. Man kann nach dem erfindungsgemeßen Verfahren ohne weiteres über mehrere Stunden ohne Reinigung der Mischkammer und des Rührwerks produzieren, wodurch natürlich die Wirtschaftlichkeit gegenüber dem bekannten Verfahren erheblich gesteigert ist. Ein Spül- und Reinigungsprozeß ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur dann notwendig, wenn Betriebsunterbrechungen durch Pausen oder sonstige Störungen eine längere Stllegung der für die Durchführung des Verfahrens verwendeten Vorrichtung verursachen.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung, auf der eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt ist, der weiteren Erläuterung.
Auf der Zeichnung enthält der Behälter 1 in bekannter Weise die sog. Polyol- oder A-Komponente, beispielsweise einen Polyäther oder Polyester. Ein Behälter 2 enthält in ebenfalls bekannter Weise die sog. Isocyanat- oderB-Komponente, Über Leitungen 3 bzw. 4 werden die Komponenten jeweils Dosiereinrichtungen 5 bzw. 6, beispielsweise Kolbendosierern,zugeleitet, in denen sie dem gewünschten Mischungsverhältnis entsprechend dosiert werden. Die dosierten Mengen der (flüssigen) Komponenten A und B gelangen schließlich in eine Mischkammer 7, in der sie von einem (an sich bekannten und deshalb nicht dargestellten) umlaufenden Rührwerk innig miteinander vermischt werden. Aus einem Auslaß 8 der Mischkammer 7 fließt schließlich die Mischung beispielsweise auf eine Unterlage oder ein Papierfilter aus, wo sich dann der eigentliche Schaumbildungsvorgang abspielt.
Wie dargestellt, ist in die Leitung 3 ein Druckbehälter oder Autoklav 9 eingeschaltet, in den ein Gas, beispielsweise C02 mit einem Überdruck zwischen etwa 2 - 5, vorzugsweise 3 - 4 kg/ cm2 eingeleitet werden kann. Unter dem Überdruck vermischt sich das Gas mit der durchströmenden A-Komponente. Dem Autoklav 9 ist ein Rückschlagventil 11 nachgeschaltet. Hinter dem Ventil 11 liegen in der Anlage Niederdruckbedingungen vor, d.h. es herrscht im wesentlichen Atmosphärendruck.
Es wurde gefunden, daß durch die unter Uberdruck erfolgende Vermischung der Polyol-Komponente mit einem Gas, vorzugsweise CO2 die Durchrührung in der Mischkammer 7 mit relativ niedrigen Umlaufgeschwindigkeiten, nämlich unterhalb 2000 U/min, insbesondere zwischen etwa 1000 und 1500, vorzugsweise etwa 1200 U/min vorgenommen werden kann und daß dennoch das aus der Mischkammer 7 ausfließende Produkt zu einer gleichmäßigen Schaumbildung mit der gewünschten Höhe befähigt ist. Bei den vorgenannten, niedrigen Umlaufgeschwindigkeiten ist aber eine ständige, periodische Spülung der Mischkammer und des von ihr umschlossenen Rührwerkes nicht erforderlich. Das Verfahren kann also in der dargestellten Vorrichtung über Stunden hinweg ununterbrochen ausgeführt werden.
In die Polyol-Komponente wird vor ihrer Einbringung in den Behälter 1 in herkömmlicher Weise etwa 2 - 3 % Luft mit einer besonderen Rührvorrichtung eingerührt, wobei Verteilung und Größe der Luftblasen durch ebenfalls an sich bekannten Zusatz eines Tensides und Thixotropierungsmittel reguliert werden können.
Diese Zusätze gewährleisten gleichzeitig die Stabilität der Luftblasen in der A-Komponente über mehrere Wochen hinweg vor der Verarbeitung, so daß diese Komponente lagerfähig ist. Desweiteren werden der Komponente A in herkömmlicherWeise vor Einbringung in den Behälter 1 vorher Aktivatoren, Treibmittel u.
dgl. zugegeben, falls erforderlich.
Das Innere des Autoklaven 9 wird durch das eingeleitete Gas auf einem konstanten Überdruck gehalten. Durch den Zusatz des Gases, vorzugsweise C02, erfolgt die Schaumbildung mit der gewünschten Expansionshöhe, wie sie für das zu schäumende Produkt erforderlich ist. Der Autoklav 9 kann ein Rührwerk enthalten.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Polyol-Komponente etwa 2 -3 Vol% des Gases unter Überdruck beigemischt werden.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: Verfahren zum Herstellen eines Polyurethan-Kaltschaumes, insbesondere Weichschaumes, bei dem eine Polyol- und Isocyanat-Komponente dosierten Mengen bei Normaldruck in eine Mischkammer eingebracht, dort mittels eines umlaufenden Rührwerks vermiscnt und die Mischung hierauf aus der Mischkammer zum Zwecke der Schaumbildung ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyol-Komponente vor der Dosierung unter überdruck mit einem Gas vermischt und zusammen mit diesem Gas dosiert und in die Mischkammer überführt wird, und daß beide Komponenten in der Mischkammer mit einer Umlaufgeschwindigkeit des Rührwerks kleiner als 2000 U/min durchgerührt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung der Polyol-Komponente mit dem Gas bei einem Überdruck zwischen etwa 2-5, vorzugsweise 3-4 kg/cm2 vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyol-Komponente etwa 2-3 VolZ des Gases unter Überdruck beigemischt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyol-Komponente C02 beigemischt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Umlaufgeschwindigkeit zwischen etwa 1000 und 1500 U/min, vorzugsweise etwa 1200 U/min gerührt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer die Polyol-Komponente dosierenden Einrichtung (5) ein mit Rührer versehener Autoklav (9) angeordnet ist, in den das Gas einleitbar ist.