DE946747C - Verfahren zur Herstellung poroeser Leichtstoffe - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung poröser Leichtstoffe Patent 913 474 betrifft poröse Leichtstoffe, deren Trägersubstanz aus Umsetzungsprodukten von Diisocyanaten oder wie Diisocyanate reagierenden Verbindungen mit solchen Stoffen besteht, welche mindestens zwei austauschbare Wasserstoffatome im Molekül enthalten. Es ist dort auch die spezielle Ausführungsform beschrieben, daß man die Diisocyanate mit solchen Polyestern umsetzt, welche Carboxylendgruppen enthalten. Da Isocyanatgruppen mit Carboxylgruppen unter Abspaltung von Kohlensäure reagieren, liefert bei Verwendung dieser speziellen Ausgangsmaterialien ein und dieselbe chemische Reaktion sowohl die erforderliche Härtung als auch die für das Treiben erforderliche Gasentwicklung. Man kommt zu ähnlichen Ergebnissen, wenn man als Treibmittel Wasser verwendet, wobei dieses als solches oder in Form von wasserhaltigen bzw. kristallwasserhaltigen Füllstoffen zugegeben werden kann. Isocyanatgruppen reagieren mit Wasser unter Bildung von Harnstoffgruppierungen, wobei Kohlensäure frei wird, welche als Treibmittel wirkt. über die gebildeten Harns toffb rücken findet dann auch eine Vernetzung statt. Das Wasser ist also in der Lage, die Car oxylgruppen ganz oder teilweise zu ersetzen. Die Zahl der Carboxylgruppen in den Polyestern kann in einfache9 Weise dadurch heruntergedrückt werden, daß man beim Aufbau der Polyester eine größere Menge an Alkoholkomponenten verwendet so daß als Endgruppen vorzugsweise Hydroxylgruppen verbleiben. Es gilt die Regel, daß eine Säurezahl des Polyesters von etwa 28 einer Wasser- menge von etwa o,g/o (berechnet auf den Polyester) entspricht. An Stelle von Diisocyanaten kann man natürlich auch höherfunktionelle Isocyanate, wie Triisiocyanate, verwenden.
• Vorliegende Erfindung betrifft nun ein kontinuierliches Verfahren, um poröse Leichtstoffe, ausgehend von polyfunktioneilen Isocyanaten und Polyestern, eventuell unter Zusatz von Wasser, herzustellen. Das Verfahren besteht in einer Kombination der folgenden Stufen: a) Man führt die Komponenten, d. h. sowohl das polyfunktionelle Isocyanat als auch den Polyester, das eventuell erforderliche Wasser und gegebenenfalls noch Füllstoffe und Weichmacher in dosierten Mengen einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung zu. b) In letzterer sind die Bedingungen von Temperatur und Durchlaufgeschwindigkeit so aufeinander abgestimmt, daß eine chemische Reaktion zwischen den miteinander reagierenden Komponenten im wesentlichen nur insoweit eintritt, daß das Isocyanat und der Polyester sowie das eventuell zugesetzte Wasser eine homogene Mischung eingehen. Hierzu ist zu bemerken, daß die erfindungsgemäß benutzten Isocyanate einerseits und die Polyester sowie das eventuell vorhandene Wasser andererseits sich zunächst physikalisch kaum ineinander lösen; Eine homogene Vermischung der Komponente miteinander ist aber Voraussetzung für ein gleichmäßiges Endprodukt. Schließlich ist es für Erzielung eines gleichmäßigen Produktes auch erforderlich, daß die Mischung während des Treibprozesses nicht bewegt wird. Es gilt also, den Mischvorgang so zu leiten, daß in der Mischvorrichtung wohl die homogene Vermischung der Komponenten, dagegen noch keine wesentliche Treibwirkung erzielt wird. Als Folge der besonderen Leitung des Schrittes b) wird die eigentliche, zur Aushärtung der Komponenten und zum Auftreiben des Umsetzungsproduktes führende chemische Reaktion außerhalb der Mischvorrichtung durchgeführt, wobei man es in der Hand hat, die Härtung gleichzeitig unter Formgebung durchzuführen und die Schnelligkeit der Umsetzung sowie die Eigenschaften der Endprodukte durch Regelung der Außentemperatur zu beeinflussen.
• Als Vorrichtung für Durchführung des Schrittesb) kommen fördernd wirkende Mischvorrichtungen in Frage, wobei sich solche, die erhebliche Scherkräfte entfalten, besonders bewährt haben. In diesem Zusammenhang seien Knetpumpen, Doppelschnecken, Einfachschnecken und Mastifikatoren erwähnt. Besonders bewährt hat sich eine unter der Bezeichnung »Leistritz-Knetpumpe Typ Z« (s. Veröffentlichung von Dr. Kieskalt [VDI Beilieft Verfahrenstechnik, mg42, S. IO9] und Patentschrift 682 787) bekannte Pumpe und insbesondere eine solche, deren Schnecken in der Längsrichtung gegeneinander verschiebbar sind.
• Beispiel I 60 kg/h eines Kondensationsproduktes aus Adipinsäure, Phthalsäure und Hexantriol mit der SäurezahI 30, 40 kg/h Toluylendiisocyanat und 14 kg/h Aluminiumpulver werden über getrennte Dosiervorrichtungen in den Einlauftrichter einer eventuell mit Leitungswasser gekühlten Leistritz-Knetpumpe vom Typ Z eingelassen. Der Auslaßstutzen der Z-Pumpe ist durch eine Rohrleitung mit dem Einlaßstutzen einer nicht gekühlten Leistritz-Knetpumpe vom Typ A verbunden. D-er - vom Aluminiumpulver abgesehen - homogene Brei läuft aus dem Auslaufstutzen der A-Pumpe mit 250 in einen Formkasten, in dem er ausgebreitet wird. Der Formkasten wird nach der Füllung in einen Raum von o bis 100 Temperatur gebracht und sich selbst überlassen, wobei der Treibprozeß einsetzt. Die erhaltenen Kuchen haben eine gleichmäßige Porenverteilung; sie enthalten weder Lunker noch Risse.
• Beispiel 2 Kieselgur und das im Beispiel 1 erwähnte Diisocyanat werden im Gewichtsverhältnis 1 : 15,5 miteinander verrührt. 50,6 kg/h dieses Gemisches sowie 60 kg/h des Kondensationsproduktes gemäß Beispiel I werden kontinuierlich über getrennte Dosiervorrichtungen -in den Einlauftrichter einer mit Leitungswasser gekühlten Leistritz-Knetpumpe vom Typ Z eingelassen. Der Auslaßstutzen der Z-Pumpe ist durch eine Rohrleitung mit dem Einlaßstutzen einer nicht gekühlten Leistritz-Knetpumpe vom Typ A verbunden. Der homogene Brei läuft aus dem Auslaufstutzen der A-Pumpe offen in einen Formkasten, wo er ausgebreitet und in einem Raum von etwa 100 Temperatur sich selbst überlassen wird.
• Beispiel 3 I50 kg/h des Kondensationsproduktes gemäß Beispiel I sowie 94,5 kg/h Toluylendiisocyanat und I5 kg/h Kieselgur werden der mit Leitungswasser gekühlten Pumpe zugeteilt und in dieser gemischt.
• Das Kondensationsprodukt tritt hierbei mit 55 bis 600in die Pumpe ein. Kühlung und Schnelligkeit des Durchlaufs werden so aufeinander abgestellt, daß die Mischung mit derselben Temperatur austritt. Die Mischung wird in Formen gebracht und sich selbst überlassen. Nach dem Ausreagieren zeigt sie eine mittlere Wichte von 115 kg/m3 und eine Druckfestigkeit von 11 kg/cm2.
• Beispiel 4 50 kg/h eines Kondensationsproduktes aus Adipinsäure, Phthalsäure und Trimethylolpropan mit der Säurezahl 20 und einem Wassergehalt von 0,20/0, 32,5 kg/h Toluylendiisocyanat und 6 kg/h Asbestmehl, das I06/o Wasser enthält, werden über getrennte Dosiervorrichtungen einer mit Leitungswasser gekühlten Leistritz-Knetpumpe, Typ Z, zugeführt, der eine Leistritz-Knetpumpe, Typ A, angeschlossen ist. Aus dieser fließt der homogene Brei in Formkästen, die durch ein Fließband in einen auf etwa 500 geheizten, mit Abzugsvorrichtungen versehenen Raum gebracht werden, wo sie bis zur vollständigen Härtung verbleiben. Man erhält einen Leichtstoff mit gleichmäßiger Porenverteilung und einem Raumgewicht von 0,07 g/cm3.
• Beispiel 5 40 kg/h eines Kondensationsproduktes aus Adipinsäure und Hexantriol mit einer Säurezahl 3 sowie einem Wassergehalt von IOlcu und 26 kg/h Toluylendiisocyanat werden durch Dosiervorrichtungen einer Leistritz-Knetpumpe, Typ A, die mit Leitungswasser gekühlt ist, zugeführt. Nach dem Durchlaufen derselben fließt die homogene Masse in Formen und wird darin bei etwa 300 bis zum völligen Erhärten stehengelassen. Man erhält Formkörper, die bei einem Raumgewicht von 0,I2 g/cm3 eine gleichmäßige Porenverteilung zeigen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung poröser Leichtstoffe durch Umsetzung von polyfunktionellen Isocyanaten mit Polyestern, eventuell unter Zugabe von Wasser, gekennzeichnet durch eine Kombination folgender Schritte: a) Man führt die Komponenten, d. h. sowohl das polyfunktionelle Isocyanat als auch den Polyester, das eventuell erforderliche Wasser und gegebenenfalls noch Füllstoffe und Weichmacher in dosierten Mengen einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung zu; b) in letzterer sind die Bedingungen von Temperatur und Durchlaufgeschwindigkeit so aufeinander abgestimmt, daß eine chemische Reaktion zwischen den miteinander reagierenden Komponenten im wesentlichen nur insoweit eintritt, daß das Isocyanat und der Polyester sowie das eventuell zugesetzte Wasser eine homogene Mischung eingehen; c) die zur Aushärtung der Komponenten und zum Auftreiben des Umsetzungsproduktes führende chemische Reaktion läßt man außerhalb der Mischvorrichtung vor sich gehen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß für Schritt b) fördernd wirkende Mischvorrichtungen angewendet werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 499 492.