DE102009000578A1 - Polyurethane adsorbent, useful for purifying or removing hydrocarbons from aqueous environments or solid surfaces and an anti-scratch material, comprises a polyol compound, an aromatic isocyanate compound and water - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Sorbentien bzw. Sorptionsmittel für Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Rohöl, Erdöl bzw. Mineralöl und raffinierte Produkte, Pflanzenöle, Hydrauliköle oder Farben, und kann zur Entfernung von Kohlenwasserstoffen aus wässrigen Umgebungen und von festen Oberflächen verwendet werden.The The invention relates to sorbents or sorbents for Hydrocarbons, such as crude oil, petroleum or mineral oil and refined products, vegetable oils, Hydraulic oils or paints, and can be used to remove hydrocarbons from aqueous environments and solid surfaces be used.
Die
Verwendung von nichtporösen oder porösen Sorbentien
zur Reinigung von Wasseroberflächen oder Böden,
Asphalt, Beton und anderen Oberflächen, die durch Rohöl
und raffinierte Produkte verschmutzt sind, ist beispielsweise aus
den Russischen Veröffentlichungen
Ferner
ist bekannt, dass Polyurethansorbentien zur Reinigung von wässrigen,
durch Kohlenwasserstoffe verunreinigten Umgebungen verwendet werden
können. Die Internationale Patentanmeldung
Wie
in der Internationalen Patentanmeldung
Polyurethansorbentien, die freie Isocyanatgruppen enthalten, werden zur Reinigung von wässrigen, mit Kohlenwasserstoffen verunreinigten Umgebungen verwendet. Dies geschieht, indem das Polyurethansorbens in direktem Kontakt mit Wasser ein poröses Material, z. B. einen Schaum, bildet, welches den unerwünschten Kohlenwasserstoff umfasst.Polyurethansorbentien, containing the free isocyanate groups are used for the purification of aqueous, used with hydrocarbons contaminated environments. This happens by the polyurethane sorbent in direct contact with Water is a porous material, eg. B. a foam, forms, which comprises the undesired hydrocarbon.
Ein
derartiges Reinigungsverfahren ist beispielsweise aus der
Aus
der Internationalen Patentanmeldung
Der Nachteil bekannter Sorbentien besteht darin, dass bei ihrer Verwendung eine signifikante Wassermenge vorhanden sein muss, damit bei der Reaktion der Iso cyanatgruppen des Prepolymers mit dem Wasser ein fester Schaum gebildet wird, der dann letztendlich als Mineralölsorbens bzw. -sorptionsmittel dient. In der Regel sollte die Wassermenge daher nicht weniger als 20 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile Prepolymer, betragen. Aus diesem Grund sind die im Stand der Technik beschriebenen Sorbentien für die Mineralölsorption von festen, wasserlosen Oberflächen nicht geeignet. Außerdem beträgt der Verbrauch an Prepolymeren 5–200 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile Mineralöl, d. h. die Sorptionskapazität dieser Sorbentien ist geringfügig bzw. vernachlässigbar.Of the Disadvantage of known sorbents is that in their use a significant amount of water must be present so that during the reaction the iso cyanate groups of the prepolymer with the water a solid foam is formed, which ultimately as mineral oil sorbent or sorbent serves. As a rule, the amount of water should therefore not less than 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of prepolymer, be. For this reason, the sorbents described in the prior art are for the mineral oil sorption of solid, waterless Surfaces not suitable. It also amounts to the consumption of prepolymers 5-200 parts by weight, based to 100 parts by weight of mineral oil, d. H. the sorption capacity These sorbents are minor or negligible.
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde Polyurethansorbentien bereitzustellen, durch die die Reinigungseffizienz bei mit Kohlenwasserstoff verunreinigten wässrigen Umgebungen oder festen Oberflächen gesteigert werden kann.Of the The present invention is therefore the object of polyurethane sorbents provide by which the cleaning efficiency with hydrocarbon contaminated aqueous environments or solid surfaces can be increased.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Polyurethansorbens, erhalten durch die Umsetzung von:
- (a) mindestens einer Polyolverbindung mit 2 bis 5 Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht von 400 bis 6.000 g/mol;
- (b) einer aromatischen Isocyanatverbindung mit mindestens 2 Isocyanatgruppen; und
- (c) Wasser,
- (a) at least one polyol compound having 2 to 5 hydroxyl groups and a molecular weight of 400 to 6,000 g / mol;
- (b) an aromatic isocyanate compound having at least 2 isocyanate groups; and
- (c) water,
Das Molekulargewicht der Polyolverbindung variiert zwischen 300 und 6.000 g/mol, bevorzugt 1.000–6.000 g/mol, und besonders bevorzugt 3.000–5.000 g/mol. Wenn das Molekulargewicht der Polyolverbindung weniger als 300 g/mol beträgt führt dies zu einem sehr fragilen, sich „auf Staub reduzierenden” Polyurethanschaum, der keine praktische Anwendung findet. Beträgt das Molekulargewicht der Polyolverbindung mehr als 6.000 g/mol kann sie aufgrund ihrer hohen Viskosität nicht mehr verarbeitet werden.The Molecular weight of the polyol compound varies between 300 and 6,000 g / mol, preferably 1,000-6,000 g / mol, and especially preferably 3,000-5,000 g / mol. If the molecular weight the polyol compound is less than 300 g / mol to a very fragile, "dust-reducing" polyurethane foam, which finds no practical application. Is the molecular weight The polyol compound can exceed 6,000 g / mol due to its high viscosity are no longer processed.
Die Anzahl der Hydroxylgruppen in der Polyolverbindung (Polyolgemisch) sollte zwischen 2 und 5 liegen, bevorzugt zwischen 3 und 4. Ist die Anzahl kleiner als 2, führt dies zu makroporösem Polyurethan, das als Sorbens für Kohlenwasserstoffe ungeeignet ist, da es eine geringe Sorptionskapazität und ein geringes Trennvermögen in einem Wasser-Kohlenwasserstoff-System aufweist. Wenn die Anzahl der Hydroxylgruppen 5 übersteigt, kann kein geschäumtes Polyurethan gewonnen werden, weil der Schaum vollständig zusammenfällt.The Number of hydroxyl groups in the polyol compound (polyol mixture) should be between 2 and 5, preferably between 3 and 4. Is the number less than 2, this leads to macroporous Polyurethane, which is unsuitable as a sorbent for hydrocarbons is because it has low sorption capacity and low Separating power in a water-hydrocarbon system having. When the number of hydroxyl groups exceeds 5, No foamed polyurethane can be obtained because the foam completely collapses.
Die aromatische Isocyanatverbindung enthält mindestens 2 Isocyanatgruppen im Molekül und ist bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt, die aus Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, polymerem Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Toluol-2,4-diisocyanat, Toluol-2,6-diisocyanat und Naphthylen-1,5-diisocyanat, modifizierten Toluol-diisocyanaten und modifizierten Diphenylmethan-4,4'-diisocyanaten besteht.The Aromatic isocyanate compound contains at least 2 isocyanate groups in the molecule and is preferably selected from the group consisting of diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, polymeric diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, Toluene-2,4-diisocyanate, toluene-2,6-diisocyanate and naphthylene-1,5-diisocyanate, modified toluene diisocyanates and modified diphenylmethane-4,4'-diisocyanates consists.
Am meisten bevorzugt ist eine Isocyanatverbindung, die eine Mischung aus Diphenylmethandiisocyanaten bzw. deren Oligomeren mit 2–3 Isocyanatgruppen pro Molekül darstellt. Weist die Isocyanatverbindung weniger als 2 Isocyanatgruppen auf, kann kein Polyurethan gewonnen werden, weil der Schaum zerstört wird.At the most preferred is an isocyanate compound which is a mixture from diphenylmethane diisocyanates or their oligomers with 2-3 Represents isocyanate groups per molecule. Indicates the isocyanate compound Less than 2 isocyanate groups, no polyurethane can be obtained because the foam is destroyed.
Liegt die Anzahl der Isocyanatgruppen dagegen über 3, so wird ein geschlossenzelliger Polyurethanschaum gewonnen, der Kohlenwasserstoff nicht absorbieren kann. Unter geschlossenzelligem Polyurethanschaum wird ein Polyurethanschaum verstanden, bei dem die Wände zischen den einzelnen Schaumzellen komplett geschlossen sind und der daher nicht in der Lage ist Flüssigkeiten aufzunehmen.Lies the number of isocyanate groups, however, over 3, so is a closed-cell polyurethane foam obtained, the hydrocarbon can not absorb. Under closed cell polyurethane foam is understood a polyurethane foam, in which the walls hiss the individual foam cells are completely closed and which is therefore unable to absorb liquids.
Um einen Polyurethansorbens mit ausgezeichneten, d. h. hohen Sorptionsparametern (z. B. spezifischer Retentionskoeffizient) zu erzielen, sollte das Verhältnis zwischen Polyolverbindung, Isocyanatverbindung und Wasser jeweils 1:0,5–2,0:0,08–0,25 betragen. Dies bedeutet, dass ein deutlicher Wasserüberschuss gegenüber der stöchiometrisch benötigten Wassermenge, d. h. der Menge, die theoretisch mit der Isocyanatverbindung reagieren kann, verwendet wird.Around a polyurethane sorbent with excellent, d. H. high sorption parameters (eg specific retention coefficient), the Ratio between polyol compound, isocyanate compound and water are each 1: 0.5-2.0: 0.08-0.25. This means that a significant excess of water over the stoichiometrically required amount of water, d. H. the amount that theoretically react with the isocyanate compound can, is used.
Enthält die Formulierung eine geringere Menge Wasser, wird ein als ”gemeiner” Polyurethanschaum bezeichneter Polyurethanschaum gewonnen, der als Sorbens unbrauchbar ist, da er eine Sorptionskapazität von weniger als 10 g/g aufweist, Wasser in gleicher Menge wie Kohlenwasserstoffe absorbiert und nicht in der Lage ist, die in den Poren des Polyurethanschaums absorbierten Kohlenwasserstoffe dauerhaft zurückzuhalten. Die Sorptionskapazität wird definiert als Menge an Kohlenwasserstoff in g, die von 1 g Sorbens aufgenommen werden kann.contains The formulation containing a smaller amount of water is called a "common" polyurethane foam designated polyurethane foam, which is useless as a sorbent because it has a sorption capacity of less than 10 g / g has absorbed water in the same amount as hydrocarbons and is unable to put in the pores of the polyurethane foam to retain absorbed hydrocarbons permanently. The sorption capacity is defined as the amount of hydrocarbon in g, which can be absorbed by 1 g of sorbent.
Wird der optimale Wassergehalt in der Formulierung überstiegen, kann kein Polyurethanschaum gewonnen werden, da schwerwiegende Strukturfehler, wie Blasenbildung oder Risse, auftreten. Derartige Strukturfehler schließen jedoch eine Verwendung des Polyurethanschaums als Sorbens aus.Becomes the optimal water content in the formulation exceeded no polyurethane foam can be obtained as serious structural defects, like blistering or cracks, occur. Such structural errors however, preclude use of the polyurethane foam as a sorbent.
Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zur Reinigung von mit Kohlenwasserstoff verunreinigten wässrigen Umgebungen und festen Oberflächen gelöst, bei dem das erfindungsgemäße Polyurethansorbens mit der mit Kohlenwasserstoff verunreinigten wässrigen Umgebung oder mit der mit Kohlenwasserstoff verunrei nigten festen Oberfläche in Kontakt gebracht, wobei das Polyurethansorbens den Kohlenwasserstoff aufnimmt.The Task is also supported by a method of cleaning with Hydrocarbon contaminated aqueous environments and solid surfaces solved in which the inventive Polyurethansorbens with hydrocarbon contaminated aqueous environment or with the hydrocarbons impurities solid surface, wherein the polyurethane sorbent the Hydrocarbon absorbs.
Der als Sorbens verwendete Polyurethanschaum stellt ein besonders leichtes, halbelastisches und offenzelliges Material mit optimal dimensionierter Porenverteilung in Bezug auf die Kohlenwasserstoffsorptionsfähigkeit dar. Unter offenzelligem Polyurethanschaum wird ein Polyurethanschaum verstanden, bei dem die Wände zwischen den einzelnen Schaumzellen nicht geschlossen sind. Diese Polyurethanschäume eigenen sich daher zur Aufnahme von Flüssigkeiten, und im vorliegenden Fall zur Aufnahme von Kohlenwasserstoffverunreinigungen.Of the polyurethane foam used as a sorbent makes a particularly light, semi-elastic and open-cell material with optimally dimensioned pore distribution in terms of hydrocarbon sorption capacity. Under open-cell polyurethane foam becomes a polyurethane foam understood, in which the walls between the individual foam cells not closed. Own these polyurethane foams Therefore, to absorb liquids, and in the present Case for receiving hydrocarbon contaminants.
Bevorzugt weist das als Polyurethanschaum verwendete Polyurethansorbens eine Dichte von ≤ 20 kg/m3 auf.The polyurethane sorbent used as polyurethane foam preferably has a density of ≦ 20 kg / m 3 .
Ferner weist das Polyurethansorbens eine Porenstruktur auf, bei der mindestens 50% der Poren einen Porendurchmesser von ≤ 50 μm haben.Further the polyurethane sorbent has a pore structure in which at least 50% of the pores have a pore diameter of ≤ 50 μm to have.
Das erfindungsgemäße Polyurethansorbens hat zudem eine Oberfläche, die gegenüber Wasser ”dicht” ist, d. h. die Oberfläche verhindert ein Eindringen von Wasser in die Poren des Polyurethansorbens. Die Oberfläche verhindert somit ein Anschwellen des Sorbens in einer wässrigen Umgebung und ist somit dafür verantwortlich, dass das Sorbens nahezu wasserfrei ist, nachdem es mit Kohlenwasserstoffverunreinigungen gesättigt ist.The polyurethane sorbent according to the invention also has a surface which is "dense" to water, ie the surface prevents Eindrin water into the pores of the polyurethane sorbent. The surface thus prevents swelling of the sorbent in an aqueous environment and is thus responsible for ensuring that the sorbent is nearly anhydrous after it is saturated with hydrocarbon contaminants.
Die Menge an absorbierter Kohlenwasserstoffverunreinigung und deren Absorptionsgeschwindigkeit hängt von den Sorptionseigenschaften des Polyurethansorbens ab, welche die Eigenschaften bekannter poröser Polymersorbentien übersteigen.The Amount of absorbed hydrocarbon contaminant and its Absorption rate depends on the sorption properties of the polyurethane sorbent, which has the properties of known porous Exceed polymer sorbents.
Das erfindungsgemäße Polyurethansorbens kann bei seiner Herstellung kann in Form von Blöcken mit Abmessungen von 1 × 1 × 2 oder von 0,5 × 0,5 × 1 Meter, usw. hergestellt werden. Abhängig vom jeweiligen Verwendungszweck, wie z. B. der Reinigung von mit Kohlenwasserstoffen verunreinigten wässrigen Umgebungen, der Reinigung bzw. Klärung von Abwässern aus petrochemischen Anlagen, von Anlagen zum Bau von Maschinen sowie anderen Anlagen, oder der Reinigung von Beton oder anderen ölfesten Oberflächen, kann die Art des verwendeten Polyurethansorbens bzw. die instrumentelle Ausgestaltung seines Anwendungsverfahrens variieren, der Charakter der Erfindung bleibt jedoch in jedem Fall bestehen.The polyurethane sorbent according to the invention can be in his Manufacturing can take the form of blocks with dimensions of 1 × 1 × 2 or from 0.5 × 0.5 × 1 Meters, etc. are made. Depending on the respective Purpose, such. As the purification of hydrocarbons contaminated aqueous environments, cleaning or Clarification of wastewater from petrochemical plants, from Equipment for the construction of machines and other equipment, or cleaning concrete or other oil-resistant surfaces the type of polyurethane sorbent or instrumental used Design of its application method vary, the character However, the invention remains in any case.
Zur Entfernung von Kohlenwasserstoffen muss das erfindungsgemäße Polyurethansorbens auf die mit Kohlenwasserstoff verunreinigte wässrige Umgebung bzw. auf die feste Oberfläche aufgebracht und verteilt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sorgt die chemische Beschaffenheit der Polyurethanmatrix des Sorbens in Kombination mit einer stark ausgebildeten Porenoberfläche in optimaler Menge für eine hohe Affinität gegenüber dem zu absorbierenden Kohlenwasserstoff. Bedingt durch die Art und die Beschaffenheit des Polyurethansorbens beträgt dessen Sorptionsfähigkeit bzw. -kapazität in der Regel 35 bis 55 g/g. Dies hat vorteilhaft zur Folge, dass zur Entfernung derselben Menge an Kohlenwasserstoff, im Vergleich mit aus dem Stand der Technik bekannten Sorbentien, weniger erfindungsgemäßes Polyurethansorbens erforderlich ist.to Removal of hydrocarbons must be the inventive Polyurethane sorbent on the hydrocarbon contaminated aqueous environment or applied to the solid surface and distributed become. In the method according to the invention provides the chemical nature of the sorbent polyurethane matrix in Combination with a strong pore surface in optimal amount for a high affinity to the hydrocarbon to be absorbed. Due to the nature and the nature of the polyurethane sorbent is the same Sorption capacity or capacity usually 35 to 55 g / g. This has the advantageous consequence that for the removal the same amount of hydrocarbon, compared with the prior art Technik known sorbents, less inventive Polyurethansorbens is required.
Ferner absorbiert das erfindungsgemäße Polyurethansorbens Kohlenwasserstoffe mit hoher Geschwindigkeit, und der Reinigungsvorgang ist in einem Zeitraum von nicht mehr als 30 Minuten abgeschlossen. Bei dem erfindungsgemäßen Polyurethansorbens erfolgen 90% der Sorptionsleistung während der ersten 1–2 Minuten. Nach Ende des Reinigungsvorgangs bzw. der Sorption kann das mit Kohlenwasserstoffen gesättigte Sorbens von der gereinigten Oberfläche im Fall von wässrigen Umgebungen mithilfe von gewöhnlichen schwimmenden Barrieren wie Netzen, Sperren, usw. im Fall von wässrigen Umgebungen gesammelt und im Fall von festen Oberflächen mithilfe von gängigen mechanischen Vorrichtungen entfernt werden.Further absorbs the polyurethane sorbent according to the invention Hydrocarbons at high speed, and the cleaning process is completed in a period of not more than 30 minutes. In the case of the polyurethane sorbent according to the invention 90% of the sorption capacity during the first 1-2 Minutes. After the end of the cleaning process or the sorption can the saturated with hydrocarbons sorbent from the cleaned surface in the case of aqueous environments using ordinary floating barriers such as nets, Locks, etc. collected in the case of aqueous environments and in the case of solid surfaces using common ones mechanical devices are removed.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann, anstelle einer freien Dispersion des Sorbens in Wasser, das Sorbens in einer netzförmigen Hülse mit erforderlichem Durchmesser und Länge angeordnet sein. Diese Verwendung des Sorbens, die Absorbierungssperren einschließt, ist für Fälle geeignet, bei denen verhindert werden muss, dass sich durch einen Unfall auslaufendes Öl oder beim Betrieb von Rohöltankern austretendes Öl ausdehnt.According to one Another embodiment of the invention may, instead of a free dispersion of the sorbent in water, the sorbent in a reticulated Sleeve with required diameter and length be arranged. This use of the sorbent, the Absperrungsperren is suitable for cases in which it must be prevented that oil leaking through an accident or escaping oil when operating crude oil tankers expands.
Aufgrund seiner guten Flexibilität kann das Polyurethansorbens und damit auch das absorbierte petrochemische Produkt bzw. der Kohlenwasserstoff durch Wringen bzw. Auspressen in einfachen Walzanlagen wiedergewonnen werden. Zwar sinkt mit jedem Auspress- bzw. Wringzyklus die Absorptionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Polyurethansorbens, doch das benutzte Polyurethansorbens wird dadurch nicht nutzlos sondern kann als Zusatz in Asphaltmatrix und Asphaltbeton-Verbindungen verwendet oder in speziellen Hochtemperaturöfen verbrannt werden kann.by virtue of The polyurethane sorbent and its good flexibility can thus also the absorbed petrochemical product or the hydrocarbon by Wrestling or pressing recovered in simple rolling mills become. Although with each Auspress- or Wringzyklus the absorption capacity decreases of the polyurethane sorbent according to the invention, but The used polyurethane sorbent is not useless but can be used as an additive in asphalt matrix and asphalt concrete compounds or burned in special high-temperature furnaces.
Neben dem Wringen mittels Walzen kann das erfindungemäße Polyurethansorbens auch durch Zentrifugation und/oder Extraktion zurückgewonnen werden. Dies bietet den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Polyurethansorbens theoretisch unendlich lange und unendlich oft verwendet werden kann.Next The wrestling by means of rolling can erfindungemäße Polyurethane sorbent also by centrifugation and / or extraction be recovered. This offers the advantage that the polyurethane sorbent according to the invention theoretically infinite long and infinitely can be used.
Ein weiterer Vorteil des erfindungemäßen Polyurethansorbens besteht darin, dass es eine hohe Haltekapazität aufweist, d. h. das absorbierte petrochemische Produkt bzw. der Kohlenwasserstoff kann über einen langen Zeitraum hinweg (1 Stunde bis zu mehreren Tagen) nicht aus der Polyurethanmatrix austreten. Dies ermöglicht einen einfachen Transport des mit dem petrochemischen Produkt bzw. Kohlenwasserstoff gesättigten Polyurethansorbens zum Ort der Rückgewinnung.One Another advantage of erfindungemäßen polyurethane sorbent is that it has a high holding capacity, d. H. the absorbed petrochemical product or hydrocarbon can last for a long time (1 hour to several Days) do not escape from the polyurethane matrix. this makes possible a simple transport of the petrochemical product or Hydrocarbon saturated polyurethane sorbent to the site of Recovery.
Die zur Gewinnung der erfindungsgemäßen Polyurethansorbentien verwendeten Polyolverbindungen umfassen Polyether-Polyole, die durch Polymerisation von Propylenoxiden und/oder Ethylen und polyfunktionellen Verbindungen gewonnen wurden, Polyester-Polyole, die durch Polykondensation von Dicarbonsäuren bzw. deren Anhydride mit polyfunktionellen Hydroxyl-enthaltenden Verbindungen wurden, sowie Gemische aus Polyether- und Polyester-Polyolen.The for obtaining the polyurethane sorbents according to the invention used polyol compounds include polyether polyols, which by Polymerization of propylene oxides and / or ethylene and polyfunctional Compounds were obtained, polyester polyols obtained by polycondensation of dicarboxylic acids or their anhydrides with polyfunctional Hydroxyl-containing compounds, as well as mixtures of polyether and polyester polyols.
Beispiele für kommerziell erhältliche Polyether-Polyole sind unter den Handelsnamen Alcupol F-3521 und Alcupol D-0411 von der Fa. Repsol Chemicals (Spanien) bekannt. Ein Beispiel für ein kommerziell erhältliches Polyester-Polyol ist Alcupol R-6010, das ebenfalls von der Fa. Repsol Chemicals stammt.Examples of commercially available polyether polyols are available under the trade names Alcupol F-3521 and Alcupol D-0411 from Repsol Che micals (Spain) known. An example of a commercially available polyester polyol is Alcupol R-6010, which is also from Repsol Chemicals.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung beschreiben sie jedoch keinesfalls einschränken.The The following examples are intended to describe the present invention But do not restrict it.
Das erfindungemäße Polyurethansorbens muss den folgenden grundlegenden Merkmalen und Eigenschaften genügen.The erfindungsemäße polyurethane sorbent must be the following basic features and characteristics.
Anforderungen an die mechanische StärkeRequirements for mechanical strength
Das erfindungemäße Polyurethansorbens muss flexibel und formstabil sein, zudem dürfen sich beim Biegen keine Risse bilden. Eine Schichtbildung sowie eine mechanische Heterogenität sind nicht gestattet.The erfindungsemäße polyurethane sorbent must be flexible and be dimensionally stable, moreover, when bending no Form cracks. A layer formation as well as a mechanical heterogeneity are not allowed.
Spezifische Dichteerfordernisse:Specific density requirements:
Die
spezifische Dichte des Sorbens wird nach der folgenden Formel bestimmt:
Das erfindungsgemäße Polyurethansorbens sollte eine spezifische Dichte von 12 < P < 20 g/dm3 aufweisen.The polyurethane sorbent according to the invention should have a specific gravity of 12 <P <20 g / dm 3 .
Die
spezifische Dichte der erfindungemäßen Polyurethansorbentien
wurde an Teststücken mit Abmessungen von 30 × 50 × 10
mm ermittelt.
Apparaturen:Messschieber, Laborwaage mit einer Fehlertoleranz
von ±0.01 g.The specific gravity of the polyurethane sorbents according to the invention was determined on test pieces measuring 30 × 50 × 10 mm.
Apparatus: calipers, laboratory balance with an error tolerance of ± 0.01 g.
Die
Versuchsergebnisse wurden durch verwenden der folgenden Gleichung
ermittelt:
Erfordernisse für das Kohlenwasserstoffretentionsgewicht:Requirements for the hydrocarbon retention weight:
Der spezifische Retentionskoeffizient K ist definiert als Verhältnis des Gewichts der Polyurethansorbensprobe vor und nach dem Kontakt mit Kohlenwasserstoffen sollte nicht weniger als 35 betragen.Of the specific retention coefficient K is defined as ratio the weight of the polyurethane sorbent sample before and after contact with hydrocarbons should not be less than 35.
Er
kann durch folgende Gleichung dargestellt werden:
- K
- der spezifische Retentionskoeffizient (Sorptionskoeffizient),
- P abs.
- das Gewicht der Polyurethansorbensprobe nach 30 min. Kontakt mit dem Kohlenwasserstoff, und
- P 0
- das Gewicht der Polyurethansorbensprobe vor dem Kontakt mit dem Kohlenwasserstoff (d. h. jungfräuliche Probe) ist.
- K
- the specific retention coefficient (sorption coefficient),
- P abs.
- the weight of the polyurethane sorbent sample after 30 min. Contact with the hydrocarbon, and
- P 0
- the weight of the polyurethane sorbent sample before contact with the hydrocarbon (ie, virgin sample).
Auswahlerfordernisseselection requirements
Die Korrelation zwischen den Retentionsgewichten von Kohlenwasserstoff und Wasser sollte nicht unter 25 liegen.The Correlation between the retention weights of hydrocarbon and water should not be below 25.
Diese
Korrelation, auch Trennvermögensindex A genannt, ist durch
die nachfolgende Gleichung dargestellt:
- A
- der Index des Trennvermögens,
- K sorb.
- der kohlenwasserstoffspezifische Retentionskoeffizient, und
- K H2O
- der wasserspezifische Retentionskoeffizient ist.
- A
- the index of separation,
- K sorb.
- the hydrocarbon-specific retention coefficient, and
- KH 2 O
- is the water specific retention coefficient.
Bestimmung der PorenstrukturDetermination of the pore structure
Die
Bestimmung des Anteils der Poren mit einer Größe ≤ 50 μm
bezogen auf die Gesamtporenstruktur des Polyurethansorbens erfolgte
folgendermaßen:
Ein ausgeschnittenes Teststück
des Polyurethansorbens wird mit Farbe bedeckt und anschließend
wird ein Flachenraster mit Millimetereinteilung darüber gelegt.
Dann wird die Anzahl der Zellen in einem Quadratmillimeter mit einem
Mikroskop ausgezählt.The determination of the proportion of pores having a size ≦ 50 μm based on the total pore structure of the polyurethane sorbent was as follows:
A cut test piece of the polyurethane sorbent is covered with paint and then a millimeter scale grid is placed over it. Then the number of cells in a square millimeter is counted with a microscope.
BeispieleExamples
Die folgenden Chemikalien wurden zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethansorbentien verwendet:The The following chemicals were used to prepare the invention Polyurethane sorbents used:
A. PolyolverbindungenA. polyol compounds
Alcupol F-3521: Ein Polyether-Polyol mit einem mittleren Molekulargewicht von 4.800 g/mol, 3 Hydroxylgruppen im Molekül und einer Hydroxylzahl von 35 mg KOH/g, das von der Fa. Repsol Chemicals (Spanien) erhältlich ist.Alcupol F-3521: A polyether polyol having an average molecular weight of 4,800 g / mol, 3 hydroxyl groups in the molecule and one Hydroxyl number of 35 mg KOH / g, from the company Repsol Chemicals (Spain) is available.
Alcupol D-0411: Ein Polyether-Polyol mit einem mittleren Molekulargewicht von 400 g/mol, 2 Hydroxylgruppen im Molekül und einer Hydroxylzahl von 280 mg KOH/g, das von der Fa. Repsol Chemicals (Spanien) erhältlich ist.Alcupol D-0411: A polyether polyol having an average molecular weight of 400 g / mol, 2 hydroxyl groups in the molecule and a hydroxyl number of 280 mg KOH / g, available from Repsol Chemicals (Spain) is.
Alcupol R-452: Ein Polyether-Polyol mit einem mittleren Molekulargewicht von 450 g/mol und 3 Hydroxylgruppen im Molekül, das von der Fa. Repsol Chemicals (Spanien) erhältlich ist.Alcupol R-452: A polyether polyol having an average molecular weight of 450 g / mol and 3 hydroxyl groups in the molecule derived from from Repsol Chemicals (Spain).
Alcupol R-6010: Ein Polyester-Polyol mit 3 Hydroxylgruppen im Molekül, das von der Fa. Repsol Chemicals (Spanien) erhältlich ist.Alcupol R-6010: a polyester polyol having 3 hydroxyl groups in the molecule, available from Repsol Chemicals (Spain).
B. IsocvanatverbindungB. Isocvanatverbindung
Polyisocyanat B: Ein polymeres Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, das 2,5 Isocyanatgruppen pro Molekül und Massenanteil der NCO-Gruppen von 31%.polyisocyanate B: A polymeric diphenylmethane-4,4'-diisocyanate containing 2.5 isocyanate groups per molecule and mass fraction of NCO groups of 31%.
Beispiel 1example 1
Das erfindungsgemäße Polyurethansorbens für Kohlenwasserstoff wurde erhalten durch die Umsetzung des Polyether-Polyols Alcupol F-3521 mit Polyisocyanat B und Wasser in einem Masseverhältnis von Polyether-Polyol:Isocyanat:Wasser von 1:0,5:0,083.The polyurethane sorbent according to the invention for Hydrocarbon was obtained by the reaction of the polyether polyol Alcupol F-3521 with polyisocyanate B and water in a mass ratio of polyether polyol: isocyanate: water of 1: 0.5: 0.083.
Das Reaktionsgemisch wurde in spezielle Gefäße mit einer Abmessung von 1 × 1 × 2 oder 0,5 × 0,5 × 0,5 Meter oder anderen Abmessungen gegossen, geschäumt und aushärten gelassen. Der so erhaltene Polyurethanschaum weist eine spezifische Dichte von 16 kg/m3 und eine offenzellige Struktur auf, bei dem 80% der Poren kleiner als 50 μm sind.The reaction mixture was poured into special vessels measuring 1 x 1 x 2 or 0.5 x 0.5 x 0.5 meters or other dimensions, foamed and allowed to cure. The polyurethane foam thus obtained has a specific gravity of 16 kg / m 3 and an open-cell structure in which 80% of the pores are smaller than 50 μm.
Das derart erhaltene Polyurethansorbens wurde dann zur weiteren Verwendung in rechteckige, parallelepipedförmige Blöcke geschnitten, die im Folgenden als ”Blätter”, ”Blöcke”, ”Platten”, usw. bezeichnet werden.The Polyurethane sorbent obtained in this way was then used further cut into rectangular, parallelepiped-shaped blocks, hereinafter referred to as "leaves", "blocks", "plates", etc. are designated.
Beim Formschneiden können bis zu 30% des Polyurethansorbens als Verschnitt anfallen, z. B. die seitlichen, oberen und unteren und unregelmäßig ausgebildeten Seitenflächen, die beim Schäumen entstehen. Diese Ver- bzw. Zuschnitte werden zur Bildung von Brocken und groben Körnern, d. h. unregelmäßig geformte Partikel mit einer durchschnittlichen Größe von 0,5 bis 5 cm, bevorzugt 1,5–2 cm, auf Stoßkörpern zerkleinert und anschließend in separaten Verpackungen gesammelt.At the Mold cutting can take up to 30% of the polyurethane sorbent incurred as a blend, z. B. the lateral, upper and lower and irregularly shaped side surfaces, which arise during foaming. These blanks or blanks are used to form chunks and coarse grains, i. H. irregularly shaped particles of average size from 0.5 to 5 cm, preferably 1.5-2 cm, on impact bodies crushed and then in separate packaging collected.
Ferner wird beim Schneiden und Zerkleinern des Polyurethansorbens ein Pulver erzeugt, d. h. winzige Partikel von 10 bis 100 μm, welches ebenfalls als Polyurethansorbens für Kohlenwasserstoffe verwendet werden kann.Further becomes a powder when cutting and crushing the polyurethane sorbent generated, d. H. tiny particles of 10 to 100 microns, which also as polyurethane sorbent for hydrocarbons can be used.
Beispiel 2Example 2
Das erfindungsgemäße Polyurethansorbens für Kohlenwasserstoff wurde erhalten durch die Umsetzung eines Gemisches bestehend aus Alcupol F-3521, Alcupol D-0411 und Alcupol R-6010 in einem Verhältnis von 50:25:25 und Polyisocyanat B und Wasser in einem Masseverhältnis von Polyether/Polyester-Polyolgemisch:Isocyanat:Wasser von 1:2,0:0,25.The polyurethane sorbent according to the invention for Hydrocarbon was obtained by the reaction of a mixture consisting of Alcupol F-3521, Alcupol D-0411 and Alcupol R-6010 in a ratio of 50:25:25 and polyisocyanate B and water in a mass ratio of polyether / polyester-polyol mixture: isocyanate: water from 1: 2.0: 0.25.
Das Reaktionsgemisch wurde wie in Beispiel 1 in spezielle Gefäße mit einer Abmessung von 1 × 1 × 2 oder 0,5 × 0,5 × 0,5 Meter oder anderen Abmessungen gegossen, geschäumt und aushärten gelassen. Der so erhaltene Polyurethanschaum weist eine spezifische Dichte von 14 kg/m3 und eine offenzellige Struktur auf, bei dem 55% der Poren kleiner als 50 μm sind.The reaction mixture was poured, foamed and cured as in Example 1 into special vessels measuring 1 x 1 x 2 or 0.5 x 0.5 x 0.5 meters or other dimensions. The polyurethane foam thus obtained has a specific gravity of 14 kg / m 3 and an open-cell structure in which 55% of the pores are smaller than 50 μm.
Beispiel 3Example 3
Das erfindungsgemäße Polyurethansorbens für Kohlenwasserstoff wurde erhalten durch die Umsetzung eines Gemisches bestehend aus Alcupol F-3521 und Alcupol R-452 in einem Verhältnis von 85:15, einem Gemisch bestehend aus Polyisocyanat B und Toluol-2,4-diisocyanat in einem Verhältnis von 50:50 und Wasser in einem Masseverhältnis von Polyether-Polyolgemisch:Isocyanatgemisch:Wasser von 1:1,3:0,15.The polyurethane sorbent according to the invention for Hydrocarbon was obtained by the reaction of a mixture consisting of Alcupol F-3521 and Alcupol R-452 in a ratio of 85:15, a mixture consisting of polyisocyanate B and toluene-2,4-diisocyanate in a ratio of 50:50 and water in a mass ratio of polyether-polyol mixture: isocyanate mixture: water of 1: 1.3: 0.15.
Das Reaktionsgemisch wurde wie in Beispiel 1 in spezielle Gefäße mit einer Abmessung von 1 × 1 × 2 oder 0,5 × 0,5 × 0,5 Meter oder anderen Abmessungen gegossen, geschäumt und aushärten gelassen. Der so erhaltene Polyurethanschaum weist eine spezifische Dichte von 12 kg/m3 und eine offenzellige Struktur auf, bei dem 60% der Poren kleiner als 50 μm sind.The reaction mixture was poured, foamed and cured as in Example 1 into special vessels measuring 1 x 1 x 2 or 0.5 x 0.5 x 0.5 meters or other dimensions. The polyurethane foam thus obtained has a specific gravity of 12 kg / m 3 and an open-cell structure in which 60% of the pores are smaller than 50 μm.
Verwendunguse
Das in den Beispielen 1 bis 3 beschriebene Polyurethansorbens wurde in Platten mit Abmessungen von 25 × 15 × 2 cm geschnitten. Diese wurden dann in Mengen von 3 oder 5, um eine Beschädigung der Platten zu vermeiden, in Zellophanhüllen verpackt. Diese Platten können dann am jeweiligen Einsatzort, z. B. dort wo Kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeiten ausgetreten sind, einfach und leicht verwendet werden und nach Gebrauch wieder in die Zellophanhüllen verpackt werden.The polyurethane sorbent described in Examples 1 to 3 in plates with dimensions of 25 × 15 × 2 cm cut. These were then used in amounts of 3 or 5 to damage the Avoid plates, packed in cellophane wrappers. These Plates can then at the respective place of use, for. B. there where hydrocarbon-containing liquids have leaked, easy and easy to use and return to use after use the cellophane covers are packed.
Ein weiteres Anwendungsgebiet für Polyurethansorbentien ist die Verwendung als Bestandteil von Schleifpasten und -flüssigkeiten bei Fahrzeugpolitur und als Antikratzmittel.One Another field of application for polyurethane sorbents is the use as an ingredient of abrasive pastes and liquids in vehicle polish and as an anti-scratch agent.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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