DE1288312B

DE1288312B - Treibmittel fuer Kunststoffe

Info

Publication number: DE1288312B
Application number: DE1964P0043467
Authority: DE
Inventors: Eiseman Jun Bernhardt Joseph
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1963-10-30
Filing date: 1964-10-27
Publication date: 1969-01-30
Also published as: FR1415061A; DE1277198B; US3249546A; NL6412607A

Description

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Ein Azeotrop ist ein Gemisch von zwei ineinander 92 Gewichtsprozent Trichlormonofluormethan und löslichen Verbindungen, das einen konstanten Siede- etwa 8 Gewichtsprozent Isopentan besteht und einen punkt und eine konstante Destillatzusammensetzung Siedepunkt von 23,61° C bei einem Druck von hat. Die Bildung von azeotropen Gemischen kann 760 mm Hg hat. Bei der Redestillation des Azeotrops nicht vorausgesagt werden, obwohl viele Versuche 5 tritt keine Änderung der Zusammensetzung ein, hierzu gemacht wurden. Azeotrope sind in vielen vielmehr destilliert das gesamte azeotrope Gemisch Fällen wertvoll, weil sie vorteilhafte Eigenschaften bei einem konstanten Siedepunkt und bei konstanter haben, die die Komponenten des Gemisches einzeln Zusammensetzung, nicht aufweisen. Die anderen Gemische von Trichlormonofiuor-

Erfindungsgegenstand ist die Verwendung von io methan und Isopentan im beanspruchten Bereich azeotropen und azeotropartigen Gemischen aus kommen in ihrem Verhalten ebenfalls einem azeo-99,5 bis 82 Gewichtsprozent Trichlormonofluormethan tropen Gemisch sehr nahe. Diese anderen Gemische und 0,5 bis 18 Gewichtsprozent Isopentan als Treib- haben im wesentlichen konstante Siedepunkte von mittel für die Herstellung von Kunststoff-Zellkörpern. etwa 23,8 ⁰C bei Normaldruck (760 mmHg), und ihre

Dieses Stoffgemisch hat einen praktisch konstanten 15 Dämpfe haben bei diesen Siedepunkten praktisch die Siedepunkt bei einem Druck von 760 mm Hg, seine gleiche Zusammensetzung wie die Flüssigkeiten. Mit Dämpfe haben im wesentlichen die gleiche Zusammen- anderen Worten, wenn ein solches Gemisch, das setzung wie die Flüssigkeit bei diesem Siedepunkt, 0,5 bis 18 Gewichtsprozent Isopentan enthält, nach und es hat keinen Flammpunkt, wenn dieser mit dem normalen Methoden unter Normaldruck destilliert offenen Tag-Flammpunktprüfer gemessen wird. ao wird und der Siedepunkt und die Zusammensetzung

Bevorzugt wird ein azeotropes Gemisch, das einen der Dämpfe und der Flüssigkeit nach üblichen Siedepunkt von 23,62°C bei 760 mm Hg hat und aus Methoden bestimmt werden, ergibt sich innerhalb 92 Gewichtsprozent Trichlormonofluormethan und des experimentellen Fehlers ein konstanter Siede-8 Gewichtsprozent Isopentan besteht. punkt, und die Zusammensetzung der Dampfphase

Es ist bereits bekannt, Trichlormonofluormethan 25 erweist sich als identisch mit derjenigen der Flüssigais Treibmittel für Schaumstoffe zu verwenden. Eben- phase. Eine Fraktionierung findet nicht statt, so daß falls bekannt ist, Trichlormonofluormethan im Ge- jedes Gemisch in diesem weiten Bereich azeotropmisch mit anderen flüchtigen organischen Materialien, ähnliche Eigenschaften hat. Die Bestimmung des insbesondere mit anderen Chlorfluoralkanen, für diesen wahren Azeotrops, das aus etwa 92 Gewichtsprozent Zweck einzusetzen. Trichlormonofluormethan weist 30 Trichlormonofluormethan und etwa 8 Gewichtsprozent zwar die für die Verwendung als Treibmittel ent- Isopentan besteht, erfordert ungewöhnlich genaue scheidend wichtige Nichtbrennbarkeit auf, ist jedoch Fraktionierbedingungen und ungewöhnlich empfindrelativ teuer. Gemische von Trichlormonofluormethan liehe Meßmethoden zur Bestimmung des Siedepunktes mit anderen organischen Materialien sind nur dann und der Zusammensetzung der Dämpfe, geeignet, wenn sie praktisch unbrennbar sind. 35 Das Azeotrop ist nicht entflammbar, obwohl es

Überraschenderweise sind die erfindungsgemäßen 8 Gewichtsprozent Isopentan enthält. Die azeotrop-Treibmittelgemische trotz des relativ hohen Gehalts ähnlichen Stoffgemische, die bis zu 12 Gewichtsprozent an dem Kohlenwasserstoff Isopentan nicht entflamm- Isopentan enthalten, sind ebenfalls nicht entflammbar, bar. bestimmt nach der in der geschlossenen Trommel

Gegenüber reinen Trichlormonofluormethanen wei- 40 durchgeführten Methode der Interstate Commerce sen die erfindungsgemäßen Gemische folgende Vor- Commission (I. C. C). Stoffgemische, die bis zu teile auf: 18 % Isopentan enthalten, haben keinen Flammpunkt,

wenn dieser mit dem offenen Tag-Flammpunktprüfer

1. Sie haben höhere Dampfdrücke und eine höhere ermittelt wird. Diese Gemische sind somit als praktisch latente Verdampfungswärme, wodurch die Auf- ₄₅ nicht entflammbar anzusehen.

schäumung bei etwas niedrigeren Temperaturen Ein Entflammbarkeitstest wurde nach der mit einem

stattfindet und auch etwas mehr Wärme von der geschlossenen Faß durchgeführten Methode der

Masse abgeführt werden kann. Interstate Commerce Commission (T. C. C.) durch-

2. Die Gemische sind nicht brennbar. Die Nicht- geführt. Dieser Test besteht darin, daß das Testentflammbarkeit ist von großer Wichtigkeit, weil 5° material in ein offenes Loch von 2,5 cm Durchmesser Schaumstoffe häufig in offenen Trögen erzeugt gespritzt wird, das sich an einem Ende eines waagewerden, aus denen das Treibmittel während der recht liegenden 210-1-Ölfasses befindet, in dessen Mitte Ausdehnung des Schaums und des Härtens und sich eine brennende Kerze befindet. Wenn eine abschließenden Schneidens der Blöcke entweicht. Explosion stattfindet, bevor 60 Sekunden Einspritzzeit Auch in geschlossenzelligen Schaumstoffen sind 55 verstrichen sind, gilt das Produkt gemäß dem I. C. C-nicht entflammbare oder nur schwer entflamm- Test als entflammbar. Wenn innerhalb von 60 Sekunbare Treibmittel von Vorteil, weil sie keinen den keine Explosion stattfindet, wird der Test beendet, Beitrag zur Entflammbarkeit des Schaumstoffs und das Produkt gilt als nicht entflammbar. Bei der liefern. Prüfung des azeotropen Gemisches von Trichlormono-

60 fluormethan und Isopentan nach dieser Methode

Die Gemische eignen sich besonders als Treibmittel fand innerhalb von 60 Sekunden keine Explosion

für die Herstellung von Polyurethanschaumstoffen. statt.

Trichlormonofluormethan (CFCl₃) hat einen Siede- Bei anderen Gemischen von Trichlormonofluor-

punkt von 23,77 ⁰C bei 760 mm Hg. Isopentan methan mit bis zu etwa 12 Gewichtsprozent Isopentan

[(CH₃)₂CH — CH₂CH₃] hat einen Siedepunkt von 6g fand bei diesem Test ebenfalls keine Explosion statt.

27,90°C bei 760mm Hg. Bei der Fraktionierungeines Dagegen fanden bei Gemischen, die Isopentan in

Gemisches von Trichlormonofluormethan und Iso- einer Menge von 13 Gewichtsprozent oder mehr

pentan entsteht ein azeotropes Gemisch, das aus etwa enthielten, bei diesem Test Explosionen statt.

Die Flammpunkte verschiedener Gemische von Trichlormonofluormethan und Isopentan wurden mit dem offenen Tag-Flammpunktprüfer gemäß ASTM-D 1310 bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Gewichtsprozent	Flammpunkt,
Isopentan	⁰C
10	kein Flammpunkt
15	kein Flammpunkt
16	kein Flammpunkt
18	kein Flammpunkt
19	-18
20	-26

Beispiel

A. Ein Polyurethan wurde nach dem Einstufenverfahren wie folgt hergestellt: 100 Teile undestilliertes Toluylendiisocyanat, 85 Teile Polyol auf Sorbitbasis mit der Hydroxylzahl 450, 2 Teile Silicon, 0,5 Teile Triäthylendiamin, 15 Teile Äthylendiamintetrapropanol, 1,5 Teile Dimethyläthanolamin und 35 Teile Trichlormonofiuorniethan wurden gemischt. Nach guter Vermischung wurde das Gemisch in eine Papierform gegossen. Die »Aufrahmzeit« betrug etwa 15 Sekunden, und die Ausschäumung war in einer Minute und 50 Sekunden beendet. Der erhaltene Schaumstoff hatte ein Raumgewicht von 26,75 kg/m³.

B. Ein ähnlicher Schaum wurde unter Verwendung von 33,8 Teilen eines Gemisches aus 90 Gewichtsprozent Trichlormonofluormethan und 10 Gewichtsprozent Isopentan als Treibmittel hergestellt. Die Aufrahmzeit betrug wieder 15 Sekunden, und die Ausschäumung war in 2 Minuten und 10 Sekunden beendet. Das Raumgewicht des Schaumstoffes betrug wiederum 26,75 kg/m³.

Die physikalischen Eigenschaften der gemäß Abschnitt A und B erhaltenen Schaumstoffe sind in der folgenden Tabelle gegenübergestellt.

4	Schaum	Schaum
	stoff A	stoff B
	94	92
₅ Geschlossene Zellen (%)	36(9)*	33 (8)*
C/D-Streckgrenze parallel+
C/D-Streckgrenze	22 (9)*	22 (9)*
rechter Winkel+
₁₀ Formbeständigkeit (prozentuale
Änderung in jeder Richtung)	0	0,5
[ ITag	0	0,5
- 26°C <^ 7 Tage	0	0,5
I 14 Tage	0,5	2
¹⁵ ί ITag	1	3,5
100°C i 7 Tage	2	4,5
{ 14 Tage	6	4
- 7O⁰C r iTag	9	6,5
_ao bei 100% I η T_age	10	8,5
Feuchtigkeit I ^{14 Ta}8^e
K-Faktoren
(keal/Std./mV^oC/cm)	1,438	1,403
zu Besinn	1,742	1,804
⁵ 4 Wochen bei 5O⁰C

* Durchbiegung in Klammern.
+ ASTM D-1621-59T.

Diese Werte zeigen, daß bei sonst gleicher Zusammensetzung nur 33,8 Teile des Gemisches aus 90°/₀ Trichlormonofluormethan und 10% Isopentan genügen, um ein Produkt herzustellen, das dem mit 35 Teilen reinem Trichlormonofluormethan erhaltenen Produkt im wesentlichen gleichwertig ist.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von azeotropen und azeotropartigen Gemischen aus 99,5 bis 82 Gewichtsprozent Trichlormonofluormethan und 0,5 bis 18 Gewichtsprozent Isopentan als Treibmittel für die Herstellung von Kunststoff-Zellkörpern.