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Verfahren nur Herstellung von Schaumstoffen auf Basis Harnstoff-formaldehydkondensate.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nur Herstellung von Schaumstoffen
auf Basis Earnstoff-Formaldehyd-Kondensate.
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Harnst6off-Formaldehyd-Kondensate sind die billigsten technisch zugänglichen
Kunstharze. 8io sind wesentlich billiger als Polystyrol, das als Schaumstoff zur
Zeit ia sehr weiten Umfang verwendet wird. Ii Gegensatz zu Polystyrol Jedoch sind
Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate äußerst schwierig befriedigend zu verschäumen,
und der Schaumstoff ist sehr leiskt zu zerbröckeln.
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Au die sei Grunde fanden sie daher nur sehr begrenzte konerzielle
Verwendung. Ii Hinblick auf die relative Billigkeit des flüssigken vorkondensierten
Harnstoff-Formaldehydarses wurde versucht, den Schaumstoff duroh Zusatz anderer
Polynere, wie Vinyl- und Acrylpoly merisate zu stabilisieren oder weichsutellen.
Diese Polymerisate sind Jedoch verhaltnismäßig teuer, und aus dieses Grunde sind
die Kosten ftlr weichgestellte und stabilieierte Schaumstoffe auf Basis Harnstoff-pFormaldehyd-Kondensate
beträchtlich. Weiterhin haben weichgestellte und stabilisierte Schaumstoffe auf
Basis Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate offensichtlich nicht befriedigt, da die Industrie
immer nooh zur Hauptsache andere Schaumstoffe bevourzugt. Es libt bis jetzst
kein
kommerziell brauchbares Verfahren zur kontinuierlichen und billigen Herstellung
von Schaumstoffen auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Kondensawte, die nicht krümmelig
oder leicht zerbröckelnd sind.
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Zweck der Erfindung ist es, Schaumstoffe auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate
herzustellen, die nicht krümmelig oder leicht zerbröckelnd sind.
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Das orfindungegeflas Verfahren beruht darauf, die Zellwandungen des
Schaumstoffes auf BAsis harnstoff-Formaldehyd-Kondensate genügend dünn zu aachen,
um sie ausreichend elastisch oder biegswam zu lachen, so daß sie sich der Kontraktion
des Harzes beim Härten anpassen können, wodurch ein Brechen oder Zusammenfallon
beta Närten nach der Gelierung vermieden wird.
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Bei den nach de @@@ @@@@ungsgemäßen Verfahren herstellbaren S@@@@@@@
s au @@@@ harnstoff-Formaldehyd-kondensate sind die Zellwandungen derartig dünn,
daß die durchschnittliche Gesamtmasse der Feststoffe zwiswchen den Zellen einen
Wert nicht übersteigt, der erreicht wird, wenn das gesamtvolumen des festen Marzes
39 Volumeneinheit des Schaumstoffes den Wert 2,2 % uns ate durchschnittliche Anzahl
der Zellen je om3 106 beträgt. nie Zellen haben vorzugsweise eine gleichmäßige Größe
und Port.
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Das vorgenannte merkual für das maximale prosentuale Volumen des festen
Kondensates ia Schaumstoff je Volumeneinheit für eine spezielle Zellengröße bestimmt
die durchschnittliche maximale Wandstärke innerhalb des Schaumstoffes. Diese durchschnittlich
maximale
Wandstärke ist die gleiche ftlr alle Zellengrößen, ob dies nun zum Beispiel 104
Zellen je cm3 oder 107 Zellen je cm3 sind. Auf Grund der äußerst dünnen Wandstärken
und deren Ungleichmäßigkeit ist es unpraktisch, eine maximale Wandstärke anzugeben.
Das vorstehende Kriterium liefert jedoch zwei bestimmbare Werte, wobei die Anzahl
der Zellen je Volumeneinheit experimentell mit Hilfe eines stereoskopischen binocularen
Mikroskopes bestimmbar ist, und das Gesamtvolumen des festen Kondensates je Volumeneinheit
des Schaumstoffes daß Verhältnis des spezsifischen Gewichtes des Schaumstoffes zum
spezifischen Gewicht des festen Kondensates ist.
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Der tatsächliche Maximalwert von 2,2 % für das Gesamtvolumen des festen
Harzes Je Volumeneinheit des Schaumstoffes bezieht sich nur auf den Durchschnittswert
von 106 Zellen je Volumeneinheit. Der Wert nimmt zu mit zunehmender Anzahl Zellen
je Volumeneinheit, da die Oberfläche der Zellwandungen in der Volumeneinheit zunimmt
und umgekehrt. Es ist ersichtlich, daß im allgemeinen die gesamte Oberfläche der
Zellwandungen Je Volumeneinheit des Schaumstoffes um das zehnfache zunimmt, wenn
die Anzahl der Zellen un das tausaendfache je Volumeneinheit zunimmt. Bei einem
Schaumstoff mit 103 Zellen Je Volumeneinheit beträgt somit der Maximalwert 0,22
%, während bei einem Schaumstoff mit 109 Zel- -len Je Volumeneinheit der Maximalwert
22 ffi für das Gesamtvolumen des festen Harzes je Volumeneinheit des Schaumstoffes
betragen würde.
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Es wurde festgestellt, daß aus praktischen Gesichtspunkten die Mindestanzahl
der Zellen im Schaumstoff auf Basis harnstoff-Formaldehyd-Kondensate je Volumeneinheit
mindestens 104 betragen soll. Selbst bei dieser Anzahl von Zellen Je Volumeneinheit
liegt die Wandstärke der Zellen für das praktisch erielbare spezifische Gewicht
von Schaumstoffen in der Nähe des Maximalwertes. So ist bei Schaumstoffen auf Basis
Harnstoff-Formaldehyd-Eondensate mit 104 Zellen je Volumeneinheit auf Grund der
Wandstärke der Zellen die BiessAmkeit der Zellwandungen beim Härten am geringsten.
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Wenn andererseits die Schaumstoffe 109 Zellen Je Volumeneinheit enthalten,
so besitzt der Sohaumstoff ein Gesamtvolumen von festem Kondensat Je Volumeneinheit
Schaumstoff von etwa 22 %.
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Diee ermöglicht eine große Breite in der Wahl des spezifischen Gewichte
des Schaumstoffes. Bei einem konstanten spezifischen Gewicht des Schaumstoffes sind
die Zeliwandungen umso dünner und die Endprodukte damit umso stärker, Je größer
die Anzahl der Zellen Je Volumeneinheit ist.
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Eine Beziehung zwischen der Anzahl der Zellen je Volumeneinheit des
Schaumstoffes und dem maximalen Gesamtvolumen des festen Kondensates Je Volumeneinheit
des Schaumstoffes ist in der nachstehenden Tabelle angegeben.
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Tabelle I Anzahl der Zellen Je Volumen Maximales Gesamtvolumen des
einheit Rarnstoff-Pormaldehyd- festen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff
Kondensate je Volumeneinheit Harns toff-Pormald ehyd-Kondensat-Schaumstoff 104 0,5
% 105 1,0 % 106 2,2 % 107 4,8 % 108 10,6 % 109 22,0 % Der Schaumstoff auf Basis
Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate hat vorzugsweise eine durchschnittliche Masse von
Feststoff zwischen den Zellen, die nicht größer ist als die, die man erhält, wenn
ein Gesamtvolumen von festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate je Volumeneinheit
des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate-Schaumstoffes nicht größer als 1,1 % ist, wenn
die durchschnittliche Anzahl der Zellen 106 je ¢m3 beträgt. Eine Beziehung zwischen
der Anzahl der Zellen je Volumeneinheit des Rarnstoff-ormaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes
und dem maximalen Gesamtvolumen des festen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate je Volumeneinheit
des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate-Schaumstoffes ist in der nach stehenden Tabelle
angegeben.
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Tabelle II Anzahl der Zellen je Volumen Maximales Gesamtvolumen von
einheit Harnstoff-Formaldehyd- festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff
Kondensat je Volumewneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff 104 0,24
% 105 0,50 % 106 1,10 % 107 2,40 % 108 5,30 s 109 11,00 % Vorzugsweise hat der Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate-Schaumstoff
eine durchschnittliche Masse von Feststoff zwischen den Zellen, die nicht größer
ist als die, die man erhält, wenn das Gesamtvolumen des festen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensates
je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes nicht größer
als 0,55 ffi ist, wenn die durchschnittliche Anzahl der Zellen 106 je cm3 beträgt.
Eine Beziehung zwischen der Anzahl der Zellen je Volumeneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff
und dem maximalen Gesamtvolumen von festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat ist in
der nachstehenden Tabelle angegeben.
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Tabelle III Anzahl der Zellen je Volumen- Maximales Gesamtvolumen
von einheit Harnstoff-Formaldehyd- festem Harnstoff-Formaldehy-Kondensat-Schaumstoff
Kondensat je Volumeneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff 104 0,12
% 105 0,25 % 106 0,55 % 107 1,20 ffi 108 2,60 % 109 5,50 % Weiterhin ist es in vielen
Fälien erwünscht, daß der Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff eine durchschnittliche
Masse von Feststoff zwischen den Zellen enthält, die nicht größer ist als die, die
man erhält, wenn das Gesamtvolumen von festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat Je
Volumeneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff nicht größer ist als
0,28 %, wenn die durchschnittliche Anzahl der Zellen 106 je cm3 beträgt.
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Eine Beziehung zwischen der Anzahl der Zellen je Volumeneinheit des
Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes und dem maximalen Gesamtvolumen des
festen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensats je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff
es ist in der nachstehenden Tabelle angegeben.
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Tabelle IV Anzahl der Zellen je Volumen Maximales Gesamtvolumen von
einheit Harnstoff-Formaldehyd- festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff
Kondensat je Volumeneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff 104 0,06
% 105 0,13 % 106 0,28 ffi 107 0,60 X 108 1,90 ffi 109 2,70 % Der Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff
kann eine durohechnittliohe Masse von Fest stoff zwischen den Zellen aufweisen,
die nicht größer ist als die, die man erhält, wenn ein Gesamtvolumen von festem
Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat Je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes
nicht größer als 0,14 % ist, wenn die durchschnittliche Anzahl der Zellen 106 Je
cm3 beträgt. Eine Beziehung zwischen der Anzahl der Zellen Je Volumeneinheit des
Harnstoff-Formaldehyd-Kondensatp-Schaumstoffes und dem maximalen Gesamtvolumen des
festen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate je Volumeneinheit des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes
ist in der nachstehenden Tabelle angegeben.
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Tabelle V Anzahl der Zellen je Volumen- Maximales Gesamtvolumen von
einheit Harnstoff-Formaldehyd- festem Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff
Kondensat Je Volumeneinheit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff 104 0,03
% 105 0,07 % 106 0,14 ffi 107 0,30 % 108 0,65 % 109 1,35 % Die erfindungsgemäß verwendeten
Kondensate haben vorzugSweise eine Porosität von höchstens 9 Vol.-% bei einem Absorptionstest,
in welchem eine Probe des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffes 168 Stunden
bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck in eine 0,1 -ige Lösung einer grenzflächenaktiven
Verbindung eingelegt wird.
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Die Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffe können erfindungsgemäß
hergestellt werden, indem man in einer ersten Stufe ein Gemisch eines flüssigen
Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats mit einem Schäummittel und Wasser in Gegenwart
von Luft schlägt.
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Die Dauer und die Intensität des Schlagens wird dabei auf einen
solchen
Wert eingestellt, daß ein feiner Schaum enteteht, in dem mlndestens durchschnittlich
104, vorzugsweise 106 und besondere 107 Zellen je cm3 enthalten sind. Das Mengenverhältnis
von Vorkondensat zu Schäummittel und Wasser wird ao eingestellt, daß sich etwa der
maximale Prozentsatz des Gesamtvolumens an festem Kondensat Je Volumeneinheit des
Schaumstoffes einstellt, wie er vorstehend erwähnt ist. In einer zweiten Stufe wird
dem Schaum ein Härter in genügender Menge zugesetzt, und der feine Schaum wird weiter
geschlagen bis kurz vor der Gelierung des Kondensates0 Die Intensität und Dauer
dieses Schlagens wird so eingestellt, daß die Größe der Zellen bei der Gelierung
beibehalten wird.
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Es wurde zwar schon vorgeschlagen, Harnstoff-ormaldehyd-Kondensat-Schaumstoffe
herzustellen und dabei eine große Anzahl von verhältnismäßig kleinen Zellen zu erzeugen,
doch haben diese Vorschläge nicht zu einer befriedigenden Erzeugung von nicht krUmelndem
Schaumstoff in technischem Maßstab geführt. Schaumstoff auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Eondensate
mit einer großen Anzahl von kleinen Zellen Je Volumeneinheit, zum Beispiel 105 oder
mehr Zellen, können immer noch krümelig sein, wenn das Gesamtvolumen des festen
Kondensates Je Volumeneinheit des Schaumstoffes zu groß ist, da bei einem zu großen
Gesamtvolumen von festem Kondensat je Volumeneinheit des Schaumstoffes eine zu große
Wand stärke zwischen den Zellen aich einstellt und hierdurch keine Elastizität der
Zellwandungen gegeben ist, die zur
Vermeidung der Zerreibbarkeit
des fertigen Produktes erforderlich ist.
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Ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht deshalb
darin, dem Schaum eine solche Menge des Kondensates einzumischen, die der gewünschten
Zellstruktur entspricht, das heißt entsprechend einem Produkt mit einer annähernden
vorbestimmten Anzahl von Zellen je ¢m7, daß man das Harzgemisch soweit schäumt,
daß diese Zelletruktur vor der Gelierung erzielt wird, und daß man diese Zellstruktur
beibehält, bis die Gelierung erfolgt.
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Das zellige, geschäumte Kondensat kan der zweiten Stufe des Verfahrens
in Masse entnommen werden, Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird der Schaum der zwe ten Stufe entnommen und zu Plätzchen (pellets) verarbeitet,
indem man ihn bei der Gelierung Zentrifugalkräften und/oder der Schlagwirkung eines
Gases wie Luft unterwirft, wodurch der Schaum zu Plätzchen aufgebrochen wird, welche
dana härten Die Plätzchenbildung des Schaumes bei der Gelierung in der zweiten Stufe
wird gemäß einer Ausfürungsform der Erfindung bewirkt, indem man den Schaum einer
Mehrzahl von Strahlen komprimierter Luft, zweckmäßig in Form eines Ringes aussetzt,
wodurch der Schaum zu Plätzchen aufgebrochen wird; die Größe der Plätzchen hängt
vom Luftdruck und dem Auf treffwinkel der Luftstrahlen und der Neigung der Düsen
ab.
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Vorzugsweise wird Jedoch da geschäumte Kondensat mit Hilfe von Zentrifugalkräften
zu Plätzchen verarbeitet, indem man z. B. das geschäumte Harz in den Raum zwischen
in Paar gegenüberliegender, sich drehender Kegel führt, deren weitere Enden benachbart
zueinander liegen und nur durch einen engen Spalt voneinander getrennt sind, wobei
man das geschäumte Harz duroh die Zentrifugalkraft durch den engen Spalt schleudern
läßt. Die Große der hierbei erhaltenen Plätzchen hängt von der Spaltbreite zwischen
den Kegeln und der Umdrehungsgeschwindigkeit ab.
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Zur Herstellung kleiner und gleichmäßiger geformter Plätzchen ist
es erwünscht, das geschäumte Harz beim Austreten aus dem engen Spalt zwischen den
Kegeln der Einwirkung einer Mehrzahl von Strahlen komprimierter Luft auszusetzen.
Zu diesem Zweck sind eine Mehrzahl von Düsen zweckmäßig in Form eines Ringes oberhalb
der Kegle derartige angeorndet, daß die Luftstrahlen auf das geschäumte Harz auftreffen,
dae aus dem engen Spalt zwischen den Kegeln Austritt. Die hierbei gebildeten Plätzchen
läßt man frei durch eine Heizzone fallen, wobei sie härten und trocknen. Die Kegel
werden vorzugsweise mit ihren Achsen vertikal angeordnet, und der oberste Kegel
kann einen Gang aufweisen, der sich nach oben erstreckt, durch welchen Schaum aus
der zweiten Stufe in den Raum zwischen die Kegel geführt wird.
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Aus der Untersuchung von trockenen Plätzchen, die nach dem
erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt wurden, ergibt eich anscheinend, daß die Zellen sioh an ihrer
Oberfläche kontrahiert haben, und daß das Kondensat an die Oberfläche des Plätzchens
gewandert ist, wodurch ein Plätzchen entsteht, das im wesentlichen nicht porös ist.
Wenn die Temperatur, bei der die Plätzchen getrocknet werden, genügend hoch ist,
haben die Plätzchen einen hohlen Kern.
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Somit stellt das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen nicht
pordse Plätzchen aus Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoff zur Verfügung,
wobei die Zellen im äußeren Teil eine im wesentlichen geschlossene Zellatruktur
haben und eine kleinere Zellgröße aufweisen als die Zellen im inneren Teil der Plätzchen.
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Die Größe der äußeren Zellen ist vorzugsweise derartig, daß durchschnittlich
mindestens 107, vorzugsweise mindestens 108 und insbesondere durchschnittlich mindestens
109 Zellen Je 3 cm vorhanden sind.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Plätzohen sind
besonders brauchbar ale Baumaterial, wie in Zement und Gips, zur Heretellung von
leichten, wärme- und schallieolierenden Bauteilen, Platten und dergleichen.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Schaumstoffmaterials
und der goschäumten Plätzchen kann das spezifische gewicht des zelligen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate
in
MAsseform fAr eine spezielle Zellengröße geändert werden, indem man das relative
Mengenverhältnis des flüssigen Vorkondensats zum Sohäummittel und Wasser in der
ersten Stufe des VErfharens verändert. Das spezifische Gewicht des Schaumstoffes
ist niedriger, Je mehr Wasser vorliegt und umgekehrt. Das spezifische Gewicht steht,
wie vorstehend erwähnt, in Beziehung zum Gesamtvolumen des festen Kondensates je
Volumeneinheit des Schaumstoffes.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann ohargenweise durchgeführt werden,
vorzugsweise wird es jedoch kontinuierlich durchgeführt.
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Dies ist besonders erwünscht, wenn das geschäumts Hars zu Plätzchen
verarbeitet werden soll. Zur Herstellung eines Schaumstoffes mit der geeigneten
Zellengröße wird das Mischen vorzugsweise mechanisch durchgefUhrt. Weiterhin wird
die Luft in Form von Pressulft verwendet, d.h. das gesamte System steht unter Dauer.
Der angewandte Druck hängt von der Größe der Vorrichtung ab. In einer Versuchsanlage
war ein Druck von 2,8 kg/cm2 geeignet.
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Zur Vermeidung oder Verringerung der Ausfällung oder Vorgelisrung
des Harnstoff-Formaldehydharzes in der zweiten Stufe ist es vorteilhaft, Vorkondensate
zu verwenden, die im wesentlichen frei von niedermolekularen Fraktionen sind, und
die einen genaurer Gelierpunkt für das Harz geben. Dies ist besonders erwünscht,
wenn der Schaum vor dom Härten zu Plätzchen verarbeitot werden soll, da die VErformung
zu Plätzchen praktisch bei der Gelierung erflgt.
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Al. Schäummittel kann jedes herkömmliche Mittel verwendet werden.
Vorzugsweise wird ein höheres Natriumalkylsulfat verwendet. Der Härter ist vorzugsweise
eine Säure, wie Phosphorsäure, Ameisensäure, Schwefelsäure oder Salzsäure. Dae Härtungsmittel
muß in der zweiten Stufe in solcher Geschwindigkeit zugeführt werden, daß das Harz
genügend rausch geliert, doch ist es gewöhnlich unerwünscht, die Zufuhrgeschwindigkeit
wesentlich höher einzustellen.
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Die Erfindung betrifft gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Verfahren
zur Herstellung von Schaumstoffen auf Basis Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate in
Plätzohenform, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man in einer ersten Stufe
ein Gemsich eines flüssigen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats mit einem Schäummittel
und Wasser in Gegenwart von Luft, vorzugsweise mechanisch rührt bzw. schlägt und
einen feinen Schaum herstellt, der mindestens durchschnittlich 106, vorzugsweise
107 und insbesondere 108 Zellen Je cm3 enthält, Das Xengenverhältnis des Vorkondensates
zum Schäummittel und Wasser wird derartig eingestellt, daß der Schaum ein maximales
Volumen an Kondensat bis zu 2,2 % des Gesawmtvolumens des Schaums enthält.
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In einer zweiten Stufe wird dem Schaum ein Härtungsmittel in solcher
Menge einverleibt, daß der gesamte Schaum härtet.
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Hierbei rührt bzw. schlägt man den Schaum mechanisch bis kurz vor
Eintritt der Gelierung. Die Intensität und Dauer des Schlagene soll derartig sein,
daß die Zellengröße bei der Gelierung beibehalten wird. Hierauf wird das geschäumte
Harz bei der
Gelierung unter Bildung von Plätzchen Dispergiert.
Vorsugweise beträgt da. Mengenverhältnis von Feststoffen in der Volumeneinheit Hars
bei den einzelnen Plätzchen höchstens 4,8 %, und die Zellengröße im Kern der Plätzchen
ist nicht größer als ein Wert von 106 Zellen Je cm3. Die Zellengröße nimmt vom Kern
gegen die Oberfläche der Plätzchen ab.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen weiter erläutert, In Figur
1 ist ein Fließschema gezeigt, welches eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens erläutert.
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Figur 2 ist ein teilweiser Seitenaufriß dee in der ersten Stufe verwendeten
Mischer. der Figur 1 und Figur 3 ist ein Seitenaufriß eines Abschnittes der in Figur
1 gezeigten Vorrichtung sur Herstellung von Plätzchen.
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In Figur 1 wird eine wässrige Lösung eines Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensates
mit einem Gehalt von 60 , Harz und 40 % Wasser in einer Lange von 500 g pro min.
kontinuierlich aus einem Behälter 1 duroh die Leitung 2 mit Hilfe einer Doxierpumpe
4 in einen ersten Drehmischer 3 geführt. Wasser mit einem Gehalt von 2 Gew.-% Tespol
Na-salze von Fettalkoholsulfonawten wird ebenfalls in den Drehmischer 9 aus einem
Behälter 5 durch eine Leitung 6 mit Hilfe einer Dosierpumpe 7 in einer Menge von
1250 ml/min oder sogar nur 400 vl/min eingeleitet. Der Drehmischer 3 wird mit Pressluft
von 2,8 kg/cm2 aus einem Pressluftbehälter 8 kontinuierlich unter Druok gehalten.
Aus dem
Pressluftbehältr 8 wird die Pressluft bei einem Druck von
7 kg/cm2 durch die Leitung 9 und ein Durckredzierventil 10 entnommen.
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In Figur 2 ist der in der ersten Stufe verwendete Drehmischer 3 gezeigt.
Er weist eine Achswelle 11 auf, die in ihm drehbar angeordnet ist und die sich in
der Richtung des Pfeiles mit 4000 U/min dreht. Auf der Achsellke 11 sind eine Mehrzahl
von flachen Blättern 12 montiert, die eine axiale Neigung von 6,35 mm und eine Umiangsneigung.
Son 900 besitzen. Die wässrige Harnstoff-Formaldehyd-orkondensat-Lösung, das Netsmittel
enthaltende Wasser und die Pressluft gelangen aus den Leitungen 2, 6 bzw. 9 in den
Kopf des Drehmischers 3, und das Gemisch fließt im Drehmischer 3 herab, in welchem
es durch die Blätter 12 zu einem ieinen Schaum mit mindestens 106 Zellen pro cm3
geschlagen wird. Dieser ieine Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat-Schaum verläßt
den in der ersten Stufe verwendeten Drehmischer 3 durch die Leitung 13 und gelangt
in einen Drehmischer 14 der zweiten Stufe. Der Drehmischer 3 besitzt einen Durchmesser
von 10,16 on und eine Länge von 61 cm. Gegebenenfalls können auch in der ersten
Stufe zwei Drehmischer einer Länge von 30,5 cm in Reihe verwendet werden.
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In dem in der zweiten Stufe verwendeten Drehsisoher 14 wird der Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensawt-Schaum
weiter geschlagen, um die Zellengröße im Schaum auf einen Wert von mindestens 106
pro cm3 zu halten. In diesen Drehmischer 14 wird aus einen
Behälter
15 durch eine Leitung 16 mit Hilfe einer Doeierpumpe 17 eine 2 %-ige Lösung technischer
Phosphorsäure in einer Menge von 250 bis 300 ml/min, zum Beispiel 285 ml/min, enteprechend
den atmosphärischen Bedingungen und dem Zustand des Kondeneates eingeleitet.
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Anstelle der Phosphoreäure kann man auch eine 0,25 %-ige Lösung technischer
Schwefelsäure oder eine 1 %-ige Lösung von Salzsäure verwenden.
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Der in der zweiten Stufe verwendete Drehmischer 14 entspricht dem
in der ersten Stufe verwendeten Drehmischer 3, mit der Ausnahme, daß in dieter speziellen
Ausiffhrungsiorm der Erfindung dieeer Drehmischer Jedoch nur eine. Länge von 30,5
cm besitzt und anstelle der Leitungen 2, 6 und 9 eine Leitung 13 zur Einführung
des Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat-Schaums aus dem ernten Drehmischer 3 aufweist.
Praktisch diametral entgegengesetzt zur Leitung 13 befindet sich eine Leitung 16
zur Einführung der als Härtungsmittel verwendeten Säure, und anstelle der Auslaßleitung
13 ist eine Auslaßleitung 14a angeordnet. Der feine Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat-Schaum
tritt in den Kopf des in der zweiten Stufe verwendeten Drehmischere 14 durch die
Leitung 13 ein. An der entgegengeretzten Seite, doch praktisch auf gleicher Höhe,
tritt Phosphorsäure durch die Leitung 16 ein Das Gemisch gelangt durch den Drehmischer
14 nach abwärts und wird im Drchmischer durch die Blätter 12 auf der Achswelle 11,
die sich mit 4000 U/min dreht, geschlagen. Am Gelierungspunkt tritt der Schaum duroh
die Leitung 14a aus0
Au. der Leitung 14a tritt der gelierende Schaum
in einen Plätzchenbildner (pelletizer), in dem er zu Plätzchen verformt wird. Der
Plätzchenbildner und der Elektromotor, der diesen antreibt, Bind gemeinsam mit dem
Bezugeseichen 18 angegeben. In Figur 3 hat der Plätzcvhenbildner eine Zuleitung
19 mit Löchern 20, durch welche der gelierende Harnetofi-Formaldehyd-Vorkondensatschaua
in einen Spalt zwischen ein Paar von Kegeln 21 eintritt. Diese Kegel 21 drehen sich
mit der Leitung 19 in einer Geschwindigkeit von 5000 U/min. Der Spalt zwischen den
Spitzen der Kegel beträgt etwa 0,25 mm. Die infolge der Drehung der Kegel 21 erzeugten
Zentrifugalkräfte zwängen den ieinen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat-Schaum duroh
den Spalt in eine Trockenkammer 22 in Form von Plätzchen, die in kleinere Plätzchen
mit Hilfe von Luftstrahlen aufgebrochen werden, welche aus einer Ringleitung 23
austreten, die oberhalb der Kegel 21 angeordnet ist, und die eine Mehrzahl von Löchern
23a an ihrer Unterseite besitzt. Die Ringleitung 23 wird mit Preseluft von etwa
7 atU über eine Abzeeigleitung 25 in der Leitung 9 von der Pressluftqueile 8 versorgt.
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Die Trockenkammer 22 wird auf eine Temperatur von etwa 1500 a mit
Hilfe von Umwälzheizluft erhitzt, die von einem Gebläse 25 durch einen Erhitzer
26 zugeführt wird. Die Heißluft strömt bei einer Temperatur von 15000 in die Kammer
22 durch eine Mehrzahl von Einlaß Öffnungen 27 aus einem Verteiler 28 ein und tritt
aus der Kammer durch den Auslaß 29 aus, wird dann
filtriert und
dem Gebläse 25 wieder zugeführt. Die Wärmezufuhr zur Klammer 22 wird so eingestellt,
daß in der Kammer 22 eine konstante Temperatur von etwa 121 bis 1500 C herrscht.
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Die im Plätzchenbildner 18 hergestellten Plätzchen iallen irei die
Kammer 22 herab, die sich an ihrem Boden verjüngt unter Bildung eines flachseitigen
Troges, der ein Flügelventil 30 aufweist, das zu einer Kammer 31 ftlhrt. Sobald
die Plätzchen den Boden der Kammer 22 erreichten, sind sie auf einen Feu¢htigkeitsgehalt
von etwa 10 % entwässert. Das Flügelventil 30 wird in häufigen Zeitabständen geöffnet,
so daß die Plätzchen in die Kammer 31 fallen. Von dort werden sie mit Hilfe eines
Luftstromes, der durch ein Gebläse 32 erzeugt wird, durch die Leitung 33 in ein
Trenncyclon 34 geführt.
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In dem Trenncyclon 34 setzen sich die Plätzchen am Boden abt die Luft
und der Staub werden an die Atmosphäre durch eine Leitung 35 und ein nicht gezeigtes
Filter entlassen.
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Im Boden des Trenncyclons 34 werden die Plätzchen durch ein Dreheieb
gedrückt, welche größere Plätzchen aufbricht, und anschließend werden eie mit Hilfe
eines Luftstromes, der von einem Gebläse 37 erzeugt wird, durch die Leitung 38 in
einen zweiten Trenncyclon 39 geführt, von wo sie in einen Lagertrichter 40 gelangen,
aus dem sie entnommen werden können. Luft und Staub treten durch die Leitung 41
und ein nicht gezeigtes Filter aus.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge.tellten Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat-Schaumstoffplätzchen
schwanken in ihrer Größe innerhalb vorherbestimmter Grenzwerte. Der obere Wert ist
bestimmt durch den Spalt zwischen den Kegeln 21, und er liegt in der Größenordnung
von -10 mesh.
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Der Anteil von Plätzchen mit einer Größe unterhalb dieses Wertes wird
durch die Intensität der Luftstrahlen gesteuert, d.h. Je größer der Luftdruck ist,
desto größer ist der Anteil an kleineren Plätzchen.
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P a t e n t a n p s r ü c h e