DE1595706C3 - Verfahren zur Herstellung von Polyamidschäumen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von PolyamidschäumenInfo
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- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
- C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
-
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Description
Im Kessel 1 werden 5 kg Caprolactam mit 100 g Natriumborhydrid versetzt und auf ca. 800C erhitzt. Im
Kessel 2 werden 15 kg Caprolactam zusammen mit 1000 ml Hexamethylendiisocyanat-1,6 auf 1600C gehalten.
Mit Hilfe der Dosierpumpen 3 und 4 werden die Schmelzen durch die Wärmeaustauscher 5 und 6
geleitet, wobei die Isocyanat-Lactamschmelze eine
Temperatur von 2300C erreicht. In der Mischkammer 7
wird die Borhydrid-Lactamschmelze ohne weitere Aufheizung mit der Isocyanat-Lactamschmelze vereinigt.
Die Mischung wird sofort in vorgeheizte Formen überführt, in dene» die Polymerisation nach wenigen
Sekunden unter Schaumbildung einsetzt.
ml Gasentwicklung einer Lösung von 1 g Natriumborhydrid in 200 g Caprolactam
Zeit | Temperatur (0C) | 100 | 120 | 160 | 0 | 200 | 240 |
(min) | 80 | 0 | 0 | 0 | 200 | 1200 | |
0,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 350 | 1300 | |
1,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 830 | 1350geliert | |
2,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1000 | ||
3,0 | 0 | 0 | 0 | 300 | 1300 | ||
. 4,0 | Q | 0 | 20 | 550 | 1420 | ||
. 12,0 | 0 | 0 | 30 | 650 | 1440 | ||
. 20,0 | 0 | 0 | 35 | 700 | 1450 geliert | ||
. 26,0 | 0 | 0 | 40 | 1130 | |||
30,0 | 0 | 0 | 75 | 1200 | |||
. 60,0 | 0 | 0 | 100 | 1250 | |||
90,0 | 0 | 10 | 130 | 1290 | |||
120,0 | 0 | 15 | 190 | 1295 | |||
180,0 | 0 | 35 | 250 | 1295 | |||
300,0 | 0 | 45 | 280 | 1300 | |||
360,0 | 0 | 70 | 340 | 1300 geliert | |||
480,0 | 0 | 90 | 410 | ||||
600,0 | 0 | 100 | 510 | ||||
780,0 | 0 | 110 | 600 | ||||
900,0 | 0 | 125 | 690 | ||||
1140,0 | 0 | 130 | 720 | ||||
1260,0 | 0 | 140 | 730 | ||||
1440,0 | 0 | 150 | 755 | ||||
1560,0 | 0 | 160 | 790 | ||||
1740,0 | 0 | 175 | 830 trübe | Blatt Zeichnungen | |||
1860,0 | 0 | Hierzu 1 | |||||
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Polyamidschäumen durch die aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen mit mehr als 3 Ringgliedern, wobei eine Katalysator-Lactam-Mischung und eine Aktivator-Lactam-Mischung getrennt aufgeschmolzen, in einer Mischkammer vereinigt und anschließend ausgeschäumt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lactam-Alkali- oder Erdalkaliborhydrid-Schmelze knapp über dem Schmelzpunkt des Lactams gehalten wird und erst in der Mischkammer durch Temperaturausgleich mit einer auf höherer Temperatur gehaltenen Lactam-Aktivator-Schmelze, die Mono- oder Polyisocyanate oder isocyanatbildende Stoffe als Aktivatoren und Treibmittel enthält, auf Verschäumungstemperatur gebracht wird.Es ist bekannt (vgl. DE-AS 11 59 643), daß man Lactame unter Verwendung von Basen, wie Natriummetall oder Natriumcaprolactam, und acylierenden Stoffen, wie Isocyanaten, oder N-Lactamacylverbindungen unter Zusatz von gasabspaltenden Treibmitteln, wie beispielsweise Aziden, oder niedrigsiedenden Lösungsmitteln durch aktivierte anionische Polymerisation in Schaumstoffe überführen kann. Es ist auch bekannt, in die polymerisierende Mischung zur Schaumbildung Stickstoff einzuleiten. Diese Verfahren haben aber den Nachteil, daß es sehr schwierig ist, die aktivierte anionische Polymerisation und die Treibwirkung so zu koppeln, daß sie weitgehend gleichzeitig ablaufen und so reproduzierbare Schäume ergeben.Es ist vorgeschlagen worden, Polyamidschäume auch dadurch herzustellen, daß man den Lactamen neben bestimmten Basen einen relativ hohen Anteil an Isocyanaten zusetzt.Hierbei wirkt das Isocyanat sowohl als Aktivator der anionischen Polymerisation des Lactams als auch als Treibmittel. Gemäß einer älteren Anmeldung P 15 95 655.5-44 haben sich bei dieser Verfahrensweise besonders Alkali- und Erdalkali-Borhydride als Katalysatoren bewährt, da sie bei höheren Temperaturen selbst Gas abspalten und die Zersetzung des Isocyanats katalysieren. Durch dieses Katalysatorsystem wird daher die Reaktionsgeschwindigkeit sehr stark erhöht. Wegen der daraus resultierenden geringen Lagerstabilität sind größere Ansätze aber nur schwer zu fahren.Wie die Tabelle zeigt, ist die Gasentwicklungsgeschwindigkeit sehr stark von der Temperatur abhängig. Überraschenderweise läßt sich aber das Borhydrid in z. B. Caprolactam ohne jede Gasentwicklung lösen, wenn die Schmelze nur wenig über der Schmelztemperatur des Lactams gehalten wird. Man erhält dadurch eine lagerstabile katalysatorhaltige Lactamschmelze, die für eine kontinuierliche Verschäumung von Lactamen sehr geeignet ist. oGegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Polyamidschäumen durch die aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen mit mehr als 3 Ringgliedern, wobei eine Katalysator-Lactam-Mischung und eine Aktivator-Lactam-Mischung getrennt aufgeschmolzen, in einer Mischkammer vereinigt undίοanschließend geschäumt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lactam-Alkali- odeV Erdalkaliborhydrid-Schmelze knapp über dem Schmelzpunkt des Lactams gehalten wird und erst in der Mischkammer durch Temperaturausgleich mit einer auf höherer Temperatur gehaltenen Lactam-Aktivator-Schmelze, die Mono- oder Polyisocyanate oder isocyanatbildende Stoffe als Aktivatoren und Treibmittel enthält, auf Verschäumunggtemperatur gebracht wird.Die Figur zeigt in schematischer Weise eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Die im Behälter 1 befindliche Katalysator-Lactammischung und die im Behälter 2 befindliche Lactamaktivatormischung werden mittels der Pumpen 3 und 4 über die Wärmeaustauscher 5 und 6 in die Mischkammer 7 eingeleitet. Die in der Mischkammer 7 hergestellte Mischung aller Komponenten wird über die Zuleitung 8 in die Form 9 eingebracht. In den Bereich zwischen Pumpen und Mischkammer können ölbeheizte Wärmeaustauscher geschaltet werden. Statt mit Pumpen können die Mischungen aber auch zum Beispiel durch Gasdruck in die Mischkammer gepreßt werden. Die gewünschte Verschäumungstemperatur wird dadurch erreicht, daß das Lactam-Isocyanatgemisch auf einer entsprechend höheren Temperatur als der gewünschten Verschäumungstemperatur gehalten wird und durch Mischen der beiden Schmelzen in der Mischkammer die gewünschte Reaktionstemperatur erreicht wird.Verfahrensgemäß können Lactame mit mindestens 4 Ringgliedern, wie Capro-, Capryl- oder Laurinlactam, allein oder als Mischung verwendet werden. Besonders geeignet sind solche Katalysatoren, die sich im Lactam lösen, wie beispielsweise Natriumborhydrid, und gleichzeitig als Treibmittel wirken. Als Aktivatoren und Treibmittel werden organische.Isocyanate, vorzugsweise Alkyl- oder Arylmono- oder Polyisocyanate, wie Stearylisocyanate, Phenylisocyanat, Hexamethylendiisocyanat und Phenylendiisocyanat, verwendet. In derselben Weise wirken sogenannte verkappte Isocyanate, die Isocyanat z. B. beim Erhitzen bilden, wie Hexamethylen-^ö-bis-carbamidocaprolactam. Das Verfahren wird bei Temperaturen zwischen 130 und 2700C ausgeführt. Der bevorzugte Temperaturbereich liegt zwischen 140 und 210° C.Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber den bekannten Verfahren und dem Verfahren der älteren Anmeldung eine Reihe von Vorteilen auf. Man kann einen größeren Vorrat an reaktionsfähigen Schmelzen halten, da durch die getrennte Aufbewahrung vor der Vereinigung der Schmelzen in der Mischkammer keine Reaktion bei diesen Temperaturen stattfindet. Im vollkontinuierlichen Betrieb wird mit 4 Kesseln gearbeitet, wobei 2 zum Aufschmelzen und 2 als Vorratsgefäße dienen. Bei dieser Arbeitsweise lassen sich eine beliebige Anzahl von Formen ausschäumen oder unter Verwendung einer geeigneten Abzugsvorrichtung können auch endlose Formkörper, beispielsweise Platten oder Blöcke, kontinuierlich hergestellt werden. Das Vermischen und Dosieren der beiden Lactamansätze bereitet keine Schwierigkeit. Außerdem ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr erforderlich, daß in der auszuschäumenden Form zur Erzielung eines Schaumes mit gleichmäßiger Porenstruktur gerührt werden muß, was das Ausschäumen komplizierterer Formen ohne Schwierigkeiten ermöglicht, wobei man infolge der gleichmäßigen Vermischung in der Mischkammer Polyamidschaum-Formteile von gleichmäßig feinporiger Struktur erhält.
Priority Applications (9)
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