DE1931398A1

DE1931398A1 - Trockenmittel in Block- oder Tablettenform sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE1931398A1
Application number: DE19691931398
Authority: DE
Inventors: Siegfried Kunze
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1969-06-20
Filing date: 1969-06-20
Publication date: 1971-01-07
Also published as: AU1656670A; GB1316623A; FR2052788A5

Description

W.R. Grace ft Co.

(6158) New York N.Y.A.St.A.

Hamburg, 18. Juni 1969

■ Trockenmittel in Block- oder Tablettenform sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft Trockenmittel in Block- oder Tabletten· form aus Kieselsäuregel und einem Bindemittel. Weiterhin 1st Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des neuartigen Trockenmittels.

Die in größtem Umfang als Trockenmittel eingesetzten Kieselsäuregele fallen normalerweise als kleine, Irregulär geformte oder perlenförmige Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von beiepielswlese 0,5 bis 3 mm an. Es handelt sich um lockere freifließende Produkte mit verhältnismäßig niedrigem Schüttgewicht. Für verschiedene Anwendungezwecke 1st es erforderlich, das lose, feinkörnige Trockenmittel in eine kompaktere Form zu bringen und eine Bindung zwischen den einzelnen Trockenmittelteilchen herzustellen. Derartige Trockenraittelblöcke oder -tabletten finden beispielsweise im Kühlaystemen Verwendung, wo es darauf ankommt. Kühlmittel, wie z.B. Dichlordifluorroethan, ständig von Wasserepttren zu befreien. Das Trockenmittel in Blockform besitzt aufgrund der größeren Kompaktheit eine höhe:» Ad sorption*fähigkeit je Volumeneinheit; ferner wird auf diese Welse ein Verstäuben oder Mitreißen der Trockenmittelteilchen verhindert. Ein weiterer Vorteil derartiger Troekenralttelblöcke besteht darin, daß durch die feste Verankerung der einzelnen Teilchen sichergestellt ist, daß der durchtretende Gas- oder Flüssigkeitsstrom keine Kanäle ausspült; durch diese unerwünschte Erscheinung wird die Wirksamkeit loser feinkörniger

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Trockenmittel stark reduziert: Neben der verbesserten Adaorptionswlrkunß bieten derartige gebundene Trockenmittel den weiterien Vorteil, daß sie gleichzeitig als aeohanisohe Filter wirken, die Verunreinigungen zurückhalten und Peinfiltervermögen besitzen. Trockenmittel in Blockform der oben beschriebenen Art sind grundsätzlich bereits bekannt. So sind in der USA-Patentschrift 2 819 ¹JQl Trockenmittel beschrieben« die aus Kieselsäuregel und Celluloseacetat als Bindemittel bestehen. Zur Herstellung der Trockenmlttelblooks wird das Kieselsäuregel zunächst mit Wasser getränkt» bis ein Gehalt von 40£ relativer Feuchtigkeit erreicht 1st. Dem derart mit Wasser gesättigten OeI wird anschlieBend eine wässrige Celluloseaoetatlösung zugemischt, worauf die Kasse In die gewünschte Form gepreßt und anschließend durch Erhitzen auf erhöhte Temperatur getrocknet und damit verfestigt wird. Nach dem Trocknen wird das bereits block- bzw. brikettförmige Trockenmittel erneut mit Wasser bis sum Erreichen eines relativen Feuchtigkeitsgehaltes von 8o£ gesättigt und schllefilich durch Verdampf en des Wassers bei erhöhter Temperatur aktiviert. Die Adsorptionsfähigkeit der auf diese Welse hergestellten Trockenmittelbriketts entspricht zwar etwa der des eingesetzten OeIs₉ doch ist die mechanische Festigkeit you etwa 28 kp/cu für viele Anwendungssweelce zu gering. Auch die Abriebsfestigkeit der naoh äem vorbekannten Verfahren hergestellten Trocken-■ittelbrikttte 1st unzureichend. Als besonders naehteilig erweist sieh» dafi die ursprünglich· Adaorptionsfänigkeit des Kieselsäuregel» nur dann in etwa erhalten bleibt« wenn die Poren vor der Bindemittel zugabe alt Hasser weitgehend gefüllt und anschließend das Trockenmittel durch erneut® Sättigung mit Wasser und anschließende Trocknung wird.

Das Herstellungsverfahren ist deshalb sehr auf^iandig und umständlich.

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Aus der USA-Patentaohrift 3 091 550 let es ferner bekennt, statt Celluloseacetat Polyvinylacetat als Bindendttel zu verwenden. Die aechanlschen Eigenschaften des auf dies· Welse erhaltenen Produktes sind Jedoch ähnlich unzureichend wie bei Verwendung von Celluloseacetat« und das Herstellungsverfahren läßt sich ebenfalls nur In der Heise durchfuhren, da0 BMUi zur Vermeidung von stärkeren Verlusten der Adsorptionefähigkeit das Kieselsäuregel vor des Blndealttelzusats mit Wasser sättigt.

Es wurde nun Überraschend gefunden, dal nan Trockeneittel in Block- oder Tablcttsnforn mit überlegenen aechanlschen Eigenschaften herstellen und gleichseitig ohne größere Ilnbußen in der Adsorptionsfähigkeit auf «ine Sättigung des Kleselsäuregels alt Wasser verzichten kann, wenn aan als Bindemittel ein epoxydharxhaltigea Bindemittel verwendet. AIa besonders geeignet haben sich unaodlflslerte Epoxydharz· alt elnea Epoxyd-Xqulvalent von l80 bia I90 und einer Viskosität von 60 bis 120 Pols· erwiesen. Oute Ergebnisse werden erzielt, wenn die erfindungsgeaMien Trockeneittel bezogen auf die Kieselsäure 2 bis 10 QtM.% dar Blndealttelalsohung enthalten. Vorzugswels« liegt der 0ehalt an Bindeelttel bei etwa 5 Qew.jf, da bei höheren Bindesdttelgehalten dl· Adsorptlonskapasltät abniaat, während die aechaniaoh· Festigkeit bereits bei *& allen Anforderungen genügt.

Gegenstand der Erfindung 1st weiterhin ein Verfahren tür Herstellung eines Trockeneittels in Block- oder Tablettenfora, das dadurch gekennzeichnet ist, daß aan ein Kieselsäuregel alt einest epoxydharzheltlgen Bindeaittel giilndlich

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die Nasse In einer Fora auf eine zur Härtung des Bindemittels ausreichende Temperatur erhitzt und durch weiteres Erhitzen das Trockeneittel aktiviert. £s 1st besonders Überraschend, defl trotz des Verzlohts auf eine vorhergehende Sättigung des Kleselsäuregels mit Wasser durch Zusatz des Bindemittel* nur eine geringe Abnehme der Adsorptlonsfählgkelt eintritt. * Verglichen alt der Adsorptlonefählgkelt des eingesetzten Kieselsäuregels beträgt die Kapazität des verformten blockfttraigen Trockenmittels immer noch etwa 850*. Eine derart geringfügige Abnahme 1st praktisch ohne Bedeutung« während die Vereinfachung des Herstellungsverfahrens aus wlrtsohaftliehen Gründen und die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften aus technischen Gründen von großer Wichtigkeit sind.

Das epoxydharzhaltlge Bindemittel mufi neben dem Epoxydharz selbst geeignete Katalysatoren als Härter enthalten. Eine große Zahl derartiger Katalysatoren, Insbesondere auf Basis von Aminen oder Amiden, sind bekannt, übliche Katalysatoren aind beispielsweise Harnstoff»Formaldehyd, Melamin, Formaldehyd und ähnliche. Besonders gute Ergebnisse wurden mit einer 50£igen Löaung von 4,V - Dlamlnodiphenylmethan in Methyläthylketon als Lösungsmittel erhalten.

Kieselsäuregele der verschiedensten Art sind verwendbar, d.h. aowohl Kieselsäure Bit kugelförmigen Teilchen als auch Kieselsäure mit Irregulär geformten Gelteilchen· Die TeIlchengruee kann zwlsohen 0,2 und 5 mm liegen und vorzugsweise z.B. 0,5 bis 3 mm betragen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung soll das folgende Beispiel dienen, auf das die Erfindung Jedoch nicht beschränkt 1st.

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Beispiel

Eine geeignete Blndemittelmlschung wurde wie folgt hergestellt: 100 g eines nicht modifizierten Epoxydharzes mit einer Viskosität von 80 bis 120 Poise und einen Epoxyd-Xqulvalentgewicht von 180 bis 190 (definiert als g Harz, die 1 Mol Epoxyd enthalten) wurden mit 60 g einer 50£igen Lösung von 4,4* Diaminodiphenylmethan in Methylethylketon vermischt. Als weiterer Härter wurden 0,5 g eines modifizierten BP-.- AmInkomplexes (z.B. Anchor 1 040, hergestellt von der Anchor Chemical Co., Manchester/England) zugesetzt. Nach Zugabe von O,jJ g o-HydroxyJbenzoesäurö wurde die Mischung einige Minuten lang zur gründlichen Durchmischung gerührt. Die Topfzeit dieser Bindemittelmlschung beträgt etwa 8 Stunden.

Zur Herstellung eines zylindrischen Trockenmittelblocks wurden 95 g Kieselsäuregel mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 3 mm in einem 200-al~Becherglas mit 5 β der obigen Bindemittelmischung versetzt und durch Umrühren vermischt. Anschließend wurde die Mischung etwa 30 Minuten lang in einer Laboratorlumskugelmühle bei 100 U/min gründlich durchgemischt. Die erhaltene Mischung von Kieselsäuregel mit Bindemittel wurde in einen Metallzylinder mit eines Innendurchmesser von etwa 5 cm überführt. Die Form mit der Masse wurde etwa 60 Minuten lang auf 150° C erhitzt; nach Entnahme aus der Form wurde der zylindrische Trockeneittelblock weitere 50 Minuten lang bei 150° C aktiviert.

Der auf diese Weise erhaltene Trockenmittelblock besaß eine hervorragende Abriebfestigkeit sowie eine Druckfestigkeit von 250 kp/cm (gemessen an einem Trockenmittelblock von 3*5 cm Durchmesser und 4,5 ob Länge); diese Druckfestigkeit liegt wesentlich höher als beispielsweise in den Spezifikationen der Kühlschrank-Hersteller verlangt.

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Eine Messung der Wasseradsorptlonefühlgkeit zeigte» daB durch den Bindeoittelzuaats nur eine geringfügige Kapasitätsabnahne eingetreten war. Verglichen alt den eingesetzten Kieselsäuregel lag da· Adsorpitonavernögen bei 85 %·

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Claims

- 7 Patentansprüche

1. Trockeneittel In Blook- oder Tablettenfora, bestehend aua Kleaelaluregel und einen Bindemittel« dadurch gekennzeichnet, dafi daa Blndesittel ein epoxydharz-haltlgea Bindemittel lat.

2. Trockenmittel nach Anapruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal daa Bind eel tt el ein nicht modiflzlertea Epoxydharz alt einea Epoxyd-Xquivalentgevlcht von 180 bia 190 und einer Viskoaltut von 80 hie 120 Poise cowl· an alch bekannte Epoxydharzhärter enthält.

5· Trockenmittel nach Anapruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB ea bezogen auf daa Kleaelaluregel 2 bia 10« vorzugsweise etwa 5 Oew.jf dar Bindern!ttalmlaehung enthält.

4. Verfahren zur Herstellung daa Trockeneittels gemäfi Anspruch 1 bia 3, dadurch gekennzeichnet, dafi «an ein Kleaelaäuregel Mit eines epoxydharzhaltlgen Bindeadttel gründlich vermischt, die Msaae in einer Pom auf eine zur Härtung dea Bindemittel ausreichende Temperatur erhitzt und durch weiteres Erhitzen daa Trockenmittel aktiviert.

5. Verfahren na oh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daS man als Bindemittel ein Epoxydharz mit einem Epoxyd-Äquivalentgetfioht von 180 bia 190 und einer Viskosität von 80 bis 120 Poise verwendet.

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6. Verfahren naeh Anspruoh 5« dadurch geicennselchnet, da« ■an de« Bindend ttel ale Barter für das Bpoxydhars «in AMn oder ein nodi fixiertes AaAn₁, vorzugsweise #,%'-Diaalnodlphenylaethan in Oeaiseh oit eiaea aodifisierten BF.»-Aainkoeplex sueetst.

7· Verfahren naeh Ansprueh 4 bis 6« dadurch gekennzeichnet» dafi nan besogen auf die Kieselsäure 2 bis 10, vorsugsweise etwa 5 aew.£ der Bindeodtteloisohung verwendet.

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