DE2116208A1 - Long-lasting high expansion foam - Google Patents
Long-lasting high expansion foamInfo
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKERHÖGER - LEGAL RIGHT-GRIESSBACH - HAECKER
Λ 38 715 mΛ 38 715 m
a - 123 / leC/lira - 123 / leC / lir
26. März 1971March 26, 1971
Mine Safety Appliances Company Pittsburgh, Pennsylvania, USAMine Safety Appliances Company Pittsburgh, Pennsylvania, USA
Langlebiger HochexpansionsschäumLong-lasting high expansion foam
Die Erfindung betrifft einen Uochexpansionsschaum mit einer außergewöhnlich geringen Zusaitimenfall-Gesclwindigkeit und ein Verfahren zu seiner Herstellung,The invention relates to a Uochexpansionsschaum with a exceptionally low accident rate and a Process for its manufacture,
Bei der Anwendung wässriger Schäume als Staubschutz (dust control), als flüssigkeitsbedeckende Schutzschicht, als Barriere für Sperrgebiete, zum Einschließen von Luft und dergleichen, ist es wünschenswert, über einen stabilen, stark expandierten Schaum zu verfügen, der nur sehr langsam zusammenfällt«When using aqueous foams as dust protection (dust control), as a liquid-covering protective layer, as a barrier for restricted areas, for trapping air and the like, it is desirable to have a stable, highly expanded To have foam that collapses very slowly "
j{O chexpar; s ions schäume werden bekanntlich dadurch gebildet, daß man Luft in oder durch eine wässrige Lösung eines oberflächenaktiven Schäummittels blasen oder perlen läßt, wobei Schäume mit einem Volumen entstehen, das 200 bis 1000 mal größer ist als das Volumen der geschäumten Flüssigkeit. Derartige oberflächenaktive Schäume, welche Stabilisatoren und andere geringe Zusätze enthalten können, zeigen eine hohe Zusammenf cill-Geschwindigkeit in der Größenordnung von cm pro Minute, das heißt die Höhe eines eingeschlossenen Schauinkörpers nimmt mit einer Geschwindigkeit von cm pro Minute abo In geringen Mengen können wasserlösliche» Polymere den schauinbildendcii Flüssigkeiten /ugegebon worden, um längerlobige ilochexpansionsschäume mit Zu-j {O chexpar; It is known that ionic foams are formed by blowing or bubbling air into or through an aqueous solution of a surface-active foaming agent, foams having a volume which is 200 to 1000 times greater than the volume of the foamed liquid. Such surfactants foams which may contain stabilizers and other minor additives, show a high assembling cill speed in the order of cm per minute, that is the height of an enclosed Schauinkörpers increases with a speed of centimeters per minute from o Small amounts of water-soluble »Polymers have been added to the show-forming fluids in order to
BAOBAO
A 38 715 mA 38 715 m
a - 123 / leC/hr - 2 -a - 123 / leC / hr - 2 -
26. März 1971March 26, 1971
sarnmenfall-Geschwindigkeiten. in der Größenordnung von cm pro Stunde zu erhalten. Die Menge der anwendbaren Polymeren ist dui^ch die Viskosität der Lösungen begrenzt, da Hochexpansionsschäume in einer herkömmlichen Vorrichtung nicht aus Flüssigkeiten mit einer Viskosität von etwa 100 centipoise hergestellt werden können. Mit einer ein Rührwerk enthaltenden Vorrichtung zur Schaumherstellung, bei welcher die Schaumausdehnung gering ist, - typischerweise geringer als 100 : 1, — können Flüssigkeiten mit Viskositäten bis zu 1000 centipoise angewandt werden, wobei man wenig expandierte Schäume mit etwas verbesserten Zusarnmenfall-Geschwindigkeiten erhält und zwar in der Grössenordnung von Bruchteilen von cm pro Stunde.emergency speeds. on the order of cm per Hour to get. The amount of polymers that can be used is limited by the viscosity of the solutions, as high expansion foams in a conventional device not from liquids made with a viscosity of about 100 centipoise can be. With a device containing a stirrer for foam production, in which the foam expansion is low - typically less than 100: 1, - liquids with viscosities up to 1000 centipoise can be used, whereby one obtains little expanded foams with somewhat improved collapse rates and that of the order of magnitude of fractions of a centimeter per hour.
Ziel der Erfindung ist daher ein wässriger Hochexpansionsschaum mit einer extrem geringen Zusammenfall-Geschwindigkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schaums.The aim of the invention is therefore an aqueous high expansion foam with an extremely low rate of collapse and a method for making such a foam.
Gemäß der Erfindung wird ein Hochexpansionsschaum mit einer Schaum-Zeil-Wand in Gelform aus einer schäumbaren Flüssigkeit hergestellt, die mittels eines, ein chemisches Gelicrungsmittel enthaltenden Luft- oder Gasstroms chemisch geliert werden kann. Die Flüssigkeit ist zweckmäßig eine wässrige Lösung eines wasserlöslichen Polymeren und eines die Schaumbildung fördernden oberflächenaktiven Mittels bzw. Oberflächenbehandlungsmittels, das hier im folgenden als Schäum-Mittel bezeichnet wird und gegenüber dem Polymeren inert ist, wobei die Menge des Polymeren so gewählt wird, daß die Viskosität der Lösung etwa 100 centipoise nicht übersteigt,, Der zum Aufblähen der Flüssigkeit in die Schaumform angewandte Luftstrom enthält ein chemisches Heageiii, entweder ein Gas oder mitgerissene Flüssigkeitströpfchen als "Nebel", das mit der schäumbaren Flüssigkeit unter Bildung eines Gels reagiert. Somit wird aus der Flüssigkeit gerir.jjer Viskosität ein llochexpansionsschaum gebildet, wobei das in der Luft enthaltene chemische Gelierungsmittel den SchaumAccording to the invention, a high expansion foam with a foam cell wall in gel form is made from a foamable liquid which can be chemically gelled by means of a stream of air or gas containing a chemical gelling agent. The liquid is expediently an aqueous solution of a water-soluble polymer and one which promotes foam formation surface-active agent or surface treatment agent, hereinafter referred to as the foaming agent and is inert to the polymer, the amount of the polymer is chosen so that the viscosity of the solution is about 100 centipoise does not exceed ,, The air flow used to expand the liquid in the foam form contains a chemical heageiii, either a gas or entrained liquid droplets as a "mist" which reacts with the foamable liquid to form a gel. Thus becomes from the liquid Gerir.jjer viscosity a hole expansion foam is formed, whereby the chemical gelling agent in the air creates the foam
Λ Λ Λ Λ J *·"* i Jl Γ ΛΛ Λ Λ Λ J * · "* i Jl Γ Λ
21162DS21162DS
A 38 715 inA 38 715 in
a - 123/leC/Br - 3 -a - 123 / leC / Br - 3 -
26. März 1971March 26, 1971
unmittelbar box seiner Erzeugung in Gelform bringt, wodurch ein Schaum mit flüssigen Zellwänden mit einer Viskosität bis zu 1OO 000 centipoise erhalten wird, der eine extrem große Stabilität aufweist. In dieser ¥eise können bchäume mit einem Ausdehnungsverhältnis von über 200 : 1 gebildet werden, deren Zusammenfall-Geschv.-indigkeit geringer als 0,25^ cm pro Stunde ist.immediately box brings its production in gel form, whereby a foam with liquid cell walls with a viscosity up to 100,000 centipoise is obtained, which is an extremely large Has stability. In this way you can use trees with a Expansion ratios of over 200: 1 can be formed, the collapse speed of which is less than 0.25 cm per hour is.
Zur Anwendung besonders geeignet sind Polyvinyl-Alkohol, Jicrylsäure-polymerisatc und —mischpolymerisate sowie Carboxy-vinyl— polyraerisate, obwohl gegebenenfalls andere wasserlösliche Polymerisate, welche chemisch gelierbare Lösungen bilden, angewandt werden können. Geeignete Polymerisate sind beispielsweise Polyacryl-säure und Polj-inethacryl-säure; wasserlösliche Mischpolymerisate von Acryl-säure oder Methacryl-säure; Polymerisate von Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylolacrylamid und Hydroxyätlrylacrylat; carboxylierte Acryl-säure-polymerisate wie die Iieihen der ASE ΑογλΊ—Verbindungen und carboxylierte Vinyl-polymerisate wie die Carbopole. Eine bevorzugte gelier- und schäumbare Flüssigkeit enthält vollständig hydrolysierten Polyvinylalkohol und Borsäure.Polyvinyl alcohol and acrylic acid polymers are particularly suitable for use and - copolymers as well as carboxy vinyl - polyraerisate, although possibly other water-soluble polymers, which form chemically gellable solutions can be used. Suitable polymers are, for example Polyacrylic acid and polyethacrylic acid; water-soluble copolymers from acrylic acid or methacrylic acid; Polymers of acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide and hydroxyethyl acrylate; carboxylated acrylic acid polymers such as the series of the ASE ΑογλΊ compounds and carboxylated vinyl polymers like the Carbopole. A preferred gellable and foamable liquid contains fully hydrolyzed polyvinyl alcohol and boric acid.
Es kann jedes oberflächenaktive Schäummittel angewandt werden, das gegenüber der Polymerisat-Lösung inert ist bzw. diese nicht geliert. Die Auswahl eines besonderen Schäummittels für eine besondere Formulierung oder Anwendung hängt im allgemeinen von dessen Wirksamkeit als Schäummittel ab» Neutrale oder saure Schäummittel werden in schauinbildenden Flüssigkeiten angewandt, die Polymerisate inkorporieren, welche saure Lösungen bilden, die gelieren, wenn sie neutralisiert oder mehrbasisch gemacht werden, wie z.B. die Acryl-säure-polymerisate und -mischpolymerisate, Carbopole und Polyvinyl-alkohol-borsäure. Die bekannten Alkansulfonate sind bevorzugte Schäummittel zur Anwendung mit Polymerisat-Lösunpen, die mit einem basischen Geliermittel giili"—t werden. Diese Schäummittel besitzen die Formel Ksu M, worin iv v, . , aliphatisclier Rest mit etwa ü bis 20 Kohlenstoff-Any surfactant foaming agent can be used which is inert towards the polymer solution or this does not gel. Choosing a particular foaming agent for one particular formulation or application generally depends on its effectiveness as a foaming agent from »neutral or acidic Foaming agents are used in show-forming liquids, incorporate the polymers which form acidic solutions which gel when neutralized or polybasic such as acrylic acid polymers and copolymers, Carbopole and polyvinyl alcohol boric acid. The known Alkanesulfonates are preferred foaming agents for use with polymer solutions containing a basic gelling agent These foaming agents have the formula Ksu M, where iv v,. , aliphatic remainder with about ü to 20 carbon
109843/1663 6*0109843/1663 6 * 0
A 38 715 πιA 38 715 πι
a - 123 / leC/Br - 4 -a - 123 / leC / Br - 4 -
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atomen und M ein Alkali-, Erdalkali-Metall oder das Ammoniumkation ist. Im allgemeinen können irgendwelche andere neutrale oder saure Schäummittel angewandt werden, wie z.B. Alk3rlbenzol-atoms and M is an alkali metal, alkaline earth metal or the ammonium cation. In general, any other neutral or acidic foaming agent can be used, such as Alk3 r lbenzene-
SO M und Naplitalln-sulf onate, KC XSO M1 woSO M and Naplitalln-sulf onate, KC XSO M 1 wo
bei R ein Alkylrest und M ein Alkali-, Erdalkali-Metall, die Ammonium-, Amiiio-Gruppe oder -Q,ationischer Wasserstoff Ist, sowie alkoxylierte und sulfonierte Alkylphenole.where R is an alkyl radical and M is an alkali metal, alkaline earth metal, the ammonium, amino group or -Q, ationic hydrogen, and alkoxylated and sulfonated alkylphenols.
Mit anderen gelbildenden Systemen, wie z.B. denen, bei welchen Polyvinyl-alkohol-Lösungen mit einem organischen Geliermittel geliert werden, können andere, basischere Schäummittel mit Vorteil angewandt werden, wie z.B. die Alkyl-sulfate (sulfatierte Alkohole) und Alkyl-äther-sulfate (alkoxylierte und sulfatierte Alkohole). Alkyl-äther-sulfate haben die Formel R, (OR, ) OSO„M, worin R der aliphatisch^ Rest eines Alkohols mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, wobei R· die Methylen-, Äthylen- oderWith other gel-forming systems, such as those in which polyvinyl alcohol solutions contain an organic gelling agent can be gelled, other, more basic foaming agents can be used with advantage are used, such as the alkyl sulfates (sulfated Alcohols) and alkyl ether sulfates (alkoxylated and sulfated Alcohols). Alkyl ether sulfates have the formula R, (OR,) OSO "M, wherein R is the aliphatic ^ radical of an alcohol having 10 to 20 carbon atoms, where R · the methylene, ethylene or
" e twa" approximately
Propylen-Gruppe ist, wobei η eine Zahl von/1 bis h und M ein Alkali-, Erdalkali-Metall, das Ammonium- oder Alkanolamin-kation ist, wobei im allgemeinen das Kation Natrium, Ammonium oder Triäthanol-amin ist. Alkyl-sulfate haben die Formel KOSOJM, worin K ein aliphatischer Rest mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und M ein Alkali-, Erdalkali-Metall, ein Ammonium- oder Amin-kation ist. Im allgemeinen ist das Kation Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium oder Ammoniak bz\\r. Ammonium.Propylene group, where η is a number from / 1 to h and M is an alkali metal, alkaline earth metal, the ammonium or alkanolamine cation, the cation generally being sodium, ammonium or triethanolamine. Alkyl sulfates have the formula KOSOJM, where K is an aliphatic radical with about 6 to 20 carbon atoms and M is an alkali, alkaline earth metal, ammonium or amine cation. In general, the cation is sodium, potassium, calcium, magnesium or ammonia or. Ammonium.
Zu anderen geeigneten Schäummitteln gehören sulfatierte Fettsäuren und deren Ester, wie z.B. das Dinatriumsalz der Oleinsäure, oder sulfatierte Ester der Olein- oder Ricinolsäure mit Alkoholen niederen Molekulargewichts.Other suitable foaming agents include sulfated fatty acids and their esters, such as the disodium salt of oleic acid, or sulfated esters of oleic or ricinoleic acid with Low molecular weight alcohols.
Für Lösungen von Polymerisaten, die in Wasser in ihrer sauren Form gelöst sind, jedoch beim Neutralisieren gelieren, kann als Geliermittel jedes basische Material verwendet werden. Ammoniak ist ein bevorzugtos gasförmiges Geliermittel. Gasförmige Amine, wie Monoäthylamin, Dimethylaniin* und Trimethylamin können ebenfalls bequem angewandt werden. Eine große AnzahlFor solutions of polymers that are dissolved in water in their acidic form, but gel when neutralized any basic material can be used as a gelling agent. Ammonia is a preferred non-gaseous gelling agent. Gaseous Amines such as monoethylamine, dimethylamine * and trimethylamine can also be used conveniently. A big number
109843/1663 BAD ORIGINAL109843/1663 ORIGINAL BATHROOM
A 38 715 m A 38 715 m
a - 123 / leC/Br - 5 -a - 123 / leC / Br - 5 -
26.. März 1971March 26, 1971
flüssiger Basen kann angewandt werden um als Nebel in den schaumerzeugenden Luftstrom eingesprüht zu werden: geeignete flüssige Amine, z.B. Diethylamin» Triäthylamin, Triamylamin, Di-n-butylamin und Pyridin; Alkanolamine, z=oJB. Triethanolamin und Lösungen, vorzugsweiseTassrige, von anorganischen Basen, z.B, Alkali-Metal1-Hydroxyden und Ammonium-Hydroxyd. Gegebenenfalls können andere Arten gelbildender Mittel in ähnlicher Weise verwendet werden. Beispielsweise wird Polyvinyl-alkohol durch eine Reihe organischer Reagentien geliert, wie z.B. Natriumdibutylphenoldisulfonat, Kongo-rot-Säure, p-(Methylamino)-phenol-sulfat, Hesorcin und Brenzcatechin, die in Lösung in dem Luftstrom dispergiert werden können.Liquid bases can be used to be sprayed as a mist into the foam-generating air stream: suitable liquid amines, e.g. diethylamine »triethylamine, triamylamine, Di-n-butylamine and pyridine; Alkanolamines, z = oJB. Triethanolamine and solutions, preferably aqueous, of inorganic bases, e.g., alkali metal 1-hydroxides and ammonium hydroxide. Possibly other types of gelling agents can be used in a similar manner. For example, polyvinyl alcohol is made by a number of organic reagents gels, such as sodium dibutylphenol disulfonate, Congo red acid, p- (methylamino) phenol sulfate, Hesorcinol and catechol which can be dispersed in solution in the air stream.
Bei einem bevorzugten System wird eine wässrige, schäumbare flüssige Komponente angewandt, die etwa 1 bis 5 Gew.-$ vollständig hydrolysierten Polyvinyl-alkohol, etwa 0,5 bis 3 1P Schäummittel, vorzugsweise ein Natrium-alkan-sulfonat und etwa 1 *p Borsäure enthält. Ammoniak ist bevorzugt als gasförmiges Geliermittel und wird in einer Menge bis zu I50 /t> der zur Neutralisation der Borsäure erforderlichen Menge angewandt, wobei geringere Mengen an Ammoniak ein weniger festes Gel bilden.In a preferred system is an aqueous foamable liquid component is applied, the about 1 to 5 wt .- $ fully hydrolyzed polyvinyl alcohol, about 0.5 to 3 1 P foaming agent, preferably a sodium-alkane-sulfonate, and about 1 * p Contains boric acid. Ammonia is preferred as a gaseous gelling agent and is used in an amount up to 150 / t> the amount required to neutralize the boric acid, with smaller amounts of ammonia forming a less firm gel.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern. Ls wurde ein MSA Foamaker als Schaum-Generator angewandt, in dem die flüssige Komponente au» ein kugelförmiges Netz gesprüht wtfrd^ und ein Ventilator Luft durch das Netz preßt, um den Schaum zu erzeugen. Durch eine oberhalb der Flüssigkeitszuführung befindliche Düse wurden der Luft gasförmige Geliermittel zugeführt; flüssige Geliermittel wurden an derselben Stelle durch eine Nebeldüse eingesprüht„ In allen Beispielen wurde ein Liter des flüssigen Materials verwendet und der Gasstrom durch das Netz betrug 16 99O l/min (6OU cfm). Der erzeugte Schaum wurde in einer 2kO 1-Trommel (55 gallon) verteilt.The following examples are intended to illustrate the invention. An MSA Foamaker was used as a foam generator, in which the liquid component was sprayed onto a spherical mesh and a fan forced air through the mesh to produce the foam. Gaseous gelling agents were fed into the air through a nozzle located above the liquid feed; liquid gelling agents were sprayed in at the same point through a mist nozzle. “In all examples, one liter of the liquid material was used and the gas flow through the network was 16,99O l / min (60U cfm). The foam produced was distributed in a 2kO 1 (55 gallon) drum.
LI I1fifi3 LI I 1fifi3
* 30 £ige wässrige Natrium-£iikan-sulfonat-LÖsung. ** Vollständig hydrolysierter Polyvinyl-alkohol.* 30% aqueous sodium iican sulfonate solution. ** Fully hydrolyzed polyvinyl alcohol.
Gemäß der Erfindung können Schäume in allen bekannten, zur Erzeugung von Hochexpansionsschäumen angewandten Vorrichtungen hergestellt werden, zusätzlich zu den Gajxeratoren, die Netze oder Gitter, wie in den obigen Beispielen zum Beispiel als "überflutete Platten" oder "Misch-Düsen-Apparat" verwenden.According to the invention, foams in all known, can be used to produce devices used by high expansion foams are produced, in addition to the gajxerators, the nets or use grids as in the above examples, for example, as "flooded plates" or "mixing nozzle apparatus".
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US2608070A | 1970-04-06 | 1970-04-06 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2116208A1 true DE2116208A1 (en) | 1971-10-21 |
| DE2116208B2 DE2116208B2 (en) | 1973-08-16 |
| DE2116208C3 DE2116208C3 (en) | 1974-04-11 |
Family
ID=21829767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19712116208 Granted DE2116208B2 (en) | 1970-04-06 | 1971-04-02 | METHOD FOR MANUFACTURING A HIGH EXPANSION FOAM |
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| Country | Link |
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| GB (1) | GB1344137A (en) |
| NL (1) | NL7104620A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4007668A1 (en) * | 1990-03-10 | 1991-09-12 | Beiersdorf Ag | Gelatin- and water-based hydrogel foams |
-
1971
- 1971-04-02 DE DE19712116208 patent/DE2116208B2/en active Granted
- 1971-04-06 NL NL7104620A patent/NL7104620A/xx unknown
- 1971-04-19 GB GB2486071A patent/GB1344137A/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4007668A1 (en) * | 1990-03-10 | 1991-09-12 | Beiersdorf Ag | Gelatin- and water-based hydrogel foams |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1344137A (en) | 1974-01-16 |
| DE2116208C3 (en) | 1974-04-11 |
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| NL7104620A (en) | 1971-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |