DE2346054A1 - METHOD OF MANUFACTURING POLYMERS - Google Patents
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Description
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD 2346 0 DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL-ING. SELTINGDR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD 2346 0 DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL-ING. SELTING
KÖLN 1, DEICHMANNHAUSCOLOGNE 1, DEICHMANNHAUS
Kola, den 1o.9.1973 AvK/IMKola, September 1st, 1973 AvK / IM
English Clays Loyering Pochin & Company Limited, John Keay House, St. Austell, Cornwall/Großbritannien English Clays Loyering Pochin & Company Limited, John Keay House, St. Austell, Cornwall / Great Britain
Verfahren zur Herstellung von PolymerenProcess for the production of polymers
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Polymeren, z.B. Polyurethanen, aus einem Prepolymeren, z.B. einem ürethanelastomeren, und einem Vernetzungsmittel dafür, und betrifft insbesondere die Herstellung von zwei Reagenzien in kontinuierlicher .Weise.The present invention relates to the production of polymers e.g. polyurethanes, from a prepolymer, e.g. a urethane elastomer, and a crosslinking agent therefor, and particularly relates to the manufacture of two reagents in a continuous manner.
Das Verfahren der Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich, auf die kontinuierliche Herstellung von Polyurethan zum Auskleiden der Innenseite von Stahlrohren durch eine Zentrifugaltechnik anwendbar.The method of the invention is particular, but not exclusively, on the continuous production of polyurethane for lining the inside of steel pipes applicable by a centrifugal technique.
Gemäss der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polymeren, z.B. Polyurethanen, aus Prepolymeren, z.B. einem Ürethanelastomeren, und einem Vernetzungsmittel dafür vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß manAccording to the invention is a method for producing Polymers, e.g. polyurethanes, made from prepolymers, e.g. a urethane elastomer, and a crosslinking agent intended for this purpose, which is characterized in that one
a) das Prepolymer auf eine Temperatur in dem Bereich erhitzt, in dem das Vernetzungsmittel mit dem Prepolymeren in flüssiger Form zur Vernetzung des letzteren reagiert,a) the prepolymer is heated to a temperature in the range in which the crosslinking agent is liquid with the prepolymer Form for networking the latter reacts,
b) das Prepolymere. entgast,b) the prepolymer. degassed,
c) das erhitzte und entgaste Prepolymere zu einem ersten Lagertank überführt, der auf einerim wesentlichen konstanten Temperatur in dem genannten Bereich gehalten wird,c) the heated and degassed prepolymer is transferred to a first storage tank maintained at a substantially constant Temperature is kept in the specified range,
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d) /Vernetzungsmittel in flüssiger Form bei einer Temperatur/d) / crosslinking agent in liquid form at a temperature /
bei der es dazu in der Lage ist . das Prepolymere zu vernetzen und unter einer Temperatur, bei der sich das Vernetzungsmittel zersetzt, vorsieht,with which it is able to do so. to crosslink the prepolymer and at a temperature at which the crosslinking agent decomposes, provides
e) das flüssige Vernetzungsmittel in einem zweiten Lagertank lagert, der auf einer im wesentlichen konstantenTemperatur gehalten wird, die unter der Temperatur liegt, bei der sich das Vernetzungsmittel zersetzt,e) storing the liquid crosslinking agent in a second storage tank which is at a substantially constant temperature is kept below the temperature at which the crosslinking agent decomposes,
f) das erhitzte Prepolymere und das flüssige Vernetzungsmittel kontinuierlich in Kreislaufleitungen von dem ersten bzw. dem zweiten Lagertank zu getrennten Leitungen in einen Mischkopf und zurück zu den jeweiligen Lagertanks überführt, wobei der Mischkopf nach Wunsch kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden kann, um das Pre- · polymere und das Vernetzungsmittel zu mischen und die Mischung ausströmen zu lassen.f) the heated prepolymer and the liquid crosslinking agent continuously in circulation lines from the first or transferred from the second storage tank to separate lines in a mixing head and back to the respective storage tanks, whereby the mixing head can be operated continuously or discontinuously, as desired, in order to achieve the pre- to mix polymers and the crosslinking agent and to allow the mixture to flow out.
Vorteilhaft wird das flüssige Prepolymere gleichzeitig in einer Entgasungsapparatur erhitzt und entgast. Es versteht sich, daß, wenn das Prepolymere ein Feststoff ist oder eine sehr viskose Flüssigkeit bei normalen Lufttemperaturen,- man es vorzugsweise erhitst, bevor es in die Entgasungsapparatur eingeführt wird, um eine Flüssigkeit zu bilden, die eine Viskosität hat, die es erlaubt, die Flüssigkeit durch und durch zu rühren und vorzuerhitzen. Vorzugsweise wird die Menge des flüssigen Prepolymeren in dem ersten Lagertank in einem vorbestimmten Niveaubereich durch automatisch wirkende, iait der Austrittsöffnung der Entgasungsapparatur verbundene Vorrichtungen gehalten.The liquid prepolymer is advantageously heated and degassed at the same time in a degassing apparatus. It understands that if the prepolymer is a solid or a very viscous liquid at normal air temperatures, - one it is preferably heated before it is put into the degassing apparatus is introduced to form a liquid that has a viscosity that allows the liquid to flow through and by stirring and preheating. Preferably, the amount of liquid prepolymer in the first storage tank is in a predetermined level range by automatically acting, iait the outlet opening of the degassing apparatus connected Devices held.
Im Fall, daß das Prepolymere ein Urethanelastomer ist, kann es ein Polyäther mit endständigen Isocyanatgruppen und das Vernetzungsmittel ein Diamin sein.In the case that the prepolymer is a urethane elastomer, can it is a polyether with terminal isocyanate groups and that Crosslinking agent can be a diamine.
Wenn das Vernetzungsmittel fest oder eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität bei Normaltemperatur ist, ist es notwendig, es auf eine Temperatur zu erhitzen, bei der es flüssig istIf the crosslinking agent is solid or a liquid with high viscosity at normal temperature, it is necessary to heating it to a temperature where it is liquid
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und bei der es mit dem Prepolymeren reagiert, um das letztere zu vernetzen, bevor das Vernetzungsmittel in den zweiten Lagertank eingeführt wird. Ein Beispiel eines solchen Vernetzungsmittels, das bei Norraaltemperatur fest ist, ist das 4,4'-Methylen-bis{2-chloranilin) (MOCA). Um dieses auf die erforderliche Temperatur, bei der es flüssig ist, zu erhitzen, wird es bevorzugt,einen geeigneten Erhitzungsapparat zu benutzen, in dem das in den zweiten Lagertank zu überführende erhitzte flüssige Vernetzungsmittel getrennt von dem festen Material gehalten wird. Einige Vernetzungsmittel sind bei Normaltemperatur flüssig und reagieren mit dem Prepolymeren zufriedenstellend bei Umgebungstemperaturen, d.h. normalen Temperaturen, in welchem Fall das Erhitzen des Vernetzungsmittels nicht nötig ist. Ein Beispiel eines solchen Vernetzungsmittels ist CAYTUR-21, das eine 5o %ige Dispersion von Methylendianilin/Natriumchloridkomplex in Dioctylphthalat ist, und das, wenn es mit dem Prepolymeren vermischt ist, eine Verarbeitungszeit von 24 Stunden bei Raumtemperatur ergibt.and in which it reacts with the prepolymer to crosslink the latter before the crosslinking agent enters the second Storage tank is introduced. An example of such a crosslinking agent which is solid at normal temperature is 4,4'-methylene-bis {2-chloroaniline) (MOCA). To get this to the required temperature at which it is liquid heat, it is preferred to use a suitable heating apparatus in which the in the second storage tank heated liquid crosslinking agent to be transferred is kept separate from the solid material. Some crosslinking agents are liquid at normal temperature and react satisfactorily with the prepolymer at ambient temperatures, i.e. normal temperatures, in which case heating of the crosslinking agent is not necessary. An example of one such crosslinking agent is CAYTUR-21, which is a 5o% dispersion of methylenedianiline / sodium chloride complex in dioctyl phthalate, and that when it is with the prepolymer is mixed, results in a processing time of 24 hours at room temperature.
Bei der Herstellung eines festen Polymeren aus einem Prepolymeren wie einem Urethanelastomeren und einem Vernetzungsmittel werden die Reagentien üblicherweise in geeigneten Anteilen gemischt, die von den geforderten Qualitäten des Endprodukts, d.h. des vernetzten Polymers, abhängen, wobei eine Temperatur gewählt wird, die innerhalb eines geeigneten Vernetzungs- bzw. Aushärtungsbereichs liegt. Sobald sie gemischt sind, beginnen die Reagenzien miteinander zu reagieren und die Vernetzung beginn^ die Viskosität der Mischung steigt danach recht schnell während einer anfänglichen Periode bis die Mischung beinahe fest wird. Die Vernetzung und Aushärtung des Polymeren setzt sich dann über eine lange Zeitspanne fort, bis die Vernetzungsreaktion vollendet ist.In preparing a solid polymer from a prepolymer such as a urethane elastomer and a crosslinking agent the reagents are usually mixed in suitable proportions depending on the required qualities of the Final product, i.e. the crosslinked polymer, with a temperature selected which is within a suitable one Crosslinking or curing area lies. Once mixed, the reagents begin to mix together react and the crosslinking begins ^ the viscosity of the mixture then rises quite quickly during an initial Period until the mixture is almost solid. The crosslinking and curing of the polymer then takes place continues for a long period of time until the crosslinking reaction is completed.
Allgemein gesagt ist die Vernetzung oder Härtung schneller bei höheren Temperaturen und die anfängliche Zeitperiode,Generally speaking, the curing or curing is faster at higher temperatures and the initial period of time
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in der man die Mischung noch verarbeiten kann - Verarbeitungszeit genannt - wird mit dem Steigen der Temperatur. kürzer. Dies ist ein wichtiger Gesichtspunkt, wenn man ein Polymer herstellt, das gegossen oder geformt werden soll, da die Verarbeitung der Mischung in die endgültige Form während der Verarbeitungszeit durchgeführt werden muss.in which the mixture can still be processed - called processing time - increases with the rise in temperature. shorter. This is an important consideration when making a polymer that is to be cast or molded, as the processing of the mixture into the final form must be carried out during the processing time.
Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt ist die Viskosität beider Reagenzien und der Mischung während der Verarbeitungs· zeit. Bei höheren Temperaturen verringert sich die Viskosität der Reagenzien und ermöglicht es, daß das Mischen der Reagenzien schneller und inniger vorgenommen werden kann. Jedoch sind die ineisten Polyurethanreagenzien, wenn sie einmal erhitzt sind, dem Abbau ausgesetzt, und der Abbau findet bei erhöhten Temperaturen schneller statt.Another important consideration is viscosity of both reagents and the mixture during the processing time. The viscosity decreases at higher temperatures of the reagents and allows the reagents to be mixed more quickly and intimately can. However, once heated, most polyurethane reagents are subject to degradation, and degradation takes place faster at elevated temperatures.
Ferner be±immt die Temperatur der gemischten Reagenzien zu einem gewissen Ausmaß die Viskosität während der Verarbeitungszeit der Mischung, d.h. je höher die Temperatur ist, umso niedriger ist die Viskosität.Furthermore, the temperature of the mixed reagents will, to some extent, determine the viscosity during the processing time the mixture, i.e. the higher the temperature, the lower the viscosity.
.Die Wahl der Mischtemperatur wird daher gemäss der erfor- ' derlichen Verarbeitungszeit, die für die Bearbeitung des Polymeren ausreichend sein sollte, und auch gemäss der Viskosität der Mischung, die so sein sollte, daß das Polymere geformt, gegossen oder auf eine andere Weise innerhalb der zur Verfügung stehenden Verarbeitungszeit verarbeitet werden kann, bestimmt.The choice of the mixing temperature is therefore based on the required the processing time that should be sufficient for processing the polymer, and also according to the Viscosity of the mixture, which should be such that the polymer is molded, cast, or otherwise within the available processing time can be determined.
Die Temperatur der Reagenzien vor der Mischung wird ebenfalls durch zwei Faktoren bestimmt, und zwar die Viskosität der Reagenzien für eine adäquate Mischung und das Risiko des Abbaus der Reagenzien. Einerseits müssen die Reagenzien zur genügenden Mischung bei einer gewählten Tempratur gehalten werden und andererseits können die Reagenzien nicht bei zu hohen Temperaturen gehalten werden, da sie zu einem unerwünschten Zustand abgebaut werden können, bevor sie ver-The temperature of the reagents prior to mixing is also determined by two factors, namely viscosity the reagents for adequate mixing and the risk of degradation of the reagents. On the one hand, the reagents must be kept at a selected temperature for sufficient mixing and, on the other hand, the reagents cannot at temperatures that are too high, as they can degrade to an undesirable state before they are
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wendet werden.be turned.
In einer Anwendung der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen aus Urethanelastomeren und Vernetzungsmitteln entwickelt worden, das für die kontinuierliche Herstellung von Polyurethan für die Auskleidung von Röhren oder Leitungen oder anderen Gegenständen auf kontinuierliche Weise geeignet ist, wobei das flüssige ürethanelastomer und sein Vernetzungsmittel gemischt werden und während der Verarbeitungszeit in die vorerhitzten Röhren oder Leitungen eingespritzt werden. Sobald eine vorbestimmte Menge der Mischung eingespritzt worden ist, wird das Rohr um seine Längsachse gedreht, um die noch verarbeitbare Mischung gleichmässig auf die Innenseite der Röhrenwand zu verteilen. Das Drehen der Röhre wird bei einer gegebenen Temperatur fortgesetzt, bis das Polyurethan zu einem kautschukartigen Feststoff aushärtet. Danach wird das Drehen beendet, und die Röhre wird bei einer gegebenen Temperatur gehalten, bis die Aushärtung fast vollständig ist.In one application of the invention, a process for the production of polyurethanes from urethane elastomers and crosslinking agents has been developed which is suitable for the continuous production of polyurethane for the lining of pipes or conduits or other objects in a continuous manner, wherein the liquid urethane elastomer and its crosslinking agent are mixed and injected into the preheated tubes or lines during the processing time. As soon as a predetermined amount of the mixture has been injected, the pipe is rotated about its longitudinal axis in order to distribute the still processable mixture evenly on the inside of the pipe wall. Rotation of the tube is continued at a given temperature until the polyurethane hardens to a rubbery solid. After that, the spinning is stopped and the tube is held at a given temperature until the hardening is almost complete.
In der Praxis kann die Erfindung in einer Reihe von Möglichkeiten ausgeführt werden. Eine spezielle Ausführungsform wird als Beispiel mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.In practice the invention can be carried out in a number of ways. A special embodiment will be described as an example with reference to the drawings.
Fig. 1 ist ein Fließschema, das eine Methode der Herstellung von Polyurethanreagenzien zeigt;Fig. 1 is a flow sheet showing a method of making polyurethane reagents;
Fig. 2 zeigt die Skizze einer Entgasungs- und Heizapparatur für Urethanelastomere;Fig. 2 shows the sketch of a degassing and heating apparatus for urethane elastomers;
Fig. 3 ist ein Schnitt, der Einzelheiten von Teilen der Entgasungsapparatur von Fig. 2 zeigt;Fig. 3 is a section showing details of parts of the degassing apparatus of Fig. 2;
Fig. 4 ist ein Schnitt durch einen Lagertank für nicht ausgehärtetes erhitztes Urethanelastomer;Fig. 4 is a sectional view of an uncured heated urethane elastomer storage tank;
Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine kombinierte Aufheiznngs- und Lagerungsapparatur für das Vernetzungsmittel; Fig. 5 is a section through a combined heating and storage apparatus for the crosslinking agent;
Fig. 6 und 7 zeigen einen Mischkopf für die Mischung von6 and 7 show a mixing head for mixing
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erhitztem Urethanelastomer und Vernetzungsmittel; Fig. 8 ist eine Skizze, die eine Anwendung des gemäss derheated urethane elastomer and crosslinking agent; FIG. 8 is a sketch illustrating an application of the according to FIG
Erfindung hergestellten Polyurethans zeigt; Fig. 9 ist ein Viskositäts/Zeitdiagramm für das gemischteInvention produced polyurethane shows; Figure 9 is a viscosity versus time graph for the blended
Urethan und Vernetzungsmittel der speziellen Ausführungsform. Urethane and crosslinking agent of the specific embodiment.
Bei vielen Verwendungen, insbesondere im Bergbau/ ist es nötig, stark abreibende oder abschleifende Aufschlämmungen und andere Flüssigkeiten, die Mineralfeststoffe enthalten, durch Röhren oder Leitungen über größere Entfernungen zu pumpen. Dabei stellt es sich heraus, daß normale Stahlröhren oder -leitungen sehr starken Verschleiß wegen des Abriebs durch die Mineralfeststoffe erleiden.For many uses, especially in mining / it is necessary to highly abrasive or abrasive slurries and other liquids containing mineral solids To pump pipes or lines over longer distances. It turns out that normal steel tubes or -pipes suffer from severe wear and tear due to the abrasion caused by the mineral solids.
Um den außergewöhnlich hohen Verschleiß zu verringern, wird vorgeschlagen,die Stahlröhren und -leitungen mit einem geeigneten Polyurethan auszukleiden, das in vernetztem und ausgehärtetem Zustand eine hohe Zugfestigkeit, Rückprallelastizität und einen hohen Widerstand gegen Abrieb aufweist. Ein Polyurethan, das sich als vollständig zufriedenstellend in Testversuchen gezeigt hat, wird durch Umsetzung eines Polyäthers mit endständigen Isocyanatgruppen mit einem Diaminvernetzungsmittel hergestellt. Die vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich die Zubereitung und Vorbehandlung der Raaktanten in einer solchen Weise, daß die Auskleidung von Stahlröhren und -leitungen fast kontinuierlich durchgeführt werden kann.In order to reduce the exceptionally high level of wear suggested the steel pipes and lines with a suitable Lining polyurethane that is crosslinked and cured Condition has high tensile strength, rebound resilience and high resistance to abrasion. A Polyurethane, which has been shown to be completely satisfactory in tests, is implemented by a Isocyanate-terminated polyethers made with a diamine crosslinking agent. The present invention mainly concerns the preparation and pretreatment of the raactants in such a way that the Lining of steel pipes and lines can be done almost continuously.
In dem zu beschreibenden speziellen Verfahren ist der PoIyäther mit endständigen Isocyanatgruppen ein Adiprene und das Vernetzungsmittel ist 4,4'-Methylen-bis(2-chloranilin) (M.O.C.A.) Das Adipren, vorzugsweise Adipren-L-1oo wird mit dem MOCA-Vernetzungsmittel umgesetzt, um ein lineares, hochmolekulares Polyurethan zu ergeben, wobei die Mischungsund Aushärtungstemperaturen so ausgewählt werden, daß die Auskleidungstechnik durchgeführt werden kann und ein hoch-In the special process to be described is the polyether with terminal isocyanate groups an adiprene and the crosslinking agent is 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline) (M.O.C.A.) The adipren, preferably Adipren-L-1oo, is with the MOCA crosslinking agent converted to a linear, high molecular weight To give polyurethane, the mixing and curing temperatures are selected so that the Lining technology can be carried out and a high-
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beständiges Produkt erhalten wird.stable product is obtained.
Die Auskleidungstechnik umfaßt im allgemeinen das. Einspritzen einer vorbestimmten Menge von gemischten Reagenzien, in ein Ende einer vorerhitzten Röhre, die geneigt ist, damit die gemischte Flüssigkeit die Röhre bei einer gegebenen Geschwindigkeit, die von der Viskosität der Mischung abhäjigt, hinabfließen kann. Der Winkel der Neigung der Röhre, und die Geschwindigkeit des Einspritzens werden entsprechend der Gesamtmenge des einzuspritzenden Polyurethans und seiner Viskosität auf eine solche Weise gewählt, daß wenn der zuerst eingespritzte Teil der Mischung das untere Ende der Röhre erreicht, die richtige Menge der Mischung in das Rohr gegossen und gleichmässig entlang der Länge der Röhre verteilt ist. Die Röhre wird dann sofort in eine horizontale Position gebracht und gedreht, damit die Mischung durch die Zentrifugalkraft gleichmässig rundherum auf die gesamte Innenseite der Röhre verteilt wird, um eine vollständige Auskleidung eines imwesentliehen konstanten inneren Durchmessers zu ergeben. Das Drehen wird fortgesetzt, bis die Mischung vernetzt und gehärtet ist und anschliessend wird das Drehen beendet. Danach wird die Röhre bei einer gegebenen Temperatur gehalten, um die endgültige Aushärtung und Vernetzung des Polyurethans zu vervollständigen.The lining technique generally involves injection a predetermined amount of mixed reagents, into one end of a preheated tube which is inclined to allow the mixed liquid to enter the tube at a given speed, which depends on the viscosity of the mixture, can flow down. The angle of the slope of the tube, and the speed of injection will be according to the total amount of the injected Polyurethane and its viscosity chosen in such a way that when the first injected part of the Mixture reaches the bottom of the tube, poured the right amount of mixture into the tube and evenly is distributed along the length of the tube. The tube is then immediately brought into a horizontal position and rotated, so that the mixture through the centrifugal force evenly all around on the entire inside of the Tubing is distributed to provide a complete liner of substantially constant inner diameter result. The turning is continued until the mixture has crosslinked and hardened and then turning is carried out completed. After that, the tube is kept at a given temperature for final curing and crosslinking of the polyurethane to complete.
Die Auskleidungstechnik ergibt ein befriedigendes Produkt, wenn die Mischungs- und Aushärtungstemperaturen innerhalb eines Bereichs von 88 bis 115°C gehalten werden. Daher werden in einer speziellen Ausführungsform das Einspritzen, das Drehen und das nachfolgende Aushärten bei 11o + 5°C ausgeführt, und die Röhren werden auf 11o + 5°C etwa 1 Stunde lang vor der Einspritzung vorerhitzt.The lining technique gives a satisfactory product, when the mixing and curing temperatures are maintained within the range of 88 to 115 ° C. Therefore, in a special embodiment, the injection, the turning and subsequent curing are carried out at 11o + 5 ° C, and the tubes are heated to 11o + 5 ° C Preheated for about 1 hour before injection.
Erfindungsgemäss wird die Zubereitung der Adipren- und MOCA-Reaktanten so durchgeführt, daß die ReaktantenAccording to the invention, the preparation of the adiprene and MOCA reactants carried out so that the reactants
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bei Temperaturen und Viskositäten, die einerseits für das Mischen und Ausgießen geeignet, andererseits mit den optimalen Temperaturbereichen für den Umgang mit Adipren- und MOCA übereinstimmen, wobei man beachten muss, daß der Abbau mit erhöhter Lagerungstemperatur der Reaktanten vor der Mischung in gesteigertem Maße in kürzeren Perioden auftritt.at temperatures and viscosities that are on the one hand suitable for mixing and pouring, on the other hand with match the optimal temperature ranges for handling adiprene and MOCA, taking into account that that the degradation with increased storage temperature of the reactants before mixing to an increased extent in shorter Periods occurs.
Der empfohlene Bereich für den Gebrauch und die Handhabung von Adipren L - 100 ist 7o bis 1oo°C. Innerhalb dieser Temperatur hat das Polymere eine gute Stabilität, eine niedrige Viskosität und kann leicht entgast werden. An der oberen Grenze des Temperaturbereichs wird das Adipren zu einem unverwendbaren Zustand abgebaut, wenn es bei dieser Temperatur für mehr als 8 Stunden gehalten " wird. An der unteren Grenze des Temperaturbareichs kann das Adipren bis zu 14o Stunden gehalten werden, bevor es zu sehr abgebaut wird.The recommended range for the use and handling of Adipren L - 100 is 70 to 100 ° C. Within this Temperature, the polymer has good stability, low viscosity and can be easily degassed. At the upper limit of the temperature range, the adiprene is degraded to an unusable state when it is kept at this temperature for more than 8 hours ". The lower limit of the temperature can be reached the adiprene can be held for up to 14o hours before it is broken down too much.
Die empfohlene Gebrauchs- und Handhabungstemperatur für MOCA beträgt etwa 12o°C, jedoch sollte es nicht über i4o°C erhitzt werden, da sonst Abbau eintritt. . t The recommended usage and handling temperature for MOCA is around 12o ° C, but it should not be heated above 14o ° C, otherwise degradation will occur. . t
In Fig. 1 ist ein Fließschema graphisch dargestellt, das die Zubereitung der zwei Reaktanten gemäss der Erfindung zeigt. Das System umfaßt im allgemeinen drei getrennte Zufuhrleitungen,, eine Adipren L-1oo-Zufuhrle±- tung, angezeigt im allgemeinen bei 1, eine MOCA-Zufuhrleitung, angezeigt bei 2 und eine Methylenchloridlösungsmitte£-Zufuhrleitung, angezeigt bei 3. Die drei Zufuhrleitungen werden in einen Misch- und Entleerungskopf 4 geführt, dessen Funktion darin besteht, das Adipren und MOCA, wenn benötigt, zu mischen und die Mischung in die Röhren zu entladen, um das Röhrenauskleidungsverfahren durchzuführen.In Fig. 1 a flow diagram is shown graphically, which shows the preparation of the two reactants according to the invention. The system generally comprises three separate supply lines, one Adipren L-100 supply line ± - tion indicated generally at 1, a MOCA supply line indicated at 2 and a methylene chloride solvent £ supply line, indicated at 3. The three supply lines are fed into a mixing and emptying head 4 whose function is to mix the adiprene and MOCA when needed and add the mixture to the Discharge tubes to perform the tube lining process.
Zunächst wird auf das Adipren-Zuleitungssystem 1 BezugFirst, reference is made to the adiprene supply line system 1
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genommen, wobei im wesentlichen ein Vorheiz- und Mischraum 8, eine Entgasungs- und Aufheizungsapparatur 11 und ein Lagertank 3o vorgesehen ist/ der mit dem Mischkopf 4 verbunden ist.taken, with essentially a preheating and mixing room 8, a degassing and heating apparatus 11 and a storage tank 3o is provided / the one with the mixing head 4 connected is.
Das Adipren-Rohmaterial wird in 26 bis 45 Gallonen (etwa 118, 2 bis 2o4f6 Liter) enthaltenden Trommeln 7 erhalten, die bis zu ihrer Verwendung bei Außentemperatur gelagert werden» Die erste Stufe in der Zubereitung des Adiprens wird im Vorheiz- und Rührraum 8 durchgeführt, in dem eine Anzahl von Trommeln, z.B. 6, auf einem geeigneten Walzenförderer jerät bis zu 1 1/2 Tage gelagert werden, wobei der Raum auf 4o°C gehalten wird, so daß das Adipren langsam schmilzt (der Schmelzpunkt des Adiprens ist 1S°C) und auf die Temperatur erhitzt wird, bei der Adipren eine genügend niedrige Viskosität hat, um sein Rühren zu ermöglichen. Die vorerhitzten Trommeln werden dann der Reihe nach in zwei Rührstationen 9 in dem Raum 8 gebracht. Hier werden die Trommeln 7 kontinuierlich gerollt, um das Adipren durch und durch zu rühren und zu mischen.The adiprene raw material is obtained in drums 7 containing 26 to 45 gallons (about 118.2 to 2o4 f 6 liters), which are stored at outside temperature until used. The first stage in the preparation of the adiprene is in the preheating and stirring room 8, in which a number of drums, e.g. 6, are stored on a suitable roller conveyor for up to 1 1/2 days, the room being kept at 40 ° C. so that the adiprene slowly melts (the melting point of the adiprene is 1 1/2 ° C) and heated to the temperature at which adiprene has a sufficiently low viscosity to enable it to be stirred. The preheated drums are then placed in sequence in two stirring stations 9 in the room 8. Here the drums 7 are continuously rolled in order to stir and mix the adiprene through and through.
Nachdem die Trommeln 7 für einige Stunden gerollt worden sind, werden sie auf Standplätze innerhalb des Raums 8 montiert und mit der Zufuhrleitung 1o verbunden, um das Adipren der Entgasungs- und Erhitzungsapparatur 11 zuzuführen. Zwei Trommeln 7 werden mit der Zufuhrleitung Io mitfeinem geeigneten Wechselventil verbunden, so daß wenn eine Trommel leer ist, die Zufuhrleitung sofort zu der zweiten Trommel geschaltet werden kann, während die leere erste Trommel durch eine andere aus der Rührstation 9 ersetzt wird. Die Umschaltung des Ventils kann automatisch vor sich gehen, um die kontinuierliche Zufuhr von Adipren zur Entgasungsapparatür 11 sicherzustellen.After the drums 7 have been rolled for a few hours, they are placed on stands within the room 8 mounted and connected to the supply line 1o to the To supply adiprene to the degassing and heating apparatus 11. Two drums 7 are connected to the supply line Io with a suitable shuttle valve so that if a drum is empty, the supply line immediately to the second drum can be switched while the empty first drum is replaced by another from the stirring station 9 will. The switching of the valve can be done automatically for the continuous supply of adiprene to ensure degassing apparatus 11.
Jede Trommel hat ein Trockenrohr, das an die Trommel angeschlossen wird, bevor das Adipren ausgeführt wird. DasEach drum has a drying tube that is attached to the drum before the adiprene runs. That
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Trockenrohr enthält z.B. wasserfreies Calciumsulfat, um die Feuchtigkeit der Luft zu entfernen, die das Adipren ersetzt, wenn letzteres für den Gebrauch abgezogen wird. Ohne Trockenrohr würde Feuchtigkeit an das Adipren gelangen und das Endprodukt ungünstig beeinflussen.Drying tube contains e.g. anhydrous calcium sulfate in order to remove the moisture from the air that replaces the adiprene when the latter is withdrawn for use. Without a drying tube, moisture would get to the adiprene and adversely affect the end product.
Die Entgasungs- und Aufheizungsapparatur 11 ist eine Standardapparatur, deren Konstruktion graphisch in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Sie umfaßt im wesentlichen ein äußeres Glasrohr 15, das sich zwischen einem oberen Verschlußstück 16 und einer Base 17 ausdehnt, und einem inneren koaxial angeordneten Rohr 18, das sich von der Basis aus nach oben erstreckt. Das innere Rohr 18 ist kürzer als das äußere Rohr 15, weist ein offenes oberes Ende auf und ist über den größten Teil seiner Länge durch Aufheizschlangen 19 umrundet. Durch eine nicht dargestellte Vakuumpumpe wird ein Vakuum von 2 bis 5 mm Hg an der Innenseite des äußeren Rohres 15 durch einen Gasextraktionsauslaß 2o angelegt, Auf,das obere Endstück 16 ist ein Luftmotor 21 montiert, der über einen Schaft 22, der sich abwärts durch die innere Röhre 18 erstreckt, eine Schraubpumpe 23 vom Typ Moyno antreibt, die auf der Basis 17 montiert ist. Die Basis enthält auch einen Einlaß 24 für Adipren» der durch die Zuleitung 1o mit den Vorratstrommeln 7 im Vorheizraum 8 verbunden ist, um Adipren dem ringförmigen Raum 2 7 zwischen der inneren Röhre 18 und der äußeren Röhre 15 zuzuführen. Weiterhin ist an der Basis 17 ein Ausfluß 25 vorgesehen, durch den das Adipren durch die Pumpe 23 zu dem Lagertank 3o geleitet werden kann. Der Auslaß 25 wird durch ein Solenoidbetriebenes Ventil 26 kontrolliert, das zum Schließen des Auslaßes 25 und zum Rückführen des Adiprens im Kreislauf in der Entgasungsapparatur betätigt werden kann.The degassing and heating apparatus 11 is a standard apparatus, the construction of which is shown graphically in Fig. 2 and 3 is shown. It essentially comprises an outer glass tube 15 which extends between an upper Closure 16 and a base 17 expands, and an inner coaxially arranged tube 18 extending from the Base extends out upwards. The inner tube 18 is shorter than the outer tube 15, has an open top and is through for most of its length Heating coils 19 circled. By a not shown The vacuum pump applies a vacuum of 2 to 5 mm Hg to the inside of the outer tube 15 through a gas extraction outlet 2o applied, up, the upper end piece 16 an air motor 21 is mounted, which via a shaft 22, extending downwardly through the inner tube 18, a screw pump 23 of the Moyno type drives the the base 17 is mounted. The base also contains an inlet 24 for adiprene through the supply line 10 with the supply drums 7 in the preheating space 8 is connected to To supply adiprene to the annular space 27 between the inner tube 18 and the outer tube 15. Farther an outlet 25 is provided on the base 17 through which the adiprene can be directed to the storage tank 3o by the pump 23. The outlet 25 is operated by a solenoid Valve 26 controls that to close the outlet 25 and to recycle the adiprene can be operated in the degassing apparatus.
Wenn die Anlage in Betrieb ist, wird das Adipren in den ringförmigen Raum 27 mit Hilfe des verringerten DrucksWhen the plant is in operation, the adiprene is in the annular space 27 with the help of the reduced pressure
innerhalb der äußeren Röhre 15 gezogen und während das 409813/1088 drawn inside the outer tube 15 and while the 409813/1088
Adipren in dem ringförmigen Raum aufsteigt, wird es durch die Aufheizschlagen 19 auf 95°C erhitzt. Die Kombination des Erhitzens und des Vakuums innerhalb der Apparatur verursacht das Adipren zu schäumen während das eingeschlossene Gas entfernt und durch den Gasextraktionsauslaß 2o abgezogen wird. Das entgaste und erhitzte Adipren fließt dann über das oberste Ende der inneren Röhre 18 und wird auf dem Boden dieser Röhre gesammelt. Von dort wird das Adipren durch die Schraubenpumpe 23 entweder zum Lagertank 3o durch den Auslaß 25 und eine isolierte Leitung, oder zurück geführt im Kreislauf durch die ringförmige Öffnung 27 in Abhängigkeit der Stellung des Ventils 26, das automatisch durch Niveaufühler im Lagertank 3o kontrolliert wird, wie noch erklärt werden wird.Adiprene rises in the annular space, it is heated to 95 ° C. by the heating beats 19. The combination the heating and vacuum inside the apparatus causes the adiprene to foam while the trapped Gas is removed and withdrawn through gas extraction outlet 2o. The degassed and heated adiprene then flows over the top of the inner tube 18 and is collected at the bottom of that tube. From there the adiprene is fed through the screw pump 23 either to the storage tank 3o through the outlet 25 and an insulated line, or returned in the circuit through the annular opening 27 depending on the position of the Valve 26, which is automatically controlled by level sensors in the storage tank 3o, as will be explained later.
Der Lagertank 3o, der mit erhitztem Adipren aus der Entgasungsapparatur 11 gefüllt wird, wird detailliert in Fig. 4 gezeigt. Die Lagereinrichtung umfaßt einen eine Kapazität von 11o Litern aufweisenden zylindrischen Tank, der durch einen Öl enthaltenden isolierten Mantel 36 umgeben ist, der 5o Gallonen erhitztes öl enthält, um die Temperatur des Adiprens im wesentlichen konstant bei 9o°C + 2°C zu halten. Der aus der Entgasungsapparatur 11 kommende Einlaß 31 umfaßt ein Rohr, das sich unter das Niveau des Adiprens in den Tank bis nahe an den Boden des Tanks ausdehnt, um zu vermeiden, daß Luft in das Adipren eingeschlossen wird, wobei die einfließende Flüssigkeit verursacht, daß das Adipren in dem Tank kontinuierlich bewegt wird, um Uberhitzungszonen im Adipren zu vermeiden. .The storage tank 3o, the one with heated adiprene from the degassing apparatus 11 is filled is shown in detail in FIG. The storage device comprises a one Cylindrical tank with a capacity of 110 liters, surrounded by an insulated jacket 36 containing oil which contains 50 gallons of heated oil to keep the temperature of the adiprene essentially constant To keep 9o ° C + 2 ° C. The inlet 31 coming from the degassing apparatus 11 comprises a tube which extends under extend the level of adiprene in the tank to close to the bottom of the tank to prevent air from entering the tank Adiprene becomes trapped, the inflowing liquid causing the adiprene in the tank to continue is moved to avoid overheating zones in the adiprene. .
Der Tank 3o ist mit Hoch- und Niedrigniveaufühlern 32 und 33 (s. Fig. 1) versehen, die mit dem automatischen Ventil 26 der Entgasungsapparatur 11 verbunden sind. Wenn das Niveau des Adiprens in dem Tank unter das Niveau des Niedrigniveaufühlers 33 (4o Liter) fällt, betätigt dieser das Ventil 26, um mehr Adipren aus der Ent—The tank 3o is provided with high and low level sensors 32 and 33 (see FIG. 1), which are equipped with the automatic Valve 26 of the degassing apparatus 11 are connected. When the level of adiprene in the tank is below the level of the low level sensor 33 (40 liters) falls, it actuates the valve 26 to remove more adiprene from the discharge.
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gasungsapparatur 11 heranzuführen, bis das Niveau den oberen Niveaufühler 32 (9o Liter) erreicht, der dann wiederum das Ventil 26 betätigt, um die Zufuhr von Adipren zum Tank zu unterbrechen. Ein Sensor 34 bei einem besonders tiefen Niveau, das 18 Litern entspricht und mit einer Alarmvorrichtung verbunden ist, ist auch vorhanden und dient als Warnanlage für einen sehr niedrigen Niveaustand.Gassing apparatus 11 to bring up until the level reaches the upper level sensor 32 (90 liters), which then in turn actuates valve 26 to cut off the supply of adiprene to the tank. A sensor 34 in one particular There is also a low level, which corresponds to 18 liters and is connected to an alarm device serves as a warning system for a very low level.
Vom Boden des Lagertanks 3o, an dem ein mit Filter 35 versehener Auslaß vorgesehen ist, wird das Adipren mitFrom the bottom of the storage tank 3o, on which a filter 35 provided outlet is provided, the adiprene with
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einem Druck von 1,96 kg/cm zu dem Mischkopf und zurück zum Tank durch eine geschlossene Schleifenleitung empfangende
Leitungen 37 und 38 gepumpt, wobei die Rückleitung 38 so am Boden des Lagertanks angebracht ist, daß die
zurückkreisende Flüssigkeit ebenfalls dazu dient, das Adipren durch und durch gerührt im Tank zu halte.n.2
at a pressure of 1.96 kg / cm to the mixing head and back to the tank through a closed loop line receiving lines 37 and 38, the return line 38 being attached to the bottom of the storage tank so that the recirculating liquid also serves to carry the adiprene through and keep it in the tank by stirring.
Die Zufuhr- und Rückfuhrleitungen 37 und 38 sind flexible Schläuche, von denen jeder durch einen im Durchmesser etwas größeren koaxialen Schlauch umgeben ist, wobei eine ringförmige Leitung erhalten wird, die jede derbeiden Leitungen 37 und 38 umringt, um heisses Öl aus dem ölmantel 36 des Lagertanks 3o zum Mischkopf 4 und zurück zum ölmantel 36 zirkulieren zu lassen, wobei der Ölfluß im Gegenstrom zu dem Strom des Adiprens geht. Der Zweck des kontinuierlichen Zirkulierens des Adiprens zu und von dem Mischkopf 4 und des Öl'gegenstrone ist, sicherzustellen, daß das Adipren kontinuierlich im Mischkopf vorhanden ist,wann auch immer es benötigt wird und zu versichern, daß das Adipren und die Adiprenleitungen im Mischkopf 4 auf konstante Temperaturen von 9o + 2°C gehalten werden.The supply and return lines 37 and 38 are flexible hoses, each of which is slightly through a diameter larger coaxial tubing, thereby obtaining an annular conduit connecting each of the two Lines 37 and 38 surrounds to hot oil from the oil jacket 36 of the storage tank 3o to the mixing head 4 and back to to circulate oil jacket 36, the oil flow in the Countercurrent to the flow of adiprene goes. The purpose of continuously circulating adiprene to and from the mixing head 4 and the oil counterflow, it must be ensured that that the adiprene is continuously present in the mixing head whenever it is needed and to ensure that that the adiprene and the adiprene lines in the mixing head 4 are kept at constant temperatures of 9o + 2 ° C.
Als nächstes wird auf das MOCA-Zuführungssystem 2 Bezug genommen. Vorgesehen ist ein kontinuierlicher MOCA-Schmelzer und ein Lagertank 4o, wobei der Tank mit dem Mischkopf 4 durch die Leitungen 41 und 42 verbunden ist, wie nachstehend erklärt wird. Das MOCA-Rohmaterial liegtReference will next be made to the MOCA delivery system 2. A continuous MOCA melter is planned and a storage tank 4o, which tank is connected to the mixing head 4 by lines 41 and 42, as explained below. The MOCA raw material lies
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in Form von Kügelchen oder Granulat vor, die nach Bedarf in einer speziellen Schmelzvorrichtung geschmolzen werden und in flüssiger Form in ein Temperatur-kontrolliertes Lagerreservoir unterhalb der Schmelzapparatur gebracht werden.in the form of beads or granules, as needed be melted in a special melting device and in liquid form in a temperature-controlled Storage reservoir can be brought below the melting apparatus.
Die Details der MOCA-Schmelz- und Lagerapparatur werden in Fig. 5 gezeigt. Der Tank 4o ist ein zylindrischer 11o 1-Kapazität aufweisender Tank, der mit einem öl ent- ' haltenden isolierten Mantel 45 umgeben ist, der ein Ölreservoir 46 um den Tank 4o darstellt und 35 Gallonen auf 12o + 15°C gehaltenes Öl enthält. Innerhalb des oberen Teils des Tanks 14 ist ein zylindrischer DrahtkorbThe details of the MOCA melting and storage equipment will be shown in fig. The tank 4o is a cylindrical 11o 1-capacity tank, which is filled with an oil ' holding insulated jacket 45 is surrounded by an oil reservoir 46 represents around the tank 4o and contains 35 gallons of oil held at 12o + 15 ° C. Inside the upper Part of the tank 14 is a cylindrical wire basket
vorhanden
/ der an seinem unteren Ende auf einem erhitzbaren Boden 48 angebracht ist, der mit elektrischen Heizelementen
49 versehen ist, die bei 14o°C durch ein An/Aus-Thyristor-Kontrollgerät kontrolliert werden. Ein nicht
dargestellter Temperaturfühler ist nahe des oberen Endes des Heizbodens angebracht, um die Temperatur des geschmolzenen
MOCA zu fühlen. Wenn die Temperatur zu sehr steigt, betätigt der Temperaturfühler das Thyristor-Kontrollgerät,,
um die Heizelemente 4 9 auszuschalten. Der Drahtkorb und der Heizboden füllen etwa die obere
Hälfte des Tanks 4o aus, während die unter Hälfte als Lagertank für das geschmolzene und erhitzte MOCA dient.available
/ which is mounted at its lower end on a heatable base 48 which is provided with electrical heating elements 49 which are controlled at 140 ° C. by an on / off thyristor control device. A temperature sensor, not shown, is attached near the top of the heating floor to sense the temperature of the molten MOCA. If the temperature rises too much, the temperature sensor activates the thyristor control device to switch off the heating elements. The wire basket and the heating floor fill about the upper half of the tank 4o, while the lower half serves as a storage tank for the melted and heated MOCA.
Wenn die Anlage in Betrieb ist, werden die MOCA-Granulate oder -Kügelchen 5o in den Drahtkorb 47 gebracht. Wenn die ' Heizelemente 49 im Heizboden 48 angeschaltet sind, schmilzt das MOCA auf dem Boden des Drahtkorbs und das flüssige MOCA wird auf dem Boden gesammelt und fließt über den Boden hinaus und fällt indie unteie Hälfte des Tanks 4o. Dort wird das flüssige MOCA bei Temperaturen von 12o + 5°C durch den ölmantel gehalten. Der Tank 4o ist mit einem Niveaufühler 5o versehen, der mit einem Anzeigegerät verbunden sein kann, so daß der die Apparatur Bedienende weiß, wann der Heizboden eingeschaltet werden sollte, umWhen the plant is in operation, the MOCA granules or -balls 5o placed in the wire basket 47. If the ' Heating elements 49 in the heating floor 48 are switched on, the MOCA on the bottom of the wire basket and the liquid melts MOCA is collected on the bottom and flows out of the bottom and falls into the lower half of the tank 4o. There the liquid MOCA is held at temperatures of 12o + 5 ° C by the oil jacket. The tank 4o is with a Provided level sensor 5o, which can be connected to a display device, so that the operator of the apparatus knows when the heating floor should be switched on
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mehr MüCA-Granulat zu erhitzen. Mit Hilfe von weiteren Fühlern und anderen geeigneten Vorrichtungen kann die Kontrolle des t'ablettförmigen Aufheizbodens und die Wiederbeladung des Drahtkorbs 4 7 mit MOCA-Kügelchen vollständig automatisch vorgenommen werden, so daß das Niveau des flüssigen MOCA zwischen den vorbestimmten Niveaulinien liegt. Ein extra Niedrig-Niveau-Fühler kann im unteren Teil des Tanks vorgesehen werden, um ein Warnsignal auszulösen, wenn das Niveau des flüssigen MOCA zu tief fällt.to heat more MüCA granules. With the help of others Feelers and other suitable devices can control the tray-shaped heating floor and reload it of the wire basket 4 7 with MOCA beads completely can be made automatically so that the level of the liquid MOCA is between the predetermined level lines lies. An extra low-level sensor can be provided in the lower part of the tank to give a warning signal triggered when the level of the liquid MOCA falls too low.
Vom Boden des Tanks 4o wird das flüssige MOCA durch ein Filter 51 und einen Auslaß 52 bei etwa 12o°C und einem Druck von 1,96 kg/cm zum Mischkopf 4 und zurück zum Tank 4o gepumpt, wobei es durch die geschlossene Schleife der Kreislaufleitungen 41 und 42 geführt wird, wobei die Rückführleitung 42 am Boden des Tanks 4o so angebracht ist, daß das im Kreislauf zurückgeführte flüssige MOCA dazu dient, das flüssige MOCA im Tank in Bewegung zu halten, um überhitzte Zonen im flüssigen MOCA zu vermeiden. From the bottom of the tank 4o, the liquid MOCA is passed through a filter 51 and an outlet 52 at about 120 ° C and a Pressure of 1.96 kg / cm is pumped to the mixing head 4 and back to the tank 4o, taking it through the closed loop of the circulation lines 41 and 42, the return line 42 being attached to the bottom of the tank 4o is that the recirculated liquid MOCA serves to keep the liquid MOCA in motion in the tank to avoid overheated zones in the liquid MOCA.
Die Zufuhr- und Rückfuhrleitungen 41 und 42 sind biegsame Schläuche, wobei jeder Schlauch innerhalb von nicht dargestellten Ölleitungen liegt in exakt der gleichen Weise wie es für die Adipren-Schläuche 37 und 38 beschrieben worden ist.The supply and return lines 41 and 42 are flexible Hoses, with each hose lying within oil lines, not shown, in exactly the same way as described for the adiprene tubes 37 and 38.
Der Mischkopf 4 ist eine Standard-Apparatur zum Mischen von Polyurethanreagenzien und seine Konstruktion wird im Detail in Fig. 6 und 7 gezeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 6 umfaßt der Mischkopf 4 im allgemeinen ein Gehäuse 6o, das einen zentral angeordneten Schaft 61, der durch eine Schnellauslösverbindung 66 an seinem oberen Ende montiert und durch einen Ölmotor 65 getrieben wird. Das untere Ende des Schaftes trägt die Mischvorrichtung 62, die sich in einer Düse 63 befindet, die an das Hauptge-The mixing head 4 is a standard apparatus for mixing polyurethane reagents and its construction is used shown in detail in Figs. Referring to Figure 6, the mixing head 4 generally comprises a housing 6o, which has a centrally located shaft 61, which is connected by a quick release connection 66 at its upper end mounted and driven by an oil motor 65. The lower end of the shaft carries the mixing device 62, which is located in a nozzle 63, which is attached to the main
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häuse 60 durch eine schnell lösbare Schraubverbindung 67 montiert ist.housing 60 by means of a quickly releasable screw connection 67 is mounted.
6 öffnungen 68 sind am Boden des Hauptgehäuses 60 vorgesehen, von denen einige zum Entladen von Adipren und MOCA-Reagenzien dienen, wobei die öffnungen mit ihrenZentren auf einem Kreis um die Zentralachse des Schafts 61 angeordnet sind. In der derzeitigen Konstruktion werden zwei öffnungen für Adipren und eine für MOCA verwendet.6 openings 68 are provided on the bottom of the main housing 60, some of which are used to discharge adiprene and MOCA reagents, the openings with their centers are arranged on a circle around the central axis of the shaft 61. In the current design there are two orifices used for adiprene and one for MOCA.
Oberhalb jeder öffnung 68 für die Entladung von Adipren und MOCA befindet sich ein Gang 7o, der ein in Längsrichtung bewegliches Plunger-Kolbenventil 71 enthält, wobei die Plunger-Kolbenventile 71 für jede öffnung mit einem gemeinsamen Kolben 72 verbunden sind, der mit Hilfe von Druckluft in Wechselbewegung versetzt werden kann, so daß die Plunger-Kolbenventile 71 alle gleichzeitig geöffnet oder geschlossen werden' können.Above each opening 68 for the discharge of adiprene and MOCA is a passage 7o containing a longitudinally movable plunger valve 71, wherein the plunger piston valves 71 for each opening with one common piston 72 are connected, which can be set in alternating motion with the aid of compressed air, so that the plunger piston valves 71 can all be opened or closed at the same time.
Der Gang 7o über jeder öffnung verbindet eine Reaktanten-Einlaßöffnung 74 und eine Reaktanten-Auslaßöffnung 75, an die die Zufuhr-und Rückfuhr-Kreislaufleitungen 37 und 38 im Fall des Adiprens-Kreislaufes und 41 und 42 im Fall des MOCA-Kreislaufes angeschlossen sind.The passage 70 above each port connects a reactant inlet port 74 and a reactant outlet port 75 to which the supply and return circuit lines 37 and 38 in the case of the adiprene cycle and 41 and 42 in the Case of the MOCA circuit are connected.
Im Betrieb werden Adipren und MOCA einfach durch den Mischkopf im Kreislauf geführt, wenn sich jedes Plunger-Kolbenventil 71 in seiner unteren Stellung befindet und sein unteres Ende die Öffnungen verschließt. Zum Mischen und Entladen der Reaktanten wird der Rührschaft 61 mit etwa 45oo UpM angetrieben und die Plunger-Kolbenventile 71 mit Hilfe von Druckluft geöffnet, um die Adipren- und MOCAr öffnungen 68 zu öffnen und die Auslaßöffnungen 75 zu schließen, so daß Adipren und MOCA durch die Öffnungen 68 anstatt zurück zu ihren entsprechenden Lagertanks geführt werden. Die rotierende Mischvorrichtung 62 auf dem SchaftIn operation, the adiprene and MOCA are simply circulated through the mixing head when each plunger valve is up 71 is in its lower position and its lower end closes the openings. For mixing and Unloading the reactants, the agitator shaft 61 is driven at about 45oo rpm and the plunger piston valves 71 with it Opened with the aid of compressed air to open the adiprene and MOCAr openings 68 and to close the outlet openings 75 close so that adiprene and MOCA are directed through openings 68 rather than back to their respective storage tanks will. The rotating mixer 62 on the shaft
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61 mischt die Reaktanten schnell und vollkommen und anschließend werden sie durch das untere Ende der Düse 6 3 ausgetragen. Der Schaft 61 wird durch eine Schmiereinlaßverbindung 67 geschmiert.61 mixes the reactants quickly and completely and then they are passed through the lower end of the nozzle 6 3 carried out. The shaft 61 is lubricated through a lubrication inlet connection 67.
In der vorliegenden Konstruktion sind die Durchmesser für die Zufuhrleitungen von Adipren und MOCA, der Druck für die Zuleitungspumpen von den Lagertanks und die Größen der Öffnungen 68 so angeordnet, daß sich ein Mischverhältnis von Adipren : MOCA von 8 : 1 ergibt.In the present construction, the diameters for the adiprene and MOCA supply lines are the pressure for the feed pumps from the storage tanks and the sizes of the openings 68 arranged so that there is a mixing ratio of adiprene: MOCA of 8: 1 yields.
Wie oben erklärt, sind die Adipren- und MOCA-Zufuhr- und -Rückfuhrleitungen 37, 38 und 41, 42 durch Ölleitungen umgeben, in denen heisses Öl von den Ölmänteln der Lagertanks 3o und 4o zum Mischkopf 4 und zurück zu den Tanks zirkuliert. Dies stellt sicher, daß die Leitungen 37, und 41, 42 und der Mischkopf auf die für die Reaktanten benötigten Temperaturen gehalten werden. Das Öl wird durch die Seite des Mischkopfs 4 wie in Fig. 7 gezeigt zirkuliert, auf der Seite an der das Adipren ankommt, durch die Leitungen 8o und 81,und auf der Seite an der das MOCA ankommt durch die Leitungen 82 und 83.As explained above, the adiprene and MOCA intake and - Return lines 37, 38 and 41, 42 surrounded by oil lines in which hot oil is removed from the oil jackets of the storage tanks 3o and 4o to the mixing head 4 and back to the tanks. This ensures that the lines 37, and 41, 42 and the mixing head are maintained at the temperatures required for the reactants. The oil will circulated through the side of the mixing head 4 as shown in Fig. 7, on the side on which the adiprene arrives, through lines 8o and 81, and on the side where the MOCA arrives through lines 82 and 83.
Nach dem Mischen und Ablassen der Reaktanten ist es nötig, den Mischkopf und die Düse 6 3 mit einem Lösungsmittel zu spülen, um zu verhindern,daß irgend etwas von der Mischung, was in der Düse 63 und an der Mischvorrichtung 62 zurückbleibt, fest wird und den Mischer verunreinigt. Zu diesem Zweck ist eine der Öffnungen 68, und zwar die Öffnung 68A mit einer Einlaßöffnung 85 versehen, um Reinigungs-Lösungsmittel (Methylenchlorid) zuzuführen. Dies wird, wie in Fig.1 dargestellt, von einer Trommel 86 zugeführt, die einen Lösungsmitteltank 87 speist, von dem das Lösungsmittel in den Mischkopf 4 gepumpt werden kann. After the reactants have been mixed and drained, it is necessary to close the mixing head and nozzle 6 3 with a solvent rinsing to prevent any of the mixture from remaining in the nozzle 63 and on the mixer 62, solidifies and contaminates the mixer. For this purpose, one of the openings 68, namely the opening 68A provided with an inlet port 85 for cleaning solvent (Methylene chloride) feed. As shown in Fig. 1, this is fed from a drum 86, which feeds a solvent tank 87 from which the solvent can be pumped into the mixing head 4.
In den letzten Stufen der beschriebenen speziellen Ausführungsform wird das Polyurethan von der Düse 63 desIn the final stages of the specific embodiment described the polyurethane from the nozzle 63 of the
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Mischkopfs 4 in das auszukleidende Rohr geführt. Die Auskleidungstechnik ist oben kurz beschrieben und graphisch in Fig. 8 dargestellt. Die Rohre 9o werden zuerst gereinigt und dann in einem Ofen 91 auf 11o + 5°C vorerhitzt. Nach dem Vorerhitzen»werden die Rohre der Reihe nach zu einer Einspri.tz- und Drehstation 9 3 bewegt, an der die Rohre zuerst in einem kleinen Winkel geneigt und das Polyurethangemisch mit einer Geschwindigkeit von 1o kg/Min. eingespritzt wird. Nach dem Einspritzen der benötigten Menge der Mischung wird die Einspritzung gestopt und das Rohr 9o wird in horizontale Lage gebracht und mit 8oo - 9oo UpM gedreht, um das Polyurethan rundherum innerhalb des Rohres zu verteilen. Das Drehen wird für etwa 1/2 Stunde fortgesetzt, damit das Polyurethan fest werden kann. Nach dem Drehen werden die ausgekleideten Rohre in dem Ofen 91 für weitere 21/2 bis 3 Stunden gehalten, um die Aushärtung und Vernetzung der Polyurethanauskleidung zu vervollständigen.Mixing head 4 guided into the pipe to be lined. The lining technique is briefly described above and illustrated graphically in FIG. The tubes 9o are cleaned first and then preheated in an oven 91 to 11o + 5 ° C. After preheating, the tubes are moved one after the other to an injection and turning station 9 3 where the Pipes first inclined at a small angle and the polyurethane mixture at a speed of 10 kg / min. is injected. After injecting the required amount of the mixture, the injection is stopped and that Tube 9o is brought into a horizontal position and rotated at 8oo - 9oo rpm to wrap the polyurethane all around inside of the pipe to distribute. Turning is continued for about 1/2 hour to allow the polyurethane to set can. After turning, the lined pipes are held in furnace 91 for a further 21/2 to 3 hours, to complete the curing and crosslinking of the polyurethane lining.
Da die Auskleidungstechnik nicht den Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung darstellt, ist sie nicht in größeren Einzelheiten beschrieben. 'Since the lining technique is not the main subject of the present invention, it is not in greater detail Details described. '
Die Viskosität des gemischten Adiprens und MOCA ist ein wichtiger Faktor in der Auskleidungstechnik. Die Verarbeitungszeit der Mischung bei um 1oo°C ist etwa 1o - 12 Minuten. Daher ist es nötig, sicherzustellen, daß das Einspritzen der Mischung innerhalb von höchstens 5 Minuten nach dem Mischen vollständig beendet ist, so daß das Drehen des Rohres zur Verteilung der Auskleidung durchgeführt werden kann, während das Polyurethan noch verarbeitbar ist. Ein typisches Diagramm der Variationen der Viskosität von Adipren/MOCA-Mischungen mit der Zeit wird in Eig. 9 gezeigt.The viscosity of adiprene and MOCA mixed is a important factor in lining technology. The pot life of the mixture at around 100 ° C is around 1o - 12 Minutes. It is therefore necessary to ensure that the mixture is injected within 5 minutes at the most after mixing is completely finished, so that the turning of the pipe to distribute the liner is carried out while the polyurethane is still processable. A typical graph of viscosity variations of adiprene / MOCA mixtures over time will become 9 shown.
Im oben beschriebenen System für die Reaktantenzubereitung 40981 3/ 1 088 In the reactant preparation system described above 40981 3/1 088
wird das Adipren im Tank 3o bei etwa 9o°C gelagert. Dies bedeutet, daß das Adipren etwa bis zu 16 Stunden gehalten werden kann, bevor es beginnt abzubauen. Dies ist eine adäquate Zeit um sicherzustellen, daß kontinuierliche Verarbeitung ausgeführt werden kann, da das Adipren, wenn es kontinuierlich gebraucht wird, nicht länger als 16 Stunden im Lagertank bleibt. Wenn die Anlage z.B. über Nacht stillgelegt wird, lässt man das Adipren im Lagertank abkühlen und der Lagertank wird mit einer Stickstoffdecke bedacht, um sicherzustellen, daß keine feuchte Luft auf das Adipren einwirkt. Wenn die Anlage wieder in Betrieb genommen wird, kann das kalte Adipren im Lagertank 3o auf 9o°C innerhalb 3 Stunden erhitzt werden durch Erhitzen des Öls in dem den Tank umgebenden Mantel. Der bevorzugte Temperaturbereich zur Lagerung des Adiprens im Lagertank 3o und seiner Zuführung zu dem Mischkopf 4 während des Betriebs liegt bei 85 bis 1oo C, obwohl angenommen wird, daß das Adipren noch befriedigend ist, wenn es in einem Temperaturbereich von 75 bis 11o°C aufbewahrt und zugeführt wird.the adiprene is stored in the tank 3o at about 9o ° C. This means that the adiprene held on for about up to 16 hours before it starts to degrade. This is an adequate time to ensure that it is continuous Processing can be carried out because the adiprene, when used continuously, does not last longer than Remains in the storage tank for 16 hours. For example, if the system is shut down overnight, the adiprene is left in the The storage tank is allowed to cool and the storage tank is covered with a nitrogen blanket to ensure that none humid air acts on the adiprene. When the plant is put back into operation, the cold Adipren be heated in the storage tank 3o to 9o ° C within 3 hours by heating the oil in the surrounding tank A coat. The preferred temperature range for storing the adiprene in the storage tank 3o and supplying it to the Mixing head 4 during operation is at 85 to 100 C, although it is assumed that the adiprene is still satisfactory is when it is stored and supplied in a temperature range of 75 to 11o ° C.
Das MOCA wird in dem Lagertank 4o bei'12o ± 5°C gehalten, der bevorzugte Bereich ist 11o bis 13o°C, obwohl es auch zwischen 1o5 und 14o°C gelagert und dem Mischkopf zugeführt werden kann.The MOCA is kept in the storage tank 4o at 12o ± 5 ° C, the preferred range is 11o to 130 ° C, although it is also stored between 105 and 14o ° C and fed to the mix head can be.
Während der Stillegung lässt man das MOCA im Lagertank 4o ' abkühlen. In etwa 3 Stunden kann es wieder zu seiner Verarbeitungstemperatur erhitzt werden, indem man das Öl in dem den Tank 4o umgebenden Mantel erhitzt.During the shutdown, the MOCA is allowed to cool down in the storage tank 4o '. It can return to its processing temperature in about 3 hours be heated by heating the oil in the jacket surrounding the tank 4o.
Es ist klar erkenntlich, daß das Verfahren gemäss der Erfindung zur Zubereitung der Reaktanten unter Verwendung der Entgasungs- und Erhitzungsapparatur und der Lagertanks für Adipren und MOCA das System für einen fast vollständig automatischen Betrieb sehr geeignet macht. In derIt is clearly evident that the method according to the Invention for preparing the reactants using the degassing and heating apparatus and the storage tanks for Adipren and MOCA makes the system very suitable for almost completely automatic operation. In the
4098 13/1 0884098 13/1 088
Tat können nicht nur die Zubereitung der Reaktanten, sondern auch das Mischen und das Austragen des Polyurethans zu den Rohren, die Auskleidungstechnik und die Aushärtungs- und Vernetzungsstufen ebenso leicht für eine automatische kontinuierliche Produktion angepasst werden.Not only can the preparation of the reactants, but also the mixing and delivery of the polyurethane to the pipes, the lining technology and the Curing and crosslinking stages are just as easy for one automatic continuous production can be customized.
0 9 8 1 3/10880 9 8 1 3/1088
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