DE2443828A1

DE2443828A1 - Detecting undesired temp increase in polyurethane foams - by inserting electric conductors cooperating with measuring and-or signalling devices

Info

Publication number: DE2443828A1
Application number: DE19742443828
Authority: DE
Inventors: Rudi Buczek; Heinrich Dunse; Erbert Dipl Chem Sbrzesny
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1974-09-13
Publication date: 1976-03-25

Abstract

Undesirable exothermic reactions are detected during the prodn. and storage of high mol. wt. synthetic matls., esp. polyurethane foams, formed from liq. reaction mixts. by arranging one or more electric conductors in the body of synthetic matl., these conductors cooperating with known measuring and/or signalling devices to provide an observation of the reaction temp. inside the body, and/or to signal any local temp. rises that exceed a predefined temp. value. Enables the start of undesired exothermic reactions to be detected and controlled. Risks of self ignition can be reduced to a minimum, thus providing a considerably increased margin of safety.

Description

Verfahren zum Erkennen von exothermen Fehlreaktionen bei der Herstellung und Lagerung von hochmolekularen Kunststoffen, insbesondere Polyurethanschaumstoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von exothermen Fehlreaktionen bei der Herstellung und Lagerung von hochmolekularen Kunststoffen, insbesondere Polyurethanschaumstoffen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Process for recognizing incorrect exothermic reactions during manufacture and storage of high molecular weight plastics, especially polyurethane foams and device for carrying out the method The invention relates to a method for the detection of incorrect exothermic reactions in the production and storage of high molecular weight plastics, especially polyurethane foams and a device to carry out the procedure.

Die Herstellung von hochmolekularen Kunststoffen, insbesondere unter Anwendung des Polyaditionsverfahrens,verläuft vielfach als exotherme Reaktion. Hierbei wird im allgemeinen eine bestimmte Temperaturschwelle nicht überschritten, da die sich bildende Wärme an die Umgebung abgeführt werden kann.The production of high molecular weight plastics, especially under Use of the polyadition process often takes place as an exothermic reaction. Here a certain temperature threshold is generally not exceeded because the the heat generated can be dissipated to the environment.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß besonders bei der Herstellung und der anschließenden Lagerung von Polyätherurethanschaumstoffen gegebenenfalls durch lokal auftretende Fehldosierungen der Reaktionskomponenten eine kritische Temperaturschwelle überschritten wird, die zu unerwünschten, ebenfalls exotherm verlaufenden Nebenreaktionen führen kann und schließlich an einzelnen Stellen des Schaumstoffblockes unter Umständen mehrere Stunden nach seiner Herstellung die Entzündungstemperatur erreicht und ein Brand ausgelöst wird. Die auftretenden Nebenreaktionen können auch oxydativer Art sein und sich durch das Auftreten von Temperatursprüngen bemerkbar machen. Bei Erreichen einer bestimmten kritischen Temperatur besteht sodann die Gefahr einer Selbstentzündung.However, it has been shown that especially in the production and the subsequent storage of polyether urethane foams, if necessary locally occurring incorrect dosages of the reaction components a critical temperature threshold is exceeded, the undesirable, also exothermic side reactions can lead and finally at individual points of the foam block under certain circumstances reached the ignition temperature several hours after its preparation and a Fire is started. The side reactions that occur can also be of an oxidative nature and become noticeable through the occurrence of temperature jumps. Upon reaching At a certain critical temperature there is then the risk of self-ignition.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung und Lagerung von hochmolekularen Kunststoffen, insbesondere Polyurethanschaumstoffen das Auftreten von exothermen Fehlreaktionen erkennbar zu machen und gegebenenfalls das Vorhandensein von lokal vorhandenen Reaktionsnestern, die zu einer Selbstentzündung führen können,anzuzeigen.The invention is based on the object in the manufacture and Storage of high molecular weight plastics, in particular polyurethane foams to make the occurrence of exothermic incorrect reactions recognizable and, if necessary the presence of locally existing Reaction pockets that too self-ignition.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem sich aus einem flüssigen Reaktionsgemisch bildenden Körper aus hochmolew kularen Kunststoffen, insbesondere Polyurethanschaumstoffkörper ein oder mehrere elektrische Leiter angeordnet werden, die nach Abschluß der Haupt reaktion in Verbindung mit an sich bekannten Meß-und/oder Meldeeinrichtungen eine Beobachtung der Reaktionstemperatur innerhalb des Kunststoffkörpers ermöglichen undXoder das Überschreiten gegebenenfalls lokal auftretender Temperaturschwellwerte signalisieren.According to the invention, the object is achieved in that from a body of high molecular weight plastics that forms a liquid reaction mixture, in particular polyurethane foam body arranged one or more electrical conductors will be, the reaction after completion of the main in conjunction with known per se Measuring and / or reporting devices monitor the reaction temperature within of the plastic body allow andXor the exceeding, if necessary, locally signal occurring temperature thresholds.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden als elektrische Leiter elektrisch leitfähige Kunststoffäden, -bänder oder folienstreifen verwendet, die in das noch flüssige Reaktionsgemisch leicht eingebracht und dort in einer annähernd bestimmten Lage filiert werden können.In a preferred embodiment of the invention are considered electrical Conductor electrically conductive plastic threads, tapes or foil strips are used, which is easily introduced into the still liquid reaction mixture and there in an approximate specific position can be filmed.

An der Oberfläche metallisierte Kunststoffäden oder folienstreifen haben sich für den erfindungsgemäßen Zweck besonders bewährt.Plastic threads or foil strips metallized on the surface have proven particularly useful for the purpose according to the invention.

Die Auswahl der verwendeten Kunststoffäden erfolgt vorteilhaft durch Abstimmung des Schmelzbereiches des Kunststoffadens mit dem üb licherweîse auftretenden zulässigen Temperaturschwellwert bei der Herstellung des hochmolekularen Kunststoffes, insbesondere Polyurethanschaumstoffes.The plastic threads used are advantageously selected by Coordination of the melting range of the plastic thread with that which usually occurs permissible temperature threshold during the production of the high molecular weight plastic, especially polyurethane foam.

Liegt der Schmelzbereich des Kunststoffadens bei oder wenig oberhalb des auftretenden Temperaturschuellertes, so schmilzt er bei einer weiteren Temperaturerhöhung durch Nebenreaktionen, wodurch die von der Metallbeschichtung herrührende elektrische Leitfähigkeit unterbrochen wird und diese Unterbrechung des Stromflusses zur Auslösung eines Signals benutzt werden kann So können insbesondere Faden- oder Folienstreifen aus thermoplastischen Kunetatoffen, Be Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyasidn und Polyestern od. dgl. Verwendung finden. In bevorzugter Ausfuhrungsform werden metallisierte, heißverstreckte Fäden oder Folienstreifen aus den genannten Kunststoffen verwendet, deren Verstreckungs wert so eingestellt ist, daß bei dem gewünschten Temperaturschwellwert eine besonders hohe Schrumpfungsneigung auftritt.Is the melting range of the plastic thread at or slightly above the occurring temperature shudder, it melts with a further increase in temperature by side reactions, thereby reducing the electrical output from the metal coating Conductivity is interrupted and this interruption of the current flow to trigger of a signal can be used made of thermoplastic Kunetatoffe, Be polyvinyl chloride, polypropylene, polyaside and Polyesters or the like. Use. In a preferred embodiment are metallized, hot-drawn threads or film strips made of the above Plastics used whose stretching value is set so that in the desired temperature threshold a particularly high tendency to shrink occurs.

Für die Herstellung der Metallauflage auf den verwendeten Kunststoffäden oder -folienstreifen können die verschiedensten Metalle verwendet werden. In erster Linie kommen solche Metalle oder Metalllegierungen in Betragt, die die bei der Herstellung des hochrolekularen Kunststoffes auflaufende Reaktion katalytisch nicht beeinfluseen und deren Leitfähigkeit im besonders hohen Maße temperatur abhängig ist. Werden Metalle oder Metallegierungen mit den letstgenannten Eigenschaften verwendet, kann das erfindungsgenäße Verfahren gleichzeitig auch zur Beobachtung des Temperaturverlaufes innerhalb des Blockes durch direkte Temperaturmessung verwendet werden.For the production of the metal overlay on the plastic threads used A wide variety of metals can be used or foil strips. First Those metals or metal alloys come in amounts that are used in the production line of the high molecular weight plastic do not catalytically influence the reaction and their conductivity is temperature-dependent to a particularly high degree. Will Metals or metal alloys with the properties mentioned last can be used the method according to the invention at the same time also for observing the temperature profile can be used within the block by direct temperature measurement.

Es können im Rahmen der Erfindung auch mehrere elektrische Leiter mit unterschiedlicher Temperaturempfindlichkeit, z. B. im Hinblick auf den Schnelzbereich verwendet werden, die zu verschiedenen Zeitpunkten das Auftreten sich steigender Temperaturen signalisieren.Several electrical conductors can also be used within the scope of the invention with different temperature sensitivity, e.g. B. with regard to the Schnelz area be used, the occurrence increasing at different times Signal temperatures.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist von besonderer Bedeutung für die Verhütung von Brandgefahr während der Nachreaktionszeit von Poly urethanschaumstoffen, insbesondere Polyätherurethanschaumstoffen.The inventive method is of particular importance for Prevention of fire hazard during the post-reaction time of polyurethane foams, especially polyether urethane foams.

Beobachtungen haben gezeigt, daß während dieser Zeit im Schaumstoffblock Temperaturen zwischen 165 und 1700 C auftreten können. Die Selbstentzündungstemperatur des Polyurethanschaumes liegt im Bereich zwischen etwa 250 und 3000 C. Liegen in einem Schaumstoffblock Reaktionsnester vor, die durch Fehldosierungen entstanden sein können, so schaukelt sich durch die hier auftretenden Fehlreaktionen die Temperatur wegen der schlechten Wärmeableitung durch die Schaumstoffporen gegebenenfalls auf die Selbstentzündungstemperatur in einem Zeitraum von mehreren Stunden auf. Dadurch, daß durch das erfindungsgefäße Verfahren solche Reaktionsnester sicher erkannt werden können, ist ein genügender zeitlicher Spielraum zum Ergreifen von Gegenmaßnahmen gegeben, die z Bo darin bestehen können1 daß der Schaumstoffblock auf kleinere Abmessungen zerschnitten oder ge gebenenfalls auch 9 daß der gefährdete Schaumstoffblock gefahrlos aus seiner Umgebung entfernt und der Ausbruch eines größeren Brandschadens vermieden wird Aus wirtschaftlicher Sicht ist man weiter in der Lage, nunmehr auch Schaumstoffblöcke größeren Volumens hera zustellen, d. h. größere Blockhöhen zu fertigen. Diese Maßnahme ist vorsorglich bisher wegen der Möglichkeit des Auftretens von Fehl rektionen vermieden worden9 obwohl diese nur gelegentlich und in vereinzelten Schaumstoffblöcken beobachtet wurdene Die allein durch diese letztgenannte Möglichkeit gegebenen wirtschaftlichen Vorteile wiegen die geringen Kosten für die während der Fabrikation ohne be sondere Vorkehrungen einlaufenden elektrischen Leiter bei weitem auf Der oder die in dem Schaumstoff angeordneten elektrischen Leiter erden als integrierter Bestandteil konventioneller Meß- und/oder Meldeeinrichtungen verwendet 9 die im wesentlichen aus einem Schaltrelais und nachgeschlateten daß oder Meldeanlagen bestehen Die erfindungsgemäß verwendete Vorrichtung kennzeichnet sich demnach im wesentlichen dadurch9 daß in dem sich bildenden Kunststoffkörper, insbesondere Polyurethanschaumstoffblock, ein oder mehrere elektrische Leiter angeordnet sind1 die durch Widerstandänderung unerwünschte Temperaturänderungen innerhalb des Blockes meßbar oder nach Art einer Schmelzsicherung erkennbar machen Besondere Vorteile bieten metallisierte Kunststaffäden, weil diese sich bei der Weiterverarbeitung des Kunststoffes zO Bo durch Schneiden nicht nachteilige bemerkbar machen Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert: Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Polyurethanschaum-Herstellungsanlage im Schnitt, Fig. 2 ein Schaltschema für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Observations have shown that during this time in the foam block Temperatures between 165 and 1700 C can occur. The auto-ignition temperature of the polyurethane foam is in the range between about 250 and 3000 C. Are in a foam block before reaction pockets that were created by incorrect dosing can be, the temperature fluctuates due to the incorrect reactions that occur here possibly due to the poor heat dissipation through the foam pores the auto-ignition temperature over a period of several hours. Through this, that by the vessels of the invention Process such reaction pockets can be recognized with certainty, there is sufficient time to grasp given by countermeasures that z Bo can be1 that the foam block cut to smaller dimensions or ge possibly also 9 that the endangered Foam block safely removed from its surroundings and the outbreak of a larger one Fire damage is avoided From an economic point of view, you are still able to now also produce foam blocks of larger volume, d. H. larger block heights to manufacture. This measure is precautionary so far because of the possibility of occurrence erroneous reactions have been avoided9 although these only occur occasionally and in isolated cases Foam blocks were observed by this latter possibility alone given economic benefits outweigh the low cost of the during the Manufacture without special precautions, incoming electrical conductors by far to ground the electrical conductor or conductors arranged in the foam as an integrated one Part of conventional measuring and / or reporting devices used 9 im essentially consist of a switching relay and downstream that or signaling systems The device used according to the invention is therefore essentially characterized characterized9 that in the forming plastic body, in particular a polyurethane foam block, one or more electrical conductors are arranged1 by changing the resistance unwanted temperature changes within the block measurable or in the manner of a Make the fuse recognizable Metallized synthetic threads offer special advantages, because these are in the further processing of the plastic zO Bo by cutting do not make disadvantageous noticeable The invention is based on the drawings in an exemplary embodiment explained in more detail: Fig. 1 shows a schematic representation a polyurethane foam manufacturing plant in section, Fig. 2 a Circuit diagram for a device for carrying out the method according to the invention.

In Fig. 1 ist die Bildung eines Polyurethanschaumstoffes 1 in seinem Anfangsstadium dargestellt, der durch Aufgabe eines im wesentlichen flüssigen Reaktionsgemisches mit Hilfe einer Aufgabevorrichtung 2 durch chemische Reaktionen in einer sich mit Hilfe von Transportvorrichtungen 3 kontinuierlich fortbewegenden, etwa kastenförmigen, oben offenen Führung entsteht, wobei die horizontale Begrenzung 4 zur Transportvorrichtung wie auch die vertikalen Begrenzungen 5 zu feststehenden Seitenwänden in der Regel durch Papier- oder Folienbahnen erfolgt. Zur Abstützung des Anfangsteiles des sich bildenden Blockes wird in der Regel eine verschiebbare Zwischenwand 6 innerhalb der kastenförmigen Führung angeordnet.In Fig. 1, the formation of a polyurethane foam 1 is in his The initial stage is represented by the application of an essentially liquid reaction mixture with the help of a feed device 2 through chemical reactions in one with With the help of transport devices 3 continuously moving, approximately box-shaped, Open-top guide is created, the horizontal boundary 4 to the transport device as well as the vertical boundaries 5 to fixed side walls as a rule takes place by paper or film webs. To support the initial part of the self forming block is usually a sliding partition 6 within the box-shaped guide arranged.

Ein von einer Vorratsrolle 7 sich abwickelnder elektrischer Leiter 8 wird über Umlenkrollen 9, 9' in den Bereich des sich bildenden Schaumstoffes geführt und vor Beginn der Schäumung an einem an der Zwischenwand befindlichen Halteelement 10 befestigt.An electrical conductor unwinding from a supply roll 7 8 is guided over pulleys 9, 9 'into the area of the foam that is being formed and before the start of foaming on a holding element located on the intermediate wall 10 attached.

Bei Verwendung nur eines Leiters 8 wird der Leiter so geführt, daß er möglichst im Zentrum des Blockes nach seiner Entstehung verläuft.When using only one conductor 8, the conductor is guided so that if possible, it runs in the center of the block after its formation.

Dies kann in Abhängigkeit von dem verwendeten Reaktionsgemisch durch eine Höhenverschiebung der Führungsrolle 9 leicht erreicht werden.This can be done depending on the reaction mixture used a height shift of the guide roller 9 can easily be achieved.

Bei Verwendung von mehreren Leitern 8 können diese zueinander parabel in gleicher oder unterschiedlicher Höhe des Blockes angeordnet werden, um auf diese Weise die Empfindlichkeit des Meß- und Meldesystems zu erhöhen.When using several conductors 8, these can be parabolic to one another be arranged in the same or different heights of the block in order to access this Way to increase the sensitivity of the measuring and reporting system.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der ein fertiger Schaumstoffblock 1 zur Nachreaktion in einem Lagerraum abgelegt und mit zwei elektrischen Leitern 8, 8' versehen ist, die an einem Ende zweckmäßigerweise überbrückt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die im Schaumstoffblock angeordneten Leiter 8, 8' über eine Steckerverbindung mit einem Meldesystem 11 verbunden, bei dem im Falle der Unterbrechung des Stromflusses innerhalb des Schaumstoffblockes durch ein Schaltrelais 12 optische Signales z. Bo durch Aufleuchten einer Lampe 13 und/oder akustische Signale 9 z. Bo durch die Betätigung einer Hupe 14 ausgelöst werden und gegebenenfalls an verschiedenen Orten das Überwachungspersonal auf die in Entstehung begriffene Brandgefahr hinweisen. Bs versteht sich, daß das Meldesystem auch dazu verwendet werden kann, z. B. eine automatisch arbeitende Transportvorrichtung in Gang zu setzen, die den gefährdeten Schaumstoffblock aus dem Gefahrenbereich z. B ins Freie befördertFig. 2 shows an arrangement in which a finished foam block 1 stored in a storage room for post-reaction and with two electrical conductors 8, 8 'is provided, which are expediently bridged at one end. In the present Embodiment are arranged in the foam block conductors 8, 8 'over a plug connection connected to a reporting system 11, in which in the case of Interruption the current flow within the foam block through a switching relay 12 optical signal z. Bo by lighting a lamp 13 and / or acoustic signals 9 z. Bo triggered by actuating a horn 14 and, if necessary, the monitoring staff at different locations point out the developing fire hazard. Bs it goes without saying that the reporting system can also be used, e.g. B. an automatically operating transport device to set in motion the endangered foam block out of the danger area z. B promoted outdoors

Claims

Patent claims: 1. Method for recognizing erroneous reactions in the manufacture and storage of highly molecular plastics, inßbesonw Dete polyurethane foamsg characterized in that it consists of one liquid reaction mixture forming body made of high molecular weight plastics in particular Polyurethane foam body, one or more electrical conductors are arranged, which after completion of the main reaction in cooperation with known measurement and / or reporting devices an observation of the reaction temperature within the Allow plastic body and / or the possibly locally occurring overshoot signal before the given temperature limit values.

2. The method according to claim 1, characterized in that the or the electrical conductors approximately parallel to the central longitudinal axis of a forming Polyurethane foam body are arranged.

3. Device for performing the method according to the claims 1 and 2, characterized in that the electrical conductors are highly flexible, electrically are conductive plastic threads, tapes or foil strips.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the electrical Conductors made of plastic threads, tapes or foil strips metallized on their surface exist.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that that the electrical conductors are firmly embedded in the plastic.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that that the electrical conductors are made of plastics, which when reaching a predetermined Melting temperature.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the electrical Head made of stretched, electrically conductive plastics, their shrinkage when a given temperature is reached, it is greater than its strength.

8. The device according to claim 4 and one or more of the claims 5 to 7, characterized in that the metal used for metallization is a has increased resistance with increasing temperature.