DE2645872A1 - Verfahren zur herstellung eines feueranzuenders - Google Patents

Description

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1 1 OKT. 1976
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Mappe A 544

Jeyes Group Limited

Thetford, Norfolk / England

Verfahren zur Herstellung eines Feueranzünders Priorität Großbritannien vom 10.10.1975

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Feueranzündern.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Feueranzündern geht man so vor, daß man eine Emulsion aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoff (im allgemeinen Kerosin), Wasser, einem härtbaren Harz (im allgemeinen einem Harnstoff/Fonnaldehyd-Harz) und erforderlichenfalls einem oberflächenaktiven Mittel bildet, einen Härtungskatalysator für das härtbare Harz (im Falle von Harnstoff/Formaldehyd-Harzen im allgemeinen eine Mineralsäure) zu der Emulsion zusetzt, wodurch das Harz unter Bildung eines festen Produkts ausgehärtet wird, welches den flüssigen Brennstoff eingekapselt in dem ausgehärteten Harz enthält, und daß man sodann das ausgehärtete Harz zu Blöcken mit der ge-

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wünschten Gestalt verformt. Nach diesem Verfahren hergestellte Feueranzünder haben zwar eine weite Verwendung gefunden, besitzen jedoch immer noch eine gewisse Anzahl von Nachteilen. Einer dieser Nachteile besteht darin, daß der flüssige Brennstoff dazu neigt, aus der Zusammensetzung auszuschwitzen, wodurch bei der Herstellung, beim Abpacken und bei der nachfolgenden Handhabung durch den Verbraucher Probleme entstehen.

Es wurde nun gefunden, daß ein Feueranzünder mit verminderter Neigung zum Ausschwitzen des Kohlenwasserstoff-Brennstoffs durch ein ähnliches Verfahren, wie oben beschrieben, hergestellt werden kann, jedoch mit der Ausnahme, daß man zu der Emulsion zusätzlich zu dem Härtungsmittel für das Harz einen Schaum aus einem härtbaren Harz und einem Härtungsmittel dafür einführt. Als Ergebnis der Einführung des Schaums in die Emulsion wird zwar die Dichte des resultierenden Produkts etwas vermindert, doch wurde überraschenderweise festgestellt, daß dies offensichtlich nicht die feuerentzündenden Eigenschaften der aus der fertigen ausgehärteten Zusammensetzung hergestellten Feueranzünder beeinträchtigt.

Durch die Erfindung wird daher ein Verfahren zur Herstellung eines Feueranzünders zur Verfügung gestellt, bei dem man so vorgeht, daß man eine Emulsion aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoff, Wasser, einem härtbaren Harz und gegebenenfalls einem oberflächenaktiven Mittel bildet, in die Emulsion ein Härtungsmittel für das härtbare Harz zusammen mit einer verschäumten Lösung oder Dispersion eines härtbaren Harzes und eines Härtungsmittels hierfür einführt und daß man das Gemisch aushärten läßt.

Der flüssige Kohlenwasserstoff-Brennstoff ist im allgemeinen Kerosin, z.B. ein Erdöldestillat mit einem Siedebereich von

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bis 240°C. Dieser Brennstoff bildet den Hauptteil der Emulsion. Sein Anteil beträgt im allgemeinen 75 bis 92 Gew.-96, vorzugsweise etwa 88 Gew.-96.

Das härtbare Harz kann jedes beliebige Harz sein, das mit einem hierfür geeigneten Härtungsmittel ausgehärtet werden kann. Es ist eine weite Vielzahl von solchen handelsüblichen Harzen bekannt, doch wird es aus wirtschaftlichen Erwägungen und wegen der leichten Verwendbarkeit im allgemeinen bevorzugt, ein Harz des Harnstoff/Formaldehyd-Typs zu verwenden.

Das härtbare Harz bildet geeigneterweise 2 bis 6 Gew.-96, vorzugsweise etwa 4,5 Gew.-96, der Emulsion. Der Gesamtwassergehalt der Emulsion beträgt im allgemeinen 5 bis 10 Gew.-96, vorzugsweise etwa 7,5 Gew.-96. Wenn zur Stabilisierung der Emulsion ein oberflächenaktives Mittel verwendet wird, wie es bevorzugt wird, dann stellt dies vorzugsweise ein anionisches oberflächenaktives Mittel, z.B. ein Alkalimetallsalz eines Alkylbenzolsulfonats, z.B. Natriumdodecy !benzolsulfonat, dar. Ein solches oberflächenaktives Mittel liegt in der Emulsion vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 0,2 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 0,15 Gew.-96, vor. Die Emulsion kann auch andere Additive enthalten, um ihre Eigenschaften oder diejenigen des fertigen gehärteten Produkts zu verbessern. So hat es sich z.B. als zweckmäßig erwiesen, der Emulsion ein Mittel zur Verringerung der Sprödigkeit, beispielsweise Dicyandiamid, zuzusetzen, wobei letzteres in einer Menge von bis zu 0,25 Gew.-96 zugesetzt wird. Weiterhin können Polysaccharide, wie sie z.B. unter dem Warenzeichen Kelzan vertrieben werden, in die Emulsion als Verdickungs- oder Suspendierungsmittel eingearbeitet werden, um die Gebrauchszeit der Emulsion zu verlängern. Im Falle, daß sie verwendet werden, werden solche Mittel im allgemeinen in Mengen von bis zu 0,05 Gew.-96, vorzugsweise von etwa 0,03 Gew.-96, eingesetzt.

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Die Emulsion wird geeigneterweise in der ¥eise hergestellt, daß man das härtbare Harz zusammen mit dem gegebenenfalls verwendeten oberflächenaktiven Mittel und zusammen mit gegebenenfalls
verwendeten anderen Additiven in Wasser auflöst. Die resultierende Lösung wird sodann gerührt. Hierauf wird das Kerosin langsam zu der gerührten Lösung zugesetzt, daß die gewünschte Emulsion gebildet wird. Die resultierende Emulsion ist im allgemeinen relativ stabil und sie kann daher beispielsweise über Zeiträume von bis zu 2 Wochen gelagert werden, bevor sie in der
unten beschriebenen Weise weiterbehandelt wird.

Zur Herstellung des Feueranzündermaterials wird zu der Emulsion im allgemeinen unter Rühren oder Durchmischen ein Härtungsmittel für das härtbare Harz, nämlich im allgemeinen eine Mineralsäure, wie Salzsäure, Phosphorsäure oder Schwefelsäure, im Falle von
härtbaren Harnstoff/Formaldehj^d-Harzen, zugesetzt. Wegen der
einfacheren Handhabung und, um eine Dispersion des Härtungsmittels innerhalb der Emulsion zu erhalten, wird das Härtungsmittel vorzugsweise als relativ verdünnte Lösung, z.B. im'Falle von Mineralsäuren als wäßrige Lösung, die 10 bis 20 g konzentrierte Säure pro 100 g der wäßrigen Lösung enthält, zugesetzt. Die zugegebene Gesamtmenge des Härtungsmittels sollte ausreichend
sein, daß bei Umgebungsbedingungen innerhalb einer vernünftigen Zeitspanne (z.B. von 30 min.) eine annehmbare Aushärtung des
härtbaren Harzes erzielt wird. So ist es z.B. im Falle von Säuren zum Aushärten von Harnstoff/Formaldehyd-Harzen im allgemeinen ausreichend, 0,3 bis 3,5 g konzentrierte Säure pro kg Emulsion, vorzugsweise 1 bis 1,5 g konzentrierte Säure pro kg Emulsion, zuzusetzen.

Gemäß der Erfindung wird der Emulsion weiterhin eine verschäumte Lösung oder Dispersion eines härtbaren Harzes, die auch einen

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hierfür geeigneten Härtungskatalysator enthält, zugesetzt. Es wird im allgemeinen bevorzugt, ein härtbares Harz des gleichen Typs zu verwenden, wie es in der Emulsion verwendet wird. Somit wird ein Harnstoff/Formaldehyd-Harz bevorzugt, wobei in diesem Falle das Härtungsmittel im allgemeinen eine Mineralsäure ist. Die Herstellung von solchen Schäumen ist für andere Zwecke, beispielsweise, um härtbare verschäumte Gemische zur in-situ-Bildung von Hohlraum-Wandisolierungen herzustellen, bekannt. Diese Schäume können daher in der Weise hergestellt werden, daß man eine wäßrige Lösung des Harzes und eine wäßrige Lösung des Härtungsmittels, die im allgemeinen auch ein oberflächenaktives Mittel (im allgemeinen ein anionisches oberflächenaktives Mittel, wie oben beschrieben) enthält, in eine Schaumstoff pi stole einführt, worin die Lösung des Härtungsmittels durch Vermischen mit Luft in einer geeigneten Einrichtung, z.B. einem zylindrischen Rohr, das mit Glaskügelchen bepackt ist, verschäumt wird. Danach wird sie mit der wäßrigen Lösung des Harzes vermischt, wodurch ein verschäumtes Gemisch erhalten wird, das das Harz und das Härtungsmittel enthält. Die bei der Herstellung eines solchen Schaumes verwendete Harzlösung hat geeigneterweise einen Feststoff gehalt von 12,5 bis 37 Gew.-%, vorzugsweise etwa 25 Gew.-#. Die Lösung des Härtungsmittels enthält im allgemeinen 0,5 bis 1,5, vorzugsweise etwa 1 Gew.-% Härtungsmittel (im Falle von Mineralsäure) und 1 bis 2 Gew.-?S, vorzugsweise 1,5 Gew.-96, oberflächenaktives Mittel. Die zwei Lösungen werden im allgemeinen in der Schaumstoffpistole mit ungefähr gleichen Fließgeschwindigkeiten vermischt.

Um einen zufriedenstellenden Schaum zu verwenden, wird die Luft der Pistole vorzugsweise in einer Menge von 0,015 m /kg kombinierter Harzlösung und Lösung des Härtungsmittels zugeführt. Gemäß der Erfindung wird der resultierende Schaum in die Emulsion eingeführt, der euch das Härtungsmittel für das Harz in der Emul-

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sion zugeführt wird. Es können alle beliebigen Einführungsverfahren angewendet werden, vorausgesetzt, daß der Schaum innerhalb der Emulsion in angemessener Weise dispergiert wird. Somit kann z.B. der Schaum unterhalb der Oberfläche der Emulsion unter Rühren eingeführt werden, obgleich bei genügendem Rühren festgestellt wurde, daß ein bloßes Einführen des Schaums auf die Oberfläche der gerührten Emulsion schon ein angemessenes Vermischen ergibt. Im allgemeinen wird der Schaum in die Emulsion in einer Menge von 0,5 bis 10 g Schaum pro 100 g Emulsion, vorzugsweise von etwa 3,5 g Schaum, eingeführt. In diesem Falle hat sich bei Anwendung der oben angegebenen bevorzugten Bedingungen gezeigt, daß das resultierende gehärtete Produkt eine Dichte aufweist, die um ungefähr 20$ geringer ist als diejenige eines Produkts, das ohne die Einführung des Schaums erzeugt wird.

Nach der Einführung des Schaums und des Härtungsmittels in die Emulsion wird das Ganze aushärten gelassen und sodann in Blöcke der gewünschten Größe für Feueranzünder zerschnitten. Dies wird im allgemeinen in der Weise erzielt, daß das feste Material zu Blöcken zerschnitten wird, die sodann mit Abschwächungslinien angerissen werden, wodurch die Blöcke ih eine Anzahl von Unterblöcken aufgeteilt werden, die sodann vom Verbraucher vom Hauptblock abgebrochen werden.

Gemäß der Erfindung wird das feste Produkt vorzugsweise zu Blökken mit einem Gesamtvolumen von 600 bis 1000 cm , vorzugsweise von etwa 800 cm , zerschnitten. Diese Blöcke werden in der Weise unterteilt, daß sie beispielsweise zu 14 Unterblöcken zur Verwendung als Feueranzünder angerissen werden.

Wie oben ausgeführt, haben die erfindungsgemäß hergestellten Feueranzünder im Vergleich zu Blöcken, die durch herkömmliche

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Verfahren hergestellt werden, bei denen kein Schaum in die Emulsion eingeführt wird, eine erheblich verminderte Neigung, Kerosin auszuschwitzen. Es wurde weiterhin überraschenderweise festgestellt, daß trotz der verminderten Dichte des erfindungsgemäß hergestellten Feueranzünders Blöcke mit gleichem Volumen des herkömmlichen Materials und des erfindungsgemäß hergestellten Materials im allgemeinen ein gleiches Verhalten aufweisen, was zeigt, daß die erfindungsgemäß erfolgende Verminderung des Brennstoffgehalts der Blöcke keine nachteiligen Wirkungen auf ihr Verhalten als Feueranzünder mit sich bringt. Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher eine erhebliche und wertvolle Verminderung der Brennstoffmenge, die für eine einzige Feueranzündereinheit erforderlich ist.

Die Erfindung wird in dem Beispiel erläutert. Beispiel

1. Weiches Wasser 2,49

2. Polysaccharid (Kelzai) 0,03

3. Dicyandiamid 0,195

4. Natriumdodecylbenzolsulfat, 30%ige Lösung (Arylan SBC, Lankro) 0,395

5. Harnstoff/Formaldehyd-Harz, Feststoffgehalt 52% (UL52R, Borden UK Ltd.) 8,55

6. Kerosin, Siedebereich 170 bis 240⁰C 88,34

Die Komponenten 1 bis 5 wurden unter Rühren bei Umgebungstemperatur miteinander vermischt, bis eine homogene Dispersion erhalten wurde. Dann wurde das Kerosin langsam in das gerührte Gemisch eingerührt, wodurch die angestrebte Emulsion erhalten wurde.

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Ein Schaum des Typs, wie er zur Isolierung von Hohlräumen verwendet wird, wurde in einer hierzu herkömmlichen Einrichtung hergestellt. Die Einrichtung bestand aus zwei Druckbehältern mit 68 1, wobei der eine eine Harzlösung und der andere eine Härterlösung enthielt. Die verwendete Harzlösung bestand aus Harnstoff/Formaldehyd UL52, in einem Volumenverhältnis von 1:1 mit Wasser verdünnt. Die Härteflösung bestand aus einer wäßrigen Lösung mit einem Gehalt von Λ ,5% (Gewicht/Gewicht) Arylan SBC und Λ% (Gewicht/Gewicht) konzentrierte Salzsäure. Die zwei Druckbehälter befanden sich unter einem gleichförmigen Druck von 4,9 kg/cm . Das Harz und der Härter wurden unabhängig voneinander durch Fließmesser, die durch Nadelventile kontrolliert wurden, in eine Messing-Spritzpistole eingeleitet. In der Spritzpistole wurde die Härterlösung mit Luft durch ein zylindrisches Rohr geleitet, das mit Glasperlen bepackt war. Auf diese Weise wurde die Lösung in einen Schaum umgewandelt, der sodann auf den Harzstrom traf und damit in einem 2,5 m langen zylindrischen Kunststoff-Absaugrohr vermischt wurde. Auf diese Weise wurde ein polymerisierender Schaumstrom erzeugt, der eine Härtungszeit von ungefähr 30 bis 45 see hatte.

Sodann wurde ein Feueranzünder in einem mit einem Rührer versehenen Edelstahl-Rührgefäß hergestellt, in das 100 kg der Feueranzünderemulsion eingegeben wurden. 3»5 kg des oben beschriebenen Schaums wurden direkt in die Emulsion zusammen mit 0,10 kg konzentrierte Salzsäure, gelöst in 1 kg Wasser, als Härtungsmittel injiziert. Das Gemisch wurde kontinuierlich gerührt. Nach 7 see wurde das reagierende Produkt in eine geeignete Form hineinlaufen gelassen. Das Abbinden war innerhalb von 20 min vollständig. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Material aus der Form herausgestoßen und zu Tabletten mit den ungefähren Abmessungen von 190 χ 14O χ 30 mm (ungefähres Volumen 800 enr) zerschnitten. Die Tabletten wurden auf ihren Hauptflächen (190 χ 140 mm) an-

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gerissen, um die weitere Aufteilung des Blockes in 14 Unterstücke (jeweils mit ungefähren Abmessungen von 27 x 70 χ 30 mm) zu erleichtern. Sodann wurden sie in üblicher Weise abgepackt.

Das oben beschriebene Vorgehen wurde wiederholt, wobei der Schaum vor oder während der Zugabe der Emulsion in das Mischgefäß eingegeben wurde. In jedem Falle wurde ein homogenes Produkt erhalten.

Das spezifische Gewicht eines herkömmlichen Feueranzünders, hergestellt durch Polymerisieren einer Emulsion in Abwesenheit eines Schaumstoffs, beträgt etwa 0,8. Das spezifische Gewicht des oben beschriebenen, mit Schaum behandelten Produkts war um 20% geringer. Durch Erhöhung der zu der Semiemulsion gegebenen Schaumstoffmenge kann die Dichte des Endprodukts weiter vermindert werden, wobei die Dichteabnahme ungefähr in linearer Beziehung zu der zugegebenen Schaummenge steht; d.h. durch Zugabe der zweifachen Gewichtsmenge des Schaums wird die Dichte, um tingefähr 40% vermindert.

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Claims (12)

2fU5872 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Feueranzünders durch Herstellen einer Emulsion aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoff, Wasser und einem härtbaren Harz, Einführen eines Härtungsmittels für das härtbare Harz in die Emulsion und Aushärtenlassen des resultierenden Gemisches, dadurch g e kennzeichnet. daß man in die Emulsion zusammen mit dem Härtungsmittel für das härtbare Harz in der Emulsion eine verschäumte Lösung oder Dispersion eines härtbaren Harzes und eines Härtungsmittels hierfür einführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoff Kerosin verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Brennstoffs 75 bis 92 Gew.-% der Emulsion beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil des härtbaren Harzes 2 bis 6 Gew.-% der Emulsion beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Emulsion 5 bis 10 Gev.-% Wasser enthält.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Emulsion auch ein oberflächenaktives Mittel, vorzugsweise ein anionisches oberflächenaktives Mittel, enthält, um die Emulsion zu stabilisieren.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel in einer Menge von 0,1 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf die Emulsion, vorhanden ist.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das härtbare Harz derEmulsion ein Harnstoff/Formaldehyd-Harz und daß das Härtungsmittel hierfür eine Mineralsäure ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man das Mineralsäure-Härtungsmittel zu der Emulsion in einer Menge von 0,3 bis 3»5 g konzentrierte Säure pro kg Emulsion zugibt.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in der verschäumten Losung oder Dispersion enthaltene härtbare Harz und Härtungsmittel das gleiche ist wie das härtbare Harz und das
Härtungsmittel hierfür, das in der Emulsion verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Herstellung des Schaums verwendete Lösung oder Dispersion einen Feststoff gehalt von 12,5 bis 37 Gew.-% hat.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man den Schaum in die Emulsion in einer Menge von 0,5 bis 10 g Schaum pro 100 g Emulsion einführt.

PATENTANWÄLTE DR.-ING. H. FIMCKE, DIPL.-IKG. H. BOHR

G. S. STAEGER, DR. rer. nat. R. KNEISSl

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