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"Verfahren zur Herstellung eines o#Iaufsaugmittels"
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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Herstellung
eines aus expandierten Perlitekörnern und/ oder Vermiculitekörnern und Behandlungsmitteln
bestehenden Olaufsaugmittels, wobei die in einem Blähofen bei einer Temperatur von
etwa 900 bis 12500 C einem Blähvorgang unterworfenen Perlitekörner bzw. Vermiculitekörner
(unmittelbar) anschließend an den Blähvorgang bei einer Temperatur von über (und
etwa) 2000 C mit einer Silikonemulsion silikonisiert werden, wobei die silikonisierten
Perlite- bzw. Vermiculitekörner
danach mit einem Staubbindemittel,
insbesondere mit paraffinischen Kohlenwasserstoffen, einer Staubbindungsbehandlung
unterworfen werden. - öl meint im Rahmen der Erfindung insbesondere mineralische
öle, aber auch ähnliche Schadflüssigkeiten. Die Perlitekörner bzw, Vermiculitekörner,
die nach der Silikonisierung der Staubbindungsbehandlung unterworfen worden sind,
werden im folgenden als staubgebundene Perlite- bzw. Vermiculitekörner bezeichnet.
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Bei dem (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Verfahren erfolgt
nach der Staubbindungsbehandlung keine weitere Behandlung der Perlitekörner bzw.
Vermiculitekörner. Das so hergestellte, staubgebundene ölaufsaugmittel hat sich
an sich bewährt, ist jedoch verbesserungsbedürftig, und zwar insbesondere in bezug
auf seine Schwimmfähigkeit auf stark bewegten Gewä#ssern, aber auch in bezug auf
seine Staubbindung und seine Aufnahmekapazität für das aufzusaugende öl. Diese Verbesserungen
sind Aufgabe der Erfindung.
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Im einzelnen ist zum Stand der Technik und zu den Problemen der vorliegenden
Erfindung folgendes zu bemerken: Die Anwendung von Perlite bzw. Vermiculite als
spezifische ölaufsaugmittel ist seit längerem bekannt. So wurde zuerst (DE-PS 11
67 278) aufgezeigt, daß durch Erhitzen auf etwa 9000 - 12500 Celsius aufgeblähter
Perlite und ebenso verwandte Glimmerarten höhere Aufsaugwerte und ein besseres Festhaltevermögen
gegen öle als beispielsweise Basisaustauscher auf Silikatbasis erbringen. Die Ursache
dazu soll im Gegensatz zu Kieselgur und Bleicherde in einer hinreichend gleichmäßig
verteilten Kornfeinheit unter 0,06 mm bis über 0,5 mm liegen.
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Aus den Ergebnisangaben der Patentschrift ist zu entnehmen, daß 1
1 Perlite etwa 224 g tzw. ca. 273 cm3 ol aufnahm. -Zur Verbesserung der wasserabweisenden
Eigenschaften von
Perlite sind mehrere Verfahren bekannt geworden.
So ist (DE-PS 11 95 220) die Verwendung von anschließend an das Blähen bei einer
Temperatur über 2000 C mit Silikonemulsion besprühtem Perlite bekannt. Weiterhin
wurde (DE-PS 12 56 627) ein Verfahren bekannt, wonach derartigen körnigen Schüttstoffen
übliche Hydrophobierungsmittel vor oder während der Zerkleinerung zugesetzt werden.
Schließlich ist (DE-PS 22 05 641) ein Produkt bekannt, das aus einem Gemisch aus
Perlite, Cellulosefasern und einem Asphaltzusatz besteht, Aufgrund der bisherigen
langjährigen Einsatzpraxis mit den vorbeschriebenen üblichen Mitteln hat sich gezeigt,
daß diese Produkte zwar bei Einsätzen auf relativ ruhigen Binnengewässern ihren
Zweck erfüllten, sich jedoch auf stark bewegten Gewässern, z. 3, an Meeresstränden,
als wenig brauchbar herausstellten. Die bisher üblichen wasserabweisenden Oberflächenpräparationen
erwiesen sich als zu schwach.
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Das durch starke Wellenschläge bewirkte Eindringen von Wasser in die
Perlitehohlräume oder Vermiculitehohlräume führte teilweise sogar zum Absinken dieser
Produkte, zumindest aber zu starken Minderungen der Aufnahmekapazität für ölige
Flüssigkeiten. Eine Minderung der Aufnahmekapazität ergab sich außerdem auch dadurch,
daß das hochaufnahmefähige Feinstkorn am ehesten ausgespült wurde. Man hat offensichtlich
jahrelang den großen Beanspruchungsunterschied von stark bewegten zu relativ ruhigen
Gewässern falsch eingeschätzt. Obwohl somit dieser unbefriedigende Zustand seit
längerem erkannt wurde, gelang es bislang nicht, bei derartigen Mitteln Abhilfe
zu schaffen bzw. entsprechende Verbesserungen zu erfinden. Der Grund dafür mag darin
gelegen haben, daß einerseits manchmal auch die angewandten Qualitätstests offensichtlich
nich#deA ipraktisch scharfen bzw.
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extremen Bedingungen Rechnung trugen und damit zu falschen Annahmen
führten und andererseits auch nicht die wissenschaftlichen Erkenntnisse vorlagen,
die zur Verbesserung von solchen ölaufsaugmitteln hätten führen können.
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Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe lehrt die Erfindung, daß
die staubgebundenen Perlite- bzw. Vermiculitekörner im Anschluß an die Staubbindungsbehandlung
mit zumindest einer Metallseife behandelt werden. Nach bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung werden die staubgebundenen Perlitekörner bzw. Vermiculitekörner bei
einer Temperatur von etwa 20 0C und max. 1000 C mit Kupferstearat und/oder Zinkstearat
be-3 handelt, - und zwar mit einer Menge von 7 bis 15 kg/m . Man erhält so eine
besonders gute Verteilung und Haftung der Metallseifen. Zu besonders überraschenden
Ergebnissen in bezug auf die Schwimmfähigkeit auch auf stark bewegten Gewässern
kommt man dadurch, daß die staubgebundenen Perlitekörner in eine Mahleinrichtung
eingeführt werden, in die außerdem die Metallseife oder die Metallseifen eingeführt
werden, so daß in der Mahleinrichtung zugleich mit einer Zerkleinerung die Metallseife-Behandlung
durchgeführt wird, wobei wohl auch auf jungfräuliche Bruchflächen Metallseife gelangt.
Dazu eignen sich grundsätzlich die verschiedensten Mahleinrichtungen. Nach bevorzugter
Ausführungsform der Erfindung ist jedoch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
bezüglich der Mahleinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Stabmühle oder
eine Mahl- und Mischtrommel aufweist, die mit einer Einrichtung zur dosierten Einführung
der Metallseife oder der Metallseifen versehen ist. In solchen Mühlen erfolgt stets
eine besonders innige Durchmischung und auch eine ausreichende Abdeckung aller Perlitekörner
bzw. Vermiculitekörner mit der Metallseife oder den Metallseifen, und zwar auch
bezüglich feinkörnigen Anteile des n # flflr!lfl
ölaufsaugmittels,
mögen diese feinkörnigen Anteile bei der Einführung der Perlitekörner bzw. Vermiculitekörner
in die Mühle schon vorliegen oder erst in der Mühle gebildet werden.
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Als Basismaterial dient bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise
(DE-PS 11 95 220) ein anschließend an das Blä#hen bei einer Temperatur von über
2000 C mit Silikonemulsion (Konzentration ca. 100 - 200 cm3/l Wasser) besprühtes
expandiertes Perlite bzw. Vermiculite. Es ist bekannt, daß bei der Herstellung dieser
Materialien üblicherweise erhebliche Mengen an leichtem Feinstkornstaub entstehen,
die beim Hantieren mit diesem Produkt z, B. beim Ausschütten aus Säcken oft zu unzumutbaren
Belästigungen führt. Erfindungsgemäß wird jedoch das Feinstkorn nicht abgetrennt.
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Bei kontinuierlichen Hydrophobierungsbehandlungen mittels wasserhältigen
Silikonemulsionen hat sich eine dahingehende Praxis herausgebildet, daß der über
2000 warme, aus dem Expandierofen kommende Materialstrom besprüht wird. Diese Maßnahme
hat den Vorteil, daß sowohl das Anmachwasser schnell verdunsten kann als daß auch
zur Erzielung bester Hydrophobierungseigenschaften durch den Einfluß der nachwirkenden
Wärme eine schnelle wünschenswerte Nachaushärtung der Silikone erzielt wird. Es
bestanden in diesem Zusammenhang bisher verständlicherweise dahingehende Vorurteile,
unmittelbar auf bereits mit Silikonen hydrophobiertem und oleophiliertem Perlite
bzw. Vermiculite staubbindende organische Flüssigkeiten aufzubringen, da bekannt
ist, daß derartig präparierte Adsorbentien organische Flüssigkeiten schneller aufsaugen
als unbehandelte. Derartige Befürchtungen waren dahingehend zu verstehen, daß man
annehmen konnte, daß sich derartige staubbindende öle nicht oder nicht lange genug
an der Oberfläche
von Perlite / Vermiculite zwecks Bindung der
feineren Partikel an die gröberen Körner würden halten können. Es ist leicht einzusehen,
daß Binderflüssigkeiten, die schnell zum größten Teil ins Innere der Kapillaren
verziehen, die erwünschte volle Wirksamkeit nicht mehr haben können. Desgleichen
war zu befürchten, daß die Gefahr bestand, daß staubbindende auf heißes Perlite
aufgebrachte öle, selbst bei einer Abkühlung auf ca. 1300 C, eine Schädigung bzw.
eine Schwächung der Staubbindeeigenschaften erleiden könnten.
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- Wie die Erfindung erkannt hat, bestehen diese Befürchtungen überraschenderweise
zu Unrecht.
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Zur Staubbindung von oberflächlich silikonisiertem Perlite eignen
sich im Rahmen der Erfindung insbesondere aliphatische bzw. spezielle paraffinische
Kohlenwasserstoffe. Für eine praktische Anwendung erwiesen sich insbesondere paraffinische
Kohlenwasserstoffe mit einer Viskositätsspanne von ca. 4 - 8 c St als geeignet.
Es können z. B. so auch wassermischbare Kühlschmierstoffe wie Bohröle bzw. Spindelöle,
die neben Mineralölen als Hauptkomponenten auch noch andere Stoffgruppen wie polare
Stoffe, grenzflächenaktive Verbindungen, Emulgatoren, Korrosionsschutzmittel und
andere enthalten können, verwandt werden. Der Siedebereich sollte bei 3000 C - 3600
C, bevorzugt bei 3300 C, liegen. Der Mengenzusatz liegt in der Regel bei ca. 3 -
5 kg/m3. Zur Vermeidung von qualitätsmindernden Verbrennungen - und nicht allein
wegen der besseren Verteilung - sollte auf hinreichende Wasserzusätze beim Aufbringen
auf heißes Perlite nicht verzichtet werden.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen konnte nicht nur durch Bindung
des Feinstkornes die Aufnahmekapazität erheblich gesteigert werden, sondern es konnte
auch durch eine Erhöhung des Hydrophobierungsgrades durch mehrere sich ergänzende
hydrophobe-oleophile
Mittel und damit durch Verbesserung der ölhaltefähigkeit die Einsetzbarkeit auf
stark bewegten Wasserflächen ermöglicht bzw. verbreitert werden. Im folgenden werden
einige wesentliche Eigenschaften des erfindungsgemäßen ölaufsaugmittels, zum Teil
als Versuchsergebnisse, aufgeführt: 1) ölaufnahme: Die ölaufnahmemenge des erfindungsgemäßen
ölaufsaugmittels beträgt ca. 480 - 510 cm3 Heizöl EL pro Liter Binder.
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2) Schüttgewicht: ca. 130 - 150 g/l 3) Korngröße: praktisch zwischen
0 - 4 mm 4) Staubbindung: Beim Ausschütten aus einer Fallhöhe von e 1 m konnte keine
belästigende Staubbildung festgestellt werden.
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5) Rutschfestigkeit: Durch die neue Oberflächenpräparation ergab sich
gegenüber den vergleichbaren bisher bekannten Bindern eine erheblich verbesserte
Rutschfestigkeit.
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6) Schwimmfähigkeit: In der Praxis hat sich ein Prüfverfahren im Labormaßstab
für öl freie und ölgetränkte ölbinder bewährt, wonach mittels definierter Rührmotoren,
quadratischer Flä#chenrührer, definierter Abstände und Umdrehungszahlen auf- und
abgehende Schaukelbewegungen, d. h. größeren windbewegten Wasserflächen vergleichbar,
erzeugt werden. Nach einer derartigen 24-werden Behandlungwerdendie noch nonn tv
/ n re n
schwimmfähigen bzw. abgesunkenen Anteile und evtl, frei
gewordene Öle quantitativ bewertet.
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Derartige 24-Stundenversuche mit erfindungsgemäß hergestelltem Binder
erbrachten im Ergebnis, daß weder abgesunkenes Bindermaterial noch frei gewordenes
öl festgestellt werden konnte.
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7) ölhaltefähigkeit: Zur Prüfung der Ölhaltefähigkeit wurden 500 cm3
mit Heizöl getränktem Ölbinder in einen Zylinder mit Siebplatte eingebracht und
mit einem entsprechenden Stempel von 2 kg Gewicht 2 Stunden beschwert. - Es konnte
nach dieser Zeit kein ausgelaufenes freies Öl festgestellt werden.