DE3037682A1

DE3037682A1 - Verfahren zur herstellung von elastischen schaumstoffen auf basis eines melamin/formaldehyd-kondensationsproduktes

Info

Publication number: DE3037682A1
Application number: DE19803037682
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing.(Grad.) 6942 Moerlenbach Berbner; Gerhard Ing.(Grad.) 6840 Lampertheim Bleckmann; Eduard 6520 Worms Heim; Peter Dipl.-Ing. 6701 Dannstadt-Schauernheim Ketterer; Lothar Ing.(grad.) 6701 Maxdorf Schlemmer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1979-04-17
Filing date: 1980-10-04
Publication date: 1982-05-19

Description

Verfahren zur Herstellung von elastischen Schaumstoffen
auf Basis eines Melamin/Formaldehyd-Kondensationsproduktes (Zusatz zu Patentanmeldung P 29 15 467.4) Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 29 15 467 ist ein Verfahren zur Herstellung von elastischen Schaumstoffen auf Basis eines Melamin/Formaldehyd-Kondensationsproduktes durch Verschäumen einer wäßrigen Lösung oder Dispersion, welche ein Melamin/Formaldehyd-Vorkondensat, einen Emulgator, ein flüchtiges Treibmittel und einen Härter, sowie gegebenenfalls übliche Zusatzstoffe enthält und anschließendes Aushärten des Schaums.
Bei diesem Verfahren ist es wesentlich, daß die wäßrige Dispersion oder Lösung in homogener Form vorliegt. Der -vorliegenden Erfindung lag also die Aufgabe zugrunde, auf wirtschaftliche Weise kontinuierlich eine homogene, knötchenfreie Mischung der Ausgangskomponenten bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße kontinuierliche Verfahren wird in einem Mischaggregat durchgeführt, welches 4 Zonen enthält. Als Mischaggregat dient vorzugsweise eine kämmende, selbstreinigende zwei- oder nehrwellige Schneckenmaschine.
In bezug auf die Art und Menge der Ausgangskomponenten sei auf das Hauptpatent verwiesen.
In der Vormischone A werden räumlich getrennt voneinander zuerst das pulverförmige Melamin/Formaldehyd-Vorkondensat und dann erst Wasser zudosiert, wobei an dieser Stelle 70 bis 98 %, vorzugsweise 80 bis 95 % der Gesamtmenge des Wassers eingesetzt wird. Wird die angegebene Reihenfolge der Dosierung nicht eingehalten, oder man, direkt eine wäßrige Lösung des Vorkondensats zuzugeben, so treten Verklumpungen oder sogar Verstopfungen in den Förderorganen auf, die zu Störungen bzw. einem Ausfall der Förderung führen können. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist am Ende der Vormischzone eine Entgasungsvorrichtung vorgesehen, durch welche die mit dem zudosierten Pulver eingeschleppte Luft entweichen kann. Es hat sich gezeigt, daß es günstig ist, wenn in der Vormischzone das Spiel zwischen Schneckenaußendurchmesser und Gehäuseinnendurchmesser klein ist. Es soll zwischen 0,1 und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,5 mm betragen. Bei zu großem Spiel kann es Schwierigkeiten beim Transport der zudosierten Stoffe geben, bzw. zu Knötchenbildung führen.
An die Vormischzone A schließt sich eine Intensivmischzone B an, in der Vorkondensat und Wasser homogen miteinander vermischt werden. Es hat sich gezeigt, daß die Mischwirkung besonders gut ist, wenn in dieser Zone das Spiel zwischen dem Schneckenaußendurchmesser und dem Gehäuseinnendurchmesser größer ist als in der Zone A, vorzugsweise soll es größer sein als 0,5 mm. Am Ende der Intensivmischzone werden getrennt voneinander das flüssige Treibmittel und eine Lösung des Härters und des Emulgators in dem restlichen Wasser zugegeben. An dieser Stelle können gegebenenfalls auch weitere Zusatz stoffe zudosiert werden, wobei man sie je nach ihrer Löslichkeit mit dem Wasser oder mit dem Treibmittel vermischt. Es ist wesentlich, daß Emulgator und Härter erst in dieser Zone zugegeben werden. Würde man den Emulgator zusammen mit der Hauptmenge des Wassers schon in der Zone A zugeben, so würden bei der Entgasung Schwlerigkeiten auStreten:. Eine vorzeitige Zugabe des Härters führt zu unerwünschter Vernetzung des Vorkondensats.
In der Knetzone C werden dann diese Zusätze in die Lösung des Vorkondensats in Wasser eingemischt, so daß eine homogene Mischung entsteht.
Diese wird in der Austragszone D aus dem Mischaggregat ausgepreßt. In dieser Zone wird ein Gegendruck von 1,1 bis 5,0 bar, vorzugsweise von 2 bis 4 bar aufgebaut. Ein Gegendruck ist notwendig, um eine homogene Verteilung des Treibmittels in der Mischung zu erhalten; der Druck darf jedoch nicht zu hoch sein, da sonst eine zu hohe Rückströmung auftreten kann.
Wesentlich ist, daß die Massetemperatur in der Zone A 309, vorzugsweise 25°C, und in den anderen Zonen 250, vorzugsweise 20 0C nicht übersteigt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Schneckenmaschine gekühlt wird, z.B. über einen Kühlmantel bzw. durch Schneckeninnenkühlung außerdem können zusätzlich die zudosierten Flüssigkeiten vorgekühlt werden. Übersteigt die Temperatur die-angegebenen Werte wesentlich, so kann eine vorzeitige Härtung des Vorkondensats eintreten und man erhält einen spröden Schaum.
In der beigefügten Zeichnung sind die vier Zonen A, B, C und D des Mischaggregats skizziert. 1 bedeutet Zusatz des Vorkondensats, 2 Zusatz des Wassers, 3 die Entgasung von Luft, 4 den Zusatz des Treibmittels, 5 den Zusatz der wS.ßrigen Lösung von Emulgator und Härter, und 6 den Austritt der fertigen Mischung.
Die im Beispiel genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht. Die Zahlen beziehen sich auf die Zeichnung.
Beispiel Zur Herstellung der homogenen, hochkonzentrierten Lösung aus sprühgetrocknetem~Melamin/Formaldehyd-Vorkondensat wurde eine zweiwellige 42 D (D = 53 mm) lange, kämmende, gleichsinnig drehende, selbstreinigende Schneckenmaschine verwendet. Die Maschine war in 4 Zonen unterschiedlichen Radialspiels unterteilt: der Vormischzone (A), der Intensivmischzone (B), einer Knetzone (C) sowie der Auspreßzone (D). Die in der 15 D langen Zone A angeordneten Mischelemente hatten ein Radialspiel von 0,3 mm. Das Radialspiel der in Zone B (12 D lang) angeordneten Misch-und Homogenisierelemente betrug 1 mm. Die gleichmäßige Verteilung der Zusätze in der Mischung erfolgte mit den in Zone C (12 D lang) angeordneten Knetblöcken mit einem Radialspiel von 0.3 mm.
Zur kontinuierlichen Herstellung von 80 kg/h Produkt bei einer Schnecken-Drehzahl von 240 Umdrehungen pro min wurden 66.75 Teile sprühgetrocknetes Melamin/Formaldehyd-Vorkondensat über eine Dosiereinrichtung kontinuierlich der Zone A bei (1) zugeführt. rm Abstand von 3.5 D von der Zugabestelle des Vorkondensats wurden 15.35 Teile Wasser von OOC bei (2) kontinuierlich über eine Pumpe zudosiert. über die, ca. 10 D von der Einzugsöffnung (1) entfernte Entgasungsöffnung (3) wurde durch Anlegen eines Drucks von 150 - 200 mbar die dem Kondensat anhaftende Luft ohne Beeinträchtigung des Mischungsverhältnisses entfernt. Am Ende der Intensivmischzone wurden bei 65) 5.4 Teile auf OOC gekühlte Lösung zudosiert.
Die Lösung bestand zu 32 % aus Wasser zu 46 % aus einem handelsüblichen Emulgator (K 30 der BASF) und zu 22 % aus einer 85%-igen Härter-Lösung (Ameisensäure).
Getrennt von der Lösungszugabe wurden ebenfalls am Ende der Zone B bei (4) 12.5 Teile Treibmittel (Pantan) über eine Kolbenpumpe zudosiert. Die Temperatur des Treibmittels lag bei -500C.
Die Gehäuse der Zonen A, B, C und D wurden mittels einer Solekühlung über 2 Kälteaggregate mit einer GesamtkElteleistung von 7.5 kW gekühlt. Die Temperatur der Sole am Eintritt in die Gehäuse betrug -17 0C; die Mengenströme 10.2 bzw. 8.8 kg/min. Dabei betrugen die Massetemperaturen in der. Zone A 250C, in Zone B 200C, in Zone C 160C und in der Austragszone (Produktaustrittstemperatur) 140C.
Zur Beurteilung der Mischgüte wurde die maximale Teilchengröße mit einem Grindameter bestimmt. Die maximale Teilchengröße lag unter 201um.
Zeichn.
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Claims

Patent ansprüche Verfahren zur Herstellung von elastischen Schaumstoffen auf Basis eines Melamin/Formaldehyd-Kondensationsproduktes durch Verschäumen einer wäßrigen Lösung oder Dispersion, welche ein Melamin/Formaldehyd-Vorkondensat, einen Emulgator, ein flüchtiges Treibmittel und einen Härter, sowie ggf. übliche Zusatzstoffe enthält, und anschließendes Aushärten des Schaums nach Patentanmeldung P 29 15 467, dadureh gekennzeichnet, daß man die wäßrige Lösung oder Dispersion durch kontinuierliches Vermischen der Ausgangskomponenten in einem Mischaggregat, welches eine Vormischzone A, eine Intensivmischzone B, eine Knetzone C und eine Auspreßzone D aufweist, folgendermaßen herstellt: in die Vormischzone A werden räumlich getrennt voneinander zuerst das pulverförmige Melamin/Formaldehyd-Vorkondensat und dann 70 bis 98 % der Gesamtmenge des Wassers zudosiert; in der Intensivmischzone B werden Vorkondensat und Wasser homogen miteinander vermischt, und am Ende dieser Zone werden räumlich getrennt voneinander das flüssige Treibmittel und eine Lösung des Härters und des E.mulgators, ggf. zusammen mit weiteren Zusatzstoffen in dem restlichen Wasser zugegeben; in der Knetzone C werden diese Zusätze homogen in der Mischung verteilt; in der Austragszone D wird bei einem Gegendruck von 1.1 bis 5.0 bar die Mischung ausgepreßt; wobei in die Massetemperatur der Mischung in der Zone A 300C, in den anderen Zonen 250 nicht übersteigen darf.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischaggregat eine kämmende, selbstreinigende zwei- oder mehrwellige Schneckenmaschine verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Vormischzone A durch eine Entgasungsvorrichtung die mit dem zudosierten Pulver eingeschleppte Luft entweichen kann.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vormischzone A das Spiel zwischen Schneckenaußendurchmesser und Gehäuseinnendurchmesser zwischen 0,1 und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,5 mm beträgt, und daß in der Intensivmischzone B dieses Spiel größer als in der Vormischzone, vorzugsweise größer als 0,5 mm ist.