DE4312036A1 - Verfahren zum Herstellen von FCKW-freien Polyurethan-Schaumstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von FCKW-freien Polyure­ than-Schaumstoffen unter Eindosieren eines beim Verdampfen ein mit Luftsauer­ stoff gegebenenfalls explosives Gemisch bildenden Treibmittels, wie z. B. Pentan, Butan, Hexan, in mindestens eine der Reaktionskomponenten.

Im Hinblick auf ihre Umweltschädlichkeit hat man die FCKW-haltigen Treibmittel für die Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen aus Polyol und Isocyanat durch umweltfreundlichere, wie z. B. Pentan, Butan oder Hexan, ersetzt.

Bei der Herstellung von Formteilen in Schäumformen oder Ausschäumen von Ge­ häusen, beispielsweise Kühlschrankgehäusen, in Stützformen werden bei der Schaumbildung Zellen durch Reibung an der Wandung völlig zerstört oder Oberflä­ chenblasen platzen auf. Das dadurch freiwerdende Treibgas kann mit dem über dem aufsteigenden Schaum vorhandenen Luftsauerstoff noch innerhalb des Formhohlrau­ mes ein explosives Gemisch bilden. Da einerseits bei solchen Kühlschrankgehäusen die Kunststoff-Inliner sich beim Hantieren elektrostatisch aufladen, andererseits das flüssige Schaumgemisch elektrisch leitend ist, kann es zwischen Inliner und aufstei­ gendem Schaum zu einer Büschelentladung kommen. Es besteht somit Explosions­ gefahr.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Explosionsgefahr bzw. die Bildung von explosionsfähigen Gemischen zu vermeiden.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß dem chemischen System ein Inertgas in einer eine explosive Treibmittel/Sauerstoff-Konzentration vermeidenden Menge zugegeben wird.

Dadurch wird erreicht, daß bei der Schaumbildung aus zerstörten Zellen - gleichzei­ tig mit dem Treibgas - Inertgas entweicht, wobei das Treibgas sozusagen in das Inertgas eingepackt und/oder von ihm überlagert wird. Auf diese Weise wird eine Gemischbildung zwischen Treibgas und Luft unterbunden, so daß die Bildung eines explosiven Gemisches innerhalb des Formhohlraumes ausgeschlossen ist. Als Inert­ gas eignen sich Stickstoff, Kohlendioxid sowie Edelgase, deren Verwendung aber zu unwirtschaftlich sein dürfte. Stickstoff ist zwar geringfügig leichter als Luft; wegen des geringen Auftriebes aber bleibt die Schutzwirkung über ausreichende Zeit erhal­ ten. Die Luft bzw. nach der Luft das Treibgas-Inertgas-Gemisch, welches, während der Schaum aufsteigt, aus den Entlüftungsöffnungen entweicht, wird mittels explo­ sionssicheren Absaugvorrichtungen entsorgt.

Im Prinzip ist es gleichgültig, wie und wann das Inertgas in das chemische System eingegeben wird. Wichtig ist nur, daß es darin möglichst ebenso homogen verteilt ist wie das Treibmittel, um später im Schaumstoff überall in ausreichender Menge vor­ handen zu sein. Es ist allgemein üblich, das Treibmittel dem Polyol zuzusetzen; es kann aber auch der Isocyanat-Komponente zugegeben werden.

Vorzugsweise werden dem Gemisch aus Reaktionskomponente und Treibmittel 10 bis 1000 Vol.-% Inertgas zugesetzt, und zwar bezogen auf Atmosphärendruck (1 bar) und Raumtemperatur (20°C). D. h. volumetrisch ist bis zu zehnmal soviel Inertgas vorhanden wie Flüssigkomponente.

Es hat sich gezeigt, daß eine Inertgaszugabe in dieser Größenordnung der Aufgaben­ stellung gerecht wird, wobei die im Einzelfall zuzugebende Inertgasmenge von solchen Faktoren wie die Formhohlraum-Geometrie abhängig ist.

Vorzugsweise wird das Inertgas nach dem Eindosieren des Treibmittels in eine der Reaktionskomponenten in einem zweiten Schritt dieser Reaktionskomponente zu­ dosiert.

Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise Treibmittel und Inertgas besonders gut verteilt werden, damit sich der gewünschte mikrozellulare Schaumstoff ausbildet.

Es ist aber durchaus möglich, daß das Inertgas vor dem Treibmittel in die Reaktionskomponente eingegeben wird oder mit ihm gleichzeitig eingebracht wird.

Wenn die Zugabe gleichzeitig und zusammen erfolgen soll, dann muß sich das Treibmittel im gasförmigen Zustand befinden.

Es ist auch möglich, beiden Flüssigkomponenten, d. h. Polyol und Isocyanat, Inertgas zuzugeben.

Herkömmliche Schäumanlagen lassen sich ohne Schwierigkeiten auf das neue Ver­ fahren umrüsten, indem man z. B. in die Zuleitung der Reaktionskomponente zum Arbeitsbehälter ein Mischorgan, z. B. einen Eindüsungsblock oder/und einen Rührer oder/und einen Statik-Mischer, integriert, in welches die Inertgaszuführung mündet, mittels welcher von einem Vorratsbehälter das Inertgas über ein Dosierorgan in den Mischer gelangt.

Aber auch eine Inertgaszugabe auf der Druckseite, d. h. hinter der Dosierpumpe, ist möglich, wenn es darum geht, besonders viel Inertgas einzumischen. Auch eine zweistufige, d. h. saug- und druckseitige, Inertgaszugabe ist möglich.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen von FCKW-freien Polyurethan-Schaumstoffen unter Eindosieren eines beim Verdampfen ein mit Luftsauerstoff gegebenen­ falls explosives Gemisch bildenden Treibmittels, wie z. B. Pentan, Butan, Hexan, in mindestens eine der Reaktionskomponenten, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem chemischen System ein Inertgas in einer eine explosive Treibmittel/Sauerstoff-Konzentration vermeidenden Menge zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch aus Reaktionskomponente und Treibmittel 10 bis 1000 Vol.-% Inertgas zugesetzt werden, und zwar bezogen auf Atmosphärendruck (1 bar) und Raumtempera­ tur (20°C).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas nach dem Eindosieren des Treibmittels in eine der Reaktionskomponenten in einem zweiten Schritt dieser Reaktionskomponente zudosiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas vor dem Treibmittel in die Reaktionskomponente eingebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas gleichzeitig mit dem Treibmittel eingebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Reaktionskomponenten Polyol und Isocyanat jeweils 10 bis 1000 Vol.-% Inertgas zugesetzt werden, und zwar bezogen auf Atmosphä­ rendruck (1 bar) und Raumtemperatur (20°C).