DE4410193A1

DE4410193A1 - Verfahren zur Abdichtung von porösen Gegenständen

Info

Publication number: DE4410193A1
Application number: DE4410193A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Uwe Dr Koch; Heidi Mich
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1994-03-24
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 1995-09-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdichtung von porösen Gegenständen, insbesondere von Metallguß- und Sintermetallteilen, unter Verwendung einer wasserlösliche Bestandteile enthaltenden kalt- oder warmhärtenden Imprägnierflüssigkeit. Die Erfindung richtet sich insbesondere auf die Aufarbeitung und Verwertung des im Rahmen üblicher Imprägnierprozesse unter Verwendung der genannten Imprägnierflüssigkeit anfallenden wäßrigen Spülmediums.

Poröse Gegenstände, insbesondere Metallgußteile oder Sintermetallteile werden häufig mit einem Imprägniermittel versiegelt. Dies ist notwendig, um die Gegenstände widerstandsfähig gegen Flüssigkeits- oder Gasdruck zu machen, wie er im Gebrauch, zum Beispiel bei Motor- oder Getriebeteilen, auftritt. Durch die Imprägnierung sollen einerseits an der Oberfläche des zu imprägnierenden Gegenstands befindliche Poren gefüllt und andererseits durchgehende Poren sicher verschlossen werden. Insbesondere die letzteren verursachen bei ungenügendem Verschluß Leckagen, die zu einem Ausfall des entsprechenden Teils im Betrieb führen.

Zum Füllen und Verschließen der genannten Poren eignet sich sowohl die Kaltimprägnierung als auch die Warmimprägnierung. Die Kaltimprägnierung umfaßt das Füllen der Poren mit einem härtbaren Monomerengemisch und eine anschließene Oberflächenbehandlung mit einem Katalysator oder durch Füllen der Poren mit einer an Luft inhibierten Imprägnierflüssigkeit und Aushärten unter Luftausschluß. Bei der Warmimprägnierung werden die Poren mit einem warmhärtenden Imprägniermittel gefüllt und in der Wärme, üblicherweise im Wasserbad, ausgehärtet. Bezüglich der Imprägnierverfahren wird beispielhaft auf die EP-A 04 21 567, EP-A 01 01 267, DE-OS 27 18 770 und DE 19 26 126 verwiesen.

Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß zunächst die Poren mit einer Imprägnierflüssigkeit gefüllt werden. Vorzugsweise erfolgt die Imprägnierung in einer Vakuum- Imprägnieranlage; in einigen Fällen wird auch eine Imprägnierung unter vermindertem Druck begonnen und bei erhöhtem Druck beendet. An die eigentliche Imprägnierung schließt sich ein Spülvorgang an, wobei an der Oberfläche des imprägnierten Gegenstands anhaftende Imprägnierflüssigkeit unter Verwendung eines Spülmediums, meistens Wasser, abgewaschen wird. An die Waschstufe schließt sich die Härtung der in den Poren befindlichen Imprägnierflüssigkeit an.

Das Abwaschen der Imprägnierflüssigkeit von der Oberfläche bereitet häufig Probleme: Die Imprägnierflüssigkeit darf einerseits nicht zu gut wasserlöslich sein, da sonst auch die Poren freigewaschen werden, und andererseits muß die Imprägnierflüssigkeit möglichst vollständig von der Oberfläche des Gegenstands abwaschbar sein, damit sich kein ausgehärteter Harzfilm auf der Oberfläche des Gegenstands bildet. Schwierige Oberflächen sind insbesondere Präzisionsbohrungen und Gewindebohrungen; insbesondere in letzteren führen Harzrückstände beim Eindrehen einer Schraube zum Platzen der Gewindebuchse.

Durch die Bereitstellung neuer Imprägnierflüssigkeiten, etwa einer solchen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 43 27 862.0 beschrieben wird, konnte das Problem der Abwaschbarkeit gut gelöst werden. Die zuvor genannte Imprägnierflüssigkeit basiert auf einer Kombination aus in Wasser relativ gut löslichen (Meth)acrylaten, ethylenisch ungesättigen Monomeren mit einem C₈- bis C₂₀-Alkylrest und einem Tensid; eine warmhärtende Imprägnierflüssigkeit auf der genannten Basis enthält zusätzlich Radikalbildner.

Imprägnierflüssigkeiten der letztgenannten Art, welche besonders gut von den damit imprägnierten Gegenständen abwaschbar sind, führen infolge der teilweisen Löslichkeit wichtiger härtbarer Monomerer in Wasser zu einem Problem bei der Aufarbeitung und Entsorgung des gebrauchten Spülmediums und Wiederverwendung von darin enthaltenen Wertstoffen sowie des Wassers. Beim Abwaschen der imprägnierten Gegenstände reichern sich Bestandteile der Imprägnierflüssigkeit im Spülmedium an. Während bei den früher verwendeten, nicht problemfrei abwaschbaren Imprägnierflüssigkeiten das gebrauchte Spülwasser unter Verwendung eines Koaleszers leicht in eine wäßrige Phase und eine alle wesentlichen Bestandteile der Imprägnierflüssigkeit enthaltende organische Phase getrennt werden konnte, bereitet eine solche Trennung bei den besonders gut abwaschbaren Imprägnierflüssigkeiten große Probleme. Das gebrauchte Spülmedium weist in dem letzten Fall wegen seines Gehalts an zumindest teilweise wasserlöslichen Monomeren einen hohen CSB-Wert (= chemischer Sauerstoffbedarf) auf und kann somit nicht einem Vorfluter zugeführt oder als Spülmedium wiederverwendet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, die an sich bekannten Imprägnierverfahren dahingehend zu verbessern, daß unter Verwendung gut abwaschbarer und damit in Wasser teilweise löslicher Imprägnierflüssigkeiten das gebrauchte wäßrige Spülmedium in einfacher Weise aufgearbeitet werden kann, so daß das aufgearbeitete Spülwasser problemlos entsorgt oder vorzugsweise als Spülmedium wiederverwendet werden kann. Die im Rahmen der Aufarbeitung des gebrauchten Spülmediums anfallenden organischen Bestandteile aus der Imprägnierflüssigkeit sollten vorzugsweise in einer Form erhältlich sein, welche eine Wiederverwendung zur Herstellung der Imprägnierflüssigkeit ermöglicht.

Gefunden wurde ein Verfahren zur Abdichtung von porösen Gegenständen, insbesondere von Metallguß- oder Sintermetallteilen, unter Verwendung einer in Wasser lösliche Bestandteile enthaltenden kalt- oder warmhärtenden Imprägnierflüssigkeit, umfassend Imprägnieren der porösen Gegenstände mit der Imprägnierflüssigkeit in einer Imprägniervorrichtung, ein- oder mehrstufiges Abspülen anhaftender Imprägnierflüssigkeit von den imprägnierten Gegenständen unter Verwendung eines wäßrigen Spülmediums und Aushärten der abgespülten imprägnierten Gegenstände unter an die Imprägnierlösung angepaßten Bedingungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das gebrauchte Spülmedium einer ein- oder mehrstufigen Umkehrosmoseeinrichtung zuführt und dort in ein den größten Teil der im Spülmedium enthaltenen Bestandteile der Imprägnierflüssigkeit enthaltendes Retentat und ein von Bestandteilen der Imprägnierflüssigkeit weitgehend befreites wäßriges Permeat, auftrennt, das Permeat entweder der Abwasserentsorgung zuführt oder als Spülmedium verwendet und das Retentat entweder entsorgt oder zwecks Wiederverwendung als Imprägnierflüssigkeit aufarbeitet.

Die weiteren Ansprüche richten sich auf bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei der Umkehrosmose handelt es sich um ein druckbetriebenes Membranverfahren, mit dem die im gebrauchten Spülmedium enthaltenen wasserlöslichen und feinst emulgierten organischen Substanzen der Imprägnierflüssigkeit vom Lösungsmittel, also üblicherweise Wasser, zumindest teilweise abgetrennt werden. Verfahrensbestimmender Teil einer Umkehrosmoseeinrichtung ist eine porenfreie Lösungs-Diffusions-Membran.

Eine Umkehrosmoseeinrichtung umfaßt einen Behälter mit einer oder üblicherweise mehreren darin in Form von Modulen angeordneten Membranen. Auf der einen Seite der Membran befindet sich die zu behandelnde Lösung, auch als Retentat oder Konzentrat bezeichnet, auf der anderen Seite das durch die Membran permeierte Lösungsmittel zusammen mit gleichfalls permeierten gelösten Stoffen - üblicherweise als Permeat bezeichnet. Die Umkehrosmoseeinrichtung umfaßt ferner eine Vorrichtung, etwa eine Pumpe oder Druckgasflasche, um einen ausreichend hohen hydrostatischen Druck über der Retentatseite aufzubauen, ferner Vorrichtungen zum Zuführen der zu behandelnden Lösung und Abführen des Konzentrats aus der Retentatseite des Behälters sowie Vorrichtungen zum Abführen des Permeats aus der Permeatseite des die Membran enthaltenden Behälters. Solange die hydrostatische Druckdifferenz zwischen der Retentat- und Permeatseite größer ist als die osmotische Druckdifferenz auf beiden Seiten der Membran, tritt ein Volumenfluß auf, wobei Lösungsmittel und ggf. geringe Anteile darin gelöster Stoffe der konzentrierten Phase (Retentat) durch die Membran in die verdünntere Phase (Permeat) gelangen.

Die Verwendung der Umkehrosmose zur Trennung organisch- wäßriger Lösungsmittel ist an sich bekannt - siehe R. Rautenbach und I. Janich in Chem. Eng. Process 23 (1988) 67-75. Die Verwendung der Umkehrosmose im Rahmen eines Imprägnierverfahrens zur Abdichtung poröser Gegenstände ist bisher nirgends angeregt worden. Durch Integration einer Umkehrosmosebehandlung des gebrauchten Spülmediums, also üblicherweise des gebrauchten Spülwassers, ist es möglich, bezüglich der Abwaschbarkeit verbesserte Imprägnierflüssigkeiten zu verwenden, ohne daß es zu den üblichen Problemen bei der Abwasserentsorgung kommt.

Einen wesentlichen Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit des Betriebs der Umkehrosmoseeinrichtung hat die Auswahl der Membran. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Imprägnierflüssigkeit und der Konzentration derselben in dem gebrauchten Spülmedium zeigen handelsübliche Membranen sehr unterschiedliche spezifische Permeatflüsse. Bedingt durch eine mehr oder weniger starke Quellung der Membran durch anwesende Bestandteile, kann es während des Betriebs zu einem Abfall des Permeatflusses und zusätzlich zu einer Minderung der Selektivität, mit welcher die organischen Bestandteile auf der Retentatseite der Membran zurückgehalten werden, kommen. Unter den im Handel erhältlichen Umkehrosmosemembranen eignen sich insbesondere solche auf der Basis eines Polysulfons, etwa eines sulfonierten oder ethermodifizierten Polysulfons, sowie eines Polyamids, insbesondere aromatischen Polyamids. Besonders bevorzugt werden sogenannte Composite-Membranen, insbesondere Polyamid-Polysulfon-Composite-Membranen.

Zur Auswahl einer für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Membran wird der Fachmann orientierende Versuche durchführen, wobei sowohl der Fluß als auch die Selektivität gegenüber derjenigen in der Imprägnierflüssigkeit anwesenden härtbaren Komponente, welche das niedrigste Molekulargewicht aufweist, untersucht werden. Eine solche Untersuchung ist zweckmäßig, weil die Wirksamkeit einer Membran nicht nur von dem verwendeten Polymermaterial, sondern auch von der Art der Herstellung abhängen kann. Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung des Flusses und des Rückhalts nach einer drei- oder mehrtägigen Einlagerung der Membran in eine 20 gew.-%ige Emulsion der Imprägnierflüssigkeit: Der Rückhalt der niedrigst molekularen Komponente der Imprägnierflüssigkeit soll nach 3-tägiger Einlagerung der Membran in eine 20-gew.-%ige wäßrige Emulsion der Imprägnierflüssigkeit mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 60%, betragen.

In der erfindungsgemäß zu verwendenden ein- oder mehrstufigen Umkehrosmoseeinrichtung werden Flachmembranen oder Schlauchmembranen eingesetzt, und zwar in Form von Modulen, welche in einem kleinen Bauvolumen eine hohe wirksame Membranfläche unterzubringen gestatten. Die Flachmembranen, welche stets eine poröse Unterlage als Stützschicht aufweisen, werden insbesondere in Form sogenannter Plattenmodule und Wickelmodule angeordnet. Schlauchmembranen sind üblicherweise in Form von Rohrmodulen, Kapillarmodulen und Hohlfasermodulen ausgebildet.

Die Auftrennung des Spülmediums in ein Permeat und das Retentat erfolgt bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes und unterhalb der Temperatur, bei welcher Bestandteile der Imprägnierflüssigkeit polymerisieren können. Üblicherweise erfolgt die Behandlung bei einer Temperatur zwischen 10 und 30°C. Die zwischen der Retentat- und Permeatseite einzustellende Druckdifferenz liegt oberhalb des osmotischen Drucks und unterhalb der vom Membranhersteller angegebenen maximalen Druckdifferenz; üblicherweise wird eine Druckdifferenz zwischen 10 und 70 bar, insbesondere zwischen 30 und 50 bar, eingestellt.

Sofern eine einstufige Behandlung in der Umkehrosmoseeinrichtung nicht zu einem Permeat mit ausreichend niedrigem Gehalt an wasserlöslichen Komponenten führt, ist es zweckmäßig, das Permeat einer ersten Umkehrosmosestufe einer zweiten Umkehrosmosestufe zuzuführen und das bezüglich organischer Komponenten weiter abgereicherte Permeat der zweiten Stufe zu entsorgen oder vorzugsweise wieder als Spülbadmedium zu verwenden; das Retentat der zweiten Umkehrosmosestufe wird zweckmäßigerweise in die erste Umkehrosmosestufe zurückgeführt. Es ist möglich, die beiden Stufen in der gleichen Anlage hintereinander durchzuführen, indem das Permeat und Retentat der ersten Stufe zwischengelagert werden. Bei entsprechend großem Anfall an gebrauchtem Spülmedium werden aber vorzugsweise zwei oder mehr Umkehrosmoseeinrichtungen direkt hintereinander geschaltet und nebeneinander betrieben.

Der Aufbau einer diskontinuierlich betriebenen Umkehrosmoseanlage folgt aus der Fig. 1. Die Anlage umfaßt: Die eigentliche Umkehrosmosevorrichtung (1), worin in schematischer Darstellung (2) für die Membran, (3) für den Retentatraum und (4) für den Permeatraum stehen. Der Vorratsbehälter (5) nimmt das über Leitung (8) zugeführte gebrauchte Spülwasser auf, das über Leitung (9) und eine Hochdruckpumpe (7) der Umkehrosmoseeinrichtung (1) zugeführt wird. Das Retentat (= Konzentrat) wird über Leitung (10) in den Behälter (5) zurückgeführt, das Permeat über Leitung (11) in den zweiten Behälter (6). Aus dem Behälter (6) wird das Permeat entweder über Leitung (12) dem Spülbad oder, soweit das Permeat ein zweites Mal über die Umkehrosmoseeinrichtung geführt wird, über Leitung (13) dem Behälter (5) zugeführt. Die Konzentratabnahme aus Behälter (5) erfolgt über Leitung (14).

Der Aufbau einer kontinuierlich betriebenen zweistufigen Umkehrosmoseanlage folgt aus Fig. 2, worin bedeuten: (15) Spülbad zum Abwaschen der imprägnierten porösen Teile; (20) und (26) Umkehrosmoseeinrichtungen; (17) Einspeisepumpe; (18) und (25) Hochdruckpumpen. Das gebrauchte Spülwasser wird über Leitung (16) und Einspeisepumpe (17), Hochdruckpumpe (18) und Leitung (19) in die erste Umkehrosmoseeinrichtung (20) geleitet. Über Leitungen (21) und (19) sowie die Pumpe (18) wird das Retentat erneut (20) zugeführt, um über der Membran eine Querströmung aufrechtzuerhalten. Das Permeat aus (20) wird über Leitung (24) und die Hochdruckpumpe (25) der zweiten Umkehrosmoseeinrichtung (26) zugeführt. Das Retentat aus (26) wird über Leitung (27) und (23) wieder der ersten Umkehrosmosestufe zugeführt. Das Permeat aus (26) gelangt über Leitung (28) direkt zurück in das Spülbad. Das Konzentrat aus der ersten Umkehrosmosestufe wird über Leitung (22) abgezogen. Frische Spülflüssigkeit zum Ausgleich von Verlusten aus dem Konzentrataustrag und Flüssigkeitsaustrag mit den gespülten Gegenständen wird über Leitung (29) zugeführt.

Als Imprägnierflüssigkeit für das erfindungsgemäße Verfahren kommen insbesondere solche auf der Basis von (Meth)acrylaten in Frage, worunter Acrylate, Methacrylate und Copolymere von Acrylaten und Methacrylaten verstanden werden. Auch Imprägnierflüssigkeiten auf der Basis anderer härtbarer Polymerer oder Polymergemische mit wasserlöslichen Bestandteilen sind dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglich. Imprägniermedien auf (Meth)acrylatbasis werden bevorzugt, weil sie keine leicht flüchtigen Anteile enthalten, so daß es während der verschiedenen Arbeitsschritte des Imprägnier-, Abwasch- und Härtungsvorgangs sowie der erfindungsgemäßen Behandlung des gebrauchten Spülmediums zu keiner Belastung der Raumluft mit organischen Bestandteilen kommt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Imprägnierflüssigkeit eine solche auf Methacrylatbasis verwendet, welche als wesentliche Komponenten in Wasser zumindest zum Teil lösliche (Meth)acrylate, ethylenisch ungesättigtes Monomer mit einem C₈- bis C₂₀-Alkylrest und Tensid sowie bei Bedarf Zusatzstoffe aus der Reihe der Vernetzer, Weichmacher und Radikalbildner und Inhibitoren enthält. Gemäß der eingangs genannten DE-Patentanmeldung P 43 27 862.0 enthalten gut abwaschbare Imprägnierflüssigkeiten 50 bis 85 Gew.-% in Wasser zumindest zum Teil lösliches (Meth)acrylat, wobei die Löslichkeit mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise über 20 Gew.-%, betragen soll, 4 bis 40 Gew.-% ethylenisch ungesättigtes Monomer mit C₈- bis C₂₀-Alkylrest und 4 bis 40 Gew.-% Tensid. Als fakultative Bestandteile können diese Flüssigkeiten zusätzlich enthalten: bis zu 5 Gew.-% copolymerisierbare Monomere, bis zu 30 Gew.-% Vernetzer sowie Radikalbildner in einer Menge bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-%, und Inhibitor in wirksamer Menge, um eine vorzeitige Polymerisation zu verhindern.

Zu den in Wasser zumindest zum Teil löslichen (Meth)acrylaten gehören insbesondere (Meth)acrylester niedriger Polyalkoxyverbindungen sowie Aminoalkyl(meth)acrylate. Bevorzugte Verbindungen dieser Stoffklassen sind Hydroxyethyl(meth)acrylat, Di-, Tri- und Tetraethylenglykol(meth)acrylat und Hydroxypropylacrylat. Unter den ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einem C₈- bis C₂₀-Alkylrest sind vorzugsweise C₁₀- bis C₁₄-Ester der (Meth)acrylsäure mit typischer homologer Verteilung des Alkylrests zu nennen; Einzelbeispiele sind Laurylmethacrylat, Dodecylacrylat, Decylacrylat und Decylmethacrylat. Unter den Vernetzern sind beispielsweise Divinylbenzol, Maleinsäurediallylester, Mono-, Di-, Tri- und Tetraethylenglykol(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat und Trimethylolpropantri(meth)acrylat zu nennen. Bei den Tensiden handelt es sich vorzugsweise um anionische oder nicht-ionische Tenside. Wärmehärtbare Imprägnierflüssigkeiten enthalten als Radikalbildner insbesondere Azo-Verbindungen, wie 2,2-Azo-bis- isobutyronitril und peroxidische Katalysatoren, wie Methylethylketonperoxid. Zwecks Verhinderung einer vorzeitigen Polymerisation enthalten solche Systeme zusätzlich auch übliche Inhibitoren, insbesondere Chinon- Verbindungen.

Üblicherweise werden die Poren des porösen Gegenstands durch Tauchen in die Imprägnierflüssigkeit und Anlegen eines Vakuums (meist etwa 1 bis 3 mbar über etwa 5 Minuten) gefüllt. Zum Abspülen der außen an dem zu imprägnierenden Gegenstand anhaftenden Imprägnierflüssigkeit wird dieser in das Spülmedium, üblicherweise Wasser, getaucht und wieder herausgenommen. Nach mehrmaligem Tauchen, was unter Verwendung eines einzigen oder mehrerer Spülbäder erfolgen kann, ist die außen anhaftende Imprägnierflüssigkeit entfernt. Anschließend wird der Gegenstand bei Warmhärtung in einem Ofen oder vorzugsweise einem heißen Wasserbad bei einer Temperatur von meistens über 70°C, bevorzugt um 90°C, behandelt, wobei die in den Poren befindliche Imprägnierflüssigkeit innerhalb etwa 10 bis 15 Minuten aushärtet.

Das gebrauchte Spülmedium läßt sich unter Verwendung einer ein- oder mehrstufigen Umkehrosmoseeinrichtung in ein von Imprägnierflüssigkeitsbestandteilen weitgehend befreites Permeat und ein Imprägnierflüssigkeitsbestandteile in konzentrierterer Form enthaltendes Retentat überführen. Im allgemeinen weist das Permeat, insbesondere nach zweistufiger Behandlung, nur einen geringen Anteil an organischen Bestandteilen auf, so daß es problemlos einer Klärstufe oder einem Vorfluter zugeführt werden kann. Es ist jedoch ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß das Permeat teilweise oder vorzugsweise vollständig als frisches Spülmedium wiederverwendet werden kann. Auf diese Weise werden Kosten für die Entsorgung hochbelasteten Abwassers vermieden.

Der Konzentrierungsfaktor der im gebrauchten Spülmedium enthaltenen organischen Bestandteile im Retentat richtet sich nach den Betriebsbedingungen: Der Konzentrierungsfaktor wird durch die Selektivität, mit welcher niedermolekulare organische Bestandteile durch die Membran zurückgehalten werden können und die tolerable Konzentration an diesen Stoffen im Permeat bestimmt. Es ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß das gebrauchte Spülmedium in einer ein- oder vorzugsweise mehrstufigen Umkehrosmoseeinrichtung in ein weitgehend wasserfreies Retentat und ein als Spülmedium wiederverwendbares Permeat aufgetrennt werden kann. Das Retentat kann nach Aufstockung des mit dem Permeat ausgetragenen geringen Anteils an wasserlöslichen Bestandteilen wieder als Imprägnierflüssigkeit verwendet werden. Der Gesamtprozeß ist damit im wesentlichen frei von einem Abwasseranfall und Kosten für dessen Entsorgung.

Sofern dies erwünscht ist, kann die Umkehrosmosebehandlung auch nur bis zum Erhalt eines Retentats mit einem Gehalt an organischen Komponenten im Bereich von beispielsweise 10 bis 30 Gew.-% betrieben und das Retentat durch einfache Phasentrennung in eine organische und eine wäßrige Phase getrennt werden. Die organische Phase enthält hierbei die in Wasser nicht oder nur wenig löslichen Stoffe aus der Imprägnierflüssigkeit. Diese organische Phase kann unmittelbar zur Herstellung von Imprägnierflüssigkeit eingesetzt werden. Aus der nach der Phasentrennung erhaltenen wäßrigen Phase läßt sich mittels Umkehrosmose oder unter Verwendung üblicher Methoden, etwa Destillation unter vermindertem Druck, der in Wasser lösliche Teil der Imprägnierflüssigkeit zurückgewinnen und zur Herstellung der Imprägnierflüssigkeit wiederverwenden.

Beispiele

Die nachfolgenden Untersuchungen werden unter Verwendung einer Imprägnierflüssigkeit durchgeführt, welche im wesentlichen enthält: 70 Gew.-% 2-Hydroxyethylmethacrylat (= HEMA), 20 Gew.-% Laurylmethacrylat, 10 Gew.-% C₈- bis C₁₂-Alkylphenolpolyethylenglykolether und zusätzlich 1000 ppm 2,2′-Azobisisobutyronitril als Radikalbildner und 250 ppm Hydrochinonmonomethylether als Inhibitor (ppm = parts per million = Teile pro 10⁶ Teile) . Die Imprägnierflüssigkeit ist wegen ihres hohen Gehalts an 2-Hydroxyethylmethacrylat sehr gut abwaschbar.

Beispiele 1 bis 5

In einer Versuchszelle mit einer darin eingespannten Membran werden der spezifische Fluß (1/m²·h) und das Rückhaltevermögen an HEMA in % der Membran

unter Verwendung einer 5 Gew.-% Imprägnierflüssigkeit enthaltenden wäßrigen Emulsion vor und nach mehrtägiger Einlagerung der Membran in einer 20 gew.-%igen Emulsion untersucht.

Die erhaltenen Ergebnisse unter Verwendung unterschiedlicher Membranen folgen aus der Tabelle 1.

Tabelle 1

Fluß und Rückhaltevermögen verschiedener Membranen

Beispiel 6

In einer mit der Membran D (Celfa DRA 9820) ausgestatteten Zelle wurden der Konzentrationsfaktor und die Konzentration an HEMA als niedrigstmolekularer wasserlöslicher härtbarer Komponente im Permeat untersucht. Bedingungen: Die Membran war zuvor 25 Tage bei 20°C eingelagert; 375 ml Testemulsion 5%ig (die HEMA-Konzentration (W_HEMA) der Zufuhr betrug somit 3,5 Gew.-%); p = 40 bar; T = 20°C. Die Ergebnisse folgen aus Tabelle 2.

Tabelle 2

Die Versuche zeigen, daß die HEMA-Konzentration etwa geradlinig mit zunehmendem Permeatvolumen zunimmt. Bei einer Aufkonzentrierung um den Faktor 2 gelangt unter den Untersuchungsbedingungen mit etwa 0,7% HEMA ein Fünftel des gesamten HEMA auf die Permeatseite. Um eine geringere HEMA-Konzentration im Permeat zu erzielen, ist eine zweite Trennstufe zweckmäßig.

Beispiel 7

In einer Versuchsanlage gemäß Fig. 1, mit 50 l Vorratsbehältern und einem mit Celfa DRC 9820-Membranen ausgestatteten Plattenmodul (DDS) wurden 50 l einer 5 Gew.-% Imprägnierflüssigkeit enthaltende wäßrige Emulsion bei p = 40 bar und 21°C getrennt. Die Ergebnisse bei einstufiger Umkehrosmose folgen aus Tabelle 3.

Tabelle 3

Beispiel 8

Das Permeat des Beispiels 7 (W_HEMA = 0,29%) wird nochmals über die Membran geschickt - bezogen auf die Ausgangsemulsion handelt es sich um die zweite Umkehrosmosestufen. Druck mit Temperatur und Vorrichtung wie in Beispiel 7.

Tabelle 4

Wie aus Tabelle 4 folgt, wird in dieser zweiten Stufe ein höherer Fluß als gegen Ende der ersten Stufe erzielt, was bedeutet, daß die Abnahme des spezifischen Permeatflusses nur durch den infolge der Aufkonzentrierung steigenden osmotischen Druck hervorgerufen wird. Durch eine zweistufige Umkehrosmosebehandlung wird ein problemlos in das Spülbad rückführbares Permeat erhalten.

Claims

1. Verfahren zur Abdichtung von porösen Gegenständen, insbesondere von Metallguß- oder Sintermetallteilen, unter Verwendung einer in Wasser lösliche Bestandteile enthaltenden kalt- oder warmhärtenden Imprägnierflüssigkeit, umfassend Imprägnieren der porösen Gegenstände mit der Imprägnierflüssigkeit in einer Imprägniervorrichtung, ein- oder mehrstufiges Abspülen anhaftender Imprägnierflüssigkeit von den imprägnierten Gegenständen unter Verwendung eines wäßrigen Spülmediums und Aushärten der abgespülten imprägnierten Gegenstände unter an die Imprägnierlösung angepaßten Bedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß man das gebrauchte Spülmedium einer ein- oder mehrstufigen Umkehrosmoseeinrichtung zuführt und dort in ein den größten Teil der im Spülmedium enthaltenen Bestandteile der Imprägnierflüssigkeit enthaltendes Retentat und ein von Bestandteilen der Imprägnierflüssigkeit weitgehend befreites wäßriges Permeat auftrennt, das Permeat entweder der Abwasserentsorgung zuführt oder als Spülmedium verwendet und das Retentat entweder entsorgt oder zwecks Wiederverwendung darin enthaltener organischer Komponenten zur Herstellung der Imprägnierflüssigkeit aufarbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Permeat einer ersten Umkehrosmosestufe einer zweiten Umkehrosmosestufe zuführt, das Permeat der zweiten Stufe als Spülmedium verwendet und das Retentat der zweiten Stufe in die erste Umkehrosmosestufe zurückführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Umkehrosmoseeinrichtung verwendet, deren Membran einen Rückhalt für die in der Imprägnierflüssigkeit anwesende härtbare Komponente mit dem niedrigsten Molekulargewicht von mindestens 30% aufweist, gemessen nach 3-tägiger Einlagerung der Membran in eine 20 gew.-%ige wäßrige Emulsion der Imprägnierflüssigkeit.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Umkehrosmoseeinrichtung eine Membran aus einem Polysulfon, Polyamid, vorzugsweise einem aromatischen Polyamid, oder besonders bevorzugt eine Polyamid-Polysulfon-Compositemembran enthält.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Imprägnierflüssigkeit auf (Meth)acrylatbasis verwendet, vorzugsweise eine solche, welche als wesentliche Komponenten in Wasser zumindest zum Teil lösliches (Meth)acrylat, ethylenisch ungesättiges Monomer mit einem C₈- bis C₂₀-Alkylrest und Tensid sowie bei Bedarf Zusatzstoffe aus der Reihe der Vernetzer, Weichmacher und Radikalbildner enthält.