PL69073B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 20.X.1967 Niemiecka Republika Federalna Opublikowano: 5.III.1974 69073 KI. 39b5,20/10 MKP C08g 20/10 CZYTELNIA Ufl&D Patentowego Wspóltwórcy wynalazku: Walter Damsky, Heinrich Gilch, Hermann Schnell Wlasciciel patentu: Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen (Niemiecka Republika Federalna) Sposób ciaglego wytwarzania jednorodnego poliamidu piankowego i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do wytwarzania jednorodnego drobnoporowatego poliamidu piankowego przez spienienie laktamów w czasie polimeryzacji.Znany jest sposób otrzymywania polamidów piankowych polegajacy na wdmuchiwaniu gazu obojetnego w czasie aktywowanej jonowej polime¬ ryzacji laktamów lub dodaniu do mieszaniny reak¬ cyjnej substancji wydzielajacych gazy, np. azydków lub substancji odparowywujacych w temperaturze reakcji. Wada tego sposobu jest jego zla powta¬ rzalnosc oraz gruboporowatosc i niejednorodnosc otrzymywanych pianek.Wiadomo równiez, ze nadmiar izocyjanianu po¬ nad iloscia stosowana przy wytwarzaniu duzych ksztaltek dziala jednoczesnie jako srodek poro- twórczy i jako aktywator w obecnosci okreslonych katalizatorów, np. mrówczanu sodu lub borowo¬ dorku sodu. Przy stosowaniu borowodorków metali alkalicznych z uwagi na duza szybkosc reakcji stosuje sie zwlaszcza sposób „dwuaparatowy".Wada tego sposobu sa duze koszty aparatury. Przy stosowaniu katalizatorów jak mrówczan sodu i izo¬ cyjanianu lub zwiazku dajacego izocyjanian jako aktywatorów i srodków porotwórczych skladniki miesza sie razem i spienia przez ogrzanie. Otrzy¬ muje sie jednorodne i drobnoporowate tworzywa piankowe tylko przy stosowaniu mieszania. Mie¬ szadlo wyciaga sie ze stopu na krótko przed jego zestaleniem.Wada tego sposobu jest przede wszystkim trud¬ nosc spieniania skomplikowanych ksztaltek. Po¬ nadto sposób ten jest malo przydatny do ciaglego wytwarzania pianek. 5 Stwierdzono ze mozna wytworzyc drobnoporo¬ wate polknidy piankowe z polimeryzujacych jono¬ wo laktamów przez ogrzanie mieszaniny skladaja¬ cej sie z laktamu, zasadowego katalizatora, akty¬ watora stosowanego do jonowej polimeryzacji lak- 10 tamów oraz srodka porotwórczego do temperatury topnienia laktamu, nastepnie polimeryzacje stopu do rzadkiego podpolimeru o wzglednej lepkosci 1,15—2,5 i zakonczenie polimeryzacji przy formo¬ waniu i spienianiu. 15 W sposobie wedlug wynalazku mozna stosowac laktamy o wiejcej niz trój czlonowych pierscieniach, szczególnie przydatny jest kaprolaktam i lauryno- laktam. Jako aktywatory stosuje sie korzystnie izocyjaniany lub zwiazki dajace izocyjaniany i pro- 20 dukty addycji izocyjanianów, np. z laktamami.Oprócz tego mozna stosowac i inne znane akty¬ watory jonowej polimeryzacji, np. N-acylolaktamy.Jako zasadowe katalizatory stosuje sie sole metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych kwasów 25 karboksylowych o wartosci pK3, zwlaszcza mrówczany. Oprócz tego mozna stosowac i inne znane katalizatory jonowej polimeryzacji. Jako srodki porotwórcze stosuje sie substancje odparo¬ wujace w temperaturze reakcji lub odszczepiajace 30 gazy w wyniku reakcji chemicznych. Korzystnie 69 0733 stosuje sie izocyjaniany lub substancje odszczepia- jace izocyjaniany, które przez wydzielanie dwu¬ tlenku wegla przechodza w karbodwuimidy bedace tak samo jak izocyjaniany aktywatorami. Przy sto¬ sowaniu mieszaniny skladajacej sie z kaprolakta- mu, mrówczanu sodu jako katalizatora i dwuizo- cyjanianu, jak dwuizocyjanian szesciometylenu, jako aktywatora i srodka porotwórczego oraz srodka regulujacego pory, mieszanine stapia sie w temperaturze 75—90°C, po czym przeprowadza sie ewentualnie przez wymiennik ciepla utrzymany w temperaturze 120—160°C do reakcyjnej komory, której scianka jest ogrzana do temperatury 150— —260°C, korzystnie 180—230°C, gdzie zawartosc szybko sie miesza. Czas przebywania mieszaniny w komorze reakcyjnej ustala sie tak, aby miesza¬ nina spolimeryzowala do wzglednej lepkosci 1,15, korzystnie 1,30, zmierzonej w roztworze 1 g sto¬ pu w-'WO ml n-krezolu. Lepkosc wzgledna winna byc ^utrzymana ponizej 3,0 korzystnie ponizej 1,9.Podpolimer z komory reakcyjnej podaje sie bez¬ posrednio do formy w której doprowadza sie poli¬ meryzacje do konca z jednoczesnym spienieniem.Temperatura formy zawiera sie w granicach 150— —250°C, korzystnie 180—220°C. Przy malej pojem¬ nosci cieplnej i dobrej izolacji mozna zrezygnowac z ogrzewania. W przypadku gdy lepkosc podpoli- meru jest nizsza pozostaja niejednorodne pianki.Przy zbyt wysokiej lepkosci forma nie jest równo¬ miernie wypelniona.Schemat urzadzenia do przeprowadzania sposobu przedstawiony jest na rysunku. Do stapialnika 1 zaopatrzonego w mieszadlo wprowadza sie stala mieszanine skladajaca sie z laktamu, katalizatora i aktywatora i przez doprowadzenie ciepla stapia sie przy mieszaniu. Mieszanine doprowadza sie poprzez ogrzany zawór spustowy 2 i ogrzany prze¬ wód rurowy 3 do ogrzanej pompy dozujacej 4, która ciagle pompuje mieszanine poprzez wymien¬ nik ciepla 5 do ogrzanej komory reakcyjnej 6, w której mieszanine doprowadza sie do tempera¬ tury reakcji i wstepnie polimeryzuje. Mieszanina z komory reakcyjnej szybko splywa bezposrednio lub przez przewód rurowy do ogrzanej formy, (któ- ra wypelnia przy spienianiu sie . Stppniowe ogrze¬ wanie ód stapialnika 1 poprzez wymiennik ciepla 5 do komory reakcyjnej 6 mozna uproscic eliminujac wymiennik ciepla w przypadku, gdy komora reak¬ cyjna ma dostatecznie duza powierzchnie grzejna.Ogrzewanie urzadzenia przeprowadza sie znanym sposobem. Wymiennik 5 powinien umozliwic krótki i jednakowy wzdluz calego wymiennika czas prze¬ bywania w nim mieszaniny. Korzystnie wlot mie¬ szaniny umieszcza sie z dolu komory reakcyjnej 6, wylot natomiast uksztltowany w postaci otwartej rynny lub rury 7, przez które splywa produkt do formy 9, umieszcza sie w górze komory reakcyjnej.W komorze reakcyjnej unika sie mieszania w kie¬ runku podluznym przez zainstalowanie odpowied¬ niego mieszadla 8 wzbudzajacego ruch burzliwy, 69 073 4 lub wbudowanie stalych elementów albo wykonanie komory w postaci rury przeplywowej, w wyniku czego jednoczesnie uzyskuje sie dobra wymiane ciepla ze scianka, równosc temperatur w posz- 5 czególnych warstwach oraz dobre zdyspergowanie powstajacych pecherzyków gazów.Przyklad. 12 kg kaprolaktamu, 90 g mrówczanu sodu i 12 g zelu krzemionkowego H (wedlug Stan¬ ia) ogrzewano przy mieszaniu do temperatury 10 200°C do calkowitego rozpuszczenia mrówczanu sodu. Stop schlodzono przez szybkie mieszanie mozliwie szybko do temperatury 80°C, przy czym wydzielil sie ze stopu drobnoziarnisty mrówczan sodu. Domieszano 480 g dwuizocyjanianu szescio- 15 metylenu i 4,8 g srodka regulujacego pory (blo¬ kowy kopolimer tlenku alkileno — silikonowego), po czym mieszanine zluskowano na walcu chlo¬ dzacym. 5 kg mieszaniny stopiono mieszajac w temperaturze 80—100°C. Stop za pomoca pompy 20 tlokowej podawano do komory reakcyjnej przez ogrzane przewody rurowe i wymieniacz ciepla (150°C). Komore reakcyjna stanowil ogrzany do temperatury 220°C cylinder o srednicy 40 mm i dlugosci 200 mm zaopatrzony w mieszadlo tar- 25 czowe (500 obr/min.). Przez rynne przeplywowa niskolepki podpolimer splywal do formy ogrza¬ nej do temperatury 200°C, w której produkt spo- limeryzowal przy jednoczesnym spienieniu. Przy przeplywie 42 g/min. podpolimer ogrzewal sie do 30 tempertury 178—180°C i wykazywal wzgledna lep¬ kosc wynoszaca 1,29, mierzona w roztworze 1 g po¬ limeru w 100 ml m-krezolu w temperaturze 20°C.Utwardzona pianka nie rozpuszcza sie w m-kre¬ zolu. 35 PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego wytwarzania jednorodnego poliamidu piankowego z jonowo polimeryzujacych 40 laktamów, znamienny tym, ze stapia sie mieszanine skladajaca sie z laktamu, katalizatora, aktywatora i srodka porotwórczego, otrzymana mieszanine polimeryzuje sie do rzadkiego podpolimeru o wzglednej lepkosci 1,15—2,5, mierzonej w roztwo- 45 rze 1 g polimeru w 100 ml m-krezolu w 20°C, po czym doprowadza polimeryzacje do konca przy for¬ mowaniu i spienianiu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako aktywator i srodek porotwórczy wprowadza 50 sie izocyjaniany.

3. Sposób wedlag zastrz. 1—2, znamienny tym, 'ze jako katalizator wprowadza sie mrówczan metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych.

4. Urzadzenie do przeprowadzenia sposobu we- 55 dlug. zastrz. 1, znamienne tym, ze jest zaopatrzone w stapialnik z* mieszadlem (1) polaczony poprzez . zawór spustowy (2), przewód rurowy (3), pompe dozujaca (4), wymiennik ciepla (5) z komora reak¬ cyjna (6) z mieszadlem (8) i wylotem (7), przez któ- eo ry produkt splywa do formy (9).KI. 39b5,20/10 69073 MKP C08g 20/10 PL PL