DE2024910A1 - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern zum Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten und Gasen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Formkörpern zum Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten und GasenInfo
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Description
Kali-Chemie Hannover, den 10. Mai 1971
Aktiengesellschaft Pat. Dr. Ha/Hp
Patentanmeldung
Verfahren zur Herstellung von Formkörpern zum
Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten und Gasen
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, welche vielseitig bei der Filtration und Trocknung von
Flüssigkeiten und Gasen Verwendung finden können.
In der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 19 34 030. 8-43 ist
ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenmittelformkörpers zum Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten, einschließlich Kältemitteln,
beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß festes adsorptives Trockenmittel in Perlform oder in gekörnter Form mit einem Reaktionsgemisch,
hergestellt aus Di- oder Polyisocyanat und einem Polyester- und/oder Polyätherpolyol, vermischt wird, wobei auf
100 g Trockenmittel etwa 0, 3 bis 5 g des Reaktionsgemisches eingesetzt werden, anschließend die Mischung in eine Form eingefüllt
und bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 120 C unter
Bildung eines Polyurethans gehärtet wird. Für die Herstellung des Polyurethans können die meisten der handelsüblichen Polyisocyanate
und Polyole verwendet werden. Durch Zusatz geeigneter Beschleuniger kann die Reaktion so gesteuert werden, daß ßie in
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wenigen Minuten beendet ist. Nach diesem Verfahren können aus den üblichen festen adsorptiven Trockenmitteln beliebiger Form,
insbesondere aus aktivem Aluminiumoxid, Kieselsäuregel und/oder Molekularsieben geformte Körper mit guter Stabilität erhalten werden.
Dieses ist darauf zurückzuführen, daß beim Härten keine Volumenkontraktion auftritt, die Anlaß zu Spannungen im fertigen
Körper geben könnte. Die hohe Trockenwirkung beruht darauf, daß nur eine vorwiegend punktförmige Verbindung der einzelnen
Teilchen stattfindet.
Das vorliegende Verfahren zur Herstellung von Formkörpern zum Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten und Gasen ist
nun dadurch gekennzeichnet, daß Filter- und Adsorptionsmittel, wie Aktivkohle, Bentonit und/oder Quarzsand, gegebenenfalls
zusammen mit festem adsorptivem Trockenmittel, mit einem Reaktionsgemisch,
hergestellt aus Di- oder Polyisocyanat und einem Polyester- und/oder Polyätherpolyol, vermischt werden, wobei
insgesamt auf 100 g festes Material etwa 0, 3 bis 5 g des Reaktionsgemisches
eingesetzt werden, anschließend die Mischung in eine Form eingefüllt und bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur
und 120 C unter Bildung eines Polyurethans gehärtet wird.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können soncüt Formkörper
mit verbesserten Filtereigenschaften hergestellt werden, indem man einen oder mehrere feste Stoffe mit überwiegend adsorptiver
oder mechanischer Filterwirkung verwendet, wie beispielsweise die oben angeführten Verbindungen. Die Trockenwirkung dieser
Körper kann, man verbessern, indem man sprbierende Materialien
zusetzt, welche in der Hauptsache T rocken wirkung aufweisen, wie die bekannten Trockenmittel. Die Mengen tier einzelnen Komponenten
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richten sich nach dem jeweiligen Einsatzgebiet der Formkörper.
Da die Zusammensetzung der Gemische in weiten Grenzen variieren kann, lassen sich für den jeweilig gewünschten Zweck entsprechende
Formkörper herstellen. Die Einsetzbarkeit solcher geformter Körper ist daher vielseitig.
Zur Herstellung der Formkörper werden beispielsweise die Gemische vor der Eingabe in die Form mit dem zu einem Polyurethan erhärtenden
Reaktionsgemisch vermengt. Auf die Gesamtmenge der Feststoffe sind nicht mehr als 5 g Bindemittel pro 100 g Feststoff erforderlich.
Weiter wurde gefunden, daß auch Formkörper hergestellt werden
können, in welchen die einzelnen Materialien schichtweise angeordnet
sind. Zur Herstellung der Formkörper werden die einzelnen Komponenten vor der Eingabe in die Form mit dem zu einem Polyurethan
erhärtenden Reaktionsgemisch vermengt und in der gewünschten Reihenfolge in die Form gegeben. Die Menge des eingesetzten Bindemittels
für die einzelnen Komponenten wird dem jeweiligen Material angepaßt. Zwecks Erzielung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit muß
nur bei der aus Aktivkohle allein bestehenden Schicht die Menge an
Bindemittel auf über 5 % erhöht werden, wobei je nach Körnung der Aktivkohle zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent einzusetzen sind. Diese
Bindemittelmenge läßt sich reduzieren, wenn der Aktivkohle Sand zugemischt
wird.
Bemerkenswert ist die nicht ohne weiteres voraussehbare hohe Bindekraft
des erfindungsgemäßen Bindemittels, die sich darin äußert, daß nicht nur Formkörper aus einheitlichen Materialien, sondern auch
beliebigen Gemischen hergestellt werden können. Darüber hinaus ist die gute Bindekraft der zu einem Polyurethan erhärtenden Reaktions-
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gemische daraus zu erkennen, daß bei der schichtweisen Anordnung
der einzelnen Materialien die Festigkeit zwischen den einzelnen Schichten so groß ist; daß ein auch hohen mechanischen Anforderungen standhaltender
Formkörper erhalten wird.
Ein Einsatzgebiet für solche konabinierten Formkörper liegt beispielsweise
in der Kälteindustrie. Kältemittel in Kältemaschinen können neben Feuchtigkeit geringe Mengen an Säuren, gelösten Wachsen, Ölkohle,
Ölschlamm und dgl. enthalten. Zur Beseitigung dieser Verunreinigungen wird u. a. Aktivkohle in lockerer Schüttung, eingeschlossen
in einem Trocknergehäuse, neben den üblichen Trockenmitteln in den Kältemittelkreislauf eingesetzt. Gemäß dem Verfahren der USA-Patentschrift
3 407 617 hat man zwar schon den Versuch unternommen, Formkörper herzustellen, welche neben Trockenmitteln auch Aktivkohle
enthalten; da aber die Trockenkapazität und Durchlässigkeit solcher Formkörper wegen der verhältnismäßig großen Bindemittelmengen gering
ist (25 Gewichtsprozent Phosphatbinder oder synthetischer organischer
Harzbinder werden auf ein Gemisch aus 55 Gewichtsprozent Trockenmittel und 20 Gewichtsprozent Aktivkohle benötigt), haben diese
Formkörper keine wesentliche Bedeutung erlangt. Formkörper, welche nur aus Aktivkohle bestehen, lassen sich mit diesen Bindemitteln praktisch
nicht herstellen, da sie mindestens die doppelte Menge derselben benötigen.
Natürlich können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Formkörper
hergestellt werden, welche nur aus festen Stoffeamit mechanischer
und adsorptiver Filterwirkung für Flüssigkeiten bestehen.
Es ist üblich, die genannten Filter- und Trockenmaterialien auch für
die Reinigung und Trocknung von Gasen, beispielsweise Luft oder
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Verbrennungsgase,bzw. für die Adsorption von Lösungsmitteldämpfen einzusetzen. Auch hierbei kann der Einsatz der erfindungsgemäßen
Formkörper vorteilhaft sein. Die Eignung von Formkörpern beispielsweise
für die Reinigung und Trocknung von Luft ist aus Beispiel 1 zu ersehen.
100 Gewichtsteile eines Gemisches, bestehend aus 80 Gewichtsprozent
perlförmigem Kieselsäuregel und 20 Gewichtsprozent Aktivkohle, wurden mit 2, 5 Gewichtsteilen eines aus einem Polyäther auf der Basis
Trimethylolpropan mit einer Hydroxylzahl von ungefähr 520 und Diphenylmethan-4,4'
-diisocyanat bestehenden Gemisches oberhalb des Festpunktes des Isocyanats vermischt und 30 Minuten bei 45 C gehärtet.
Es wurde ein stabiler Formkörper erhalten, welcher eine gute Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase und eine gute Wasseraufnahmekapazität
hatte.
Die Wasseraufnahmekapazität des Formkörpers wurde durch Durchleiten
von Luft mit verschiedener relativer Luftfeuchtigkeit bei 25 C geprüft. Bezogen auf die im Formkörper enthaltene Menge an Trocken
mittel ergab sich folgende Wasseradsorption:
% rel. Feuchtigkeit | Formkörper |
Gew. -% | |
10 | 6,2 |
20 | 9,8 |
40 | 21,0 |
60 | 32,3 |
80 | 35,4 |
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100 Gewichtsteile eines Gemisches, bestehend aus 40 Gewichtsprozent
perlförmigem Kieselsäuregel, 30 Gewichtsprozent eines Molekularsiebes,
10 Gewichtsprozent Quarzsand und 20 Gewichtsprozent Aktivkohle, wurden mit 2, 5 Gewichtsteilen eines aus einem Polyäther auf
der Basis Trimethylolpropan mit einer Hydroxylzahl von ungefähr 520 und Diphenylmethan-4, 4' -diisocyanat bestehenden Gemisches oberhalb
des Festpunktes des Isocyanats vermischt und 30 Minuten bei 45° C gehärtet. Es wurde ein stabiler Formkörper erhalten, welcher eine
gute Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase und eine gute Wasseraufnahmekapazität
hatte.
Zur Herstellung eines Schichtkörpers wurden jeweils 125 g perlförmiges
Kieselsäuregel, 125 g eines Molekularsiebes, 125 g Quarzsand mit je 2 g des in Beispiel 2 beschriebenen Polyäther-Diisocyanat-Gemisches
vermischt. Außerdem wurden 50 g Aktivkohle mit 10 g des gleichen Gemisches versetzt. Die einzelnen Gemische wurden
in der genannten Reihenfolge in eine Form eingefüllt und bei 45 C 30 Minuten lang gehärtet. Umgerechnet auf die Gesamtmenge des
Formkörpers betrug der Bindemittelanteil etwa 3, 8 Gewichtsprozent.
Der Formkörper hatte eine gute Stabilität. Die Durchlässigkeit und Wasseraufnahmekapazität des Formkörpers war nicht wesentlich
beeinträchtigt.
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Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Pormkörpern zum Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten und Gasen, dadurch gekennzeichnet,
daß Filter-und Adsorptionsmittel, wie Aktivkohle, Bentonit
und/oder Quarzsand, gegebenenfalls zusammen mit festem adsorptivem
Trockenmittel, mit einem Reaktionsgemisch, hergestellt aus Di- oder Polyisocyanat und einem Polyester- und/oder PoIyätherpolyol,
vermischt werden, wobei insgesamt auf 100 g festes Material etwa 0, 3 bis 5 g des Reaktionsgemisches eingesetzt
werden, anschließend die Mischung in eine Form eingefüllt und bei einer Temperatur ζ wischen·'Räumt emp
Bildung eines Polyurethans gehärtet wird.
bei einer Temperatur ζ wischen'Raumtemperatur und 120 C unter
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter- und gegebenenfalls Trockenmittel schichtweise angeordnet
werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Aktivkohleschicht die Bindemittelmenge zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent beträgt.
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