DE2024910C3

DE2024910C3 - Verfahren zur Herstellung von Formkorpern mittels Polyurethanen zum Filtrieren und Trocknen von Flussig keiten und Gasen

Info

Publication number: DE2024910C3
Application number: DE2024910A
Authority: DE
Inventors: Manfred Boedecker; Konrad Dr. Kuehn
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1969-07-04
Filing date: 1970-05-22
Publication date: 1973-11-22
Also published as: FR2054125A5; BE752681A; DE1934030B2; GB1313348A; NL7009881A; ATA602770A; SE359456B; CH512929A; DE2024910A1; US3687297A; DE1934030A1; ES381281A1; DE2024910B2

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, welche vielseitig bei der Filtration und Trocknung von Flüssigkeiten und Gasen Verwendung finden können.

Im Patent 1 934 030 ist ein Verfahren zur Her-Stellung 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 sie in 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 aus einem Reaktionsgemisch aus Dioder Polyisocyanat und eiiicin Polyester und/oder Polyäther, wobei auf 100 g festes Material etwa 0,3 bis 5 g des Reaktionsgemisches eingesetzt werden, anschließend die Mischung in eine Form eingefüllt und zwischen Raumtemperatur und 120 C unter Bildung eines Polyu-ethans gehärtet wird, ist nur, dadurch gekennzeichnet, daß als Material zum Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten und Gasen Filter- und Adsorptionsmittel, gegebenenfalls zusammen mit festem. adsorptiv em Trockenmittel, eingesetzt werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit Formkörper mit verbesserten Fiitereigenschai-

u> ten hergestellt werden, indem man einen oder mehrere teste StolTe mit überwiegend adsorptiver ode; mechanischer Filterwirkung verwendet, wie beispielsweise die im Patent 1934 030 angeführten Verbindungen. Di.■ Trockenwirkung dieser Körper kann

man verbc· rn. indem man sorbierende Materialien zusetvi. w. :ie in der Hauptsache Tiockenwirkuiii! aufweisen, wie die bekannten Trockenmittel. Die Mengen der einzelnen Komponenten 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 F insetzbarkeit 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° 0 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 Reaktionsgemische 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 kombinierten Formkörper liegt beispielsweise in der Kälteindustrie. Kältemittel in Kältemaschinen können neben Feuchtigkeit geringe Mengen an Säuren, gelösten Wachsen, Ölkohle, ölschlamm u. dgl. enthalten. Zur Be-

6j seitigung dieser Verunreinigungen wird unter anderem Aktivkohle in lockerer Schüttung, eingeschlossen in einem Trocknergehäuse, neben den üblichen Trockenmitteln in den Kältemittelkreislauf ein-

gesetzt Gemäß dem Verfahren der USA.-Patentschrift _,4O7()I7 hat man zwar schon den Versuch unternommen, Formkörper herzustellen, welche neben Trockenmittel auch Aktivkohle enthalten; da aber die Trockenkapazität und Durchlässigkeit solcher Formkörper wegen der verhältnismäßig großen Bindemittelmengen gering ist (25 Ge-viclusprozent 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 ?ms festen Stoffen mit 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 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.

B e is pi el 1

100 Gewichisteile ein^s Gemisches, bestehend aus 80 Gewichtsprozent perlförmig m 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-j^'-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 r.'lativer Luftfeuchtigkeit bei 25 C geprüft. Bezogen auf die im Formkörper enthaltene Menge an Trokkenmittel ergab sich folgende Wasseradsorption:

Formkörper " .1 rel. I Tüchtigkeit

Gewichtsprozent

10 6.2

20 9.8

60 32,3

80 35,4

Beispiel 2

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 Diphenylmeihar-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.

Beispiel 3

^r

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.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einem Reaktionsgemisch ai^ Di- oder Polyisoevanit und einem Polyester und ι der Polyäther. wobei auf H)Og festem Material etwa 0.3 bis 5 g des Reaktionsgemische* eingesetzt werden, anschließend die Mischung in eine Form eingefüllt und zwischen Raumtemperatur und 120 C unter Bildung eines Polyurethans gehärtet wird, dadurch g e k e η η ζ e i c Ii net. daß als Material zum Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten und Gasen Filter- und Adsorptionsmittel, gegebenenfalls zusammen mit festem, adsorptivem Trockenmittel, eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Filter- und gegebenenfalls Trockenmittel schichtweise angeordnet werden.

3. Verfahien nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß Aktivkohle schichtförmig angeordnet ist und die Bindemittelmenge zwischen 10 und 2", Gewichtsprozent betrügt.