DE1694151B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mikroporösen, wasserdampfdurchlässigen Überzügen oder Flächengebilden nach dem Isocyanat-Polyadditionsverfahren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mikroporösen, wasserdampfdurchlässigen Überzügen oder Flächengebilden nach dem Isocyanat-PolyadditionsverfahrenInfo
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Description
1J
Die Hauptanmeldung (vgl. DE-AS 16 94 081) bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mikroporösen,
wasserdampfdurchlässigen Überzügen oder Flächengcbilden nach dem Isocyanat-Polyadditionuverfah- M)
ren. wobei man gegebenenfalls in organischen Lösungsmitteln gelöste, monomere oder harzartige Polyisocyanate
mit mindestens 40 Gewichtsprozent (bezogen auf Polyisocyanat) eines Nichtlösungsmittels, dessen Verdunstungszahl
im Falle der Mitverwendung von (>> Lösungsmittel mindestens dreimal so groß ist wie die
Verdunstungszahl des Lösungsmittels, versetzt und emuigatorfrei zu einer Isocyanatgruppen aufweisenden
Dispersion verrührt, diese Dispersion mit zu den Isocyanatgruppen im wesentlichen äquivalenten Mengen
einer Verbindung mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen an mindestens zwei und höchstens
sechs Stickstoffatomen versetzt, die Reaktionsmischung vor Beendigung der Additionsreaktion auf durchlässige
oder undurchlässige Unterlagen aufträgt, die Polyadditionsreaktion
bei erhöhter Temperatur vervollständigt und dann Nichtlösungsmittel sowie gegebenenfalls
organisches Lösungsmittel entfernt.
Bei der Herstellung von Flächengebilden nach dem obengenannten Verfahren hat sich gezeigt, daß auf den
Gebilden kleine aufgeplatzte Bläschen aufgetreten sind, die die Homogenität des Flächengebildes nicht nur in
Bezug auf das Aussehen sondern auch in Bezug auf die Porösität und Wasserdampfdurchlässigkeit nachteilig
veränderten.
Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile zu vermeiden sind, wenn die Komponenten erfindungsgemäß
in einem gasphasenfreien Raum gemischt werden. Dadurch wird erreicht, daß während des Mischvorganges
keine Luft in das Gemisch hineinemulgiert werden kann. Es können sich also bei der Herstellung der
Flächengebilde keine Luftbläschen mehr einlagern.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung von mikroporösen,
wasserdampfdurc'ilässigen Überzügen oder Flächengebilden nach dem Isocyanat-Polyadditionsverfahren,
indem man durch Vermischen von gegebenenfalls in organischen Lösungsmitteln gelösten, monomeren oder
harzartigen Polyisocyanaten, mindestens 40 Gewichtsprozent (bezogen auf Polyisocyanat) eines Nichtlösungsmittels,
dessen Verdunstungszahl im Falle der Milverwendung von Lösungsmittel mindestens dreimal
so groß ist wie die Verdunstungszahl des Lösungsmittels, und einer zu den Isocyanatgruppen im wesentlichen
äquivalenten Menge einer Verbindung mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen an mindestens zwei
und höchstens sechs Stickstoffatomen, gegebenenfalls
gelöst in dem Nichtlösungsmittel iür die Polyisocyanate,
eine emulgatorfreie Dispersion bereitet, die so erhaltene Reaktionsmischung vor Beendigung der Additionsreaktion
auf durchlässige oder undurchlässige Unterlagen aufträgt, die Polyadditionsreaktion bei erhöhter Temperatur
vervollständigt und das gegebenenfalls mitverwendete Lösungsmittel verdampft und dann das
Nichtlösungsmittel entfernt, gemäß Patent ... (Patentanmeldung P 16 94 081.1-43. vgl. DE-AS 16 94 Ο81),
welche dadurch gekennzeichnet ist. daß die Komponenten der Reaktionsmischung in einem gasphasenfreien
Raum bei Drücken bis 300 kg/cm2 gemischt werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine für das erfindimgsgemäße Verfahren geeignete Vorrichtung,
wie sie in den Ansprüchen 5 und 6 gekennzeichnet ist.
Das Einführen der zu vermischenden Komponenten bei Drücken in der Größenordnung bis zu 300 kg/cm2 in
den gasphasenfreien Raum erfolgt, um eine sehr gute Durchmischung der Komponenten zu erhalten, mit
denen auch die Homogenität der herzustellenden Flächengebilde gewährleistet ist. Die Wahl des Einführungsdruckes
hängt wesentlich von der Viskosität der einzelnen Komponenten ab. Nach der Erfindung
werden die Komponenten insbesondcrs unter einem Druck von 0,01 kg/cm2 bis 30 kg/cm? gemischt. Bei der
Wahl des Mischdruckes spielt neben den Viskositätscigenschaften auch die Reaktivität der Komponenten
eine ausschlaggebende Rolle. In gleicher Weise beeinflußt die Mischzeit die Homogenität des herzustel-
lenden Gemisches und ist je nach Art der Komponenien in Bezug auf Viskosität und Reaktivität sowie auch in
Bezug auf die besondere Gestaltung der Mischvorrichtung unter Berücksichtigung der Einführungsdrücke und
des Mischdruckes in einem Zeitintervall zwischen '/5000see. bis zu 10see. wählbar. Die Reaktivität der
Komponenten kann erfindungsgemäß durch Temperieren des Mischvorganges, durch Kühlung oder Wärmezufuhr
entsprechend gebremst oder beschleunigt werden. Ein besonders gleichmäßiges Flächengebilde U)
wird erhalten, indem man das Fertiggemisch aus der Mischkammer in vorteilhafter Weise auf die Unterlage
aufdüst.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine gegen die Außenluft ι,
abgedichtete gasphasenfi eie Mischkammer mit Einlassen
für die Zuführung der Komponenten und einer AuslaGöffnung. Dadurch wird erreicht, daß während des
Mischvorganges keine Luft in der Mischkammer anwesend ist, die in das Gemisch hineinemulgiert ,,,
werden könnte und die gefiirchie-e Blasenbildung verursachen würde. Die Mischkammer kar ι mit einem
mechanischen Rührer ausgestattet sein, der je nach Art der zugeführten Komponenten mit einer Drehzahl von
100 bis 10 000 Umdrehungen pro Minute rotiert. >5
Mischkammern in ähnlicher Ausführung sind zwar aus der Polyurethanchemie für die Herstellung von
Schaumstoffen bekannt. Bei dieser vorbekannten Verwendung spielt aber die Anwesenheit von Luft
während des Mischvorganges der Komponenten keine J0
Rolle: man führt im Gegenteil sogar noch Luft in die Mischkammer hinein.
In vorteilhafter Weise sind gemäß der F rfirtdung die
Einlasse für die Komponenten mit Düsen versehen, um
ein besseres Verteilen und Mischen der Komponenten j,
zu gewährleisten. Indem man beispielsweise zwei oder mehrere Düsen, mit denen man bestimmte Komponenten,
die sich schwieriger vermischen lassen, in ihrer Strahlungskühlung in geeigneter Weise einstellt, kann
ein zusätzlicher Mischeffekt speziell für diese Komponenten
erzielt werden. Überhaupt ist die Anordnung eines Rührers nicht immer erforderlich, wenn die
Komponenten durch geeignete Verwirbelung aufgrund der Eindüsung in die Mischkammer sich in ausreichendem
Maß vermisc' .·η. Es versteht sich natürlich, daß
auch beide Möglichkeiten miteinander kombiniert werden kennen. Als Einführungsdüsen können an sich
bekannte, für diesen Zweck geeignete, offene oder geschlossene Mitstrom- oder Gegenstromdüsen Anwendung
finden. Die Auslaßöffnung der Mischkammer ist in Bezug auf ihren Querdurchschniu vorzugsweise
einstellbar, da hiermit der Mischdruck in der Mischkammer in einfachster Weise geregelt werden kann. Hierzu
können beispielsweise Ventile mit veränderlichem Durchlaßquerschnitt verwendet ν erden, oder in die
Auslaßöffnung können auswechselbare Düsen mit unterschiedlichem Durchflußquerschnitt eingeschraubt
werden. Das Innere der Mischkammer ist möglichst pjaitwandi11 ^ehalten, damit ssen keinerlei Ansätze
bilden können. In gleicher Weise ist Dei Verwendung eines Rührers auch dieser entsprechend konstruiert, um
Anbackungen zu vermeiden. Als vorteilhaft hat sich hierbei ein Stiftrührer erwiesen. Der Rauminhalt der
MiscnKammer ist bis zu einem gewissen Grad von der Verweilzeit und von der Dürchsatzmenge abhängig.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sei in einer beispielsweisen Ausführungsform anhand
einer Zeichnung erläutert:
Die Mischkammer 1 ist mit dem Stiftrührer 2 ausgestattet und von der Temperiereinrichtung 3 außen
umgeben. Die Zuführungsleitungen 4 und 5 sind mit den Absperrhähnen 6 und 7 versehen und weisen die
Einführungsdüsen 8 und 9 auf. Die Auslaßöffnung 10 ist mit einem querschnittseinstellbaren Kegelventil 11
versehen, das sich zu der Auftragsdüse 12 verengt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von mikroporösen,
wasserdampldurchlässigen Überzügen oder Flächengebilden nach dem Isocyanat-Polyadditionsver- ί
fahren, indem man durch Vermischen von gegebenenfalls in organischen Lösungsmitteln gelösten,
monomeren oder harzartigen Polyisocyanaten, mindestens 40Gew.-% (bezogen auf Polyisocyanat)
eines Nichtlösungsmittels, dessen Verdunstungszahl im Falle der Mitverwendung von Lösungsmittel
mindestens dreimal so groß ist wie die Verdunstungszahl des Lösungsmittels, und einer zu den
Isocyanatgruppen im wesentlichen äquivalenten Menge einer Verbindung mit mindestens zwei ι*
reaktiven Wasserstoffatomen an mindestens zwei und höchsten sechs Stickstoffatomen, gegebenenfalls
gelöst in dem Nichtlösungsmittel für die Polyisocyanate, eine emulgatorfreie Dispersion
bereitet, die so erhaltene Reaktionsmischung vor Beendigung der Additionsreaktion auf durchlässige
oder undurchlässige Unterlagen aufträgt, die PoIyadditionsreaktion
bei erhöhter Temperatur vervollständigt und das gegebenenfalls mitverwendete
Lösungsmittel verdampft und dann das Nichtlösungsmittel
entfernt, gernäß I iaüpianmeiduiig
1694 081.1, dadurch ge κ e η η ze ich η e t, daß
die Komponenten der Reaktionsmischung in einem gasphasenfreieii Raum bei Drücken bis 300 kg/cm2
gemischt werden. so
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponenten unter einem Druck von 0.01 bis 30 kg/cr.i2gemi.ht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mis hvorgang temperiert i~> wird.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das fertige Gemisch aus der
Mischkammer auf eine Unterlage aufgedüst wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen I bis 4, gekennzeichnet durch
eine gegen die Außenluft abgedichtete gasphasenfreie Mischkammer (1) mit Einlassen (4, 5) für die
Zuführung der Komponenten und einer — gegebenenfalls im Querschnitt einstellbaren — Auslaßöffnung
(10), wobei gegebenenfalls die Mischkammer (I) einen mechanischen Rührer (2) aufweist und
gegebenenfalls mit einer Temperiereinrichtung (3) ausgestattet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- w zeichnet, daß die Einlasse (4, 5) mit Düsen (8, 9)
ausgestattet sind.
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