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DE2062607A1 - Flüssigkeit absorbierender poröser Korper und Verfahren zu semer Herstellung - Google Patents

Flüssigkeit absorbierender poröser Korper und Verfahren zu semer Herstellung

Info

Publication number
DE2062607A1
DE2062607A1 DE19702062607 DE2062607A DE2062607A1 DE 2062607 A1 DE2062607 A1 DE 2062607A1 DE 19702062607 DE19702062607 DE 19702062607 DE 2062607 A DE2062607 A DE 2062607A DE 2062607 A1 DE2062607 A1 DE 2062607A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
porous body
silica gel
polyethylene
liquid
hydrogenated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702062607
Other languages
English (en)
Inventor
Tadasu Kuroda Kotofusa Takatsuki Osaka Fujimoto (Japan)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuasa Corp
Original Assignee
Yuasa Battery Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yuasa Battery Corp filed Critical Yuasa Battery Corp
Publication of DE2062607A1 publication Critical patent/DE2062607A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Description

"Flüssigkeit absorbierender poröser Körper und Verfahren zu seiner Herstellung"
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeit absorbierenden porösen Körper und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Die herkömmlichen Verfahren zur Herstellung mikroporöser Substanzen umfassen ein Verfahren zur Herstellung poröser Körper mittels Sintern, wobei thermoplastisches Harz in Pulverform mit dem getrockneten Pulver eines anorganischen porösen Stoffes gemischt und die sich ergebende Mischung gepresst und danach in heißer, etwa mittels Elektrowärme erhitzter Luft gesintert wird. Die nach dieser Methode erreichte Porosität variiert jedoch größtenteils in Abhängigkeit von den Hitzebedingungen während des Sintervorganges und vom angewandten Druck. Mit großer Sorgfalt muß daher über den angewandten Druck, die Erhitzung, die Temperatur und den Zeitablauf gewacht werden,um einen
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porösen Körper von der gewünschten Porosität zu erhalten. Infolgedessen ist dieses Terfahren notwendigerweise sehr kompliziert. Zu der τοιη Verfahren her geforderten Sorgfalt kommt zusätzlich die Schwierigkeit hinzu, einen porösen Körper τοη der geviilnsehten Porosität zu erhalten. Die Erfindung "beseitigt diese Haehteile durch das im Agenden beschriebene Yerfahren.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen porösen Körper zu schaffen, der eine einheitliche und hohe Porosität aufweist und dessen Poren mit einer Flüssigkeit getränkt werden können und in dem diese Flüssigkeit auch dauerhaft festgehalten werden kann» Der poröse Körper soll dabei
hohe
eine/mechanische Festigkeit aufweisen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Torteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten AiisfiihrTingsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung«, Hierbei zeigenj
3?ig. 1 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit zwischen dem Verhältnis der Zusammensetzung und der Porosität des porösen Körpers und
Fig» 2 3ine beispielhaft Tergräßerte Assielrfe einer Ausführungsform des porb©@n
Erfindungsgemäß wird ein Flüssigkeit absorbierender poröser Körper derart hergestellt, daß ein thermoplastisches synthetisches Harzpulver mit einem hydrierten Kieselgel-Pulver (vorzugsweise mit einem Wassergehalt von 40 - 85 $>) zu einer homogenen Masse gemischt, diese in gesättigtem Dampf bei Temperaturen über dem Schmelzpunkt des thermoplastischen synthetischen Harzes so erhitzt wird, daß das Harz teilweise das Kieselgel dauerhaft festbindet. Eine Ausführungsform der Erfindung wird im einzelnen in dein folgenden Beispiel beschrieben:
Polyäthylenpulver (mit einer Korngröße von 100 bis 200 Maschen) und hydriertes Kieselgelpulver (mit einer Korngröße von 100 bis 200 Maschen) mit einen Wassergehalt von 65 bis 75 $> werden gleichmäßig in einem Verhältnis von 5 Gewichtsteilen hydrierten Kieselgels zu 2 Gewichtsteilen von Polyäthylen gemischt. Wird diese Mischung in einen Behälter entsprechender Form gebracht und ohne Druckeinwirkung etwa eine Stunde lang in gesättigtem Dampf bei Temperaturen von über 1000C und über dem Schmelzpunkt des Polyäthylens, z.B. in gesättigtem Dampf bei einer
Temperatur von 1800C, erhitzt, schmelzen die Polyäthylenwerden
Partikel vollständig und/teilweise fadenartig verkettet, so daß sie das Kieselgel dauerhaft binden. Bezüglich Temperatur und Zeit genügen hierzu eine mehr als 15-minütige Erhitzung in gesättigtem Dampf von 1580C und eine mehr als 12-minütige Erhitzung in gesättigtem Dampf von 1750C. Bei Erhitzung aer **isciiung in gesättigtem Dampf verdampft
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der Wassergehalt des hydrierten Kieselgels. Diese Verdampfung bringt jedoch im Gegensatz zu einer Trocknung in heißer Luft etwa in mittels Elektrowärme oder dgl. erhitzter luft, nur eine geringe oder keine Yolumen-Schrumpfung mit sich. Hierin liegt das Wesen der Erfindung. JDas geschmolzene Polyäthylen ist von Kieselgel durchsetzt und in einer fadenartigen 3?orm entlang der Berührungspunkte zwischen den Kieselgelpartikeln gebunden. Eine partielle Konzentration von Polyäthylen oder ein voliatSndiges Umhüllen des Kieselgels mit Polyäthylen erfolgt nicht. Da außerdem im Kieselgel gleichmäßig geformte durchlaufende Miköferporen ausgebildet sind., 1st die erzielte Porosität des porösen Körpers aelir groß und erreicht mehr als 72 %, Der poröse Körper kama eise groSe STttssigkeitsmenge in seinen Posen aufaeiuaeiio Die Porosität eines porösen Körpers kann dmreii Mllen der Poren mit Wasser bestimmt werden. Wird nämlicb las Gewicht eines porösen Körpers in luft mit W, das Sewiclit des porösen Körpers, dessen Poren vollständig alt Wasser gefüllt sind,, mit W., und das Gewicht des porösen Körpers in Wasser mit Wg bezeichnet, erhält man die Porosität des porösen Körpers nach folgender lOxaels
W1 - W
V m X 100 Jt
— W
2
1 03836/1315
_ ς —
Die Eigenschaften der verschiedenen Typen poröser Körper, die durch Austausch der thermoplastischen synthetischen Harze, durch den Wassergehalt des hydrierten Kieselgels, das Mischungsverhältnis und die Atmosphäre während des Sinterns erhältlich sind, ergeben sich aus folgender Tabelle:
/6 109836/1315
Tabelle
fee Kunstharz fesser-
gehalt
Mischungs
verhältnis
(In SsW5Aa-
teilen}
Harss Kieselgel
Atmo
sphäre
während
des
Sinteras
Poro
sität
des
pore—
sen
Körpers
W)
Eigen
schaften
des
porösen
Körpers
A Polyäthylen ?O 2 ' 4 in ge
sättig
tem
Dampf
68-69 hart
B Polyäthylen 70 2 5 It 71-72 hart
C Polyäthylen 70 2 10 H 77-79 tieiciij,
leicht
pulveri-
si erlbar
D Polyäthylen 40 2 5 i8 64 hart
E Polyvinyl
chlorid
(P70)
70 5 2 i! 55 Hart
¥ ABS 70 2 2 ti 49 hart
G Δ. B S 70 2 3 (I 59 hart
H Polypropylen 70 2 4 fl 63 hart
I Polypropylen 70 2 5 Il 71 hart
J Polystyrol £„
allgemeine
Zwecke
70 2 5 Il 75 hart
K hoehschlag-
festes Poly
styrol
70 2 2 Il 51 hart 1
L Niederdruck-
Polystyrol
70 2 5 ti 71 hart j
M Polyamid-Harz 70 2 3 Il 61 f
hart I
I Polyäthylen 70 2 5 erhitzte
Luft
37 hart ]
ti
S
O Polyäthylen 70 2 10 " Il 42 hart 9
spröde jj
109838/1315
_ 7 —·
In der Tabelle betreffen die Beispiele A bis M die Eigenschaften eines erfindungsgemäßen porösen Körpers. K und 0 zeigen Beispiele, bei denen die Sinterung in heißer Luft erfolgte und die porösen Körper hinsichtlich ihrer Porosität weitgehend verschieden sind, obwohl die anderen Bedingungen die gleichen sind wie bei B und C, Eine Abhängigkeit zwischen dem Mischungsverhältnis von hydriertem Kieselgel (Wassergehalt 70 #) zum Polyäthylen und der Porosität eines porösen Körpers wird in Pig. 1 gezeigt, in der auf der Ordinate die Porosität {%) und das scheinbare spezifische Gewicht aufgetragen ist. Auf der Abszisse ist das Mischungsverhältnis aufgetragen. A bezeichnet eine Porositäts-Kurve, während B eine Kurve des scheinbaren spezifischen Geiichts bezeichnet. Zur Bestimmung des Mischungsverhältnisses bei Herstellung eines porösen Körpers von gewünschter Porosität sei auf die !Tabelle und deε oben gezeigte Diagramm verwiesen.
Der durch das erfindungsgemäSe Verfahren hergestellte poröse Körper wird nun anhand eines beispielhaft vergrößerten Schnittes des porösen Körpers in ?ig. 2 beschrieben, wobei das feine Poren aufweisende Kieselgel von dem aus Pulver erschmolzenen Polyäthylen gebunden ist. Die Kieselgel-Partikel stehen miteinander in Berührung und werden teilweise fadenartig durch das erschmolzene Polyäthylen entlang ihrer Berührungspunkte dauerhaft verbunden. Annähernd die gesamte Oberfläche des porösen Körpers ist mit lieselgel und nicht mit Polyäthylen ttber-
/8 109836/1315
BAD ORIGINAL
zogen. Der Grund für dieses Phänomen liegt darin, daß hydriertes Kieselgel während des Trocknens in normaler heißer Luft schrumpft, daß es aber in gesättigtem Dampf Ton iiter 10O0C, wie gemäß der Erfindung, kaum eine Schrumpfung erfährt und nur das Wasser im Kieselgel verdampft« Wenn hydriertes Eieselgel mit einem Wassergehalt τοπ 70 $> ohne Yo lumenschrumpf ung getrocknet wird, steigt die Porosität auf 80 $> an, und es erweist sich als ein in hohem Maße nützlicher porenbildender Werkstoff.
Wie oben beschrieben, liegt die große Bedeutung der Erfindung darin, daß man durch Erhitzen mittels gesättigtem Sampfes hydriertes Kieselgel ohne eine nur geringe oder überhaupt keine Schrumpfung dehydrieren kann und zu gleicher Zeit thermoplastisches synthetisches Harz zum Schmelzen gebracht und das Kieselgel teilweise dauerhaft gebunden wird. Selbst wenn jedoch hydriertes Kieselgel™ Pulver in gesättigtem Dampf allein getrocknet, mit thermo-
in plastischem synthetischem Harz vermischt und dann/über den Schmelzpunkt des thermoplastischen synthetischen Harzes erhitzter Luft oder in gesättigtem Dampf erschmolzen wird, kann ein poröser Körper mit derartig hoher Porosität, wie beschriebenj nicht gewonnen werden. Der erfindungsgemäße poröse Körper kann ohne weiteres seine Poren mit einer flüssigkeit imprägnieren und er kommt für alle JFlttesigkeits·* inprlgsiierungen in 'Betracht. Zum Beispiel kann die Anwenfessg äee Körpers al® Batterietreiinwand oder als den
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■' -ι-:?;1!!111:11 1I υ« ":|;>""! V;
Elektrolyten tragender Körper einen tropfsicheren Akkumulator schaffen, der eine "besonders nützliche Anwendung als tragbare Energiequelle findet. Der poröse Körper in pulverisierter Form eignet sich auch als Streckmittel bzw. Ersatz eines aktiven Materials für Batterien. Er kann auch als Filter dienen. Als Filter kann der poröse Körper auch in Form des hydrierten Kieselgels verwendet werden, das von thermoplastischem synthetischem Harz, das entfernt wird, dauerhaft gebunden ist.
Erfindungsgemäß kann ein Verhältnis des hydrierten Kiesel·
Art gels zum thermoplastischen synthetischen Harz je nach/des thermoplastischen synthetischen Harzes und nach der beabsichtigten Porosität variiert werden.
/10 09836/1315

Claims (3)

  1. 2082807
    - ίο -
    Patentansprüche
    ·' 1 .hevfahren zur Herstellung eines RLIIsaigkelt absorbierenden porösen Körpers, dadurch gekennzeichnets daS eine Mischung aus thermoplastischem synthetischem- Harz™" - ._._ Pulver und hydriertem. Eieselgel-Ril¥er la gesättigtem Dampf erhitzt wird, so daS das gesclaaolzene thermoplastische Harz s4ek teilweise dauerhaft mit dem Eiesel™ gel gebunden wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dactaecla. gekennzeichnet, daß
    der das thermoplastische Harz erhitzende gesättigte Dampf eine Semperatur über dem Ssimelzpunkt dee thermoplastischen synthetischen Harass aufweist,
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2f dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches synthetisches Harz Polyäthylen verwendet ist.
    4» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das hydrierte Kieselgel einen Wassergehalt von 40 bis 85 # aufweist.
    109838/1315
DE19702062607 1970-02-14 1970-12-18 Flüssigkeit absorbierender poröser Korper und Verfahren zu semer Herstellung Pending DE2062607A1 (de)

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GB1297049A (de) 1972-11-22
JPS4828348B1 (de) 1973-08-31

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