聚合物泡沫材料混合物的研磨方法技术

公开了一种研磨泡沫材料的方法和通过研磨泡沫材料生产的泡沫材料粉末。该方法包括在研磨泡沫材料之前将泡沫材料混合在一起。通过将泡沫材料混合在一起，泡沫材料变得更容易研磨。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及研磨泡沫材料形成泡沫材料粉末的技术。该技术改善了泡沫材料的易磨性。
技术介绍
聚合物泡沫材料包括各种各样的材料，一般形成具有固体聚合物相和气相的两相体系。连续相是聚合物材料，气相是在泡沫材料的合成期间引入的或形成的空气或气体。这些气体有些被称为“发泡剂”。一些复合铸塑的聚合物泡沫材料含有中空的球。复合铸塑泡沫材料的气相包含在分散于聚合物相的中空球中。这些球可以由多种材料制成，包括玻璃、金属、碳以及聚合物。可以使用其它的材料如填料、增强剂和阻燃剂以获得特殊的泡沫材料性能。开孔的或闭孔的聚合物泡沫材料通常分为软质、半软质、半硬质或者硬质。软质泡沫材料，即变形后回复的泡沫材料，通常用于地毯衬垫、家具和汽车座椅。硬质泡沫材料，即变形后不回复的泡沫材料，用于隔热、包装以及承重部件。常用于泡沫材料的聚合物的例子包括环氧树脂、氟聚合物、胶乳、聚异氰尿酸酯、聚酰亚胺、聚烯烃、聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯(PVC)、硅氧烷、聚酯以及脲甲醛。典型的泡沫材料制造工艺会产生聚合物泡沫废料。例如，商业上在连续浇铸过程中就产生大量的块状聚氨酯泡沫材料。产生的泡沫块通常被切成宽1-2.5m，高1.5m和长达70m的片。泡沫块也可以使用分批法制造成立方体。在任一方法中，泡沫块的外部衬有纸和/或塑料防粘片，例如涂覆聚丙烯的纸。在防粘片下方形成一薄层泡沫表皮，而没有防粘片时就形成较厚的泡沫表皮层(例如，在一些工艺中泡沫块的顶部)。泡沫块一般在切割或切片用于商业用途之前需要修剪顶部和侧面。这些顶部和侧面的修剪就产生含有生产污染物的泡沫废料。术语“生产污染物”包括在制造块状或立方体泡沫材料时附带产生或者使用的材料，且通常出现在从块状或立方体泡沫材料的侧面、顶部和底部修剪下来的废料中。生产污染物的例子是那些上面讨论过的泡沫表皮。另外，该术语还包括上面讨论的防粘片或分离片，例如是纸，涂有蜡或聚烯烃的纸，也可以是由聚合物材料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或其它聚烯烃制成的膜、片材或网。含有一定量的任何聚合物的防粘片一般称为“聚合物片材”。修剪废料中的表皮材料(或“泡沫表皮)在均一性和密度上完全不同于所需要的泡沫材料产品。表皮材料是更加坚韧、更有弹性的产品，且具有比所需的泡沫材料产品更高的密度。泡沫表皮是在泡沫材料聚合反应过程中形成的非泡沫材料或高密度泡沫材料层。泡沫表皮也存在于在泡沫材料模塑操作中脱离模具的“蘑菇”形材料等废料中。泡沫表皮也存在于不合规格的模塑部分中。边角料还来自泡沫材料制作过程，其中从泡沫块上切下有用的形状。这类废料称为制作废料，它与来自修剪泡沫块的废料相比一般较少含有生产污染物。聚合物泡沫材料废料还存在于许多丢弃的含泡沫材料的产品中，如家具、汽车座椅、隔热泡沫材料以及包装泡沫材料。这类废料称为“消费后废料”。消费后废料通常含有来自与该泡沫材料一起用于制作过程的其它材料或来自该泡沫材料在其有用的寿命中暴露于其中的材料的污染物。这些“消费污染物”包括木材、铁金属、非铁金属、纺织品、皮革、玻璃、污垢、油、油脂、粘合剂、矿物质以及塑料。“聚氨酯”(PUR)描述了通过二异氰酸酯分子和一种或多种活性氢化合物聚合制备的一大类聚合物。“活性氢化合物”包括多官能的含羟基(或“多羟基”)化合物如二醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇。活性氢化合物还包括多官能的含氨基化合物如多元胺和二胺。聚醚多元醇的一个例子是始于甘油的环氧乙烷或环氧丙烷聚合物。“PUR泡沫材料”通过一种或多种活性氢化合物与多官能异氰酸酯组分反应而形成，产生氨基甲酸乙酯键。这里定义的PUR泡沫包括由二异氰酸酯三聚体或异氰脲酸酯单体制成的聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫。PUR泡沫材料广泛用于各种产品和应用。这些泡沫材料可以以较宽的密度范围形成，并且可以是软质、半软质、半硬质、硬质泡沫材料结构。一般而言，“软质泡沫材料”是变形后回复原有形状的那些泡沫材料。除了可逆变形，软质泡沫材料趋向于对所施加的负荷具有有限的抵抗力，并且趋向于含大部分开口泡孔。“硬质泡沫材料”是变形后一般保持变了形的形状而没有明显回复的那些泡沫材料。硬质泡沫材料趋向于含大部分闭合的泡孔。“半硬质”或“半软质”泡沫材料是那些可以变形，但是会慢慢地也许并不完全地回复原有形状的泡沫材料。泡沫结构通过使用所谓的“发泡剂”而形成。发泡剂在泡沫材料形成期间通过低沸点液体的挥发或在反应过程中气体的形成被引入。例如，水和异氰酸酯之间的反应在PUR泡沫材料中形成CO2气泡。该反应产生热并在聚合物中生成脲键。此外，可以在聚合反应过程中使用表面活性剂以稳定聚合物泡沫材料的结构。催化剂用于引发聚合反应形成氨基甲酸乙酯键，并控制形成气体的发泡反应。这两种反应的平衡受催化剂的种类和量的控制，也受反应温度的影响。非常需要有效的循环技术以重新使用泡沫材料废料，以最大效率的使用这些泡沫材料的原材料资源，减少或消除聚合物泡沫材料废料处理对环境的不利影响，并使聚合物泡沫生产更加有成本效益。可以通过将泡沫材料碎片降低到最大粒度为约2mm的颗粒并将粉碎的颗粒引入到新的软质PUR泡沫材料制造中来循环利用PUR泡沫材料，例如参见Chesler的美国专利No.4,451,583。在Chesler工艺过程中，将粉碎的颗粒加入到新的PUR的反应混合物中，或者加入到一种反应性液体组分如多元醇中，然后以常规方式制备新的软质泡沫材料。低温研磨作为一种优选的用于形成所需的泡沫材料碎片粒度的研磨技术在4,451,583专利中公开。Just的美国专利No.5,411,213给出了一种通过加入液体抗凝聚剂或分离试剂并使用例如双辊磨机将材料置于压缩剪切力下研磨聚合物如PUR的工艺。在Klein的美国专利No.4,304,873中公开的另一技术中，通过将软质PUR泡沫材料屑和冷却液体如水用多个冲击表面重复冲击来制备软质PUR泡沫材料的“微片”。在另一技术中，Proska等的美国专利No.5,451,376公开了一种PUR泡沫材料的粉碎工艺和装置，其中通过将粗粉碎材料和一种液体PUR反应组分的混合物压入一个或多个喷嘴来进行精细粉碎。泡沫材料的研磨是能量强度高的作业，为了得到粉碎的泡沫材料粉末，通常需要泡沫材料反复通过研磨装置许多次以达到合适的粒度分布。另外，许多泡沫材料使用常规的研磨技术很难或者不可能研磨。此外，改善易磨性后同样的劳动会提供较细的颗粒。优选用较细的颗粒在新的泡沫材料中用作化学物质的替代品，这有几个原因粉末/多元醇浆液粘度较低，泡沫材料的性质改善，粉末的存储性、传送和处理性改善，加工和混合性改善，以及可以加入到新的泡沫材料中的泡沫粉末量提高。因此，需要使得泡沫材料研磨更容易的方法。专利技术概述本专利技术涉及研磨泡沫材料的技术和通过研磨泡沫材料生产的泡沫材料粉末。该技术包括将不同的泡沫材料混合在一起，然后研磨混合的泡沫材料。在一个实施方案中，研磨聚合物泡沫材料的方法包括，将第一和第二泡沫材料混合在一起形成一种泡沫材料混合物，并将该泡沫材料混合物研磨形成一种含有粉碎的第一和第二泡沫材料的粉碎泡沫材料。第一泡沫材料具有与第二泡沫材料不同的组成或结构，并且泡沫材料混合物的易磨性指数GI-125比原泡沫材料的质量平均易磨性指数GI-125高。优选地，第一泡沫材料具有小于50的易磨性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨聚合物泡沫材料的方法，其包括：将含有第一泡沫材料和第二泡沫材料的片混合在一起以形成泡沫材料混合物；和将该泡沫材料混合物研磨形成一种含有粉碎的第一和第二泡沫材料的粉碎泡沫材料，其中第一泡沫材料具有与第二泡沫材料 不同的组成或结构，并且泡沫材料混合物的易磨性指数ＧＩ－１２５比原泡沫材料片的质量平均易磨性指数ＧＩ－１２５高。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩马特尔，罗伯特维尔沃克，
申请(专利权)人：摩必斯技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]