用于生产聚氨酯泡沫的方法技术

使用ＣＯ↓［２］作为发泡剂和填料连续地生产了聚氨酯泡沫。该填料与至少反应性组分之一的一部分混合，并且在这种混合期间或者之后任何附聚物被实质上完全地分散。将包含填料的混合物通过至少一个过滤元件以滤出任何尺寸过大的颗粒、残余的附聚物和／或杂质。将ＣＯ↓［２］在压力下加入至少反应性组分的至少一种的一部分以生产包含液体ＣＯ↓［２］的混合物或者包含液体ＣＯ↓［２］和填料的混合物。该混合物与其它反应性组分和任选地其它添加剂混合。然后通过将包含ＣＯ↓［２］和填料的反应混合物分成许多的剪切速度高于５００ｓ↑［－１］的单个物流而减压和在排放以前降低这样产生的流动速度。然后将反应混合物施加到基材上并且使其固化以形成聚氨酯泡沫。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于从至少两种相互反应的液体反应组分生产泡沫、特别是聚氨酯泡沫的方法和装置，其中填料与这些反应组分的至少一种混合和液体CO2作为物理发泡剂与这些反应组分的至少一种混合。
技术介绍
用CO2作为物理发泡剂进行发泡的方法描述于例如EP-A-0767728、EP-A-0794857和EP-A-0645226。这些方法的共同特征是使包含有溶解的CO2的反应混合物通过相对窄的(例如圆形或者细长形)开口，产生压力突变，从而使溶解的CO2从溶解状态成为气态。已经发现，为了生产没有缺陷的泡沫，尤其必须遵守以下两个必要的物理边界条件或者规律-包含CO2的反应混合物减压到环境压力必须在非常短的时间间隔内完成。一旦超过了某一尺寸，迅速增长的泡孔必须不再暴露于任何较大的机械荷载。如果减压过程发生得过于缓慢，则泡孔将暴露于较高的剪切速度，在仍然处于其中它们已经是过大的并且因此是过于敏感的的阶段中，在减压体中出现这一情况是必然的。-在减压到大气压力之后尽可能短的时间内，泡沫状混合物必须具有尽可能均匀的速度。这是指在减压体中不可避免地出现的速度峰必须用所有可能的速度来分散。再一次，迅速增长的泡孔应该暴露于最低可能的机械荷载。为此目的，必要的是引起速度峰分解的粘滞力与离开减压体的反应混合物的脉冲力相比尽可能地大。原则上，当包含CO2的反应混合物在由尽可能多的尽可能细的圆孔组成的喷嘴区域中减压时，两种边际条件得到了最有效地保证。就上述标准而言，没有别的几何排列可以使压力消散、压力消散时间和速度消散之间的相关性更有利。出于这种原因，在生产使用CO2作为发泡剂的聚氨酯泡沫中，填料的处理存在较大的困难。根据要加工的填料的粒度范围，对孔的细度要进行限制，以便甚至在数小时的运行期间细的开口也不会被阻塞。因此适合的工艺应该具有以下特点1.能够使用具有最大可能的细度的开口的减压体，该细度尽可能接近要加工的填料的粒度范围，而不妨害生产的可靠性；和2.借助于适合的工艺条件和特别是适合的减压体结构，在开口细度的给定限制下，能尽可能地满足如上所述的标准，特别是迅速减压和速度峰的分散。这方面越成功，则可由该方法控制的CO2的比例越大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于生产无缺陷的、填充的聚氨酯泡沫的方法和装置，其中使用溶于至少一种反应组分中的CO2作为发泡剂。本领域技术人员将明了的这一目的和其他目的借助于以下过程来实现将包含填料和溶解的二氧化碳的反应混合物分成许多的具有高于500s-1的剪切速度的物流而使反应混合物减压和在将该混合物排放以进行固化以前使流动速度降低。专利技术详述本专利技术涉及用于连续生产聚氨酯泡沫的方法，其中以CO2作为发泡剂并且包括混合填料。在该方法中，填料与至少一种反应性组分(例如异氰酸酯或者多元醇)或者一种反应性组分的一部分混合，并且该组分或者该组分的部分在加入填料时以直接方式或者在所述混合之后暴露于高剪切速度，以便实质上完全地将填料分散在反应性组分中，从而获得实质上无附聚物的混合物。将这种包含填料的混合物通过至少一个过滤元件，以便滤出尺寸过大的颗粒、残余的附聚物和杂质。将CO2在压力下加入一种反应性组分或者一种反应性组分的一部分或者所述包含填料的混合物中，以生产包含液体CO2的混合物或者包含液体CO2和填料两者的混合物。包含CO2的混合物和包含填料的混合物或者包含液体CO2和填料两者的混合物与另外的反应性组分和任选地其它添加剂混合。然后将包含CO2和填料的反应混合物通过将该混合物分成许多的剪切速度高于500s-1的单个物流而进行减压。在排放以前降低这样产生的流动速度。然后将反应混合物施加到基材上并且使其固化以形成聚氨酯泡沫。适合的填料是例如蜜胺、碳酸钙粉末、石墨粉末和循环粉末。优选使用蜜胺和碳酸钙粉末。必须通过排放体的粒子的最大尺寸越小，选择的过滤器孔横截面的细度可以越大。对于给定的填料和给定的粒度分布，到达排放体的最大粒度只能借助于适合的过滤才能可靠地限制。过滤器的细度应该尽可能接近该粒度范围，或者任选地还处于该粒子范围内。已经发现，如果颗粒同时流过一个开口并且卡在一起，则排放体中的筛网孔还可能被各维尺寸均明显小于筛网孔的许多的尺寸过大的颗粒阻断。为此，必须将这种可能性的统计概率降低到这样的低水平，使得甚至在数小时的运行期间也很少(如果有的话)发生这种情况。已经发现，选择的过滤器的细度理想地应该达到这样的细度，即在圆形筛网孔的情况下三个粒子能同时地和以任何排列方式通过一个孔，和在细长形筛网孔的情况下两个粒子能同时地和以任何排列方式通过一个孔。该必要性在理论验证中也可以容易地再建。如果设想每分钟进料20kg的平均粒子尺寸为大约3μm的CaCO2，则加工的粒子的量为大约1019个粒子/秒，因此很显然，即使临界的尺寸过大的颗粒的含量在ppm级范围之内，许多的尺寸过大的颗粒同时流过一个孔的统计概率也是决不可忽略的。在此必须考虑到这样的事实，即在这类常规的平均粒子尺寸小于3μm的商品白垩情况下，存在有比例为最多0.1％的颗粒尺寸大于45μm的颗粒。按照上面提供的例子，这意味着颗粒尺寸大于45μm的尺寸过大的颗粒远远超过100个粒子/秒。为此，筛网开口的大小是最细过滤级的狭缝或者孔的至少1.2直至最大10倍，优选1.5到5倍和尤其优选1.8到4倍。根据所提供的数值实例可以清楚地看到，为了能够尽可能细地过滤，使用能以连续方式进行净化的过滤器是有利的。高于1500个粒子/秒的负荷意味着每小时必须滤出超过5百万个粒子。该量使对于给定的粒度范围所需要的筛网开口尺寸呈指数地增大。对于这一应用，认为例如利用梳形物进行净化的板型边缘过滤器，或者利用刮刀进行净化的线型边缘过滤器和狭缝管式过滤器是适合的。由附着于圆柱状承载体的穿孔箔组成和通过刮刀进行净化的过滤元件同样是适合的。尤其有利的一种实施方案是将穿孔箔的开口制造成在流体进口处是尽可能锐缘的，以便已经被滤出的粒子能够尽可能有效地用刮刀收集。这些开口在朝向出口侧变大。这能保证过滤元件具有良好的机械清洁性并且同时具有最低压力损失。同样有利的是在至少一个过滤级中使用这样的二维有效的过滤器进行过滤。具有明显超过过滤器细度的两个尺寸的粒子能够通过一维过滤级。因此尽管进行较细的过滤，它们也可能阻断排放体的开口。对于最佳工艺方式，高度有利的是该二维过滤元件以连续的方式或者至少每隔一段时间进行净化。上面已经描述的具有例如圆形、方形或者六边形的孔横截面的穿孔箔适合于该目的。作为由一维过滤元件和二维过滤元件组成的过滤器级联的过滤器区的实施方案是有利的。在此，一维过滤元件优选应该首先流过并且具有与二维过滤元件相比较细的开口。已经发现，对于相同的过滤器细度，具有细长形开口的过滤器，即一维有效的过滤元件，与二维有效的过滤元件相比，能够处理较高负荷(每单位时间的粒子)的每单位面积过滤器必须滤出的尺寸过大的颗粒。因此，有利的是一维有效的过滤器除去尺寸过大的颗粒的主要负荷，而随后的二维有效的过滤元件基本上仅仅滤出细长形的尺寸过大颗粒。在该级联中，至少较细的、一维过滤元件应该以连续的方式得到净化。然而，更好的是两种过滤器均以连续的方式进行净化，因为在这种情况下对于该粒度范围，过滤器的细度能够得到较好优化。被处理的填料的粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于使用ＣＯ↓［２］作为发泡剂从至少一种多元醇组分和至少一种异氰酸酯组分连续生产聚氨酯泡沫的方法，其包括：ａ）将至少一种填料与至少异氰酸酯或者多元醇组分之一的一部分混合，ｂ）在混合期间或者在混合之后，将ａ）中生产的混合物暴露 于１００００ｓ↑［－１］和２０００００ｓ↑［－１］之间的剪切速度，以制备实质上无附聚物的混合物，ｃ）将包含填料的混合物通过至少一种过滤元件，以除去尺寸过大的颗粒、残余的附聚物和／或杂质，ｄ）将ＣＯ↓［２］加入至少异氰酸酯或者 多元醇组分之一的一部分，以产生包含液体ＣＯ↓［２］和任选地填料的混合物，ｅ）将包含ＣＯ↓［２］的混合物、包含填料的混合物和任何其他反应性组分或者添加剂混合，ｆ）通过将来自ｅ）的混合物分成许多的剪切速度高于５００ｓ↑［－１］的 物流而将该混合物减压，ｇ）降低ｆ）中产生的物流的流动速度，ｈ）将来自ｇ）的物流排放到基材上，和ｉ）使排放的材料固化形成聚氨酯泡沫。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M沙姆伯格，R拉菲尔，J维尔斯，
申请(专利权)人：亨内克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]