在制造聚合物泡沫体的液体中加发泡剂并测定其混合物体积膨胀潜力的装置和方法制造方法及图纸

发泡剂往液体材料里加料的装置包括：高压液体存储混合罐；将发泡剂以直径０．２至１００微米的微泡或液滴形式送入混合物的装置；及使发泡剂均匀分布在整个液体材料里的装置。在封闭系统里测定发泡剂和液体材料体积膨胀潜力的装置则包括：高压罐装置；备有彼此连通并与罐连通的第一，二室的混合物体积膨胀潜力测定装置；传送混合物进出第一、二室的装置；第一室测压装置；及测定两室被混合物排代体积的装置，提供了装置的使用方法。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是1990年7月29日提交的美国专利系列号588，086的部分继续。本专利技术涉及在制造聚合物泡沫体的液体材料中加入发泡剂的一种装置和方法。更具体地说，本专利技术涉及以微泡或液滴状加入发泡剂，从而能制取微孔的聚合物产品。本专利技术还涉及测定发泡剂同液体材料混合物体积膨胀潜力的一种装置和方法，并意味着又涉及测定其密度、溶解性及液化作用的一种装置和方法。在制造诸如聚氨酯、聚脲、苯酚-甲醛塑料等聚合物泡沫体中，采用一种受热活化的发泡剂来提供所要求的微孔结构。液体材料的名称被认为包括可通过聚合反应转化成聚合物的任何液体材料。其中，尤其令人注意的是，在反应条件下通过接触适量的由Polyahl和异氰酸酯组成的液体材料所制得的聚氨酯，聚脲和异氰酸酯聚合物。Polyahl的名称被认为包括含有活泼氢(按照Zerewitinoff试验判别，参见Journal of the American Chemical Society，49卷，381页，1927年)的任何化合物。典型的活泼氢基团有-OH，-COOH，-SH，以及-NHR，其中R为H，烷基，芳基等。异氰酸酯的名称被认为包括可用来制取聚氨酯，聚脲，聚异氰脲酸酯的有机异氰酸酯及其聚合衍生物，诸如，芳香族，脂肪族以及环脂族多异氰酸酯。典型的化合物有甲苯二异氰酸酯，二苯甲烷二异氰酸酯，聚合的二苯甲烷二异氰酸酯及其混合物。实施本专利技术中，也可以采用粗的多异氰酸酯，诸如，由甲苯二胺的混合物光气化制得的粗甲苯二异氰酸酯，或由粗的二苯氨基甲烷光气化制得的粗二苯甲烷二异氰酸酯。优选的未经蒸馏的或粗多异氰酸酯揭示于美国专利号3，215，652中，本文引入经资参考。上述异氰酸酯的衍生物，诸如预聚物，也同样适用于本专利技术。本专利技术涉及软泡沫体和硬泡沫体的制备以及在反应注射成型(RIM)件和增强反应注射成型(RRIM)件制造中所使用的体系。软质泡沫体加工体系一般采用聚酯式聚醚多元醇同甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，以及少量催化剂，表面活性剂和胺类。另外，还采用各种发泡剂，它们一般由下列某些发泡剂所组成二氯甲烷和少量P-12′(供所谓机械发泡泡沫体制造用);水和少量二氧化碳(供所谓化学发泡泡沫体制造用，其中水是主发泡剂)。硬质泡沫体加工体系一般采用聚醚多元醇同MDI，以及少量催化剂，表面活性剂和胺类。另外，还采用各种发泡剂，它们一般由1～2%的水同约25～35%(重量)的含氯氟烃(CFC)组成，常用的CFC是R-11A′。RIM和RRIM泡沫体加工体系一般采用胺端基的多元醇，聚醚或聚酯多元醇同MDI和TDI，以及少量催化剂和表面活性剂。气体氮发泡剂一般在大气压条件下以大约50%(体积)浓度的悬浮泡或液滴形式使用。在填模过程中存在的压缩气泡或液滴帮助模具完全填满，并提高模制品的表面特性。RRIM与RIM不同，其中上述的多元醇或聚醚聚酯多元醇加进了增强的填充料。在用作保温用途的泡沫制造中，已采用含氯氟烃(CFC)，尤其是氟里昂(Freon1)作发泡剂，由于在产品中生成了很小的均匀微孔结构，也提供了改善的K因子。虽然已习以为常采用CFC来发泡，它在大气臭氧层累积的影响使人们希望采用对环境有利的发泡剂，为了淘汰采用这种CFC，已考虑采用其它发泡剂。研究了各种气体包括二氧化碳，氮气、氦、氨、戊烷、乙炔、惰性气体、空气，以及它们的混合物。遗憾的是，难以只加入一些其它方法的发泡剂，至今由此很少能制得符合质量的泡沫制品。加入发泡剂通常导致若干不同类型的相性质，该性质取决于在给定温度和压力下发泡剂/液体材料混合物的混溶特性。只要体系的温度保持在发泡剂的临界温度以下，同时有足够高的压力使其液化，不溶性发泡剂在高压下基本上都会在液体材料中产生液体发泡剂的液滴和气体发泡剂的气泡两种发泡物。在类似的条件下，混合物除了含有液化发泡剂和气体发泡剂各自不同的液滴和气泡以外，还将含有一种溶解的发泡剂分子。在聚氨酯制造中，发泡剂同液体材料或双组分体系的反应成分(如Polyahl或异氰酸酯)在聚合之前相混合。采用非CFC发泡剂所带来的问题之一是如何将它们加入液体材料中。对给定的微孔结构来说，已知必须使用特定量的发泡剂，但是，这种发泡剂的溶解性和混溶性是制造者必须考虑的重要因素。至今，本专利技术为在各种液体材料组分中使用不同的非CFC发泡剂提供了很多装置和方法的实例。例如，美国专利4，157，427报导了将惰性气体(如氮气)加入反应注射成型(RIM)体系中的液体反应组份的方法。一般说来，采用一种可通过它将气体加压的鼓泡器，把气体加入聚氨酯的一种前体(产生母体)中去。所述的鼓泡器是一种大小和形状合适的多孔刚性结构，用它产生微泡以利于充分混合，这种鼓泡器安装在管道里，反应组份通过管道从储罐循环，然后送往混合头或送回储罐。美国专利4，376，172的目的在于用一种封闭式回路装置，在RIM过程中控制气体加入诸如聚氨酯前体的液体。这意味着该专利还提供精确测量加入的气体量的方法。利用一种位置在反应剂流中的鼓泡器来加入发泡剂或气体，反应剂流从储罐来回循环。加入聚氨酯反应剂的气体量按如下方法进行测定收集一定体积的气体一反应剂混合物并放在一个圆筒内。然后把一个柱塞压入圆筒，利用压缩系数来确定已加入的气体量。美国专利4，526，907的目的在于用一种方法和装置将气体充入混合的至少一种组份中，以制成塑料泡沫体。将来自某个储罐的反应剂通过循环管线输送，管线上带有一个压力高于储罐的压缩区。发泡用气体在该压缩区加入，混合物在返回储罐之前随后通过一个节流单元以减低压力。该专利还谈到可采用几种不同的方法来测定气体-反应剂混合物中气体的量，包括密度，分压，光束的吸收，压缩系数和溶解度，但无必要讨论实施的装置。美国专利4，906，672的目的在于一种连续制造聚氨酯泡沫体的方法。更具体地说，该专利述及将少量二氧化碳添加入含有水主发泡剂的形成聚氨酯的反应剂中，并谈到二氧化碳在送入混合头之前被充分溶解在反应剂的一个组份里。二氧化碳在高压下加入管线中，压力以75～900Psig(0.62～6.3MPa)为宜，管线离混合头有足够的距离，使物料在传送中从与CO2大量接触到达混合头的过程里获得均匀的充气。一旦混合物到达混合头，可采用一个喷嘴或喷嘴组使二氧化碳-反应剂混合物膨胀;但该专利谈到要避免夹入气泡。该专利既未打算用另一种发泡剂或其混合物，也未打算加入高浓度二氧化碳作主发泡剂组份。最后，欧洲专利号125，541-B揭示了一种作为用来制备合成塑料泡沫(如聚氨酯)的液体组分中充气的测量装置。它采用一种可定期接受液体样品的测量容器装置，该容器与一个溢流容器相连通。通过使测量容器中的压力降低到大气压，充满了气体的组分膨胀并溢流至溢流容器，从而使密度被测出。现有技术谈到了采用在实际操作压力(美国专利4，157，427)或常压下测得的发泡剂/液体材料混合物密度来测定充入的气体量。为此，将Polyahls和发泡剂的混合物或者从一个预定的操作压力膨胀到第二个较低的固定压力(美国专利4，376，172)，或者从一个给定的操作压力膨胀到大气压(欧洲专利125，541-B)。后一个专利技术采用的装置大而笨重又昂贵。而且，混合物里至少有部分气体将在膨胀时从体系里本文档来自技高网...

【技术保护点】
发泡剂加入液体材料中的装置，该装置包括：　　在压力下含一种液体材料的高压罐；　　将预定量的至少一种发泡剂以微泡或液滴形式输送入所述液体材料中的装置，微泡或液滴的平均直径约低于０．２微米，最高达约１００微米；以及　　使所述发泡剂均匀加入整个所述液体材料的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁B莱纳特，马克S霍恩克，亨利JM格伦鲍尔，
申请(专利权)人：陶氏化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]