用于浇注无飞溅物的聚合物混合物的方法和设备技术

一种以可控方式将无飞溅物的液态聚合物混合物借助于高压混合装置(10)浇注到敞开成型型腔(19)的方法，该液态聚合物混合物来自适于形成聚合物树脂的第一化学反应性组分(A)和至少第二化学反应性组分(B)。在初始过渡步骤期间，以比体系操作值(Q2‑V2)低的初始流率(Q1)和速度(V1)值浇注没有飞溅物(SP)的液体混合物的流(F)，其适于形成具有带有升高的外围峰(PC)的波阵面(FO)的混合物池(PZ2)；然后，将最初浇注的流(F)的流率(Q)和速度(V)增大到体系操作值(Q2，V2)，保持没有混合物的流(F)的飞溅物的状态。所述设备包括高压混合装置(10)，用于供给化学组分(A、B)的泵(P1，P2)和可操作地连接至可通过用于供给化学组分(A、B)并浇注所得到的聚合物混合物的流率(Q)和时间(T)进行程控的控制单元(CU)的流量传感器(FTA、FTB)。

【技术实现步骤摘要】
用于浇注无飞溅物的聚合物混合物的方法和设备
本专利技术涉及一种适于形成可膨胀树脂的方法和设备，用于以受控的方式将没有飞溅物或具有有限飞行距离的飞溅物的化学反应性聚合物混合物的流浇注到敞开成型型腔中，其中，可膨胀树脂由适合于形成柔性或热固性树脂(例如聚氨酯，苯酚，环氧树脂，硅树脂或其他类型的树脂)的第一和至少第二化学反应性聚合物组分所产生的液体混合物组成，特别是用于发泡冰箱柜门、隔热板或其他物体的内部型腔。因此，根据本专利技术的浇注技术适于应用在尤其所谓的“敞开模具”发泡工艺中，其中，将反应性液体混合物的流浇注到模具或保持壳的敞开型腔中，在关闭后，混合物反应并膨胀，直到充满模具或保持壳的型腔。根据本专利技术的方法和设备适于多种应用，通过硬质或软质泡沫来例如发泡冰箱柜门、用于冷藏室的隔热板、用于家用建筑物和工业建筑物的填充板，还有发泡窗户和百叶窗的门和型材、汽车座椅扶手和护垫、家具制件和任何其他类型的产品。
技术介绍
化学反应性聚合物混合物的敞开模具发泡是众所周知且广泛使用的技术；它主要包括将计量用量的液态反应性混合物浇注到或分配到敞开的成型型腔(例如模具或保持壳)中，注意不要弄脏或蹭脏模具或保持壳的边缘和某些特定区域，另外其稍后必须清洗，或意味着丢弃获得的产品，这具有由此造成的经济损失和生产周期中的问题。已知的是，使聚合物树脂膨胀的敞开模具发泡技术通常用机械混合装置进行，其中，化学反应性组分供应到低压的混合腔室中，其中，聚合物组分通过设有钉子或叶片的旋转搅拌器以及用湍流混合装置(即所谓的高压混合装置)进行混合，其中，在混合腔室中，以60巴(6N/m2)或更高的高压供应单一的化学反应性组分的射流，将压力能转化为向前碰撞和/或抵靠混合腔室的壁的射流的动能，产生高湍流，彼此之间充分混合；所得到的反应性混合物因此通过相对于混合腔室的纵向轴线轴向对准或成角度取向的浇注管道供应到敞开的成型型腔中。例如，在US4098585、US3975128、US4175874和US4332335中公开了高压装置。从US4966466、EP0230921、EP2366525和US4726933已知其他装置。与借助于高压混合装置将化学反应性聚合物混合物浇注到敞开模具有关的问题之一在于，当以高流率和高速度进行操作以在最短的时间内将计量用量的混合物浇注到成型型腔中以便在混合物开始膨胀之前关闭成型型腔时可能形成混合物的飞溅物或泼溅物，这具有从成型型腔本身流出、弄脏外围边缘或流到待制造的物体或产品的成型型腔特定区域的风险。当浇注反应性混合物的初始步骤刚开始时或不久之后，发生形成飞溅物的问题，当从混合装置的浇注管道流出的流以高动能碰撞成型型腔的碰撞表面的点或区域时，产生混合物的飞溅物，由于弹跳，其会向任何方向散布。飞溅物相对于碰撞点或碰撞区域的飞行距离可例如蹭脏含有反应性混合物的模具或壳体区域，其必须保持洁净以避免进一步操作和/或浪费；也就是说，混合物的飞溅物可具有高的飞行距离以从成型型腔中流出，从而沾染必须保持无飞溅物的模具或表面，并污染外部环境。如果浇注的反应性混合物的流垂直地碰撞成型型腔的碰撞表面，则混合物的飞溅物沿所有方向径向散布；相反，如果混合物的流相对于成型型腔的碰撞表面具有倾斜的方向并意味着径向分量，则混合物的泼溅物或飞溅物主要在流的相同径向上散布。这些液滴和细丝形式的混合物飞溅物形成无规的延伸，它们以不受控制的飞行距离飞过成型型腔，蹭脏了模具的特定部分、与待生产的物体相关的由金属、塑料或织物制成的嵌件。一旦树脂凝固并因此产生生产浪费或需要去除已经弄脏模具的混合物飞溅物，和/或物体的精确清洁或物体本身的浪费，引起的蹭脏会导致形成污渍、缺陷、泡沫密度不同的区域或混入气泡。如果在模具腔内没有飞溅物而未造成浪费或后续清洁的问题，或者如果在混合物飞溅物具有受限飞行距离的情况下，则它们不能润湿必须保持清洁的产品或模具的部件，或确定物体中的缺陷的成型型腔的区域，生产过程是可接受的。相反，如果飞行距离过长以至于弄脏模具、可能的嵌件、成型型腔或产品的外围边缘，则需要进行特殊维护以去除混合物或反应树脂的残留物，或者精确清洁被弄脏的表面，并在可能的情况下，在模具表面和成型型腔的必须清洁或无泡沫的部件上施加合适的脱模剂。这些重复的操作导致生产周期的效率上的损失，这要求在越来越自动化的工作站上具有操作员，并且可能使模具过早老化。此外，由于浇注流率的连续增大，使这些问题变得更糟，其要求补偿本专利技术反应性混合物的反应性和膨胀速度的增大。为了部分地克服与形成混合物飞溅物有关的这些问题，许多操作员仅使用恒定值的减小的流率，将混合物的流的流率和速度减小到防止飞溅物形成的值，且飞行距离不会引起任何问题(如可能的话)，其包含在成型型腔或待发泡物体的外围尺寸之内。例如，另一种常见的预防措施是，将高压混合装置的浇注管道相对于成型型腔的碰撞面表倾斜高达45°，并且在这种情况下，应使反应性混合物的流的碰撞点或碰撞区域抵靠成型型腔的表面沿与碰撞流的水平分量相反的方向向后移动，使碰撞点或区域到达远离成型型腔中心线的位置。进一步的预防措施是保持浇注管道的出口端尽可能靠近碰撞表面，但这意味着对模具部件或待发泡部件的干涉的风险很高，这在每次浇注操作时都可以不同，或提供相对运动。所有上述问题都涉及在整个生产周期中以降低的流率进行操作以避免弄脏。这又需要更长的时间才能将混合物浇注到成型型腔中，使用较少的反应性树脂和长的循环时间，从而导致生产率下降。为了浇注恒定值的更高的流率，其他操作员使用了在高压混合设备的浇注管道的出口端和混合物抵靠模具表面的碰撞点之间放置罩元件(例如，使用高度倾斜的板材或硬纸板或金属制成的罩)的系统，每次放置在浇注管道下方，以避免飞溅物的形成或散布。该过程除了复杂且不适合某些应用外，还需要在每次成型操作时更换或清洁保护罩。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的主要目的是提供一种用于将化学反应性液体混合物的流浇注到敞开成型型腔中的方法，所述化学反应性液体混合物来自高压下混合适于形成聚合物树脂的第一和至少一个第二化学反应性组分，其适合克服上述缺点和泼溅物或飞溅物形成的问题，保持受控的浇注状态，无飞溅物，或混合物的飞溅物被限制在成型型腔中，即飞行距离等于或小于预设的安全距离。特别地，本专利技术的一个目的是允许以比现有技术总体上更高的流率和相对更短的时间浇注可膨胀树脂的化学反应性液态聚合物混合物，保持混合物的受控浇注状态而不会形成飞溅物或相对于模具的外围边缘或产品，在混合物的流最初碰撞敞开的成型型腔的碰撞表面时，以及在随后的步骤或反应性混合物的体系浇注状态的步骤期间，飞溅物具有的飞行距离充分限制并包含在成型型腔内。为了本公开的目的，表述“在飞溅物的受控限制状态下浇注”是指完全不存在混合物的飞溅物，以及在浇注时可能的飞溅物形成，使得飞溅物相对于混合物的流抵靠盛有产品(尤其是构成冰箱门或隔热板的壳体的部件之一)的模具或壳体的内表面的碰撞点或区域的最大的飞行距离始终低于相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在无飞溅物状态下或具有受限的飞行距离(FD)的飞溅物的状态下通过高压混合装置(10)在具有底表面(18)和外围边缘(21)的待填充泡沫的敞开的成型型腔(19)或壳体中浇注用于形成聚合物树脂的第一化学反应性组分(A)和至少第二化学反应性组分(B)的液体混合物的流(F)的方法，所述高压混合装置(10)包括混合腔室(11)，所述混合腔室(11)与相对于所述混合腔室垂直定向的、具有内径(D2)的浇注管道(12)连通；/n其中，所述高压混合装置(10)被配置为浇注具有体系值(Q2)的受控流率，并且可操作地连接至可程控控制设备，所述方法包括以下步骤：/n在初始过渡步骤期间，以相对小于所述高压混合装置(10)的体系流率(Q2)的减小的浇注流率(Q1)来浇注反应性液体混合物的流(F)，使反应性液体混合物的所述流(F)朝向碰撞点或区域(P)定向，在所述敞开的成型型腔(19)的所述底表面(18)上形成混合物池，/n其特征在于以下步骤：/n在所述初始过渡步骤期间，以保持流浇注状态的所述减小的流率(Q1)来浇注反应性液体混合物的流(F)，在与所述成型型腔(19)的所述表面(18)碰撞时不形成飞溅物或形成具有受限飞行距离(FD)的飞溅物，所述受限飞行距离(FD)小于所述碰撞点或区域(P)与靠近所述型腔(19)或所述壳体的或所述敞开的成型型腔(19)的特定区域的外围边缘(21)的区域之间的距离，其中，设置有向上突出的嵌件或隔板或壁，在第一步骤中形成具有不规则边缘的初始混合物池(PZ1)；/n在所述初始过渡步骤期间，将计量用量的反应性液体混合物浇注到所述初始混合物池(PZ1)中，始终保持减少的浇注流率(Q1)和不生成飞溅物或生成具有受限飞行距离(FD)的飞溅物的浇注状态，形成更大的尺寸的或者比反应性液体混合物的所述第一初始池PZ1更大的随后第二池(PZ2)，其中，所述第二池(PZ2)以波阵面(FO)的形式配置有升起的外围边缘，所述波阵面(FO)具有波峰(PC)，所述波峰(PC)的高度(H)大于由随后的所述第二混合物池(PZ2)的所述升起的外围边缘界定的内部区域的厚度(S2)，并且宽度(DP)大约等于所述浇注管道(12)的所述内径(D2)的三或四倍；以及/n在所述初始过渡步骤之后，增大所述反应性液体混合物向随后的所述第二更大的池(PZ2)的浇注，直至达到体系流率(Q2)。/n...

【技术特征摘要】
20191220 IT 1020190000249491.一种用于在无飞溅物状态下或具有受限的飞行距离(FD)的飞溅物的状态下通过高压混合装置(10)在具有底表面(18)和外围边缘(21)的待填充泡沫的敞开的成型型腔(19)或壳体中浇注用于形成聚合物树脂的第一化学反应性组分(A)和至少第二化学反应性组分(B)的液体混合物的流(F)的方法，所述高压混合装置(10)包括混合腔室(11)，所述混合腔室(11)与相对于所述混合腔室垂直定向的、具有内径(D2)的浇注管道(12)连通；
其中，所述高压混合装置(10)被配置为浇注具有体系值(Q2)的受控流率，并且可操作地连接至可程控控制设备，所述方法包括以下步骤：
在初始过渡步骤期间，以相对小于所述高压混合装置(10)的体系流率(Q2)的减小的浇注流率(Q1)来浇注反应性液体混合物的流(F)，使反应性液体混合物的所述流(F)朝向碰撞点或区域(P)定向，在所述敞开的成型型腔(19)的所述底表面(18)上形成混合物池，
其特征在于以下步骤：
在所述初始过渡步骤期间，以保持流浇注状态的所述减小的流率(Q1)来浇注反应性液体混合物的流(F)，在与所述成型型腔(19)的所述表面(18)碰撞时不形成飞溅物或形成具有受限飞行距离(FD)的飞溅物，所述受限飞行距离(FD)小于所述碰撞点或区域(P)与靠近所述型腔(19)或所述壳体的或所述敞开的成型型腔(19)的特定区域的外围边缘(21)的区域之间的距离，其中，设置有向上突出的嵌件或隔板或壁，在第一步骤中形成具有不规则边缘的初始混合物池(PZ1)；
在所述初始过渡步骤期间，将计量用量的反应性液体混合物浇注到所述初始混合物池(PZ1)中，始终保持减少的浇注流率(Q1)和不生成飞溅物或生成具有受限飞行距离(FD)的飞溅物的浇注状态，形成更大的尺寸的或者比反应性液体混合物的所述第一初始池PZ1更大的随后第二池(PZ2)，其中，所述第二池(PZ2)以波阵面(FO)的形式配置有升起的外围边缘，所述波阵面(FO)具有波峰(PC)，所述波峰(PC)的高度(H)大于由随后的所述第二混合物池(PZ2)的所述升起的外围边缘界定的内部区域的厚度(S2)，并且宽度(DP)大约等于所述浇注管道(12)的所述内径(D2)的三或四倍；以及
在所述初始过渡步骤之后，增大所述反应性液体混合物向随后的所述第二更大的池(PZ2)的浇注，直至达到体系流率(Q2)。


2.根据权利要求1所述的用于浇注液体反应性混合物的方法，其特征在于，对于从具有内径(D2)的所述浇注管道(12)流出的所述反应性混合物，保持粘着流动状态，在所述粘着流动状态下，一旦所述反应性混合物最初填充到所述浇注管道(12)中，所述反应性混合物从所述浇注管道(12)流出而没有脉络分离，但具有横向于相同流然而包含在具有基本上平行于所述流(F)的路径的脉络的射流中的可能的内部运动，或其以层流状态流出，而没有横向于所述流的可能的内部运动并且具有平行于所述流(F)的方向的速度。


3.根据权利要求1或2所述的用于浇注反应性混合物的方法，其特征在于，生成在所述高压混合装置(10)的所述浇注管道(12)与所述敞开的成型型腔(19)的底表面(18)之间的相对运动。


4.根据前述权利要求中任一项所述的用于浇注液体反应性混合物的方法，其特征在于，在过渡和体系流率步骤(Q1、Q2)期间，以与所浇注的反应性混合物的流率(Q1、Q2)以及所述浇注管道(12)的内径(D2)相关的浇注速度(V)来浇注反应性混合物的所述流(F)，并且其中，在所述初始过渡步骤之后浇注的所述反应性混合物的体系流率(Q2)在所述敞开的成型型腔(19)或所述壳体的特定区域(I)处变化，其中，在所述特定区域(I)设置有向上突出的嵌件或隔板或壁。


5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于浇注反应性聚氨酯混合物的方法，其中，所述混合腔室(11)配置有具有直径(D1)的出口开口(11’)，其中，在所述初始过渡步骤期间，根据以下公式1来浇注流率(Q1)的反应性混合物：
1)Q＝C·Ad+B
其中，
Q-是在不存在飞溅物或具有受限飞行距离的飞溅物的情形下，在所述初始过渡步骤期间的浇注流率，单位为cm3/秒；
Ad-是所述浇注管道(12)的横截面的值，其在0.5cm2到8cm2之间；
C-是所浇注的流的平均速度系数，具有在1cm/秒到95cm/秒之间的值；
B-是另外的基本流率系数，单位为cm3/秒，在不具有飞溅物或者具有受限飞行距离的飞溅物的情形下，其来自对所述浇注管道(12)的直径(D2)的不同值进行所浇注的流率(Q)的线性插值，并具有在20cm3/秒到420cm3/秒之间的值。


6.根据权利要求5所述的用于浇注反应性聚氨酯混合物的方法，其特征在于，用所述混合腔室(11)的直径(D1)的百分比表示的部分关闭度来部分地关闭所述混合腔室(11)的所述出口开口(11’)，其中，设定基于以下公式2，来减小所述混合腔室(11)的所述出口开口(11')，使所述出口开口(11')的部分关闭度在0％到40％之间：
2)Qoo＝Co·Ad+Bo
其中，
Qoo-是在所述初始过渡步骤期间不产生飞溅物(“零飞溅物”状态)的浇注流率，以cm3/秒为单位；
Ad-是所述浇注管道的横截面，单位为cm2；
Co-是在无飞溅物情形下浇注的流的速度系数，在1cm/秒和50cm/秒之间；
Bo-是在20cm3/秒和250cm3/秒之间的基本流率系数。


7.根据权利要求5所述的用于浇注反应性聚氨酯混合物的方法，其特征在于，用所述混合腔室(11)的直径(D1)的百分比表示的部分关闭度来部分地关闭所述混合腔室(11)的所述出口开口(11’)，其中，设定用大于所述混合腔室(11)的直径(D1)的40％的高的部分关闭度来部分关闭所述出口开口(11’)，
其中，在所述初始过渡步骤期间，基于以下公式3，浇注所述混合流率(Q1)：
3)Qop＝C1·Ad+B1
其中，
Qop-是所述初始过渡步骤期间的浇注流率，其不产生飞溅物(“零飞溅物”状态)，单位为cm3/秒，具有高的部分关闭度；
Ad-是所述浇注管道的横截面，单位为cm2；
C1-是在1cm/秒和50cm/秒之间的流的速度系数；
B1-是在20cm3/秒和300cm3/秒之间的基本流率系数。


8.根据权利要求5所述的用于浇注反应性聚氨酯混合物的方法，生成具有来自所述碰撞区域(P)的等于或小于特定参考距离的飞行距离(FD)的飞溅物，其特征在于，用所述混合腔室(11)的直径(D1)的百分比表示的部分关闭度来部分关闭所述混合腔室(11)的所述出口开口(11’)，其中，设定用以所述混合腔室(11)的直径(D1)的在0％到40％之间的较低的部分关闭度来部分关闭所述混合腔室(11)的所述出口开口(11’)；并且
其中，在所述初始过渡步骤期间，基于以下公式4来浇注所述混合流率(Q1)：
4)Qlso＝C2·Ad+B2
其中，
Qlso-是所述初始过渡步骤期间的浇注流率，其产生具有来自所述碰撞区域(P)的等于或小于特定参考距离的飞行距离(DF)的混合物飞溅物，以cm3/秒表示；
Ad-是浇注管道(12)的横截面，单位为cm2；
C2-是在50cm/秒至90cm/秒之间的流的速...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科·沃尔帕托，毛里齐奥·科尔蒂，萨穆埃莱·赞皮尼，
申请(专利权)人：康隆股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT