一种用于连续制造用作密封剂和粘合剂的可湿固化聚氨酯制剂的工艺。该工艺的特征在于这样的事实：反应性组分被独立地引入混合器中并且无需预聚物。固体或液体原材料可被预混合或被直接供给至混合器双螺杆挤出机中，该混合器提供了必要的能量以使原材料均匀地混合并驱动化学反应。该工艺被设计成使得挤出机的桶和螺杆允许沿机器长度向下可变的进料添加和热交换。这允许在该挤出机的不同位置进行多种操作，所述操作包括反应、分散混合、分布混合和脱去挥发分。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于生产湿固化聚氨酯密封剂和粘合剂的连续工艺。所述工艺使 用被供给至双螺杆挤出机的原材料或预混合的成分来实现，但不需要在处理预聚物(即， 预先混合的反应性组分)中所涉及的另外的生产资源。
技术介绍
使用连续工艺制造聚氨酯材料不是新的。在各种文章、教科书和专利中涵盖了 此概念。然而，现有的文献局限于以下工艺包括预聚物制造步骤的工艺(见美国专利 第5，905，133号和第5，795，948号)，具有与将它们归类为热塑性塑料、弹性体或泡沫 的具有所得性能特性的湿固化密封剂/粘合剂不同的聚氨酯化学的工艺(见美国专利 第 6，624，278 号、第 6，623，676 号、第 6，040，381 号、第 5，908，701 号、第 4，661，531 号、 第4，250，292号、第3，963，679和第3，642，964)或两者(见美国专利第6，916，390号、 第 6，294，637 号、第 5，905，133 号、第 5，795，948 号、第 5，037，864 号、第 4，879，322 号、第 4，857，565号、第4，742，095和第4，342，847)。所提出的工艺的新颖性在于使用单机以使 湿固化的制剂原位混合并反应。通过多官能团的(官能度> 1. 0)多元醇(-0H)与多官能团的(官能度> 1. 0)的 异氰酸酯(-NC0)的反应而形成聚氨酯类。存在聚氨酯类的许多应用和类型(弹性体、泡沫、 热塑性塑料等)，但本专利技术特别涉及用作密封剂和粘合剂的聚氨酯类。在这些制剂中，NCO/ OH摩尔比可从1. 5至3. 0变化，以便获得合适的性能特性并维持它们的液体状态和/或热 塑性状态。除了这些反应性组分，大部分聚氨酯粘合剂制剂利用了包括但不限于以下的成 分填料、增粘剂、增塑剂、抗氧化剂、催化剂、干燥剂、颜料和粘度调节剂。用于聚氨酯密封剂和粘合剂的最常见的制造方法是手工或经自动化的处理系统 将原材料装载至高强度分批混合器中。通常使用两步骤的或可湿固化的预聚物方法。在第 一步骤中，将多元醇和异氰酸酯以所期望的比例预混合，可能具有若干其他成分，以形成预 聚物。在第二步骤中，将该预聚物与余下的原材料混合以获得最终制剂。通常配制预聚物 以便其可用于若干不同的成品中。因此，虽然两个生产步骤可在相同的混合器中发生，但大 量的预聚物通常在用于第一步骤的混合器中被制造，然后被转移至一个或多个二次混合器 中以制成若干最终的批次(finished batch)。作为预聚物工艺的备选方案，还可使用一步骤制造方法。在一步骤方法中，将所有 原材料顺次装载(再一次，手工或经自动化的原材料处理系统)至单个高强度分批混合器 中。在此方法中，成分的添加顺序是重要的以便控制成品质量。一旦产物完成，就将其直接 转移至最终的包装形式并且无需二次混合步骤。虽然通过来自混合器的能量转移对原材料有效混合是足够的产物质量的主要 要求，但对这些制剂存在若干其他重要的工艺要求。由于最终产物是可湿固化的，在工 艺中控制水是至关重要的。湿气作为由供应商所提供的原材料的自然的部分或通过暴 露于环境条件例如从湿空气中吸收湿气至原材料和/或成品中而进入产物中。为此，使3用真空干燥和/或化学干燥以除去产物中过量的湿气并且防止包装容器中的过早固化 (prematurecuring)。在混合过程中施加真空还用于除去二氧化碳气体，所述二氧化碳气体 是水与异氰酸酯反应的自然副产物。工艺温度是制造这些材料中另一重要的控制变量。在单步骤方法或两步骤方法 中，取决于原材料的性质及它们的热稳定性，产物温度可从125° F至250° F。根据工艺的 阶段选择这些温度以驱动氨基甲酸乙酯反应(存在或不存在催化剂)和/或促进混合。经 常使用高剪切混合叶片，所述高剪切混合叶片对工艺加热。通常，根据工艺要求，通过加热 和/或冷却经混合容器上的内壳或外壳(盘管、夹套等)被循环的介质(油、水等)以增加 或去除热量而保持批料温度。典型的工业化工艺时间取决于诸如制剂、原材料供给速率、设备尺寸、人力限制和 传热能力的变量。在两步骤方法中，每个步骤的标准批处理时间(batch time)可从2小时 至6小时变化。在一步骤方法中，批处理时间可在4小时至12小时之间。一旦混合过程完成，则将完全配制的产物转移至包装线。为了包装产物，施加压力 以允许材料被注入容器(通常为筒、香肠包装/白鲑(chub)、桶或卷筒)中以便递送至消费 者O聚氨酯制剂和工艺的复杂性使得以上概述的分批制造方法效率低且不合需要。若 干因素结合，造成所述工艺为劳动密集的和/或资本密集的a.在制剂中的原材料数量和与其添加顺序有关的限制需要大量自动化的材料处 理设备或手动装载成分的专用人工(dedicated labor) 0当使用人工来满足此需求时，可 能引入不希望的安全问题，例如操作员暴露于化学和/或人机工程学的危险因素中。在某 些情况下，制造商使用自动化设备和人工的结合来处理材料，这取决于原材料供应的特性 (散装(bulk)对非散装)。b.通常，产物质量要求使工艺中质量测试成为必要，以保证包括但不限于含湿量 的重要产物参数在规格范围内以继续进行至下一工艺步骤。这是通过在线仪器或通过在该 工艺的中间对该批次手工取样而实现的。前者需要高度的资本投资和复杂化。后者涉及批 次延迟(batch delay)，因为样品通过操作员采集并被送到工厂的QC实验室进行评价。c.按照其特性，可湿固化的聚氨酯类快速且容易地在设备表面上聚集并固化，特 别是一旦该产物被转移并且机器暴露于环境空气中的湿气时。保持设备表面清洁是持续 的斗争，并且必须定期进行清洁以防止污染(例如，来自在随后的批次中或在产物颜色改 变的情况下松掉的固化聚氨酯片)或维持设备性能(例如，保持搅拌器桨叶清洁以充分混 合)。因此，大量时间和能量经常耗费在清洁设备中。这不仅是关于耗费在清洁中的操作时 间的问题，而且还造成涉及溶剂处理的不希望的环境和经济后果。除了以上概述的因素的负面成本影响之外，还存在与分批工艺相关的另外的生产 力限制，该生产力限制进一步影响制造的经济学。这些包括但不限于a.存在于分批混合器中的低表面积/体积比。随着分批混合器的尺寸/规模增 加，在混合器中存在更大的产物体积和更小的表面积(每单位体积)，所述表面积与壁接触 (用于传热)或暴露于顶部空间中的真空中(用于湿气和/或二氧化碳的传质，如以上概 述)。由于热量和质量仅在这些界面传递，在分批混合器中差的表面积/体积比将不利地影 响批处理时间。结果是较低的通过量和较高的制造成本每磅成品。b.工艺中测试。如果不安装在线仪器，则必须不时关闭设备以检查质量。在样品 被采集、带到实验室并评价时的设备空闲时间降低了该设备的生产能力。c.设备清洁。如以上所概述，制造可湿固化的密封剂和粘合剂需要频繁的设备清 洁。由于只要设备被清洁时该设备均保持空闲，因此这进一步降低了生产能力并增加了制 造成本。从资本成本或操作成本的角度看并可能从两种角度看，这些限制结合起来使分批 工艺无吸引力。存在显著的经济、安全、环境和生产力收益，所述收益可由解决以上概述的 顾虑的可选择的生产方法来实现。
技术实现思路
本专利技术提供了一种连本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于连续制造聚氨酯类的工艺，所述工艺包括以下步骤： 将多元醇供给至双螺杆挤出机的上游段； 将异氰酸酯供给至所述双螺杆挤出机的上游段；和 将所述多元醇和所述异氰酸酯在所述双螺杆挤出机的上游段中混合，以使所述多元醇和所述异氰酸酯均匀并驱动聚氨酯反应和形成聚氨酯产物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：SG杜飞，
申请(专利权)人：波士胶公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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