用于从研磨的聚氨酯颗粒和多元醇液体的混合物中连续除去空气的设备和方法技术

所披露的系统包括从研磨的聚氨酯颗粒和多元醇液体的混合物中连续除去空气的设备和方法。用于从研磨的聚氨酯颗粒和多元醇液体的混合物中连续除去空气的该设备包括脱气机，该脱气机具有接收液体和精细颗粒的混合物的入口和使该混合物分散的出口。该脱气机还包括旋转的离心机转筒，其中，该离心机转筒安装在轴上，从而该离心机转筒与该轴旋转。该离心机转筒具有与脱气机的入口相连的内侧和外侧表面以接收该混合物，从而当该离心机转筒旋转时，该混合物在离心机转筒的内侧表面上摊铺开。收集管位于离心机转筒中，该收集管收集混合物并使其通过管道引向出口。离心机转筒的旋转向混合物施加足够的能量以通过管道泵送该混合物。真空腔室具有包围离心机转筒的前板和后板，并且该后板包含一组件，通过该组件使轴旋转，并且当混合物借助管道引导向出口时，在该真空腔室中的低的绝对压力防止在混合物中重新夹带气泡。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于连续地制备粉末状固体在液体中的混合物的设备和方法，还涉及用于从这种混合物中连续地除去夹带气泡的方法。本专利技术尤其用于制备在多元醇中的精细研磨的聚氨酯泡沫颗粒的无气泡浆料，以及制备包含有该精细研磨聚氨酯泡沫颗粒的新聚氨酯制品。
技术介绍
“聚氨酯”(PUR)指的是通过将多异氰酸酯分子和一种或多种活性氢化合物进行加聚反应制备而成的一类聚合物。“活性氢化合物”包括水和多官能团含羟基(或“多羟基”)化合物例如二醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇。活性氢化合物还包括多官能团含氨基化合物例如多元胺和二胺。活性氢化合物的一般示例为聚醚多元醇例如甘油引发的环氧乙烷或环氧丙烷的聚合物。用于料块柔性聚氨酯泡沫塑料的聚醚多元醇其分子量为2000至6000g/mol，其官能度为2至7(优选大约为3)，并且在25℃下的粘度通常为100至1000mPa-s。“PUR泡沫塑料”是通过一种或者多种活性氢化合物与多官能团异氰酸酯化合物之间进行反应生成氨酯键而形成的。PUR泡沫塑料广泛用于各种产品和应用。这些泡沫塑料可以形成为各种密度，并可以是柔性的、半柔性的、半刚性的、或者刚性的泡沫结构。通常，“柔性泡沫塑料”是那些在变形之后能恢复其形状的材料。除了能可逆变形之外，柔性泡沫塑料对所施加的负载具有有限耐受力，并且泡孔主要为开孔结构。“刚性泡沫塑料”是那些在变形之后通常保持变形的形状而不会明显恢复的材料。刚性泡沫塑料的泡孔主要为闭孔结构。“半刚性”或者“半柔性”泡沫塑料是可以变形但是能缓慢的可能是不完全的恢复其原始形状的材料。通过使用所谓的“发泡剂”来形成泡沫结构。在通过低沸点液体的挥发或者通过由于化学反应形成气体而形成泡沫的期间加入发泡剂。例如，水和异氰酸酯之间的反应在PUR泡沫塑料中形成二氧化碳(CO2)气泡。这种反应也产生热量，并且导致聚合物中形成脲键。另外，可以使用表面活性剂来在聚合过程中稳定聚合物泡沫结构。使用催化剂来引发形成氨酯键的聚合反应，并且用于控制形成气体的发泡反应。通过催化剂的类型和用量来控制的这两种反应之间的平衡也是反应温度的函数。典型的泡沫塑料配方包括至少一种多元醇、至少一种异氰酸酯，并且通常包括水、表面活性剂、以及催化剂，还任选包括附加的发泡剂、填料以及用于颜色、防火性能、抗菌活性等的添加剂。聚氨酯泡沫塑料可以采用例如深冷处理或者辊磨机(例如参见于2000年12月21日提交的美国专利申请NO.09/748307，该文献在此引入作为参考)研磨成精细颗粒。然后，这些精细颗粒可以用于替换用于新泡沫塑料的配方中的化学品；这样有益于环境保护，并通常可以节约成本。为了向配方中加入聚氨酯粉末，该粉末必须与液体反应物混合。另外，浆料必须没有夹带的气泡，因为它们会在泡沫塑料中产生不期望有的不规则泡孔结构，包括孔洞和裂缝。通过向已知量的多元醇中加入已知量的粉末、进行充分混合并使夹带的气泡能够有足够长的时间(通常大约为8-48小时)离开浆料而在分批过程中使粉末可以与液体反应物混合。因为浆料具有通常大约为500至20000mPa-s的高粘度，所以这种自然的脱气过程需要长时间。用于除去夹带空气的连续过程在分批过程中是优选的，因为连续过程将不需要等待夹带空气自然地离开浆料，并且连续过程不需要用来保存全天泡沫塑料生产所需浆料的大存储体积。期望有用于生产聚氨酯的精细颗粒在多元醇中的无气泡浆料以及用这些浆料生产泡沫塑料的方法。具体地说，存在着对下述装置和处理处理方法的需求，即，用来获取精细研磨聚氨酯泡沫塑料颗粒、将它们作为浆料分散在多元醇中、从浆料中基本上去除所有夹带气泡并且在生产新的聚氨酯制品中使用该浆料直接代替至少一些多元醇。还要求这种过程能够连续地运行，从而使粉末和多元醇混合、脱气并且被用于毫无延迟地生产新的聚氨酯制品。所期望的连续过程必须能够以可精确控制的流速输送具有可精确控制的固体浓度的无气泡浆料。
技术实现思路
本专利技术包括用于连续生产固体粉末在液体中的基本上无气泡的浆料并且用于以精确控制的浓度和流速传送这种浆料的设备、方法和一整套工艺。该设备包括混合器和缓冲罐。粉末和液体(例如，精细研磨的聚氨酯粉末和多元醇液体)被连续传送给混合器，在该混合器中使它们密切地接触并且制造浆料。将可能包含有夹带气泡的浆料从混合器传送给脱气步骤，在脱片步骤中连续地除去夹带的气泡。从所述脱气步骤将基本上无气泡的浆料连续地传送给下游使用。将混合器设计成将轻质、蓬松的、低体积密度的固体(例如，精细研磨的聚氨酯泡沫)混合入容器中的液体(例如，多元醇)，该固体具有漂浮的倾向。混合器利用螺旋输送器在罐中的液体表面下方驱动固体，并将粉末块打碎，否则，由于粉末块具有间隙空气而趋向于迅速漂浮，并且提供了至少一个混合叶轮以分散并浸湿粉末。该混合器在罐中与之一体地形成，该罐可选择地设有内折流板和用来保持任何未散开的粉末块直至它们被完全浸湿并散开的内筛板。通过如下步骤可利用混合器连续地生产浆料，即，将粉末以已知的可控速度传送到混合器，将多元醇以已知的可控速度传送到罐中，并且从容器中抽出浆料。通过在真空环境中操作离心机来实施从浆料中连续地除去夹带气泡的方法。浆料被传送到以例如大约为10-100m/s的高切向速度旋转的离心机转筒的中心处。浆料薄薄地摊铺开，使任何夹带的气泡破裂。整个的旋转离心机转筒位于在其中压力保持为真空的腔室中。旋转的离心机转筒将浆料沿离心机转筒的壁抛离离心机转筒的中心。浆料由收集管在距离离心机转筒的中心一定距离处收集。由旋转的离心机转筒施加的能量足以将脱气的浆料从离心机泵送出，可选择地通过单向阀(止回阀)进入缓冲罐。本专利技术的缓冲罐提供了用于以不重新夹带气泡的方式积累无气泡的浆料的场所。可以将无气泡的浆料连续地从缓冲罐的底部抽出并连续地从离心机加入。无气泡的浆料流入缓冲罐的入口连接部分具有迫使浆料沿罐的壁向下流的内部堰。这样可在启动时防止浆料重新夹带气泡，并且还允许浆料从罐的顶部加入。从罐的顶部加入浆料和浆料从底部离开很重要，因为优选地在先进先出基础上操作该罐。可提供具有堰的附加入口以容纳从下游过程例如聚氨酯泡沫塑料机的混合头中再循环出的浆料。所披露的方法包括将粉末和液体传送到混合器中以制出浆料，并且随后连续地从浆料中除去夹带的气泡。将粉末通过本
的技术人员所公知的装置以已知的可控速度传送到混合器中。例如，可使用失重型给料器。混合器在混合罐中的浆料表面下驱动粉末。以已知的可控速度通过本
的技术人员公知的装置将多元醇传送到混合罐，例如，可使用无空化正排量泵。混合器分散并浸湿粉末。以基本上等于加入粉末和多元醇的总速度从混合罐的底部连续地抽出混合浆料。浆料被传送到真空离心机中，在那里除去夹带的气泡。通过离心机将无气泡的浆料泵送到所披露的缓冲罐中，在那里浆料沿着罐壁向下行进以防止重新夹带任何气泡。以基本上等于向缓冲罐中加入浆料的速度从缓冲罐的底部抽取无气泡的浆料。从缓冲罐的底部抽出的浆料立刻准备用于生产聚氨酯泡沫塑料。浆料可从缓冲罐中泵送出，并可选择地通过热交换机或者质量流速表直接送到泡沫塑料机的混合头。通过参考本专利技术的以下详细描述和用于应用了本专利技术原理的解释性实施例的附图将会更好地理解本专利技术的特征和优点。附图说明图1示出了用于连续生产基本上无气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从用于生产热固性聚合物的固体颗粒和液体媒介物的混合物中连续地除去空气的设备，其包括：脱气机，其具有接收液体和精细颗粒的混合物的入口以及使所述混合物分散的出口，其中所述脱气机还包括：旋转的离心机转筒，所述离心机转筒安装在轴 上，从而所述离心机转筒和所述轴旋转，并且所述离心机转筒具有与所述入口相连的内侧和外侧表面以接收所述混合物，从而当所述离心机转筒旋转时，所述混合物在所述离心机转筒的所述内侧表面上摊铺开；收集器，其收集所述混合物并使该混合物通过管道引向 所述出口，离心机转筒的旋转向所述混合物施加足够能量以通过所述管道将其泵送出；以及真空腔室，其具有包围所述离心机转筒的壁，所述壁包括一组件，通过该组件使所述轴旋转，并且当所述混合物借助所述管道被引导向所述出口时在所述真空腔室中的低的绝 对压力防止在所述混合物中重新夹带气泡。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩路易斯马特尔，
申请(专利权)人：摩必斯技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]