專利名稱：聚氨酯泡沫廢料的再加工方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及再加工聚氨酯泡沫廢料、特別是柔性泡沫廢料的方法及設(shè)備，以回收作為由多元醇和異氰酸酯生產(chǎn)聚氨酯時(shí)的一種添加劑，其中，首先將廢料粗粉碎，得到的顆粒與一種反應(yīng)組分混合，得到的混合物再進(jìn)行細(xì)粉碎。GermanAuslegeschrift2，339，752(對(duì)應(yīng)于英國(guó)專利1，435，210)描述了一種相似的方法。
從德國(guó)專利DE-B4，025，102也可知道，將聚氨酯泡沫廢料粉碎至10毫米以下，與發(fā)泡的單組分預(yù)聚物混合后可以重新使用。
某些聚氨酯泡沫廢料，例如在聚氨酯泡沫修整以及在泡沫成型時(shí)，由于產(chǎn)物從通風(fēng)口漏出和?？p線平面上產(chǎn)生的廢料是可以再加工和回收的。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，只有細(xì)粉碎的廢料(也即是說(shuō)粉末廢料)才可能進(jìn)行回收。粗粉碎一般沒(méi)有什么問(wèn)題，例如可以通過(guò)破碎、軋碎或磨碎等方法進(jìn)行。根據(jù)上述的752公告，細(xì)粉碎可以用濕磨的方法進(jìn)行。但這種方法的生產(chǎn)成本高昂，能耗也大。干磨的方法也可用于泡沫廢料的細(xì)粉碎，耗能為0.15至0.20千瓦時(shí)/公斤，比濕磨法要有利。但是由于生成大量的粉塵，生產(chǎn)成本仍然很高。
因此本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)成本低、能耗少的低塵細(xì)粉碎的方法。


圖1是非連續(xù)聚氨酯生產(chǎn)的第一個(gè)實(shí)施設(shè)備。
圖2是
圖1A部分中噴嘴和沖擊室的放大截面圖。
圖3是流通面積可變的噴嘴截面圖。
圖4是連續(xù)聚氨酯生產(chǎn)的第二個(gè)實(shí)施設(shè)備。
要達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的方法是將廢料粗粉碎至最大顆粒粒度10毫米以下，得到的顆粒計(jì)量加入一個(gè)反應(yīng)組分中并且均化，產(chǎn)生的混合物加壓通過(guò)一個(gè)噴嘴進(jìn)行細(xì)粉碎。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明針對(duì)回收聚氨酯泡沫廢料的方法，該方法包括a)在粗粉碎階段將所述的廢料粉碎至最大顆粒粒度10毫米;
b)將步驟a)的產(chǎn)物與生產(chǎn)聚氨酯產(chǎn)物的一種反應(yīng)組分混合形成廢料顆粒在所述的反應(yīng)物中的混合物，所述反應(yīng)組分選自多元醇和多異氰酸酯;
c)將所述混合物加壓通過(guò)一個(gè)噴嘴使所述廢料顆粒細(xì)粉碎;
d)將步驟c)的產(chǎn)物與另一所述組分混合，和e)使得到的混合物反應(yīng)生成聚氨酯產(chǎn)物。
按照本發(fā)明的方法生產(chǎn)，細(xì)粉碎階段的能耗是有利的，并且避免了粉塵的形成。制成的粉末作為一種填料直接分散在反應(yīng)組分中，因而不需要另外的混合工序。粗粉碎的物料在使用前可正常貯存，也可與反應(yīng)組分混合后直接送至細(xì)粉碎工序。原則上粗料既可加到多元醇組分中也可加到異氰酸酯組分中。但最好是將顆粒加到多元醇組分中，因?yàn)樵诰郯滨ヅ菽薪?jīng)常存在一些能與異氰酸酯反應(yīng)的自由價(jià)，有可能生成團(tuán)塊。
令人完全意想不到的是，新的方法可使柔性泡沫片非常有效地細(xì)粉碎，因柔性泡沫廢料的彈性正是該細(xì)粉碎方法所特別需要的。已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，泡沫顆粒被加壓通過(guò)噴嘴時(shí)產(chǎn)生爆裂。粗顆粒的最大顆粒粒度以10毫米為宜，最好是2至5毫米。為此目的，噴射速度最好調(diào)為約100至500米/秒;相應(yīng)的噴射壓力最高約2000巴。
已發(fā)現(xiàn)新的粉碎工序的能耗是相當(dāng)?shù)偷?。最好用一個(gè)槳式混合器作為均化裝置，它同時(shí)可以作為供料器或臨時(shí)貯存器。
通?？梢詫⑺罅康拇址鬯閺U料加入反應(yīng)組分中。但是也可以在混合物離開(kāi)細(xì)粉碎工序進(jìn)入下一步加工之前，再加入反應(yīng)組分進(jìn)行稀釋，這是為了(必要時(shí))保證與第二反應(yīng)組分之間的正確計(jì)量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，混合物被循環(huán)并被加壓反復(fù)通過(guò)噴嘴。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，每一次循環(huán)物料都被進(jìn)一步粉碎。最好在每一次循環(huán)后增大噴射壓力和/或在每次新循環(huán)時(shí)減少噴嘴的流通面積。這些措施可影響細(xì)粉碎作用，而這取決于廢料的結(jié)構(gòu)，例如它的彈性和顆粒大小。每次循環(huán)的噴射壓力最好維持恒定，因而可以在顆粒大小范圍方面優(yōu)化細(xì)粉碎操作。
也可不將混合物反復(fù)循環(huán)并加壓通過(guò)噴嘴，而采用加壓通過(guò)一組相連配置的噴嘴的方法，也能達(dá)到將混合物反復(fù)循環(huán)的方法同樣的效果。同樣最好是從一個(gè)噴嘴至下一個(gè)噴嘴其流通面積變小。如果壓力損失過(guò)大，在不同噴射壓力下運(yùn)行(如果必要)的各噴嘴之間要增加附加的壓力泵。
已經(jīng)證明，反應(yīng)組分與粗粉碎廢料按重量比為100∶10至100∶100、最好是在100∶20以下進(jìn)行混合是非常有利的。如果廢料的比例高，粗粉碎廢料最好分幾步加到已經(jīng)呈細(xì)粉碎的廢料部分中去。合適的混合比主要取決于廢料的密度和彈性。
粗粉碎當(dāng)然應(yīng)該產(chǎn)生盡可能小的顆粒，其最大的顆粒粒度不應(yīng)超過(guò)10毫米。用粒度約2至5毫米的顆粒進(jìn)行細(xì)粉碎效果最好。
根據(jù)新工藝方法的一個(gè)特別好的實(shí)施方案，由粗粉碎得來(lái)的顆粒直接投配到送往混合室的一種反應(yīng)組分物流中，并在其中均化。加料的物料流直接泵入混合室。這種在線操作方法的好處是不需要特定的均化器。這種方法僅適合最終產(chǎn)品是在一個(gè)連續(xù)運(yùn)作車間中生產(chǎn)的情況。該實(shí)施方案不適用于具有其自己的混合室的型模，因?yàn)樵谕C(jī)期間管線中有形成沉積的危險(xiǎn)。
適合于實(shí)施本發(fā)明的再加工聚氨酯泡沫廢料、特別是柔性泡沫廢料，以回收作為由多元醇和異氰酸酯生產(chǎn)聚氨酯的添加劑的工藝的設(shè)備包括a)一個(gè)粗粉碎裝置，用管線將所述的粗粉碎裝置連接至b)一個(gè)均化裝置，用管線將所述均化裝置連接至c)一個(gè)噴嘴，所述均化裝置和所述的噴嘴之間設(shè)置一個(gè)壓力泵。
或者，該設(shè)備包括a)一個(gè)粗粉碎裝置，用管線將所述的粗粉碎裝置連至b)由制備聚氨酯的反應(yīng)物貯罐引出的供料管，所述供料管連至c)一個(gè)噴嘴，在所述供料管和由所述粗粉碎裝置引出的管線的匯合點(diǎn)的下游方設(shè)置一個(gè)壓力泵。
其新穎性在于細(xì)粉碎裝置至少有一個(gè)噴嘴并且壓力泵設(shè)置在噴嘴的上游方。
與752所揭示的濕磨工藝和設(shè)備相比，新的細(xì)粉碎階段設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，操作更為經(jīng)濟(jì)。因?yàn)閺U泡沫增加了損耗，所以噴嘴最好用硬質(zhì)合金包敷或用陶瓷材料制作。
最好在噴嘴的下游方配置一個(gè)導(dǎo)向均化器的返回管線。這種結(jié)構(gòu)使混合物可以循環(huán)并被加壓反復(fù)通過(guò)噴嘴。
壓力泵的輸送壓最好是可調(diào)的。這使得噴射壓力可以適應(yīng)各種不同的要求。例如，當(dāng)顆粒粒度較小時(shí)，將施用比較高的輸送壓力。
噴嘴的流通面積也最好是可調(diào)的。這種措施也可使細(xì)粉碎的操作更為優(yōu)化。
噴嘴的流通面積最好選擇為比要加壓通過(guò)的顆粒粒度略大一點(diǎn)，這可以減少堵塞的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，配置一組彼此相接的噴嘴，這就避免了反復(fù)循環(huán)操作。如果噴嘴中的壓力損失過(guò)大，就要在噴嘴之間設(shè)置附加的壓力泵。這些噴嘴的流通面積當(dāng)然也可逐漸減少，以迫使混合物通過(guò)越來(lái)越小的噴嘴孔。
沖擊室最好配置在噴嘴的下游方。其優(yōu)點(diǎn)是可借助沖擊力產(chǎn)生附加的粉碎作用。這種作用又可被進(jìn)一步加強(qiáng)，因?yàn)闆_擊室的出口設(shè)在入口的橫側(cè)方，當(dāng)混合物射流進(jìn)入沖擊室后再折回時(shí)產(chǎn)生了湍流，與此同時(shí)也有極好的均化作用發(fā)生。
噴嘴最好與一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器相連。其優(yōu)點(diǎn)是可以使噴射壓力保持恒定。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，配置兩個(gè)協(xié)同工作的均化器。用這種方法，就有可能始終保證對(duì)后面的加工工序提供充足的混合物，因?yàn)楫?dāng)用一個(gè)均化器進(jìn)行混合物的細(xì)粉碎循環(huán)時(shí)，可以從另一個(gè)均化器供應(yīng)混合物。
在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案中，均化器直接連在一種反應(yīng)組分的供料管線上，該管線導(dǎo)向發(fā)泡裝置的混合室，均化器為靜態(tài)混合器或槳式混合器。這種方法在連續(xù)操作的車間中可以使均化器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，例如在連續(xù)層壓機(jī)上生產(chǎn)聚氨酯泡沫卷材或生產(chǎn)泡沫板料時(shí)的情況。
下面將以附圖所示的兩個(gè)具體設(shè)備來(lái)對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的解釋。
在
圖1和2中，供料管線2由異氰酸酯料槽1引出經(jīng)由計(jì)量泵3至混合室4。供料管線6由多元醇料槽5引出經(jīng)由計(jì)量泵7和換向閥8至兩個(gè)協(xié)同工作的均化器9和10(均是槳式混合器)。后者是細(xì)粉碎裝置11的一個(gè)組成部分，在其上游方配置有粗粉碎裝置12(輥壓機(jī))。由粗粉碎裝置12引出的輸料管13經(jīng)由計(jì)量和輸送裝置14和換向閥15也連至均化器9和10。由此引出的供料管線16經(jīng)換向閥17和輸送壓力可調(diào)的壓力泵18至帶有沖擊室20的噴嘴19。在其下游方依次排列著第二噴嘴21、熱交換器22和換向閥23，物料由此經(jīng)返回管線24和25回到均化器9和10。噴嘴19和沖擊室20組合在一個(gè)外殼26中(圖2)，供料管線16通過(guò)側(cè)面的開(kāi)孔進(jìn)入。噴嘴19包括帶有壓力調(diào)節(jié)裝置28的水壓驅(qū)動(dòng)噴嘴桿27。噴嘴桿27的尖端是硬質(zhì)合金嵌件29，噴嘴孔30開(kāi)在陶瓷體31中，在噴嘴孔的下游方即是底部有陶瓷板32的沖擊室20。沖擊室20的出口33配置在噴嘴孔30的側(cè)方。
在圖3中，噴嘴41包括一個(gè)外殼42，其中配置著一個(gè)其上帶有噴嘴孔44的可更換閘板43。所述閘板43可以被其它有著不同大小噴嘴孔44的閘板替換。
在圖4中，供料管線52由異氰酸酯料槽51引出經(jīng)計(jì)量泵53至混合室54。供料管線56由多元醇料槽55引出經(jīng)計(jì)量泵57至細(xì)粉碎裝置58，在其上游方設(shè)置有粗粉碎裝置59(輥軋機(jī))。粗粉碎裝置經(jīng)由計(jì)量和進(jìn)料裝置61和輸送管60連到供料管線56上。細(xì)粉碎裝置58包括配置在供料管線56上的均化器62(靜態(tài)或槳式混合器)。在其下游方依次排列著壓力泵63和三個(gè)噴嘴64、65、66(后兩個(gè)噴嘴65、66各自的流通面積均要比它前面一個(gè)噴嘴的小)，最后再是一個(gè)熱交換器67。在壓力泵63和混合室54之間，分立的供料管線69通過(guò)連接閥68通向供料管線71，純組分可以由此用計(jì)量泵70計(jì)量以保證反應(yīng)組分和固體的混合物被進(jìn)一步稀釋或被變更。
本發(fā)明將用下面的實(shí)施例作進(jìn)一步的闡述，但并不限于此范圍，實(shí)施例中所有份數(shù)和百分?jǐn)?shù)除特別說(shuō)明外均按重量計(jì)。
實(shí)施例1所用的設(shè)備如
圖1所示，但本實(shí)驗(yàn)僅用均化器9和帶沖擊室20的噴嘴19。一個(gè)效率系數(shù)為0.88的軸向活塞泵作為壓力泵18。粗粉碎裝置12輸出4公斤粒度為3至5毫米的柔性泡沫片。它們?cè)诰?中與20公斤多元醇均勻混合。然后24公斤混合物在8公斤/分的速率和150巴的壓力下被相繼加壓通過(guò)噴嘴19五次，每一次循環(huán)的噴射壓力都維持恒定在150巴。第一次循環(huán)后得到的顆粒粒度為0.5至5毫米;第二次循環(huán)后顆粒粒度為0.3至2毫米;第三次后顆粒粒度為0.2至1毫米;第四次后顆粒粒度為0.1至0.5毫米;最后在第五次循環(huán)后可達(dá)到所要求的0.05至0.2毫米的顆粒粒度。這五次循環(huán)的能耗是0.133千瓦時(shí)/公斤柔性泡沫片。用低效率的壓力泵生產(chǎn)時(shí)，例如用效率系數(shù)僅為0.5的齒輸泵，能耗增加到0.23千瓦時(shí)/公斤柔性泡沫片。
實(shí)施例2步驟同實(shí)施例1，但是在每次循環(huán)后壓力增加25巴。僅在四次循環(huán)后就達(dá)到所要求的0.05至0.2毫米的顆粒粒度。能耗的數(shù)量級(jí)相同，但可節(jié)省時(shí)間20%。
實(shí)施例3步驟同實(shí)施例1，但是加工硬泡沫片。此時(shí)要得到0.05至0.2毫米的顆粒大小僅需五次循環(huán)。本例所需要的壓力約為200巴，即能耗為0.177千瓦時(shí)/公斤硬泡沫片。
雖然前面為了說(shuō)明的目的對(duì)本發(fā)明作了詳述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些詳述僅僅是為了闡明本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不偏離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)作各種變動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種回收聚氨酯泡沫廢料的方法，它包括a)在粗粉碎階段將所述廢料粉碎至最大顆粒粒度10毫米，b)將步驟a)的產(chǎn)物混入生產(chǎn)聚氨酯產(chǎn)物的一種反應(yīng)組分中形成廢料顆粒在所述反應(yīng)物中的混合物，所述反應(yīng)組分選自多元醇和多異氰酸酯，c)將所述混合物加壓通過(guò)一個(gè)噴嘴以細(xì)粉碎所述廢料顆粒，d)將步驟c)的產(chǎn)物與另一所述組分混合，和e)使得到的混合物反應(yīng)生成聚氨酯產(chǎn)物。
2.權(quán)利要求1的方法，其中由粗粉碎步驟a)得到的顆粒直接投配到送往混合室的一種反應(yīng)組分料流中去，并在其中均化，并且這種配料的物流在到達(dá)混合室之前加壓通過(guò)若干所述的噴嘴。
3.一種用來(lái)再加工聚氨酯泡沫廢料以回收作為從多元醇和異氰酸酯生產(chǎn)聚氨酯時(shí)的添加劑的設(shè)備，包括a)一個(gè)粗粉碎裝置，用管線從所述粗粉碎裝置連至b)一個(gè)均化裝置，用管線從所述均化裝置連至c)一個(gè)噴嘴，在所述均化裝置和所述噴嘴之間設(shè)置一個(gè)壓力泵。
4.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中噴嘴的流通面積要比由此加壓通過(guò)的顆粒大。
5.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中多個(gè)噴嘴彼此相連配置，各個(gè)噴嘴的流通面積遞減。
6.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中一個(gè)沖擊室配置在所述噴嘴的下游方。
7.一種用來(lái)再加工聚氨酯泡沫廢料以回收作為由多元醇和異氰酸酯生產(chǎn)聚氨酯時(shí)的添加劑的設(shè)備，包括a)一個(gè)粗粉碎裝置，管線從所述的粗粉碎裝置連至b)由一種生產(chǎn)聚氨酯的反應(yīng)物貯槽引出的供料管，所述供料管連至c)一個(gè)噴嘴，所述供料管和由所述粗粉碎裝置引出的管線的匯合點(diǎn)的下游方配置有一個(gè)壓力泵。
全文摘要
在配置于粗粉碎裝置的下游方的細(xì)粉碎裝置中，優(yōu)選通過(guò)將粗粉碎料與一種反應(yīng)組分的混合物反復(fù)加壓通過(guò)一個(gè)或多個(gè)噴嘴的方法，可以低塵、節(jié)能地將聚氨酯泡沫廢料粉碎至所要求的顆粒大小，以回收用于聚氨酯生產(chǎn)的一種添加劑。
文檔編號(hào)B02C19/06GK1102837SQ9410580
公開(kāi)日1995年5月24日 申請(qǐng)日期1994年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月14日
發(fā)明者F·普羅克沙, H·M·舒爾茨巴哈, F·阿爾特豪森, J·沃思, R·拉費(fèi)爾 申請(qǐng)人:亨內(nèi)克機(jī)械制造有限公司