專利名稱:連續(xù)生產(chǎn)聚氨酯塊狀泡沫塑料的方法和設(shè)備的制作方法
在聚氨酯塊狀泡沫塑料的連續(xù)生產(chǎn)中，將發(fā)泡劑與多異氰酸酯加聚反應(yīng)組份(異氰酸酯和多醇)在混合頭中混合。在反應(yīng)組份混合以后，將它們從混合頭施入到塊狀泡沫裝置的傳送帶上，在那里，該反應(yīng)物發(fā)泡、硬化和被切成塊。這一制法已經(jīng)在Becker/Braun的《Kunststoffhandbuch》，第7卷，1993，第148和149中作了描述。
該制法推薦，將作為發(fā)泡劑的二氧化碳在壓力下溶于反應(yīng)混合物的一組份之中，或在制反應(yīng)混合物之前溶于其中。在壓力放掉以后，二氧化碳以在反應(yīng)混合物中的小氣泡的形式釋放出(形成泡沫體)(見GB-A-803,771,US-A-3,184,419,US-A-4,906,672,US-A-5,120,770及EP-A-645,226)。在這一點(diǎn)上，可以用水作為另一發(fā)泡劑，通過異氰酸酯與水的反應(yīng)又釋放出CO2。
以CO2的方式產(chǎn)生并在壓力下被溶解的發(fā)泡體在膨脹機(jī)中出現(xiàn)(膨脹機(jī)連在混合單元的下方)，其速度與傳送帶的速度(4-8米/分)相比，是相當(dāng)高的，達(dá)0.5-5米/秒。慣用的發(fā)泡劑如氟烴類或低沸烴類的差別在于僅因在逐步反應(yīng)過程中溫度的升高而釋放出。與未發(fā)泡的反應(yīng)混合物相比，發(fā)泡體具有相當(dāng)?shù)偷牧鲃?dòng)性。在塊狀物尺寸(目前要求的寬度為1.80-2.50米)大時(shí)，這導(dǎo)致在傳送帶的寬度上發(fā)泡體的分布出現(xiàn)許多問題。
根據(jù)EP-A-645,226，提出了一種設(shè)計(jì)，膨脹機(jī)連接在混合單元的下方，根據(jù)傳送帶的寬度，膨脹機(jī)以直角伸至傳送帶上。發(fā)泡腔連接到膨脹機(jī)上，在其中，發(fā)泡腔相應(yīng)地以直角伸到傳送帶上。此外，發(fā)泡體實(shí)際上與傳送帶方向平行而出現(xiàn)，因此在發(fā)泡腔中發(fā)泡體的流動(dòng)速度降低了。在這種設(shè)備中，發(fā)泡體在傳送帶的橫方向不會(huì)發(fā)生橫的分布，因?yàn)榘l(fā)泡體已經(jīng)以相應(yīng)于傳送帶的幾何形狀碼在傳送帶上了。這已被證明是一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)榘l(fā)泡腔內(nèi)的發(fā)泡體與相當(dāng)大的剛性相接觸而移動(dòng)，并在這些表面的鄰近外被剪切，因而與發(fā)泡腔界面相接觸的發(fā)泡泡體被破壞了，這導(dǎo)致所產(chǎn)生的塊狀泡沫存在不希望的小洞和不均勻的泡沫結(jié)構(gòu)。特別是，在低界面上和在發(fā)泡腔中產(chǎn)生的小洞，由于發(fā)泡泡體的被破壞，不再會(huì)被釋放出，而會(huì)滲進(jìn)泡沫物質(zhì)中，因而在泡沫的固化過程中，小洞留下了。
根據(jù)本申請(qǐng)人先前的未公開的建議，將泡沫體以事實(shí)上垂直的方式被送到一個(gè)槽中，而此泡沫體是以一個(gè)對(duì)稱的及圓的形狀，即不以直角延伸至傳送帶的膨脹裝置中而產(chǎn)生的。這樣一個(gè)槽是與傳送帶成直角而形成的，并具有泡沫體流動(dòng)的方向移動(dòng)的壁。在膨脹裝置的一端(它位于傳送帶運(yùn)動(dòng)的方向)，由上襯相形成此槽，而此箔是以實(shí)際上垂直的方式通過轉(zhuǎn)折輥而供應(yīng)的。在位于傳送帶運(yùn)動(dòng)方向的相反方向的膨脹裝置一側(cè)，由輔助箔形成此槽，而此輔助箔是以實(shí)際上垂直的方式供應(yīng)并在與下襯箔滑動(dòng)接觸的情況下通過轉(zhuǎn)折輥而離開的，這種類型安排的缺點(diǎn)是擁擠，而擁擠是在槽中發(fā)生的，這種擁擠，直到泡沫體在上襯箔用的轉(zhuǎn)折輥下面通過，都迫使泡沫體作純粹的橫向運(yùn)動(dòng)。此外，另一缺點(diǎn)是泡沫體的剪切，這種剪切是在輔助箔與下襯箔之間產(chǎn)生滑動(dòng)接觸的區(qū)域中而引入的。
本發(fā)明的結(jié)果是克服了上述缺陷。
本發(fā)明的主題是通過在泡沫體用在塊狀泡沫裝置的傳送帶上而生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料的方法。此制法的特征在于，將泡沫體以自由的和實(shí)際上垂直落下的方式施在位于下方的傳送帶上。利用橫向安裝在傳送帶上的固定的實(shí)際上垂直的擋板，防止泡沫體發(fā)生與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相反的任何流動(dòng)。
泡沫體是由發(fā)泡劑的復(fù)合物(它在室溫和環(huán)境壓力下是氣態(tài)的)，由反應(yīng)組份(它們被送至反應(yīng)混合單元中)及由反應(yīng)混合物而產(chǎn)生的。將發(fā)泡劑在壓力下溶解在多異氰酸酯-加聚反應(yīng)的至少一種組分之中。將含有在壓力下已溶解的發(fā)泡劑的反應(yīng)混合物，在膨脹單元(減壓?jiǎn)卧?中在環(huán)境條件下連續(xù)膨脹，并使它把所溶解的發(fā)泡劑以細(xì)氣泡形式釋放出來。

圖1表示的是實(shí)施根據(jù)本發(fā)明制備方法的設(shè)備側(cè)面的示意圖。
圖2表示的是根據(jù)圖1的設(shè)備的頂部示意圖。
圖3表示的是根據(jù)圖1的設(shè)備的另一實(shí)施。
圖4表示的是具有另一低襯箔供應(yīng)系統(tǒng)的根據(jù)圖1的設(shè)備。
圖5表示的是泡沫體沿著擋板的流動(dòng)及大泡從發(fā)泡體的逸出。
圖6表示的是能用于根據(jù)本發(fā)明的減壓?jiǎn)卧臋M截面。
在本發(fā)明中，描述了通過把泡沫體施于塊狀泡沫裝置的傳送帶上而生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料的方法。此制法的特征是，在泡沫體以自由和實(shí)際上垂直落下的形式供應(yīng)至位于下方的傳送帶上。利用橫向安裝在傳送帶上的固定的實(shí)際上垂直于擋板，而防止泡沫體發(fā)生與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相反的任何運(yùn)動(dòng)。
泡沫體是由發(fā)泡劑(它在室溫和環(huán)境壓力下是氣態(tài)的)，由反應(yīng)組份(它們被送至反應(yīng)混合單元中)及由反應(yīng)混合物而產(chǎn)生的。將發(fā)泡劑在壓力下溶解在多異氰酸酯-加聚反應(yīng)的至少一種組份(優(yōu)選為多醇)中。將含有在壓力下溶解的發(fā)泡劑的反應(yīng)混合物，在膨脹單元(減壓?jiǎn)卧?中，在環(huán)境條件下連續(xù)膨脹，并使它們所溶解的發(fā)泡劑以細(xì)氣泡的形式釋放出來。在優(yōu)選實(shí)施中，發(fā)泡劑是CO2。
合適的減壓?jiǎn)卧沁@樣一種單元，它具有一個(gè)或多個(gè)供反應(yīng)混合物通過的洞，至少在一個(gè)尺寸上具有小的截面，例如通過距離或直徑為0.03～0.2mm的孔。這些孔對(duì)反應(yīng)混合物的通過產(chǎn)生足夠高的阻力，因而在膨脹單元的上方維持一個(gè)應(yīng)力，這足以使發(fā)泡劑處于溶解狀態(tài)。減壓?jiǎn)卧獌?yōu)選由一塊或多塊其上有多個(gè)直徑為0.05～0.15mm的孔的板所組成。當(dāng)若干塊帶孔板成系列使用時(shí)，板之間應(yīng)有一個(gè)小間距，由于不存在在使已溶解的發(fā)泡劑被釋放的松馳時(shí)間，從而實(shí)際上不會(huì)生成氣泡。特別優(yōu)選的是，減壓?jiǎn)卧梢黄蚨嗥渌锌椎淖杂赏ㄟ^面積為0.5-5％的帶孔板(維持壓力的篩板)，以及其所有的孔的自由通過面積為8-30％的附加帶孔板(減速板)所組成。減速板的自由橫截面較大優(yōu)選導(dǎo)致的流通孔的數(shù)目增大，相當(dāng)于一個(gè)5～20的指數(shù)。這種減壓板在根據(jù)DE-A 195244346的申請(qǐng)人早先未公開的建議中已作過描述。
出口孔在傳送帶之上優(yōu)選的朝著中心排列，并且它包括一與傳送帶的方向成直角的延伸部分，此延伸部分為傳送帶寬度的5-20％，優(yōu)選為7-10％。
優(yōu)選的是，減壓?jiǎn)卧哂袌A形出口橫截面，這使得因泡沫體與出口邊緣的接觸而產(chǎn)生的擾動(dòng)保持最小。作為大氣與以實(shí)際上垂直的方式自由落下的泡沫體流體周邊相接觸的結(jié)果是，消除了無疑是因減壓?jiǎn)卧某隹谶吘壣吓菽菅鄣木劢Y(jié)而引起的擾動(dòng)。因?yàn)樵诔隹谶吘壣系木劢Y(jié)所形成的大泡破裂了，所以這種擾動(dòng)被消除了。
然而，為了機(jī)械穩(wěn)定性的原因，可能必需這樣來設(shè)計(jì)發(fā)泡設(shè)備的出口開孔，即，在圓形橫截面變得太大的情況下，若此力作用于篩板，則以伸長(zhǎng)的方式把篩板延伸。
泡沫體的流體(其速度可為0.5-5米/秒，優(yōu)選為0.5-2米/秒)，在下面?zhèn)魉蛶У纳戏?0-80cm處以實(shí)際上垂直的方式落到傳送帶上。若泡沫體的流體與傳送帶的方向稍稍傾斜例如20°，則也可能是有益的。
為了避免在傳送帶上的泡沫體堆狀物在與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向的相反方向上分散開，可橫過傳送帶安裝一個(gè)實(shí)際上垂直的平板狀擋板。對(duì)傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向來說，擋板的底部?jī)?yōu)選位于泡沫體流動(dòng)軸與傳送帶的交接點(diǎn)的后方。擋板可以傾斜一個(gè)角度α，對(duì)垂直于(相對(duì)于傳送帶運(yùn)動(dòng)方向而言)傳送帶而言，此α可高達(dá)30°，優(yōu)選為僅高達(dá)20°。
優(yōu)選的是，由不被或難被聚氨酯反應(yīng)混合物潤(rùn)濕的材料組成的擋板僅被潤(rùn)濕，或者此擋板僅被這種材料涂敷。適用的材料是聚乙烯，聚四氰乙烯或聚硅氧烷。
當(dāng)然，由于相對(duì)速度，特別是在泡沫體走進(jìn)擋板的區(qū)域的相對(duì)速度提高，擋板與泡沫體之間的表面構(gòu)成了擾動(dòng)，并導(dǎo)致泡沫眼聚結(jié)。換句話說，能產(chǎn)生更大的泡或腔。令人驚奇的是，在已制成的泡沫塑料中不能觀察到這些較大泡眼的生成。顯然，在事實(shí)上垂直的擋板上形成的較大泡眼或腔可以粘到一起，繼續(xù)增長(zhǎng)，而且當(dāng)已達(dá)到足夠大時(shí)，會(huì)沿著擋板升高，升高的方向與泡沫體滑下的方向相反，或至少成直角，并離開泡沫體。
作為泡沫體流動(dòng)沖擊所形成的泡沫體堆狀物，由于泡沫體的重力及可流動(dòng)性，以自由流動(dòng)的方式分散開，并處于與傳送帶的方向成直角的方向，而且處于與擋板相反的一側(cè)。
擋板可以在傳送帶中央的兩側(cè)，向傳送帶的方向扭曲或彎曲。然而，在擋板上橫向流掉的泡沫體應(yīng)被迫而不比在傳送帶方向的傳送帶速度更快。具體地說，擋板應(yīng)在兩邊，與一個(gè)方向(此方向與傳送帶的運(yùn)動(dòng)成直角)成一個(gè)小于20°，優(yōu)選小于10°的角度。
考慮到泡沫體在傳送帶上、在從泡沫體流的供應(yīng)點(diǎn)的距離上的進(jìn)一步橫向分布，可以安裝一個(gè)插入泡沫體中的并橫伸過傳送帶的輥。上襯箔通過此輥送入并被轉(zhuǎn)向。在傳送帶方向中的輥與泡沫體流(它以實(shí)際上垂直的方式供應(yīng))的軸之間的距離、應(yīng)至少為傳送帶寬度的三分之一。特別優(yōu)選的是上襯箔的供應(yīng)和轉(zhuǎn)折輥應(yīng)大約安排在這樣一個(gè)點(diǎn)，在那里聚異氰酸酯加聚反應(yīng)明顯開始(在這里泡沫開始生成)，即，在水作為發(fā)泡劑使用的場(chǎng)合。
在圖1中，塊狀泡沫裝置機(jī)中的傳送帶以側(cè)面圖表示。將下襯箔2供至傳送帶1，其中，襯箔隨著傳送帶以3-7米/分的速度移至右邊。異氰酸酯31及可含3-7重量％處于溶解狀態(tài)的二氧化碳的多醇32，以及其他添加劑及輔助物33，一起在壓力下被送輥合單元3。在混合單元中，高于已溶解的二氧化碳飽和蒸氣壓的壓力在起作用。將反應(yīng)混合物由混合單元3送至減壓?jiǎn)卧?，從那里反應(yīng)混合物出現(xiàn)自由流動(dòng)，在點(diǎn)劃線51的方向中，被發(fā)泡成為發(fā)泡體5，實(shí)際上垂直的板狀擋板6防止泡沫體5反著傳送帶1的運(yùn)動(dòng)方向而散開。為了避免下襯箔與擋板6下端之間進(jìn)入空氣，擋板6的下端保持與下襯箔2滑動(dòng)接觸。擋板6最好這樣保持，在傳送帶的經(jīng)度方向可以置換，而且可以以與傳送帶的約成直角的軸旋轉(zhuǎn)，這樣，生產(chǎn)過程中擋板6的置換就可以最佳化。在與泡沫體5供應(yīng)點(diǎn)有一距離的情況下，通過插入泡沫5中的轉(zhuǎn)折輥7把上襯箔8以傳送帶運(yùn)動(dòng)的方向而送入。此外，在傳送帶的兩側(cè)，通過轉(zhuǎn)折輥9送入側(cè)襯箔10。
在圖2的所示的圖中(這是根據(jù)圖1的設(shè)備的頂示圖)，圖2中的相同參考數(shù)字表示如圖1的相同部件。
在圖3中，擋板6被聚乙烯箔61覆蓋，此箔不被聚氨酯反應(yīng)混合物潤(rùn)濕，而且在生產(chǎn)停止時(shí)能容易地被置換。
在根據(jù)圖4的表示中，用輥21,22通過擋板6把下襯箔2以滑動(dòng)方式送入，兩個(gè)輥中的一個(gè)被驅(qū)動(dòng)。
圖5表示的是從圖1中的剪頭A方向看設(shè)備的圖。圖5中的參考數(shù)字表示與圖1中所示的相同部件?；趽醢?是一片玻璃的這種假設(shè)，則泡沫體53的輪廓在擋板6上變得可見。已畫在輪廓53中的箭頭大約指示泡沫體在擋板6上的流動(dòng)方向和速度。由于泡沫體在擋板6上的流動(dòng)，生成大泡眼54(這可能是泡眼聚結(jié)的結(jié)果)，沿著虛線55的途徑前進(jìn)，并通過輪廓線53而出現(xiàn)，因而大氣泡54不加入到泡沫塑料中。
圖6表示的是能用于本發(fā)明的減壓?jiǎn)卧?的例子。此單元包括圓筒狀罩子41，在其中，含有處于溶解狀二氧化碳的聚氨酯反應(yīng)混合物在壓力例如10-15巴下被從上面送進(jìn)來?？装?2,43安在出口處，并用墊片45使之保持距離0.5～2mm，并用凸緣44支持住以便抗壓?？装?2包括多個(gè)直徑為0.1mm的孔46，它們一起構(gòu)成孔板42的2％的自由橫截面通過面積。當(dāng)反應(yīng)混合物通過孔板42時(shí)，反應(yīng)混合物的壓力在極短時(shí)間降低。附加孔板43具有的直徑為0.1mm的孔數(shù)，約比孔板42中的多10倍，這相當(dāng)于20％的自由通過面積，這使得通過孔板43的速度僅為通過孔板42的速度的十分之一。在通過孔板43后，已溶解的二氧化碳在10-2～10-4秒內(nèi)從反應(yīng)混合物內(nèi)釋放出，在此時(shí)間內(nèi)，形成泡沫體5的鈴形輪廓。優(yōu)選使用如半截面中所指出的圓頂形篩板以代替平板形篩板42,43。
雖然上面為了解釋的目的已對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)描述，但是應(yīng)該知道，這一詳述僅是為此目的，本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出各種變更，被權(quán)利要求
所限定的除外。
權(quán)利要求
1．一種制造聚氨酯泡沫塑料的方法，它包括下列步驟a)把泡沫體施到塊狀泡沫裝置機(jī)的傳送帶上，其特征在于該泡沫體自由地基本上垂直地落下；b)以小于20°的角度橫過該傳送帶安裝基本上垂直的擋板，以防止該泡沫體逆著該傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向而流動(dòng)。
2．根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其中發(fā)泡體是在發(fā)泡設(shè)備中產(chǎn)生的，此發(fā)泡設(shè)備與該傳送帶成直角而延伸，延伸長(zhǎng)度小于該傳送帶寬度的20％；該發(fā)泡設(shè)備被設(shè)計(jì)成減壓?jiǎn)卧⒕哂谢旧蠈?duì)稱的圓形。
專利摘要
描述了一種生產(chǎn)聚酯泡沫塑料的方法和設(shè)備，這是把泡沫施到塊狀泡沫裝置的傳送帶上，由此將泡沫體以自由的實(shí)際上垂直落下的方式施到下方傳送帶上，而且用固定的、實(shí)際上垂直的、橫向安置在傳送帶上的擋板，以防止泡沫體作與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相反的流動(dòng)。
文檔編號(hào)B29K75/00GKCN1073006SQ96121087
公開日2001年10月17日 申請(qǐng)日期1996年10月20日
發(fā)明者H·施泰倫, R·拉費(fèi)爾, R·艾賓, W·艾貝林 申請(qǐng)人:亨內(nèi)克機(jī)械制造有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),