PL185283B1

PL185283B1 - Sposób wytwarzania poliuretanów zawierających wypełniacze i urządzenie do wytwarzania poliuretanów zawierających wypełniacze

Info

Publication number: PL185283B1
Application number: PL98335143A
Authority: PL
Inventors: Wolfgang Friederichs; Uwe Künzel; Kurt Krippl; Klaus Schulte
Original assignee: Bayer Ag
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 2003-04-30
Also published as: TR199901954T2; EP0960008B1; AU6099198A; WO1998035803A3; ES2190064T3; DE59806863D1; DE19706030C2; IL130929A0; KR20000071113A; PL335143A1; CN1248196A; WO1998035803A2; CA2280863A1; HUP0001077A2; DK0960008T3; DE19706030A1; JP2001511721A; US6353053B1; HUP0001077A3; EP0960008A1

Abstract

1 . Sposób wytwarzania poliuretanów zawierajacych wypelniacze, w któ- rym skladnik poliolowy miesza sie wstepnie z wypelniaczem w mieszarce me- chanicznej, po czym mieszanine doprowadza sie do mieszalnika, znam ienny tym , ze jako mieszarke mechaniczna stosuje sie mieszarke slimakowa (55) za- wierajaca slimak pelnoplytowy, w której szczeline miedzy slimakiem a obu- dow a slimaka ustawia sie na 2 do 4-krotna szerokosc sredniej wielkosci ziarna wypelniacza, nastepnie mieszanine doprowadza sie do mieszalnika ( 1) za po- m oca pompy srubowej w zglednie pompy srubowej jednow irnikowej, przy czym cisnienie wewnatrz pompy nie przekracza 20· 1 0 5 P a , a cisnienie mie- szaniny na wejsciu do mieszalnika nie przekracza 2 · 1 0 5 Pa, po czym do sklad- nika poliolowego zawierajacego wypelniacz w tryskuje sie izocyjanian pod cisnieniem od 50 · 1 0 5 P a d o 250 · 105 Pa, a mieszanine poliizocyjanianu ze sro- dkami poliaddycyjnymi wprowadza sie do formy ciaglej wzglednie formy nieciaglej i utwardza sie. 5. Urzadzenie do wytwarzania poliuretanów zawierajacych wypelnia- cze, wyposazone w urzadzenie dozujace dla wypelniacza, urzadzenie do- zujace dla poliolu, mieszarke oraz w pompe dostarczajaca mieszanine do mieszalnika, znam ienne tym , ze m ieszarke do z m i eszania wypelniacza i pol iolu, banow i mieszarka slimakowa (55), w której szczelina miedzy slimakiem a obudowa slimaka wynosi 1,5 do 2,5 mm, a ponadto zawiera bezcisnieniowy zbiornik posredni (56) dla skladnika poliolowego zawierajacego wypelniacz, po- mpe srubow a wzglednie pompe srubowa jednow irnikowa przenoszaca mie szanine d o mieszalnika (1) oraz mieszalnik do zmieszania skladnika poliolowego zawierajacego wypelniacz ze skladnikiem izocyjanianowym, przy czym dopro- w adzenie (11) skladnika poliolowego zawierajacego w ypelniacz do komory mieszania (13) sama komora mieszania i dolaczony przewód (2) az do wypro- wadzenia mieszaniny maja zasadniczo równa srednice, zas komora mieszania stanowi jedynie nieokreslony obszar pod wzgledem jej rozmiaru w kierunku przeplywu, w którym ma zakonczenie jeden lub wiele otworów wlotowych ( 1 2 , 12a, 12b) dla skladnika izocyjanianowego. F i g . 1a PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób i urządzenie do wytwarzania poliuretanów zawierających wypełniacze.

Wytwarzanie poliuretanów zawierających wypełniacze przeprowadza się w ten sposób, że składniki mieszaniny poliizocyjanianu ze środkami poliaddycyjnymi oraz wypełniacze są wprowadzane do mieszalnika z mieszadłem, tam zostają wymieszane, następnie są wprowadzane do otwartej albo zamkniętej formy albo do formy przesuwanej w sposób ciągły, utworzonej z układu

185 283 podwójnego przenośnika taśmowego, przy czym mieszaninę reakcyjną utwardza się ewentualnie po zamknięciu formy, a następnie z formy wyjmuje się kształtkę. Przy tym wypełniacz może być wstępnie zmieszany ze składnikiem poliolu. Istniały również propozycje wstępnego zmieszania płynnych składników mieszaniny reakcyjnej poliizocyjanianu ze środkami poliaddycyjnymi w iniekcyjnym mieszalniku przeciwprądowym, a następnie zmieszania wypełniaczy z mieszaniną reakcyjną w mieszarce frykcyjnej.

W zależności od właściwości zastosowanej substancji stałej, przy stosowaniu tego sposobu może wystąpić szereg problemów. Gruboziarniste wypełniacze o wielkości cząsteczki na przykład powyżej 0,5 mm albo mechanicznie wrażliwe wypełniacze, na przykład wypełniacze kapsułkowane, mogą być, z powodu dużych sił ścinających mechanicznie zniszczone w wyżej opisanych agregatach mieszających, jak mieszalniki z mieszadłem albo mieszarki frykcyjne. Wypełniacze, mające skłonność do sedymentacji, po domieszaniu do jednego ze składników reakcji, nawet w przypadku krótkich przerw produkcyjnych, mogą się osadzać w przewodach doprowadzających. Ponadto mają skłonność do osadzania się w reagującej mieszaninie poliizocyjanianu ze środkami poliaddycyjnymi i gromadzenia się w dolnej części formy.

Przykładowo istnieje wiele propozycji dodawania rozprężającego się grafitu w celu nadania poliuretanom, a zwłaszcza piance poliuretanowej, właściwości ognioodpornych, na przykład znane z opisów US-A 3 574 644, DE-A- 24 28 307, EP-A 192 888 i EP-A 337 228.

Jako grafit porowaty uwzględniane są przykładowo znane związki międzywęzłowe SO_X, NO_X, chlorowiec i/lub silne kwasy w graficie. Są one również określane jako sole grafitowe. Korzystne są grafity porowate, które w temperaturach przykładowo 120-350°C przy utworzeniu pęcherzy oddają SO₂, SO₃, NO i/lub NO₂. Grafit porowaty może występować w postaci płytek o maksymalnej średnicy w zakresie 0,1-5 mm. Korzystnie średnica wynosi 0,5-3 mm. Tego rodzaju grafity porowate są dostępne w handlu.

W odniesieniu do gotowego do zastosowania elementu izolacyjnego nie podtrzymującego płomienia, możliwe jest zastosowanie w nim przykładowo 1 -50% wag. grafitu porowatego. Korzystnie zawartość grafitu porowatego wynosi 2-30% wag., a zwłaszcza 2-20% wag. Działanie grafitu porowatego jako środka ognioodpornego jest zależne od wielkości płytek grafitu. Podczas procesu wprowadzania w spoiwo, zmielone cząsteczki grafitu porowatego w bardzo ograniczonym stopniu przyczyniają się do wyposażenia ognioodpornego. Zwykłe sposoby wprowadzania wypełniaczy do poliuretanowych mieszanin reakcyjnych powodują znaczne zmniejszenie wielkości cząsteczek, co jest niekorzystne dla wyposażenia ognioodpornego. Zwłaszcza przy wytwarzaniu pianki poliuretanowej, zawierającej grafit porowaty, obserwuje się dalej silną sedymentację grafitu porowatego z powodu jeszcze nie utwardzonej pianki. Wskutek tego płyty izolacyjne z twardej pianki poliuretanowej, posiadające właściwości ognioodporne dzięki grafitowi porowatemu, na stronie dolnej (w odniesieniu do położenia w układzie podwójnego przenośnika taśmowego) wykazują zwiększone zawartości grafitu porowatego, natomiast strona górna jest uboga w grafit porowaty.

Żadna z wymienionych publikacji, zajmujących się wyposażeniem pianki poliuretanowej w składniki ognioodporne, nie daje wskazówek dotyczących wprowadzania grafitu porowatego do pianki. Dlatego też grafit porowaty nie mógł być dotychczas stosowany w izolacjach poliuretanowych jako środek ognioodporny.

Niniejszy wynalazek proponuje z jednej strony sposób i odpowiednie urządzenie do delikatnego wprowadzania grafitu porowatego do poliuretanowej mieszaniny reakcyjnej, a z drugiej strony proponuje sposób i odpowiednie środki do redukcji lub uniemożliwienia sedymentacji grafitu porowatego w płynnej piance.

Jednak wynalazek nie jest ograniczony do wprowadzania grafitu do poliuretanu, lecz stosuje się go ogólnie do wprowadzania mechanicznie wrażliwych wypełniaczy do poliuretanów. Takimi wypełniaczami są przykładowo krótkie włókna szklane, które na ogół łamią się podczas wprowadzania i w wyniku tego tracą część swoich właściwości wzmacniających.

Dalszym przykładem jest wprowadzanie pigmentów z tlenku żelaza przy wytwarzaniu materiałów izolacyjnych do osłony przed promieniowaniem elektromagnetycznym.

185 283

Opis DE-A1-2945818 ujawnia sposób wytwarzania poliuretanów, w którym do mieszalnika wtryskuje się składnik zawierający wypełniacz pod niskim ciśnieniem, a zarówno izocyjanian, jak również preparat poliolowy wprowadza się pod wysokim ciśnieniem.

Z opisu EP-A-554719 znany jest mieszalnik, który stosuje się do wytwarzania prepolimerów. Ponieważ komponenty zmieszane w mieszalniku mająporównywalnie niską lepkość, komponenty według EP-A-554719 mogą być dozowane do mieszalnika z niskim ciśnieniem wstępnym, przykładowo 3 · 10⁵ Pa.

Opis EP-A-431388 dotyczy zaś unikania niepożądanego wprowadzania powietrza przy zmieszaniu wypełniaczy ze składnikiem poliolowym i następującego potem zmieszania składnika poliolowego zawierającego wypełniacz z izocyjanianem w mieszalnikach. Mechanicznie wrażliwe wypełniacze nie mogą być jednak w ten sposób zmieszane, ponieważ zostałyby one rozdrobnione w mieszalnikach.

Sposób wytwarzania poliuretanów zawierających wypełniacze, w którym składnik poliolowy miesza się wstępnie z wypełniaczem w mieszarce mechanicznej, po czym mieszaninę doprowadza się do mieszalnika, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako mieszarkę mechaniczną stosuje się mieszarkę ślimakową zawierającą ślimak pełnopłytowy, w której szczelinę między ślimakiem a obudową ślimaka ustawia się na 2 do 4-krotną szerokość średniej wielkości ziarna wypełniacza, następnie mieszaninę doprowadza się do mieszalnika za pomocą pompy śrubowej względnie pompy śrubowej jednowimikowej, przy czym ciśnienie wewnątrz pompy ustawia się na nieprzekraczające 20· 10⁵ Pa, a ciśnienie mieszaniny na wejściu do mieszalnika ustawia się na nieprzekraczające 2 · 10*5 Pa, po czym do składnika poliolowego zawierającego wypełniacz wtryskuje się izocyjanian pod ciśnieniem od 50 · 10-³ Pa do 250 · 10-³ Pa, a mieszaninę poliizocyjanianu ze środkami poliaddycyjnymi wprowadza się do formy ciągłej względnie formy nieciągłej i utwardza się.

W sposobie według wynalazku jako wypełniacz stosuje się grafit porowaty.

Korzystnie, poliol zawierający wypełniacz gromadzi się pośrednio w bezciśnieniowym zbiorniku pośrednim na okres przebywania nie dłuższy niż 20 sekund.

Do składnika poliolowego zawierającego wypełniacz wprowadza się 1 do 30% obj. powietrza i/lub azotu.

Urządzenie do wytwarzania poliuretanów zawierających wypełniacze, wyposażone w urządzenie dozujące dla wypełniacza, urządzenie dozujące dla poliolu, mieszarkę oraz w pompę dostarczającą mieszaninę do mieszalnika, według wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszarkę do zmieszania wypełniacza i poliolu, stanowi mieszarka ślimakowa, w której szczelina między ślimakiem a obudową ślimaka wynosi 1,5 do 2,5 mm, a ponadto zawiera bezciśnieniowy zbiornik pośredni dla składnika poliolowego zawierającego wypełniacz, pompę śrubową względnie pompę śrubową jednowirnikową przenoszącą mieszaninę do mieszalnika oraz mieszalnik do zmieszania składnika poliolowego zawierającego wypełniacz ze składnikiem izocyjanianowym, przy czym doprowadzenie składnika poliolowego zawierającego wypełniacz do komory mieszania, sama komora mieszania i dołączony przewód aż do wyprowadzenia mieszaniny mają zasadniczo równą średnicę, zaś komora mieszania stanowi jedynie nieokreślony obszar pod względem jej rozmiaru w kierunku przepływu, w którym ma zakończenie jeden lub wiele otworów wlotowych dla składnika izocyjanianowego, zaś powierzchnia przekroju poprzecznego mieszalnika jest 10 do 100 razy większa niż suma powierzchni przekroju poprzecznego otworów wlotowych dla składnika izocyjanianowego.

Korzystnie, w urządzeniu według wynalazku, powierzchnia przekroju poprzecznego mieszalnika jest 30 do 100 razy większa niż suma powierzchni przekroju poprzecznego otworów wlotowych dla składnika izocyjanianowego.

Ponadto, komora mieszania według wynalazku nie zawiera ruchomych ani nieruchomych przegród wytwarzających zawirowania.

Korzystnie, dla składnika izocyjanianowego sąprzewidziane dwa do czterech otworów wlotowych. Otwory wlotowe dla składnika izocyjanianowego mogą być umieszczone w płaszczyźnie poprzecznie do kierunku przepływu w komorze mieszania. W przypadku, gdy przewidzianych jest

185 283 wiele otworów wlotowych dla składnika izocyjanianowego, wówczas korzystnie są one umieszczone w wielu usytuowanych kolejno po sobie płaszczyznach.

Ciśnienie składnika poliolowego zawierającego wypełniacz na wlocie do komory mieszania wynosi korzystnie 0,2-2 · 10⁵Pa, szczególnie korzystnie 1-1,5· 10⁵Pa. Składnik izocyjanianowy może być wtryskiwany do komory mieszania pod ciśnieniem 50 · 250 · 10⁵ Pa, jednak korzystnie powyżej 100· 10⁵Pa.

Prędkość dopływającego składnika poliolowego powinna wynosić co najmniej 1 m/s, korzystnie 2-5 m/s. Prędkość przepływowa składnika izocyjanianowego wynosi korzystnie 80 - 150 m/s.

Za pomocąsposobu według niniejszego wynalazku możliwe jest zastosowanie mechanicznie wrażliwych wypełniaczy, zwłaszcza rozprężalnego grafitu, w poliuretanach. Przy tym wypełniacze podczas wprowadzania nie są wystawione na działanie ciśnienia, wyższego niż 20 · 10⁵ Pa. Korzystnie wywierane są ciśnienia o wartości maksymalnie 10 · 10⁵Pa.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. ła i lb przedstawiają mieszalnik urządzenia według wynalazku z wylotem, ukształtowany jako dysza szerokoszczelinowa, fig. 2 przedstawia mieszalnik urządzenia według wynalazku z wylotem, ukształtowanym jako dysza łożyskowa lub języczkowa, fig. 3a i 3b przedstawiają mieszalnik urządzenia według wynalazku do pracy z wtryskiem, fig. 4a, 4b i 4c przedstawiają alternatywną postać wykonania mieszalnika urządzenia według wynalazku do pracy z wtryskiem, fig. 5 przedstawia schematycznie urządzenie według wynalazku do wytwarzania poliuretanowych płyt izolacyjnych, zawierających wypełniacze.

Mieszalnik 1 urządzenia według wynalazku (fig. 1a) zawiera przewód doprowadzający 11 dla poliolu zawierającego wypełniacze, jak również otwory wlotowe dla izocyjanianu. Otwory wlotowe w postaci dysz wtryskowych 12 posiadają skierowane do wstępnie naprężonych sprężyn ruchome stożki zamykające 15, które otwierają się w przypadku doprowadzenia izocyjanianu (strzałka 14) o wymaganym ciśnieniu. Nie określona precyzyjnie pod względem geometrycznym strefa mieszania 13 jest ukształtowana w postaci prostej rury przepływowej, do której uchodzą dysze wtryskowe 12 dla izocyjanianu. Strefa mieszania 13 nie zawiera żadnych przegród, wytwarzających zawirowania. Korzystnie dysze wtryskowe 12 dla izocyjanianu nie sąskierowane na oś strefy mieszania 13, lecz są tak przekręcone w płaszczyźnie prostopadle do osi, że strumieniowi poliolu zawierającemu wypełniacze wskutek wtryskiwania izocyjanianu jest nadany ruch wirowy w strefie mieszania 13 dla wspomagania zmieszania. Wylot 2 mieszalnika 1 ma postać dyszy szerokoszczelinowej. Na fig. 1b jest przedstawiony wylot 2 mieszalnika w przekroju prostopadłym do płaszczyzny rysunku fig. 1 a.

Na figurze 2 jest przedstawiony mieszalnik 1 jak na fig. 1a, przy czym wylot 2 ma postać dyszy języczkowej.

Mieszalnik 1 według fig. 3a jest przeznaczony do nieciągłej pracy wtrysku w celu wytworzenia części piankowych formy. Mieszalnik zawiera tłok zamykający 20, który jest ruchomy hydraulicznie w kierunku osiowym (strzałka 21). W celu napełnienia formy, tłok zamykający 20 (jak jest to zaznaczone strzałką 21) zostaje cofnięty, dzięki czemu udostępniony jest dopływ 11 dla poliolu zawierającego wypełniacze oraz dysza wtryskowa 12 dla izocyjanianu w celu wlotu do strefy mieszania 13. Ze strefy mieszania 13 mieszanina dociera do rury wylotowej 2, przez którą mieszanina dopływa do formy. Po zakończeniu napełniania formy, tłok zamykający 20 przesuwa się w przedstawione położenie, przy czym zostają zamknięte dopływy 11 i 12 do strefy mieszania 13. Jednocześnie dopływy 11 i 12 poprzez rowki 28 i 29 tłoka zamykającego 20 zostają połączone z przewodami recyrkulacyjnymi 24 i 25, którymi poliol zawierający wypełniacze i izocyjanian zostają zawrócone do odpowiedniego zasobnika. Podczas przerwania strzału strumień recyrkulacyjny jest utrzymany, jak ma to miejsce w technice wytwarzania poliuretanu. Ponadto mieszalnik zawiera napędzany hydraulicznie tłok oczyszczający 26, który po zakończeniu strzału, po tym, gdy tłok zamykający 20 został przesunięty w położenie zamykania, wyrzuca mieszaninę pozostałą w rurze wylotowej 2. Na fig. 3b jest przedstawiony w przekroju A-A mieszalnik z fig. 3a. W przykładowym wykonaniu przewidziano trzy dysze wtryskowe dla wprowadzenia izocyjanianu.

185 283

Według wynalazku istotny jest w porównaniu do otworów wlotowych izocyjanianu duży przekrój poprzeczny przewodu doprowadzającego dla poliolu z odpowiednio dużymi przekrojami poprzecznymi dla przewodów recyrkulacyjnych, dzięki czemu poliol zawierający wypełniacz może być zasadniczo transportowany bezciśnieniowo.

Na figurze 4a jest przedstawiona alternatywna postać wykonania mieszalnika urządzenia według wynalazku do nieciągłej pracy wtrysku, przy czym są utrzymywane niewielkie zmiany kątów dla poliolu zawierającego wypełniacz. Te same oznaczniki odnoszą się do jednakowych elementów z fig. 3a. Na fig. 4b jest przedstawiony fragment z fig. 4a w przekroju B-B. Na fig. 4c jest przedstawiony mieszalnik z fig. 4a, przy czym tłok zamykający 20 został przesunięty w położenie zamknięcia. Doprowadzony przewodem 11 strumień poliolu zawierającego wypełniacz podczas wprowadzania do strefy mieszania 13 podlega zmianie kierunku jedynie o kąt 20 do 35°. Wprowadzanie izocyjanianu (cztery leżące parami naprzeciwległe otwory wlotowe 12a i 12b) następuje poprzecznie do strumienia poliolu. Przy tym przewody doprowadzające izocyjanian 14a i 14b są parami tak przedstawione, że strumień poliolu jest przestawiony w płaszczyznach wprowadzania, wirując przeciwbieżnie. Po zakończeniu wtrysku recyrkulacja izocyjanianu przebiega poprzez rowki 29 tłoka zamykającego 20. Recyrkulację poliolu zawierającego wypełniacz prowadzi się przez otwór 28 przez tłok zamykający 20, który w położeniu zamknięcia stanowi połączenie z przewodem recyrkulacyjnym 24.

Na figurze 5 jest przedstawione jest schematycznie urządzenie według wynalazku do delikatnego (łagodnego) wprowadzania wypełniaczy do poliuretanów. Wypełniacz, zwłaszcza rozprężny grafit, transportuje się z leja zasobnikowego 51 za pomocą ślimaka dozującego 52 do mieszarki ślimakowej 55. Poliol transportuje się z zasobnika 53 poprzez pompę dozującą 54 również do mieszarki ślimakowej 55. Z mieszarki ślimakowej 55 poliol zawierający wypełniacz dociera do leja zasobnikowego 56, przy czym wskutek sterowania poziomu 61 objętość zapasu poliolu zawierającego wypełniacz jest tak wymierzona, że czas przebywania nie przekracza 8-20 sek. Dzięki krótkiemu czasowi przebywania w leju zasobnikowym 56 unika się sedymentacji wypełniacza w leju zasobnikowym. Za pomocą pompy śrubowej 57, pracującej w zakresie niskich obrotów, poliol zawierający wypełniacz jest transportowany do urządzenia nagazowującego 58, które jest ukształtowane jako zbiornik przepływowy. Nagazowanie przebiega za pomocąwydrążonego mieszadła stożkowego 60, do którego poprzez wydrążonąoś doprowadzane jest powietrze albo azot 59. Ze zbiornika nagazowującego 58 naładowany gazem składnik poliolowy zawierający wypełniacz dociera do mieszalnika 1. W strefie mieszania 13 izocyjanian wtryskuje się pod ciśnieniem z zasobnika 62 poprzez pompę dozującą 63. Na wylocie 2 mieszalnika 1 wytwarza się strumień w postaci szerokiego wahlarza mieszaniny poliizocyjanianu zawierającego wypełniacz ze środkami poliaddycyjnymi, który nanosi się na przenośnik taśmowy 70, przesuwający się w kierunku strzałki 71, układu do spieniania w blokach. W celu poprzecznego rozdzielenia mieszaniny na szerokości przenośnika taśmowego, mieszalnik 1 jest przesuwany ruchem posuwisto-zwrotnym, co jest zaznaczone strzałką 72. Rozpuszczony w mieszaninie gaz podczas wylotu z mieszalnika 1 uwalnia się w postaci drobnych pęcherzyków na cząstkach wypełniacza, dzięki czemu cząstki wypełniacza nie osadzają się w powstającej płynnej piance 73. W przypadku nieciągłej pracy mieszalnika (mieszalnik według fig. 3 i 4), w celu wytworzenia części formy, następuje zawrócenie izocyjanianu w momencie przerwania wtrysku do zasobnika 62 oraz zawrócenie poliolu zawierającego wypełniacz do leja zasobnikowego 56.

Wytwarzanie składnika poliolowego zawierającego wypełnianiacz realizuje się korzystnie w następujący sposób:

Wypełniacz dozuje się poprzez ślimaki dozujące 52 taśmowe wagi dozujące albo przenośniki wstrząsowe przegubowe i doprowadza się do mieszarki ślimakowej 55 w celu zmieszania z poliolem.

Skok, zwojność ścianek, długość i prędkość obrotowa są korzystnie tak dopasowane do siebie, że frykcja i wzrost ciśnienia w ślimaku są zminimalizowane. W korzystnej postaci wykonania mieszarka ślimakowa posiada ciągły przenośnik ślimakowy (ślimak płytowy), który pozostawia wolną szczelinę do obudowy ślimaka, którajest większa od wielkości ziarna wypełniacza.

185 283

Korzystnie szerokość szczeliny wynosi 2- do 4-krotnej wartości średniej wielkości ziarna. W przypadku zastosowania grafitu porowatego o średniej wielkości ziarna 0,6 -0,8 mm (średnica płytek), szczelina między ślimakiem a obudową wynosi korzystnie 1,5 - 2,5 mm. Skok ślimaka H/D (skok uzwojenia podzielony przez średnicę) może wynosić 0,8 do 1,5. Prędkość obrotowa ślimaka jest korzystnie tak dobrana, że ścinanie w szczelinie do obudowy ślimaka nie przekracza 30/s, zwłaszcza prędkość obrotowa wynosi 10 do 25/s.

Z mieszarki ślimakowej 55 składnik poliolowy doprowadza się do leja zasobnikowego, który służy jako zbiornik od stronny ssącej dla pompy dozującej 57 do transportu składnika poliolowego zawierającego wypełniacz do mieszalnika 1. Jako pompy dozujące nadają się pompy śrubowe albo pompy śrubowe jednowirnikowe, które są eksploatowane w zakresie niskociśnieniowym do 20 · 10⁵ Pa wewnętrznego ciśnienia pompy, to znaczy w zakresie prędkości obrotowej 300-500 obr./min.

Korzystnie pomiędzy pompą dozującą 57 a mieszalnikiem jest umieszczone urządzenie nagazowujące 58 do którego wprowadza się powietrze i/lub azot w ilościach 1-30% objętościowych (warunki normalne), w odniesieniu do poliolu, do składnika poliolowego zawierającego wypełniacz. Przy uwzględnieniu ilości powietrza, rozpuszczona już w poliolu pod wpływem składowania, ilość powietrza w poliolu po nagazowaniu powinna wynosić 10-30% objętościowych. Korzystnie nagazowanie przeprowadza się w zbiorniku przepływowym za pomocą wydrążonego mieszadła 60, korzystnie za pomocą wydrążonego mieszadła stożkowego. W warunkach panującego ciśnienia, gaz całkowicie się rozpuszcza. Po rozprężeniu mieszaniny reakcyjnej poliizocyjanianu ze środkami poliaddycyjnymi za mieszalnikiem do ciśnienia normalnego, mieszaninajest przesycona gazem, wskutek czego na cząsteczkach wypełniaczajako zarodniki pęcherzyków oddzielają się pęcherze powietrza, które przeciwdziałają sedymentacji wypełniacza w płynnej piance poliuretanowej.

W przypadku ciągłego wytwarzania pianki poliuretanowej, zawierającą wypełniacze mieszaninę reakcyjną poliizocyjanianu ze środkami poliaddycyjnymi nanosi się korzystnie poprzez dysze stożkowe wydrążone, dysze języczkowe, łyżkowe albo szerokoszczelinowe na dolny przenośnik taśmowy 70 układu podwójnego przenośnika taśmowego. Szczególnie korzystne są dysze języczkowe, które są dostępne w handlu pod nazwą Z1 do Z4 firmy Lechler, Metzingen, Niemcy. Za pomocą takich dysz można wytwarzać szeroki płaski strumień z precyzyjnie ograniczonym wtryskiem. Korzystnie płaski strumień jest skierowany równolegle do kierunku ruchu przenośnika taśmowego, przy czym mieszalnik z urządzeniem odprowadzającym porusza się ruchem posuwisto-zwrotnym na całej szerokości przenośnika taśmowego.

Przykład

Jako składnik A służy mieszanina, składająca się z 85 części preparatu poliolowego o lepkości około 2000 mPa · s (25°C) i liczbie hydroksylowej 590 mg KOH/g występująca w handlu pod nazwą Bayer VP.PU 22HB96 firmy Bayer AG, Leverkusen, 15 części tris(chloroizopropylo)fosforanu (TCPP), 2 części stabilizatora, występującego w handlu pod nazwaTegostab B8421 firmy Goldschmidt AG, Essen, 1,6 części aktywatora, dostępnego w handlu pod nazwą Demorapid 726b firmy Bayer AG, Leverkusen, i 2,0 części wody. Składnik A zmieszano w mieszarce ślimakowej z 25 częściami wagowymi grafitu porowatego, dostępnego pod nazwą handlową Sigraflex® FR firmy SGL Carbon. Do mieszalnika wtryskiwano mieszaninę, składającąsię z 160 części wagowych poliizocyjanijnu, dostępnego pod nazwąDesmodur 44V70L firmy Bayer AG, i 8 części wagowych n-pentanu (dane ilościowe każdorazowo na jednostkę czasu). W układzie podwójnego przenośnika taśmowego wytwarza się płytę izolacyjną o grubości 10 cm i gęstości w stanie surowym wynoszącej 34 kg/m³. Grafit porowaty jest rozdzielony równomiernie na grubości płyty. Wykonano test palności według DIN 4102, część 1. Płyta izolacyjna spełnia wymagania klasy materiałów budowlanych B2.

185 283

Fog. 5

185 283

Fó g.

185 283

Fo g. 3q

-=>-a

185 283

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zt.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania poliuretanów zawierających wypełniacze, w którym składnik poliolowy miesza się wstępnie z wypełniaczem w mieszarce mechanicznej, po czym mieszaninę doprowadza się do mieszalnika, znamienny tym, że jako mieszarkę mechaniczną stosuje się mieszarkę ślimakową (55) zawierającą ślimak pełnopłytowy, w której szczelinę między ślimakiem a obudową ślimaka ustawia się na 2 do 4-krotną szerokość średniej wielkości ziarna wypełniacza, następnie mieszaninę doprowadza się do mieszalnika (1) za pomocąpompy śrubowej (57) względnie pompy śrubowej jednowirnikowej, przy czym ciśnienie wewnątrz pompy nie przekracza 20 · 10⁵ a, a ciśnienie mieszaniny na wejściu do mieszalnika nie przekracza 2 · 10⁵ Pa, po czym do składnika poliolowego zawierającego wypełniacz wtryskuje się izocyjanian pod ciśnieniem od 50 · 105Pa do 250-105 Pa, a mieszaninę poliizocyjanianu ze środkami poliaddycyjnymi wprowadza się do formy ciągłej względnie formy nieciągłej i utwardza się.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, żejako wypełniacz stosuje się grafit porowaty.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że poliol zawierający wypełniacz gromadzi się pośrednio w bezciśnieniowym zbiorniku pośrednim na okres przebywania nie dłuższy niż 20 sekund.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że do składnika poliolowego zawierającego wypełniacz wprowadza się 1 do 30% obj. powietrza i/lub azotu.
5. Urządzenie do wytwarzania poliuretanów zawierających wypełniacze, wyposażone w urządzenie dozujące dla wypełniacza, urządzenie dozujące dla poliolu, mieszarkę oraz w pompę dostarczającą mieszaninę do mieszalnika, znamienne tym, że mieszarkę do zmieszania wypełniacza i poliolu, stanowi mieszarka ślimakowa (55), w której szczelina między ślimakiem a obudową ślimaka wynosi 1,5 do 2,5 mm, a ponadto zawiera bezciśnieniowy zbiornik pośredni (56) dla składnika poliolowego zawierającego wypełniacz, pompę śrubową (57) względnie pompę śrubową jednowirnikową przenoszącą mieszaninę do mieszalnika (1) oraz mieszalnik do zmieszania składnika poliolowego zawierającego wypełniacz ze składnikiem izocyjanianowym, przy czym doprowadzenie (11) składnika poliolowego zawierającego wypełniacz do komory mieszania (13) sama komora mieszania i dołączony przewód (2) aż do wyprowadzenia mieszaniny mają zasadniczo równą średnicę, zaś komora mieszania stanowi jedynie nieokreślony obszar pod względem jej rozmiaru w kierunku przepływu, w którym ma zakończenie jeden lub wiele otworów wlotowych (12,12a, 12b) dla składnika izocyjanianowego, zaś powierzchnia przekroju poprzecznego mieszalnika jest 10 do 100 razy większa niż suma powierzchni przekroju poprzecznego otworów wlotowych dla składnika izocyjanianowego.
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że powierzchnia przekroju poprzecznego mieszalnika (1)jest 30 do 100 razy większa niż suma powierzchni przekroju poprzecznego otworów wlotowych (12, 12a, 12b) dla składnika izocyjanianowego.