包含固体的聚氨酯喷射射束的制备的制作方法

专利名称：包含固体的聚氨酯喷射射束的制备的制作方法
CN 102046347 A说明书1/9页 包含固体的聚氨酯喷射射束的制备本发明涉及一种用于包含固体的聚氨酯喷射射束(PUR-Sprilhstrahl)的制备 (Herstellung)的方法以及一种喷射附件。为了包含固体的聚氨酯复合材料(Verbundmaterialien)的制备，在现有技术中 说明了两种不同的途径(Herangehensweise)一种目前用于将固体引入到压力气体雾化的聚氨酯喷射射束中的普遍的方法是， 通过一个或多个在混合头(Mischkopf)外部安装的进料器具(Eintragsorgan)侧向地吹入 颗粒。在理想的前提条件和流动速度的调谐(Abstimmimg)的情形下，所导入的固体射束 在聚氨酯喷射射束的中心经受射束分解(Strahlzerfall)，这导致固体颗粒的充分的湿润 (Benetzung)禾口分布。在两种方法(即压力气体支持的喷射以及颗粒的吹入)的情形下，气体流量 (Gasdurchsatz)是对于该功能而言的决定性的参数。在两种方法的组合的情形下，气流彼 此影响，从而使得，作为最佳状态仅能够实现某种折衷。不充分的调谐可能性的影响是，在部分地较高的固体损失下在聚氨酯喷射射束中 的固体颗粒的受限的湿润或分布。在第一种变型的情形下，待使用的固体与两种聚氨酯组分中的一种(通常为多元 醇组分(Polyolkomponent))混合，并且如此获得的固体组分混合物被使用用于包含固体 的聚氨酯复合材料的制备。关于此点，例子为文件DE 39 09 017 Cl和文件DE 40 10 752 Al，在其中说明了包含膨胀石墨(BlShgraphit)或膨胀石墨/三聚氰胺(Melamin)的聚氨酯 软泡沫材料(Polyurethan-Weichschaumstoff)的制备。然而，这种途径与各种各样的缺点相关联。那么，在使用固体时，一个普遍的问题 例如由于以下原因而产生，即，在一般情况下固体在多元醇组分中是不溶解的。这导致了， 由多元醇组分和固体制成的分散体必须被持续地搅动，以便避免在储存容器中的固体的沉 淀(kdimentation)并保证复合材料内的固体的均勻的分布。此外，举例而言，三聚氰胺还 具有非所期望的特性，即，在沉淀之后非常迅速地“粘结(zusammenzubacken) ”，这显著地使 固体块(FeststofT-Kuchen)的再分散(Redispergierung)变困难。同样，带有非常不同的比重(以载体液体为基准)的固体，例如木屑或者空心玻璃 球可能通过这种方法而不良地被加工。通常情况下这种固体倾向于在储存容器中上浮，在 木屑的情形下还倾向于发生膨胀。此外，由于在液态的聚合体组分中的固体的存在，物理特性例如相对于纯净的多 元醇组分的粘度被改变，由此不利地影响反应组分的可混合性。在此，该种系统的加工仅在为此专门设计的机器上才可行，这又导致了较高的生 产成本。额外地，在聚氨酯原料的加工中在使用高压混合头时会在混合头的喷嘴中产生非 常高的剪切力，在其中固体微粒(例如膨胀石墨)强烈地受影响且由此固体微粒的所期望 的效果可至少部分地丧失。第二种用于包含固体的聚氨酯复合材料的制备的变型为吹入法，在吹入法中下包 含固体的气流被导入到聚氨酯喷射射束中。4
在这种变型的情形下，固体被供应给喷射射束。在此，固体的添加优选地通过一个 或多个外部的侧向地在喷射混合头处安装的进料器具来实现，其中，固体优选地受压力气 体支持地侧向地被导入到喷射射束中。在使用带有低的比重的固体的情形下，这种方法不 能满足日益增长的对于分布的均勻性的要求。在此，在本发明的意义中，聚氨酯喷射射束被理解为这样一种射束，S卩，其基本上 由细微的、在气流中分散的聚氨酯材料(即，至少一种多元醇组分和至少一种异氰酸酯组 分(Isocyanatkomponent)的混合物)的颗粒(微滴)组成。这种聚氨酯喷射射束可以不同的方式来获得，例如通过聚氨酯材料 (PUR-Material)的液态的(flilssigen)射束的雾化(通过导入到其中的气流)，或者通过 使聚氨酯材料的液态的射束从相应的(雾化)喷嘴中射出。这种方法举例而言在文件DE 10 2005 048 874 Al，文件DE 101 61600 Al，文件 WO 2007/073825 A2，文件US 3 107 057和文件DE 1 202977 B中被说明。在最后提到的两个文件中所说明的方法的特点在于，实现在单独的腔室中将包含固体的气流吹入到聚氨 酯喷射射束中，该腔室直接地连接在聚氨酯喷射射束的出口位置处。通过该额外的空心/ 混合腔将改善聚氨酯喷射射束与固体颗粒的混合。然而在所有的跟随上面所说明的第二种备选方案的用于包含固体的聚氨酯喷射 射束的制备的方法中不得不察觉到，所使用的固体颗粒的湿润一如既往地尚未如所期望的 那样均勻地被实现。这尤其归因于，固体颗粒的尺寸和质量发生变化，由此，至喷射射束的 导入特性发生改变。部分地观察到了所使用的固体颗粒的非常高的损失。因此，本发明的目的在于，提供一种用于包含固体的聚氨酯喷射射束的制备的方 法，其避免上面所说明的现有技术的缺点。尤其地，目的在于，提供一种方法，其在微小的固 体损失或者完全没有固体损失的同时使得固体的均勻的湿润成为可能。作为本发明的基础的目的通过一种用于包含固体的聚氨酯喷射射束的制备的方 法来实现，该方法特征在于，将包含固体的气流引入到聚氨酯反应混合物的液态的射束中。那么，相对于现有技术(尤其是第二种变型)，本发明的一个重要的区别在于， 包含固体的气流不是被加入到反应混合物的已经分散的喷射射束中，而是被加入到混 合腔室中的仍为液态的未分散的射束中。这里仍然存在反应混合物的大致层状的流 (laminare Stromung)。根据本发明，“聚氨酯反应混合物的液态的射束(flilssigenStrahl) ”被理解为尤 其在用于呈液态形式的反应组分的混合的混合腔室的区域中的聚氨酯材料的这样的液体 射束，即，其还未以细微的、在气流中分散的反应混合物微滴的形式存在，也就是尤其地处 在液态的粘性相(viskosen Phasen)中。那么，尤其地，聚氨酯材料的这种液态的射束不被 理解为上面已经说明过的聚氨酯喷射射束。那么，根据上面所说明的第二种备选方案的现有技术的方法基本上使用气流或 者相应的喷嘴以用于聚氨酯反应混合物的雾化、并且将另一包含固体的气流吹入到这种 被雾化的聚氨酯喷射射束中，而本发明的方法特征在于，包含固体的气流在喷射混合喷嘴 (Spruh-Mischduse)中被使用以用于在从混合腔室离开时聚氨酯反应混合物的液态的射束 的雾化。通过根据本发明的方法，固体被无损失地在喷射喷嘴的内部与聚氨酯反应混合物混合、强制湿润，并且获得均勻的气体/固体/聚氨酯材料混合物。在借助于压力气体雾化的喷射方法中，受工艺限定地利用高的气体流量来工作， 这在压力气体管道的相应的几何尺寸给定和规格下使得通过稀相输送(Flugibrderung) (例如10至40m/s)的固体的运送成为可能。通过在低的装料比的情形下的高的输送速 度，几乎不产生单独的微粒之间的接触，由此防止了凝聚物(Agglomeraten)的形成，并 且，在相应的接口规格下，气体/固体混合物的、至喷射混合喷嘴的无问题的递送是可能 的。带有良好的流动性或低的凝聚物形成倾向的固体(例如空心玻璃球)可以密相方法 (Dichtstromverfahren)(例如3至lOm/s)在明显较小的流速下被输送，由此显著地降低装 载固体的引导气体的管道和部件的磨损。对于喷射工艺而言所必需的压力气体量在密相输 送的情形下直到邻近地在喷射混合喷嘴之前才被供应给固体流。固体在本发明的含义中基本上被理解为这样的化合物和物质，S卩，其在为该方法 所使用的温度下以固态的聚集状态(Aggregatzustand)而存在，也就是(举例而言)带有 相对高的密度的固体(其一般被称作填充物)，纤维状的固体，例如玻璃或者碳纤维，或者 甚至呈粉末形式的再生材料(Recyclate)，以及阻燃(flammhemmend)固体，例如膨胀石墨， 三聚氰胺和硫酸铵(Ammoniumsulfat)。但是同样地，固体的概念还包括带有较小的密度、较 小的比重的、就如在说明书开头所定义的那些。因此优选的是，将包含固体的气流通过带有混合功能的喷射喷嘴引入到聚氨酯反 应混合物的液态的射束中。此外优选的是，包含固体的气流通过压力空气供应管道而被供 应给喷射混合喷嘴。换句话说，在根据本发明的方法的开发中已经显示出，以令人满意的方式，现有技 术的带有一个或多个压力空气供应管道的喷射混合头同样可被使用。就此而言，根据本发明的方法是特别成本高效的，因为基于压力空气雾 化的市场上常见的聚氨酯喷射机的翻新利用小的改型而实现了填充物适用性 (FUllstofftauglichkeit)，其中，进料量通过气体流量来限制。包含固体的气流优选地如此地来制备，即，将气流导引通过格状轮式计量装 置(Zellraddosiereinrichtung)的包含固体的计量格(Dosierzelle)。通过格腔(Zellr如me)的溢流(iiberstrdmen),固体被压力空气流所携带并且作为固体/空气或者固 体/气体混合物而被运送向混合腔室/混合头。为了避免波动，计量装置的内部中的通道 必须由直径如此地来设计，即，使得正重叠可被排除。这种实施形式进一步保证，在格状轮 式计量装置关闭或者转速变化时用于喷射聚氨酯反应混合物的数量无变化的空气流量同 样可供使用，并且因此能够可选地不带有或带有可变的固体量地被喷射。作为这种格状轮 式计量装置的特别的优点须提到，在待制备的聚氨酯复合材料中的固体份额能够可变地被 匹配。在使用格状轮式计量装置的情形下，该方法如下地获得一种特别的设计方案，即， 气流和固体储存容器可通过压力平衡部而彼此相连。已经显示了，通过如此地无压差地将固体导入到气流中，能够实现根据刚才所说 明的可能性的待制备的聚氨酯复合材料中的特别地可再现的固体份额的计量。为了可再现 的、通过计量格的溢流和将固体携带到空气流中而实现的固体供应，计量格中的松散的装 料(khUttung)是优选的。
通过固体的无压差的进料，防止了进入气流中时固体装料的压实。进一步地，通过 压力平衡部防止了运送空气的部分流通过计量机组(计量格和间隙公差)泄漏回到储存容 器中。正是在磨料固体的情形下，由结构所定地，较大的间隙尺寸是无法避免的。其它的固体计量原理，例如通过带有输送盘的器具或者通过粉末泵 (Pulverpumpe)进行的计量同样是可行的。然而，之前所说明的格状轮式计量的杰出之处在 于，避免凝聚物形成。进一步地，优选的是，如此地控制包含固体的气流的生成，S卩，使得，在将包含固体 的气流引入到聚氨酯反应混合物的液态的射束中时，固体均勻地分布在气流中。在密相输送中以及在稀相输送中，在进入喷射混合喷嘴时最大可能的气体对固体 的体积比优选地处在20 1至200 1的范围中，特别优选50 1至100 1。这可例如通过固体输送率的改变来实现。进一步地，优选的是，使用氮气或者尤其地使用空气作为气体。这些气体是特别成 本合适的，并且因此对根据本发明的方法的相应的成本降低作出贡献。作为固体在根据本发明的方法中尤其地使用膨胀石墨。以这种方式可获得用膨胀 石墨改性的聚氨酯复合材料，其尤其地由于它的阻燃特性而在目前受到重大关注。其它可 能的固体例如为硫酸钡(Bariumsulfat)，硫酸钙(Calciumsulfat)，白垩(Kreide)，三聚氰 胺或者木屑或甚至粉状的聚氨酯废料。本发明的另一实施形式在于用于将气流引入到液态的聚氨酯原材料的射束中的 喷射附件，其包括a)喷射通道(Sprilhkanal)，聚氨酯原材料的射束通过其而流动，b)至少一个通过进入口(Eintrittsdffnung)通入到喷射通道中的气体通道(Gaskanal)，气流通过其而流动，其特征在于，气流的流动方向(Strdmungsrichtung)在进入喷射通道时在喷射通道的中心点(Mittelpunkt)之外伸延。液态的聚氨酯原材料的射束在离开聚氨酯混合头之后在喷射附件的喷射通道中 行进。据此，喷射通道优选地具有与聚氨酯混合头中的混合腔室相同的直径。然而，喷射通 道同样可具有较小的或者较大的直径。优选地，喷射通道管状地设计，其中，它的纵轴线优 选地与聚氨酯混合头的混合腔室的纵轴线位于一直线上。用于进入喷射通道中的气流的进入口优选地布置在从聚氨酯混合头至喷射附件 的过渡部的附近，那么也就是，在喷射通道的起始处(在流动方向上观察)。“气流的流动方向，，和进一步地在下面还要讨论的“聚氨酯原材料的流动方向，，都 以矢量方式来理解，其中，相应的矢量的长度与相应的体积流量成比例且它们的方向平行 于气流或聚氨酯原材料的流动方向。由于进入口或喷射通道的非线状或非点状的设计，矢 量的精确的空间位置如此地来限定，即，气流的流动方向不通过进入口或喷射通道的中心 点而伸延。通过上面所说明的、在进入喷射通道中时的气流的流动方向的定向，包含了所有 可能的进入喷射通道的进入口的布置，除了如下布置，在该布置中，气流的流动方向正好通 过喷射通道的中心点而伸延。优选地，在进入喷射通道时气流的流动方向以与喷射通道的中心点相距距离7y (距离y为0. 8 · r彡y彡r)的方式穿过(durchmuft)该喷射通道，其中，r相当于喷射通 道的半径。换而言之这意味着，气流的流动方向在进入喷射通道时与包围喷射通道的边界 大致相切地布置。关于此点应明显可知的是，由于进入口的非点状的设计，在进入喷射通道 时相对于包围喷射通道的边界的气流的流动方向的100%相切的布置是无法实现的——尽 管如此，就此而论，“大致相切”的意义是明确的。在

图1至图4的讨论中这会变得更加清林 疋。通过大致相切的布置，旋转分量(旋流)被提供给轴向的流分量(也就是聚氨酯 材料的流动方向)。该布置用于固体/液体-气体混合物与聚氨酯材料的液态的射束的优 化的分布和混合。进一步地，优选的是，根据本发明的装置具有多个气体通道，尤其地具有偶数个气 体通道，它们的气流可不依赖于彼此地被改变。在此，“可不依赖于彼此地被改变”在本发明 的含义中既可涉及在进入喷射通道时的气流的流动方向、气流的体积流量，又可涉及气流 的实际的组成(例如在包含在其中的固体或液体等的方面)。在此，偶数数量的气体通道就 此而言是优选的，因为通过其可实现对于喷射附件的材料而言特别经济的方法变型。通过使气流可不依赖于彼此地被改变，“稀相输送”(> 20m/s)形式的颗粒运送可 被确保。通过在低的装料比的情形下的高的输送速度(稀相输送的正式的定义(举例 而言)15kg/kg)在单独的颗粒之间仅产生较少的接触，这防止了凝聚物的形成。在两个气体通道的情形下，它们的进入口优选地位于一条直线上，在多于两个气 体通道的情形下，它们的进入口优选地位于一个平面中，其相应地垂直于喷射通道中的聚 氨酯材料的流动方向而布置。进一步地，优选的是，气体通道的直径(尤其在进入喷射通道之前不远处)在气流 的流动方向的方向上减小。通过该措施，提高了流动速度，防止了气体-固体/液体混合物回流到气体通道 中，并且加强了喷射通道中的旋转效应的强度。在此，气体流量应如此地被调谐，即，使得在 相应的气体通道中存在类似的流动速度。在这种方法的情形下，喷射附件的通常的供应量 在1.5至5dm3/s气体之间。关于此点，优选的是，进入口的横截面面积与在气体通道的最宽部位处的气体通 道的横截面面积的比例处在1 8至1 40的范围中，也就是，气体通道的横截面朝向放 出口(进入口)而渐缩。该(多个)进入口优选地具有在1至4mm2范围中的横截面面积。在此，进入口的 横截面面积的设计一般根据实验来进行，因为除了颗粒尺寸，输送特性还依赖于表面结构 和颗粒几何形状。为3. 3X等效直径(AquivaIentdurchmesser)的直径可被采用作为参考值。优选地，气流的流动方向和聚氨酯材料的流动方向(即相应的矢量，参见上文)包 夹成110至115°的角。特别优选的是，气流的流动方向在进入喷射通道之前，尤其地在进入喷射通道之 前不远处，经历为5至10° (优选为7.5° )的角度的、朝向聚氨酯材料的流动方向的偏转。 那么，试验已显示，膨胀石墨小板通过该(多种)措施而显示出了明显地更好的、进入液态 聚氨酯材料的射束的导入特性。离心力引起了颗粒射束的偏转和压缩。通过对流动有利的8颗粒定向和流动速度的同时的提高，以该方式同样可将较大直径的固体在无阻塞现象的情 形下输送通过在流动方向上缩小的出气口。在另一实施形式中，根据本发明的喷射附件特征在于，其与高压混合器或者低压 混合器组合。与必要时装载有固体的气流相接触的喷射附件的部件优选地由耐磨的材料尤其 是氧化铝(Aluminiumoxid)JIKg (Wolframcarbid)，碳化硅(Siliciumcarbid)和 / 或碳 化硼(Borcarbid)制成。进一步地，优选的是，气体通道通过分成两半的嵌件(尤其是由耐磨的材料制成 的嵌件)来构造。通过该措施不仅气体通道中的而且喷射通道中的材料磨损明显地被降 低。备选地，分为两半的嵌件同样可由较不耐磨的材料来构造——在这种情况中优选 地在下侧的与上侧的部件之间存在有陶瓷的板(尤其为耐磨的材料制成的陶瓷的板)，该 板向上地覆盖气体通道，并且因此作为实际上的、用于装载有颗粒的气流的偏转部件而起 作用。实施例·聚氨酯系统，如(举例而言)被用于绝缘体，线缆通道和用于地板蒙护的那些。 例如，这里可为了更好的阻燃性能，更好的脱模性能，更好的电绝缘性或者改善的机械特性 而使用固体。·热铸系统——实心的和发泡的弹性体——如(举例而言)在叉车的车轮或减震 器中使用的那些。在通过之前所说明的方法进行加工时，例如可为了更好的阻燃性能，更好 的脱模性能，更小的磨损，更好的电传导性，弹簧特性曲线的改变或者改善的机械特性而使 用固体。·弹性的和坚硬的喷射表皮，其被使用以用于在简单地给定轮廓的、大面积的金属 件(例如贮仓，散装货物集装箱，输送槽或者管路)上的抗磨损的覆层的制备，用于土木建 筑(例如屋顶密封和桥梁密封)中的不透水的覆层的生产，用于弹性的模具的制备，用于 带有复合泡沫塑料的管路的绝缘，作为例如用于集装箱的防火层，或者作为模制件例如座 椅泡沫塑料以及吸音件的外壳/保护层。例如，这里可为了更好的阻燃性能，更好的电传导 性，更好的脱模性能，改善的机械特性，更小的线性热线膨胀系数，更高的密度或者更小的 磨损而使用固体。 通过喷涂(Uber Spruhaustrag)的软(成型)泡沫塑料，如(举例而言)在座椅 泡沫塑料或成型泡沫塑料中存在的那些，座椅泡沫塑料或成型泡沫塑料用于私人的和公共 的区域中的应用和在客运交通中的应用(例如用于公共汽车，火车，船舶，飞机，小汽车，剧 院，电影院，家具和(医院用)床的座椅布置)。例如，这里可为了更好的阻燃性能，更好的 电传导性，更好的脱模性能，提高或者降低的吸水性，改善的机械特性，更好的吸音性或者 更小的磨损而使用固体。 通过喷涂的软(成型)泡沫塑料，如(举例而言)作为例如在汽车工业中的密封 泡沫塑料和过滤泡沫塑料而被使用的那些。例如，这里可为了更好的阻燃性能，更好的电传 导性，更好的脱模性能，改善的机械特性或者更小的磨损而使用固体。9
·通过喷涂的硬泡沫塑料，如(举例而言)在管路绝缘中，在金属复合板中，在冰 箱，贮槽，反应器或者热水贮存器中被使用的那些。例如，这里可为了更好的阻燃性能，更好 的与底座的连接性，更好的电传导性，更好的耐热性和绝缘性以及改善的机械特性而使用 固体。·通过喷涂的半硬泡沫塑料，如(举例而言)被使用以用于仪表板，车门内护板或 者顶部衬里的那些。例如，这里可为了更好的阻燃性能，更好的与底座的连接性，更好的电 传导性，改善的机械特性，提高或者降低的吸水性，改善的声学特性或者改善的热力学特性 而使用固体。·喷射泡沫塑料，如用于冷却室，建筑物，油罐卡车，油槽车，液化气罐，船舶，海运 集装箱，中型散装集装箱和飞机的绝缘的那些。例如，这里可为了更好的阻燃性能，更好的 与底座的连接性，更好的电传导性，更好的耐热性和绝缘性以及改善的机械特性而使用固 体。·通过喷涂的软质和硬质整体泡沫塑料，如被使用以用于护罩，扶手，头枕，家具， 电器的壳体，滑雪橇芯，装饰元件或者汽车的覆盖件的那些。例如，这里可为了更好的阻燃 性能，更好的电传导性，提高或者降低的吸水性，改善的机械特性，更好的脱模性能，更小的 热线膨胀系数或者更小的磨损而使用固体。 通过喷涂的填充泡沫材料，如(举例而言)可使用以用于部件的空腔密封或者空 腔加固的那些。例如，这里可为了降低的吸水性，更好的与底座的连接性或者改善的机械特 性而使用固体。·通过喷涂的防火漆或者彩色漆，在其中，防火剂或者彩色颜料可利用上面所说明 的方法直接地供应给每种任意的基漆。·单组分胶和双组分胶，在其中，机械特性和触变特性可通过固体的供给而有目的 地且局部单独地被调节。 通过喷涂的填料(Spachtelmasse)，如(举例而言)用于按照SMC，BMC和RTM技 术的层压制品和手工层压制品的表面磨光的那些。例如，这里可为了更好的阻燃性能，更好 的电传导性，改善的漆附着性，改善的研磨性，改善的机械特性，更小的线性热线膨胀系数， 更高的密度或者更小的磨损而使用固体。·用于辐射屏蔽层的无缝制备的弹性的喷射表皮和硬喷射表皮，例如用于收集放 射性液体的底部密封。待引入的固体微粒的尺寸有一定的重要性。特别优选地，颗粒的尺寸达Imm的粒度。此外，根据本发明的方法优选如此地实行，即，将包含固体的聚氨酯喷射射 束如刚才所说明的那样地喷射到敞口铸型(offene Form)中或者喷射到基底支架 (Substrattrager)上。图1至图4显示了根据本发明的喷射附件及其连同与之相配合的混合头的应用。图1和图2示例性地显示了喷射附件，其包括两个部分，即，在图1和图2中所示 出的部件2和6。在图1中示出了喷射附件的下侧部分2。气体通道可通过进口 1而被供 以气体或固体混合物；其延伸穿过该部件直至该部件的在图1中可见的表面。因为气体通 道在该部件内倾斜地伸延，所以其在部件2的表面处以椭圆的形状而显现。从该气体通道3出发，较小直径的通路4通向喷射通道5。可辨认的是，在例如以陶瓷的覆盖板来覆盖通 道3与通路4时，在1处流入且在3处流出的气流在撞击到该覆盖部时发生偏转(该偏转 优选地处于5°至10°的角中)。在缩小的气体通路4的内部，被供给的气流经历了流动速 度的增加。在图2中示出了用于喷射附件的下侧部分2的上侧的覆盖部件6 (其在已完成的 装配中位于喷射附件的下侧部分2与混合头之间)。图3和图4显示了根据本发明的与聚氨酯高压混合头10相连接的喷射附件，其再 次包括该两个部件2和6。在图3中示出了，在图1中所显示的气体通道3和气体通路4如何通过陶瓷的覆 盖板8而被覆盖，从而使得，穿过气体通道3的气流9在撞击到陶瓷板8时经历5°至10° 角的偏转。在所示出的实施形式中，喷射通道进口与混合头出口的内径的直径比为1 1。 同样示出了推杆7，其用于混合头通道的清洁。在图4中所示出的实施形式大部分与图3中所示出的实施形式相符——带有如下 区别，即，未设置有陶瓷的覆盖板8。在这种情况中，嵌件部分2和6优选地由耐磨的材料来 构造。图5在侧视图中显示了格状轮式计量装置。如示出的那样，格状轮式计量装置的 格状轮的内部中的通道的直径小于通道(通过该通道，气流被导引向格状轮式计量装置) 的直径。图6在侧视图中显示了出自图5的格状轮式计量装置。示出了压力平衡部，其将 固体储存容器与通向固体储存容器的气流彼此相连接。实施例随后的实施例的目的是将膨胀石墨引入到聚氨酯喷射射束中以用于阻燃 聚氨酯覆层的生成。所力求的固体量为参照于聚氨酯排出量的20重量百分数(20原始材料的说明下列多元醇——或者是纯净的或者以不同的混合物的形式——以及稳定剂 (Mabilisator)，活化剂(Aktivatoren)和聚异氰酸酯组分被使用。多元醇1 商业上通用的带有80至85%的伯羟基(primSren ΟΗ-Gruppen)和为28 的 OH 数的三官能 Ρ0/Ε0 聚醚(tri-funktionellerPO/EO-Polyether)。多元醇2 商业上通用的带有为28的OH数的三官能Ρ0/Ε0填充聚醚(填充物聚 脲分散体，大约20%)。Gewichtsprozent)0反应混合物的排出量固体的排出量
固体的平均粒度混合原理
喷射空气量喷射喷嘴直径50g/s (混合物密度 1. 088g/cm3) 10g/s膨胀石墨 (密度 1. 5g/cm3) 600 μ m通过商业上通用的聚氨酯喷射设备的对 流注射的高压混合11
多元醇3 商业上通用的带有83%的伯羟基和为37的OH数的三官能Ρ0/Ε0聚醚。稳定剂TegOStab B8629,Evonik Goldschmidt GmbH公司的聚醚聚硅氧烷共聚 物活化剂1 溶解在一缩二丙二醇中的双(2-二甲基氨基乙基)醚，例如Air Products 公司的 Niax A 1。活化剂2 四甲基亚氨基双(丙基胺)(Tetramethyliminobispropylamin)，例如 Huntsman 公司的Jeffcat Z 130。聚异氰酸酯带有大约为30%的NCO含量的预聚物，其基于2环二苯基亚甲基二 异氰酸酯Ο-Kern-MDI)和它的较高的同系物以及带有为28. 5的OH数和为6的官能度的 聚醚而制成。工作原理喷射附件的工作原理基于压力空气雾化。在位于混合头中的混合腔室下游，喷射空气通过附件借助于4个切向的槽而被导 入。这些槽的供给通过环绕的环形槽来实现，环形槽又通过压力空气网而被供料。流出的反应混合物在喷射附件的出口中通过空气添加而被加速，并且额外地通过 切向槽的产生的旋流而雾化成喷射射束(图1)。改型气体/固体混合物的通过环绕的环形槽的导入可能由于离心力而引起固体的分 离，这导致了明显地更小的切向槽的阻塞或不均勻的固体导入。通过切向槽的单独供应(无需通过该环绕的环形槽的偏转)可实现带有均勻的分 布的气体/固体混合物的导入(图2)。在所说明的例子中，仅使用了四个切向槽中的一个以用于气体/固体混合物的引 入，其中，横截面加宽至所必需的、为2mm的直径。其余的槽可不作改变地被使用以用于纯 的喷射空气的注入。在需要时，固体供应可通过多个计量装置或不同的槽来实现。通过这 种布置存在如下可能性，即，处理较高的排出量或者不同的固体，其可根据需要被接入。所有槽的空气流量在考虑到保持不变的流动速度的情形下被调谐。
权利要求
1.一种用于制备包含固体的聚氨酯喷射射束的方法，其特征在于，将包含固体的气流 引入到聚氨酯材料的液态的射束中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在喷射混合喷嘴中执行所述引入。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述包含固体的气流通过气体供应管 道供应给所述喷射混合喷嘴。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过如下方式制备包含固体 的气流，即，利用固体计量装置将颗粒引入到气流中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，固体含量能够可变地被调节。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，以如下方式控制包含固体的 气流的生成，即，使得在将所述包含固体的气流引入到聚氨酯材料的液态的射束中时所述 固体均勻地分布在所述气流中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，使用氮气或者尤其地使用空 气作为气体。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，使用膨胀石墨作为固体。
9.一种用于制备聚氨酯模制件的方法，其特征在于，将根据权利要求1至8中任一项所 述的包含固体的聚氨酯喷射射束喷射到敞口铸型中或者喷射到基底支架上。
10.一种用于将气流引入到液态的聚氨酯原材料的射束中的喷射附件，包括a)喷射通道，聚氨酯原材料的射束流动通过所述喷射通道，b)至少一个通过进入口而通入到所述喷射通道中的气体通道，气流流动通过所述气体 通道，其特征在于，在进入所述喷射通道时，所述气流的流动方向在所述喷射通道的中心点 之外伸延。
11.根据权利要求10所述的喷射附件，其特征在于，在进入所述喷射通道时，所述气流 的流动方向以距所述喷射通道的中心点的距离0. 8*r < y < r而穿过所述喷射通道，其中， r =所述喷射通道的半径，并且y =所述气流的流动方向与所述喷射通道的中心点的距离。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的喷射附件，其特征在于，所述喷射附件包括 多个气体通道，尤其地包括偶数个气体通道，气体通道的气流能够不依赖于彼此地被改变。
13.根据权利要求12所述的喷射附件，其特征在于，所述气体通道的进入口位于一直 线上或者位于一平面中，其垂直于所述聚氨酯材料的流动方向地布置在所述喷射通道中。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的喷射附件，其特征在于，尤其在进入所述喷 射通道之前不远处，所述气体通道的直径沿所述气流的流动方向的方向而减小。
15.根据权利要求14所述的喷射附件，其特征在于，所述进入口的横截面面积与所述 气体通道的、在所述气体通道的最宽部位处的横截面面积的比处在1 8至1 40的范围 中。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的喷射附件，其特征在于，所述进入口具有在 1至4mm2的范围中的横截面面积。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的喷射附件，其特征在于，所述气流的流动方 向与所述聚氨酯原材料的流动方向包夹成110至115°的角。
18.根据权利要求10至19中任一项所述的喷射附件，其特征在于，直到进入所述喷射通道时、尤其地在进入所述喷射通道之前不远处，所述气流的流动方向经历呈5至10°角 的、优选7. 5°角的、朝向所述聚氨酯材料的流动方向的偏转。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的喷射附件，其特征在于，所述喷射附件与高 压混合器或者低压混合器相组合。
全文摘要
本发明涉及一种用于包含固体的聚氨酯喷射射束的制备的方法以及一种喷射附件，其中，将包含固体的气流引入到聚氨酯反应混合物的液态的射束中。
文档编号B29B7/76GK102046347SQ200980120225
公开日2011年5月4日 申请日期2009年5月19日 优先权日2008年5月28日
发明者A·弗拉姆, H·弗里特约夫, H-G·沃茨, S·施莱尔马歇尔 申请人:拜尔材料科学股份公司