用于施加发泡反应混合物的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于将发泡反应混合物施加到基材上的至少包含混合头和输出管线的装置，其中至少与该发泡反应混合物接触的输出管线部件由基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯(TPU)制成，其具有占本发明的TPU总质量的0.30质量%至2.0质量%，优选0.35质量%至1.5质量%，特别优选0.40质量%至1.0质量%的脱模剂含量，还涉及这种装置在复合元件制造中的用途。
【专利说明】用于施加发泡反应混合物的装置
[0001]本发明涉及用于将发泡反应混合物施加到基材上的至少包含混合头和输出管线的装置，其中至少与该发泡反应混合物接触的输出管线部件由基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯(TPU)制成，其具有占本发明的TPU总质量的0.30质量％至2.0质量％，优选0.35质量％至1.5质量％,特别优选0.40质量％至1.0质量％的脱模剂含量,还涉及这种装置在复合元件制造中的用途。
[0002]包含两个覆盖层和位于它们之间的泡沫物质芯层的夹层复合元件必须符合许多要求，特别是在低元件厚度下的耐火性、最佳发烟性能以及有效隔热性方面越来越苛刻的要求。此外，市场需要夹层复合元件生产中越来越高的生产率，同时保持覆盖层的高表面品质。在这方面，需要用于生产夹层复合元件的改进的方法，其确保生产的高速度和可靠性。用于将可发泡材料施加到覆盖层(基材)上的分配装置在此特别重要。
[0003]用于将可发泡反应混合物施加到基材上的分配装置原则上相对较早就已为人所知，例如从US 4，624，213、DE 31 51 511 Al和GB 1，197，221中获知。这些文献无一给出关于如何长时间(例如大约8小时的生产轮班期)保持均一生产过程而没有由发泡材料引起的堵塞造成的问题的细节。
[0004]特别用于连续制造夹层复合元件的振动混合头是现有技术中已知的。在此，该混合头在下覆盖层的宽度上制造振动并借助与混合头呈直角并平行于下覆盖层布置的浇铸耙或钳喷嘴/勺喷嘴将仍为液体的反应混合物施加到下覆盖层上。
[0005]该混合头固定到下覆盖层上方的被称作门架(Portal)的导轨上并借助电动机加速和在反转点之前刹住。发泡原材料经由软管送入混合头。此外，液压或压气软管有时导向混合头。经由喷嘴将发泡原材料弓I入混合头并混合。
[0006]反应混合物随后流入浇铸耙并从规则布置的孔离开。浇铸耙及其孔的长度以及混合头的振动实现反应混合物与生产方向呈一定角度的分布。
[0007]在施加后，反应混合物发泡并上涨至上覆盖层。在发泡过程中，其在泡沫物质凝固和固化之前粘结这两个覆盖层。
[0008]这种生产方法从制造工程学的角度看在生产速率方面有限。即使使用足够强的电动机、导轨、软管、混合头和浇铸耙或钳喷嘴/勺喷嘴S，该反应混合物在反转点由于过高的离心力流出覆盖层的边缘。根据现有技术，使用这种施加技术在夹层复合元件的连续生产中无法实现大于15米/分钟的生产速率。
[0009]借助固定混合头技术和刚性出口系统将生产速率提高至最多60米/分钟的技术充分为人所知(Kautschuk Gummi Kunststoffe,第57卷，N0.4/2004)。这种技术基本由具有单独引入口和单独混合头和出口系统的三个相同的计量管线构成。但是，这种技术没有分配头。这种方法的缺点还在于，在每种情况下离开各混合头的反应混合物还会经受压力和温度方面的不同物理条件，这在每种情况中获得的泡沫物质中表现为产物品质的下降，例如不均匀表面、较小孔隙、由不同点的不同反应动力学造成的不同热导率值。
[0010]EP I 857 248 A2通过并非每一输出管线都具有单独混合头来解决这一问题。相反，只有一个中心混合头，经其供给多个输出管线。输出管线的材料仅受限于其绝不能与要发泡的反应混合物反应并且绝不能与后者过强粘合(参见第3栏，第36至50行)。在此文中没有公开热塑性聚氨酯的使用。
[0011]WO 2008/018787 Al涉及借助由一个进料元件供给的一个或多个出口将粘性混合物施加到表面上的装置。此文还涉及制造隔热元件的方法，其具有在基材层上施加形成泡沫物质的粘性混合物的步骤，其中泡沫物质随后交联并任选再涂布泡沫物质层。由进料管线I和2向混合头3施加原材料组分。经由刚性主管线8，经二次分配点4和通过多个中间支柱5控制浇铸耙6。浇铸耙因此刚性连接到混合头上并且只能与整个混合头一起向左或向右移动以便能使整个施加区域到达相对于基材的正确位置。此外，该系统的清洁非常复杂。
[0012]WO 2008/104492 A2公开了制造复合元件的方法，其中借助带有孔的并与向覆盖层的运动方向平行和呈直角安装的固定管实现基于异氰酸酯的硬质泡沫物质的液体原材料的施加。
[0013]WO 2009/077490 A2公开了制造复合元件的方法，其中使用在下侧具有沿整个长度分布的孔的管状浇铸耙且其中平行于覆盖层的平面并与运动方向呈直角实现硬质泡沫物质的液体原材料的施加。
[0014]WO 2010/108615 Al公开了制造发泡复合元件的方法，其中使用包含混合头、带有至少两根软管的分配头和至少两个固定浇铸耙的装置。软管的材料仅受限于其绝不能与要发泡的反应混合物反应并且绝不能与后者过强粘合(参见第6页，第9至17行)。在此文中没有公开热塑性聚氨酯的使用。
[0015]在现有技术的所有上述方法中，容易发生的情况是，堵塞(特别是进料管线和/或软管的堵塞)降低发泡材料的分配装置的可用性，这导致生产停工期和复杂的清洁操作。
[0016]考虑到现有技术的方法的这些困难，本发明提供用于以高生产速率以及高可靠性和装置可用性在合适的基材上施加可发泡材料的装置和方法并在生产过程中始终保持高的产品质量，特别是在制成的泡沫物质的表面质量方面。特别地，应在此意义上改进复合元件的连续生产。
[0017]本发明相应地提供用于将发泡反应混合物施加到基材上的装置，其包含:
(a)用于混合制造泡沫物质所需的原材料的混合头M，
(b)至少一个用于发泡反应混合物的输出管线A，
其中至少与所述发泡反应混合物接触的输出管线部件由基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯制成，其含有占基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯的总质量的0.30质量％至2.0质量％，优选0.35质量％至1.5质量％，特别优选0.40质量％至1.0质量％含量的至少一种脱模剂。
[0018]本发明还提供本发明的装置在复合元件制造中的用途，所述复合元件包含在基材上的泡沫物质层。
[0019]对本发明而言，发泡反应混合物是反应形成泡沫物质的原材料的混合物，即例如多元醇和二异氰酸酯或多异氰酸酯的混合物，任选添加发泡剂和/或助发泡剂和其它辅助剂和添加剂。
[0020]对本发明而言，根据所用技术(“高压”或“低压”)，混合头可以构造成原则上为本领域技术人员已知的动态混合器或静态混合器。其用于均匀混合各自的原材料。该混合头必须适合各自的发泡任务。本领域技术人员容易选择适合特定发泡任务的混合头。在本发明的装置中，该混合头优选安装在刚性框架上的基材上方，以便实现用于制造不同厚度的产品的不同反应模式。
[0021]通过输出管线在基材上分配发泡反应混合物。输出管线可以是例如管道或软管。在这方面，唯一重要的是，与发泡反应混合物接触的输出管线部件由本发明的热塑性聚氨酯制成。这可通过整个输出管线由这种材料制成实现(例如由本发明的热塑性聚氨酯构成的软管)。或者，也可以用本发明的热塑性聚氨酯仅涂布输出管线的内部(例如具有由本发明的热塑性聚氨酯构成的涂层的金属管)。
[0022]对本发明而言，热塑性聚氨酯是(为了区别于普通聚氨酯)包含氨基甲酸酯结构并可以在温度和压力作用下反复软化的材料。热塑性聚氨酯(下文也称作TPU)本身已长期为人所知；例如在 Polyurethane Handbook, Giinter Oertel, Carl-Hanser Verlag, 1985,第405页至第417页中全面描述了它们。
[0023]可根据本发明使用的TPU类型是基于聚醚多元醇的那些。这意味着它们通过合适的异氰酸酯(详情见下文)与聚醚多元醇的反应获得。可根据本发明使用的聚醚多元醇含有结构单元
-CHR1-(CH2)m-CHR2-O-,
作为重复单元，其中R1和R2各自彼此独立地为氢、含或不含卤素取代的具有I至6个碳原子的烷基或芳基，且m是O至2的整数。优选的聚醚多元醇是聚四氢呋喃(R1 = R2 =
H,m = 2)。在本发明的热塑性聚氨酯的制造中不必伴随使用其它类型的多元醇(例如聚酯多元醇)，但少量时也不会干扰。基于用于制造本发明的热塑性聚氨酯的所有多元醇的总质量，其它多元醇类型的添加 量不多于10质量％，优选不多于5质量％，特别优选不多于I质量％。
[0024]对本发明而言，一种材料当包含至少90质量％，优选至少95质量％，特别优选至少99质量％，非常特别优选完全由这种基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯构成时，被称作由基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯制成。
[0025]对本发明而言，脱模剂是该热塑性聚氨酯的旨在防止该热塑性聚氨酯粘结到周围材料上的成分(参见EP O 792 917 BI，第2页，第[0004]和[0005]段)。这样的脱模剂是例如脂肪酸酯及其金属皂，以及脂肪酸酰胺和油酰胺或聚乙烯蜡。还可以使用各种脱模剂的混合物。在这种情况中，0.30质量％至2.0质量％，优选0.35质量％至1.5质量％，特别优选0.40质量％至1.0质量％的数据是指所有脱模剂的总和。
[0026]将该发泡反应混合物施加到各自的泡沫物质附着到的基材上，任选借助增粘剂并优选不存在未润湿区域。适用于本发明的基材是例如金属、木材、纸板、纸、浙青等的表面。
[0027]下面详细描述本发明的装置的各种实施方案。在此，各实施方案可以互相自由组合，只要文中没有清楚作出相反的指示。
[0028]在优选实施方案中，将在给定的温度和压力条件下绝不会与原材料和要形成的泡沫物质反应的在提高的压力下(优选6.0巴至12巴(绝对压力))的气体引入混合头中的反应混合物或送入混合头前的至少一种所用原材料中。这种气体优选选自空气、氮气、二氧化碳和稀有气体(例如氩气和氦气)。优选使用空气。在引入该气体后，原材料与该附加气体的混合物在其通往混合头(和从混合头经由分配头和输出管线通往基材)的途中具有提高的压力，这导致发泡反应混合物的提高的排出速度。此外，在压力下的气体的添加改进产品质量。代替这种气体或除此以外，还可以将其它成分混入反应混合物中。这些材料例如选自石墨、磨碎聚氨酯、三聚氰胺、石英砂、Al2O3、滑石和纳米复合材料，例如页硅酸盐、纳米管、纳米砂；它们优选添加到混合头中的反应混合物中。但是，也可能混入离开混合头的反应混合物流中。
[0029]在另一优选的实施方案中，该装置包含多个输出管线。在这种情况中，混合头后接着分配头，输出管线固定到其上。在这一实施方案中，本发明的装置包含
(a)用于混合制造泡沫物质所需的原材料的混合头M，
(aa)位于混合头下游的分配头V，并在其上连接
(b)2至10个，优选3至8个用于发泡反应混合物的输出管线A，
其中至少与所述发泡反应混合物接触的输出管线部件由基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯制成，其含有占基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯的总质量的0.30质量％至2.0质量％，优选0.35质量％至1.5质量％，特别优选0.40质量％至1.0质量％含量的至少一种脱模剂。
[0030]在只有一个输出管线A的本发明的装置的实施方案中，分配头V不是必要的。在这种情况中，这个输出管线优选连接到混合头本身上。但是，该装置的优选实施方案是多个，特别是2至10个，优选3至8个输出管线A连接到分配头V上。当分配头在本文中被描述为位于混合头下游时，这应该相对于该材料流经这两个头的流向解释:首先流经混合头，之后才流经分配头(优选固定到前者上)。
[0031]任选包含附加气体或上述固体成分之一的发泡反应混合物任选经由分配头V分布到至少一个，优选至少2至10个，特别优选3至8个输出管线中。混合头和任选分配头的材料优选独立地选自钢、不锈钢、铝和塑料(例如聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯)。这些材料在优选实施方案中可以在内部被本发明的TPU涂布。在任何情况中，在每种情况中选择的材料必须耐受混合头中主导的常见绝对压力(大约3巴至10巴)和温度(20°C至40°C)。在多个输出管线的情况中，优选选择分配头的几何形状以使发泡反应混合物在到达基材前经过的距离相同，无论其经过的是哪条输出管线。此外，对所有分配头出口而言，分配头出口的横截面相同是有利的。另一方面，分配头入口的横截面也大于各自的分配头出口。
[0032]要根据本发明使用的基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯(TPU)非常好地符合对输出管线的制造材料提出的要求(例如针对发泡反应混合物的化学惰性和低粘合性)。特别地，还已经发现，通过使用这些类型的基于聚醚多元醇的TPU，可以基本至完全防止输出管线被之前已形成的泡沫物质堵塞。
[0033]由于这些类型的TPU的优异材料性质，本发明在优选实施方案中还包括用于将发泡反应混合物施加到基材上的这种装置，其中该装置的与发泡反应混合物接触的所有部件，即混合头、分配头(如果存在)、输出管线和浇铸耙(如果存在，详情见下文)都由基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯制成或在内部涂布，其含有占基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯的总质量的0.30质量％至2.0质量％，优选0.35质量％至1.5质量％，特别优选0.40质量％至1.0质量％含量的至少一种脱模剂。在混合头、任选存在的分配头和任选存在的浇铸耙的情况中，这些可优选由钢、不锈钢、铝和塑料(例如聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯)制成并在内部用本发明的TPU涂布。[0034]这些类型的基于聚醚多元醇的TPU在一个优选实施方案中通过使二异氰酸酯(或二异氰酸酯的混合物)与聚醚多元醇(或聚醚多元醇的混合物)反应获得。在本发明的装置的一个特别优选的实施方案中，通过使至少一种具有800 g/mol至5000 g/mol,优选900 g/mol至1500 g/mol的摩尔质量的聚醚多元醇在至少一种具有低于500 g/mol的摩尔质量的扩链二醇存在下与至少一种二异氰酸酯反应获得该基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯。
[0035]对本发明而言，术语“摩尔质量”是指如果二醇和多元醇是可计算它们的确切摩尔质量的准确定义的二醇和多元醇时的确切摩尔质量。如果在本发明中不可能测定二醇或多元醇的确切摩尔质量，则使用通过根据2007年8月的DIN 55672-1的凝胶渗透色谱法测得的数均摩尔质量Mn作为摩尔质量。这适用于所有类型的二醇和多元醇，适用于本发明的所有主题和所有实施方案。
[0036]除上述多元醇和二醇外，每摩尔扩链二醇可以存在0.003摩尔至0.08摩尔的通用结构式R3-0H、R4-NH2或R4-NH-R5的单官能链终止剂，其中R3、R4和R5是具有I至30个碳原子并可任选含有氧、硫或其它杂原子的直链或支链烃链，其中摩尔比NCO/(OH + NH)乘以100 (被称作指数)为96至108，优选98至106。
[0037]为了由聚醚多元醇和二异氰酸酯优选制造根据本发明使用的基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯，特别使用工业上易得的二异氰酸酯，例如2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯及其混合物、4，4’ -和2，4’ - 二苯甲烷二异氰酸酯及其混合物、4，4’ - 二异氰酸根合二环己基甲烷以及1，6_己二异氰酸酯作为异氰酸酯侧上的起始组分。优选使用4，4’ - 二苯甲烷二异
氰酸酯。
[0038]为了由聚醚多元醇和二异氰酸酯优选制造根据本发明使用的基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯，特别使用环氧化物如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、氧化苯乙烯或表氯醇的加聚产物作为多元醇侧上的起始组分。这些环氧化物例如在催化剂存在下自聚合，或通过将这些环氧化物(任选混合或相继)加成到具有反应性氢原子的起始组分，例如醇或胺，例如水、乙二醇、1，3-或1,2-丙二醇、4，4’ -二羟基二苯基丙烷、苯胺、乙醇胺或乙二胺上制备聚合物。在这两种变体中，都优选使用环氧乙烷、环氧丙烷和四氢呋喃，特别优选四氢呋喃。在所有变体中，本发明的聚醚多元醇的平均官能度优选为1.5至3。
[0039]作为具有低于500 g/mol的摩尔质量的扩链二醇，优选的是乙二醇、二乙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇和十二烷二醇以及氢醌-双- (2-羟乙基醚)。
[0040]DE 24 18 075 Al尤其描述了基于聚醚多元醇的相互排序的聚氨酯，其如果另外具有0.30质量％至2.0质量％，优选0.35质量％至1.5质量％，特别优选0.40质量％至
1.0质量％的脱模剂含量(脱模剂含量在该提到的文献中不起任何作用)，则可根据本发明使用。在上述文献中没有公开基于聚醚多元醇并具有规定脱模剂含量的热塑性聚氨酯的允许它们用在本发明的装置中的特定性质。要根据本发明使用的脱模剂优选选自脂肪酸酯、其金属皂、脂肪酸酰胺、聚乙烯蜡和上述化合物的混合物。优选化合物的具体实例是硬脂酸酯和褐煤酸酯及其金属皂，以及硬脂酰胺和油酰胺。特别优选使用亚乙基-双-硬脂酰胺，即乙二胺与硬脂酸的二酰胺。
[0041]可有利地通过借助计量泵将组分送入混合装置并在此均匀搅拌而连续制造本发明的热塑性聚氨酯。特别有利地从这种混合装置将反应混合物施加到任选带有脱模剂的加热板或带上。在另一有利的变体中，可以在所谓的挤出机法中，例如在多螺杆挤出机中连续制造本发明的热塑性聚氨酯，在此使组分异氰酸酯、聚醚多元醇和扩链二醇反应(参见EP O792 917 BI，特别是第5页，段落[0027]和[0028])。可以将脱模剂连续计量到挤出机中的TPU反应中。但是，也可以将脱模剂计量到已在挤出机中熔融的之前制成的热塑性聚氨酯中并配混该混合物。但是，在另一变体中，可以在反应形成热塑性聚氨酯前将脱模剂与聚醚多元醇混合，随后与这一起引入该反应中。
[0042]除所用脱模剂外，还可以将抗氧化剂和其它辅助剂，例如增塑剂添加到本发明的热塑性聚氨酯中。典型增塑剂是例如苯甲酸酯、邻苯二甲酸酯或磷酸酯。
[0043]为了确保每单位时间施加到基材上的发泡反应混合物的量非常均匀分布，优选使用其中连接到分配头上的输出管线具有相等长度、具有相同横截面且它们与发泡反应混合物接触的部件由相同材料(即相同类型的基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯)构成的装置将发泡反应混合物施加到基材上。这一实施方案可以与所有上述实施方案结合。
[0044]当各输出管线通向本领域技术人员已知的浇铸耙G时，可以实现发泡反应混合物在基材上的特别有利的分布，其中各浇铸耙根据其尺寸具有5至100，优选5至50个发泡反应混合物出口。这一实施方案也可以与所有上述实施方案结合。对本发明而言，浇铸耙的结构和布置优选类似于WO 2010/108615 Al第3页第35行至第4页第25行，第5页第4行至第13行和第6页第26行至第7页第7行中描述的那些。浇铸耙可以由与混合头和分配头(见上文)相同的材料制成。
[0045]本发明的装置在所有上述实施方案中都非常适用于制造包含在基材上的泡沫物质层的复合元件的方法。本发明因此还提供用于将发泡反应混合物施加到基材上的上述装置在复合元件制造中的用途，所述复合元件包含在基材上的泡沫物质层。
[0046]在一个优选实施方案中，移动基材(例如借助传送带在预定方向中移动)。在此，输出管线优选安置和固定在与基材运动方向呈直角的刚性框架上。由此，确保在基材宽度上的均匀施加。
[0047]该复合元件制造中的原材料反应优选连续进行，其中借助计量泵将原材料送入混合头并在此均匀混合。
[0048]特别优选在所谓的夹层复合元件，即含有两个覆盖层和位于它们之间的芯层(在本情况中为泡沫物质层)的复合元件的制造中使用本发明的装置。下覆盖层是用于在其上施加泡沫物质层的基材。泡沫物质层又被上覆盖层限定。本发明因此还提供用于将发泡反应混合物施加到基材上的上述装置在复合元件制造中的用途，其中该复合元件是夹层复合元件，其中泡沫物质层置于基材(下覆盖层)与上覆盖层之间。在基材与泡沫物质之间还可以安置其它层。
[0049]优选的泡沫物质是聚氨酯泡沫物质、聚异氰脲酸酯泡沫物质、聚苯乙烯泡沫物质和酚醛树脂泡沫物质。特别优选的是“PUR硬质泡沫物质”，其为此是基于聚氨酯、聚脲和/或聚异氰脲酸酯化合物的硬质泡沫物质。
[0050]在PUR硬质泡沫物质作为芯层的情况中，使用至少一种异氰酸酯组分(“组分A”)和至少一种多元醇组分(“组分B”)作为复合元件或夹层复合元件的泡沫物质层的原材料。在这方面，术语“异氰酸酯组分”和“多元醇组分”还包括各种异氰酸酯或多元醇的混合物。
[0051]在施加到基材上时，原材料互相反应形成泡沫物质芯层。异氰酸酯组分和多元醇组分的这种发泡优选在100至400的指数下进行。该指数是异氰酸酯基团/可与异氰酸酯基团反应的氢原子的摩尔比乘以100。
[0052]作为有机异氰酸酯组分，使用脂族、脂环族、芳脂族、芳族和杂环多异氰酸酯，优选为二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)的异构体及其低聚物(多苯基多亚甲基多异氰酸酯，PMDI)的混合物。还可以使用具有碳二亚胺基团、氨基甲酸酯基团、脲基甲酸酯基团、异氰脲酸酯基团、脲基团或缩二脲基团的多异氰酸酯，特别优选为基于多苯基多亚甲基多异氰酸酯的这类多异氰酸酯。此外，可以使用通过PMDI与脂族或芳族聚醚多元醇或聚酯多元醇，例如具有I至4个轻基和60 g/mol至4000 g/mol的摩尔质量的聚醚多元醇或聚酯多元醇的反应制成的合适的NCO预聚物。
[0053]该多元醇组分含有具有可与异氰酸酯基团反应的氢原子的化合物，例如聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚酯醚。这样的化合物是本领域技术人员已知的并描述在例如Mihail 1nescu, Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes, RapraTechnology Limited, 2005,第 321 - 366 页和第 419 - 431 页中。优选使用具有 1.8至4.5的官能度、20至600 mg K0H/g的羟值和任选伯OH基团的化合物。此外，该多元醇组分可含有低分子量扩链剂或交联剂。这些添加剂可以在用于生产具有软质或硬质覆盖层的元件的连续生产设施中实现反应混合物的可流动性和含发泡剂的制剂的可乳化性的改进。
[0054]通常将阻燃剂添加到由异氰酸酯组分和多元醇组分构成的发泡反应混合物中，优选为多元醇组分中的具有可与异氰酸酯基团反应的氢原子的化合物的总质量的5至35质量％的量。这样的阻燃剂原则上是本领域技术人员已知的并例如描述在PolyurethaneHandbook, Giinter Oertel, Carl-Hanser Verlag, 1985,第 6.I 章，第 270 页中。这些可以是例如含溴和含氯的多元醇或磷化合物，如同样可含有卤素的正磷酸和偏磷酸的酯。优选的是在室温下是液体的阻燃剂。
[0055]作为添加到由异氰酸酯组分和多元醇组分构成的发泡反应混合物中的发泡剂，使用烃，例如戊烷的异构体，或氟化烃，例如HFC 245fa (I, I, I, 3，3-五氟丙烷)、HFC 365mfc(1，1，1，3，3-五氟丁烷)或它们与HFC 227ea (七氟丙烷)的混合物。也可以合并各种发泡剂类别。
[0056]作为添加到由异氰酸酯组分和多元醇组分构成的发泡反应混合物中的助发泡剂，使用水和/或甲酸或其它有机羧酸。
[0057]优选将聚氨酯化学中常规的催化剂添加到由异氰酸酯组分和多元醇组分构成的发泡反应混合物中。这样的催化剂的实例是:三乙二胺、N，N-二甲基环己基胺、四亚甲基二胺、1-甲基-4- 二甲基氨基乙基哌嗪、三乙胺、三丁胺、二甲基苄胺、N，N’，N’ ’ -三(二甲基氨基丙基)六氢三嗪、二甲基氨基丙基甲酰胺、N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺、N，N，N’，N’ -四甲基丁二胺、四甲基己二胺、五甲基二亚乙基三胺、四甲基二氨基乙基醚、二甲基哌嗪、1，2-二甲基咪唑、1-氮杂双环[3.3.0]辛烷、双(二甲基氨基丙基)脲、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-环己基吗啉、2，3-二甲基-3，4，5,6-四氢嘧啶、三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、乙酸锡(II)、辛酸锡(II)、乙基己酸锡(II)、月桂酸锡(II)、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、二乙酸二辛基锡、三(N, N- 二甲基氨基丙基)-S-六氢三嗪、四甲基氢氧化铵、乙酸钠、辛酸钠、乙酸钾、辛酸钾、氢氧化钠或这些催化剂的混合物。
[0058]优选将泡沫稳定剂添加到由异氰酸酯组分和多元醇组分构成的发泡反应混合物中。在此特别可行的是聚醚硅氧烷。这些化合物通常具有其中环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物键合到聚二甲基硅氧烷基团上的结构。
[0059]可以在多元醇组分和异氰酸酯组分混合之前或之中将辅助剂、添加剂、催化剂等添加到该发泡反应混合物中，即在将多元醇组分或异氰酸酯组分引入混合头之前将另外使用的组分添加到多元醇组分或异氰酸酯组分中，或它们作为第三料流在混合头中与异氰酸酯组分和多元醇组分混合。
[0060]夹层复合元件的覆盖层由硬质或软质材料制成。作为覆盖层的材料，可以使用本领域技术人员已知的所有材料。优选的是金属，如钢(镀锌和/或上清漆)、铝(上清漆和/或阳极化处理)、铜、不锈钢或非金属，如增强、未增强和/或填充塑料，例如聚氯乙烯或基于聚酯的塑料，或玻璃纤维、浸溃纸板、纸、木材、浙青玻璃无纺布和无机玻璃无纺布。该覆盖层还可以被漆/清漆涂布。上和下覆盖层可以由不同材料构成。
[0061 ] 基于任选不同的(硬质或软质)覆盖层和优选由TOR硬质泡沫物质构成的芯层的此类复合元件从现有技术中充分获知并也被称作金属复合元件或隔热板。在芯层与覆盖层之间可存在其它层。
[0062]具有硬质覆盖层的此类复合元件的用途的实例是平面或线化的墙元件以及用于构造工业厅和冷屋的成型屋顶元件。该复合元件还用作运货车辆结构、大厅门和大门以及用于容器构造。具有软质覆盖层的隔热板和复合元件用作屋顶、外墙的隔热材料和用作地板。
[0063]通过连续或不连续法制造这些复合元件原则上是现有技术中已知的。在优选的连续法中，在所谓的双传送带上以通常大约20至240毫米的厚度“连续地”制造复合元件。但是，低于20毫米和高于240毫米的厚度也可行。双传送带通常由用于传送上覆盖层的连续上传送带、用于传送下覆盖层的连续下传送带、上覆盖层进给装置、下覆盖层进给装置、模制段(在其内聚氨酯反应混合物在上覆盖层与下覆盖层之间发泡并充分反应)、制成的复合元件的按长度切割装置以及用于将发泡反应混合物施加到下覆盖层上的装置构成。夹层复合元件的连续制造法用的各元件的大体布置是现有技术中已知的，如DE I 247 612 (B)，特别是第4栏第27行至第5栏，第43行和附图以及DE I 609 668 (Al)，特别是第3页第四段至第5页第一段(页号包括封面页作为第I页)中所述。
[0064]在本发明中，优选借助本发明的装置将液体反应混合物施加到下覆盖层(基材)上。输出管线和任选使用的浇铸耙有利地位于下覆盖层上方20至500毫米的高度并优选布置为可以将反应混合物施加到下覆盖层上而在下覆盖层上的各浇铸耙的各施加区域之间不存在未润湿区域。借助下传送带将下覆盖层上的正在缓慢发泡的反应混合物传送到由上传送带与下传送带撑开的模制段中。发泡反应混合物到达上覆盖层，由此将两个覆盖层互相粘合。在模制段内(在此上传送带和下传送带决定要制造的产品的厚度)，泡沫物质凝固并在经过模制段后借助用于将由此制成的复合元件切割成所需长度的按尺寸切割装置按尺寸切割。
实施例
[0065]下列实施例描述本发明的装置在由两个金属覆盖层和位于它们之间的硬质聚氨酯泡沫物质芯层构成的夹层复合元件的制造中的用途。[0066]为了制造夹层复合元件，在每种情况中使用商业常见的连续运行的双传送带。这种技术本身是已知的并描述在例如DE I 609 668 Al中。在高压混合头中混合组分，所得反应混合物随后借助分配头V经由六根软管(输出管线)施加到由镀锌钢板(两面都上了清漆)制成的下覆盖层(=基材)上。上覆盖层由相同材料构成。在EP I 857 248 A2第8页图1中所述，软管在下覆盖层的宽度上以规则间距布置以确保均匀施加。软管在实施例中在每种情况中具有65至75厘米的长度(具体实施例中所用的六根软管各自具有完全相同的长度)。软管各自具有8毫米内直径和10毫米外直径。软管长度的轻微差异不会不利地影响结果的效力。
[0067]根据下述加工配方制造金属复合元件的硬质泡沫物质。根据DIN 53240,1971年12月版本测定羟值(0H值)，根据DIN EN ISO 2114，2002年6月版本测定酸值；所报道的数值在每种情况中都按mg KOH/g计。“份数”为重量份。
[0068]泡沫体系A: PUR硬质泡沫物质
100重量份具有305的OH值的多元醇制剂，其构成为:
31份阻燃剂(磷酸三氯异丙酯，TCPP);1.8份水；1份含有机硅的稳定剂；2.5份甘油；5份具有470的OH值并通过邻甲苯二胺与环氧乙烷和环氧丙烷的反应制成的聚醚多元醇；7份具有400的OH值并通过甘油与环氧丙烷的反应制成的聚醚多元醇；10份具有370的OH值并通过邻苯二甲酸酐、己二酸和大豆油脂肪酸与1，1，1_三(羟甲基)丙烷(TMP)的反应制成的聚酯多元醇；11份具有330的OH值的溴化聚醚多元醇；30.7份具有435的OH值并通过邻苯二甲酸酐、二乙二醇、山梨糖醇和环氧丙烷的反应制成的聚酯聚醚多元醇。
[0069]2.4重量份活化剂,其构成为:
20份Niax A-1 (70%双(2-二甲基氨基乙基)醚在二丙二醇中)；8份二甲基环己基胺；4份五甲基二亚乙基三胺；68份具有440的OH值并通过蔗糖和单乙二醇的混合物与环氧丙烷的反应制成的聚醚多元醇。
[0070]2.2重量份活化剂,其构成为:
25份乙酸钾和75份二乙二醇。
[0071]4.5重量份正戊烷
135 重量份 44 V 70 L (Desmodur? 44 V 70 L，4，4’ - 二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和更高官能的同系物(PMDI)的混合物，具有在25°C下的≤610 mPas至≤750 mPas的粘度。该产物含有大约34% 2环MDI并可获自Bayer MaterialScience AG)
指数:127。
[0072]泡沫体系B: TOR/P IR硬质泡沫物质
100重量份具有190的OH值的多元醇制剂，其构成为:
40份具有300的OH值并通过用二乙二醇酯化邻苯二甲酸酐和该反应产物与环氧乙烷的反应制成的聚酯聚醚多元醇；16.1份具有28的OH值并通过1，2-丙二醇与环氧乙烷和环氧丙烷的反应制成的聚醚多元醇；12.3份具有380的OH值并通过蔗糖、1，2-丙二醇和单乙二醇的混合物与环氧丙烷的反应制成的聚醚多元醇；25.6份阻燃剂(磷酸三氯异丙酯，TCPP) ；0.8份水；2.6份含有机硅的稳定剂；2.6份由邻苯二甲酸酐和二乙二醇形成的并具有795的OH值和100的酸值的聚酯多元醇。
[0073]0.8重量份活化剂,其构成为: 50份二甲基环己基胺；23.5份五甲基二亚乙基三胺；26.5份具有440的OH值并通过蔗糖和单乙二醇的混合物与环氧丙烷的反应制成的聚醚。
[0074]3.0重量份活化剂，其构成为:
25份乙酸钾和75份二乙二醇。
[0075]2.0重量份活化剂,其构成为:
10.9重量份二氧化碳、38.9重量份异丙醇胺和50.3重量份单乙二醇。
[0076]14.5重量份正戊烷 200重量份44 V 70 L 指数:331。
[0077]下表I含有所用软管材料的工作寿命，其中工作寿命是金属-聚氨酯-硬质泡沫-复合元件制造过程中两次软管更换之间的时间。工作寿命随吞吐量和可能的生产间歇而变化。但是，对比例中的工作寿命与本发明的实施例中的工作寿命之间的差异仍然显著。
【权利要求】
1.用于将发泡反应混合物施加到基材上的装置，其包含: (a)用于混合制造泡沫物质所需的原材料的混合头M， (b)至少一个用于发泡反应混合物的输出管线A， 其特征在于，至少与所述发泡反应混合物接触的输出管线部件由基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯制成，其含有占基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯的总质量的0.30质量％至2.0质量％含量的至少一种脱模剂。
2.如权利要求1中所述的装置，其中所述装置包含: (aa)位于混合头下游的分配头V，并在其上连接 (b) 2至10个用于发泡反应混合物的输出管线A。
3.如权利要求2中所述的装置，其中连接到分配头V上的输出管线A具有相同长度、具有相同横截面且它们与发泡反应混合物接触的部件由相同材料构成。
4.如权利要求1至3任一项中所述的装置，其中各输出管线A通向在每种情况下包含至少两个发泡反应混合物出口的浇铸耙G。
5.如权利要求1至4任一项中所述的装置，其中脱模剂选自脂肪酸酯、脂肪酸酯的金属皂、脂肪酸酰胺、聚乙烯蜡和上述化合物的混合物。
6.如权利要求1至5任一项中所述的装置，其中所述装置的与发泡反应混合物接触的所有部件都由基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯制成，其含有占基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯的总质量的0.3质量％至2.0质量％含量的至少一种脱模剂。
7.如权利要求1至6任一项中所述的装置,其中通过使至少一种具有800g/mol至5000 g/mol的摩尔质量的聚醚多元醇在至少一种具有低于500 g/mol的摩尔质量的二醇存在下与至少一种二异氰酸酯反应获得基于聚醚多元醇的热塑性聚氨酯。
8.如权利要求7中所述的装置，其中所用的各聚醚多元醇通过选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、氧化苯乙烯和表氯醇的一种或多种环氧化物的聚合获得， 和其中所用的各二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、己二异氰酸酯、二异氰酸根合二环己基甲烷和异佛尔酮二异氰酸酯， 和其中所用的具有低于500 g/mol的摩尔质量的各二醇选自乙二醇、二乙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、十二烷二醇和氢醌-双- (2-羟乙基醚)。
9.如权利要求1至8任一项中所述的装置在复合元件制造中的用途，所述复合元件包含在基材上的泡沫物质层。
10.如权利要求9中所述的用途，其中所述复合元件是夹层复合元件，其中泡沫物质层置于基材与上覆盖层之间。
11.如权利要求10或11中任一项所述的用途，其中至少一种异氰酸酯组分和至少一种多元醇组分用作泡沫物质层的原材料。
【文档编号】B29C44/46GK103717370SQ201280039394
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年8月7日 优先权日:2011年8月12日
【发明者】T.哈根, H-U.容, I.凯勒霍夫, W.辛德勒, W.施特鲁佩克, J.温克勒 申请人:拜耳知识产权有限责任公司