<Desc/Clms Page number 1>
Mischvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zur Herstellung von geschäumten oder homogenen Polyurethanprodukten.
In der Literatur ist ein Verfahren zur Herstellung von Polymermaterialdurch Reaktion zwischen Polyestern und organischen Polyisocyanaten, ge- gebenenfalls in Anwesenheit von Katalysatoren beschrieben, das sich besonders dadurch auszeichnet, dass die Ausgangsmaterialien gleichzeitig oder nacheinander in eine Mischkammer eingespritzt werden, worauf das aus der Mischkammer fliessende Gemisch zu Gegenständen verformt wird. Es sind auch Mischvorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt geworden, doch haben die vorgeschlagenen Ausführungsformen unter anderem den Nachteil, dass die Reinigung der Mischkammer nur sehr schwierig ist.
Ferner besteht der Nachteil, dass zum Einspritzen der das Polyurethan bildenden Bestand- teilein das in der Mischkammer befindliche Gemisch ein Druck von etwa 3 bis 5 at erforderlich ist.
Ferner muss mit Hilfe von federbelasteten Rückschlagventilen ein Rückfluss der Bestandteile besonders am Ende eines Mischvorganges und damit eine Verunreinigung und Verlegung der Zuführungsleitung verhindert werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Mischvorrichtung, die sich besonders für die kontinuierliche Herstellung von Polyurethanschaumstoffprodukten eignet.
Erfindungsgemäss besteht die Mischvorrichtung aus einer Mischkammer, der ein Vorratsraum vorgeschaltet ist. Diesem Vorratsraum, der durch ein Wehr von der eigentlichen Mischkammer getrennt ist, werden einige der zu mischenden Bestandteile zugeführt, die über den Wehrkamm in den Mischraum gelangen. Die Mischkammer ist mit einem Rührorgan bestückt und weist unterhalb des Wehrniveaus Eintrittsöffnungen für die Zufuhr weiterer Bestandteile und in der Gegend der tiefsten Stelle eine Öffnung für den Austritt der fertigen Mischung auf. Diese Mischvorrichtung zeichnet sich durch besonders einfachen Aufbau aus und ist leicht zu reinigen. Ausserdem ist beim Einspritzen der Bestandteile für das Gemisch kein grosser Druck erforderlich. Eine Verunreinigung bzw.
Verstopfung der Zuführungsleitung ist weitgehend vermieden.
Die erfindungsgemässe Mischvorrichtung eignet sich besonders zur Verwendung bei der kontinuierlichen Herstellung von biegsamen Polyurethanscbaumstoffprodukten, doch kann sie vorteilhaft auch bei der Herstellung von starren oder halbbiegsamen Polyurethanschaumstoffprodukten oder von homogenen Produkten oder von anderen durch die Reaktion von zwei oder mehreren Substanzen gebildeten Produkten verwendet werden.
Wenn die Mischvorrichtung zur Herstellung von biegsamen Polyurethanschaumstoffprodukten verwendet wird, kann der Polyester oder eine andere hydroxylgruppenhaltige Substanz und das Polyisocyanat oder Mischungen oder Vorkondensate davon dem Vorratsraum zugeführt werden und von dort über das Wehr in den Mischraum herunterfliessen. In dem Vorratsraum können die Bestandteile gegebenenfalls mit einem Hilfsrührer vorgemischt werden. Beim Durchgang der Bestandteile durch den Mischraum wird das Aktivatorgemisch durch eine Öffnung eingeführt, die unterhalb des Wehrniveaus in den Mischraum führt. Pigmente oder andere in einem geeigneten Öl oder Lösungsmittel dispergierte feste Bestandteile können dem Gemisch als eine vierte Komponente zugesetzt werden, wenn grössere Mengen als gewöhnlich zugesetzt werden sollen.
Es ist üblich, die Pigmente in dem Aktivator dispergiert zuzugeben, der gewöhnlich nur einen kleinen Teil des Gesamtgemisches bildet und daher die einführbare Pigmentmenge begrenzt. Eine derartige vierte Komponente kann zweckmässig unterhalb des Wehrs, d. h. ähnlich wie der Aktivator in den Mischraum selbst eingeführt werden. Dann werden alle Bestandteile im Mischraum gründlich mit Hilfe eines Rührers gemischt, der so ausgebildet sein kann, dass er den Durchgang des Gemisches durch den Mischraum unterstützt. Schliesslich werden die Bestandteile durch Schwerkraftwirkung und/oder infolge der Wirkung des Rührers durch eine Austrittsöffnung ausgebracht, die unterhalb des Wehrniveaus bzw. der Eintritts- öffnung für den Aktivator liegt.
Die Strömungsmenge der verschiedenen Bestandteile und die Ausbringungsmenge des schliesslich erhaltenen Gemisches werden so abgestimmt, dass der Spiegel des Gemisches der Bestandteile im Mischraum unterhalb der Wehr-
<Desc/Clms Page number 2>
kammer liegt, u. zw. vorzugsweise dauernd, auf jeden Fall aber am Ende eines Mischvorganges.
Daher wird der Rückfluss eines rasch reagierenden Gemisches über das Wehr in den Vorratsraum verhindert. Auf diese Weise wird eine Verunreinigung der Zuführungsleitungen verhindert. Wenn das Mischen am Ende eines Mischvorganges beendet wird, schliesst der Inhalt des Vorratsraumes die Enden der Zuführungsleitung dicht ab.
Wie auch bisher beim Mischen von Bestandteilen üblich, können die das Polyurethan bildenden Bestandteile in geregelten Mengen mit Hilfe von Pumpen, beispielsweise Zahnradpumpen oder intermittierend liefernden hin- und hergehenden Pumpen zugeführt werden. Da an den Eintritts- öffnungen der erfindungsgemässen Mischvorrichtung nur geringe Überdrücke herrschen, sind aber derart komplizierte Einrichtungen nicht notwendig. Es genügt, die verschiedenen Bestandteile in die Mischeinrichtung hineinzublasen, u. zw. aus Speichergefässen unter einem sehr mässigen Druck der Grössenordnung von l bis 2 at. Die Strömungsmenge kann dann in üblicher Weise mit Strömungsmengenmessern gemessen und mit Absperrorganen oder durch Veränderung des Luftdrucks eingestellt werden.
Die Speichergefässe können so angeordnet werden, dass die Strömung durch die Schwerkraft unterstützt wird. Zur Temperaturregelung kann der Mischkopf mit einem Aussenmantel versehen werden, durch den eine Flüssigkeit mit einer geeigneten Temperatur im Umlauf gehalten wird. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, Kühlwasser im Umlauf zu halten, um zu verhindern, dass sich das Gehäuse des Mischers infolge der beim schnellen Rühren einer viskosen Flüssigkeit erzeugten Reibungwärme erwärmt.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel im Längsschnitt zeigt.
In der Zeichnung ist ein Vorratsraum in Form eines Ringes mit A bezeichnet, der durch ein kreisförmiges Wehr B von dem Mischraum C getrennt ist. In den Vorratsraum A führen Eintrittsöffnungen D und E ; in den Mischraum C führt eine Eintrittsöffnung F. Ein in dem Mischraum C angeordneter Rührer G kann so ausgebildet sein, dass er die Abwärtsströmung des Materials in der Mischzone unterstützt ; er trägt einen koaxial angeordneten im Vorratsraum A wirken den Hilfsrührer H. Am Boden des Mischraumes C ist eine Austrittsöffnung I vorgesehen.
Bei Verwendung dieses Ausführungsbeispiels zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffpro- dukten werden ein Polyester oder ein anderes
EMI2.1
D und E eingeführt, während bei F das Aktivator. - gemisch zugeführt wird. Die Drehzahl des Rührers G wird so geregelt, dass ein gründliche Mischen und eine genügend hohe Ausbringung durch die Öffnung I gewährleistet ist, so dass bei Einstellung der Strömungsmenge der Bestandteile entsprechend dem in dem gewünschten Produkt erforderlichen Verhältnis in den Mischraum C keine Stauung von Material erfolgt, das über das Wehr B zurückfliessen könnte.
Wenn am Ende eines Mischvorganges die Zufuhr der Bestandteile abgestellt wird, werden die Zufuhr des Aktivators und der Polyisocyanatkomponente zuerst abgestellt, so dass sich der
EMI2.2
einen dichten Abschluss und verhindert den Eintritt von Feuchtigkeit indiePolyisocyanatleitungen.