CN101260198B - 聚氨酯泡沫体的制造方法及制造用搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明课题在于,提供聚氨酯泡沫体的制造方法及制造用搅拌装置,能良好地进行固化初期反应,在进行均匀反应的同时得到泡孔均匀分散的聚氨酯泡沫体。其解决手段为,在包含发泡工序、固化工序的聚氨酯泡沫体制造方法中,采用搅拌装置(10)进行发泡处理。搅拌装置(10)设有容器(12)和搅拌器(14),搅拌桨叶(20a,20b)从搅拌器(14)的旋转轴(18)伸出,搅拌桨叶(20a,20b)由四块水平桨状构件(22a~22d,24a~24d)构成。在水平桨状构件(22a~22d,24a~24d)的旋转径向上的外周端部设有环状支承构件(26a,26b),在支承构件(26a,26b)的外周位置上,相对于旋转径向的水平面垂直设立平板状的缘板部(28a~28d,30a~30d)。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯泡沫体的制造方法及制造用搅拌装置。
背景技术
聚氨酯泡沫体(foam)是将以异氰酸酯、多元醇为主剂的原料在容器内有催化剂存在下,搅拌,控制树脂化反应和发泡反应的平衡,令原料反应发泡(发泡工序)之后,使发泡反应液在成型机中反应固化(固化工序)所得到的产物。因此,在本说明书中,聚氨酯泡沫体指聚氨酯泡沫体的成型体。
这样得到的聚氨酯泡沫体,根据发泡程度,换言之,根据其比重不同,可以大致分为泡沫体与微细发泡弹性体。泡沫体用于车辆座垫、家具、寝具、隔热材料及建筑材料等。另一方面,微细发泡弹性体用于研磨垫、防振材、办公设备用的滚筒等。
作为发泡工序的发泡方式,有用水等的发泡剂方式,以及在搅拌聚氨酯原料过程中将气体混入液体中使其发泡的方式。此时,根据泡沫体种类不同,有时也有用水等作为发泡剂不合适的情形。
关于上述后者,即将气体混入液体中的发泡方式(被称为机械式发泡,mechanical froth),采用设有搅拌器的装置,搅拌旋转轴形成于水平方向,从搅拌旋转轴沿径向延伸出许多销(pin)作为动叶片(动翼),同时,在收纳搅拌器的卧式圆筒内壁上设有许多销,沿径向延伸,作为静叶片(静翼)。将聚氨酯原料和气体从分别设在装置一端侧的入口导入,搅拌、混合之后,发泡了的成形材料从设在另一端侧的侧面上的出口连续排出,这种技术为人们所公知。
然而,为了要精确控制聚氨酯原料和气体的加入量,上述这种方式的装置需要装计量泵,这导致整体设备费用高,而且,因为制造时是进行连续加料,所以,上述这种方式的装置也不适合作为产量较低的品种的生产装置。
对此,作为机械式发泡的方式,也采用如下所述的发泡方法:在设有搅拌器的容器内,对规定量的聚氨酯原料施以批次(间歇,batch)方式的处理,将气体注入到液体中去,或者利用搅拌力将气体卷吸到液体中令其发泡。据此,与上述连续式装置相比,装置费用便宜,而且可以简便地进行发泡作业。
但是,与连续式装置相比,要求这种方式处理装置在容器内均匀地进行搅拌,混合,使固化初期反应良好地进行,而且,对发泡反应也提出同样的要求。
作为在上述设有搅拌器的容器中,将规定量的聚氨酯原料以批次方式处理、将气体卷吸到液体中使其发泡的方式,利用例如用于使鲜奶油等起泡的市售的搅拌装置(发泡器)非常简便。
但是,市售发泡器往往因为叶片小,为了均匀搅拌混合聚氨酯原料,必须进行人工操作开动发泡器,移动盖子等。此时,要做到搅拌条件一致很困难,有时会发生因人工个体之间差异而不能稳定地得到相同质量的制品的不良状态。另一方面,为避免人工操作,需要对装置下工夫,尤其,在搅拌器结构上,为了用于搅拌其粘度比鲜奶油等高的聚氨酯原料,在通过高的搅拌效率使得固化初期反应良好地进行,且得到气泡均匀分散的反应液方面看,可认为是不够的。
另一方面,有关用于聚氨酯发泡工序的搅拌技术,可参见如下几个专利文献。
例如,专利文献1公开了一种使用混合器的研磨垫用的聚氨酯泡沫体的制造装置,该混合器包括垂直方向具备旋转轴的第一混合器叶片和第二混合器叶片,使第一混合器叶片和第二混合器叶片互相啮合地作反方向旋转,而且叶片互不干涉。更详细地说,该装置的第一混合器叶片和第二混合器叶片形成为竖立的环状,可以认为,这是因为仅仅靠单一的混合器叶片,搅拌力不够,所以设置多个这样的混合器叶片,进而再使它们相互啮合,提高搅拌力。
并且,作为上述专利文献1的申请人的关联技术,公开了一种研磨垫用的聚氨酯泡沫体的制造方法(参照专利文献2),该方法系在搅拌工序中使刮刀沿着容器内壁面至少设置一周,根据该技术,解消搅拌不良,消除气泡的不平衡。该作用效果的具体意义虽然不一定明确,但从搅拌器械看,可以认为并未克服上述专利文献1的装置的搅拌力不够的问题。
同样,作为专利文献1的申请人的关联技术,公开了一种正确调整聚氨酯泡沫体密度的技术(参照专利文献3)。该技术采用上述专利文献1的装置,在该装置上安装液面检测装置,在将聚氨酯原料的一种成分投入到容器中去之后,再缓缓投入聚氨酯原料的另一种成分,从液面变化知道泡沫比重变化,由此对聚氨酯泡沫体密度进行正确调整。然而,该技术不能说是如上述专利文献1,2那样的着眼于搅拌作用本身的技术。
专利文献1:特開2002-226537号公报
专利文献2:特開2005-169571号公报
专利文献3:特開2004-189830号公报
如上所述,在以往方法中,在设有搅拌器的容器中,将发泡工序中使用的规定量的聚氨酯原料以批次方式处理,使空气卷吸到液体中,令其发泡,不论哪一种方法,在良好地进行固化初期反应,进行均一反应,同时,得到发泡(泡孔)均匀分散的泡沫体方面,可以认为是不够的。
发明内容
本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的,其目的在于,提供一种聚氨酯泡沫体的制造方法,能良好地进行固化初期反应,进行均一反应,同时,得到发泡(泡孔)均匀分散的聚氨酯泡沫体。
本发明的另一目的在于,提供一种能得到发泡(泡孔)微细化的聚氨酯泡沫体的聚氨酯泡沫体的制造方法。
本发明的又一目的在于,提供一种聚氨酯泡沫体制造用搅拌装置,能良好地进行固化初期反应,进行均一反应,同时,得到发泡(泡孔)均匀分散的聚氨酯泡沫体。
为了达到上述目的,本发明提出以下技术方案。
一种聚氨酯泡沫体的制造方法,其包括发泡工序和固化工序,所述发泡工序是将以异氰酸酯成分和多元醇成分为主成分的原料,在空气或惰性气体存在下,在容器内由搅拌器混合得到发泡反应液,所述搅拌器设有沿垂直方向延伸的旋转轴,同时设有从该旋转轴延伸的搅拌桨叶,所述固化工序使得所述发泡反应液反应固化,其特征在于:
在该发泡工序中,使用以下搅拌器:在所述搅拌桨叶的旋转径向前端,设有相对于旋转径向的水平面垂直设立的缘板部。
又,根据本发明所涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法,较好的是,其特征在于,在上述发泡工序中使用的搅拌器的搅拌桨叶的旋转方向前端形成尖锐状。
又,根据本发明所涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法,较好的是,其特征在于,使用的搅拌器设置的搅拌桨叶相对旋转方向,有1~45°倾角。
又,根据本发明所涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法,较好的是,其特征在于,在上述发泡工序中使用的搅拌器,所述缘板部的沿旋转方向前端形成尖锐状。
又,根据本发明所涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法,较好的是,其特征在于,在上述发泡工序中,使用设有搅拌桨叶主体,支承构件和缘板部的搅拌器;
该搅拌桨叶主体为安装在旋转轴上、至少两个水平桨状构件,该搅拌桨叶主体的沿旋转方向前端形成尖锐状,同时,相对旋转方向具有1~45°倾角;
该支承构件为安装在所述搅拌桨叶主体的旋转径向前端的环状构件;
该缘板部为垂直设立在该支承构件的外周、至少两个的板状构件。
又,根据本发明所涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法,较好的是,其特征在于,在上述发泡工序中,使用具有平面状底部的圆筒状容器。
又,根据本发明所涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法,较好的是,其特征在于,在上述发泡工序中使用的搅拌器至少设有两段可装卸的搅拌桨叶。
又,根据本发明所涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法,较好的是,其特征在于,上述原料中含有表面活性剂。
又,根据本发明所涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法,较好的是,其特征在于,在上述发泡工序中,使用直径为上述搅拌桨叶的最外部直径的1.02~2倍的容器。
本发明还提出一种聚氨酯泡沫体制造用搅拌装置,包括:
容器;
搅拌器,设有沿垂直方向延伸的旋转轴,同时设有从该旋转轴延伸的搅拌桨叶;其特征在于:
在所述搅拌桨叶的旋转径向前端,设有相对于旋转径向的水平面垂直设立的缘板部。
下面说明本发明的效果。
根据本发明所涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法,在该发泡工序中,使用以下搅拌器:在所述搅拌桨叶的旋转径向前端,设有相对于旋转径向的水平面垂直设立的缘板部。因此,用合适的搅拌桨叶对含有气泡的反应液施加充分的搅拌力,在这样的状态下,进一步利用缘板部在液体深度方向的大范围内施加剪切力,由此,能促进气泡的分割,分散,均匀、且良好地进行初期固化反应,同时,能得到气泡均匀分散于反应液中的发泡反应液,而且,通过使该发泡反应液的固化,成型,能得到特性均匀的聚氨酯泡沫体。且能得到泡沫(泡孔)细微化的聚氨酯泡沫体。
附图说明
图1为实施例所使用的搅拌装置的正面图。
图2为图1的搅拌装置的省略容器的平面图。
图3为用图2中的III-III线截断图1的搅拌装置表示的图。
符号说明如下:
10-搅拌装置,12-容器,12a-底部,13-胯状脚部,14-搅拌器,16-电机,18-旋转轴,20a,20b-搅拌桨叶,22a~22d,24a~24d-水平桨状构件,26a,26b-支承构件,28a~28d,30a~30d-缘板部。
具体实施方式
下面参照附图,说明本发明涉及的聚氨酯泡沫体制造方法的较佳实施形态(以下称为本实施形态例)。
在以下实施形态中,虽然对构成要素,种类,组合,形状,相对配置等作了各种限定,但是,这些仅仅是例举,本发明并不局限于此。
本发明涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法包括发泡工序和固化工序,所述发泡工序是将以异氰酸酯成分和多元醇成分为主成分的原料,在空气或惰性气体存在下,在容器内由搅拌器混合得到发泡反应液,所述搅拌器设有在垂直方向延伸的旋转轴,同时设有从该旋转轴延伸的搅拌桨叶,所述固化工序使得该发泡反应液反应固化。
这里,若上述原料含有表面活性剂,则对控制例如在发泡工序中生成的气泡形状等,更为理想。原料中的异氰酸酯成分和多元醇成分大致以化学计量比配合,关于表面活性剂,例如对于100质量份这些主成分,以0.5~10质量份配合。
在本发明中,异氰酸酯成分和多元醇成分二者既可以同时加入到容器中混合,也可以将其中某一方成分先加入到容器中作短时间混合之后,再将剩下的另一方成分继续加入到容器中混合。
在发泡工序中,通过搅拌,使空气或根据需要作为合适气氛被供给的惰性气体从容器上方的开口取入由异氰酸酯成分和多元醇成分构成的混合液中。这种场合,也可以将容器作成一个实质上的密闭结构,采用将作为发泡源的空气或惰性气体注入容器内的方法。空气或惰性气体以干燥状态为宜,但并不受此限制,也可以用湿状态的空气或惰性气体。
通常,设置搅拌器的目的在于通过得到的充分的搅拌效果将搅拌对象流体均匀地混合,因此,根据搅拌对象流体的粘度等特性采用各种不同的搅拌桨叶结构。例如,螺旋桨形适合于低粘度大量液体的处理,桨式处理液体量较少,但适合于粘度范围广的液体。又,搅拌力的不足通过增大搅拌动力得到一定程度的补偿。
因此,在聚氨酯泡沫体的制造方法中,通过适宜选用搅拌桨叶形态,以及使得搅拌器高速旋转,可使发泡与短时间内进行的聚氨酯化反应相配合地充分地进行。即,在发泡工序中,通过得到充分的搅拌力,能使初期固化反应均匀且良好地进行,而且,混入反应液中的气泡能均匀地分散在反应液中。
但是,与一般的混合不同,在聚氨酯泡沫体的制造方法的发泡工序(以下,有时简称为“发泡工序”)中,除了有意识地形成连通气泡场合,通过将已经说过的那样取入在反应液中的气泡适宜地分割,形成均一、微细的气泡成为重要要素。并且,通过向含气泡的反应液或气泡本身施加适当的剪切力,可有效地实现这种气泡分割。
作为有效地实现上述所谓的发泡,可以列举前面说明的用于鲜奶油等发泡的市售的搅拌装置。
该搅拌装置(搅拌桨叶)呈使得茶刷形成中空的形态,所述茶刷在沏茶时用于搅动茶使其起泡、或搅和粉茶,换言之,就是用金属丝等细线,形成如同地球仪外壳中的、等间距隔开的多根经线作为骨架的形态。
根据该搅拌装置,在液体深度方向(上下方向)延伸的多根细线有效地对处理液进行剪切,所以,能有效地进行发泡。前面例举的专利文献1,专利文献2中所述的搅拌器可以被视为该技术的延伸。
然而,如同上述的桨叶结构所明了的那样,可以认为这些搅拌装置(搅拌桨叶)是一种在某种程度上牺牲了搅拌力的装置。在那种场合,如上所述,当搅拌鲜奶油等低粘度液体时能够获得必要的搅拌力(混合性能)但是,要用于混合像聚氨酯泡沫体原料的发泡反应液那样的粘度相对高的液体,搅拌力不足。
又,也可以考虑在间歇式装置中采用如同先前说明过的连续型装置中具有许多动叶片销和静叶片销的搅拌桨叶。该搅拌桨叶对连续型装置是实用的,而且很明显,从结构上看,该搅拌桨叶适合于对高粘度液体施加剪切力并令其发泡。然而,从在间歇式处理时所要求的装置简易性观点考虑,这种具有许多动叶片销和静叶片销的搅拌桨叶装置显然不合适。
本发明者鉴于上述诸点,对于能获得必要的搅拌力(混合性能),同时,也可对含气泡的发泡反应液有效地施加剪切力的发泡聚氨酯原料的混合方法进行研究,完成了本发明。
本发明涉及的聚氨酯泡沫体的制造方法是,在发泡工序中采用一种搅拌器,该搅拌器在搅拌桨叶(搅拌桨叶主体)的旋转径向前端设置缘板部,该缘板部相对旋转径向的水平面垂直设立。
如上所述,只要能够得到规定的搅拌力,搅拌桨叶20a,20b(为了理解发明,仅就最先出现的构件名称,对实施例中所使用的装置的对应构件标出参照号码,以下,对于其他构件也同样)可以采用适宜形态。
例如,若使用搅拌桨叶的旋转方向前端形成尖锐状的搅拌器14,可以对发泡反应液有效地施加剪切力,将气泡适度地分割使其尺寸均匀。此时,对搅拌桨叶的尖锐程度,即锐角大小并无特别限制。又,理想的是,使搅拌桨叶相对旋转方向形成1~45°倾角。
在搅拌桨叶旋转径向前端,相对旋转径向的水平面垂直设立缘板部28a~28d,30a~30d,该缘板部相当于在发泡反应液的深度方向上,换言之,在容器12的垂直方向上延伸的、具有一定长度的剪切刀刃。仅靠一般的搅拌桨叶,所施加的剪切力范围限于发泡反应液较少的体积部分,而通过本发明的缘板部,可以对发泡反应液相对多的体积部分施加剪切力,可以得到微细气泡均匀分散在发泡反应液中的发泡反应液。
又,此时,通过搅拌器的高速旋转,离心力作用于液体,液体被推甩至容器四周的壁面,形成隆起状态而偏在一处。由此,生成的发泡反应液的流线(流动)主要在液体的表面上被卷入旋转轴18的周边,大致沿着旋转轴下降流动,在容器底面附近反转,成为沿容器壁上升的流动,形成在容器内的循环流动,由此,流线密度较高,另外,设置在有液体隆起的容器壁附近的缘板部更有效地发挥剪切效果。
缘板部既可以在搅拌桨叶高度方向从中心仅往上方延伸,也可以仅往下方延伸,再有,还可以隔着搅拌桨叶高度方向中心往上下方向延伸。但是,设置多段搅拌桨叶时,理想的是,至少位于上方侧的搅拌桨叶的缘板部往上方延伸,以便对于液体的隆起部分也能够有效地施加剪切力。
关于缘板部的数量、各缘板的尺寸等合适条件,可以作为适当的设计项目加以设定。不言而喻,至少沿着容器内壁用缘板覆盖整个周长和整个高度是不合适的。搅拌桨叶产生的搅拌力与缘板产生的剪切力之间的合适平衡,作为处理对象物的发泡反应液的粘度和发泡程度等的关系作为设计事项加以考虑。
可以认为,若将缘板部在其旋转方向前端作成尖锐形,则可以对发泡反应液有效地施加剪切力,能适度地分割气泡成均匀尺寸。此时,对所述缘板部在其旋转方向前端的尖锐程度,即锐角大小并无特别的限制。
只要能获得充分的剪切力,缘板部可以例如相对于旋转径向的水平面从垂直状态变换为适当倾斜的状态,较好的是,相对水平方向呈70°~110°,最好是,相对水平方向呈80°~100°状态。同样,也可以例如,从平面看,相对于流线方向(旋转直径的切线方向),从平行状态变换为与流线适度地交叉的状态。
在本发明中,较好的是,使用设置有搅拌桨叶主体20a,20b、支承构件26a,26b和缘板部28a~28d,30a~30d的搅拌器14,搅拌桨叶主体为安装在旋转轴18上、至少两枚水平桨状构件22a~22d,24a~24d,搅拌桨叶主体的旋转方向前端形成尖锐形,同时,相对旋转方向具有1~45°的倾角。支承构件为安装在搅拌桨叶主体的旋转径向前端的环状构件,缘板部为垂直设立在该支承构件外周的板状构件。
此时,收纳搅拌器的容器直径(最小内径)设为搅拌桨叶直径(最外部直径)的1.02~2倍,容器与搅拌器之间具有良好平衡的距离间隔,因此,能更合适地获得上述缘板部的效果,以及获得更好的搅拌桨叶的效果。若采用具有平面状底的圆筒状容器12作为容器时,由于容器取自立姿势,所以,容易进行保管、挪动等时的处理。另外,这样的容器可以利用聚合物筒或纸筒那样便宜的市售产品,也可以根据需要用后丢弃。
在本发明中,优选采用至少设置有两段或两段以上的可装卸搅拌桨叶20a,20b的搅拌器14。此时,分别设在各段搅拌桨叶(搅拌桨叶主体)的叶片(上述水平桨状构件等)22a~22d,24a~24d,从平面看最好配置为例如具有1~45°的相位差。
通过在液体深度方向设置多个搅拌桨叶,能够获得更均匀的搅拌和混合效果。此时,可以准备多个搅拌器,将多个搅拌桨叶作为与一定的处理条件相对应适当配置的固定桨叶,能与不同处理条件对应,也可以用一个搅拌器对应,若使得多个搅拌桨叶构成为能相对旋转轴装卸,则可以在液体深度方向移动、调整搅拌桨叶位置,例如,对应于反应液体的深度以及接于容器内壁的反应液的隆起高度,决定第二段及第二段以上的上段侧搅拌桨叶的高度位置等,能用一个搅拌器容易地与不同处理条件相对应。
本发明实施形态涉及的聚氨酯泡沫体制造方法是在容器内,用上述搅拌器将异氰酸酯成分和多元醇成分混合,得到发泡反应液(发泡工序)。
接着,通过将得到的发泡反应液注入或压入模内,令其反应固化(固化工序),得到聚氨酯泡沫体。
此时,气体对反应液中的最高混入率,换言之,聚氨酯泡沫体的低密度化根据原料配方有一定的限制,该气体的混入程度,即发泡程度可以根据液面隆起高度用经验判断。因而,在根据经验判断发泡程度达到界限时,停止搅拌,过渡到对成型模具的注入操作。如果该停止搅拌时期太迟,则液体粘度上升过高,有时无法将发泡反应液注入到成型模具中去。
根据以上说明的本实施形态涉及的聚氨酯泡沫体制造方法,可以促进气泡的分割、分散,均匀且良好地进行初期的固化反应,同时,能得到气泡均匀分布于反应液中的发泡反应液。而且,通过使该发泡反应液固化、成型,可直接利用发泡反应液的良好品质特性,由此得到微细气泡均匀分散、泡沫(泡孔)微细化、机械物理性能和压缩特性等物理性能良好的聚氨酯泡沫体。
根据本发明得到的聚氨酯泡沫体的用途无特别限定,例如可适合于研磨垫、抗振材料、铁路用的缓冲垫、滚筒等。
以下,列举实施例及比较例,进一步说明本发明,但本发明并不限定于以下说明的实施例。
实施例
先说明实施例中所使用的搅拌装置。
图1~图3所示的实施例的搅拌装置10设有容器12和搅拌器14。图1中,参照符号16示意地表示作为搅拌器14动力源的电机。
容器12为上部内径Φ170mm,下部内径Φ140mm,高160mm的纸制圆筒容器,其下部由平面形状的底12a封闭。底12a的外周设置有胯状脚部13。
搅拌器14从电机16沿垂直方向延伸,在垂下到容器12内的旋转轴18的上下二处(两段),搅拌桨叶20a,20b沿水平方向延伸。搅拌桨叶20a,20b的直径为94mm。搅拌桨叶20a,20b分别由四块水平桨状构件22a~22d,24a~24d构成。各水平桨状构件22a~22d,24a~24d在旋转径向上的长度各为30mm,宽度各为20mm。各水平桨状构件22a~22d,24a~24d相对旋转方向(图2,3中以箭头A所示)各有20°的倾角θ1。水平桨状构件(搅拌桨叶)22a~22d,24a~24d在旋转方向前端尖锐地形成25°的锐角θ2。
设置环状支承构件26a,26b,以将各水平桨状构件22a~22d,24a~24d在旋转径向上的外周端部(旋转径向上的前端)包围起来。支承构件26a,26b在旋转径向这一侧的宽度为8mm。
在对应于各水平桨状构件22a~22d,24a~24d的支承构件26a,26b的外周位置,设置相对于旋转径向的水平面垂直设立的平板状缘板部28a~28d,30a~30d,平板状缘板部28a~28d,30a~30d分别高25mm,宽40mm。
上述搅拌器14的各构成构件可以用金属或树脂等适宜的材料形成。
采用上述搅拌装置10,按照以下的配方制造密度(目标值)为0.66g/cm3的聚氨酯泡沫体。
首先,准备异氰酸酯预聚物700克作为以下配方的异氰酸酯成分,及准备多元醇预混物74.2克作为以下配方的多元醇成分。异氰酸酯预聚物的粘度为2500mPa·s(测定温度为45℃),多元醇预混物的粘度为770mPa·s(测定温度为45℃)。粘度测定都用B型粘度计进行。
○异氰酸酯预聚物(异氰酸酯成分)
MT(二苯甲烷二异氰酸酯,4,4’异构体占99%以上,日本聚氨酯工业社製)377质量份,PTG-2000SN(数均分子量为2,000的聚丁二醇,保土谷化学工业社製)623质量份,在80℃下反应三小时,得到NCO含量为10%的端基异氰酸酯预聚物。
○多元醇预混物(多元醇成分)
EG(乙二醇)521.7质量份
1,4-BG(1,4-丁二醇)86.95质量份
双甘油130.4质量份
GL-3000(公称平均官能基数为3,数均分子量为3,000的聚丙二醇,三洋化成工业社製)130.4质量份
F-341(表面活性剂,信越化学工业社製硅系泡沫稳定剂)130.4质量份
DOTDL(锡基聚氨酯化催化剂)0.66质量份
将异氰酸酯预聚物和多元醇预混物置于容器12中,保持液体温度在45℃,同时用搅拌器14以1500rpm的旋转速度搅拌60秒,得到发泡反应液。
使发泡反应液在模具温度保持在110℃的成型机中成型为板状,得到聚氨酯泡沫体。
发泡工序中的混合性能(由目测评价)和聚氨酯泡沫体的性状如表1所示。泡沫体的泡孔尺寸的测定和状态的评价依照以下方法进行。
使用电子显微镜JSM-6360LA(日本电子株式会社製)测定泡孔直径。
平均泡孔直径[平均值(Dav)]:
切出聚氨酯树脂的任意部位,在任意选择的五个切断面上,测定面积=2cm2的取样范围内的泡孔直径,求出各切断面的平均泡孔直径(D1,D2,D3,D4,D5),再算出它们的平均值(Dav)[Dav=(D1+D2+D3+D4+D5)/5]。
泡孔直径的偏差:[标准偏差(σ)]:
根据上述方法测定的全部泡孔直径,算出标准偏差(σ)作为表示偏差的值。该数值越高,表示偏差大。
在表1中,泡沫体比重依照JIS K-6400测定。
参考例
除了所使用的搅拌器是从实施例的搅拌器14取除缘板部28a~28d,30a~30d外,原料配方,搅拌条件,成型条件都与实施例相同,得到发泡反应液和聚氨酯泡沫体。其结果与实施例一样示于表1。
比较例
除了采用市售的原料鲜奶油发泡器用夹具固定起来作为搅拌器之外,原料配方,搅拌条件,成型条件都与实施例相同,得到发泡反应液体和聚氨酯泡沫体。其结果与实施例一样示于表1。因为此时不能得到良好的发泡反应液,所以未进行聚氨酯泡沫体的成型与评价。
上面参照附图说明了本发明的实施例,但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更,它们都属于本发明的保护范围。
表1
实施例 | 参考例 | 比较例 | |
发泡反应液的混合性能 | 良好 | 良好 | 不良 |
泡沫体比重(g/cm3) | 0.65 | 0.8 | - |
泡沫体的平均泡孔直径(Dav)(μm) | 86.1 | 161.2 | - |
泡孔直径的偏差(σ) | 41.9 | 93.3 | |
泡孔直径的最大值(μm) | 278 | 395 | |
泡沫体的泡孔状态 | 均匀 | 均匀 | - |
Claims (10)
1.一种聚氨酯泡沫体的制造方法,其包括发泡工序和固化工序,所述发泡工序是将以异氰酸酯成分和多元醇成分为主成分的原料,在空气或惰性气体存在下,在容器内由搅拌器混合得到发泡反应液,所述搅拌器设有沿垂直方向延伸的旋转轴,同时设有从该旋转轴延伸的搅拌桨叶,所述固化工序使得所述发泡反应液反应固化,其特征在于:
在该发泡工序中,使用以下搅拌器:在所述搅拌桨叶的旋转径向前端,设有相对于旋转径向的水平面垂直设立的缘板部。
2.如权利要求1所述的聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于:
在上述发泡工序中使用的搅拌器的搅拌桨叶的旋转方向前端形成尖锐状。
3.如权利要求2所述的聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于:
使用的搅拌器设置的搅拌桨叶相对旋转方向,有1~45°倾角。
4.如权利要求1所述的聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于:
在上述发泡工序中使用的搅拌器,所述缘板部的沿旋转方向前端形成尖锐状。
5.如权利要求1所述的聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于:
在上述发泡工序中,使用设有搅拌桨叶主体,支承构件和缘板部的搅拌器;
该搅拌桨叶主体为安装在旋转轴上、至少两个水平桨状构件,该搅拌桨叶主体的沿旋转方向前端形成尖锐状,同时,相对旋转方向具有1~45°倾角;
该支承构件为安装在所述搅拌桨叶主体的旋转径向前端的环状构件;
该缘板部为垂直设立在该支承构件的外周、至少两个的板状构件。
6.如权利要求5所述的聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于:
在上述发泡工序中,使用具有平面状底部的圆筒状容器。
7.如权利要求1-6之任一项所述的聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于:
在上述发泡工序中使用的搅拌器至少设有两段可装卸的搅拌桨叶。
8.如权利要求1-6之任一项所述的聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于:
上述原料中含有表面活性剂。
9.如权利要求1-6之任一项所述的聚氨酯泡沫体的制造方法,其特征在于:
在上述发泡工序中,使用直径为上述搅拌桨叶的最外部直径的1.02~2倍的容器。
10.一种聚氨酯泡沫体制造用搅拌装置,包括:
容器;
搅拌器,设有沿垂直方向延伸的旋转轴,同时设有从该旋转轴延伸的搅拌桨叶;其特征在于:
在所述搅拌桨叶的旋转径向前端,设有相对于旋转径向的水平面垂直设立的缘板部。
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