CN1054332C - 用于连续生产聚氨酯泡沫板材的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于连续生产聚合泡沫的工艺和系统。化学反应成分以及含有低沸发泡剂的添加剂在压力下在混合器(11)中混合；在发生化学反应之前，通过使混合物流过一压力均匀和发泡装置(13)而使混合物发泡，发泡装置(13)具有一个细长的降压区(17)，其开口朝向具有一出口(20)的发泡空腔(19)，通过发泡空腔(19)的出口(20)将泡沫排到一运动的衬底(2)上。

Description

用于连续生产聚氨酯泡沫板材的方法和设备
本发明涉及使用发泡技术生产聚合泡沫，特别涉及一种用于连续生产柔性和刚性板材的工艺和系统，这种板材通常用作于镶板，软垫等。
聚合泡沫，特别是聚氨酯泡沫已广为人知。通常，泡沫的制造需要化学反应成分的混合，例如多元醇和异氰酸盐，还需要有通常使用的添加剂，例如适合的催化剂，表面活化剂或组织控制剂，以及水，水与异氰酸盐发生化学反应产生用于发泡的二氧化碳。
在连续生产柔性泡沫中，特别是在生产柔性泡沫板材中，正象在普通机器上目前所进行的操作一样，通常在运动的板状衬底上铺或浇一薄层液态混合物，衬底位于略微倾斜的运输机上，然后，由于化学成分之间的化学反应，泡沫可以自由生长，直到泡沫达到完全膨胀。然后，泡沫得到固化，并在之后被切为块状。在美国专利No.3,325,823和No.4,492,664中，描述了普通的加工工艺和装置。
为了避免液体混合物在泡沫下面通过现象的出现以及为了能生产出均匀的材料块，通常要求使用小斜角和高速的运输机以及使用高的化学输出量。这就导致必须使用造价高、占据空间大的机器，必须具有高的产量和必须在非常大规模的车间里进行生产。
为了部分地解决和克服普通工艺所具有的问题和缺点，美国专利No.3,786,122建议了一种不同的发泡过程，其中，各液体反应剂以液态的形式进行混合，并引入到一个预发泡槽的底部。这就使混合物能够向上膨胀，使得预膨胀的混合物流出该槽，流到在运输机装置上运动的通道形状的薄板材料上。虽然这种工艺在生产聚合泡沫连续板材时不用往复运动的混合头，但由于泡沫是在槽中形成的，这会使槽的有效体积逐渐变小或减小，并因此减少了在槽中的停留时间，产生一些问题。
部分膨胀的泡沫仍具有相对高的密度和低粘度，它限制了发泡运输机所使用的倾角。因此，泡沫潜流的危险依然存在。
虽然美国专利No.3,786,122的主要目的是使用一种长度较短的运输机，并以比普通机器中的运输机速度更慢的速度运行该运输机，但从槽中排出的混合物仍为液体，这实际上使运输机的速度和长度不能减小到有意义的程度。因此，所得到的泡沫板材机仍然很大，仍要占据大的空间。1985年出版的、G.HOERTEL Ed.CarlHanser Verlang编写的“A Publication PU Handbook”的P162-168中描述了浇注技术的进一步改进，它试图利用固定的混合头获得均匀的聚氨酯混合物的铺设层。Hoertel所讨论的这种混合物不是泡沫，而且没有发泡过程。根据Hoertel的理论，混合物通过一个分配棒铺设在运输机的全部宽度上，混合物是沿分配棒的宽阔前面从中流出的。同样，所得到的液流与根据专利No.3,788,122从槽中得到液流相似，取决于分配棒的体积和泡沫系统的化学反应，混合物或以清的液体形式(未发生反应)或以已乳化的液体形式(开始发生反应)排到衬底上。因此，混合物的密度和粘度仍取决于分配棒的体积，而化学发泡是在分配棒中发生的。因此，根据Hoertel的分配棒与美国专利No.3,786,122的槽系统没有根本区别。
发泡工艺在聚氨酯技术中是众所周知的，但对于泡沫板材的生产来说远非如此。当发泡时，非反应的惰性气体或发泡剂在压力下以液态的形式或溶解的形式在混合器中与聚氨酯化学成分混合。然后减小压力，引起发泡或预膨胀。发泡剂的汽化引起组织长大并使液体反应混合物发泡，泡沫固化后形成一种弹性体。
典型的发泡剂是各种含氯氟烃(Chlorfluorocarbons)(CFC)，然而使用CFC材料有许多环境问题。因此，人们通过用二氧化碳(CO2)进行发泡，生产出了泡沫聚氨酯材料。
美国专利No.3,184,419和No.5,120,770都建议在发泡技术中用二氧化碳(CO2)作为非反应发泡剂。
根据这两项专利，在混合时，对反应混合物施加一定压力，以使发泡剂保持为液态。此后，混合物排到大气压下，引起发泡剂的扰动汽化。因此，尽管发泡技术和将液态惰性发泡剂用于反应混合物使得能够生产出密度减小了的泡沫，但由于有形状不规则和尺寸过大的组织和气泡，产品的组织结构具有非常不均匀的质量。
虽然用惰性气体，特别是用CO2进行发泡是一种广为人知的潜在技术，但到目前为止，尚没有设计出或发现具有实用价值的发泡工艺和系统，以用于泡沫板材的生产。
在通过使用发泡技术来解决不用含氯氟烃发泡剂生产泡沫板材的问题过程中，已经发现必须在受到控制的条件下适当释出处于压力下的混合物。在聚合泡沫的生产中，使用受到控制的条件能够在混合物初始发泡膨胀过程中有益地对组织的成长产生影响，这在板材的生产中是很重要的。
现在，人们仍然需要用于连续生产柔性板材或用于其它连续泡沫生产线的新的发泡工艺和系统，在这种工艺和系统中应能够实际使用发泡技术和非反应发泡剂。
本发明的目的是提供一种如上所述的发泡工艺，利用这种工艺就可以有益地使用一种非反应液体发泡剂，最好是二氧化碳，进行发泡，在不对泡沫的组织结构产生不利影响的条件下，能够提供合适的无气泡的商业化产品。
本发明的另一目的是提供一种如上所述的、用于生产柔性或刚性连续泡沫板材的工艺和系统，在这种工艺和系统中，混合物的发泡是在控制的条件下进行的，混合物将以高粘度泡沫的形式铺在运动的衬底上，没有发泡剂扰动汽化的现象。这也能够生产出低密度泡沫，密度的量级可达14kg/m3(0.87pcf)。
本发明的另一目的是提供一种如上所述的发泡工艺和系统，这种工艺和系统使得能够使用在非常低速下运行的低输出设备，因此与普通的或已知的机器或生产线或设备相比，这种泡沫生产线的长度可以短得多，在保持了优点的同时避免了普通系统的缺点。由于是以较低的速度运行缩短了长度的生产线，这也大大地减少了废气，使得每小时的废气体积同样减少了，这样废气在排放之前需要过滤或进行其它清洁处理。同样重要的是减少了需要进行空气调节的空气量，因此减少了板材生产的能源费用。
因此，本发明的主要目的是淘汰含氯氟烃(CFC)，以及其成分中的挥发有机化合物(VOC)，并用价格较低的成分进行替代，同时，所生产的软的低密泡沫具有非常一致的组织结构，没有大的气泡，气孔和可见缺陷。
为实现上述目的，根据本发明提供一种用于连续生产聚氨酯泡沫板材的方法包括下列步骤：制备一种由反应化学成分构成的混合物；在充足压力的条件下，将反应化学物与CO2混合，上述压力将保证CO2处于液态，其特征在于：通过沿着细长的压力均匀室输送所得到的混合物，并使其通过细长的降压区来分配混合物，降压区的尺寸被设计成能够维持上游混合物上的背压以便保持CO2为液态，并且在压力受到控制的条件下开始发泡，以便在将混合物从降压区排出时防止CO2的扰动挥发；当发泡材料沿发泡空腔流动，并流过出口时，通过逐渐地将发泡的材料中的CO2释放使排出的混合物形成一个逐渐膨胀的发泡材料，因此将发泡混合物排到衬底上。
为实现上述目的，根据本发明还提供一种用于实施上述方法的设备，该设备包括：混合装置，用于在压力下将化学反应成分和CO2进行混合，供料管路，用于将混合物输送到发泡装置，其特征在于：发泡装置包括一个细长的压力均匀室，细长的压力均匀室上有一细长的降压区，降压区的尺寸被设计成能够维持上游混合物上的背压以便保持CO2为液态，并且在压力受到控制的条件下开始发泡，以便在将混合物从降压区排出时防止CO2的扰动挥发，以及发泡空腔，空腔用于在发泡材料沿发泡腔流动时逐渐地将发泡材料中的CO2释放从而使排出的混合物形成一种逐渐地不起反应的膨胀的发泡材料并且具有一个沿衬底的运动方向的横向延伸的开口。
与现有技术的一般趋势相比，本发明的特点在于，在压力下将聚合化学成分的反应混合物与惰性低沸发泡剂混合，然后，在发生任何化学反应之前，在压力受到控制的条件下，通过压力均匀和发泡装置使混合物发泡，压力均匀和发泡装置上有一细长的降压区，它沿着衬底运动方向的横向延伸。然后，发泡的混合物沿着一发泡通道或空腔受到约束。之后发泡混合物开始化学反应。上述发泡通道或空腔有一个出口，其面积最好比降压区出口面积大。根据本发明，混合过程中的压力范围最好约为5-18巴。
本发明在利用混合化学成分的发泡泡沫上是独特的，发泡泡沫包括用于形成板材的聚合泡沫。本发明的另一独特之处在于，在生产泡沫板材中，使用了对环境安全的发泡剂进行发泡。这种泡沫板材既可以是柔性的也可以是刚性的。本发明使用了一种称为槽棒的、特殊设计的排料头或铺设头，它巧妙地有助于混合泡沫成分的发泡。通过使用一个细长的降压区以及通过使混合的发泡材料经过发泡通道或空腔，这种发泡是在严格控制的情况下发生的，其中，降压区是槽棒的一部分，在混合物排到运动的衬底或运输机上之前，气体发泡剂逐步排进发泡混合物。排料头保证了发泡材料在机器宽度上的分布，或分布在板材机的主要部分上或分布在所希望的部分上。板材机可以是一整条生产线或是一套设备，在其上发泡泡沫可以发生化学反应，完全长大，固化，并且然后被切为所希望的块。
通过试验可知，生产大的泡沫材料块的关键是泡沫外型角，机器的产量，运输机的速度以及成分特性等因素之间的平衡，成分特性包括粘性，活性等。根据本发明，当化学反应开始时，因为混合物已经变粘，并且保持了一个陡的升角，所以泡沫的升角已不再是对工艺条件的限制了。从发泡室腔排出的是均匀和预膨胀的混合物，它具有足够高的粘度以避免现有生产设备和柔性板材生产线所存在的升角问题。这种粘度甚至在非常低的速度和陡的落板角的情况下都足以保证生产厚的材料块，这是由于混合物得到充分反应的结果。这种条件是在混合头之后通过控制混合物的膨胀阶段而获得的，这种条件使得可以逐渐将发泡剂混入反应物质中。因此，可以变化上述四个关键因素，以便得到所需要的密度，而不必象现有工艺那样必须与一套不变的参数相联系。生产线或设备的速度和尺寸可以根据泡沫制造商的需要来决定，速度范围为每分钟1-5米，长度可为20米或更短，而不是通常的100米的长度。这也使得可以只处理和过滤较小的废气体积，简化了测量和设备安装，可用二氧化碳制造泡沫，可只对较小体积的空气进行空气调节，并能得到约14kg/m3或更低的泡沫密度。
下面将通过参考附图对本发明和本发明的优选实施例进行详细描述。其中：
图1表示了根据本发明的发泡和起泡工艺进行工作的系统；
图2是一发泡装置的放大视图，这一装置具有本发明的特点；
图3表示了具有本发明特点的第二系统；
图4表示了具有改进形式的发泡装置的另一系统；
图5是图4中发泡装置的放大视图；
图6是另一个发泡装置的放大视图；
图7表示了根据本发明发泡装置的又一实施例。
现在首先参考附图1和2对本发明的基本特点进行详细说明。如图所示，用于完成根据本发明工艺的装置具有两个与运输机1垂直布置的侧壁4。连续的侧纸3沿泡沫的生产方向P(见箭头)延伸，并沿着每个侧壁4的内侧运动。略宽于两侧壁4之间距离的连续纸板2传送到运输机1上，以便提供一条发泡通路。每侧的多余部分向上翻卷，从而与侧纸3的底部边缘形成密封。底纸2和侧纸3有效地构成了一个上部敞开的连续输送槽，例如，这种输送槽可以具有约2半宽和1米高的尺寸。运输机1可以基本上水平布置，可选择地，运输机1也可以有一小的倾角，例如6度。
上述装置还包括一个混合器11，它具有一个位于运输机1之上的出口12，出口12用于将化学反应成分的混合物传送到一发泡装置中，发泡装置一般用数字13表示，并示于图2和图5中。
在混合装置11的出口喷嘴12处装有一个压力计12′，用于指示通过出口12流出混合室的混合化学物的压力。容器5，6和7用于盛放发泡化学成分，例如多元醇和异氰酸盐以及常用的化学添加剂，这种化学添加剂包括低沸发泡剂，例如二氧化碳。化学成分和发泡剂通过管路和各自的计量泵8，9和10从每个容器送到混合器11。
根据图2所示的实施例，混合器11的出口喷嘴12通过管路18与混合发泡装置13连接，发泡装置13沿着运输机1的横向延伸。发泡装置13中包括有降压发生装置，降压发生装置又有一个细长槽17形状的细长的降压区。应当理解，细长的降压区的作用是提供背压，并使化学成分在压力下进入混合器11进行混合，以及为了防止在混合物的发泡过程中出现发泡剂的扰动挥发，在压力减小之前，在发泡装置中使压力均匀。同时，发泡装置13使混合物能够在约束和压力得到控制的条件下进行发泡。发泡装置13也保证了所得到的泡沫能平滑地送到衬底2和3上，同时混合物能沿运输机装置的运动方向流动。
如上所述及如图2所示，压力均匀和发泡装置13有一管状部件，其上有一长的具有纵轴的压力均匀室21。室21在一个或多个供料点处通过至少一个管路装置18与混合器11连接。压力均匀或管状室21有一降压区，例如它可具有细长槽17的形状，细长槽17沿着室21的一侧纵向延伸。然而，降压区也可以由其它适合形状的压降口构成，用于发泡前的混合物流动。如图6和7所示，排料棒或槽棒可以具有一系列圆形、椭圆形式矩形孔，或具有一系列细长但总长度较槽棒短的槽，只要能够产生所需的控制条件即可。上述槽或更准确地说降压区17具有有限的横断面积，这足以引起来自室21的混合物在发泡过程中产生压降，并在混合装置11中产生相应的背压，以用于前述的目的。
在铺设泡沫的过程中，为了得到所希望的控制条件，通过使用一个扩大的空腔来完成发泡控制，上述室腔如图中数字19所示，它具有出口20，从出口20处发泡混合物被送上移动的衬底。
扩大的发泡空腔19有这样一种适合的形状，它能对发泡混合物进行流动控制，并且特别是出口20的横断面积应大于降压区的横断面积，例如大于细长槽17的横断面积，降压区使压力均匀室21和发泡空腔19之间连通。出口20的横断面积应是具有细长槽17形式的降压区横断面积的十—几百倍，或更大。
在图1所示的实施例中，发泡装置13将发泡混合物送到衬底2/3上，衬底2/3在运输机1上沿着基本水平的路线运动。运输机的工作速度约为每分钟1-5米，使得在距泡沫排料点约1-8米的范围内能够获得泡沫材料的全高。
图1的上述例子涉及这样的系统，在此系统中，泡沫从运输机的底部向上升高。
图3的例子涉及一种不同的系统，在该系统中，泡沫可在一向下倾斜的通道上生成，这种结构可以大大地减小机器的长度。根据这个实施例，由于来自发泡空腔的泡沫的高粘度，发泡混合物所排放到的运输机的倾角并不十分重要。因此，不会出现潜流现象。
图3的连续板材机也使用了一主运输机1，以及有关的侧壁4和侧纸2和底纸3，并且运输机1处于水平位置。
此实施例还包括一个具有倾角α的第二运输机25，例如它可以与水平面成约30°的倾角，并且第二运输机25位于侧壁和侧纸之间，其低端恰位于主运输机1的上面。压力均匀和发泡装置13，例如如图1例子中所描述的这种装置，布置在运输机25上表面最高点的上方。对于运输机25来说，可选择地，也可使用一滑面进行替代，例如一块降板，用于建立向下的通道。倾角α最好能够从约10°变化到约40°，变化范围最好是25°-30°。
这种情况下的底纸2在倾斜运输机25的上表面上移动并随之向下运动，然后送到主运输机1上并随之运动。
第二连续纸22在滚轮23下运动，使得其恰好越过发泡空腔19的上表面，并且纸22落在膨胀的泡沫16的上表面上并随之运动。
可选择的压力板24的安装可使其靠在纸22的上侧，如果需要的话，它有助于膨胀泡沫的成型。
与普通系统相比较，对使用了根据本发明工艺和系统的板材连续制造系统进行了对比试验。
例1：
根据此比较例子，使用了如图1所示的普通连续板材机，不同的是没有发泡装置13。制备了一种表1中称为混合物A的化学混合物，并将其注入容器5。80∶20的TDI(部分B)注入容器6。容器7盛放亚辛酸盐催化剂(部分C)。
将泵8，9和10分别调整到具有如表1中对部分A，B和C所规定的输出量。运输机1调到每分钟5米的速度。
来自混合器的发泡化学物可以从混合头出口12直接注射到纸2上。压力计12′的读数为零。
泡沫16的膨胀开始于沿运输机的长度方向、距混合头11约0.8米的位置。这表示从混合开始约需要12秒钟的时间。
泡沫在距混合头11约8米的位置完全膨胀。这表示从混合开始约需要105秒钟的时间。
在固化之后，泡沫板材的高度为0.8米。从其上切下的泡沫试样的密度为21.5kg/m3。泡沫的组织结构具有一致的质量，儿乎没有不规则组织，尺寸过大组织或孔隙。
例2：
根据此比较例子，使用了例1中所用的泡沫板材机。在此情况下，表1中部分A所表示
                   表1
                               例1-3    例4
                     各部分    输出     输出
                     重量      (kg/min) (kg/min)部分A                              120      24聚醚多元醇，3500mw       100,00水                       4.50氨催化剂，Niax AL        0.10硅酮，Tegostab B2370     1.20部分B                              62.4    12.580∶20TDI                55.2部分C                              0.25    0.05催化剂，亚辛酸盐         0.22NIAX是碳化物联合会的商标TEGOSTAB是TH Goldschmidt的商标(发泡剂的价格相对较低)的化学混合物装入容器5中，并充满一定压力的二氧化碳气体，此外还加入一定量的液态二氧化碳。充足的液态二氧化碳使容器5中得到压力计14所指示的6巴的压力。
泡沫板材机按与例1相同的方式工作。
这次，化学物以扰动的泡沫形式流出混合头出口管12。也可注意到，在落在底纸2上之后，泡沫中形成了许多大的气泡。出口12处的压力计12′所指示的压力为零。
泡沫的膨胀在距混合头11约7米的距离处完成。
当泡沫板材固化时，其高度为0.9米，这表明比例1产生了更多的膨胀。
从其上切下的泡沫试样的密度为19kg/m3。
泡沫的组织结构不均匀，在泡沫中出现了大的卵形孔隙或气孔，尺寸可达30mm高×10mm直径。这种组织结构的不规则性的出现使这种泡沫不能为用户所接受。
例3：
根据本发明，使用了与例1和例2中相同泡沫板材机，不同之处在于：将根据本发明的发泡装置13安装到混合头出口12上，使得在发泡化学物通过压力均匀室21的降压区减小其压力而发泡之前，在运输机1的宽度上发泡化学物的压力得到均化。
如图2所示的压力均匀和发泡装置由一根1.9米长的钢管21构成，其内径为30mm。沿着压力均匀室21的长度方向，在钢管上切出一个高0.5mm，长1.85mm的槽17。入口管18安装到带槽的管21上，入口管18的另一端与混合头出口12连接。
扩散器/挡流板形式的发泡空腔19与压力均匀室21的外侧连接，以便在细长槽17和扩散器/挡流板的矩形出口20之间形成扩张的封闭通道。发泡空腔的出口尺寸为1.85米宽，0.2米高。从细长槽到出口，扩散器/挡流板形式的发泡空腔的长度为0.5米。
带槽的钢管以及扩散器/挡流板安装到泡沫板材机上，使得出口20恰好在底纸2的上方，并朝向如箭头P所示的运输机1的运动方向。
槽棒60具有图6和图7所示的结构。在图6中，该棒具有矩形的外形和矩形断面的内室62。许多如64，66和68所指示的细长槽用于提供所希望的槽棒60的出口，以及提供所需的压力降。在图7中，槽棒70具有圆形断面的内室72，许多如74，76和78所指示的管状出口在内室72中轴向地沿流动方向布置，以提供所需的出口和压力降。
泡沫板材机按与例2相同的方式工作。容器5中的压力仍为压力计14所指示的6巴；混合室中的压力约为18巴。
我们发现，在槽棒或压力均匀室21中的压力降应占混合室之后的总压力降的主要部分。
这次，从矩形出口20处生成的泡沫很平滑。在膨胀的泡沫中，没有大的气泡。混合头出口12上的压力计12′所指示的压力为6巴。
泡沫的膨胀在距出口20不到7米的距离处完成。由于泡沫的高粘度，根据本发明，有可能减小运输机的速度，并大大地减小生产线的总长度，因此，与普通系统相比，可减小整个设备的长度而不会出现潜流问题。
当泡沫板材固化后，其高度为1米。从其上切下的泡沫试样的密度为17kg/m3。组织结构良好，不含大的孔隙。泡沫质量已达到商业化标准。
例4：
根据本发明，使用了与例3中相同的化学配方，容器5中盛放着多元醇混合物/二氧化碳混合物，压力计12′的读数为6巴。
然而，在这种情况下，泵8，9和10的输出量减小到例3中所用输出量的1/5，如表1所示，并且槽17的高度减为0.4mm。
运输机1和21的表面速度均为1m/min。
在此情况下，膨胀泡沫16在距出口20约1.2米的距离处达到其全高。
固化的泡沫材料的高度为1米。从其上切下的泡沫试样的密度为17kg/m3。组织结构良好，并与例3中所制造的泡沫相似。泡沫不含大的孔隙。泡沫质量达到了商业化标准。
这种技术条件下的例3和例4证明了在连续生产聚合泡沫材料中通过控制压力降和混合物的发泡，根据本发明的工艺是高效率的。
例5：
在此例中，使用了与例4中相同的化学配方，所不同的是，如下面所述，二氧化碳的含量增加了。为了将液态二氧化碳连续地泵入，而不是在容器中将它与多元醇预混，对实施例进行了修改。如图4所示，为了借助于静态混合器53将来自容器55的液态二氧化碳混入多元醇液流中，增加了一个泵54。为了保证多元醇管路中的压力不变，设置了一个减压阀56，在到达混合器之前，上述压力将使二氧化碳在工作温度下保持为液态。液态二氧化碳以这样一种输出量泵入多元醇液流中，即二氧化碳与多元醇的重量比为4％。液态二氧化碳也可以泵入异氰酸盐液流中。槽17的高度进一步减小到约为0.3mm。压力计12′指示的压力为15巴。其它参数都与例4中的相同。
固化后的材料高度为1.2米，而密度为14kg/m3。组织结构良好。
长期的试验表明了使用二氧化碳作为主发泡剂的现实可能性，在运动的衬底上可得到反应混合物的平滑和均匀的发泡，同时运输机以相对低的速度运行，因此与使用普通工艺或发泡技术的机器相比，可以减小机器的长度和输出量。
在柔性聚氨酯泡沫的普通机械混合中，人们知道，在混合过程中有必要将少量的成核气体加到液态反应剂中。成核气体的作用是在开始发泡时为组织的形成提供成核结点。通常，成核气体，例如空气或氮气，以每分钟0.3-3纤升的速率用于混合流量为100kg/min的化学反应剂。
根据本发明，我们还发现，当液态二氧化碳作为辅助发泡剂引入液体反应剂时，最好仍加入一种成核气体。这种要加入的气体必须以足够高的压力引入混合器，以便克服混合器中的压力。
我们还发现，成核气体量可以远高于柔性聚氨酯泡沫普通机械混合时所用的气体量。当混合头的压力为5-18巴，化学流量为100kg/min时，我们发现可以按10-40纤升/分钟的速率加入成核气体(例如氮气)。如果使用普通机械混合的、较低的添加流量，泡沫组织结构将很粗糙，疏松率低，并且这种泡沫制品无法达到商业化的质量。
图4和图5表示了不同形式的出口和发泡装置。
根据图4的例子及根据本发明，盛放在容器55中的液态二氧化碳通过计量泵54直接注入来自于容器5的多元醇液流中，其中的容器5与图1中的例子一样。更准确地说，液态二氧化碳在静态混合器53的上游注入多元醇液流中，静态混合器53通过减压阀56与具有聚氨酯成分的高压混合器11连接。阀56用于保证在工作温度下多元醇管路中的压力能使二氧化碳保持为液态。液态二氧化碳也可以注入来自图1中容器6的异氰酸盐液流中。
图4中的参考数字13表示的是压力均匀和发泡装置的另一实施例，装置13用于聚氨酯混合物，其细节如图5所示。图5中的管18如同图1-3所示的实施例一样仍与混合室11连接，并且使用了压力均匀室或槽棒21。在这里，室21具有矩形的断面形状，也可以使用圆形和矩形之外的其它形状。槽棒上也有减压口17。开口17朝向一个通常用40表示的改进的发泡空腔。发泡空腔40包括一个与槽棒17连接并向外伸出约10mm的顶壁42。壁42与壁44相交并结束于该处，壁44相对壁42约成90°角。壁44向下延伸约30mm，并越过槽17的出口。因此，喷出的发泡混合物将与壁42和44相遇，并相对于流过槽17的液流的方向转过90°。我们发现，在这里结束发泡空腔，也就是说在壁44的端部和后壁48的一部分处结束发泡空腔能够产生这样的结果，即可以得到令人满意的发泡控制，并能对混合室11提供令人满意的合适背压。然而，我们最好使发泡空腔继续下去，延长后壁48约40mm的距离，以约为90°的角度从后壁48上向外伸出底壁50，底壁50的伸出距离约为50mm，并且以90°的角度从壁44上伸出顶壁46，顶壁46的伸出距离约为40mm。壁46和50彼此基本平行，虽然它们也可以彼此成约10°-20°的微小扩张角。
通过使用流动扩张的壁46和50，发泡混合物又转了90°，这一次是相对于壁42，44和后壁48的上部所限定的发泡混合物的流动方向转过90°。穿过发泡空腔的发泡混合物的通道使发泡在压力受到控制的条件下开始进行。穿过发泡空腔的发泡混合物的通道能使初始发泡过程得以发展，而不会有直接注入系统所带来的扰动。所得到的泡沫以平稳流动的方式从出口排出，并在非扰动的条件下，乳状的泡沫在移动的衬底上产生平稳的、自由流动的过渡。混合物的分配得到了加强，从发泡到化学成分发生反应之间的进一步过渡以及泡沫的长大也是平稳和彻底的。
如图3所示，发泡空腔可以与连续的纸板一起使用，如果需要，也可以与顶侧纸板22一起使用。
然而，很明显，就前述的例子来说还可以使用不同的或相似的解决方法，而不背离权利要求书所提出的对本发明的要求。

Claims (25)

1.一种用于连续生产聚氨酯泡沫板材(16)的方法包括下列步骤：制备一种由反应化学成分构成的混合物；
在充足压力的条件下，将反应化学物与CO2混合，上述压力将保证CO2处于液态，其特征在于：
通过沿着细长的压力均匀室(21)输送所得到的混合物，并使其通过细长的降压区(17)来分配混合物，降压区(17)的尺寸被设计成能够维持上游混合物上的背压以便保持CO2为液态，并且在压力受到控制的条件下开始发泡，以便在将混合物从降压区排出时防止CO2的扰动挥发；
当发泡材料沿发泡空腔(19)流动，并流过出口(20)时，通过逐渐地将发泡的材料中的CO2释放使排出的混合物形成一个逐渐膨胀的发泡材料，因此将发泡混合物排到衬底(2)上。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，排卸混合物的步骤包括将发泡混合物(16)置于运动的衬底上。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，发泡混合物(16)的排卸是沿着基本水平的路线进行的。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，发泡混合物(16)的排卸是在一倾斜路线(25)上进行的。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，发泡混合物沿着一发泡空腔(19)流动，上述空腔(19)的断面尺寸沿空腔(19)长度方向相应变大。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，发泡空腔(19)的出口(20)的横断面积大于降压区(17)的横断面积。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，混合物沿着发泡空腔(19)流动，其中，由化学成分构成的反应混合物在发生化学膨胀之前，发泡混合物相应地释出。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，偏转从所述降压区(17)流出的混合物的流动方向。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，上述降压区(17)和上述发泡空腔(19)相对衬底(2)横向延伸。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于，混合过程中的压力范围为5-18巴。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，混合过程中所使用的压力为15-18巴。
12.一种适用于实施上述权利要求之一的方法并在运动的衬底(2)上连续生产聚合泡沫板材(16)的设备包括：
混合装置(11)，用于在压力下将化学反应成分和CO2进行混合，
供料管路(18)，用于将混合物输送到发泡装置(13)，其特征在于：发泡装置(13)包括一个细长的压力均匀室(21)，细长的压力均匀室(21)上有一细长的降压区(17)，降压区(17)的尺寸被设计成能够维持上游混合物上的背压以便保持CO2为液态，并且在压力受到控制的条件下开始发泡，以便在将混合物从降压区排出时防止CO2的扰动挥发，以及
发泡空腔(19)，空腔(19)用于在发泡材料沿发泡腔流动时逐渐地将发泡材料中的CO2释放从而使排出的混合物形成一种逐渐地不起反应的膨胀的发泡材料并且具有一个沿衬底(2)的运动方向的横向延伸的开口(20)。
13.根据权利要求12的设备，用于在运动的衬底上连续生产低密度柔性聚氨酯泡沫板材的设备，其特征在于，上述发泡装置(13)包括：一个具有压力均匀室(21)的槽棒，压力均匀室(21)上有一个细长的降压区(17)；以及一个从上述槽棒(21)上伸出的发泡空腔(19)，上述的发泡空腔(19)由具有一出口的壁组件所确定，上述出口用于将发泡混合物沿着衬底(2)的运动方向排到衬底(2)上。
14.根据权利要求12的设备，其特征在于，上述出口(20)的横断面积大于上述降压区(17)的横断面积。
15.根据权利要求12的设备，其特征在于，上述降压区包括一个细长的槽(17)，槽(17)基本上沿着衬底(2)的整个宽度延伸。
16.根据权利要求12的设备，其特征在于，上述降压区包括一系列细长的槽(64，66，68)。
17.根据权利要求12的设备，其特征在于，上述降压区包括一系列管状出口(72，74，76)，它们沿流动方向轴向地分布。
18.根据权利要求12的设备，其特征在于，上述降压区包括至少一个细长槽(17；64，66，68)，细长槽沿流动方向轴向地分布。
19.根据权利要求12的设备，其特征在于，上述发泡空腔(19)由彼此连接的流动转向壁组件(44，46，48，50)所确定。
20.根据权利要求19的设备，其特征在于，上述壁组件在流动方向上扩散。
21.根据权利要求12的设备，其特征在于，上述发泡空腔包括至少一个位于上述降压区(17)下游的、基本为直角的拐角(42，44；28，50)。
22.根据权利要求12的设备，其特征在于，上述降压区(17)和上述发泡空腔(19)相对于衬底(2)是横向延伸的。
23.根据权利要求12的设备，其特征在于，它还包括一种用于控制多元醇，异氰酸盐和液体CO2的混合物发泡的装置，上述发泡装置包括一壳体(40)，其上有一细长的压力均匀室(21)和一用于将混合物引入上述细长压力均匀室(21)的入口管(18)，至少一个从上述压力均匀室(21)向外引出的出口(17)以及一个与上述壳体(40)连接并从上述至少一个出口(17)接收混合物的发泡空腔(52)，上述发泡空腔(52)由一系列彼此连接又取向不同的壁组件(42，44，46，48，50)组成，上述壁组件足以改变来自至少一个出口(17)的混合物的流动方向。
24.根据权利要求12的设备，其特征在于，它包括发泡装置(13)，发泡装置(13)用于聚合反应聚氨酯化学物和液体CO2的混合物，上述装置包括具有压力入口(18)和降压出口(17)的压力均匀室(21)，上述发泡装置具有一个由壁构成的空腔，空腔从上述降压出口伸出，并且处于这样的位置，即空腔拦截来自降压区(17)的液流，控制压力的降低以及在发泡材料中均匀分配能量。
25.根据权利要求12的设备，其特征在于，它包括一套柔性泡沫板材设备，其上具有化学混合站(11)，用于在压力下将聚氨酯化学物与处于液态的CO2进行压力混合；从而得到聚氨酯泡沫材料，
它还包括：一个与上述化学混合站(11)相连的发泡装置(13)，发泡装置(13)用于接受混合的聚氨酯化学物，并用于使混合物发展成为均匀的预膨胀泡沫材料，还用于将泡沫材料排在沿落板(25)运动的衬底(2)上；以及一个运输机装置(1)，运输机装置(1)相对于上述落板(25)定位，用于接收从上述落板(25)排下的泡沫材料，上述运输机(1)以每分钟1-5米的速度运行，使得在距排料点约1-8米的范围内泡沫材料获得全高。
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