CN1224382A - 高压混合头 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于聚氨酯—反应塑料的高压混合头,由一个混合室和一个稳定室组成。其中稳定室具有轴比为10～100的大致矩形的横截面。高压混合头尤其用来制造含填料的聚氨酯,其中填料被抛向从稳定室排出的帘状反应混合物。

Description

高压混合头

本发明涉及一种用于混合至少两种可起反应的塑料组分的高压混合头，其中的混合物以帘状从混合头排出。

已知各种用于双组分塑料的混合头，其中，各组分通过相对置的喷嘴在高压下喷入圆筒形的混合室，从混合室出来的混合物被输入一个与混合室成直角设置的稳定室中，接着例如自由流动地填入开启式模具(参见DE～A 2907938)。其中在混合室和稳定室中设置有可轴向移动的清洁活塞和排料活塞，它们在模具填充结束后即注射结束后轴向移动，从而填满各个室。混合室的清洁活塞具有对置的纵向槽，这些纵向槽在封闭混合室的活塞位置覆盖住注射喷嘴并与组分的回输管路连通。

在稳定室中应当减小混合物的紊流，从而使混合物以层状从稳定室排出。

现已表明，尤其在双组分混合物有较大生产率的混合头中，其中的稳定室的直径也被设计得相当大，只会发生不充分的紊流减少，从而使混合物的排出流倾向于展开。为了避免这种展开的排出流必须沿轴向超比例地加长稳定室。

按照本发明现建议排出室具有大体矩形的横截面。

本发明的主题是一种用于混合至少两种可起反应的塑料组分的高压混合头，尤其是混合一种是聚氨酯反应混合物的双组分。其中，混合头具有一带有剂量活塞的混合室，两个对置的用于注射组分的喷嘴通入混合室，而混合室通入大体与混合室的轴线垂直延伸的带有清洁推杆的稳定室中，其特点是，稳定室和清洁推杆具有大体为矩形的横截面，其轴比为10～100。

组分混合物以帘状从混合头排出，其宽度大于厚度10～100倍。

稳定室和清洁推杆优先具有轴比为15～80尤其优先为25～60的大致为矩形的横截面。

稳定室由间距很小的两个平行界面构成，所述间距可以是大约1～10mm。由于界面的间距很小所以能很快和有效地减小流动的组分混合物中的紊流。

混合室优先在中央垂直通向稳定室的大的界面。稳定室大的横向尺寸可以是混合室直径的2～8倍，尤其优先至少是3倍。

本发明的混合头不仅保证显著稳定组分混合物，而且除此之外在很宽范围对混合物流量加以控制。因此，聚氨酯反应混合物从稳定室中排出的速度可以在0.25～5米/秒的范围变化而无缺点，在混合物粘度特别高时甚至可达10米/秒。

此外制备的宽帘状的混合物流可以均匀地填入开启式模具中而无夹带气体的危险。为此，混合头可以在模具上作横向往复运动。

尤其优先的是用本发明的高压混合头来制造填充有固体的双组分塑料。其中固体被侧向抛向从稳定室排出后的组分混合物的自由流动的帘。

因此，本发明的主题也是一种制造填充有固体的双组分塑料的方法，其中组分在连接有稳定室的高压混合头中混合，其特点是，稳定室具有轴比为10～100的大致为矩形的横截面，从而混合物以自由流动的帘的形状从稳定室排出和固体被抛向帘。

实施用来制造填充的双组分塑料的这一优先方法的一个相应装置除了混合头外，在稳定室的排出孔下方具有一定向输送固体的装置。

作为固体可以采用粉状、粒状、团状或纤维状的用作加固剂或防火剂的已知的固体，尤其是那些延伸尺寸至少为0.2mm，优先至少为0.5mm的固体。

本发明的装置和方法尤其适用于按照其它的方法由于其机械敏感性而很难添加的固体，例如本发明成功地将作为防火剂的发泡石墨添入聚氨酯中。

作为发泡石墨例如可以考虑已知的石墨中有SOx、NOx、卤素和/或强酸的嵌入化合物。这些也被称作为石墨盐。发泡石墨优先在例如120～350℃时发泡，放出SO₂,SO₃,NO和/或NO₂。发泡石墨可以具有其最大直径在0.1～5mm范围的颗粒形状，该直径优先在0.5～3mm的范围内。适合于本发明的发泡石墨可以在市场上获得。

对于已应用的防火剂例如可以含有1～50％(重量)的发泡石墨。发泡石墨的含量优先在2～30％(重量)，尤其是2～20％(重量)。作为防火剂的发泡石墨的效果与石墨颗粒的尺寸有关。在添加过程中粘结剂中的粉碎的发泡石墨颗粒对防火只起着很有限的作用。将填料添入聚氨酯反应混合物中的一般方法导致颗粒尺寸的明显变小，这对防火是有害的。

固体颗粒通过适当的输送机构输送给液态帘，在输送机构中颗粒获得必要的动能。作为支持可以使用输送气体，优先采用空气。

此外，本发明尤其适用于纤维加强的聚氨酯，尤其是当纤维具有用其它的添入方法不再有可控的长度时。

作为加强纤维可以采用天然纤维或合成的有机或无机纤维，其中本发明尤其适合的纤维长度为3～300mm。

尤其优先采用玻璃纤维。

其中玻璃纤维优先作成玻璃纤维股用输送辊和切割辊输送、切割并被抛向自由流动的双组分混合物。玻璃纤维可以具有的长度例如为10～100mm。

固体优先按40°～90°尤其优先按40～60°的角度被抛向组分混合物帘。

本发明的混合头可以将聚氨酯反应混合物填入开启式模具中，必要时连同固体。此外，本发明混合头适用于连续制造开孔或闭孔泡沫块，其中反应混合物帘被涂布在泡沫块生产设备的连续模具的输送带上。混合头优先这样设置在输送带上，即使得帘指向输送带的运动方向，其中混合头横向于输送带来回运动。

此外，按照本发明也可使用固体组合物，其方法是例如从一侧用玻璃纤维和从另一侧用发泡石墨向反应混合物帘加载。

下面借助于图1～5对本发明作进一步说明。

图1表示本发明高压混合头的横截面；

图2表示图1的混合头的A～A剖面；

图3表示用于制造玻璃纤维加强的聚氨酯模制件的本发明装置；

图4表示图3的B-B剖面；

图5表示制造玻璃纤维加强的多组分塑料的另一装置；

图6表示含填料的多组分塑料的另一装置。

图1和图2表示一个按照本发明的带有一圆筒形混合室2的高压混合头1。两个对置的用于两种混合组分的注射喷嘴3通入高压混合头。在聚氨酯的情况下组分为异氰酸酯和多元醇。在混合室的轴向设置有剂量活塞4，可液压移动。剂量活塞4具有两条对置的槽5，在闭锁位置槽5分别将一注射喷嘴3与未表示出的输回管路相连。横向于混合室2，混合头具有横截面大致为矩形的稳定室6，从而组分混合物以帘8的形状从混合头排出。此外，沿稳定室出口的方向设置有一个液压可移动的清洁推杆7。在工作位置该推杆可以释放向着稳定室6的混合室出口和部分地覆盖而节流(9)。

图3表示本发明的高压混合头1。组分混合物8从该混合头排出。玻璃纤维5通过输送辊12和其外圆周上轴平行地固定有至少一把切割刀14的切割辊13之间所输送的一股或多股玻璃纤维11而被输送和切割并被抛向混合物帘8。输送辊12和切割辊13的表面速度为1～50米/秒，优先为3～10米/秒。玻璃纤维抛出装置10沿X、Y方向和可绕角度α调节地与高压混合头1相连。玻璃纤维5由于其通过输送辊12和切割辊13所获得的速度而被包入混合物帘8中并被组分混合物浸湿。双组分混合物和玻璃纤维组成的混合物被涂覆在开启式半模20中，这时高压混合头在模具20上方水平移动。在模具填满后混合室2由剂量活塞5关闭，剩余的组分混合物用清洁推杆7从稳定室6中排出。接着，下半模借助于一适当的闭模装置通过未描述的上半模封闭，使组分混合物硬化。

图4表示图3示图的B-B剖面。

图5表示本发明的一个特别优先的实施例，其中从两侧用玻璃纤维5向混合物帘8加载。

图6表示类似于图5的一个装置。其中固体颗粒例如发泡石墨用转轮20a和20b抛向液态帘8。转轮的圆周速度可以为1～50米/秒。

Claims (6)

1．用于混合至少两种可起反应的塑料组分的高压混合头，包括一有两个对置的组分注射喷嘴(3)通入的混合室(2)、一可在该混合室中移动的剂量活塞(4)和一大致垂直于混合室(2)的轴向延伸的具有清洁推杆(7)的稳定-排出室(6)，其特征在于，稳定室(6)和清洁推杆具有轴比为10～100的大致矩形的横截面。

2．按照权利要求1的高压混合头，其特征在于，稳定室(6)垂直于混合室(2)的轴线的尺寸比混合室(2)的直径大2～8倍。

3．采用如权利要求1或2的高压混合头来制造填充有固体的双组分塑料的方法，其中组分在高压混合头中混合，组分混合物在大致偏转90°后在稳定室中稳定，其特征在于，组分混合物在稳定室(6)中用轴比为10～100的大致矩形的横截面引导，固体颗粒自由流动地与从稳定室(6)中排出后的组分混合物接触。

4．按照权利要求3的方法，其特征在于，作为固体颗粒可以采用玻璃纤维，该玻璃纤维作为玻璃纤维股用输送辊和切割辊输送、切割并被抛向自由流动的组分混合物，辊的圆周速度为1～50米/秒。

5．按照权利要求3的方法，其特征在于，作为固体颗粒采用发泡石墨。

6．按照权利要求3～5的方法，其特征在于，自由流动的塑料混合物在两侧与固体颗粒接触。

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