DE2916232A1 - Prepn. of polyurethane foam contg. filler - by high-shear mixing of filler into poly:ol using plate carrying knife blades - Google Patents
Prepn. of polyurethane foam contg. filler - by high-shear mixing of filler into poly:ol using plate carrying knife bladesInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Ver+t+ttttng zur Herstellung von mit FüllstoffenProcess and Ver + t + ttttng for the production of with fillers
versehenen Polyurethanschaumstoffen ~ Die erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Füllstoffen versehenen Polyurethanschaumstoffen, wobei der Folyurethanschaumstoff durch eine chemische Reaktion bei einem schnellen Vermischen von Polyol mit einer erforderlichen Isocyanatmenge entsteht.provided polyurethane foams ~ The invention relates to a method for the production of polyurethane foams provided with fillers, the Polyurethane foam through a chemical reaction when mixed quickly of polyol with a required amount of isocyanate is formed.
Polyurethanschaumstoffe haben sich einen vielfältigen snwendungsbereich erschlossen. Um diesen Anwendungsbereich noch weiter zu vergröbern, wurde bereits vorgeschlagen, den Polyurethanschaumstoff mit Füllstoffen zu versetzen.Polyurethane foams have a wide range of uses opened up. In order to make this area of application even more coarse, suggested adding fillers to the polyurethane foam.
Ls wurde dabei erkarmt, daß eine Füllstoffzugabe aus Schwerspat oder kreide die 8challdämmwirkung des Polyurethanschaumstoffes erhöht, Andere, oftmals körnige Füllstoffe, wie beispielsweise Blähton oder -glas, geben dem Polyurethanschaumstoff eine höhere Festigkeit. Die mechanischen Eigenschaften des Polyurethanschaumstoffes werden verbessert.It was recognized that the addition of filler from heavy spar or Chalk increases the soundproofing effect of the polyurethane foam, others, often Granular fillers, such as expanded clay or glass, give the polyurethane foam a higher strength. The mechanical properties of the polyurethane foam are improved.
Obwohl diese günstigen Auswirkungen geeigneter Füllstoffe auf den Polyurethanschaumstoff bekannt sind, werden Füllstoffe bei Polyurethanschaumstoffen nur sehr selten verwendet, da die Sinmischung in das schnell reagierende bchaumsystem problematisch ist. Die Füllstoffe mußten vor dem Verschäumen in die Schäumform eingebracht werden. Die Korngrößen der Füllstoffe liegt oft bei 3 - 4 mm. Der Schaumstoff wird daher zwischen den Füllstoffteilchen zu stark verdichtet. Weiter ist eine gleichmäßige Verteilung des Füllstoffes in dem Folyurethanschaumstoff nicht erreichbar.Although these beneficial effects of suitable fillers on the Polyurethane foams are known, fillers are used in polyurethane foams Only used very rarely, as it is mixed in with the fast-reacting tree system is problematic. The fillers had to be introduced into the foaming mold before foaming will. The grain size of the fillers is often 3 - 4 mm. The foam will therefore compressed too much between the filler particles. Next is an even Distribution of the filler in the polyurethane foam cannot be achieved.
Diese ungleichmäBige Verteilung ;1es Büllstoffes war ein wesentlicher Grund für die seltene Anwendung von Füllstoffen in Polyurethanschaumstoffen.This uneven distribution of the bulking material was an essential one Reason for the infrequent use of fillers in polyurethane foams.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache und wirtschaftliche Weise mit Füllstoffen versetzte Folyurethanschaumstoffe herzustellen, die einen besseren Vernetzungsgrad und bessere mechanische Eigenschaften, sowie eine bessere Schalldämmung aufweisen. Dieses Ziel soll ohne eine ankerung der gebrauchlionen Rezepturen erreicht werden.The invention is based on the object of simple and economical The wise way to make filled polyurethane foams that have a better degree of crosslinking and better mechanical properties, as well as a better one Have sound insulation. This goal is to be achieved without anchoring the uses Recipes can be achieved.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Füllstoff in das Polyol eingebracht wird, daß das Polyol und der eingebrachte Füllstoff intensiv unter einleiten von hohen Scherkräften miteinanuer bis zur gleichmäßigen Feinstzerteilung mit einer Rührscheibe mit von der ührscheibe abtehenden Metallmesserteile, deren Anstellwinkel zum Scheibenradius einer statistischen Verteilung zwischen O0und 1800 unterliegen, vermischt werden, daß das mit dem feinstzerteilten, gleichmäßig verteilten Füllstoff versetzte Polyolgemisch mit der erforderlichen Isocyanatmenge und den notwendigen Additiven zwecks Reaktionsschäumens vermischt wird.The object is achieved according to the invention in that the filler is introduced into the polyol that the polyol and the introduced filler are intense with the introduction of high shear forces with one another until even finest division with a stirring disc with metal knife parts protruding from the rotating disc, whose Angle of incidence to the disk radius of a statistical distribution between O0 and 1800 subject to be mixed that with the finely divided, evenly distributed Filler mixed polyol mixture with the required amount of isocyanate and the necessary additives for the purpose of reaction foaming is mixed.
Das Vermischen des Füllstoffes im Polyol vor dem Verschäumen ergibt eine gleichmäßigere Verteilung des Füllstoffes im bndprodukt. Durch die Füllstoffvermischung im Polyol nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Zerkleinerung bzw. eine Feinstzerteilung des Füllstoffes erzielt werden.Mixing the filler in the polyol before foaming results a more even distribution of the filler in the final product. By mixing the fillers In the polyol according to the method of the invention, a comminution or a Finest division of the filler can be achieved.
Diese Feinstzerteilung ermöglicht eine beträchtliche erhöhung des Büllstoffanteilæ im Polyurethanschaumstoff. Das bedeutet eine weitere Verbesserung der angestrebten Eigenschaften von mit Büllstoffen versetzten Polyurethanschaumstoffen.This fine division enables a considerable increase in the Bulking material æ in the polyurethane foam. That means a further improvement the desired properties of bulking polyurethane foams.
Das erfindungsgeiuäße Verfahren hat die vorteilhafte Virkmlg, daß die Polyolketten zum 'ìeil zerschlagen werden. nine verbesserte und vollständigere chemische Reaktion während des Schäumvorganges ist die Folge. Der Vernetzungsgrad des n:'nd produkts ist höher.The method according to the invention has the advantageous Virkmlg that the polyol chains are smashed to death. nine improved and more complete chemical reaction during the foaming process is the result. The degree of networking the n: 'nd product is higher.
Der Füllstoff wird im Polyol unter Einbringen von hohen Seherkräften gleichmäßig ver- und zerteilt, so daß die Korngröße in der gewtünschten Bandbreite liegt. Wach dem Vermischen der Polyol komponente mit den weiteren Reaktionskomponenten liegt der Büllstoff im Polyurethanschaumstoff gleichmäßig verteilt vor.The filler is in the polyol with the introduction of high visual powers evenly distributed and divided so that the grain size is within the desired range lies. Wake up the mixing of the polyol component with the other reaction components if the bulking material is evenly distributed in the polyurethane foam.
Vorteilhafterweise wird der Füllstoff in das Polyol mit einer Mischwerkzeugumfangsgeschwindigkeit von 20 bis 65 m/sek eingemischt.Advantageously, the filler is introduced into the polyol at a peripheral mixing tool speed mixed in from 20 to 65 m / sec.
Die Vermischung in diesem Geschwindigkeitsbereich gewährleistet eine ausreichende Yermischung des Füllstoffes und ein ausreichend hohes Scherkraftgefälle In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Vermischung des Füllstoffes mit dem Polyol eine Verringerung der Korngröße der Füllstoffteilchen auf 10 bis 30my bewirkt.Mixing in this speed range ensures one sufficient mixing of the filler and a sufficiently high shear force gradient In an advantageous embodiment of the invention, the mixing of the filler with the polyol, a reduction in the grain size of the filler particles to 10 to 30my causes.
Diese Zerkleinerung des Füllstoffes ermöglicht die Zugabe eines erhöhten Füllstoffanteiles.This crushing of the filler enables the addition of an increased Filler content.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. Die Vorrichtung zum Vermischen von Polyol und Füllstoff unter Einleiten von hohen Scherkräften ist mit einer an einer senkrechten Rührwerkswelle angebrachten Rührscheibe versehen. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß auf der Rührscheibe aufragende etallmesserteile konzentrisch angeordnet sind.The invention also relates to a device for performing the The method of claim 1. The apparatus for mixing polyol and filler under the introduction of high shear forces is with one on a vertical agitator shaft attached stirring disk. The device is characterized in that Metal knife parts protruding from the stirring disk are arranged concentrically.
Die Schneiden der etallmesserteile zerschlagen die Süllstoffteilchen Die dabei entstehenden scharfen Kanten der zerschlagenen Füllstoffteilohen führen zu einer besseren Verklammerung der zerkleinerten Füllstoffteilchen im Schaumstoffgerüst und somit zu verbesserten mechanischen Werten.The cutting edges of the metal knife parts smash the filler particles The resulting sharp edges lead to the broken filler parts for a better interlocking of the crushed filler particles in the foam structure and thus to improved mechanical values.
Es ist eine Mischvorrichtung mit einer Rührscheibe bekannt (DE-AS 11 86 031), bei der die Rührscheibe aus zwei Sinzelscheiben gebildet ist, die jeweils nur nach einer Seite abgebogene Zähne aufweisen. Diese abgebogenen Zähne sind aus der Scheibenfläche am Umfang herausgestellt. Eine aufreißende Wirkung auf einzelne Büllætoffteilchen wie bei der Erfindung ist durch diese Rührscheibe nicht möglich.A mixing device with a stirring disk is known (DE-AS 11 86 031), in which the agitator disk is made up of two single disks, each only have teeth bent to one side. Those bent teeth are out the disc surface exposed on the circumference. A disruptive effect on individuals Büllætoffteilchen as in the invention is not possible with this stirring disk.
Um eine große Werkzeuggeschwindigkeit zwecks Einleitens von hohen Scherkräften zu erreichen, sind die konzentrisch angeordneten Metallmesserteile auf dem größtmöglichen Umfang auf der Rührscheibenfläche angeordnet.In order to achieve a high tool speed for the purpose of introducing high To achieve shear forces are the concentrically arranged metal knife parts arranged to the greatest possible extent on the agitator disc surface.
In vorteilhafter Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind auf der Oberseite und der Unterseite der Sührscheibe konzentrisch angeordnete etallmesserteile angebracht Die Rührscheibe erhält so eine gesteigerte Mischwirkung. Es können wesentlich höhere Energien in das Polyoli'üllstoffS gemisch eingebracht werden Durch die vorteilhafte Anordnung der Metallmesserteile unter verschiedenen Winkeln zum Radius auf der Rührscheibe werden den Mischungsteilchen unterschiedliche radiale Bewegungskomponenten aufgezwungen. Der Mischeffekt wird dadurch weiter begünstigt. Die Schneidkanteh der Metallmesserteile stehen auch in einer unterschiedlichen Winkelstellung zu den aufprall enden BüllstoffteilchenO Die Zerteilung der sich stetig verkleinernden Füllstoffteilchen wird sichergestelltO zine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung schlägt vor9 daß die Metallmesserteile auf der Scheibenfläche der Xührscheibe zur Drehachse schräg angeordnet sind Dabei können auf der selben Scheibenfläche senkrechte und schräge Metallmesserteile zusammen angeordnet sein Durch die zur Drehachse schräge Anordnung der Metallmesserteile wird in die Mischung einer vertikale Bewegungsko;:ponente eingebrachtO Eine außerordentliche gute Verteilung und Feinetzerteilung der Füllstoffe wird erreicht, wenn die Rührscheibe mit einer Drehzahl von 1500 bis 3000 min 1angetrieben wird Bei diesen hohen Drehzahlen treffen die Stoßwellen der Metallmesserteile durch die auf die Mischungsteile ausgeübten Energieimpulse aufeinander0 An Hand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung nachstehend näher erläutert Fig.1 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Einmischen von Füllstoffen in Polyol.In an advantageous embodiment of the device according to the invention are metal knife parts arranged concentrically on the top and bottom of the spreader disk attached The agitator disc has an increased mixing effect. It can be essential higher energies can be introduced into the polyol filler mixture Arrangement of the metal knife parts at different angles to the radius on the stirring disk Different radial movement components are imposed on the mixture particles. This further enhances the mixing effect. The cutting edge of the metal knife parts are also in a different angular position to the impacting particles of bulking materialO The division of the continuously decreasing filler particles is ensured Zine advantageous embodiment of the invention suggests that the metal knife parts are arranged obliquely to the axis of rotation on the disk surface of the Xührscheibe vertical and inclined metal knife parts can be combined on the same disc surface Due to the inclined arrangement of the metal knife parts to the axis of rotation is introduced into the mixture of a vertical movement component; an extraordinary one good distribution and fine distribution of the fillers is achieved when the agitator disc at a speed of 1500 to 3000 min 1 is driven at these high speeds hit the shock waves of the metal knife parts by those exerted on the mixture parts Energy impulses on top of each other 0 With reference to the drawing, two exemplary embodiments are presented the invention explained in more detail below FIG. 1 shows a schematic representation a device for mixing fillers in polyol.
Fig.2 zeigt eine nach Linse I-I in Fig.1 geschnittene Draufsicht der Vorrichtung. FIG. 2 shows a plan view sectioned along lens I-I in FIG the device.
Fig.3 zeigt im Ausschnitt ein schräg angeordnetes Metallmesserteil einer anderen Ausfiihrungsform. 3 shows a section of a metal knife part arranged at an angle another embodiment.
Die dargestellte Vorrichtung weist eine zentrale Rührwerkswelle 4 auf, die in einem Antriebsblock 5 gelagert ist und von einem im Antriebsblock 5 integrierten Antrieb in Drehung versetzt wird. Die Drehzahleinstellung ist kontinuierlich von 0 bis 3000 min-1 wählbar.The device shown has a central agitator shaft 4 which is mounted in a drive block 5 and by one in the drive block 5 integrated drive is set in rotation. The speed setting is continuous selectable from 0 to 3000 rpm.
Am anderen Ende der Rührwerkswelle 4 ist eine Rührscheibe 6 konzentrisch angeschweißt. Auf der Oberseite 7 der Eührscheibe 6 sind dünne Pietallmesserteile 8 senkrecht stehend angeordnet.At the other end of the agitator shaft 4, an agitator disk 6 is concentric welded on. On the top 7 of the Eührscheibe 6 are thin Pietall knife parts 8 arranged upright.
Wie aus der Fig.2 ersichtlich wird, haben diese Metallmesserteile 8 eine sehr geringe Breitenabmessung gegenüber ihrer Längenabmessung. Weiter ist as der Xigo2 ersichtlich, daß die Metallmesserteile 8 unter unterschiedlichen Winkeln (α) zum Scheibenradius auf der ührscheibe 6 angestellt sind.As can be seen from Figure 2, these have metal knife parts 8 has a very small width dimension compared to its length dimension. Next is As the Xigo2 can be seen that the metal knife parts 8 at different angles (α) are employed on the pulley 6 to the disk radius.
In ig03 wird ein kleiner Ausschnitt einer kühreoheibe 36 gezeigt, auf der die Metallmesserteile 38 nicht senkrecht, sondern unter einem zur Drehachse schrägen Winkel ( ) angebracht sind. Durch diese schräge Anordnung der Metallmesserteile 38 wird in das Mischgut eine vertikale Bewegungskomponente eingebracht. Die Metallmesserteile 38 bei dieser Ausführungsform können mit verschiedenen Neigungswinkeln auf der Rührscheibe 36 angebracht sein. Ebenso ist es möglich nur einige der Metallmesserteile schräg und die anderen senkrecht auf der Rührscheibe anzuordnen.In ig03 a small section of a kühreoheibe 36 shown, on which the metal knife parts 38 are not perpendicular, but below one to the axis of rotation inclined angles () are attached. Due to this inclined arrangement of the metal knife parts 38 a vertical movement component is introduced into the mix. The metal knife parts 38 in this embodiment can be used with different angles of inclination on the agitator disk 36 be attached. It is also possible to only incline some of the metal knife parts and to arrange the others vertically on the stirring disk.
Für den Vermischvorgang wird der Füllstoff, z.B. Schwerspat, in das bereits mit dem Aktivator und dem Treibmittel vermischte Polyol gegeben. In den das Folyol-Füllstoffgemisch aufnehmenden Behälter wird die Mischvorrichtung hineingefahren. Die ßührscheibe wird mit einer Drehzahl von 3000 min angetrieben.For the mixing process, the filler, e.g. heavy spar, is poured into the Polyol already mixed with the activator and the propellant are added. In the the container holding the Folyol-filler mixture is inserted into the mixing device. The ßührscheibe is driven at a speed of 3000 min.
Da die Metallmesserteile 8 mit unterschiedlichen Winkeln angestellt sind, werden verschiedengerichtete Energieimpulse auf die Füllstoffteilchen ausgeübt Dabei kommt es kurzzeitig immer wieder zu Energiespitzen, die zu einer Zerschlagung der Füllstoffteilchen und der Folyolketten führen In die Mischung werden über die auf der hochtourig drehenden Rührscheibe sitzenden Metallmesserteile Stoßwellen hoher Frequenz eingebracht. Dadurch wird die Homogenisierung der Mischung gefördert.Since the metal knife parts 8 are employed at different angles differently directed energy pulses are exerted on the filler particles In the process, there are short-term energy peaks that lead to a breakdown The filler particles and the polyol chains lead to the mixture being over the Metal knife parts sitting on the high-speed rotating agitator disc shock waves introduced at a high frequency. This promotes the homogenization of the mixture.
Nach Beendigung des Mischvorganges wird das Folyol-Füllstoff gemisch in einen Vorratstank einer Po lyur ethan-S chäumanlage gefördert. Die Polyurethan-Schäumanlage vermischt in an sich bekannter Weise die Polyolkomponente mit der erforderlichen Isocyanatmenge, sowie den Additiven und füllt den entstehenden Schaum in Formen. LeerseiteAfter the end of the mixing process, the Folyol filler is mixed conveyed into a storage tank of a polyurethane foaming system. The polyurethane foaming system mixes the polyol component with the required one in a manner known per se Isocyanate amount, as well as the additives and fills the resulting foam in molds. Blank page
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792916232 DE2916232A1 (en) | 1979-04-21 | 1979-04-21 | Prepn. of polyurethane foam contg. filler - by high-shear mixing of filler into poly:ol using plate carrying knife blades |
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DE2916232A1 true DE2916232A1 (en) | 1980-10-30 |
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ID=6068949
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DE19792916232 Ceased DE2916232A1 (en) | 1979-04-21 | 1979-04-21 | Prepn. of polyurethane foam contg. filler - by high-shear mixing of filler into poly:ol using plate carrying knife blades |
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DE (1) | DE2916232A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1464464A2 (en) * | 2003-03-18 | 2004-10-06 | Hennecke GmbH | Process for the preparation of polyurethane foams |
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US3772219A (en) * | 1972-01-19 | 1973-11-13 | I Schwarz | Flexible polyurethane foam composition |
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1979
- 1979-04-21 DE DE19792916232 patent/DE2916232A1/en not_active Ceased
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