RO117359B1

RO117359B1 - Procedeu de obtinere continua a spumei poliuretanice sub forma de placi si instalatie pentru aplicarea acestuia

Info

Publication number: RO117359B1
Application number: RO94-00792A
Authority: RO
Inventors: Brian James Blackwell; Lucien Jourquin; Johannes A M G Derksen; Rudi Mortelmans
Original assignee: Recticel Holding Noord Bv
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 2002-02-28
Also published as: PL173404B1; HU9401402D0; SK54394A3; CN1073908A; ZA928775B; NO941732D0; US5804113A; PT101062B; DK0613415T3; CA2123111C; DE69119244T2; BR9107328A; RU94027571A; KR100208658B1; PT101062A; LTIP225A; CN1038237C; WO1993009934A1; EP0613415B1; PL305247A1

Abstract

Inventia se refera la un procedeu de obtinere continua a spumei poliuretanice sub forma de placi si la o instalatie conceputa in mod special pentru aplicarea procedeului, ea fiind destinata pentru aplicatii in domeniul fabricatiei de mase plastice. Procedeul conform inventiei prevede ca, in timpul expandarii libere si polimerizarii amestecului de reactie, pe langa producerea de gaz de expandare, concomitent cu evacuarea de gaz din spatiul de expandare si polimerizare, se introduce, in mod continuu, un gaz astfel incat presiunea in acest spatiu sa se mentina intr-un interval prestabilit de presiuni, cuprins intre 0,5 si 10 bari, iar temperatura este mentinuta intre 10 si 75 degree C. Instalatia pentru aplicarea procedeului este prevazuta cu un mijloc (33) pentru introducerea continua de gaz in incinta (2) in timpul expandarii libere si polimerizarii si evacuarea concomitenta de gaz din respectiva incinta cu ajutorul mijlocului (25) de pompare a gazului, pentru a reduce fluctuatiile de presiune in respectiva incinta.

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere continuă a spumei poliuretanice sub formă de plăci și la o instalație concepută în mod special pentru aplicarea procedeului, ea fiind destinată pentru aplicații în domeniul fabricației de mase plastice.

Se cunoaște un procedeu de producere a spumei din poliuretan în condiții de presiune controlată. în conformitate cu acest procedeu, spuma se realizează la presiune scăzută, astfel, încât pentru obținerea ei cu densitate redusă este necesară o cantitate mai mică de agenți chimici și fizici de expandare, în special, de apă. Folosirea unei cantități reduse de apă face însă ca spuma poliuretanică ce se obține să fie mai moale. în contrast cu aceasta, duritatea spumei poliuretanice poate fi mărită prin realizarea procedeului de formare a spumei, la o presiune mai ridicată și folosind o cantitate mai mare de agenți de expandare, cum ar fi apa. în acest mod, presiunea poate fi folosită ca un parametru suplimentar de control.

Se cunoaște faptul că la fabricarea continuă a spumei poliuretanice sub formă de plăci, pentru a se obține o spumă cu proprietăți constante, trebuie ca presiunea aerului din mediul ambiant să fie menținută la valoare constantă, deoarece chiar variații relativ mici ale presiunii influențează asupra densității și durității spumei obținute. S-a constatat că atunci când procedeul de obținere a spumei se realizează la presiunea mediului ambiant, variațiile zilnice ale presiunii atmosferice provoacă variații ale densității și altor proprietăți, cum ar fi duritatea spumei sub formă de placă (EP- A1-0044226).

Acest procedeu prezintă dezavantajul că nu permite menținerea unei presiuni constante la producerea continuă a spumei poliuretanice sub formă de placă cu proprietăți uniforme.

Se cunoaște și un mijloc pentru reglarea presiunii într-un agregat închis de producere discontinuă a spumei, unde fără un control adecvat, variațiile presiunii în interiorul acestuia pot fi chiar mai mari decât variațiile zilnice a presiunii mediului ambiant. Un astfel de mijloc ar putea fi folosit și în construcția unui agregat de obținere continuă a spumei care, însă are dimensiuni mult mai mari decât cele de producere discontinuă, volumul incintei lor putând fi de 1000 până la 1500 m³.

în scopul de a menține o presiune ridicată, constantă, în stadiul cunoscut al tehnicii s-a propus folosirea unei supape de evacuare care permite eliminarea de gaz, atunci când presiunea depășește o valoare constantă, prestabilită. Se are în vedere folosirea unui compresor care conlucrează cu un manometru, o supapă de evacuare și mijloace pentru comanda conectării și deconectării. Nu se dau detalii privind modul de funcționare a acestor mijloace însă folosirea lor pentru conectarea sau deconectarea compresorului este evidentă (EP-A1-0044226).

într-o altă variantă din stadiul cunoscut al tehnicii, compresorul este folosit numai pentru obținerea respectivei presiuni ridicate, de preferință, înainte de începerea procesului de obținere a spumei, după care se decuplează compresorul și se menține o suprapresiune, relativ constantă, prin ventilarea agregatului închis de producere a spumei, în timpul reacției (USA-4777186).

în stadiul anterior al tehnicii este cunoscută și folosirea unei pompe de vid cu mijloace de comandă adecvate, pentru menținerea unei presiuni reduse, relativ constante (EP-A10044226).

Experimentări cu pompă de vid, pe un agregat de mari dimensiuni, închis ermetic, pentru producerea continuă de spumă, au efectuat și autorii prezentei invenții. S-a încercat să se mențină o presiune joasă, la valoarea constantă, prin comanda turației unor pompe pentru evacuare de gaze din incintă cu un debit aproximativ egal cu cel al gazelor de expandare. Se pare însă, că în acest mod nu se poate menține o presiune suficient de constantă.

RO 117359 Β1

Problema tehnică, ce trebuie rezolvată prin invenție, constă în elaborarea unui proce- 50 deu de obținere continuă a spumei poliuretanice cu parametrii fizico-chimici constanți și a unei instalații care să asigure aplicarea acestui procedeu și obținerea spumei poliuretanice sub formă de plăci de calitate relativ constantă.

Procedeul, conform invenției, rezolvă această problemă tehnică și înlătură dezavantajele menționate prin aceea că în timpul expandării libere și polimerizării amestecului de 55 reacție, pe lângă producerea de gaz de expandare, concomitent cu evacuarea de gaz din spațiul de expandare și polimerizare se introduce, în mod continuu, un gaz, astfel, încât presiunea în acest spațiu să se mențină într-un interval prestabilit de presiuni cuprins, între 0,5 și 10 bari, preferabil, între 0,7 și 1,5 bari reducând astfel fluctuațiile de presiune, iar temperatura prestabilită a gazului în respectivul spațiu este menținută, cel puțin în timpul expan- 60 dării libere și polimerizării, într-un interval cuprins, între 10 și 75°C, preferabil, între 20 și 50°C, cu o variație, de ±5°C față de valoarea prestabilită, cel puțin parțial prin comanda temperaturii și/sau debitului de gaz introdus în spațiul menționat. Presiunea de pulverizare și expandare este menținută la presiunea mediului ambiant sau sub aceasta, iar gazul este introdus la un debit, cel puțin egal cu jumătate din debitul de producere al gazului de expan- 65 dare, de preferință, cel puțin egal cu respectivul debit de producere al gazului de expandare, debitul de gaz menționat fiind însă mai mic decât de cinci ori, preferabil, mai mic decât de trei ori debitul de producere al gazului de expandare menționat. Presiunea în respectivul spațiu este menținută la o valoare situată peste presiunea mediului ambiant și respectivul gaz este alimentat la un debit care este, cel puțin egal cu o zecime din debitul de producere 70 a gazului de expandare, de preferință, cel puțin o treime, dar care debit este mai mic decât de patru ori debitul de producere a gazului de expandare și, de preferință, mai mic decât de două ori față de debitul de producere a gazului de expandare. în timpul expandării și polimerizării gazul este alimentat cu un debit constant, presiunea este menținută într-un interval de ±1% față de valoarea prestabilită a presiunii în timpul expandării libere și a poli- 75 merizării. Gazul este evacuat activ din spațiul de expandare și polimerizare și este introdus în spațiul de expandare și polimerizare la presiune ambiantă sau sub presiune, în ultimul caz, cu ajutorul unei pompe, iar gazul evacuat este purificat.

Instalația, conform invenției, asigură aplicarea procedeului menționat prin aceea că este prevăzută cu un mijloc pentru introducerea continuă de gaz în incintă, în timpul expan- 80 dării libere și polimerizării și evacuarea concomitentă de gaz din respectiva incintă cu ajutorul mijlocului de pompare a gazului, pentru a reduce fluctuațiile de presiune în respectiva incintă. Ea cuprinde un mijloc pentru conectarea ieșirii mijlocului de pompare la incintă în timpul expandării libere și polimerizării, și un mijloc pentru evacuarea de gaz din respectiva incintă în timpul expandării și polimerizării, concomitent cu pomparea de gaz în respectiva incintă, 85 cu un mijloc de pompare pentru a reduce fluctuațiile de presiune din incintă, care include, cel puțin o suflantă. Mijlocul pentru introducerea de gaz în incintă include, cel puțin o intrare în respectiva incintă prevăzută cu o supapă de admisie reglabilă și include, cel puțin o unitate cu pompă auxiliară de intrare. Mijlocul pentru evacuarea gazului din incintă include cel puțin o ieșire prevăzută cu o supapă reglabilă și anume, o supapă de evacuare și, cel puțin 90 o unitate auxiliară de evacuare. Instalația prezintă, cel puțin o ușă despărțitoare ermetică pentru împărțirea incintei în cel puțin două compartimente, din care un prim compartiment care cuprinde o unitate pentru tăierea blocurilor de spumă la o lungime prestabilită și un al doilea compartiment, care cuprinde o ușă de ieșire, un mijloc de pompare care este conectat la primul compartiment în timp ce mijlocul pentru alimentarea cu gaz a incintei respective 95 este prevăzut pentru alimentarea cu gaz a primului compartiment, care mai conține și niște mijloace pentru reglarea presiunii în cel de-al doilea compartiment când ușa de ieșire și ușa despărțitoare sunt închise. Instalația mai cuprinde niște mijloace pentru deschiderea ușii

RO 117359 Β1 despărțitoare, când presiunea din cel de al doilea compartiment este reglată la presiunea din primul compartiment, niște mijloace pentru transportul a cel puțin unui bloc de spumă tăiat, prin ușa despărțitoare, în cel de al doilea compartiment, mijloace pentru închiderea ușii despărțitoare după ce blocul de spumă a fost transportat în cel de al doilea compartiment, mijloace pentru reglarea presiunii în cel de al doilea compartiment la presiunea ambiantă, mijloace pentru deschiderea ușii de ieșire când presiunea în compartimentul al doilea este reglată la presiunea ambiantă, mijloace pentru îndepărtarea blocurilor de spumă prin ușa de ieșire din cel de al doilea compartiment și mijloace pentru închiderea ușii de ieșire după ce blocul de spumă a fost evacuat din al doilea compartiment, precum și mijloace pentru controlul temperaturii gazului introdus sau pompat în incinta de expandare și polimerizare.

Procedeul și instalația de aplicare a procedeului, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- gazul poate fi introdus cu debit constant;

- presiunea în faza a doua poate fi menținută în limite, de 1 % peste sau sub valoarea prestabilită;

- variațiile de presiune sunt mai mici decât variația zilnică a presiunii atmosferice;

- alimentarea cu gaz poate fi reglată pentru a reduce și mai mult variațiile de presiune din spațiul respectiv;

- spuma obținută prezintă proprietăți mai constante față de cele din stadiul tehnicii;

- se purifică o cantitate de gaz mult mai mică comparativ cu cantitatea de gaze eliminată la procedeele și instalațiile cunoscute;

- gazele de evacuare conțin o cantitate mai mare de noxe, iar unitatea de purificare funcționează mai eficient;

- este necesară o cantitate mai mică de agenți de expandare.

în continuare, se prezintă 3 exemple de realizare a procedeului de obținere continuă a spumei poliuretanice sub formă de plăci și a instalației de aplicare a procedeului, în legătură cu fig. 1 și 2, care reprezintă:

- fig. 1, o secțiune în plan longitudinal a instalației în care se crează o presiune sub valoarea presiunii atmosferice;

- fig.2, o secțiune în plan longitudinal a instalației din fig.1, în care se crează o presiune peste valoarea presiunii atmosferice.

în procedeul de obținere continuă a spumei poliuretanice sub formă de plăci, conform invenției, se prepară mai întâi, un amestec de reacție polimerizabil care conține un agent de expandare. Acest amestec este aplicat în mod continuu pe un transportor cu una sau mai multe benzi transportoare, pe care se află, cel puțin o hârtie sau un film, și este lăsat să expandeze liber și să polimerizeze, astfel, încât să se formeze respectiva spumă. Amestecul de reacție este preparat dintr-un poliol și un poliizocianat.

Componenta poliolică poate cuprinde, de exemplu:

- polieter polioli preparați prin reacția unuia sau mai multor alchilen oxizi sau alchilen oxizi substituiți cum ar fi, oxid de etilenă sau propilenoxid cu inițiatori care conțin unul sau mai mulți atomi de hidrogen activ, de exemplu, glicerină sau trimetilol propanul;

- polieter polioli parțial sau complet aminați de tipul descris mai sus;

- poliester polioli care sunt preparați prin reacția unuia sau mai multor acizi policarboxilici, anhidride sau esteri ai acestora cum ar fi, acidul adipic, acidul ftalic, cu unul sau mai mulți alcooli polihidrici ca, de exemplu, etilen glicol, glicerină,

- polieter sau poliester polioli care conțin polimeri de poliadiție sau policondensare în stare dispersată sau solubilă.

RO 117359 Β1

Componenta de poliizocianat poate fi formată din diverși izocianați alifatici sau aromatici, cu TDI, MDI, prepolimeri ai TDI sau MDI și toate amestecurile posibile ale 150 acestora.

Ca agenți de expandare se folosesc produse chimice ca, apă, acid formic și derivații acestuia și agenți de expandare fizici cum ar fi, CFC II, clorură de metilen și alte CFC, HCFC și lichide cu puncte de fierbere relativ joase.

Amestecul de reacție mai conține și catalizatori, cum ar fi, amine și/sau catalizatori 155 metalici. în general, sunt necesari agenți activi de suprafață și s-a constatat că pot fi folosiți numeroși agenți de acest fel. La amestecul de reacție de mai sus se mai pot adăuga retardanți de flacără, agenți de extindere, de reticulare, de umplere, pigmenți, antioxidanți etc.

în procedeul, conform invenției, expandarea liberă și polimerizarea pot fi realizate într-un spațiu închis ermetic sau într-un spațiu înconjurat parțial, de un strat de gaz. într-o 160 primă fază, adică, atunci când expandarea liberă începe și, de preferință, chiar înainte de începutul expandării amestecului de reacție, presiunea gazelor, este reglată într-un domeniu de presiuni prestabilit, acest interval de presiuni este cuprins, între 0,5 și 10 bar de regulă între 0,7 și 1,5 bar. în a doua fază, adică în timpul obținerii continue a spumei poliuretanice, presiunea este menținută în intervalul prestabilit menționat, pe de o parte, prin evacuare de 165 gaz din spațiul respectiv, și, pe de altă parte, prin introducerea continuă de gaz în spațiul respectiv, pe lângă producerea gazului de expandare în timpul expandării libere și polimerizării amestecului de reacție. S-a constatat că datorită combinării, în același timp, dintre evacuarea de gaz din spațiu și introducerea continuă de gaz în respectivul spațiu, variațiile de presiune pot fi reduse în mod considerabil. Când presiunea dorită,din respectivul spațiu, 170 este suficient de mică față de presiunea mediului ambiant se poate introduce în acest spațiu gaz la presiunea mediului ambiant, printr-o intrare în acest spațiu. Introducerea de gaz în spațiul respectiv este apoi comandată cu ajutorul unor supape de admisie, reglabile sau prin folosirea unor plăcuțe cu orificii de diferite diametre.

în locul unei introduceri pasive de gaz în respectivul spațiu, gazul poate fi introdus 175 în mod activ, sub presiune, de exemplu, atunci când presiunea în spațiu trebuie menținută la o presiune apropiată sau mai mare decât presiunea atmosferică. De preferință, în spațiu se introduce aer, dar pot fi adăugate și alte gaze de exemplu, azot, bioxid de carbon ș.a. sau amestecuri ale acestor gaze.

Datorită introducerii de gaz în respectiva incintă, fie în mod activ, fie în mod pasiv, 180 în acest spațiu poate fi reglată nu numai presiunea ci și temperatura gazelor. în acest scop, temperatura gazului introdus în spațiul respectiv se reglează, iar debitul poate fi, de asemenea reglat. Mai mult, este, de asemenea, posibil să se recircule un agent de răcire sau încălzire, de-a lungul spațiului sau prin spațiul respectiv. De preferință, temperatura gazelor în spațiu este menținută în acest mod, cel puțin în timpul celei de a doua faze, într-un interval 185 de 5% sub sau peste valoarea prestabilită a temperaturii. Această temperatură este cuprinsă, în mod normal, între 10 și 75°C, de regulă, între 20 și 50°C.

în procedeul, conform invenției, opacitatea gazelor din spațiul înconjurător al amestecului de reacție este, de asemenea, reglată prin ventilare mai ales prin evacuare de gaz din spațiu, concomitent cu introducerea de gaz în acesta, așa cum s-a descris mai 190 înainte. în acest fel vaporii, cum ar fi, de exemplu, izocianații volatilizați, sunt îndepărtați din respectivul spațiu, ceea ce reprezintă o caracteristică importantă, deoarece acești vapori se pot depune pe senzori, pe fotocelule, pe ferestrele de vizitare etc., necesare pentru comanda funcționării automate a agregatului de obținere a spumei.

Procedeul, conform invenției, permite efectiv o comandă completă diferitelor condiții 195 din jurul amestecului de reacție cum ar fi, presiunea, temperatura, opacitatea și, de preferință, de exemplu, și umiditatea gazelor care înconjoară amestecul de reacție.

RO 117359 Β1 într-o primă variantă de realizare a procedeului, conform invenției, presiunea din spațiul respectiv este menținută sub valoarea presiunii atmosferice sau la o valoare apropiată de presiunea atmosferică, adică presinea din jurul instalației închise de producere continuă a spumei, în timp ce într-o a doua variantă de realizare, presiunea este menținută peste presiunea mediului ambiant. Pentru a reduce variațiile de presiune și a realiza comanda temperaturii în spațiul respectiv se introduce gaz în acest spațiu, în mod activ sau în mod pasiv, la un debit care în prima variantă este, cel puțin egal cu jumătate din debitul de formare al gazului de expandare și, de preferință, cel puțin egal cu debitul de formare al gazului de expandare, iar în ă doua variantă, la un debit cel puțin egal cu o zecime din debitul de formare al gazului de expandare și, de preferință, cel puțin egal cu o treime din respectivul debit de gaz. în prima variantă, gazul este introdus cu un debit de 5 ori mai mic, decât debitul de formare al gazului de expandare, de preferință, de 3 ori mai mic, iar în a doua variantă, gazul este introdus cu un debit de 4 ori mai mic, decât debitul gazului de expandare, de preferință, de două ori mai mic, astfel, încât să se regleze în mod efectiv presiunea și să se evite volumele mari de gaze de evacuare. Gazele sunt, purificate, de preferință, înainte de a fi eliberate în atmosferă sau de a putea fi reintroduse în spațiul respectiv. Pentru un agregat de producere continuă a spumei, cu o productivitate de 1000m³ spumă/h, debitul de alimentare cu agz este cuprins, între 100 și 5000m³/h (m³ reprezintă volumul atunci când gazul este la presiune atmosferică).

Instalația pentru aplicarea procedeului și obținerea continuă de spumă poliuretanică, conform invenției, cuprinde un agregat 1 pentru producerea continuă de spumă, închis într-o incintă 2 ermetică. Acest agregat 1, în sine cunoscut, poate fi de tip Maxfoam/Varimax, cum se arată în figuri, de tip transportor înclinat, de tip Vertifoam sau de tip QuardoFoamat și cuprinde un cap 3 pentru amestecarea componentelor poliuretanice, ce conțin un agent de expandare, un jgheab 4 legat prin intermediul unei țevi 5 la o ieșire a capului de amestecare 3, o așa numită placă de cădere 6 și o primă bandă transportoare 7. O unitate 8 de alimentare cu folie sau hârtie se află fie în interiorul incintei 2, într-o incintă separată 9, așa cum se arată în instalația ilustrată. Filmul sau hârtia furnizate de unitatea de alimentare 8 trec peste placa de cădere și peste prima bandă transportoare 7 și este rebobinată pe o unitate 11 de rebobinare, de la partea de jos. Există, de asemenea, niște unități 12 laterale de alimentare cu hârtie/film, în număr de două, câte una pe fiecare parte a agregatului, și niște unități 13 laterale de rebobinare a hârtiei/filmului, în număr de două, montate, astfel, încât filmul sau hârtia laterală trec printre niște pereți 14, laterali. Poate fi, de asemenea, prevăzută o unitate pentru hârtie/film amplasată la partea superioară și o unitate de rebobinare corespunzătoare.

Instalația ilustrată mai conține o unitate 15 pentru tăiat blocul de spumă, montată deasupra unei benzi 16 transportoare, ce este amplasată după prima bandă 7 transportoare în interiorul incintei 2.

Incinta 2 a instalației, conform invenției, este de preferință împărțită în niște compartimente 17 și 18 cu ajutorul unei uși 19 despărțitoare, primul compartiment 17 fiind așa numita incintă de prelucrare care conține agregatul de producere continuă a spumei, în timp ce al doilea compartiment 18 este o incintă ermetică prevăzută cu o ușă 20 de ieșire pentru blocurile de spumă obținute.

în instalația, conform invenției, amestecul de reacție preparat în capul de amestecare este descărcat pe transportorul în mișcare format din hârtia inferioară care se deplasează continuu peste placa 6 de cădere și pe prima bandă 7 transportoare, astfel, încât să aibă loc expandarea liberă și polimerizarea amestecului de reacție. Spuma 21 poliuretanică sub formă de placă obținută în acest fel este apoi tăiată de unitatea 15 de tăiere în niște blocuri

RO 117359 Β1 de lungime dorită. Unitatea 15 de tăiere este plasată la o astfel de distanță de jgheabul 4, încât spuma 21 produsă este polimerizată suficient când a ajuns la unitatea 15 de tăiere pentru a preveni deteriorarea spumei în timpul tăierii, timpul minim necesar pentru polimerizare fiind de obicei, de aproximativ, 6 min. Distanța dintre unitatea 15 de tăiere și incinta 18 ermetică depinde de lungimea dorită a blocului și este, de exemplu, de 30 m. Este clar că, lungimea incintei 18 depinde de lungimea dorită a blocului. Pentru a transporta blocurile 22 de spumă tăiate din incinta 17 de prelucrare în incinta 18 ermetică, incinta de prelucrare este prevăzută cu o altă bandă 23 transportoare, iar incinta ermetică este și ea prevăzută cu o bandă 24 transportoare. Este clar că dimensiunile mari ale incintei și producerea continuă a spumei poliuretanice face dificilă menținerea unei presiuni constante în incintă.

După cum se va prezenta în cele ce urmează, invenția oferă mijloace pentru reducerea variațiilor de presiune în incintă atunci când presiunea trebuie menținută sub, sau aproape de presiunea mediului ambiant. Aceste mijloace sunt formate din unități de pompare și conducte adecvate prevăzute cu supape. în fig. 1 se prezintă cu linii continuul acele conducte care funcționează, atunci când se realizează o presiune sub valoarea presiunii mediului ambinat, și cu linii întrerupte conductele care sunt închise cu supape închise reprezentate prin simbolul negru**, în timp ce supapele deschise sunt indicate prin simbolul·*.

în fig.2 se prezintă situația în care în incintă se creează o presiune situată peste presiunea atmosferică.

Instalația, conform invenției, cuprinde mijloace pentru pomparea gazului, de preferință o suflantă 25, prevăzută cu o intrare 26 de gaz și o ieșire 27 de gaz, o conductă 28 pentru conectarea intrării 26 la incinta 17 de prelucrare, astfel, încât atunci când o supapa 29 este deschisă, cum este în fig. 1, să se activeze evacuarea gazului din incinta 17 de prelucrare. Gazele evacuate sunt conduse printr-o conductă 30, prevăzută cu o supapă 31 în poziția deschisă, la un dispozitiv de curățire a fumului, de exemplu, o unitate 32 de absorbție cu cărbune activ, pentru purificarea gazelor înainte de evacuarea lor în atmosferă.

O caracteristică importantă a instalației, conform invenției, este aceea că ea cuprinde niște mijloace 33 pentru introducerea continuă de gaz în incinta 17 de prelucrare în timp ce simultan este evacuat gazul din aceasta cu ajutorul suflantei 25. Mijloacele 33 pentru alimentare cu gaz ale instalației cuprind o conductă pentru alimentarea cu aer din mediul ambiant, un schimbător 34 de căldură pentru reglarea temperaturii aerului introdus și o supapă 35 reglabilă care permite controlul debitului de gaz introdus, în particular aer.

După cum s-a explicat mai sus, combinarea gazului de evacuare și a gazului de alimentare permite în mod surprinzător, să se reducă variațiile de presiune în respectiva incintă sau, cu alte cuvinte, să mențină o presiune mai constantă în incintă. Această presiune poate fi sub presiunea mediului ambiant, dar când mijloacele 33 de alimentare cu gaz conțin o pompă 36 auxiliară, pentru a asigura o alimentare suficientă cu gaz a incintei, presiunea poate fi apropiată de presiunea mediului ambiant sau peste această presiune.

în instalația, conform invenției, prezentată în fig.2, ieșirea 27 de gaz a suflantei 25 poate fi conectată prin niște conducte 37 și schimbătorul 34 de căldură la incinta 17 de prelucrare, în timp ce intrarea 26 de gaz comunică cu atmosfera sau cu un recipient de gaz. Pentru a menține o presiune constantă supraatmosferică în incinta 17 de prelucrare, gazele sunt îndepărtate printr-o conductă 38, prin supapa 35 reglabilă și pompa 36 auxiliară la dispozitivul 32 de curățire a fumului. Această pompă 36 auxiliară este, de preferință, o pompă cu două căi sau o suflantă care permite să se pompeze aer în incinta 17 de prelucrare sau din această incintă. Suflanta 25 se rotește întotdeauna, în același sens și poate crea, fie o suprapresiune, fie depresiune în incinta 17 de prelucrare prin fixarea diferitelor supape în poziții adecvate. Un mecanism analog poate fi folosit și pentru pompa auxiliară 36.

250

255

260

265

270

275

280

285

290

RO 117359 Β1

Incinta 18 ermetică a instalației, conform invenției, este prevăzută să evacueze blocurile 22 de spumă tăiate din incinta 17 de prelucrare fără a produce în aceasta variații de presiune, în acest scop, respectiva instalație mai cuprinde mijloace pentru reglarea presiunii în respectiva incintă 18 ermetică la presiunea din incinta 17 de prelucrare, când ușa 20 de ieșire și ușa 19 despărțitoare sunt închise, înainte de deschiderea respectivei uși 19 despărțitoare. Aceste mijloace au și scopul de menținere constantă a presiunii în incinta 18 ermetică, cel puțin când ușa 19 despărțitoare este deschisă. Ele conțin în instalația ilustrată, în mod analog ca în incinta 17 de prelucrare, o suflantă 39 și conducte adecvate pentru conectare, fie a unei intrări de gaz 40, fie a unei ieșiri 41 de gaz către incinta ermetică 18.

în situația prezentată în fig.1, pentru crearea unei presiuni sub atmosferice, intrarea 40 a suflantei 39 este legată printr-o conductă 42 la incinta 18 ermetică, pentru a reduce presiunea în această incintă, în timp ce ieșirea 41 este legată printr-o conductă 43 la unitatea 32 de curățire a fumului. Pentru a reduce variațiile de presiuni în incinta 18, în special, când este deschisă ușa 19 despărțitoare, așa cum este reprezentat în figuri, și pentru a permite reglarea temperaturii din incinta 18 ermetică, la valoarea temperaturii din incinta de prelucrare, este prevăzută cu o conductă 44 și un schimbător 45 de căldură pentru alimentarea cu aer a incintei 18. Această conductă 44 poate conține și o supapă 32 reglabilă și eventual, și o pompă 46 suplimentară, de preferință, o pompă cu două căi pentru a controla debitul prin conducta 44, în special, când presiunea din incinta ermetică trebuie reglată la o valoare apropiată de presiunea mediului ambiant.

Pentru a realiza în incinta 18 o presiune peste presiunea atmosferică, așa cum se arată în fig.2, ieșirea 41 a suflantei 39 este legată printr-o conductă 47 care include și schimbătorul de căldură 45, pentru reglarea temperaturii în incinta ermetică, la respectiva incintă ermetică, în timp ce intrarea 40 a suflantei 39 este în comunicare cu atmosfera sau cu un recipient de gaz. în această situație, gazul este îndepărtat din incinta 18 ermetică printr-o supapă 52 reglabilă și pompa 46 cu două căi, printr-o conductă 48, la unitatea de purificare a fumului. Această supapă 45 și/sau unitatea 46 de pompare cu două căi permite controlul debitului gazului evacuat din incinta 18 ermetică.

Pentru evacuarea blocurilor 22 tăiate, din incinta 17 de prelucrare, instalația, conform invenției, cuprinde niște mijloace pentru deschiderea ușii 19 despărțitoare, când presiunea din incinta 18 ermetică și, de preferință, și temperatura sunt reglate la presiunea și respectiv, temperatura din incinta 17 de prelucrare, niște mijloace pentru transportul, a cel puțin unui bloc tăiat 22 prin respectiva ușă 19, despărțitoare în incinta ermetică, mijloace care cuprind o a doua și o a treia bandă transportoare 23 și respectiv 24, ilustrate în figuri, niște mijloace pentru închiderea ușii despărțitoare 19 după ce respectivul bloc a fost transportat în incinta 18 ermetică, niște mijloace, de exemplu, o deschidere pentru intrarea de aer sau de gaz, prevăzută cu o supapă 49 de închidere, pentru reglarea presiunii în respectiva incintă ermetică la presiune atmosferică, niște mijloace pentru deschiderea ușii 20, niște mijloace 24 și 50 pentru îndepărtarea blocului 22, prin ușa de ieșire deschisă din incinta 18, și mijloace pentru închiderea ușii 20 de ieșire.

După închiderea ușii 20, presiunea și, de preferință, și temperatura în incinta 18 ermetică sunt reglate cu ajutorul suflantei 39, a schimbătorului 45 de căldură și posibil și a unității 46 de pompare și/sau a supapei 52 reglabile. Instalația, conform invenției, poate fi completată cu mijloace pentru controlul umidității gazelor introduse în incinta de prelucrare și în incinta ermetică. Mai mult, se poate crea o circulație de gaz în incinta 17 de prelucrare, cu ajutorul unui ventilator 51 pentru a obține o presiune și o temperatură mai uniforme în incinta 17.

RO 117359 Β1

Următoarele exemple au fost realizate cu instalația ilustrată în figuri și descrisă anterior.

Exemplul 1. în acest exemplu, blocurile de spumă poliuretanice sunt obținute, la o presiune situată sub presiunea mediului ambiant, de aproximativ 0,7 bar și la o temperatură de aproximativ 25°C. Situația corespunde celei din fig. 1. 345 înainte de a începe descărcarea amestecului de reacție în jgheabul 4 se evacuează aerul din incinta 2 cu ajutorul suflantelor 25 și 39, ușa 20 fiind închisă și ușa 19 despărțitoare fiind deschisă pentru a reduce presiunea în incintă, la aproximativ 0,7 bar. între timp, se introduce aer în incinta de prelucrare și în incinta ermetică prin conductele 33 și, respectiv, 44. Aerul introdus este încălzit, până la 25°C. După 10 min se obține o situație stabilă, de 350 25°C/0,7 bar prin reglarea suflantelor 25 și 39 și prin supapele 35 și 52 de reglare.

Amestecul de reacție este dozat în capul de amestecare și descărcat pe hârtia în mișcare continuă 10, el fiind format din următoarele ingrediente (în părți în greutate):

- polieter poliol convențional 100;

-apă........................................................4,5;355

-TDI 80/20 57,1;

- agent de suprafață siliconic 1,7;

- catalizator aminic 0,14;

- octoat stanos 0,23.

Amestecul de reacție se lasă să expandeze liber și să polimerizeze pe hârtia infe- 360 rioară, care se deplasează continuu spre unitatea de tăiere cu o viteză de aproximativ 5 m/min. Când blocul de spumă ajunge la lungimea dorită de 30 m se face tăierea și apoi, este trecut prin incinta ermetică pe banda transportoare 24 și părăsește spațiul pentru obținerea următorului bloc de spumă de lungime dorită. Ușa 19 despărțitoare este închisă, suflanta 19 oprită, iar temperatura și presiunea din incinta ermetică se reglează din condițiile de proces 365 la valoarea presiunii mediului ambiant prin deschiderea supapei 49. Apoi, ușa 20 de ieșire se deschide și blocul de spumă este antrenat pe transportorul 50 și apoi, distribuit pe sistemul de condiționare după care ușa 20 de ieșire și supapa 49 se închide din nou și se reglează din nou temperatura și presiunea în incinta ermetică, la 25°C și, respectiv, 0,7 bar prin evacuarea gazului cu suflanta 39 și alimentarea concomitentă de aer prin conducta 44 370 și schimbătorul de căldură 45. Ușa 19 despărțitoare se deschide din nou și procedeul se repetă, până la realizarea producției dorite de blocuri de spumă. La funcționare în condiții staționare, alimentarea medie cu aer prin conducta 33 în incinta 17 de prelucrare este, de aproximativ 900m³/h, în timp ce producția de gaz de expandare are valoarea, în condiții staționare, de aproximativ 700 m³/h. Temperatura medie a aerului alimentat în stare 375 staționară este, de 22,5’C.

în timpul întregului ciclu de producție, după pornire, valorile temperaturii și presiunii, în condiții de stare staționară în incinta de prelucrare, sunt următoarele:

- tempertatură:	medie	25,3°C
	minimă	24,1°C	380
	maximă	26,0°C
- presiunea:	medie	0,699 bar
	minimă	0,694 bar
	maximă	0,704 bar

Blocurile de spumă produse au lungimea de 30 m, lățimea de 2,1 m și înălțimea de 385 1,22 m. Densitatea este de 16,1 kg/m³ și duritatea ILD (amprentă 40%) este de 86 N. Spuma are proprietăți bune raportate la densitate și comparabile cu cele ale spumelor obținute cu CFC 11 ca agent de expandare și cu densitate și duritate echivalentă.

Exemplul 2. Pentru a ilustra domeniul larg de spume poliuretanice care pot fi obținute folosind presiunea ca parametru al procesului, se folosește același amestec de reacție, ca în exemplul 1 și următoarele condiții în incintă;

- temperatură: 25°C

-presiune: 1,0 bar

Condițiile din mediul ambiant au fost:

-temperatură: 21°C

-presiune: 1,017 bar.

Se folosește aceeași metodă același echipament ca în exemplul 1 (fig.1). în timpul producției în regim staționar s-au măsurat următoarele valori în interiorul incintei de prelucrare:

- temperatură:	medie	24,9°C
	minimă	23,8°C
	maximă	25,7°C
- presiunea:	medie	1,002 bar
	minimă	0,992 bar
	maximă	1,007 bar

în stare staționară, cantitatea medie de aer alimentat în incinta de prelucrare 17 a fost de 2500 m³/h în timpul obținerii spumei. Spre deosebire de exemplul 1, s-a folosit unitatea 36 de pompare auxiliară pentru alimentarea acestei cantități de aer. Aerul s-a încălzit până la 23,5°C cu ajutorul schimbătorului de căldură 34. Gazele de expandare produse și aerul alimentat s-au evacuat din incinta de prelucrare 17, cu ajutorul suflantei 23, cu un debit mediu, de aproximativ 3100 m³/h (=2500 m³ + debitul de formare a gazului de expandare, de aproximativ 600 m³/h). Incinta ermetică a funcționat ca în examplul 1, cu excepția faptului că aerul s-a pompat în această incintă cu ajutorul pompei 46 auxiliare. Dimensiunile blocurilor obținute au fost aceleași, dar densitatea spumei a fost de 21,3 kg/ m³ și duritatea ILD (amprentă 40%) a fost 119N. Calitatea, raportată la densitate, a fost din nou excelentă.

în timpul producției, alimentarea cu aer s-a oprit, timp, de 30 min și s-a reglat presiunea numai prin viteza suflantei. în timpul acestei perioade s-au măsurat următoarele valori, nesatisfăcătoare, în interiorul incintei de prelucrare:

- temperatura:	s-a ridicat la 68°C
- presiunea:	minimă 0,925 bar maximă 1,056 bar.

Densitatea blocurilor produse în acest interval de timp a variat, între 19,4 și 22,9 kg/m^3, ceea ce a fost nesatisfăcător.

Examplul 3. S-a folosit aceeași metodă și același echipament ca în exemplele 1 și 2, condițiile de obținere al spumei fiind următoarele: temperatura: 35°C, presiunea: 1,3 bar. în acest exemplu, pentru a obține o presiune supraatmosferică este folosită configurația din fig.2. Amestecul de reacție a avut următoarea compoziție:

părți în greutate

- poliester poliol convențional 100;

- apă 3,5;

- TDI 80/20 47,4;

- agent de suprafață siliconic1,5;

- catalizator aminic0,19;

- octoat stanos

0,27.

RO 117359 Β1 în timpul ciclului de producție, de la început și până la sfârșit, s-au măsurat 435 următoarele valori ale parametrilor în incintă:

- temperatură:	medie	35,2°C
	minimă	33,9°C
	maximă	36,3°C
- presiunea:	medie	1,298 bar	440
	minimă	0,289 bar
	maximă	1,310 bar

în condiții de funcționare staționare, cantitatea de aer introdusă în incintă cu ajutorul suflantei 25 a fost de 175 m^{1 2 3}/h, la o temperatură, de 32°C. Blocurile de spumă obținute au avut o lungime de 30 m, lățime de 2,05 m și înălțime de 1,07m. Densitatea spumei a fost de 445

34,6 kg/m³ și duritatea ILD (amprentă 40%) a fost de 253N. Spuma a prezentat proprietăți bune, raportate la densitate, și o duritate înaltă care, în mod normal, poate să fie obținută la această densitate, numai când în amestecul de reacție se folosesc polioli speciali.

Este evident că, invenția nu este limitată la exemplele de realizare prezentate și pot fi luate în considerare multe modificări, privind construcția și dimensiunile agregatului de pro- 450 ducere a spumei și ale incintei, fără a depăși sfera de protecție a prezentei invenții.

în acest sens, este posibil să nu se folosească incinta ermetică și în locul ei să se folosească tambure sau transportoare, care să preseze spuma produsă la ieșirea acesteia din incinta de prelucrare, în special, când este produsă o spumă rigidă.

Claims

Revendicări

1. Procedeu de obținere continuă a spumei poliuretanice sub formă de plăci, care cuprinde prepararea unui amestec de reacție polimerizabil ce conține un agent de expandare, aplicarea continuă a respectivului amestec de reacție pe un mijloc de transport în 460 mișcare, expandarea liberă și polimerizarea amestecului de reacție, astfel, încât să se obțină spuma, expandarea și polimerizarea amestecului de reacție fiind realizate într-un spațiu închis ermetic, în care amestecul de reacție este, cel puțin parțial, înconjurat de un strat de gaz, presiunea gazului fiind menținută în timpul expandării libere și polimerizării, într-un interval de presiuni prestabilit, cel puțin parțial, prin evacuarea de gaz din respectivul spațiu, 465 caracterizat prin aceea că, în timpul expandării libere și polimerizării amestecului de reacție, pe lângă producerea de gaz de expandare, concomitent cu evacuarea de gaz din spațiul de expandare și polimerizare se introduce, în mod continuu, un gaz, astfel, încât presiunea în acest spațiu să se mențină într-un interval prestabilit de presiuni cuprins, între 0,5 și 10 bar, preferabil, între 0,7 și 1,5 bar reducând astfel fluctuațiile de presiune, iar 470 temperatura prestabilită a gazului în respectivul spațiu este menținută, cel puțin în timpul expandării libere și polimerizării, într-un interval cuprins, între 10 și 75°C, preferabil, între 20 și 50°C, cu o variație de ±5°C față de valoarea prestabilită, cel puțin parțial, prin comanda temperaturii și/sau debitului de gaz introdus în spațiul menționat.
2. Procedeu de obținere continuă a spumei poliuretanice sub formă de plăci, conform 475 revendicării 1, caracterizat prin aceea că, presiunea din spațiul de expandare și polimerizare este menținută la sau sub presiunea ambiantă și gazul este introdus la un debit care este, cel puțin egal cu jumătate din debitul de producere al gazului de expandare, de preferință, cel puțin egal cu respectivul debit de producere al gazului de expandare, debitul de gaz menționat fiind însă mai mic decât de cinci ori, preferabil, mai mic decât de trei ori debitul de 480 producere al gazului de expandare menționat.

RO 117359 Β1
3. Procedeu, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că, presiunea în respectivul spațiu este menținută la o valoare peste presiunea ambiantă și respectivul gaz este alimentat la un debit care este, cel puțin egal cu o zecime din debitul de producere a gazului de expandare, de preferință, cel puțin o treime, dar care debit este mai mic decât de patru ori debitul de producere a gazului de expandare și, de preferință, mai mic decât de două ori față de debitul de producere a gazului de expandare.
4. Procedeu, conform revendicărilor 1 la 3, caracterizat prin aceea că, în timpul expandării și polimerizării gazul este alimentat cu un debit constant.
5. Procedeu, conform revendicărilor 1 la 4, caracterizat prin aceea că, presiunea este menținută într-un interval de ±1% față de valoarea prestabilită a presiunii în timpul expandării libere și a polimerizării,
6. Procedeu, conform revendicărilor 1 la 5, caracterizat prin aceea că, gazul este evacuat activ din spațiul de expandare și polimerizare.
7. Procedeu, conform revendicărilor 1 la 6, caracterizat prin aceea că, gazul este introdus în spațiul de expandare și polimerizare la presiune ambiantă sau sub presiune, în ultimul caz cu ajutorul unei pompe.
8. Procedeu, conform revendicărilor 1 la 7, caracterizat prin aceea că, gazul evacuat este purificat.
9. Instalație pentru obținerea continuă a spumei poliuretanice sub formă de plăci, conținând o incintă închisă ermetic (2), niște mijloace transportoare (7 și 10) în interiorul incintei (2), un cap de amestecare (3) pentru amestecarea componentelor de reacție conținând un agent de expandare, un mijloc pentru descărcarea amestecului de reacție pe mijloacele transportoare (7 și 10) în timp ce aceasta se deplasează continuu, astfel, încât să aibă loc expandarea și polimerizarea amestecului de reacție de-a lungul transportorului, un mijloc (25), de pompare a gazului, având o intrare (26) de gaz și o ieșire (27) de gaz, un mijloc (28) pentru legarea intrării (26) a gazului la incinta (2), astfel, încât să activeze evacuarea gazului din respectiva incintă prin mijlocul (25) de pompare a gazului în timpul expandării libere și polimerizării, caracterizată prin aceea că, instalația este prevăzută cu un mijloc (33) pentru introducerea continuă de gaz în incinta (2), în timpul expandării libere și polimerizării și evacuarea concomitentă de gaz din respectiva incintă cu ajutorul mijlocului (25) de pompare a gazului, pentru a reduce fluctuațiile de presiune în respectiva incintă.
10. Instalație, conform revendicării 9, caracterizată prin aceea că, cuprinde un mijloc (37) pentru conectarea ieșirii (27) a mijlocului de pompare (25) la incinta (2), în timpul expandării libere și polimerizării, și un mijloc (38) pentru evacuarea de gaz din respectiva incintă (2), în timpul expandării și polimerizării, și un mijloc (38) pentru evacuarea de gaz din respectiva incintă (2), în timpul expandării și polimerizării, concomitent cu pomparea de gaz în respectiva incintă cu mijlocul de pompare (25) pentru a reduce fluctuațiile de presiune din incinta (2).
11. Instalație, conform revendicărilor 9 și 10, caracterizată prin aceea că, mijlocul (25) de pompare a gazului include, cel puțin o suflantă.
12. Instalație, conform revendicărilor 9 și 11, caracterizată prin aceea că, mijlocul (33) pentru introducere de gaz în incinta (2) include, cel puțin o intrare în respectiva incintă (2) prevăzută cu o supapă de admisie reglabilă (35).
13. Instalație, conform revendicărilor 9 la 12, caracterizată prin aceea că, mijlocul (33) pentru introducerea de gaz în incinta (2) include, cel puțin o unitate (36) cu pompă auxiliară de intrare.
14. Instalație, conform revendicărilor 10 și 13, caracterizată prin aceea că, mijlocul (38) pentru evacuarea gazului din incinta (2) include, cel puțin o ieșire prevăzută cu o supapă reglabilă (35) și anume, o supapă de evacuare.

RO 117359 Β1
15. Instalație, conform revendicărilor 10 la 14, caracterizată prin aceea că, mijlocul (38) pentru evacuarea de gaz din incinta (2) include, cel puțin o unitate (36) auxiliară de evacuare.
16. Instalație, conform revendicărilor 9 la 15, caracterizată prin aceea că, cuprinde, cel puțin o ușă despărțitoare ermetică (19) pentru împărțirea incintei (2) în cel puțin două 535 compartimente, un prim compartiment (17) care cuprinde o unitate (15) pentru tăierea blocurilor de spumă (22) la o lungime prestabilită și un al doilea compartiment (18), care cuprinde o ușă de ieșire (20), mijlocul de pompare (25) fiind conectat la primul compartiment (17), în timp ce mijlocul (33) pentru alimentarea cu gaz a incintei respective este prevăzut pentru alimentarea cu gaz a primului compartiment (17), mai conținând și niște mijloace (39 540 și 44) pentru reglarea presiunii în cel de al doilea compartiment (18) la presiunea din primul compartiment (17) când ușa ieșirii (20) și ușa despărțitoare (19) sunt închise, mijloace pentru deschiderea ușii despărțitoare (19) când presiunea din cel de al doilea compartiment (18) este reglată la presiunea din primul compartiment (17), niște mijloace (23 și 24) pentru transportul a cel puțin unui bloc de spumă tăiat (22) prin ușa despărțitoare (19) în cel de al 545 doilea compartiment (18), mijloace pentru închiderea ușii despărțitoare după ce blocul de spumă (22) a fost transportat în cel de al doilea compartiment (18), niște mijloace (49) pentru reglarea presiunii în cel de al doilea compartiment (18) la presiunea ambinată, mijloace pentru deschiderea ușii de ieșire (20), când presiunea în compartimentul al doilea (18) este reglată la presiunea ambiantă, niște mijloace (24 și 50) pentru îndepărtarea blocurilor de 550 spumă (22) prin ușa de ieșire (20) din cel de al doilea compartiment (18) și mijloace pentru închiderea ușii de ieșire (20), după ce blocul de spumă (22) a fost evacuat din al doilea compartiment.
17. Instalație, conform revendicărilor 9 la 16, caracterizată prin aceea că, cuprinde niște mijloace (34 și 35) pentru controlul temperaturii gazului introdus sau pompat în incinta 555 de expandare și polimerizare.