[发明专利]聚合泡沫材料的生产设备和工艺方法

说明书

本发明涉及一种用于生产聚合泡沫材料的设备和工艺方法，特别是，但非唯一地，涉及一种用于连续生产低密度聚合泡沫材料的设备和工艺方法。

各种聚合泡沫材料的制备通常都需要混合几种可起反应以形成某种发泡聚合物的组分。一般，这些组分包括多元醇、异氰酸盐、一种或几种催化剂、表面活性剂和水。当这些组分以正确的比例混合在一起时，水与异氰酸盐反应以生成二氧化碳用于聚合物的发泡。

通过将一层混合物排放到移动的传送机(具有活动的底面并带有可调的装置两侧壁)上面，混合物的各组分发生反应而连续地产出一种聚合泡沫材料。

最近，各种低密度泡沫材料的连续生产一直涉及使用一种惰性较大的低沸点流体，它在压力下以液态与其他各化学组分相混合，以便在混合物由于从异氰酸盐/水的反应中产生二氧化碳而膨胀之前提供对于混合物的一种辅助起泡作用。混合物被排放到传送机上面，而气化的低沸点液体使反应混合物膨胀，混合物随后又从反应混合物中以化学方式产生二氧化碳而陆续膨胀，以形成一种聚合泡沫材料。

适当的起泡/发泡剂中包括各种各样的含氯氟烃(CFC_s)。虽然CFC_s具有所需要的惰性和较低的沸点，但近年来出于环境的考虑不提倡使用，因为据信CFC_s会促使破坏臭氧层。CFC_s的一种适宜的代换物是二氧化碳，但是，由于二氧化碳会在比CFC_s低得多的温度下气化，而且必须加压后才能以液态存在，所以设备和方法始终要维持较高的压力。

不过，除非二氧化碳的气化发生在各种受控的条件之下，不然就可能损失一些，而发泡膨胀的效率因而降低和劣质泡沫材料可能产出，它们具有非均匀的泡孔结构和许多空洞或“针孔”。

述于EP-A-0645226之中的设备试图依靠通过细长的压降区来排放混合物而在一些受控条件下排放反应混合物以起动发泡过程；使发泡混合物沿着发泡空腔并穿过出口孔眼流动；以及随之排放发泡混合物到基材上面。

在已发表的WO96/00644中，建议把一种可发泡的反应混合物以500/秒以上的剪切速率膨胀成为大量的各别液流。寻求达到这一点的方式是，使反应混合物通过一或多部筛号从0.025到0.3毫米的分开的细孔筛。WO96/00644之中所设想的“筛网”包括开孔圆盘或网格，亦即，具有简单的穿过它们的直接通路。在WO96/00644中通过范例所说明的各种各样的实施例全都采用分开的多个细孔筛，它们由各个间隔器保持沿轴向分开，以便在它们之间具有明显的间隙。这似乎具有以下的缺点，即由于经过这些筛时的各个压降，某种发泡现象可能发生在各筛网之间的间隙之中，这在实践中是非常不希望出现的。

“反应混合物”，用于由WO96/00644所公开和陈述的技术之中，是采用至少两种参与反应的组分和作为发泡剂的二氧化碳而获得的，办法是，使至少一种参与反应的组分与二氧化碳在压力下相混合，从而生成一种包含液态二氧化碳的混合物，而后再使产生的混合物与另一种参与反应的组分相混合而形成可发泡的反应混合物。以后的混合步骤一般是分别在静态混合器和旋转混合头之中进行的。

后面系统依靠于在一或多部细孔筛的上游具有完全混合的“反应混合物”，因为混合物穿过筛孔的流动基本上是单向的，亦即，垂直于筛的，所以在筛孔本身之内不发生显著的混合。

本发明的第一个目的是，提供一种用于生产聚合泡沫材料的设备和工艺方法，可形成受到良好的控制的压降，并从而能生产具有改进的泡孔结构的均匀高质量泡沫材料。

按照本发明的第一方面，提供一种用于生产聚合泡沫材料的设备，其中各种参与反应的泡沫组分和某种低沸点发泡剂汇集在一起；在足够的压力下以使发泡剂保持在液态，然后穿过一可透过的排放头，通过此排放头混合物被排放出来并在其中减压而形成泡沫，可透过的排放头包括至少一个扩散器件，具有的结构是，要求在扩散器件的轴向厚度之内，在通过扩散器件的流动方向上考查时，各流径在三维上反复分隔和混合，扩散器件包括两层或多层被烧结的丝网，这些丝网层的各接触点在烧结过程中熔合在一起。

已经发现，由于排放混合物通过这样一种扩散器件，混合物在其穿过器件期间就经受混合和/或散布，而所产生的泡沫性质上是很均匀的，具有高质量，并且比较不带诸如空洞或针孔这样的缺陷。