[发明专利]高压混合头

说明书

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SO_x、NO_x、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。