[发明专利]以液体二氧化碳为发泡剂制备聚氨基甲酸乙酯泡沫的方法

说明书

使用液体二氧化碳作为发泡剂通过把异氰酸酯、添加剂、和多元醇(其中多元醇料流含有溶解的二氧化碳)料流计量加入到一个混合装置里，当混合物从混合装置排出时，伴随着二氧化碳的释放混合物从高于溶解二氧化碳平衡溶解压力的压力下降压，并随后固化生成的液体泡沫用以生产聚氨基甲酸乙酯泡沫是已知的；参看例如EP-A 645 226、WO 96/00644、WO 96/02377和WO96/16782。在这些方法中，含有溶解的二氧化碳的多元醇料流通常是通过将冷却至例如-30～5℃低温的液体二氧化碳在30～70bar压力下注入多元醇料流里，然后把它送入一个静态混合器来制备，在静态混合器中二氧化碳被均匀溶解。在加入含有二氧化碳的多元醇料流之前，一般将压力再降低到稍微高于平衡溶解压力的一个值上，即，例如1～3bar。

工业泡沫生产设备根据市场要求生产不同品级的泡沫，这些品级，即终制品泡沫的密度和其硬度，随着所使用的多元醇的品级和二氧化碳的含量而变化。在这类的设备中，多元醇贮存由二个或多个多元醇贮存容器构成。贮存容器供应不同的多元醇原料，多元醇因其加工特性，尤其是黏度而不同。根据所要求的聚氨基甲酸乙酯泡沫品级，使用各种多元醇的混合物，其中的一些多元醇还可以含有填料。理想的多元醇混合物是采用昂贵的计量泵在一定的分别限定压力内，通过将所要求混合比的相应的分料流输送到一个公共管道(在其中形成混合物)里产生的。计量泵运行的压力范围一般不足以产生和液体二氧化碳混合所需的压力，除非使用非常昂贵的泵。即使使用这种昂贵的产生和液体二氧化碳相混合的充足压力的泵，静态混合器每次不得不调整以适应所使用的多元醇混合物的粘度或多元醇混合物流量变化，因为在静态混合器上的压力降不仅很大程度上取决于粘度也取决于流量。

本发明的目的是使用相对较低的压力输送的计量泵，随多元醇的不同品级和不同的流量，提供一种具有计量的二氧化碳料流含量的计量加入的多元醇料流，这个较低的压力不足以将多元醇和液体二氧化碳混合，并且其中再没有必要为了不同多元醇的品级(尤其是具有不同粘度和变化流量的多元醇混合物)改变静态混合器。

本发明提供一种在只稍微高于溶解二氧化碳的溶解平衡压力之上的压力下制备具有计量的二氧化碳料流含量的计量加入的多元醇料流的方法，该方法的特征在于，借助于计量泵从一个或多个多元醇贮存容器供给一种或多种计量的多元醇料流，采用一个公用的压送泵，把任选的二种或多种多元醇的取决于泵特性的分料流，调节到与二氧化碳相混合所必须的压力水平上，在一个静态混合器里与计量的二氧化碳料流混合，与剩余的多元醇料流以及任选的其它多元醇料流再混合，并减压。

根据本发明的一个简化的实施例，将二种或多种计量的多元醇料流在一个公共管道里混合，从这个公共管道压送泵输送一股分料流，其中剩余的多元醇料流和已经在静态混合器内与二氧化碳混合的分料流再混合。

含有二氧化碳的多元醇分料流以高于在分料流里的二氧化碳的溶解平衡压的压力下从静态混合器排出。然后再混合的多元醇料流减压至混合装置进口处的压力，即只稍高于二氧化碳在再混合的多元醇料流里的溶解平衡压的压力。减压可以借助于一个减压阀或压力调节阀进行，后者设置在混合装置进口处。减压也可以通过将含有二氧化碳的分料流和剩余多元醇料流再混合的管道汇交处连接到混合装置进口处来产生，采用适当长度的管段，这里在该管段发生足够的压力降。

不过优选使用在混合装置的进口处的压力调节阀。

通过在静态混合器出口与多元醇料流再混合处之间设置另外一个压力调节阀还可以进一步增加这个方法的多用性。采用这种方式，甚至能够允许在静态混合器上的压力降非常小，例如当使用粘度非常低的多元醇料流时，不用比较高的压力，这个比较高的压力在静态混合器出口处仍然占优势地作用于计量泵上。

用于在单股分料流里与二氧化碳混合产生所必须的压力的压送泵，可以不用精确调节装置操作，如计量泵所必须的那样。使用这种泵通过静态混合器输送的分料流不需要计量。分料流可以作为多元醇粘度的函数在一定的范围内变动，多元醇的粘度也取决于溶解的二氧化碳的量，其中另外的分料流能够相应地补偿变动。为了设备安全的缘故，还可以在另外的分料流管道中设置一个单向阀，这样就可靠地防止了含有二氧化碳的多元醇通过这个另外的分料流管道回流。

由贮存容器输送多元醇的计量泵上的负荷，通过在分料流管道里设置用于补偿分料流的附加的压送泵可以进一步减低，这个泵将不通过静态混合器把多元醇分料流的压力升高至接近二氧化碳在第一份料流里溶解平衡压力的水平。这样就允许多元醇计量泵大体上无压力地操作。