專利名稱：聚氨酯泡沫廢料的再加工方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及再加工聚氨酯泡沫廢料、特別是柔性泡沫廢料的方法及設(shè)備，以回收作為由多元醇和異氰酸酯生產(chǎn)聚氨酯時(shí)的一種添加劑，其中，首先將廢料粗粉碎，得到的顆粒與一種反應(yīng)組分混合，得到的混合物再進(jìn)行細(xì)粉碎。GermanAuslegeschrift2，339，752(對(duì)應(yīng)于英國(guó)專利1，435，210)描述了一種相似的方法。
從德國(guó)專利DE-B4，025，102也可知道，將聚氨酯泡沫廢料粉碎至10毫米以下，與發(fā)泡的單組分預(yù)聚物混合后可以重新使用。
某些聚氨酯泡沫廢料，例如在聚氨酯泡沫修整以及在泡沫成型時(shí)，由于產(chǎn)物從通風(fēng)口漏出和模縫線平面上產(chǎn)生的廢料是可以再加工和回收的。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，只有細(xì)粉碎的廢料(也即是說粉末廢料)才可能進(jìn)行回收。粗粉碎一般沒有什么問題，例如可以通過破碎、軋碎或磨碎等方法進(jìn)行。根據(jù)上述的752公告，細(xì)粉碎可以用濕磨的方法進(jìn)行。但這種方法的生產(chǎn)成本高昂，能耗也大。干磨的方法也可用于泡沫廢料的細(xì)粉碎，耗能為0.15至0.20千瓦時(shí)/公斤，比濕磨法要有利。但是由于生成大量的粉塵，生產(chǎn)成本仍然很高。
因此本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)成本低、能耗少的低塵細(xì)粉碎的方法。


圖1是非連續(xù)聚氨酯生產(chǎn)的第一個(gè)實(shí)施設(shè)備。
圖2是
圖1A部分中噴嘴和沖擊室的放大截面圖。
圖3是流通面積可變的噴嘴截面圖。
圖4是連續(xù)聚氨酯生產(chǎn)的第二個(gè)實(shí)施設(shè)備。
要達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的方法是將廢料粗粉碎至最大顆粒粒度10毫米以下，得到的顆粒計(jì)量加入一個(gè)反應(yīng)組分中并且均化，產(chǎn)生的混合物加壓通過一個(gè)噴嘴進(jìn)行細(xì)粉碎。
更具體地說，本發(fā)明針對(duì)回收聚氨酯泡沫廢料的方法，該方法包括a)在粗粉碎階段將所述的廢料粉碎至最大顆粒粒度10毫米;
b)將步驟a)的產(chǎn)物與生產(chǎn)聚氨酯產(chǎn)物的一種反應(yīng)組分混合形成廢料顆粒在所述的反應(yīng)物中的混合物，所述反應(yīng)組分選自多元醇和多異氰酸酯;
c)將所述混合物加壓通過一個(gè)噴嘴使所述廢料顆粒細(xì)粉碎;
d)將步驟c)的產(chǎn)物與另一所述組分混合，和e)使得到的混合物反應(yīng)生成聚氨酯產(chǎn)物。
按照本發(fā)明的方法生產(chǎn)，細(xì)粉碎階段的能耗是有利的，并且避免了粉塵的形成。制成的粉末作為一種填料直接分散在反應(yīng)組分中，因而不需要另外的混合工序。粗粉碎的物料在使用前可正常貯存，也可與反應(yīng)組分混合后直接送至細(xì)粉碎工序。原則上粗料既可加到多元醇組分中也可加到異氰酸酯組分中。但最好是將顆粒加到多元醇組分中，因?yàn)樵诰郯滨ヅ菽薪?jīng)常存在一些能與異氰酸酯反應(yīng)的自由價(jià)，有可能生成團(tuán)塊。
令人完全意想不到的是，新的方法可使柔性泡沫片非常有效地細(xì)粉碎，因柔性泡沫廢料的彈性正是該細(xì)粉碎方法所特別需要的。已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，泡沫顆粒被加壓通過噴嘴時(shí)產(chǎn)生爆裂。粗顆粒的最大顆粒粒度以10毫米為宜，最好是2至5毫米。為此目的，噴射速度最好調(diào)為約100至500米/秒;相應(yīng)的噴射壓力最高約2000巴。
已發(fā)現(xiàn)新的粉碎工序的能耗是相當(dāng)?shù)偷?。最好用一個(gè)槳式混合器作為均化裝置，它同時(shí)可以作為供料器或臨時(shí)貯存器。
通?？梢詫⑺罅康拇址鬯閺U料加入反應(yīng)組分中。但是也可以在混合物離開細(xì)粉碎工序進(jìn)入下一步加工之前，再加入反應(yīng)組分進(jìn)行稀釋，這是為了(必要時(shí))保證與第二反應(yīng)組分之間的正確計(jì)量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，混合物被循環(huán)并被加壓反復(fù)通過噴嘴。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，每一次循環(huán)物料都被進(jìn)一步粉碎。最好在每一次循環(huán)后增大噴射壓力和/或在每次新循環(huán)時(shí)減少噴嘴的流通面積。這些措施可影響細(xì)粉碎作用，而這取決于廢料的結(jié)構(gòu)，例如它的彈性和顆粒大小。每次循環(huán)的噴射壓力最好維持恒定，因而可以在顆粒大小范圍方面優(yōu)化細(xì)粉碎操作。
也可不將混合物反復(fù)循環(huán)并加壓通過噴嘴，而采用加壓通過一組相連配置的噴嘴的方法，也能達(dá)到將混合物反復(fù)循環(huán)的方法同樣的效果。同樣最好是從一個(gè)噴嘴至下一個(gè)噴嘴其流通面積變小。如果壓力損失過大，在不同噴射壓力下運(yùn)行(如果必要)的各噴嘴之間要增加附加的壓力泵。
已經(jīng)證明，反應(yīng)組分與粗粉碎廢料按重量比為100∶10至100∶100、最好是在100∶20以下進(jìn)行混合是非常有利的。如果廢料的比例高，粗粉碎廢料最好分幾步加到已經(jīng)呈細(xì)粉碎的廢料部分中去。合適的混合比主要取決于廢料的密度和彈性。
粗粉碎當(dāng)然應(yīng)該產(chǎn)生盡可能小的顆粒，其最大的顆粒粒度不應(yīng)超過10毫米。用粒度約2至5毫米的顆粒進(jìn)行細(xì)粉碎效果最好。
根據(jù)新工藝方法的一個(gè)特別好的實(shí)施方案，由粗粉碎得來的顆粒直接投配到送往混合室的一種反應(yīng)組分物流中，并在其中均化。加料的物料流直接泵入混合室。這種在線操作方法的好處是不需要特定的均化器。這種方法僅適合最終產(chǎn)品是在一個(gè)連續(xù)運(yùn)作車間中生產(chǎn)的情況。該實(shí)施方案不適用于具有其自己的混合室的型模，因?yàn)樵谕C(jī)期間管線中有形成沉積的危險(xiǎn)。
適合于實(shí)施本發(fā)明的再加工聚氨酯泡沫廢料、特別是柔性泡沫廢料，以回收作為由多元醇和異氰酸酯生產(chǎn)聚氨酯的添加劑的工藝的設(shè)備包括a)一個(gè)粗粉碎裝置，用管線將所述的粗粉碎裝置連接至b)一個(gè)均化裝置，用管線將所述均化裝置連接至c)一個(gè)噴嘴，所述均化裝置和所述的噴嘴之間設(shè)置一個(gè)壓力泵。
或者，該設(shè)備包括a)一個(gè)粗粉碎裝置，用管線將所述的粗粉碎裝置連至b)由制備聚氨酯的反應(yīng)物貯罐引出的供料管，所述供料管連至c)一個(gè)噴嘴，在所述供料管和由所述粗粉碎裝置引出的管線的匯合點(diǎn)的下游方設(shè)置一個(gè)壓力泵。
其新穎性在于細(xì)粉碎裝置至少有一個(gè)噴嘴并且壓力泵設(shè)置在噴嘴的上游方。
與752所揭示的濕磨工藝和設(shè)備相比，新的細(xì)粉碎階段設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，操作更為經(jīng)濟(jì)。因?yàn)閺U泡沫增加了損耗，所以噴嘴最好用硬質(zhì)合金包敷或用陶瓷材料制作。
最好在噴嘴的下游方配置一個(gè)導(dǎo)向均化器的返回管線。這種結(jié)構(gòu)使混合物可以循環(huán)并被加壓反復(fù)通過噴嘴。
壓力泵的輸送壓最好是可調(diào)的。這使得噴射壓力可以適應(yīng)各種不同的要求。例如，當(dāng)顆粒粒度較小時(shí)，將施用比較高的輸送壓力。
噴嘴的流通面積也最好是可調(diào)的。這種措施也可使細(xì)粉碎的操作更為優(yōu)化。
噴嘴的流通面積最好選擇為比要加壓通過的顆粒粒度略大一點(diǎn)，這可以減少堵塞的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，配置一組彼此相接的噴嘴，這就避免了反復(fù)循環(huán)操作。如果噴嘴中的壓力損失過大，就要在噴嘴之間設(shè)置附加的壓力泵。這些噴嘴的流通面積當(dāng)然也可逐漸減少，以迫使混合物通過越來越小的噴嘴孔。
沖擊室最好配置在噴嘴的下游方。其優(yōu)點(diǎn)是可借助沖擊力產(chǎn)生附加的粉碎作用。這種作用又可被進(jìn)一步加強(qiáng)，因?yàn)闆_擊室的出口設(shè)在入口的橫側(cè)方，當(dāng)混合物射流進(jìn)入沖擊室后再折回時(shí)產(chǎn)生了湍流，與此同時(shí)也有極好的均化作用發(fā)生。
噴嘴最好與一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器相連。其優(yōu)點(diǎn)是可以使噴射壓力保持恒定。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，配置兩個(gè)協(xié)同工作的均化器。用這種方法，就有可能始終保證對(duì)后面的加工工序提供充足的混合物，因?yàn)楫?dāng)用一個(gè)均化器進(jìn)行混合物的細(xì)粉碎循環(huán)時(shí)，可以從另一個(gè)均化器供應(yīng)混合物。
在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案中，均化器直接連在一種反應(yīng)組分的供料管線上，該管線導(dǎo)向發(fā)泡裝置的混合室，均化器為靜態(tài)混合器或槳式混合器。這種方法在連續(xù)操作的車間中可以使均化器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，例如在連續(xù)層壓機(jī)上生產(chǎn)聚氨酯泡沫卷材或生產(chǎn)泡沫板料時(shí)的情況。
下面將以附圖所示的兩個(gè)具體設(shè)備來對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的解釋。
在
圖1和2中，供料管線2由異氰酸酯料槽1引出經(jīng)由計(jì)量泵3至混合室4。供料管線6由多元醇料槽5引出經(jīng)由計(jì)量泵7和換向閥8至兩個(gè)協(xié)同工作的均化器9和10(均是槳式混合器)。后者是細(xì)粉碎裝置11的一個(gè)組成部分，在其上游方配置有粗粉碎裝置12(輥壓機(jī))。由粗粉碎裝置12引出的輸料管13經(jīng)由計(jì)量和輸送裝置14和換向閥15也連至均化器9和10。由此引出的供料管線16經(jīng)換向閥17和輸送壓力可調(diào)的壓力泵18至帶有沖擊室20的噴嘴19。在其下游方依次排列著第二噴嘴21、熱交換器22和換向閥23，物料由此經(jīng)返回管線24和25回到均化器9和10。噴嘴19和沖擊室20組合在一個(gè)外殼26中(圖2)，供料管線16通過側(cè)面的開孔進(jìn)入。噴嘴19包括帶有壓力調(diào)節(jié)裝置28的水壓驅(qū)動(dòng)噴嘴桿27。噴嘴桿27的尖端是硬質(zhì)合金嵌件29，噴嘴孔30開在陶瓷體31中，在噴嘴孔的下游方即是底部有陶瓷板32的沖擊室20。沖擊室20的出口33配置在噴嘴孔30的側(cè)方。
在圖3中，噴嘴41包括一個(gè)外殼42，其中配置著一個(gè)其上帶有噴嘴孔44的可更換閘板43。所述閘板43可以被其它有著不同大小噴嘴孔44的閘板替換。
在圖4中，供料管線52由異氰酸酯料槽51引出經(jīng)計(jì)量泵53至混合室54。供料管線56由多元醇料槽55引出經(jīng)計(jì)量泵57至細(xì)粉碎裝置58，在其上游方設(shè)置有粗粉碎裝置59(輥軋機(jī))。粗粉碎裝置經(jīng)由計(jì)量和進(jìn)料裝置61和輸送管60連到供料管線56上。細(xì)粉碎裝置58包括配置在供料管線56上的均化器62(靜態(tài)或槳式混合器)。在其下游方依次排列著壓力泵63和三個(gè)噴嘴64、65、66(后兩個(gè)噴嘴65、66各自的流通面積均要比它前面一個(gè)噴嘴的小)，最后再是一個(gè)熱交換器67。在壓力泵63和混合室54之間，分立的供料管線69通過連接閥68通向供料管線71，純組分可以由此用計(jì)量泵70計(jì)量以保證反應(yīng)組分和固體的混合物被進(jìn)一步稀釋或被變更。
本發(fā)明將用下面的實(shí)施例作進(jìn)一步的闡述，但并不限于此范圍，實(shí)施例中所有份數(shù)和百分?jǐn)?shù)除特別說明外均按重量計(jì)。
實(shí)施例1所用的設(shè)備如
圖1所示，但本實(shí)驗(yàn)僅用均化器9和帶沖擊室20的噴嘴19。一個(gè)效率系數(shù)為0.88的軸向活塞泵作為壓力泵18。粗粉碎裝置12輸出4公斤粒度為3至5毫米的柔性泡沫片。它們?cè)诰?中與20公斤多元醇均勻混合。然后24公斤混合物在8公斤/分的速率和150巴的壓力下被相繼加壓通過噴嘴19五次，每一次循環(huán)的噴射壓力都維持恒定在150巴。第一次循環(huán)后得到的顆粒粒度為0.5至5毫米;第二次循環(huán)后顆粒粒度為0.3至2毫米;第三次后顆粒粒度為0.2至1毫米;第四次后顆粒粒度為0.1至0.5毫米;最后在第五次循環(huán)后可達(dá)到所要求的0.05至0.2毫米的顆粒粒度。這五次循環(huán)的能耗是0.133千瓦時(shí)/公斤柔性泡沫片。用低效率的壓力泵生產(chǎn)時(shí)，例如用效率系數(shù)僅為0.5的齒輸泵，能耗增加到0.23千瓦時(shí)/公斤柔性泡沫片。
實(shí)施例2步驟同實(shí)施例1，但是在每次循環(huán)后壓力增加25巴。僅在四次循環(huán)后就達(dá)到所要求的0.05至0.2毫米的顆粒粒度。能耗的數(shù)量級(jí)相同，但可節(jié)省時(shí)間20%。
實(shí)施例3步驟同實(shí)施例1，但是加工硬泡沫片。此時(shí)要得到0.05至0.2毫米的顆粒大小僅需五次循環(huán)。本例所需要的壓力約為200巴，即能耗為0.177千瓦時(shí)/公斤硬泡沫片。
雖然前面為了說明的目的對(duì)本發(fā)明作了詳述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些詳述僅僅是為了闡明本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不偏離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)作各種變動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種回收聚氨酯泡沫廢料的方法，它包括a)在粗粉碎階段將所述廢料粉碎至最大顆粒粒度10毫米，b)將步驟a)的產(chǎn)物混入生產(chǎn)聚氨酯產(chǎn)物的一種反應(yīng)組分中形成廢料顆粒在所述反應(yīng)物中的混合物，所述反應(yīng)組分選自多元醇和多異氰酸酯，c)將所述混合物加壓通過一個(gè)噴嘴以細(xì)粉碎所述廢料顆粒，d)將步驟c)的產(chǎn)物與另一所述組分混合，和e)使得到的混合物反應(yīng)生成聚氨酯產(chǎn)物。
2.權(quán)利要求1的方法，其中由粗粉碎步驟a)得到的顆粒直接投配到送往混合室的一種反應(yīng)組分料流中去，并在其中均化，并且這種配料的物流在到達(dá)混合室之前加壓通過若干所述的噴嘴。
3.一種用來再加工聚氨酯泡沫廢料以回收作為從多元醇和異氰酸酯生產(chǎn)聚氨酯時(shí)的添加劑的設(shè)備，包括a)一個(gè)粗粉碎裝置，用管線從所述粗粉碎裝置連至b)一個(gè)均化裝置，用管線從所述均化裝置連至c)一個(gè)噴嘴，在所述均化裝置和所述噴嘴之間設(shè)置一個(gè)壓力泵。
4.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中噴嘴的流通面積要比由此加壓通過的顆粒大。
5.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中多個(gè)噴嘴彼此相連配置，各個(gè)噴嘴的流通面積遞減。
6.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中一個(gè)沖擊室配置在所述噴嘴的下游方。
7.一種用來再加工聚氨酯泡沫廢料以回收作為由多元醇和異氰酸酯生產(chǎn)聚氨酯時(shí)的添加劑的設(shè)備，包括a)一個(gè)粗粉碎裝置，管線從所述的粗粉碎裝置連至b)由一種生產(chǎn)聚氨酯的反應(yīng)物貯槽引出的供料管，所述供料管連至c)一個(gè)噴嘴，所述供料管和由所述粗粉碎裝置引出的管線的匯合點(diǎn)的下游方配置有一個(gè)壓力泵。
全文摘要
在配置于粗粉碎裝置的下游方的細(xì)粉碎裝置中，優(yōu)選通過將粗粉碎料與一種反應(yīng)組分的混合物反復(fù)加壓通過一個(gè)或多個(gè)噴嘴的方法，可以低塵、節(jié)能地將聚氨酯泡沫廢料粉碎至所要求的顆粒大小，以回收用于聚氨酯生產(chǎn)的一種添加劑。
文檔編號(hào)B02C19/06GK1102837SQ9410580
公開日1995年5月24日 申請(qǐng)日期1994年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月14日
發(fā)明者F·普羅克沙, H·M·舒爾茨巴哈, F·阿爾特豪森, J·沃思, R·拉費(fèi)爾 申請(qǐng)人:亨內(nèi)克機(jī)械制造有限公司