生产基于异氰酸酯基泡沫的复合元件的方法

申请号 CN200580030515.5 申请日 2005-09-10 公开(公告)号 CN101018614B 公开(公告)日 2016-08-10
申请人 巴斯福股份公司; 发明人 E·卡尔瓜; B·沙佩尔; L·舍恩; P·马洛特基; P·莱曼; M·塔特;
摘要 本 发明 涉及一种生产包含至少一个外层a)和基于异氰酸酯的硬质 泡沫 b)的复合元件的方法。在外层a)和基于异氰酸酯的硬质泡沫b)之间施加有助粘剂c)。根据所述方法,在将助粘剂c)和基于异氰酸酯的硬质泡沫b)的原料依次施加于外层时,使外层a)连续移动。本发明方法的特征在于使用转盘来施加助粘剂c),其中所述转盘 水 平安装或以与水平 位置 呈至多15°的 角 度安装,优选与外层平行。
权利要求

1.一种生产由至少一个外层a)和基于异氰酸酯的硬质泡沫b)组成的复合元件的方法,其中在外层a)和基于异氰酸酯的硬质泡沫b)之间施加有助粘剂c),并且使外层a)连续移动并将助粘剂c)和基于异氰酸酯的硬质泡沫b)的原料依次施加于所述外层上,该方法包括借助平安装或与水平偏离至多15°的转盘来施加助粘剂c),其中将助粘剂c)施加于转盘,并将助粘剂c)经由旋转从转盘离心喷射,然后经由重传递到外层上,其中复合元件的生产在连续操作的双带系统上进行,而且所述元件为夹心元件。
2.根据权利要求1的方法,其中转盘与所述外层平行。
3.根据权利要求1的方法,其中所用助粘剂c)包含反应性的单组分或多组分聚酯体系。
4.根据权利要求3的方法,其中在将基于异氰酸酯的硬质泡沫b)的原料施加于下外层的时候,所述助粘剂c)还没有超过其开放时间。
5.根据权利要求3的方法,其中所述助粘剂c)的堆密度为200-1200g/L。
6.根据权利要求3的方法,其中所述助粘剂c)的堆密度为400-1000g/L。
7.根据权利要求3的方法,其中所述助粘剂c)的堆密度为450-900g/L。
8.根据权利要求3的方法,其中所述助粘剂c)不包含任何物理发泡剂。
9.根据权利要求1的方法,其中所述基于异氰酸酯的硬质泡沫b)为聚氨酯泡沫或聚异氰脲酸酯泡沫。
10.根据权利要求1的方法,其中所用外层包括石膏板、玻璃非纺织物、箔、铝板、板或板。
11.根据权利要求1的方法,其中所用外层包括铝箔、铝板或钢板。
12.根据权利要求1的方法,其中所用外层包括钢板。
13.根据权利要求1的方法,其中所用外层包括未经电晕处理的钢板。
14.根据权利要求1的方法,其中用于生产所述复合元件的双带系统的温度低于60℃。
15.根据权利要求1的方法,其中所述助粘剂c)施加于所述外层上的量为30-300g/m2。
16.根据权利要求1的方法,其中所述助粘剂c)施加于所述外层上的量为40-200g/m2。
17.根据权利要求1的方法,其中所述助粘剂c)施加于所述外层上的量为50-120g/m2。
18.根据权利要求1的方法,其中所述助粘剂c)对所述外层的润湿任选是不完全的。
19.根据权利要求1的方法,其中将所述外层以2-15m/min的恒定速率传送。
20.根据权利要求1的方法,其中将所述外层以3-12m/min的恒定速率传送。
21.根据权利要求1的方法,其中将所述外层以3-9m/min的恒定速率传送。
22.根据权利要求1的方法,其中所述转盘为圆形。
23.根据权利要求1的方法,其中所述转盘为椭圆形。
24.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的设计为阶梯式。
25.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的长度/宽度比为1-1.8。
26.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的长度/宽度比为1-1.4。
27.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的长度/宽度比为1.0-1.25。
28.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的直径基于长方向为0.05-0.3m。
29.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的直径基于长方向为0.1-0.25m。
30.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的直径基于长方向为0.12-0.22m。
31.根据权利要求1的方法,其中所述转盘是完全平的。
32.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的边缘具有向上度或弧形。
33.根据权利要求32的方法,其中在外面的弧形区或有角度区安装4-64个直径为0.5-
3mm的孔。
34.根据权利要求32的方法,其中在外面的弧形区或有角度区安装12-40个直径为1-
3mm的孔。
35.根据权利要求32的方法,其中在外面的弧形区或有角度区安装15-30个直径为1.5-
2.5mm的孔。
36.根据权利要求32的方法,其中所述转盘的设计为阶梯式并且在每个阶梯过渡区引入10-30个直径为1.5-2.5mm的孔。
37.根据权利要求32的方法,其中所述转盘的设计为阶梯式并且在每个阶梯过渡区引入12-25个直径为1.5-2.5mm的孔。
38.根据权利要求32的方法,其中所述转盘的设计为阶梯式并且在每个阶梯过渡区引入12-20个直径为1.5-2.5mm的孔。
39.根据权利要求1的方法,其中将所述转盘安装于待润湿外层之上0.02-0.2m的高度。
40.根据权利要求1的方法,其中将所述转盘安装于待润湿外层之上0.03-0.18m的高度。
41.根据权利要求1的方法,其中将所述转盘安装于待润湿外层之上0.03-0.15m的高度。
42.根据权利要求1的方法,其中所述助粘剂c)在外层a)上的润湿半径为0.25-1m。
43.根据权利要求1的方法,其中所述助粘剂c)在外层a)上的润湿半径为0.35-0.75m。
44.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的转速为200-2500rpm。
45.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的转速为200-2000rpm。
46.根据权利要求1的方法,其中所述转盘的转速为300-1500rpm。

说明书全文

生产基于异氰酸酯基泡沫的复合元件的方法

[0001] 本发明涉及一种使用助粘剂来生产由至少一个外层和基于异氰酸酯的泡沫组成的复合元件的方法。
[0002] 目前,生产尤其由金属外层和由基于异氰酸酯的泡沫(主要为聚酯(PU)泡沫或聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫)组成的芯而组成的复合元件普遍在连续操作的双带系统上进行,而且所述元件通常也称为夹心元件。除用于冷藏库保温的夹心元件以外,带有有色外层的元件正变得越来越重要,它们用来在非常多的建筑上形成外表面。这里所用的外层不仅包括涂敷的板也包括不锈钢板、板或板。尤其在外表面元件的情况下,泡沫和外层之间的粘合具有决定性作用。若色相为深色,则面向外的保温外层可易于达到约80℃的温度。若泡沫与外层的粘合不充分,则在表面产生了由泡沫与板分离而造成的泡,并且它们导致外表面不美观。为了消除这些问题,在线材生产完成之前施用助粘漆。然而,该方法的前提要求助粘漆中存在添加剂,其中所述添加剂例如为流动助剂、疏剂、脱泡剂等。这些添加剂有时显著地削弱聚氨酯的发泡过程。除此以外,在面向外侧上和在相反侧上的漆之间的钢线材具有相互作用。因此转移到相反侧上的额外物质主要也对PU的发泡过程具有不利影响并导致夹心元件中的缺陷。甚至在对外层进行目前为现有技术的电晕处理时,在许多情况下这也不足以消除这些缺陷。此外,非常多的原因可防碍对用于特殊系统的双带温度进行理想调节。在生产启动程序中尤其如此。这同样可对发泡过程以及泡沫与金属外层的粘合具有不利影响。
[0003] 生产夹心元件的另一个常见问题为由多种原因造成的在下外层和上外层,在金属板和硬质聚氨酯泡沫之间不希望的夹气(称为空穴)。这些在金属板和硬质聚氨酯泡沫间不希望的夹气尤其在外表面元件应用中发生严重的温度变化时可导致金属板起泡。这因而又造成外表面不美观。
[0004] 因此,需要寻找一种方法,其可持久地改进PU泡沫和PIR泡沫与金属外层的粘合并且还抵抗围绕生产过程的不利外在环境。可以连续或分批使用该方法。例如可在双带启动程序中且在借助分批操作的压机来生产复合元件时使用分批操作模式。若所用PU体系或PIR体系本质上对金属外层具有非常低的粘合,则需要连续使用。
[0005] 同时,在该方法中尤其在下外层上应避免空穴的形成。
[0006] 一种改进粘合的可能方法是对外层施加助粘剂。在夹心元件的情况下,由拉伸试验确定通常是下外层具有最差的粘合性。此外,在借助夹心元件而生产的常规结构中,金属板的下侧是外表面的面向外侧并因而暴露于极端条件下如温度和吸气作用,因此其比夹心元件的上侧经受更高应。为此,可以仅对下外层施加助粘剂。一旦已将助粘剂施加于下外层,将PU体系或PIR体系施加于外层,因此得到结构为外层-助粘剂-PU/PIR硬质泡沫-外层的复合元件。
[0007] 有多种将漆、助粘剂、粘合剂薄膜通常施加于金属板或其它基材的确定方法。可借助浸渍、喷涂、静电沉积、等离子涂敷、流涂或滚压而将漆施加于基材上。也可以使用旋涂以在基材上制备薄膜。这里将物质施加于基材上,然后使基材旋转因此将物质均匀分布于基材上。然而,这类方法对用于生产夹心元件的金属板是不实际的。
[0008] 一种非常类似于旋涂的方法同样使用旋转装置,但是这里将物质经由转盘的旋转而离心且横向地喷射。该技术例如描述于US3349568、DE2808903和WO 9959730中,其尤其适于管或其它空腔的内部涂敷。该技术的一个实施方案用于涂敷模制品以及金属板。然而,在所有这些方法中,将待涂敷的外层引导在转盘周围,而且物质总是通过离心喷射由转盘以横向方向施加于相关的外层上,其例如如DE 2412686所述。这里有时也施加电场以改善施加。然而,所有这些方法可以形成大量的对环境和健康有危害的气溶胶
[0009] 因此,由于夹心元件通常通过使用连续操作的双带而生产,本发明的目的是寻找一种合适的将助粘剂施加于在水平方向上连续传送的水平金属板或其它外层上的方法。这里应没有气溶胶的形成或释放。此外,所述施加助粘剂的方法应基本上不需维护。
[0010] 令人惊讶的是该目的可通过经由水平放置的,优选与外层平行的转盘将助粘剂施加于外层上而实现。
[0011] 本发明因此提供一种生产由至少一个外层a)和基于异氰酸酯的硬质泡沫b)组成的复合元件的方法,其中在外层a)和基于异氰酸酯的硬质泡沫b)之间施加有助粘剂c),并且使外层a)连续移动并将助粘剂c)和基于异氰酸酯的硬质泡沫b)的原料依次施加于外层上,该方法包括借助水平安装或与水平偏离至多15°的,优选与外层平行的转盘来施加助粘剂c)。
[0012] 本发明进一步提供一种将液体施加于连续传送的外层上的装置,其中将液体施加于水平安装的,优选与外层平行且在外层之上的转盘,并将液体经由旋转从转盘离心喷射,然后经由重力传递到外层上。
[0013] 当本发明装置用于生产包含基于异氰酸酯的泡沫的复合元件时,所述液体优选为助粘剂c).
[0014] 所用助粘剂c)优选包含反应性的单组分或多组分聚氨酯体系。
[0015] 已经证实有利的方法是在将基于异氰酸酯的硬质泡沫b)的原料施加于下外层的时候,助粘剂c)还没有超过其开放时间(open time)的方法,即在那个时刻聚氨酯体系没有完全完成其反应。在这方面的控制可通过助粘剂的施加装置与基于异氰酸酯的硬质泡沫b)的原料的施加装置之间的距离来进行,或优选经由调节助粘剂的反应性而进行。
[0016] 可使用的外层包括石膏板、玻璃非纺织物、铝箔、铝板、铜板或钢板,优选铝箔、铝板或钢板,特别优选钢板。可以使用涂敷的钢板或未涂敷的钢板。优选它们未经电晕处理。
[0017] 优选将外层以2-15m/min,优选3-12m/min,特别优选3-9m/min的恒定速率传送。这里优选至少在施加聚氨酯体系b)时外层为水平的,优选在整个施加助粘剂期间外层为水平的。当外层与传送方向略微倾斜时,也可以施加助粘剂,因此不是水平进行。
[0018] 在常规夹心元件中,通过上外层和下外层封闭基于异氰酸酯的硬质泡沫。将助粘剂施加于下外层就足够了。
[0019] 这里在本发明方法中,在将金属板和箔用作外层时,将外层从卷中依次展开、定形、加热、合适的话进行电晕处理以提高由聚氨酯涂敷的能力,涂敷基于异氰酸酯的硬质泡沫b)(通常也称为PU体系或PIR体系)的原料,在双带中固化,并最后切成所需长度。
[0020] 原则上,助粘剂c)的施加可在展开外层和施加PU体系或PIR体系之间的过程中的任何时刻进行。
[0021] 这里使助粘剂c)的施加与PU体系或PIR体系b)的施加之间的距离小是有利的。这使在该方法起点和终点时以及在该生产方法的无法预料的相互作用时造成的浪费减到最少。
[0022] 助粘剂经由水平安装的,优选与外层平行且在下外层上面的转盘来释放,该转盘可借助驱动装置旋转。转盘也可与水平偏离至多15°而安装。转盘可以为圆形或椭圆形。转盘的长度:宽度比优选1-1.8,特别优选1-1.4,尤其是1.0-1.25。
[0023] 转盘可以是完全平的,或者转盘的边缘可具有向上度(angled-off)或弧形(rounded-off)。优选所用转盘的边缘具有向上角度或弧形。在有角度区引入孔以确保助粘剂c)的释放。孔的直径和数量相互匹配以使细分散的助粘剂c)最均匀地施加于下面的外层上并使所有施加于转盘的材料释放,并且将转盘的维护成本减至最小。外面的有角度区优选具有4-64个直径为0.5-3mm的孔,优选12-40个直径为1-3mm的孔,特别优选15-30个直径为1.5-2.5mm的孔。
[0024] 在一个实施方案中,转盘的设计可以为阶梯式(cascade-like)。图1显示该类转盘的侧视图。这里安排阶梯以使其从转轴(A)向外上升。在从一个阶梯到相邻阶梯(B)的过渡区可存在引入转盘中的孔,从而在这些阶梯过渡区中一部分助粘剂可以释放到下外层上。该类以阶梯方式设计的转盘使助粘剂特别均匀地施加于位于下面的下外层上。助粘剂在转盘上的施加在最靠近转轴处进行。这里令人惊讶地发现若平行于生产方向的助粘剂的施加点恰好在转轴之前或之后,则助粘剂特别均匀地分布在下外层上。
[0025] 转盘的直径取决于外层宽度且基于长方向为0.05-3m,优选0.1-0.25m,特别优选0.12-0.22m。将所述转盘安装于待润湿外层之上0.02-0.2m,优选0.03-0.18m,特别优选
0.03-0.15m的高度。
[0026] 可以使用具有2-4个,优选2-3个,特别优选2个阶梯的转盘。
[0027] 引入转盘中用于释放助粘剂的孔对下外层的倾斜角为约10°至70°,优选30-60°。可在阶梯过渡区或在外面的有角度区引入孔。这里孔的数量从由里向外的阶梯至阶梯而增加。这里在对转轴而言最内部的阶梯过渡区(B)引入了10-30个,优选12-25个,特别优选12-
20个直径为1.5-2.5mm的孔。在最外面的有角度区(C),孔的数量为12-40个,优选12-30个,特别优选15-30个,孔的直径为1.5-2.5mm。在一个特别优选的转盘实施方案中,将外面的有角度区(C)的孔设计为随对外层的不同倾斜而变化。相邻阶梯的直径比dn/dn-1为1.2-3,优选为2-2.6。
[0028] 优选助粘剂在下外层上的润湿半径为0.25-1m,优选0.35-0.75m。
[0029] 转盘的转速优选200-2500rpm,特别优选200-2000rpm,尤其是300-1500rpm。
[0030] 施加于外层的助粘剂c)的量为30-300g/m2,优选40-200g/m2,特别优选50-120g/m2。
[0031] 在施加于转盘之前,使用高压或低压混合机,优选低压混合机将助粘剂c)在机器中混合,并经由合适的释放装置如下游的混合装置将其施加于转盘上。若随后使转盘借助驱动装置旋转,则助粘剂c)分布于在转盘之下的连续传送的外层表面上。例如,由塑料构成的混合装置可用于助粘剂的混合及施加于转盘上。所释放的助粘剂c)的量与连续操作的双2
带的速度匹配以使每m金属板上施加有所需量。
[0032] 转盘在下外层之上的高度,转盘直径和转速相互匹配以使所释放的助粘剂c)最均匀地润湿并铺展至在下面连续传送的金属板边缘。
[0033] 与现有技术相反,虽然将助粘剂c)离心且横向地喷射,低速旋转和重力影响的结果是助粘剂分布在水平放置的,优选与转盘平行且在转盘之下的外层上。令人惊讶地发现借助上述技术的施加不会形成气溶胶。
[0034] 这里术语“气溶胶”用于由包含直径为约10-7至10-3cm的均匀分布的小液体颗粒的气体如空气组成的胶体体系。
[0035] 使用成本效率所要求的少量施加不可以实现助粘剂c)对下外层的完全润湿。然而令人惊讶地发现,与未处理的金属板相比,借助本发明的施加技术使用少的施加量而在下外层上得到的涂层足以显著改进在处理过的外层与位于其上面的泡沫之间的拉伸强度。
[0036] 本发明方法也可以显著降低下外层上的空穴比例。
[0037] 一旦已将助粘剂c)施加于下外层上,施加基于异氰酸酯的硬质泡沫b)的原料。这里调节助粘剂c)的反应性以使体系b)和c)彼此反应(即在施加b)时没有超过助粘剂c)的开放时间),并且在规定时间之后使其固化。
[0038] 使用助粘剂c)使加工PIR体系所通常必需达到的60℃的双带温度降低至55℃。
[0039] 图2显示本发明装置的侧视图。经由计量设备(2)将助粘剂施加于借助驱动装置(1)而旋转的转盘(3)上,其中所述转盘水平安装或优选与外层(5)平行。助粘剂经由旋转从转盘(3)离心喷射(4)并借助重力传输到外层(5)上。
[0040] 图3显示使用本发明装置来生产夹心元件的装置俯视图。将下列组分施加于下外层(1)上:助粘剂c)经由转盘(2)施加,然后基于异氰酸酯的硬质泡沫的原料b)经由发泡口(3)施加。
[0041] 可使用的助粘剂为现有技术中公知的基于聚氨酯的助粘剂。它们通常可经由多异氰酸酯与含有两个对异氰酸酯呈反应性的氢原子的化合物的反应而得到,优选以反应混合物中异氰酸酯基的数量与对异氰酸酯呈反应性的基团的数量的比例为0.8-1.8:1,优选1-1.6:1的方式来选择反应比。
[0042] 可使用的多异氰酸酯为常规脂族、脂环族二异氰酸酯和/或多异氰酸酯,尤其是芳族二异氰酸酯和/或多异氰酸酯。优选使用甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),尤其使用由二苯基甲烷二异氰酸酯和多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯组成的混合物(粗MDI)。
[0043] 这里优选使用来自BASF AG的异氰酸酯  M50、 M70和 M200。在一个优选实施方案中,用于生产基于异氰酸酯的硬质泡沫b)的异氰
酸酯与用于生产助粘剂c)的异氰酸酯相同。在一个优选实施方案中,使用  
M70,并且在一个特别优选的实施方案中,使用  M200。
[0044] 可使用的含有至少两个对异氰酸酯呈反应性的氢原子的化合物通常是在分子中含有两个或更多个选自OH基团、SH基团、NH基团、NH2基团和酸性CH基团如β-二基团的反应性基团的那些。
[0045] 优选使用聚醚醇和/或聚酯醇,特别优选聚醚多元醇。所用的聚醚醇和/或聚酯醇的羟基数优选25-800mg KOH/g,并且分子量通常在400以上。聚氨酯可以在不含或含有增链剂和/或交联剂下制备。可使用的特定的增链剂和/或交联剂为二官能或三官能的胺及醇,尤其是分子量低于400,优选60-300的二醇和/或三醇。
[0046] 这里助粘剂c)的多元醇组分的粘度优选100-1000mPas,优选100-800mPas,特别优选150-400mPas(25℃)。
[0047] 合适的话,助粘剂还可包含添加剂或反应性阻燃剂。这些阻燃剂的常用量基于多元醇组分的总重量为0.1-30重量%。
[0048] 多异氰酸酯与多元醇的反应优选在没有添加任何物理发泡剂下进行。然而,所用的多元醇可包含作为发泡剂的残留水。这使所得聚氨酯助粘剂的密度为200-1200g/l,优选400-1000g/l,特别优选450-900g/l。
[0049] 用于本发明方法的基于异氰酸酯的硬质泡沫b)以常规且已知的方式经由多异氰酸酯与含有至少两个对异氰酸酯基呈反应性的氢原子的化合物在发泡剂、催化剂及常规助剂和/或添加剂存在下的反应而生产。以下细节涉及所用原料。
[0050] 所用的有机多异氰酸酯优选芳族多官能异氰酸酯。
[0051] 可以提到的单独实例为甲苯2,4-二异氰酸酯和甲苯2,6-二异氰酸酯(TDI)及相应的异构体混合物,二苯基甲烷4,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷2,2’-二异氰酸酯(MDI)及相应的异构体混合物,由二苯基甲烷4,4’-二异氰酸酯和二苯基甲烷2,4’-二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯组成的混合物,由二苯基甲烷4,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4’-二异氰酸酯和二苯基甲烷2,2’-二异氰酸酯及多苯基多亚甲基多异氰酸酯组成的混合物(粗MDI)以及由粗MDI和甲苯二异氰酸酯组成的混合物。有机二异氰酸酯和多异氰酸酯可以单独使用或以混合物形式使用。
[0052] 也常使用已知的改性多官能异氰酸酯,即经由有机二异氰酸酯和/或多异氰酸酯的化学反应而得到的产物。例如,可以提到含有异氰脲酸酯基和/或含有氨基甲酸酯基的二异氰酸酯和/或多异氰酸酯。合适的话,改性多异氰酸酯可互相混合或与未改性的有机多异氰酸酯如二苯基甲烷2,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷4,4’-二异氰酸酯、粗MDI或甲苯2,4-二异氰酸酯和/或甲苯2,6-二异氰酸酯混合。
[0053] 这里也可以使用多官能异氰酸酯与多元醇的反应产物,或这些产物与其它二异氰酸酯和多异氰酸酯的混合物。
[0054] 已经证实是特别成功的有机多异氰酸酯为NCO含量为29-33重量%且在25℃下的粘度为150-1000mPas的粗MDI。
[0055] 可以使用的含有至少两个对异氰酸酯基呈反应性的氢原子的化合物b)尤其为OH数为25-800mg KOH/g的聚醚醇和/或聚酯醇。
[0056] 所用的聚酯醇主要经由具有2-12个原子,优选2-6个碳原子的多元醇,优选二醇与多元羧酸的缩合而制备,其中所述多元羧酸具有2-12个碳原子,例如琥珀酸戊二酸己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、来酸、富马酸,或优选邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸或异构的二甲酸。
[0057] 所用的聚酯醇主要具有1.5-4的官能度。
[0058] 特别使用的聚醚多元醇为通过已知方法如经由在催化剂,优选金属氢化物存在下使氧化烯阴离子聚合到H-官能的起始物质上而制备的那些。
[0059] 主要使用的氧化烯为氧化乙烯和/或氧化丙烯,优选纯的1,2-氧化丙烯。
[0060] 特别使用的起始物质为分子中含有至少3个,优选4-8个羟基或含有至少两个伯氨基的化合物。所用的分子中含有至少3个,优选4-8个羟基的起始物质优选三羟甲基丙烷,丙三醇,季戊四醇,糖化合物如葡萄糖、山梨醇、甘露糖醇和蔗糖,多元酚,可熔性酚树脂如由苯酚和甲醛组成的低聚缩合物及由苯酚、甲醛和二烷醇胺组成的曼尼希缩合物以及三聚氰胺。
[0061] 所用的分子中含有至少两个伯氨基的起始物质优选芳族二胺和/或多胺,例如苯二胺、2,3-甲苯二胺、2,4-甲苯二胺、3,4-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、2,4’-二氨基二苯甲烷、2,2’-二氨基二苯甲烷,以及脂族二胺和多胺如乙二胺。
[0062] 聚醚多元醇的优选官能度为3-8并且其优选羟基数为25-800mgKOH/g,尤其是240-570mg KOH/g。
[0063] 含有至少两个对异氰酸酯呈反应性的氢原子的其它化合物是合适的话而伴随使用的交联剂和增链剂。添加双官能增链剂、三官能或更高官能度的交联剂或者合适的话这些物质的混合物可以证实对机械性质的改性是有利的。优选使用的增链剂和/或交联剂是链烷醇胺,尤其是分子量低于400,优选60-300的二醇和/或三醇。
[0064] 有利的是增链剂、交联剂或其混合物的用量基于多元醇组分为1-20重量%,优选2-5重量%。
[0065] 硬质泡沫通常在发泡剂、催化剂、阻燃剂及泡孔稳定剂和需要的话其它助剂和/或添加剂存在下生产。
[0066] 水可以用作发泡剂,并且与异氰酸酯基反应并消除二氧化碳。已知的物理发泡剂也可以与水结合使用,或者优选代替水而使用。它们是对起始组分惰性、在室温下主要为液体且在聚氨酯反应条件下汽化的化合物。这些化合物的沸点优选低于50℃。在物理发泡剂中也包括在室温下为气态并在加压下引入或溶解于起始组分中的化合物,例如二氧化碳、低沸点链烷及氟代链烷烃。
[0067] 所述化合物主要选自链烷烃和/或具有至少4个碳原子的环烷烃、二烷基醚、酯、酮、缩醛、具有1-8个碳原子的氟代链烷烃和在烷基链中具有1-3个碳原子的四烷基烷,尤其是四甲基硅烷。
[0068] 可以提到的实例为丙烷、正丁烷、异丁烷、环丁烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷、环己烷、二甲醚、甲乙醚、甲基丁基醚、甲酸甲酯、丙酮,以及可在对流层降解,因而不破坏臭氧层的氟代链烷烃如三氟甲烷、二氟甲烷、1,1,1,3,3-五氟丁烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、二氟乙烷和七氟丙烷。所述物理发泡剂可以任何所需的相互组合使用。
[0069] 聚氨酯泡沫或聚异氰脲酸酯泡沫通常包含阻燃剂。优选使用不含溴的阻燃剂。特别优选使用包含磷原子的阻燃剂,尤其是磷酸三氯异丙酯、乙烷膦酸二乙酯、磷酸三乙酯和/或磷酸二苯基甲苯酯。
[0070] 特别使用的催化剂为显著使异氰酸酯基与对异氰酸酯基呈反应性的基团的反应加速的化合物。该类催化剂为强碱性胺,例如脂族仲胺、咪唑、脒以及链烷醇胺和/或有机金属化合物,尤其是基于的那些。
[0071] 若要将异氰脲酸酯基掺入硬质泡沫中,则需要特殊催化剂。常用的异氰脲酸酯催化剂为金属羧酸盐,尤其是乙酸及其溶液。所述催化剂可以单独使用或需要的话以相互之间的任何所需混合物使用。
[0072] 可用于此的助剂和/或添加剂为本身已知的物质,例如表面活性剂、稳泡剂、泡孔调节剂、填料、颜料、染料、水解稳定剂、抗静电剂、真菌剂和抑菌剂
[0073] 关于本发明方法的实施、所用原料、发泡剂、催化剂以及助剂和/或添加剂的其它细节可例如在Kunststoffhandbuch[Plastics Handbook],第7卷,Polyurethane[“Polyurethanes”],Carl-Hansel-Verlag Munich,第1版,1966,第2版,1983和第3版,1993中找到。
[0074] 为生产基于异氰酸酯的硬质泡沫,在聚氨酯泡沫的情况下,异氰酸酯与含有至少两个对异氰酸酯基呈反应性的氢原子的化合物以使异氰酸酯指数为100-200,优选115-180的量而进行反应。硬质聚氨酯泡沫可以借助已知混合装置分批生产或连续生产。
[0075] 也可以在>180,优选200-500,特别优选250-500的指数下操作以生产聚异氰脲酸酯泡沫。
[0076] 可以借助已知混合装置使起始组分混合。
[0077] 本发明的硬质PU泡沫通常通过两组分法生产。在该方法中,具有至少两个对异氰酸酯基呈反应性的氢原子的化合物与发泡剂、催化剂以及其它助剂和/或添加剂混合以形成已知的多元醇组分,并且使其与也称为异氰酸酯组分的多异氰酸酯或合适的话由多异氰酸酯和发泡剂组成的混合物反应。
[0078] 起始组分通常在15-35℃,优选20-30℃的温度下混合。可以使用高压或低压进料机来混合反应混合物。
[0079] 为此使用的硬质泡沫的密度优选10-400kg/m3,优选20-200kg/m3,尤其是30-100kg/m3。
[0080] 复合元件的厚度通常为5-250mm。
[0081] 实施例
[0082] A)助粘剂体系的组成
[0083] A组分
[0084] 62份 官能度为2,羟基数为250mg KOH/g的由丙二醇和氧化丙烯组成的聚醚醇1[0085] 25份 官能度为1.8,羟基数为200mg KOH/g的由邻苯二甲酸酐、二甘醇和油酸组成的聚酯醇1
[0086] 10份 磷酸三氯异丙酯阻燃剂,TCPP
[0087] 2份 含聚硅氧烷的稳定剂
[0088] 1份 含胺的PU催化剂
[0089] B组分
[0090] 异氰酸酯Lupranat M 50,聚MDI(BASF AG)
[0091] 将组分A和组分B以使指数为115的比例彼此混合。不添加额外的发泡剂。然而,所用多元醇包含残留水,并且所得固化的助粘剂的密度约为560g/L。
[0092] B)PU体系II的组成
[0093] A组分
[0094] 55.5份 官能度为5,羟基数为500mg KOH/g的由山梨醇和氧化丙烯组成的聚醚醇1[0095] 20份 阻燃剂1:磷酸三氯异丙酯,TCPP
[0096] 20份 阻燃剂2:PHT-4-二醇(Great Lakes)
[0097] 1.5份 含聚硅氧烷的稳定剂
[0098] 3份 催化剂1:含胺的PU催化剂
[0099] 发泡剂1 正戊烷
[0100] 发泡剂2 水
[0101] B组分
[0102] 异氰酸酯Lupranat M50,聚MDI(BASF AG)
[0103] 将A组分、B组分以及发泡剂以使指数为130且所得堆密度(envelopedensity)为43g/L的比例反应。
[0104] C)PIR体系的组成
[0105] A组分
[0106] 56份 官能度为1.8,羟基数为200mg KOH/g的由邻苯二甲酸酐、二甘醇和油酸组成的聚酯醇1
[0107] 10份 官能度为2,羟基数为200mg KOH/g的由乙二醇和氧化乙烯组成的聚醚醇1[0108] 30份 阻燃剂1:磷酸三氯异丙酯,TCPP
[0109] 1.5份 稳定剂1:含聚硅氧烷的稳定剂
[0110] 1.5份 催化剂1:PIR催化剂,羧酸盐
[0111] 1份 催化剂2:含胺的PU催化剂
[0112] 发泡剂1 正戊烷
[0113] 发泡剂2 水
[0114] B组分
[0115] 异氰酸酯Lupranat M50,聚MDI(BASF AG)
[0116] 将A组分、B组分以及发泡剂以使指数为350且所得堆密度为43g/L比例相互混合。
[0117] 借助低压混合机(Unipre)使助粘剂体系在30-50℃的略微升高温度下混合,并且借助由塑料构成的混合装置将其施加于转盘上。转盘具有15cm的直径并且具有角度边缘。有角度区的高度为15mm。在近边缘处安装32个孔,并且借助离心力而将助粘剂体系通过这些孔离心喷射。转速为900rpm。双带的宽度为1.2m并且其以3m/min的恒定速率前进。变化所释放的助粘剂量以使施加量为60g/m2、80g/m2和100g/m2。双带的温度在55-60℃内变化。
[0118] 在发泡口上游约2m处施加助粘剂体系c)。借助带有多个喷嘴的振动涂布器来施加多异氰脲酸酯体系b)。金属外层没有经过电晕处理。一旦体系固化,锯出尺寸为100×100×5mm的试样,并且依据DIN EN ISO527-1/DIN53292来测定泡沫与外层的粘合。
[0119] 空穴数通过肉眼测定。
[0120]实施例号 体系I的施加量 双带温度 粘合[N/mm2] 气溶胶形成 施加的图形 空穴数
1 60g/m2 60℃ 0.6 没有 非常均匀 非常少
[0121]2 80g/m2 60℃ 0.7 没有 非常均匀 非常少
3 100g/m2 60℃ 0.8 没有 均匀 非常少
4 100g/m2 55℃ 0.5 没有 均匀 非常少
5 - 55℃ 0.12 - - 中等
6 - 60℃ 0.15 - - 中等
[0122] 表1为实验参数和结果。实施例5和6为没有使用助粘剂而生产夹心元件的对比例。变化转盘的实施方案以实现助粘剂在下旋转层上的最均匀分布。
[0123]转盘编号 形状 角度 孔数 直径[mm] 转速[rpm] 施加的图形
1 圆形 无 - 150 900 均匀
2 圆形 有 32 150 900 均匀
3 圆形 有 10 160 700 不均匀
4 阶梯式(2 有 内部16; 65,150 1200 非常均匀
个阶梯) 外部20
5 阶梯式(2 有 内部12; 75,260 800 非常均匀
个阶梯) 外部24
[0124] 表2为所用转盘的形状和观察的助粘剂体系c)在待涂敷外层上的施加图形。这里评价施加于外层表面的均匀度。当施加不均匀时,体系c)主要积聚在外层的边缘区。
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