无溶剂双组份喷涂系统及方法
阅读：263发布：2023-02-26
专利汇可以提供无溶剂双组份喷涂系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 主要涉及一种无需 溶剂 双组份 喷涂 材料的方法及装置，用于定期冲刷 净化 设备或作为材料喷涂的一部分。通过该系统混合喷散的配方 粘度 和比例各不相同，且不必精确设置各 流体 组份的压 力 和 温度 。混合并喷散各类由聚 氨 酯 泡沫 、尿素塑料、环 氧 树脂 、聚酯、酚 醛 塑料及其他化学化合物制成的双组份热塑性及热固性材料，包括泡沫、模型制品和涂层，所需的 固化 率和凝胶时间自几个小时至少于10秒钟不等，其中所述化合物在组份混合时反应迅速。，下面是无溶剂双组份喷涂系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种双组份喷涂系统，包括：
一套配比泵，用于通过压力输送一种双组份流体配方的两种或两种以上组份；
加热系统，用于加热各流体组份；
各流体组份在压力下可流入的混合喷涂装置，包括冲击混合元件、反压元件和静态混合器壳体，所述壳体包括一个或多个静态混合元件和孔口部，混合料从所述孔口部喷出；
其中
所述混合喷涂装置的冲击混合元件具有入口和混合室，各流体组份在压力下流入所述入口和混合室并通过冲击实现初步混合；
所述混合喷涂装置的孔口部位于所述静态混合器壳体的下游处；
所述反压元件位于静态混合元件各流体组份入口与孔口部之间；
静态混合器壳体移除简单快速，方便更换静态混合元件；
所述系统还包括：
用于观察并调节配比泵组产生的压力装置；
温度控制器，用于所述流体组份；
用于设定并维持所述配比泵间的比例装置。
2.根据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，温度范围为15-100摄氏度。
3.根据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，压力范围为1,700-70,000千帕。
4.根据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，通过可变比例设备设定、调节比例，通过固定比例设备机械重置比例。
5.根据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，配比泵组包括液压或气压驱动气缸、齿轮泵、活塞泵、蠕动泵、隔膜泵或其他正排量泵。
6.根据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，静压混合元件由易钻穿的材料制成。
7.根据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，流体组份的温度可单独控制。
8.据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，孔口部为注入孔或浇注孔。
9.根据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，空气净化用于每次操作循环结束时清除冲击混合室的混合料。
10.根据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，喷枪重量小于1.5千克。
11.根据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，静态混合元件可从静态混合器壳体上钻出或拆下或采用热熔、热烤或热烧等方式或用力推出和/或使用少于1公升的可促进所述元件拆卸过程的少量溶剂。
12.根据权利要求1所述的双组份喷涂系统，其特征在于，孔口部为喷嘴。
13.一种喷散双组份热塑性或热固性材料的方法，包括：
在压力下将一种双组份流体配方的两种或两种以上组份输进权利要求1所述的混合喷散装置；
加热所述的各流体组份；
通过冲击混合作用在冲击混合室内混合所述的各流体组份；
进一步混合静态混合器壳体内的各组份，其中混合静态混合器壳体包括一种或多种静态混合元件；和
通过孔口部喷散混合料。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括定期移除静态混合器壳体并更换静态混合元件。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括观察并调节配比泵组产生的压力。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括设定并保持配比泵间的比例。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将催化剂或触媒剂加入流体组份以提高反应速度并缩短固化时间。
18.一种产品，根据权利要求13所述的工艺制的。
无溶剂双组份喷涂系统及方法
技术领域
背景技术
[0002] 喷涂型的双组份热塑性及热固性材料作为防护装饰性涂层，已在工业上得到广泛认可。同样，喷涂型泡沫已在全世界广泛使用。通过喷涂实施设备生产的模压制品也得到广泛认可并在一些领域中越来越受欢迎。大量现有技术实例中，各类材料通常由两部分配方制得，一旦材料被喷涂实施系统喷出，配方各部分以化学方法化合形成成品。各类配方的固化率和凝胶时间自几个小时至少于10秒钟各不相同。许多配方的固化率可以通过采用不同的温度、类型、催化剂用量和其他方式改进。
[0003] 有时双组份配方含有3个、4个或更多部分，但并不是绝大部分双组份喷涂系统也就是双部分系统的标准。通常一种双组份喷涂系统的各组份分别定为A部分和B部分，包括实例中涉及的更多典型双流体组份C附加部分、D附加部分等等。为实现本发明的目的，一般在申请人的说明书中，使用典型的双部分系统及术语但不限于本发明及权利声明规定的仅双组份系统术语之范围。众所周知，催化剂（加速剂）、发泡剂、着色剂等已被引进双组份系统中作为单独组份，而不是预混进双组份系统中的任一流体组份。但是，这些更复杂的系统详述起来很麻烦，尤其是附图，所以申请人恳请读者把文中一种双组份系统理解为一种含有两部分或两部分以上的配方。
[0004] 许多配方中采用不同类型或不同用量的溶剂，以清洁、净化现在技术的喷涂系统的部分或全部设备组件，诺曼R.莫勒（Norman R.Mowrer）于1987年公开发表了一项发明，美国专利申请号为4695618，并公布了“限制VOC（挥发性有机物）类型和用量的政府环境卫生条例的日益强调提醒涂料制造商和最终用户评估新涂料技术”（第1列第40-44行）。自此，制造商生产越来越多现有技术所述的配方，即100%固体配方，其中100%固体是一种表示固化周期结束后配方中残余成分百分比的术语。实际上，人们一直认为需要减少或消除配方和设备净化清洗工艺所用的所述溶剂及其他挥发组份用量，该技术证实了这一点。
[0005] 配方及设备制造商在不增加成本的情况下很难开发能满足环境及健康要求、满足客户及最终使用者需求的新技术。尤其是不使用溶剂的情况下，依靠匹配的粘度保持1:1体积比的改良配方更难开发。配方配比有加大趋势，现有4:1的比例为最大可行比例。有鉴于此，标准配比分别为1:1、1.5:1、2:1、3:1和4:1，大于该标准的比例一律视为不合格。许多制造商认为大于2:1的比例不合格，同时承认已开始使用更多大配比配方。
[0006] 人们开发能解决此问题以容置一些大于10:1的配方的喷涂系统。通常人们普遍认为比例越偏离1:1，材料就越难被成功混合喷涂。同样地，使用本技术公开的配方，粘度发散并逐渐增加达到1,000,000厘泊。相比之下，其他材料粘度较低，仅仅50厘泊。因此，采用精心制作的加热系统增加较厚材料的粘度并通过喷涂技术将材料成功泵出、混合及喷涂已是惯常作法。需要说明的是，术语“喷涂”为权宜使用，同时其他应用或喷散技术也在探索中。
[0007] 1994年彼得保罗·罗森（Peter Paul Roosen）以及其他人发表了一种塑化石膏化合物，美国专利申请号为5344490，其含有体积比在4:1至9:1的A与B部分粘度差别很大的双组份配方。罗森是申请人之一并公开了‘第490号专利被列入本说明以供参考’。罗森的第490号专利配方实例1为一种双组份石膏化合物，所述双组份石膏化合物含有41%PBW（重量份）的石膏，由两部分配制而成，A部分含有石膏和各类其他成分共计83%PBW，剩余17%PBW的异氰酸盐为B部分。将5:1的重量分数比转化成约4.5:1的体积比，该体积比在行业里并不是标准配比，因此通过采用一种无溶剂喷涂技术用现成常见设备很难实现喷散。罗森和其他人采用一种合适的喷涂系统喷散材料，经过很多次失败后，不得不使用非喷涂方式进行配方喷散。
[0008] 罗森的第490号专利还公开了一种配方，其中石膏化合物含有75%PBW的石膏和重量份数更少的异氰酸盐（低于7%），并被制成各类成品，包括类似于使用上述实例1配方配制的产品。该实例2配方与实例1配方非常相似，主要差异是在实例1配方中石膏量被增加。罗森专利发明的目的之一是寻找一种用于喷涂含有石膏41%PBW实例1配方的合适方法，如有可能，寻找一种使用喷涂系统喷涂石膏含量更大配方的合适方法，如石膏重量份数达75%的实例2配方。经过20多年来的努力并未取得成功。一部分失败原因是罗森一直不愿将石化溶剂添进该配方或将石化溶剂作为喷涂系统使用的定期净化及冲洗系统的组成部分。
[0009] 上述罗森公开的配方及衍生产品已在加拿大等国家被视为“绿色”可持续性技术的典范，对环境产生的不利影响极小。进一步开发其他更环保的材料，替代衍生的石化异氰酸酯成分。事实上，2010年罗森在成千上万的电视观众面前就赢得加拿大全国“环保发明”竞赛奖并获得了100,000美元现金奖赏，他被誉名为国家首席“生态企业家”。提议的方法都是采用喷涂设备进行配方喷涂，而喷涂设备使用石化溶剂作为定期净化系统的组成成分或部分，这在当前行业惯例中是普遍常见的，罗森一直拒绝接受任何提议的方法。
[0010] 更有趣的是，与罗森的第490号专利配方相比，莫勒的第618号专利揭示了一系列双组份无溶剂聚氨酯化合物，该化合物按大体上1:1的体积比进行组合，使用市场上均可买到的双组份真空喷涂设备在室温条件下喷涂该化合物。他相当详尽地描述其配方并遵循各类已知技术限制。该配方的成分基本是较少数信誉良好化工产品制造商生产的且销售量很好的标准石化成分。我们认为符合窄带技术限制的方法限制了从业者创造新型有用产品的能力，对于客户及最终用户来说，新型有用产品可能有更大价值。
[0011] 此外，该配方使得可持续、可靠的环保溶剂开发起来更加困难。但是，设备制造商一直在用并继续首选莫勒的方法。
[0012] 另外一种重要可变的参数是压力。现在的双组份喷涂设备被设计成以递增压力进行操作，一般某些系统需要压力达7,000磅/平方英寸（50,000千帕）。为延长设备使用寿命、确保操作者的安全同时为了降低操作维修成本，首选低压操作方式。莫勒及其他人建议系统压力和粘度极限分别为3,000磅/平方英寸（21,000千帕）和1000厘泊。固瑞克明尼苏达有限公司是明尼阿波利斯市发展良好的双组份喷涂设备制造商。2011年固瑞克公司的TMFusion 溶剂净化双组份喷枪的技术手册中，明确指示需按所需压力平衡计量表。固瑞克喷枪是一种较重的装置，由于其重量及体积过大，喷枪使用起来非常笨拙困难并且功能受限。
马修·麦钱特（Matthew Merchant）发表的美国专利申请号7744019的专利中，明确表述需要在约为3,000磅/平方英寸（21,000千帕）相同的压力条件下，将一种双部分系统的各自组份引进混合管。
马修·麦钱特（Matthew Merchant）发表的美国专利申请号7744019的专利中，明确表述需要在约为3,000磅/平方英寸（21,000千帕）相同的压力条件下，将一种双部分系统的各自组份引进混合管。
[0013] 粘度、比例和压力大有相匹配的趋势，先前技术中就已形成。
[0014] 尽管配方所用的溶剂量已有降低趋势，清洗净化双组份喷涂系统设备的例子却截然相反。大量先前技术指出可能每年无数量的加仑（公升）溶剂被用于清洗净化所述设备。例如，许多100%固体型环氧涂层系统，每次使用后通常耗费约5加仑（20公升）溶剂来清洗净化所述设备，这已是共知的事实。为实现所述环氧涂层需要50加仑（200公升）的典型使用量，溶剂用量与含有10%溶剂的配方的用量是相等的。考虑到净化清洗要求减少配方中的溶剂似乎会损失更多利益。
[0015] 许多先前技术的实例中，美国专利号7918369、5678764、6544204、5178326、4760956、4695618、4967956、6811096和6824071，其中许多都明确采用了溶剂净化清洗系统。通过上述专利及出版物如关于溶剂喷射系统的WO2009/036129，固瑞克似乎获得了实质TM
利益。该公司声称Fusion 溶剂净化双组份喷枪还在专利申请中，它似乎代表目前工艺水平。
利益。该公司声称Fusion 溶剂净化双组份喷枪还在专利申请中，它似乎代表目前工艺水平。
[0016] 目前已被广泛使用的溶剂净化或冲洗喷涂系统通常采用一套配比泵，所述配比泵在压力下将一种双组份流体配方的两种或两种以上组份泵进歧管，歧管中的两股流体汇合后，混合的流体流经一个或多个位于流体路径中静态混合原件、单个软管或常称为鞭管的管子流入喷发混合料的喷枪。静态混合器可设于更远的下流位置，有时设于自身喷枪中或混合流体通道中的多处位置。在混合料固化并堵塞一个或多个系统部件前，单一溶剂泵在流体操作循环结束时通过歧管、静压混合元件、鞭管和喷枪输送一股溶剂以净化系统喷出的任何混合料。蒂莫西S.顾克施（Timothy S.Kukesh）及其他人发表了一种系统，美国专利申请号为5178326，该系统包括补装的压缩空气件，在混合料喷出喷枪的喷孔后，压缩空气冲击件作用于混合料。顾克施发表的第326号专利很好地阐明该传统溶剂净化方法。
[0017] 先前技术还公开了喷涂设备，该设备用于实现非常接近喷孔的喷枪内的混合。通过流出喷孔的双组份液流的冲击混合，在一个小混合室内进行双组份配方的混合，所述喷孔有时被称之为喷嘴梢并且十分接近冲击混合部位。为阐明所述，分别将双组份引入喷枪并在接近喷嘴梢的位置进行混合。乔纳森R.麦克迈克尔（Jonathan R.McMichael）发表了一种双组份（两组份）混合喷散装置的改进，其美国专利申请号为7527172。由于麦克迈克尔的第172号专利公开的装置通过冲击混合方式实现各流体组份的混合，所以所需的容积配比为1:1或接近1:1，两种流体的粘度较低且紧密匹配，压力较密切匹配。此类喷枪主要用于快速凝固通常几秒左右就会固化的聚氨酯泡沫。许多冲击混合型喷枪通常用于快速凝固聚氨酯泡沫和尿素材料、也采用溶剂实现净化，尽管不像更常见的非冲击混合型喷枪那样广泛使用溶剂。一些冲击混合型喷枪，包括麦克迈克尔的第172号专利中公开的喷枪，使用空气净化较小量的混合料，每次喷枪使用结束时该混合料都需要迅速被净化。这种类型的喷枪不适合比例不标准的配方，尤其是含有高粘度流体的配方。不充分的混合、不恰当的喷涂模式、堵塞或多种情况并存通常会导致冲击混合型喷枪的材料净化不充分。
[0018] 理查德O.普罗布斯特（Richard O.Probst）等人发表了一种喷枪，美国专利申请号为3799403，其被列入本发明以供参考，所述喷枪中的混合室可相对于外壳移动，并且用一种实用简单的方式停止或启动双流体组份的流量，因此所述喷枪可在结束喷散操作时采用压缩空气净化混合室内双组份材料的混合渣。尽管该类喷枪已被使用了很多年，持续、高质量的流体组份混合还是难以实现，尤其是当配比、粘度和/或压力不均匀时。
[0019] 还有另外一种净化双组份系统的策略，就是切断其中一种流体组份，让另一种流体组份继续流动以净化系统的混合材料。由于有时称之为交叉效应，该策略通常是无效的，净化流体流向正常切断流体成分的反方向并流进混合室。混合料在混合室内得以强化，最终会堵塞或阻碍流体流。
[0020] 发明目的
[0021] 申请人并未顺应当前发展趋势设计以适应设备局限性，而采用相反的方法发明一种无溶剂喷涂系统，并通过这些方法和装置满足更多的配方改进。本发明的目的之一是消除使用溶剂净化清洗喷涂系统设备的需求同时促使配方内溶剂使用量向着降低的趋势发展。
[0022] 本发明目的之二是提供一种喷涂系统，配方设计师可以通过所述系统成功混合并喷散更多不同的当前行业内惯用的产品。例如，通过使用一种喷涂系统，可简单可靠地解决一种双组份配方的A部分与B部分的比例范围、粘度及压力差异较大的问题，预计将会给配方设计师及其客户和最终用户等带来可观价值。本发明目的之三是提高所需效能、大大缩短各种由聚氨酯泡沫、尿素塑料、环氧树脂、聚酯、酚醛塑料及其他化学化合物、包括本发明说明书未提及的材料制成的泡沫、涂层和模压制品的凝胶和固化时间。
发明内容
[0023] 本发明涉及一种双组份喷涂系统，其无需溶剂即可冲刷或净化系统喷出的材料。通过该系统混合喷散的配方粘度和比例各不相同，且不必精确设置各流体组份的压力和温度。该系统便于需要快速固化及凝胶的各类双组份热塑性及热固性配方的混合及喷散。
[0024] 混合并喷散各类由聚氨酯泡沫、尿素塑料、环氧树脂、聚酯、酚醛塑料及其他化学化合物制成的双组份热塑性及热固性材料，包括泡沫、模型制品和涂层，所需的固化率和凝胶时间自几个小时至少于10秒钟不等，其中所述化合物在组份混合时反应迅速。
[0025] 本发明详述中所有未定义的术语均为行业内公认的含义。
[0026] 本发明提供的所述喷涂系统包括：一套配比泵，用于通过压力将一种双组份流体配方的两种或两种以上组份泵入装在喷枪壳内的混合喷涂装置；一个加热系统，用于加热各流体组份并充分地控制流入混合喷涂装置各流体组份各自的温度；一个混合喷涂装置，包括一个冲击混合元件、一个静态混合器壳体、一个位于所述冲击混合元件下游处的喷孔和一个反压元件，所述壳体包括一个或多个静态混合元件，其中所述静态混合元件位于通过各自入口或注入口流入冲击混合喷涂装置混合元件部分的各流体组份下游处，所述反压元件位于流体入口和喷孔之间、优选地设于静态混合元件的紧靠上游处；和一个工具，用于简单迅速拆除装有静态混合器元件的静态混合器壳体。能取下易拆除静态混合器的壳体是本发明一个重要方面，而且静态混合器元件可以通过机械或其他方式拆除。目前发明最好之处是所述系统采用新元件替代了所述装有一次性易钻孔型塑料片的混合元件并能迅速运转，塑料片钻孔是通过简单手工打孔或钻床实现的。现在最好的喷孔是一种可反转的标准尖端式孔口，许多五金店都销售这种喷孔，并且孔口尺寸和几何尺寸不同的尖端可互换，所以操作者可以采用不同的流速喷散材料，也可以创造各种喷涂形式。另一优选实施例提供了一种注入或浇注嘴以替代无需将待喷涂材料雾化的灌缝、冲模或其他操作用喷嘴。流入混合喷涂装置流体组份的启动和停止是通过一种可相对喷枪壳体移动的混合喷涂装置来实现的。还有一个好处就是提供了一种工具，用于每次喷散操作结束时直接输送空气进行净化，这些强烈推荐的首选工具都包含在本发明系统中。
[0027] 本发明的喷枪部分可配置为用在生产线上的重型工业装置或轻型装置，该轻型装置可手提或用于各领域、尤其是几何约束较紧领域的机器。
[0028] 本发明不仅仅不需要常用于净化传统喷涂系统喷散出混合料的溶剂，还能大大提高环氧及其他材料的固化率并分别缩短正常需20分钟至一个小时的凝胶时间和24小时固化时间至数秒钟和数分钟。由于混合歧管、鞭管、软管、喷枪、喷嘴梢和相关配件中需被净化掉的混合料驻留时间长，所以采用溶剂冲刷系统需要更长的凝胶固化时间。因此，每次系统净化需要约5加仑（20公升）的溶剂，操作者需延长凝胶时间以避免频繁冲刷。采用本发明提供的系统，由于混合是在喷枪内进行的，所以无需净化溶剂，而且大大缩短了系统里混合料的驻留时间，材料需要更少的凝胶固化时间就可重新配制。
[0029] 采用本发明，配方设计师可以通过4:1体积比配制双组份材料，该双组份材料的比例超出标准的1:1，且这些配方各自流体组份的粘度差别大。例如，A部分与B部分比例为5:1的一种双部分配方，其中A部分粘度高于B部分粘度100-1000倍，但是通过本发明两部分可以被完全混合并喷散。固化时间可达数秒或数分钟，各流体组份压力无需紧密匹配，并且无需溶剂净化。本说明文中会详细描述此内容。
[0030] 回顾所述发明内容概述并结合下述详细说明及附上的权利要求，很明显，对于本行业技术人员来说本发明还有很多有益效果。同时，本发明提供了形式各样的可接受实施例，为能清楚了解本发明公开的技术，以下特举实施例并配上附图，但本发明并不限定于所述具体实施例。
[0031] 优选实施例的附图及详细说明包含本发明的一个实例。通过以下附图及更详细说明，本行业技术人员可以明白了解本发明其他实施例。
附图说明
[0032] 图1为本发明目前优选实施例提供的一种双组份喷涂系统的简化示意图[0033] 图2为所附前视图2-2线指示方向上在水平面未喷散空气净化位置所取的、可用于本发明喷枪装置的横断面顶视图；
[0034] 图3为所附前视图3-3线指示方向上在水平面材料喷散位置所取的首选喷枪装置的横断面顶视图；
[0035] 图4为图5中4-4线指示方向上在垂直面未喷散空气净化位置所取的首选喷枪装置的横断面顶视图；
[0036] 图5为图3所示的首选喷枪材料喷散位置的顶视图；
[0037] 图6a为图3所示的包括枪壳体首选喷枪的透视图；
[0038] 图6b为图3所示的无枪壳体首选喷枪的透视图，本发明提供的混合喷涂装置部分在该图中也简称为所述装置；
[0039] 图7为本发明提供的混合喷涂装置部分的优选实施例的部件分解图；
[0040] 图8为图7所示的首选冲击混合元件的透视图；
[0041] 图9为图7和图8所示的首选冲击混合元件的侧视图；
[0042] 图10为图9中10-10线指示方向上垂直面所取的首选冲击混合元件的横断面端视图；
[0043] 图11为图7、图8和图9所示的首选冲击混合元件的后视图；
[0044] 图12为图7、图8和图9所示的首选冲击混合元件的横断面侧视图，该图取自图11中12-12线指示方向上的垂直图；
[0045] 图13为图5所示的局部横断面端视放大图，该图取自图5中13-13线指示方向上的垂直图，显示了材料混合喷涂位置处的喷枪壳体中冲击混合元件与其连接块之间的密封界面；
[0046] 图14为图7所示的首选反压元件的透视图；
[0047] 图15为图7和图14所示的首选反压元件的前视图；
[0048] 图16为图7和图14所示的首选反压元件的横断面侧视图，该图取自图15中16-16线指示方向上的垂直图；
[0049] 图17为图7和图14所示的首选反压元件的后视图；
[0050] 图18为图7所示的首选静态混合器壳体的透视图；
[0051] 图19为图7和图18所示的首选静态混合器壳体的后视图；
[0052] 图20为图7和图18所示的首选静态混合器壳体的横断面侧视视图，该图取自图19中20-20线指示方向上的垂直面；
[0053] 图21为图7和图18所示的首选静态混合器壳体的前视图。
具体实施方式
[0054] 图1为本发明提供的所述喷涂系统10的简化示意图，一般来说本发明包括一种用于混合喷涂双组份配方的无溶剂系统，双组份配方中的A部分流体组份20和B部分流体组份30分别通过A、B部分所用的一套配比泵40和50泵送供应，所述泵按照设定配比的体积比将液体流送入本发明的混合喷涂装置部分、简称为喷枪60，其中所述配比可通过机械、电子或其他本行业任何普通技术人员熟识的合适手法来设定。还可使用几套设备组合，通过充分控制能确保各流体组份泵送一致以维持所需体积比，同时将各流体以合适的压力、温度和流速送入喷枪。本行业任一普通技术人员可从各种来源包括专营双组份喷涂系统的供应商处选择、设置合适的设备组合。申请人无特殊偏好但建议无论使用哪种设备都要单独控制整个系统总各组份的温度。压缩空气70也被送入喷枪60中以在操作结束时净化一部分喷枪，并且视需要可作为一部分驱动工艺，下文会充分描述。压缩空气供应并不是必需的，尽管压缩空气供应是首选方法，但是还可以采用具有此功能的其他手段。图2为所附前视图2-2线指示方向上在水平面未喷散空气净化位置所取的、可用于本发明的喷枪装置60的横断面顶视图。所述喷枪60具有装在喷枪壳体90内的混合喷涂装置80。A部分和B部分流体组份分别流入流体组份连接块100a和100b。在图中所示位置处，由于混合喷涂装置80可相对于喷枪壳体90移动，流体被阻挡无法流入混合喷涂装置80，图中所示前向位置处，由于未设流体可流入的开口通道，通过连接块端口120a和120b在压力下分别进入连接块100a和100b的各流体组份被阻挡。在压力作用下混合喷涂装置80可通过螺纹连接件110相对于喷枪壳体90移动或者向右推动所述装置至图中所示位置或者向左推动所述装置至材料喷散位置处。本发明所述喷枪60可配置成用在生产线上的重型工业装置或紧凑轻型装置，该轻型装置可手提或用于各领域、尤其是几何约束较紧领域的机器。
[0055] 图3为所附前视图3-3线指示方向上在水平面材料喷散位置所取的、可用于本发明的喷枪60的横断面顶视图；所述喷枪60由装在喷枪壳体90内的混合喷涂装置80组成。A部分和B部分流体组份分别流入流体组份连接块100a和100b。在图中所示位置处，由于混合喷涂装置80可相对于喷枪壳体90移动，流体能流入混合喷涂装置80，图中所示后向位置处，由于此处设有流体可流入的开口通道，通过连接块端口120a和120b在压力下分别进入连接块100a和100b的各流体组份可以通过所述通道流入所述装置。在压力作用下通过螺纹连接件110的混合喷涂装置80相对于喷枪壳体90移动或者向左推动所述装置至图中所示位置或者向右推动所述装置至非喷散空气净化位置处。
[0056] 图4为未喷散空气净化位置所取的首选喷枪装置60的横断面顶视图。如图所示，压缩空气和/或其他合适气体或流体可在压力作用下通过端口130流入所述喷枪壳体90。图中所示位置处，由于未被连接块100a和100b的阻挡，流体可以流入所述混合喷涂装置，尽管图2中未见端口130，但图2中流体情况清晰可见。
[0057] 图5为首选喷枪60材料喷散位置的顶视图。所述A部分和B部分流体组份分别流入连接块100a和100b。相对于材料喷散位置处的喷枪壳体90，所述喷枪60的混合喷涂装置80部分位于内缩位置处。
[0058] 图6a为包括喷枪壳体90首选喷枪60的透视图
[0059] 图6b为无枪壳体首选喷枪60的透视图，本发明提供的混合喷涂装置80部分在该图中也简称为所述装置。
[0060] 图7为混合喷涂装置80的优选实施例的部件分解图。所述装置由冲击混合元件140组成，反压元件150被插入冲击混合元件140。垫圈160密封静态混合器壳体180，在此优选实施例中，静态混合器壳体180被拧到冲击混合元件140上。还设置一个用于冲击混合元件140与喷枪壳体90间的密封以防净化空气溢出的O型环170，同时在混合喷涂装置80与喷枪壳体90间安装滑合座。静态混合元件190被插入静态混合器壳体180并通过喷孔200固定就位。所述首选喷孔200为一种市场常见型喷孔，包括易更换的可反转尖端
210，适用于各种孔口尺寸和几何尺寸，可实现各种流速及喷涂形式。该图为垂直于流向、处于关闭状态的尖端210。所述喷孔被螺纹连接到静态混合器壳体180。
210，适用于各种孔口尺寸和几何尺寸，可实现各种流速及喷涂形式。该图为垂直于流向、处于关闭状态的尖端210。所述喷孔被螺纹连接到静态混合器壳体180。
[0061] 所述首选静态混合元件190是一种一次性塑料元件，通过从静态混合器壳体180上拧下喷孔200、在一次性静态混合元件190钻孔并简单地推进一个新原件，就可快速简单地更换该静态混合元件。然后再将喷孔200拧到静态混合器壳体180，喷涂系统10重新运转。在该优选实施例中，也可以将静态混合器壳体180从冲击混合元件140上拧下，然后换上一个新的装有新静态混合元件190的静态混合器壳体180。换下的零件可在脱机状态下更新，不会影响喷涂操作。元件可钻下或通过其他方式拆下，如热熔、热烤或热烧，或用力推出和/或使用少于1公升的少量溶剂也可促进所述元件的拆卸过程。此外，所述优选实施例还提供了很多长度、内径不同的静态混合器壳体，可用于容置各类静态混合元件。多个元件或多个不同类型的元件都可装入所述壳体，它们具有各种各样的混合特点，本行业任一普通技术人员都可根据特殊双组份配方来确定合适的元件。
[0063] 图9为首选冲击混合元件140的侧视图。螺纹件220用于将冲击混合元件140连接到静态混合器壳体180。双组份流体中一种流体在压力下流入图中所示的流体入口或注入口230。在冲击混合元件140的对面还设有同尺寸的入口，此入口不是必需的。
[0064] 图10为首选冲击混合元件140的横断面端视图。在此优选实施例中，双组份流体注入口230和240稍偏移冲击混合元件140中心线约0.011英寸（0.028厘米）。各入口与冲击混合室250的尺寸不同。在此优选实施例中，一个尺寸约0.094英寸（0.24厘米）的注入口240的直径基本大于其他尺寸约0.042英寸（0.11厘米）的注入口230。优选实施例中冲剂混合室250的直径约为0.069英寸（0.18厘米），稍小于较大注入口。由于偏移，流体是以扰流夹带一些漩涡的形式流入腔室。
[0065] 图11为首选冲击混合元件140的后视图。
[0066] 图12为首选冲击混合元件140的横断面侧视图。制动器装在后端螺纹件110上，在静态混合器壳体180的对面或前端设有螺纹件220。冲击混合室250设有双组份流体注入口230和240，图中清晰可见。反压元件150插进位于前端的大反压元件插入腔270。
[0067] 图13为图5所示的局部横断面端视放大图，该图取自图5中13-13线指示方向上的垂直图，显示了材料混合喷涂位置处喷枪壳体中冲击混合元件140与连接块100a和100b之间的密封界面。此位置处的连接块端口120a和120b与各注入口230和240对齐，这样流体组份可以通过端口流入中心处的冲击混合室250。
[0068] 图14为首选反压元件150的透视图。
[0069] 图15为首选反压元件150的前视图。此优选实施例中的反压端口280直径约为0.060英寸（0.15厘米）。
[0070] 图16为首选反压元件150的横断面侧视图。
[0071] 图17为首选反压元件150的后视图。
[0072] 图18为首选静态混合器壳体180的透视图，静态混合器壳体180通过螺纹件290连接至位于冲击混合元件140前端的与螺纹件290匹配的螺纹件220。O型环170和一对扳动槽320装在O型环槽300内，本图中仅显示了一个扳动槽，另一扳动槽位于背侧。通过扳动槽可将静态混合器壳体180从冲击混合元件140快速简单地拆卸下来。
[0073] 图19为首选静态混合器壳体180的后视图，后端内螺纹件290连接至冲击混合元件140前端的与螺纹件290匹配的螺纹件220。图中还显示了大直径外螺纹件310，喷孔220拧置在大直径外螺纹件310上。
[0074] 图20为首选静态混合器壳体180的横断面侧视视图。长径为0.250英寸（0.635厘米）的钻孔330逐渐缩小成小钻孔340，所述钻孔用作台阶以防静态混合器元件190插入深度过大。在此优选实施例中，当喷孔200被拧到静态混合器壳体的前端时，防止静态混合器元件随流体向下游移动。
[0075] 图21为首选静态混合器壳体180的前视图，外螺纹件310和内钻孔330和340清晰可见。
[0076] 各流体组份的压力最小为1,000磅/平方英尺（7,000千帕），以确保混合料以合适的喷涂形式喷出喷孔200、在出口之上的雾化和成型，整个系统10的有效操作及冲击混合元件140内初始混合所需的充足压力。但是本发明在压力低至300磅/平方英尺（2,000千帕）的情况下已被成功实践。相反，尽管本发明可在更高压力，如目前喷涂系统运转压力7,000-10,000磅/平方英尺（50,000-70,000千帕）下运转，但最大首选压力为3,500磅/平方英尺（24,000千帕），以最大化地降低设备磨损、提高安全性。虽然各流体组份的压差需保持在1,000磅/平方英尺（7,000千帕）范围内为宜，但也不需要特殊匹配各流体组份压力。
[0077] 各流体组份的容积配比比例范围为1:1至10:1，获得双组份配方不会有太大困难。比例差异再大，如含有催化剂、发泡剂、染料和/或其他组份的配方，双组份系统也可控制，无需将其他组份预混进其中一种大比例组份。例如，配比为5:1的在数分钟内注入催化剂的系统控制容易，如百万分之几的配比。
[0078] 双组份配方各流体组份的粘度差异是通过以下一种或多种方式设置：加热高粘度流体组份以降低粘度，这样流体就可从系统中泵出，具有粘度上限的高粘度流体使配比泵40和50达到压力及功率上限；相对于低粘度流体组份，增加高粘度流体组份软管或导管的尺寸；相对于高粘度流体组份，减小低粘度流体组份软管或导管的尺寸；在高粘度对应较高配比比例的情况下相对于低粘度流体组份注入口230，增加所述冲击混合元件140的高粘度流体组份注入口240的尺寸；根据低粘度流体组份的压力增大高粘度流体组份的压力。优先考虑加热不同温度的各流体组份，如所需补装软管等以保持整个系统的恒温。
[0079] 需要特别注意混合喷涂装置80的正确配置以获得好的喷涂效果。通过冲击混合元件140的注入口230和240流入混合喷涂装置的各流体组份紧密接触，这样充足的扰流形成于冲击混合元件140的冲击混合室250的各表面，开始进行混合进程。反压元件150需要充足的反压以促进混合、防止低粘度流体组份流过高流体组份。反压过多会导致诸多问题，如混合充分的流体难以流出喷孔200形成优良喷涂形式和/或流体在一个或多个注入口230和240处混合及堵塞。注入口的直径可较大，注入口横截面大于高粘度流体反压元件150的横截面，尤其是配比比例差异大的较高粘度流体组份配比比例也高。注入口230和240偏移冲击混合室250冲击混合元件140的中心线，这样当流体组份通过各流进冲击混合元件140并开始朝静态混合器壳体180方向向下游移动时形成若干漩涡但不是强扰流。只有部分流体组份在此时混合，部分混合料从冲击混合元件140向下游移动。优选地，与冲击混合元件匹配的嵌件作为反压元件150并通过装有一个或多个静态混合器元件190的静态混合器壳体180拧到冲击混合元件140端部扣紧，从而在合适的位置固定反压元件150。尼龙或其他适当材料优选制成的垫圈160也可插到反压元件150与静态混合器壳体
180之间，当然也不是必需的。垫圈160防止流体泄露并降低冲击混合元件140或反压元件
150相对于静态混合器壳体180任何可能发生的振动。
180之间，当然也不是必需的。垫圈160防止流体泄露并降低冲击混合元件140或反压元件
150相对于静态混合器壳体180任何可能发生的振动。
[0080] 通过快速简单地拆除静态混合器壳体180就可更换上新的壳体，或拆除更换静态混合器元件190。使用一次性圆柱形塑料元件为优选方法，该元件价格便宜，并且可通过手动操作或钻床轻松钻孔。尽管钻孔方法为优选的，但也可通过压紧或勾出成孔。也可使用一种或多种与被混合料匹配的几何尺寸不同的静态混合元件。静态混合器元件的选择也会影响反压，所以有必要改变反压元件150的尺寸来增大或减小静态混合器元件。同样，改变喷孔200的尺寸会改变反压元件150的尺寸。
[0081] 首选喷孔200为销路良好的通用可反转尖端210型喷孔，可从许多五金店和喷涂设备供应商那里买到此类构件，价格便宜。根据喷涂模式选择尖端尺寸。喷孔200通过螺纹连接件310连接到静态混合器壳体上180。另一优选选择是采用注入或浇注嘴型喷孔200，该喷孔无需雾化材料。在这种情况下，模具或裂纹时常需要填充。
[0082] 反压元件150、静态混合元件190和喷孔200需要合理匹配以充分阻挡沿着冲击混合元件140顺流而下的液流，注入口230和240位于冲击混合元件140，并在冲击混合元件室250内进行初始冲击混合，等到流体组份被充分混合的时候，混合料从混合喷涂装置80喷出。联合阻挡非常重要，而且可能对于充分的材料混合是必不可少的。但是，联合阻挡不需要太好，阻挡过度会导致材料回流进一个或多个入口230和240、经过喷孔200的流速过低和/或喷射形式不恰当。
[0083] 任何本行业普通技术人员采用尺寸合适的喷涂尖端210、合适的静态混合元件190和尺寸合适的反压元件150就可实现适量阻挡。特殊配方采用的元件组合需要做一些简单试验。同样，冲击混合元件140用的合适的入口尺寸及此特殊配方所需的合适的系统操作温度及压力可能需要做反复试验或其他简单试验才能确定。采用以往的双组份喷涂系统，要实现运转良好、一致的好效果且不存在混合料喷涂时产生的持久阻塞、设备问题、混合问题或小故障是相当棘手的。一旦初步计算出特殊配方参数，这些难点有望被快速减少，但是系统与配方正确配置时存在一些难点也是正常的，属意料之中。
[0084] 下文阐述帮助从业者如何选择合适元件及型号和设定参数，以实现良好的喷涂效果。在冲击混合元件140中实现恰好的混合程度及混合喷涂装置80中实现适量阻挡是非常重要的，所以为喷涂系统10的温度及压力和注入口230和240等尺寸的设定提供了进一步指导。
[0085] 设定系统温度必须要考虑的是配方的温度极限，不能高于配方制造商或供应商建议的温度极限，防止配方中一个或多个流体组份加热过度。尽管一些最高温度大大低于温度限制值，但通常许多配方的温度限定在约华氏210度（摄氏100度）。实际最低温度为华氏55度（摄氏15度）。系统中的热点可能导致一个或多个流体组份的局部过热，所以要避免产生这些热点。建议将温度设定的低于最高温度极限至少几度。事实上，首选加热温度范围趋向于华氏65-200度（摄氏18-95度）。
[0086] 设定温度的首选步骤是先设定最高粘度流体组份的温度低于最高温度极限几度。可以在双组份泵系统上单独控制各流体组份的温度，应将低粘度流体组份温度的粘度设定成最接近高粘度流体组份的粘度。在双组份泵系统上无法实现各流体组份的单独温度控制，低粘度流体组份的粘度不可能与高粘度流体组份的粘度相匹配。本发明解决了这一大问题，允许各流体组份的粘度差别大。但是，如果要实现好的混合效果而粘度相差太大就会是个问题，一种方法是试着在总温度较低的情况下操作系统，若不行再从另一泵系统上寻求单独温度控制。沿着软管、导管和/或管路长度上的加热也是优选的、值得一试。
[0087] 双组份配比泵系统的最大压力不应超过设备供应商或制造商规定的设备最大承压能力。最大压力极限很大程度上取决于设备组合，通常当前使用的双组份系统的最大压力极限范围为3000-8000磅/平方英寸（20,000-55,000千帕）。一些系统的最大操作压力更高些。首选方法是设定系统压力约为2,000-3,000磅/平方英寸（15,000-20,000千帕）。由于体积比被锁定，双组份配比泵系统的压力一般不可以单独控制，这样根据流体组份在任何给定时刻的最大下游阻力决定泵系统压力。不需要匹配各流体组份的压力，但是运转时最低压力流体组份应有充足的压力以确保混合充分。由于冲击混合依靠适度混合所需压力，任何流体组份的优选最低压力为1,000磅/平方英寸（7,000千帕）。在某些情况下采用低压也可实现运转。当混合料从喷孔200中喷出时，最低压力也需要足够高以实现适当的喷涂形式。然而，还有一些喷散型孔口，如浇注、裂缝填充或磨具填充嘴，不需要像无需无空气雾化的喷孔那么高的运转压力。一般空气辅助型喷孔不需要无空气型喷孔那么高的压力。最低、最高运转压力分别首选为1,000磅/平方英寸（7,000千帕）和3,000磅/平方英寸（21,000千帕）。无需匹配各流体组份间的压差，但是压差最好保持在最低限度，优选为低于1,000磅/平方英寸（7,000千帕）。通过各流体组份的向上、向下温度调整会明显改变压力，所以温度保持十分重要，避免混合喷涂操作期间发生激烈的压力波动。高压系统价格昂贵，运行费用较高。高压下的设备运行的安全问题越来越多。
[0088] 如果系统中有高粘性流体，可能需要增大系统压力以确保充分的流量及输送进喷枪中。含有一种或多种粘度大于1,000,000厘泊的流体组份的配方压力可能需要接近7,000磅/平方英寸（50,000千帕）或更高。一般来说，与传统的用于配方等的混合喷散的溶剂冲刷系统相比，本发明系统所需压力往往较低。
[0089] 配比泵40和50与喷枪60间的软管、导管或管路的尺寸和长度可变，直径足够大，粘性流体能够流经软管和/或导管。首选使用最小尺寸以确保每种组份充足的流体量，但该尺寸并不属于基本要求。长度为50-500尺（15-150米）的手持喷枪的标称直径尺寸范围通常为1/4-1/2英寸（0.6-1.3厘米）。但是，厂内系统一般使用直径高达2英寸（5厘米）或直径更大的喷枪，有时喷枪的长度可能更大。例如，制造厂生产出的系统能通过一套配比泵实现多个孔口的注入，因此所需的管路尺寸更大。
[0090] 确定优选实施例的冲击混合元件140的注入口230和240尺寸的优选步骤相当清楚。根据各流体组份的相对压力确定各孔口的尺寸。起点用于流体组份粘度配比比例1:1的设定。在这种情况下，注入口230和240尺寸相同，起点在0.040英寸（0.10厘米）的较小直径处，且压力匹配接近。比例为1:1的流体组份之一的粘度比其他组份更高，增加对应高粘度流体组份的端口的尺寸直至彼此的相对压力约在1,000磅/平方英寸（7,000千帕）范围内。同样，增大配比比例不同的对应高比例的端口直至彼此的相对压力约在1,000磅/平方英寸（7,000千帕）范围内。最大端口的直径尺寸约为0.100英寸（0.25厘米）。
[0091] 所述优选实施例中的冲击混合室250的直径尺寸一般相同，首选为0.069英寸（0.18厘米），如需满足所需生产排量，可改变尺寸。应尽可能减小所述腔室，这样根据给定生产排量在每次操作循环结束后最小化需从混合喷涂装置80中清除的混合料用量。如果所述腔室过小，流出喷孔200的混合料流量不足，无法满足所需生产排量。直径为0.069英寸（0.18厘米）的冲击混合室250与一般市售现成的喷孔200和尖端210匹配良好。首选尖端210的尺寸范围首选为0.015-0.050英寸（0.038-0.13厘米）。市场常见的尖端210的喷射形式、宽度和几何尺寸各不相同。如上所述，注入口230和240中心线与冲击混合室250中心之间的偏移量首选约为0.042英寸（0.11厘米）。当冲击混合元件140的中心被钻透时，可以改变偏移量以适应注入口的尺寸范围，且不会漏掉所述腔室的注入口。流体组件连接块100a和100b需挤压冲击混合元件140以确保有效流体密封，偏移量太大会损坏流体组件连接块100a和100b。
[0092] 虽然按照所述优选实施例所述反压元件150优选插设于冲击混合元件140和静态混合器壳体180之间，但也可设置于冲击混合室250与喷孔200之间任意位置处。为适合高粘度流体，将优选实施例中反压元件孔280的0.060英寸（0.15厘米）左右的直径增加到0.069英寸（0.18厘米）左右。为再次减小每次操作循环结束时需从混合喷涂装置80中清除的混合料量，减小穿过反压元件150的冲击混合室250与静态混合器壳体180输入侧之间的距离，静态混合元件190形在此处成首次接触。如优选实施例所示，此距离为1英寸（2.5厘米）左右。
[0093] 静态混合器壳体180及其相关静态混合元件190的长度被最小化以满足充分混合。为减小每次操作循环结束时需从混合喷涂装置80中清除的混合料量，该长度被保持最小化。静态混合器壳体180标称直径为1/4英寸（0.63厘米），静态混合器壳体180托住一次性塑料元件190，优选实施例中，静态混合器壳体180设有1/4英寸的长段或“弯段”，每一弯段在静态混合器壳体180内绕一圈。各供应商提供的喷涂设备都是现成可用的。静态混合元件190由各种易钻孔型塑料制成，如高密度聚乙烯或尼龙，当充分混合的材料达到阻碍流速的程度时，系统不可操作。所述优选实施例所用的静态混合器通过以下圈数进行区别：4圈、6圈、8圈、10圈和12圈。根据给定的配方选择合适的静态混合器的方法很简单，从最短的混合器开始，检查混合质量、换下一个更长的混合器直至获得满意的混合程度。通过测试已固化材料的物理性质很容易确定混合质量。虽然与短混合器相比，较长的混合器需要更大的力气才能钻出孔来，但圈数比所需数量多一点也不会有影响，而且较长混合器稍微增加了喷枪60的重量和尺寸，通常情况下不会采用此种喷枪。本发明优选将喷枪的尺寸和重量降到最小，采用更短的混合器提高了任何空气净化的有效性。
[0094] 装有任一混合料的混合喷涂装置80部分的总长度为4+-2英寸（10+/-5厘米）左右。
[0095] 通过使用罗森第490号专利的塑化石膏化合物及根据其下文有关本发明为配合罗森第490号专利配方而进行改良的详细说明，进行了一系列试验，有助于说明本发明非常特殊的优选实施例。需注意，本发明能适应许多配方及数千的、可能好几万或成千上万的改良配方，所以试验用的特殊配方及改良配方为代表本发明具体狭义观点的优选实施例的详细描述提供了依据。
[0096] 本发明试验采用的罗森第490号专利的初步配方是一种含有石膏的双部分双组份配方，其中按重量计算二水合物形式的硫酸钙为主要成分。简单来说就是一种双部分聚氨酯，其中的A部分为含有基于多元醇的石膏液，B部分为常规异氰酸盐液，一般聚合物二苯基甲烷二异氰酸酯在本行业被称为MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）。尤其地，试验用的MDI是目前由陶氏化学公司生产的商标名为PAPI-27的一种产品。在下述说明文中，试验采用的配方改良之处为各配方中石膏的重量百分比，最开始为“石膏41-42%PBW（重量份数的简称）”，也就是配方含有石膏41-42%（按重量份数计）。实验继续进行时，配方中石膏含量也被增加为“石膏62-65%PBW”，也就是石膏含量为62-65%（按重量份数计）。在整个实验过程中改变配方的方式仅仅是增加A部分流体组份中干石膏粉的用量。
[0097] 试验采用的罗森第490号专利初步配方（石膏41-42%PBW）包括A部分和B部分各流体组份成分如下：
[0098] 41-42%PBW石膏配方：
[0099] A部分流体组份：
[0100]
[0101] B部分流体组份：
[0102] 陶氏PAPI-27MDI在B部分含量为100%PBW
[0103] 组合配方中A部分与B部分的最适比例为5:1PBW或83:17PBW，然而在80:20PBW-85:15PBW范围内尽管性能上产生变化，混合料仍会充分固化。需要通过配比泵将重量比转化为体积比。为实现该实验目的，选定的两种体积比如下：4.66:1（A部分：B部分）PBV（按体积计）和
[0104] 5.00:1（A部分：B部分）PBV（按体积计）。
[0105] 通过交换液压驱动型配比单元40和50的活塞和气缸，手动重新配制比例，4.66:1PBV用于石膏百分比低的配方，用于石膏百分比高的配方时改为5.00:1。当石膏百分比被提高时，由于石膏添加在A部分流体组份内，重量比和体积比都需提高，这样才能有效固化物理性能良好的混合料。
[0106] 乙醇40%和水60%配成的混合物，作为发泡剂被加进A部分流体组份内以备某些试验用。还有DBTL（二月桂酸二丁基锡）用作固化剂（催化剂/加速剂）也被加进A部分流体组份内以备某些试验用。在该试验中发泡剂和固化剂的添加量都不能高于0.25%PBW。
[0107] A部分冲击混合元件140的注入口240和230的直径为0.093+/-0.002英寸（0.236+/-0.005厘米），B部分冲击混合元件240的注入口230和250的直径为0.043+/-0.002英寸（0.109+/-0.005厘米）。冲击混合室250的直径为0.069+/-0.001英寸（0.175+/-0.003厘米）。A部分和B部分流体组份的软管公称尺寸分别为1/2英寸（1.3厘米）50尺（15米）和3/8英尺（1.0厘米）包括与喷枪60最近距离为10尺（3米）的鞭管长度1/4英寸（0.6厘米），62-65%PBW石膏试验用的B部分管线减小到1/4英寸（0.6厘米）且不包括在内。泵与喷枪之间的软管总长度为60尺（20米）。静态混合器壳体330的标准钻孔直径为1/4英寸（0.6厘米），用手推动刚好能将静态混合元件190推入静态混合器壳体180内。在本优选实施例中，静态混合器壳体180内固定一次性塑料元件190，具有长度
1/4英寸的长段部分或每段在静态混合器壳体180内绕一圈的弯段。
1/4英寸的长段部分或每段在静态混合器壳体180内绕一圈的弯段。
[0108] 本试验各种设备配置、配方及流程细节如下：
[0109]
[0110]
[0111] 适用说明：
[0114] 涂层光滑、厚度均匀、外观一致
[0115]
[0116]
[0117] 适用说明：
[0118] 在钢管上喷涂厚度为0.010-0.020英寸（0.03-0.05厘米）的涂层[0119] 观察结果：
[0120] 涂层光滑、厚度均匀、外观一致
[0121]
[0122]
[0123] 适用说明：
[0124] 1/4-3/4英寸（0.6-1.9厘米）的厚板-单涂层喷涂。
[0125] 观察结果：
[0126] 光面精整、弹性及外观极好。
[0127]
[0128]
[0129] 适用说明：
[0130] 在钢管上喷涂厚度为0.020-0.030英寸（0.05-0.08厘米）的涂层[0131] 观察结果：
[0132] 涂层光滑、厚度均匀、外观一致
[0133]
[0134] 适用说明：
[0135] 3/8英寸（1厘米）的厚板-单涂层喷涂
[0136] 观察结果：
[0137] 光面精整、弹性及外观极好。
[0138]
[0139] 适用说明：
[0140] 1英寸（2.5厘米）的厚板-单涂层喷涂
[0141] 观察结果：
[0142] 光面精整、弹性及外观极好。
[0143] 石膏50-55%PBW
[0144]
[0145] 适用说明：
[0146] 模制瓦（厚度1/4-1英寸（0.5-2.5厘米））-单一喷涂
[0147] 观察结果：
[0148] 光面、弹性及外观极好。
[0149]
[0150]
[0151] 适用说明：
[0152] 模制瓦（厚度1/4-1英寸（0.5-2.5厘米））-单一喷涂
[0153] 观察结果：
[0154] 光面、弹性及外观极好。
[0155]
[0156]
[0157] 适用说明：
[0158] 模制瓦（厚度1/4-1英寸（0.5-2.5厘米））-单一喷涂
[0159] 观察结果：
[0160] 光面、弹性及外观极好。
[0161] 制作的样品显示混合质量显著提高，很少有光条纹、瑕疵或层合或者完全没有瑕疵。采用大于50%PBW的石膏量，喷涂操作能顺利完成，喷涂效果出乎意料、非常好。在高温下，A部分流体组份的62-65%PBW石膏的粘度约为100,000厘泊，而B部分部分流体组份的石膏粘度约为100厘泊，前者高于后者约1,000倍。还有让人完全出乎意料的是在表面光洁度方面，采用高石膏量生产的零件与采用低石膏量生产的零件一样好、有时甚至更好些；在喷涂形式方面，采用高石膏量生产的零件也跟采用低石膏量生产的零件一样好、有时甚至更好一点。由于含高石膏量的材料在初步固化时密度大、比热容大，所以申请人认为不用受任何特殊理论限制，固化更均匀，尤其生产发泡产品时。申请人正继续寻找产生这些意外效果的原因。
[0162] 申请人认为，尽管各流体组份的黏度及配比比例差异同时都很大，但却在试验中取得优良混合品质的原因是伴随化学反应动力效应发生的流体动力效应、机械效应及热力效应的综合作用，这些原因很好理解还可促进一种合理说明及理论的发展。通过结合不同的化学及物理学的有关流体运动的高级计算流体动力学（CFD）分析，对该领域会有进一步深刻理解。但是，申请人希望读者或本行业普通技术人员不要受特殊理论限制，特提供以下说明，读者或本行业普通技术人员可以轻松实践本发明，也不需要进行简单测试。
[0163] 各流体组份是在高压、高粘度及高温下通过各注入口230和240流入冲击混合元件140，各流体组份被迫流进小冲击混合室250并在室内形成一些小湍流。受反压元件150压迫的流体结合形成反压，其他位于下游处的元件180、190和200产生净反压量。尽管反压不大也不会引起流体通过一个或多个注入口230和240回流，但足以有效地形成阻挡，使流体不易快速流出初始冲击混合区域，也有助于进一步增大流体能，使得流体局部加热，提供充足的动能以加速化学反应，这样流体组份的化学结合及聚合得以实现。加热提速还使放热化学反应增快，产生更多热量。循环持续进行但不仅限于此程度，流体在被放入注入口230和240的新料推动向下游流动前固化成固体。即使流体没有固化成固体，冲击混合室
250内也会有大量成核位点产生。当组合的及部分混合的流体向前流入静态混合元件190时，流速仍然很猛烈，料粒分子量较大，所以势能较大。现有技术系统的料粒通常流入静态混合器且不会产生初期聚合，与之相比，携带这些持续增大的料粒的流体当冲进静态混合元件190时产生更大的势能。静态混合更有效也因此更加紧密。由于与标准常规系统相比本发明提供的喷枪60更紧凑、混合区更小，所以降低了对喷枪60尺寸和重量的要求，不再需要溶剂净化系统。考虑到有效保持设备运转的无溶剂方法，设置了所述的小混合区。与本发明提供的无溶剂双组份喷涂系统10相较，标准溶剂冲刷系统的静态混合系统包括易测量的混合区，测量单位为尺（米）而不是英寸（厘米）或英寸分数（毫米）。
250内也会有大量成核位点产生。当组合的及部分混合的流体向前流入静态混合元件190时，流速仍然很猛烈，料粒分子量较大，所以势能较大。现有技术系统的料粒通常流入静态混合器且不会产生初期聚合，与之相比，携带这些持续增大的料粒的流体当冲进静态混合元件190时产生更大的势能。静态混合更有效也因此更加紧密。由于与标准常规系统相比本发明提供的喷枪60更紧凑、混合区更小，所以降低了对喷枪60尺寸和重量的要求，不再需要溶剂净化系统。考虑到有效保持设备运转的无溶剂方法，设置了所述的小混合区。与本发明提供的无溶剂双组份喷涂系统10相较，标准溶剂冲刷系统的静态混合系统包括易测量的混合区，测量单位为尺（米）而不是英寸（厘米）或英寸分数（毫米）。
[0164] 由于本发明之特点，所述的首选手持型喷枪60紧凑合理，重量小于2.5磅（1.1千克）。在很多操作中采用该喷枪有利于减小操作者疲劳。在多数情况下，较大或较重的喷枪不合适，有时候不实用，无法实现特殊用途。
[0165] 不考虑高粘度低密度组份或成分的百分率，之前讨论的密度可能与上述动力学有关，即使本发明试验材料可以被充分混合。
[0166] 通过大大减小静态混合元件190的尺码和/或长度，实现适度混合，申请人不再使用溶剂净化系统。试验采用空气净化操作清除每项操作结束时冲击混合室250冲击混合元件140的残料。残料不用完全清除干净，因为该残料可能对于空气净化促进是必不可少的。或者，如有需要且不使用空气净化方式，采用一种钻回腔室的方式或一些其他手段保持腔室干净。
[0167] 本发明所述的无溶剂喷涂系统10的成品多种多样、数不胜数。本发明通过采用尿烷、环氧树脂、尿素或其他适用的双组份配方中的一种，大多用于表面涂层喷涂以实现防腐和美观用途。与当前所采用系统相比，本发明所述的喷涂系统10还有一个意想不到的优点。考虑到需更短的混合料滞留时间，简化掉了与溶剂净化系统相关的喷枪上游混合歧管。由于混合料喷涂是通过冲击混合元件140冲击混合室250的喷孔210实现的，喷孔210尺寸小于4英寸（10厘米）、用于进行初步混合，所以大大提高了一部分或所有种类不同的配方的固化率，并通过采用某些催化剂、补偿加热或其他手段加速了双组份配方的化学反应。
近些年来获得广泛认可用作防护涂层的环氧树脂配方特别受关注。
近些年来获得广泛认可用作防护涂层的环氧树脂配方特别受关注。
[0168] 通过本发明所述的喷涂系统10可生产成品，包括各类模压制品如屋顶纸板及薄膜、建筑模型制品、结构板及非结构板。通过添加或无需添加使配方起泡的发泡剂，喷涂系统10能迅速形成厚料，在许多行业如汽车制造、基础设施修复、建筑、造船等行业得到广泛应用。
[0169] 还有一个成品实例，使用本发明喷涂系统10可制作道路标线。桥梁、交通支撑面如工业地板、飞机库、停车库等的喷涂也利用本发明通过加速固化率或无需加速固化率实现。例如，在制作道路虚线时，由于每次操作结束时无需使用溶剂净化系统，所以适应本发明喷涂系统10以一种高效无废弃的方式喷涂长度待定的道路虚线相对简单。喷涂道路虚线的每一段需停止喷孔动作，上述采用罗森第490号配方的试验已进行过测试。每天此过程中进行的一连串100次启停操作之前、期间和之后，都无需使用任何溶剂清洗任何所用设备。与固化较慢的替代物相比，几秒内可固化的道路线，如通过本发明喷涂的道路线都是理想首选的产品。
[0170] 虽然本发明公开了具体实施例的首选形式及其附图，但并不限制本发明范围，许多改进都是合理的。所有新颖创造性组合及附属组合的各类元件、特点和/或性能均包含在本发明主旨内。本发明公开的实施例的单一特点、功能、元件或性能都是必不可少的。以下权利要求限定某些新颖创造性组合及附属组合。其他组合及附属组合的特点、功能、元件和或性能的声明包含在本发明权利要求修正案或新增权利要求描述中。无论原来的权利要求范围被扩大、缩小或未变，所述的权利要求都包括在本发明主旨内。本发明涵盖了所有实施例及所有用途，专家依靠自身学识一读用途说明就会立即理解其内容并可随意进行简单的常规测试。
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