WO2002004190A1 - Method and device for producing foams - Google Patents

Abstract

The invention relates to the production of foams from flowable reaction components which are loaded with a powder, fine-grained or fibrous loading material and with a foaming agent which is transformed from a liquid to a gaseous state as it passes a discharging mechanism (26) which is connected downstream of the (main) mixer (15). This discharging mechanism (26) is prevented from becoming clogged by an agglomerate reducer (18) which is situated between the loading material feed and the discharging mechanism (26) and which eliminates any agglomerates that have formed.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von SchaumstoffenMethod and device for producing foams

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Schaumstoffen aus mindestens zwei miteinander reagierenden flüssigen Reaktionskomponenten, wobei mindestens einer dieser Reaktionskomponenten pulvrige, faserige oder feinkörnige Zuschlagstoffe und mindestens einer dieser Reaktionskomponenten ein bei einem entsprechenden Drucksprung vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergehendes Treibmittel beigemischt werden.The invention relates to a method and a device for producing foams from at least two reacting liquid reaction components, wherein at least one of these reaction components powdery, fibrous or fine-grained additives and at least one of these reaction components admixed with a blowing agent which changes from the liquid to the gaseous state in the event of a corresponding pressure jump become.

Es ist hinlänglich bekannt, Schaumstoffe, insbesondere aus Polyurethan, durch Reaktion von Polyol mit Isocyanat herzustellen.It is well known to produce foams, in particular from polyurethane, by reacting polyol with isocyanate.

Als Treibmittel für die Zellbildung haben sich solche durchgesetzt, welche sich unter entsprechendem Druck in flüssigem Zustand befinden, aber bei ihrer Entspannung durch einen Drucksprung entsprechender Höhe in gasförmigen Zustand übergehen und sodann als Zellgas beim Aufschäumen des Reaktionsgemisches zur Verfügung stehen. Hier hat sich im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit insbesondere Kohlendioxid bewährt. Zum Erzeugen des Drucksprunges bzw. der notwendigen Ent- Spannung dient ein hinter dem Reaktionsmischer angeordnetes, dementsprechend gestaltetes Austragsorgan. Als solches eignen sich Siebe mit geeigneter Maschengröße, Lochplatten, Spaltorgane, Sintermetallplatten, Kugelschüttungen oder dergleichen, d.h. Organe, welche auf das mit Treibmittel beladene Reaktionsgemisch beim Hindurchströmen einen solchen Drucksprung ausüben, durch welchen das Treibmittel aus dem flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Solche Aus- tragsorgane sind unter den Fachbegriffen „Creamer" und „Lay-down-device" im Markt eingeführt.The blowing agents for cell formation are those which are in a liquid state under the appropriate pressure, but which, when relaxed, change to a gaseous state as a result of a pressure jump of a corresponding height and are then available as cell gas when the reaction mixture is foamed. Carbon dioxide in particular has proven its worth in terms of environmental compatibility. A discharge device arranged behind the reaction mixer and designed accordingly serves to generate the pressure jump or the necessary relaxation. As such, sieves with a suitable mesh size, perforated plates, splitting elements, sintered metal plates, ball beds or the like are suitable, i.e. Organs which exert such a pressure jump on the propellant-laden reaction mixture as it flows through, through which the propellant changes from the liquid to the gaseous state. Such discharge organs have been launched on the market under the terms "Creamer" and "Lay-down device".

Derartige Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaum sind insbesondere in den EP-A 767 728, EP-A 777 564 und EP-A 794 857 beschrieben. Dabei wird in mindestens einer der Komponenten (Polyol, Isocyanat) 2 bis 6 Gew.-% CO₂ ober- halb des Lösungsgleichgewichtsdruckes von typischerweise 6 bis 20 bar gelöst. Diese wird dann weiter unter Druck mit der anderen Komponente vermischt und durch eine engmaschige Siebplatte mit mehreren tausend Durchtrittsöffnungen von 0,1 bis 0,3 mm Durchmesser auf Normaldruck entspannt, wobei Flüssigschaum einer Rohdichte von 50 bis 120 kg/m³ (ohne Berücksichtigung von Füllstoffen) entsteht.Such processes for the production of polyurethane foam are described in particular in EP-A 767 728, EP-A 777 564 and EP-A 794 857. At least one of the components (polyol, isocyanate) contains 2 to 6% by weight of CO ₂ dissolved at half the solution equilibrium pressure of typically 6 to 20 bar. This is then further mixed under pressure with the other component and expanded through a close-meshed sieve plate with several thousand passage openings of 0.1 to 0.3 mm in diameter to normal pressure, liquid foam having a bulk density of 50 to 120 kg / m ³ (without taking into account Fillers).

Üblicherweise wird die Dichte des Flüssigschaums durch in die Polyolkomponente gegebenes Wasser, das bei der Reaktion mit Isocyanat CO2 bildet, weiter reduziert.Usually, the density of the liquid foam is further reduced by water added to the polyol component, which forms CO2 on reaction with isocyanate.

Es hat sich gezeigt, dass diese einen Drucksprung verursachenden Austragsorgane häufig verstopfen, wenn mit Zuschlagstoffen in pulvriger, feinfaseriger oder feinkörniger Form beladene Reaktionskomponenten bzw. Reaktionsgemische verarbeitet werden. Dadurch wird das Austragen des mit Zuschlagstoff beladenen Reaktionsgemisches inhomogen, und insbesondere beim Auftragen auf eine nachgeordnete Unterlage, wie beim Blockschäumen oder bei der Plattenherstellung, erfolgt der Auftrag auf die Unterlage ungleichmäßig, wodurch natürlich ein(e) im Querschnitt inhomogener Block bzw. Platte entsteht. Vor allem kommt es zu Verstopfung der Siebplatten. Es wurde gefunden, dass Gehalte von Agglomeraten einer Abmessung von oberhalb 10 μm in einer Menge von weniger als 0,1 % bezogen auf Gesamt- Füllstoff prohibitiv für einen mehrstündigen Anlagenbetrieb sind.It has been shown that these discharge organs, which cause a pressure jump, often become blocked when reaction components or reaction mixtures loaded with additives in powdery, fine-fiber or fine-grained form are processed. As a result, the discharge of the reaction mixture loaded with additive is inhomogeneous, and in particular when applied to a subordinate base, such as in the case of block foaming or in the production of panels, the application to the base takes place unevenly, which of course results in a block or panel which is inhomogeneous in cross section , Above all, the sieve plates become clogged. It was found that contents of agglomerates with a dimension of more than 10 μm in an amount of less than 0.1% based on total filler are prohibitive for a plant operation lasting several hours.

Es besteht die Aufgabe, bei der Verarbeitung von mit Zuschlagstoffen und einem Treibmittel beladenen Reaktionsgemischen das erforderliche entspannende Austrags- organ vor Verstopfungen zu schützen.It is the task to protect the necessary relaxing discharge organ against blockages when processing reaction mixtures loaded with additives and a blowing agent.

Dies wird dadurch erreicht,This is achieved

a) dass in mindestens eine der Reaktionskomponenten der Zuschlagstoff und das Treibmittel eingegeben und damit vermischt werden,a) that the additive and the blowing agent are added to and mixed with at least one of the reaction components,

b) wobei das Treibmittel in flüssigem Zustand eingemischt wird, c) dass dieses mit Treibmittel beladene Reaktionsgemisch durch ein einen Drucksprung erzeugendes Austragsorgan ausgetragen wird, wobei der Drucksprung so eingestellt wird, dass das flüssige Treibmittel in den gasförmigen Zustand übergeht, undb) the blowing agent being mixed in in the liquid state, c) that this reaction mixture loaded with blowing agent is discharged through a discharge member producing a pressure jump, the pressure jump being adjusted so that the liquid blowing agent changes into the gaseous state, and

d) dass sich gebildete Agglomerate aus Zuschlagstoff noch vor Erreichen des Austragsorgans zerkleinert werden.d) that agglomerates formed from aggregate are comminuted before reaching the discharge member.

Die Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf die Herstellung von Polyurethan- Schaumstoffen aus Polyol und Isocyanat, ist aber auch für die Herstellung andererThe invention preferably relates to the production of polyurethane foams from polyol and isocyanate, but is also for the production of others

Mehrkomponenten-Schaumstoffe geeignet.Suitable for multi-component foams.

Feinkörnige Zuschlagstoffe bestehen in der Regel aus Melamin, Aktivkohle, Kreide, Calciumcarbonat, Schwerspat; pulvrige z.B aus Grafitpulver, A moniumpolyphos- phat oder Recyclingpulver; faserige vorzugsweise aus Glas, Aramid oder Kunststoffen, insbesondere aus Polypropylenfasern.Fine-grained additives usually consist of melamine, activated carbon, chalk, calcium carbonate, heavy spar; powdery e.g. from graphite powder, ammonium polyphosphate or recycled powder; fibrous preferably made of glass, aramid or plastics, in particular polypropylene fibers.

Geeignete pulverförmige Füllstoffe weisen typischerweise Korngrößen von etwa 10 bis 50 μm auf. Faserförmige Füllstoffe weisen vorzugsweise Durchmesser von 6 bis 14 μm und eine Länge von 100 bis 200 μm auf. Es hat sich gezeigt, dass derartigeSuitable powdered fillers typically have grain sizes of approximately 10 to 50 μm. Fibrous fillers preferably have a diameter of 6 to 14 μm and a length of 100 to 200 μm. It has been shown that such

Füllstoffe auch nach Mahlung und Siebung noch geringe Anteile grober Agglomerate aufweisen bzw. in Form adhäsiv gebundener, neu gebildete Agglomerate aufweisen, die zur Verstopfung der Austragsorgane mit Druckentspannung führen.Fillers, even after grinding and sieving, still have small proportions of coarse agglomerates or in the form of adhesively bound, newly formed agglomerates, which lead to the discharge organs being blocked with pressure release.

Füllstoffe werden erfindungsgemäß bevorzugt in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-% bezogen auf den fertigen Schaum eingesetzt, d.h. dass die Polyol-Füllstoffdispersion zwischen etwa 20 und 50 Gew.-% Füllstoff aufweist.According to the invention, fillers are preferably used in an amount of 10 to 40% by weight, based on the finished foam, i.e. that the polyol filler dispersion has between about 20 and 50 wt .-% filler.

Obwohl die Art der Zugabe der Zuschlagstoffe in eine der Reaktionskomponenten nicht unmittelbar mit der Zerkleinerung entstandener Zuschlagstoff-Agglomerate zusammenhängt, bieten sich mehrere Alternativen, welche eventuell im Einzelfalle nach Art der zu beladenden Reaktionskomponente oder des Zuschlagstoffes Vorteile bieten können. Solche Vorteile sind aber im wesentlichen nur empirisch ermittelbar.Although the way in which the additives are added to one of the reaction components is not directly related to the comminution of aggregate agglomerates which have formed, there are several alternatives which may be necessary in individual cases can offer advantages depending on the type of reaction component to be loaded or the additive. Such advantages can essentially only be determined empirically.

Die Dispergierung der Füllstoffe vorzugsweise in der Polyolkomponente erfolgt mittels üblicher Rühr- und Dispergierapparate mit Förderung in den Vorratstank oder in diesem selbst. Der Vorratstank wird vorzugsweise gerührt, um ein Absetzen der Füllstoffe zu verhindern.The fillers are preferably dispersed in the polyol component by means of conventional stirrers and dispersers with conveyance into or into the storage tank. The storage tank is preferably stirred to prevent the fillers from settling.

Gemäß einer ersten Durchführungsform des neuen Verfahrens dient die gleiche Reaktionskomponente als Träger für Zuschlagstoff und Treibmittel.According to a first embodiment of the new method, the same reaction component serves as a carrier for the additive and blowing agent.

Dies hat den Vorteil, dass die mit Zuschlagstoff beladene Reaktionskomponente durch die Beigabe des flüssigen Treibmittels wieder verdünnt wird.This has the advantage that the reaction component loaded with additive is diluted again by adding the liquid blowing agent.

Alternativ wird eine der Reaktionskomponenten mit Zuschlagstoff und eine andereAlternatively, one of the reactants with aggregate and another

Reaktionskomponente mit Treibmittel beladen.Load the reaction component with a blowing agent.

Damit tritt eine direkte gegenseitige Einfmssnahme von Zuschlagstoff und Treibmittel aufeinander erst beim Vermischen der beiden unterschiedlich beladenen Reak- tionskomponenten miteinander auf. Eine solche späte Einfmssnahme ist aber ohneA direct mutual interaction of aggregate and propellant thus only occurs when the two differently loaded reaction components are mixed with one another. Such a late intervention is without

Belang, da das Reaktionsgemisch sofort nach der Vermischung ausgetragen wird und aufschäumt.This is important because the reaction mixture is discharged and foams immediately after mixing.

Beispielsweise lassen sich auch einem Zweig einer Reaktionskomponente Zuschlag- stoff und dem anderen Zweig Treibmittel beimischen, und anschließend werden beide beladenen Zweige der Reaktionskomponente miteinander vorvermischt, bevor sie mit der zweiten Reaktionskomponente vermischt werden.For example, one branch of a reactant additive and the other branch of blowing agent can also be mixed in, and then both loaded branches of the reactant are premixed with one another before they are mixed with the second reactant.

Es lässt sich auch ein Zweig der Reaktionskomponente mit Zuschlagstoff und der andere Zweig mit Treibmittel beladen, aber dann werden die beiden beladenen Zweige der Reaktionskomponente der zweiten Reaktionskomponente getrennt zugeführt und mit dieser vermischt.One branch of the reactant can also be loaded with aggregate and the other branch with blowing agent, but then the two are loaded Branches of the reaction component are fed separately to the second reaction component and mixed therewith.

Bei beiden Varianten lassen sich die Zugabe der Zuschlagstoffe und des Treibmittels besser steuern, weil sie nicht in den gleichen Komponentenstrom eingespeist werden.With both variants, the addition of the additives and the blowing agent can be better controlled because they are not fed into the same component stream.

Auch ist es möglich, neben Isocyanat als weitere Reaktionskomponenten zwei unterschiedliche Polyole einzusetzen und eine davon mit dem Zuschlagstoff zu beladen.In addition to isocyanate, it is also possible to use two different polyols as further reaction components and to load one of them with the additive.

Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eines der Polyole empfindlich ist.This is particularly advantageous if one of the polyols is sensitive.

Während man die Zugabe von Zuschlagstoff und/oder Treibmittel während der Produktion on-line betreiben kann, ist es bevorzugt, vorher ein Batch (Vorratstank) aus Reaktionskomponente und Zuschlagstoff zu erzeugen.While the addition of additive and / or blowing agent can be carried out online during production, it is preferred to generate a batch (storage tank) beforehand from the reaction component and additive.

Erfindungsgemäß wird nun die in dem Vorratstank vorgelegte oder on-line erzeugte Vor-Dispersion einer Agglomeratzerklemerang mittels hoher Schergeschwindigkeiten und gegebenenfalls Prallkräften unterzogen.According to the invention, the pre-dispersion presented or generated online in the storage tank is then subjected to agglomerate cleavage by means of high shear rates and, if necessary, impact forces.

Erfindungsgemäß erfolgt die Agglomeratzerklemerang on-line während der Zuführung der Dispersion zum Hauptmischer und/oder im "Konditioniermodus" in einer Zirkulationsleitung vom Vorratstank und in diesen zurück.According to the invention, the agglomerate clump rank takes place on-line during the supply of the dispersion to the main mixer and / or in the "conditioning mode" in a circulation line from the storage tank and back into it.

Bevorzugt ist die Agglomeratzerklemerang zumindest on-line, gegebenenfalls zusätzlich im "Konditioniermodus".Preferably, the agglomerate clump is at least on-line, possibly additionally in the "conditioning mode".

Die Schergeschwindigkeiten, denen die Vor-Dispersion während der Agglomeratzerklemerang unterzogen werden, betragen vorzugsweise mehr als 10⁵ s^_1.The shear rates to which the pre-dispersion is subjected during the agglomerate cleavage are preferably more than 10 ⁵ s ^-1 .

Besonders bevorzugt sind Schergeschwindigkeiten oberhalb 3'10⁵ s^_1. Die Schergeschwindigkeit wird dadurch erzeugt, dass in der Zuleitung zum Hauptmischer und/oder der Zirkulationsleitung mindestens eine Lochblende vorgesehen ist, durch die die Vor-Dispersion unter einem hohem Vordruck von vorzugsweise 20 bis 150 bar, insbesondere bevorzugt 30 bis 80 bar, weiter bevorzugt 30 bis 50 bar, gepresst wird.Shear rates above 3'10 ⁵ s ^_1 are particularly preferred. The shear rate is generated by providing at least one perforated orifice in the feed line to the main mixer and / or the circulation line, through which the pre-dispersion under a high admission pressure of preferably 20 to 150 bar, particularly preferably 30 to 80 bar, more preferably 30 up to 50 bar.

Höhere Drücke sind nicht unschädlich, im Sinne der Agglomeration sogar anzustreben, aber technisch nur unter hohem Aufwand zu realisieren.Higher pressures are not harmless, even in the sense of agglomeration, but can only be achieved technically with great effort.

Unter Schergeschwindigkeit im Sinne der Erfindung soll die 3-fache mittlere Durchtrittsgeschwindigkeit der Dispersion dividiert durch den Radius der Lochblende verstanden werden.Shear rate in the sense of the invention is to be understood to mean 3 times the average passage speed of the dispersion divided by the radius of the pinhole.

Die mindestens eine Lochblende hat vorzugsweise einen Durchmesser von nicht unter 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 1,5 mm. Bei Durchmessern oberhalbThe at least one pinhole preferably has a diameter of not less than 0.5 mm, preferably between 1 and 1.5 mm. With diameters above

2 mm können bei den bevorzugten Drücken die erfindungsgemäßen hohen Schergeschwindigkeiten nicht erreicht werden. Bei Lochblenden-Durchmessern unter 0,5 mm besteht das Risiko der Verstopfung.2 mm at the preferred pressures, the high shear rates according to the invention cannot be achieved. With pinhole diameters below 0.5 mm there is a risk of clogging.

Zur Gewährleistung technischer Durchsatzmengen sind mehrere Lochblenden parallel, d.h. von demselben Vordruck aus durchströmt, vorzusehen. So ist es beispielsweise für eine Durchsatzmenge von 100 1/min Polyol-Füllstoffdispersion zweckmäßig, eine Lochplatte mit 4 bis 10 Lochblenden von 2 mm Durchmesser oder mit 10 bis 25 Lochblenden mit 1,5 mm Durchmesser oder mit 25 bis 50 Loch- blenden mit 1 mm Durchmesser vorzusehen.To ensure technical throughput rates, several perforated orifices are parallel, i.e. flowed through from the same form to be provided. For example, for a throughput of 100 1 / min polyol filler dispersion, it is advisable to use a perforated plate with 4 to 10 perforated screens with a diameter of 2 mm or with 10 to 25 perforated screens with a 1.5 mm diameter or with 25 to 50 perforated screens with 1 mm diameter.

Erlaubt die Art des eingesetzten Füllstoffs Lochblendendurchmesser im unteren erfindungsgemäßen Bereich, ohne dass die Lochblenden verstopfen, können zwei oder drei Lochplatten in Strömungsrichtung hintereinander eingesetzt werden, da der erforderliche Druck zur Erzielung einer ausreichenden Schergeschwindigkeit bei kleinerem Lochblendendurchmesser geringer ist. Nach einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden je zwei Lochblenden gegenüber angeordnet und in entgegengesetzter Richtung durchströmt, so dass die aus den Lochblenden austretenden Dispersionsstrahlen aufeinander prallen. Derartige Apparate sind prinzipiell beispielsweise aus der EP-A 685 544 und der WO 01/05517 zur Tröpfchendispergierang bei der Lackherstellung bekannt.If the type of filler used allows aperture diameters in the lower range according to the invention without the apertures becoming blocked, two or three perforated plates can be used one behind the other in the direction of flow, since the pressure required to achieve a sufficient shear rate is smaller with a smaller aperture diameter. According to a further preferred embodiment of the invention, two perforated screens are arranged opposite each other and flowed through in the opposite direction, so that the dispersion jets emerging from the perforated screens collide with one another. Such apparatuses are known in principle, for example, from EP-A 685 544 and WO 01/05517 for droplet dispersion in coating production.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the accompanying figures. Show it:

Fig. 1 ein Ausführangsbeispiel mit Einspeisung von Zuschlagstoff und Treibmittel in die gleiche Reaktionskomponente,1 shows an exemplary embodiment with feed of additive and blowing agent in the same reaction component,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit Einspeisung von Zuschlagstoff in die eine und von Treibmittel in die andere Reaktionskomponente,2 shows an embodiment with feed of additive in one and of blowing agent in the other reaction component,

Fig. 3 ein Ausführangsbeispiel mit Einspeisung von Zuschlagstoff in eine erste Polyolkomponente und Einspeisung des Treibmittels in eine zweite Polyol- komponente und anschließende Vorvermischung beider Polyole,3 shows an exemplary embodiment with feed of additive in a first polyol component and feed of the blowing agent in a second polyol component and subsequent premixing of both polyols,

Fig. 4 ein Ausführangsbeispiel analog Fig. 3 mit der Abweichung, dass beide Polyole getrennt in den Mischer münden,4 shows an exemplary embodiment analogous to FIG. 3 with the difference that both polyols open separately into the mixer,

Fig. 5 zeigt die Ausfuhrungsform des Agglomerat-Zerkleiners,5 shows the embodiment of the agglomerate crusher,

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Agglomerat-Zerkleiners.6 shows a further embodiment of the agglomerate crusher.

In Fig. 1 besteht die Vorrichtung aus einem Batchbehälter 1, in welchen aus einemIn Fig. 1, the device consists of a batch container 1, in which one

Vorratsbehälter 2 über eine mit einer Pumpe 3 versehene Leitung 4 Polyol und aus einem Vorratsbehälter 5 als Zuschlagstoff Melamin über eine mit einer Dosier-Storage container 2 via a line 4 provided with a pump 3 polyol and from a storage container 5 as an additive melamine via a with a metering

Schnecke 6 versehene Leitung 7 eingeführt werden. Das Batch wird mittels eines Rührwerkes 8 erzeugt. Vom Batchbehälter 1 mündet eine Leitung 9 aus, welche über eine Dosierpumpe 10, ein Absperrventil 11, ein Filter 12, einen Mischer 13 und ein Druckbegrenzungsventil 14 in einen als Rührwerksmischer ausgebildeten Hauptmischer 15 führt. Vor dem Absperrventil 11 zweigt eine Kreislaufleitung 16 ab, welche über ein Absperrventil 17 und einen erfindungsgemäßen Agglomerat-Zer- kleinerer 18 in den Batchbehälter 1 zurückführt. In einem Vorratsbehälter 19 ist Kohlendioxid als Treibmittel enthalten. Von ihm führt eine Leitung 20 über eine Pumpe 21 ab und mündet zwischen dem Filter 12 und dem Mischer 13 in die Leitung 9. Von einem Vorratsbehälter 22 für Isocyanat als zweite Reaktionskomponente führt über eine Dosierpumpe 23 eine Leitung 24 ab und mündet in den Hauptmischer 15 ein. Am Hauptmischer 15 sind Einlasse 25 für weitere Additive vorgesehen. Dem Hauptmischer 15 ist ein einen Dracksprung im Treibmittel erzeugendes Auslassorgan 26 nachgeordnet.Snail 6 provided line 7 are introduced. The batch is created using a Agitator 8 generated. From the batch container 1, a line 9 opens, which leads via a metering pump 10, a shut-off valve 11, a filter 12, a mixer 13 and a pressure relief valve 14 into a main mixer 15 designed as an agitator mixer. A circuit line 16 branches off in front of the shutoff valve 11 and leads back into the batch container 1 via a shutoff valve 17 and an agglomerate shredder 18 according to the invention. A storage container 19 contains carbon dioxide as a blowing agent. A line 20 leads from it via a pump 21 and opens into the line 9 between the filter 12 and the mixer 13. A line 24 leads from a storage container 22 for isocyanate as the second reaction component via a metering pump 23 and opens into the main mixer 15 on. Inlets 25 for further additives are provided on the main mixer 15. The main mixer 15 is followed by an outlet element 26 which produces a jump in the propellant.

In Fig. 2 besteht die Vorrichtung aus einem Batchbehälter 31, in welchen aus einemIn Fig. 2, the device consists of a batch container 31, in which one

Vorratsbehälter 32 über eine mit einer Pumpe 33 versehene Leitung 34 Polyol und aus einem Vorratsbehälter 35 als Zuschlagstoff Melamin über eine mit einer Dosierschnecke 36 versehene Leitung 37 eingeführt werden. Das Batch wird mittels eines Rührwerkes 38 erzeugt. Vom Batchbehälter 31 mündet eine Leitung 39 aus, welche über eine Dosierpumpe 40, einen Agglomerat-Zerkleinerer 41, ein Absperrventil 42 und ein Filter 43 in einen als Rührwerksmischer ausgebildeten Hauptmischer 44 führt. Der Agglomerat-Zerkleinerer 41 kann mittels eines Drackindikators 57 und einer Regeleinrichtung 58 an unterschiedliche Zuschlagstoffe angepasst werden. Zwischen Agglomerat-Zerkleinerer 41 und Absperrventil 42 zweigt von der Leitung 39 eine ein Absperrventil 45 enthaltende Kreislaufleitung 46 ab, welche in denStorage containers 32 are introduced via a line 34 provided with a pump 33 polyol and from a storage container 35 as additive melamine via a line 37 provided with a metering screw 36. The batch is generated by means of an agitator 38. A line 39 opens from the batch container 31 and leads via a metering pump 40, an agglomerate chopper 41, a shut-off valve 42 and a filter 43 into a main mixer 44 designed as an agitator mixer. The agglomerate shredder 41 can be adapted to different additives by means of a drain indicator 57 and a control device 58. Between the agglomerate shredder 41 and the shut-off valve 42, a circuit line 46 containing a shut-off valve 45 branches off from the line 39 and which flows into the

Batchbehälter 31 zurückführt. In einem Vorratsbehälter 47 ist Kohlendioxid als Treibmittel enthalten. Von ihm führt eine Leitung 48 über eine Pumpe 49 ab und mündet zwischen einer Dosierpumpe 50 und einem Mischer 51 in eine Leitung 52. Diese führt von einem Vorratsbehälter 53 für Isocyanat ab und mündet über eine dem Mischer 51 nachgeordnete Drossel 54 in den Hauptmischer 44. Am Hauptmischer 44 sind Einlasse 55 für weitere Additive vorgesehen. Dem Hauptmischer 44 ist ein einen Drucksprang im Treibmittel erzeugendes Auslassorgan 56 nachgeordnet. Die Pumpe 40 stellt einen solchen Druck zur Verfügung, dass das gelöste Kohlendioxid im Hauptmischer 44 nicht in den gasförmigen Zustand übergeht und femer über dem Agglomerat-Zerkleinerer eine für die Agglomeratzerklemerang hinreichend große Druckdifferenz herrscht. Die Vorrichtung wird vor Produktionsbeginn vorzugsweise bei geschlossenem Ventil 42 und geöffnetem Ventil 45 einige Stunden im "Konditioniermodus" gefahren und während der Produktion bei offenem Ventil 42 und geschlossenem Venteil 45 im "on-line-modus".Batch container 31 returns. A storage container 47 contains carbon dioxide as a blowing agent. A line 48 leads from it via a pump 49 and opens between a metering pump 50 and a mixer 51 into a line 52. This leads from a reservoir 53 for isocyanate and opens into the main mixer 44 via a throttle 54 arranged downstream of the mixer 51. Inlets 55 for further additives are provided on the main mixer 44. The main mixer 44 is one Subsequent pressure jump in the blowing agent generating outlet member 56. The pump 40 provides such a pressure that the dissolved carbon dioxide in the main mixer 44 does not change to the gaseous state and there is also a sufficiently large pressure difference above the agglomerate shredder for the agglomerate clump. Before the start of production, the device is preferably operated for a few hours in the "conditioning mode" with the valve 42 and the valve 45 open and in the "on-line mode" during production with the valve 42 open and the valve 45 closed.

In Fig. 3 besteht die Vorrichtung aus einem Batchbehälter 61, in welchen aus einemIn Fig. 3, the device consists of a batch container 61, in which one

Vorratsbehälter 62 über eine mit einer Pumpe 63 versehene Leitung 64 ein erstes Polyol und aus einem Vorratsbehälter 65 als Zuschlagstoff Melamin über eine mit einer Dosierschnecke 66 versehene Leitung 67 eingeführt werden. Das Batch wird mittels eines Rührwerkes 68 erzeugt. Vom Batchbehälter 61 mündet eine Leitung 69 aus, welche über eine Dosierpumpe 70, ein Absperrventil 71, ein Filter 72, einenStorage containers 62 are introduced via a line 64 provided with a pump 63, and a first polyol is introduced from a storage container 65 as an additive melamine via a line 67 provided with a dosing screw 66. The batch is generated by means of an agitator 68. A line 69 opens out from the batch container 61, said line 69 via a metering pump 70, a shut-off valve 71, a filter 72

Mischer 73 und eine Drossel 74 in einen als Rührwerksmischer ausgebildeten Hauptmischer 75 führt. Vor dem Absperrventil 71 zweigt eine Kreislaufleitung 76 ab, welche über ein Absperrventil 77 und einen Agglomerat-Zerkleinerer 78 in den Batchbehälter 61 zurückführt. In einem Vorratsbehälter 79 ist als Treibmittel Koh- lendioxid enthalten. Von ihm führt eine Leitung 80 über eine Pumpe 81 ab und vereinigt sich mit einer Leitung 82, welche über eine Dosierpumpe 83 von einem Vorratsbehälter 84 für ein zweites Polyol abführt. Die vereinigte Leitung 85 führt dann über einen Mischer 86 und eine Drossel 87 zwischen dem Filter 72 und dem Mischer 73 in die Leitung 69. Von einem Vorratsbehälter 88 für Isocyanat führt über eine Dosierpumpe 89 eine Leitung 90 ab und mündet in den Hauptmischer 75 ein.Mixer 73 and a throttle 74 leads into a main mixer 75 designed as an agitator mixer. A circuit line 76 branches off before the shut-off valve 71, which leads back into the batch container 61 via a shut-off valve 77 and an agglomerate shredder 78. Carbon dioxide is contained as a blowing agent in a storage container 79. A line 80 leads from it via a pump 81 and merges with a line 82, which leads via a metering pump 83 from a reservoir 84 for a second polyol. The combined line 85 then leads via a mixer 86 and a throttle 87 between the filter 72 and the mixer 73 into the line 69. A line 90 leads from a reservoir 88 for isocyanate via a metering pump 89 and opens into the main mixer 75.

An ihm sind Einlasse 91 für weitere Additive vorgesehen. Dem Hauptmischer 75 ist ein Austragsorgan 92 nachgeordnet. Der Dracksprang ist durch die Wahl des Durchströmquerschnittes des Austragsorgans 92 so ausgelegt, dass das Treibmittel vom flüssigen Zustand in den gasförmigen übergeht. In Fig. 4 besteht die Vorrichtung aus einem Batchbehälter 101, in welchen aus einem Vorratsbehälter 102 über eine mit einer Pumpe 103 versehene Leitung 104 ein erstes Polyol und aus einem Vorratsbehälter 105 als Zuschlagstoff Melamin über eine mit einer Dosierschnecke 106 versehene Leitung 107 eingeführt werden. Das Batch wird mittels eines Rührwerkes 108 erzeugt. Vom Batchbehälter 101 mündet eine LeitungInlets 91 for further additives are provided on it. A discharge element 92 is arranged downstream of the main mixer 75. Due to the choice of the flow cross-section of the discharge member 92, the drain jump is designed such that the propellant changes from the liquid state to the gaseous one. 4, the device consists of a batch container 101, into which a first polyol is introduced from a storage container 102 via a line 104 provided with a pump 103 and from a storage container 105 as an additive melamine via a line 107 provided with a metering screw 106. The batch is generated by means of an agitator 108. A line opens from the batch container 101

109 aus, welche über eine Dosierpumpe 110, einen Agglomerat-Zerkleinerer 111, ein Absperrventil 112 und ein Filter 113 in einen als Rührwerksmischer ausgebildeten Hauptmischer 114 führt. Der Agglomerat-Zerkleinerer 111 kann mittels eines Drackindikators 131 und einer Regeleinrichtung 132 an unterschiedliche Zuschlag- Stoffe angepasst werden. Zwischen Agglomerat-Zerkleinerer 111 und Absperrventil109, which leads via a metering pump 110, an agglomerate chopper 111, a shut-off valve 112 and a filter 113 into a main mixer 114 designed as an agitator mixer. The agglomerate shredder 111 can be adapted to different aggregates by means of a drain indicator 131 and a control device 132. Between agglomerate shredder 111 and shut-off valve

112 zweigt von der Leitung 109 eine ein Absperrventil 115 enthaltende Kreislaufleitung 116 ab, welche in den Batchbehälter 101 zurückführt. In einem Vorratsbehälter 117 ist Kohlendioxid als Treibmittel enthalten. Von ihm führt eine Leitung 118 über eine Pumpe 119 ab und vereinigt sich mit einer Leitung 120 zu einer Leitung 121. Die Leitung 120 führt über eine Dosie umpe 122 von einem Vorratsbehälter 123 für ein zweites Polyol ab. In der vereinigten Leitung 121 sind ein Mischer 124 und eine Drossel 125 angeordnet; sie mündet in den Hauptmischer 114. Ausserdem mündet eine von einem Vorratsbehälter 126 für Isocyanat abführende Leitung 127 über eine Dosierpumpe 128 in diesen Hauptmischer 114. Am Hauptmischer 114 sind Einlasse 129 für weitere Additive vorgesehen. Ihm ist ein einen Dracksprung im Treibmittel erzeugendes Auslassorgan 130 nachgeordnet. Der Dracksprung ist durch die Wahl des Durchströmquerschnittes des Austragsorgans 130 so ausgelegt, dass das Treibmittel vom flüssigen Zustand in den gasförmigen übergeht.112 branches off from line 109, a circuit line 116 containing a shut-off valve 115, which leads back into the batch container 101. A storage container 117 contains carbon dioxide as a blowing agent. A line 118 leads from it via a pump 119 and merges with a line 120 to form a line 121. The line 120 leads via a dose umpe 122 from a storage container 123 for a second polyol. A mixer 124 and a throttle 125 are arranged in the combined line 121; it opens into the main mixer 114. In addition, a line 127 discharging from a reservoir 126 for isocyanate flows into this main mixer 114 via a metering pump 128. Inlets 129 for further additives are provided on the main mixer 114. It is followed by an outlet member 130 that produces a jump in the propellant. The jump in pressure is designed by the choice of the flow cross-section of the discharge member 130 such that the blowing agent changes from the liquid state to the gaseous one.

Fig. 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Agglomeratzerkleinerer, der aus einer quer zurFig. 5 shows an agglomerate shredder according to the invention, which consists of a transverse to

Strömungsrichtung der Polyol-Füllstoff-Dispersion angeordneten Lochplatte 504 mit (vorzugsweise scharfkantigen) Durchtrittslöchern 503 besteht, die in einem Rohrabschnitt 501, der gegebenenfalls erweitert sein kann (502), angeordnet ist.Direction of flow of the polyol filler dispersion arranged perforated plate 504 with (preferably sharp-edged) through holes 503, which is arranged in a pipe section 501, which may be expanded (502).

Fig. 6 zeigt einen als Einbau 602 in einem Rohrabschnitt 601 ausgebildeten Agglomeratzerkleinerer, bei dem jeweils gegenüberliegende (vorzugsweise scharfkantige) Löcher vorgesehen sind, durch die die Polyol-Füllstoff-Dispersion gedrückt wird, so dass die aus gegenüberliegenden Löchern austretenden Dispersions-Strahlen aufeinanderprallen. 6 shows an agglomerate shredder designed as an installation 602 in a pipe section 601, in which the respective opposing (preferably sharp-edged) Holes are provided through which the polyol filler dispersion is pressed so that the dispersion jets emerging from opposite holes collide with one another.

Claims

Patentansprtiche Patentansprtiche

1. Verfahren zum Herstellen von Polyurethan-Schaumstoffen aus mindestens zwei miteinander reagierenden flüssigen Reaktionskomponenten, wobei mindestens einer dieser Reaktionskomponenten pulvrige, faserige oder feinkörnige Zuschlagstoffe und mindestens einer dieser Reaktionskomponenten ein bei einem entsprechenden Dracksprung vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergehendes Treibmittel beigemischt werden, dadurch gekennzeichnet,1. A process for the production of polyurethane foams from at least two reacting liquid reaction components, wherein at least one of these reaction components powdery, fibrous or fine-grained additives and at least one of these reaction components are mixed with a blowing agent which changes from a liquid to a gaseous state when there is a corresponding jump in

a) dass in mindestens eine der Reaktionskomponenten der Zuschlagstoff und/oder das Treibmittel eingegeben und damit vermischt werden,a) that the additive and / or the blowing agent are added to and mixed with at least one of the reaction components,

b) wobei das Treibmittel in flüssigem Zustand eingemischt wird,b) the blowing agent being mixed in in the liquid state,

c) dass dieses mit Treibmittel beladene Reaktionsgemisch durch ein einen Dracksprung erzeugendes Austragsorgan (26, 56, 92, 130) ausgetragen wird, wobei der Dracksprung so eingestellt wird, dass das flüssige Treibmittel vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über- geht, undc) this reaction mixture loaded with blowing agent is discharged through a discharge element (26, 56, 92, 130) which produces a jump jump, the jump jump being set such that the liquid blowing agent changes from the liquid to the gaseous state, and

d) dass sich gebildete Agglomerate aus Zuschlagstoff noch vor Erreichen des Austragsorgans (26, 56, 92, 130) zerkleinert werden.d) that agglomerates formed from aggregate are comminuted before reaching the discharge member (26, 56, 92, 130).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger für Zuschlagstoff und Treibmittel die gleiche Reaktionskomponente dient.2. The method according to claim 1, characterized in that the same reaction component serves as a carrier for additive and blowing agent.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Reaktionskomponenten mit Zuschlagstoff und eine andere der Reaktionskompo- nenten mit Treibmittel beladen wird. 3. The method according to claim 1, characterized in that one of the reaction components is loaded with additive and another of the reaction components with blowing agent.

4. Verfahren nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einem Zweig der Reaktionskomponente Zuschlagstoff und dem anderen Zweig Treibmittel beigemischt wird und dass anschließend beide beladenen Zweige der Reaktionskomponente zusammengeführt und gegebenenfalls miteinander vorvermischt werden, bevor sie mit der zweiten Reaktionskomponente vermischt werden.4. The method according spoke 1 or 2, characterized in that one branch of the additive reactant and the other branch of propellant is admixed and that both loaded branches of the reactant are then brought together and, if necessary, premixed with one another before they are mixed with the second reactant.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einem Zweig der Reaktionskomponente Zuschlagstoff, dem anderen Zweig Treib- ittel beigemischt wird und dass die beiden beladenen Zweige der Reaktionskomponente der zweiten Reaktionskomponente getrennt zugeführt und mit dieser vermischt werden.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that one branch of the additive reaction component, the other branch of propellant is admixed and that the two loaded branches of the reaction component of the second reaction component are fed separately and mixed therewith.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beladenen Reaktionskomponenten durch Kreislauffüh- rang konditioniert wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the loaded reaction components is conditioned by a circuit.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Agglomeratzerklemerang dadurch erfolgt, dass in der den Füllstoff enthal- tenden Reaktionskomponente Schergeschwindigkeiten von oberhalb 10⁵-s^-1 erzeugt werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the agglomerate cleavage takes place in that shear rates of above 10 ⁵ -s ^{-1 are} generated in the reaction component containing the filler.

8. Vorrichtung zum Herstellen von Polyurethan-Schaumstoffen aus mindestens zwei miteinander reagierenden flüssigen Reaktionskomponenten, bestehend aus Vorratsbehältern (2, 5, 19, 22; 32, 35, 47, 53; 62, 65, 79, 84, 88; 102,8. Device for producing polyurethane foams from at least two reacting liquid reaction components, consisting of storage containers (2, 5, 19, 22; 32, 35, 47, 53; 62, 65, 79, 84, 88; 102,

105, 117, 123, 126) für fließ- bzw. dosierfähige Reaktionskomponenten, Zuschlagstoff und Treibmittel sowie einem mit den Vorratsbehältern (2, 5, 19, 22; 32, 35, 47, 53; 62, 65, 79, 84, 88; 102, 105, 117, 123, 126) verbundenen und zu einem (Haupt-)Misc er (15; 44; 75; 114) führenden Leitungs- System, dadurch gekennzeichnet, a) dass in mindestens eine von einem der Reaktionskomponenten- Vorratsbehälter (2, 22; 32, 53; 62, 84, 88; 102, 123, 126) zum (Haupt-)Mischer (15; 44; 75; 114) führende Leitung (9; 39; 69; 109) eine vom Zuschlagstoff-Vorratsbehälter (5, 35, 65, 105) abführende Zuleitung (7/9; 37/39; 67/69; 107/109) und eine vom Treibmittel-105, 117, 123, 126) for flowable or meterable reaction components, additive and propellant as well as one with the storage containers (2, 5, 19, 22; 32, 35, 47, 53; 62, 65, 79, 84, 88 ; 102, 105, 117, 123, 126) connected and leading to a (main) mixer (15; 44; 75; 114) leading system, characterized in that a) that in at least one of one of the reaction component storage containers (2, 22; 32, 53; 62, 84, 88; 102, 123, 126) leading to the (main) mixer (15; 44; 75; 114) (9; 39; 69; 109) one supply line (7/9; 37/39; 67/69; 107/109) leading away from the aggregate storage container (5, 35, 65, 105) and one from the propellant

Vorratsbehälter (19; 47; 79; 117) abführende Leitung (20/9; 48/52; 80/85/69; 118/121) einmünden,Open the storage tank (19; 47; 79; 117) of the discharge line (20/9; 48/52; 80/85/69; 118/121),

b) dass die Leitungen (9; 39, 52; 69, 85/69) für die beladenen Reaktions- komponenten in einen (Haupt-)Mischer (15; 44; 75; 114) münden,b) that the lines (9; 39, 52; 69, 85/69) for the loaded reaction components open into a (main) mixer (15; 44; 75; 114),

c) dass dem (Haupt-)Mischer (15; 44; 75; 114) ein einen Dracksprung erzeugendes Austragsorgan (26; 56; 92; 130) nachgeordnet ist, wobei der Drucksprung so eingestellt ist, dass das Treibmittel aus dem flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht, undc) that the (main) mixer (15; 44; 75; 114) is followed by a discharge jump (26; 56; 92; 130) which produces a jump in the pressure, the pressure jump being set such that the blowing agent moves from the liquid into the gaseous state, and

d) dass zwischen der Einmündung der Zuleitung (5; 35; 65; 105) für Zuschlagstoff und dem Austragsorgan (26; 56; 92; 130) ein Agglomerat-Zerkleinerer (18; 41; 78; 111) angeordnet ist.d) that an agglomerate crusher (18; 41; 78; 111) is arranged between the mouth of the feed line (5; 35; 65; 105) for the aggregate and the discharge element (26; 56; 92; 130).

9. Vorrichtung nach Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die von einem der Reäktionskomponenten- Vorratsbehälter (2; 62) zum (Haupt-)Mi- scher (15; 75) führende Leitung (4/9; 64/69) sowohl die Zuleitung (7; 67) für den Zuschlagstoff als auch die Zuleitung (20; 80/85) für das Treibmittel einmünden.9. The device according spoke 8, characterized in that in the from one of the Reätionsenkomponent- reservoir (2; 62) to the (main) mixer (15; 75) leading line (4/9; 64/69) both the Lead (7; 67) for the aggregate and the lead (20; 80/85) for the blowing agent.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die vom ersten Reaktionskomponenten- Vorratsbehälter (32; 102) zum (Haupt-)Mi- scher (44; 114) führende Leitung (39; 109) die Zuleitung (37; 107) für den Zuschlagstoff und in die vom zweiten Reaktionskomponenten- Vorratsbehäl- ter (53; 123) zum (Haupt-)Mischer (44; 114) führende Leitung (52; 120/121) die Zuleitung (47; 117) für das Treibmittel einmünden.10. The device according to claim 8, characterized in that the feed line (37; 107) into the line (39; 109) leading from the first reaction component reservoir (32; 102) to the (main) mixer (44; 114). for the aggregate and into the second reaction component reservoir ter (53; 123) to the (main) mixer (44; 114) leading line (52; 120/121) open the supply line (47; 117) for the blowing agent.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionskomponenten-Vorratsbehälter (2; 32; 62; 102) der mit Füllstoff zu beladenden Reaktionskomponente ein Batchbehälter (1; 31; 61; 101) nachgeordnet ist, von welchem eine Leitung (9; 39; 69; 109) zu einem (Haupt-)Mischer (15; 44; 75; 114) führt, und dass von dieser Leitung (9; 39; 69; 109) eine Kreislaufleitung (16; 46; 76; 116) zum Batchbehälter (1; 31; 61; 101) zurückführt.11. The device according to claim 8, characterized in that the reaction component storage container (2; 32; 62; 102) of the reaction component to be loaded with filler is followed by a batch container (1; 31; 61; 101), from which a line (9 ; 39; 69; 109) leads to a (main) mixer (15; 44; 75; 114), and that from this line (9; 39; 69; 109) a circuit line (16; 46; 76; 116) leads back to the batch container (1; 31; 61; 101).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Agglomerat-Zerkleinerer (18; 78) in der Kreislaufleitung (16; 77) angeordnet ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the agglomerate shredder (18; 78) is arranged in the circuit line (16; 77).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Agglomeratzerkleinerer aus mindestens einer Lochblende mit einem13. Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the agglomerate shredder from at least one pinhole with a

Durchmesser von 0,5 bis 2 mm besteht. Diameter from 0.5 to 2 mm.