[发明专利]制造反应性塑料喷涂层的方法和设备

说明书

本发明涉及包括一种制造反应性塑料的层和模塑件的方法，其中，反应性成分在喷射流道内在多个平面(Ebenen)借助混合气体相互混合。此外，本发明涉及一种用于实施相应方法的设备。

从现有技术中足以得知使用不同的反应性塑料制造模塑件。如果是把反应性塑料涂覆在一个基材上，大多使用喷射作为涂覆方法。常常使用聚氨酯作为反应性塑料，其中，所述的工艺也可以用于其它的反应性塑料。

在卡尔汉斯出版社出版的《塑料手册》(Kunststoffhandbuch)第七卷中介绍了这种喷涂技术的各种应用示例。

通过在混合头内处理聚氨酯，使液态反应性成分混合，其中，可以分为高压混合与低压混合。在这两种情况下通过下游喷雾系统实现喷涂。

在低压混合法中，混合反应性成分所必需的混合能量通过动态的搅拌器或静态的混合元件导入。与高压混合用的混合头相比，混合室的容积较大并且在混合过程结束后必须用合适的冲洗剂或压缩空气清洗。尤其是在处理高反应性的聚氨酯系统时，这些低压混合头受结构形式所限容易造成在混合室出现沉积并且在较长时间运行之后导致堵塞。

在高压混合法中，反应性成分的压力能通过喷嘴转换成动力能。通过把成分喷入一个较小的混合室，动力能在空间上被集中并且用于混合。通过机械推杆清洁混合室，因此，可以短时间中断喷射过程。该优点是高压混合头的一个特征并且对在由机器人导向的喷射过程中形成一致的层强度起决定的作用，因为就在机器人导轨换向点的前面运动速度降低并且面积/排料比因此而改变。由于可以短时间地中断喷涂过程，可以把换向点转移到待喷涂面的外部区域。

连接在混合过程之后的喷雾系统用于把反应性混合分散成单个滴。为喷雾使用单组份喷嘴(无气—高压喷雾)和外部和内部混合的双组份喷嘴(压缩气体喷雾)。内部混合的双组份喷嘴的优势在于，其具有相对大的流体截面，因此可以喷射含有粗粒子的液体。另一个优势是，粘度变化或体积流的变化对喷射流的几何形状的影响较小。该特性对按照下面所述方法处理负载有固体的聚氨酯系统具有重大的意义，因为，设置不同的固体比例的可能性会造成大的粘度变化。

在现有技术中也介绍了不同的喷雾系统。例如，在US-A-3,923,253，DE10 2007 016 785 A1或US-A-6,131,823中对流道内相应的空气和/或气体进入口进行了说明。

DE27 00 488 A1介绍了一种装置，在该装置中，反应组份必要时被从两个供料管输送到混合管。混合管具有一系列的喷嘴B1，D1，B2和D2，但这些喷嘴也通过高压介质，例如气体，把主液体流的成分送入混合管，与主液体流混合。喷嘴逆流安装，从而在混合管内生成一个涡流。

但是，在许多的应用中必须给反应性塑料添加额外的成分。它们一方面可以是能够提高产品稳定性的纤维。其它可能的添加物包括防火剂，抗老化剂，防紫外线剂等等。在现有技术中，介绍了把固体的，液体的和/或气体的成分混合到反应性混合物的不同方法。在WO03/037528A2中，在一个混合头内使多元醇成分和异氰酸酯与填料混合。借此，不仅可以实现聚氨酯成分相互混合而且还可以使聚氨酯成分与填料混合。但是，这里有一个缺点，混合头可能会被填料损坏。而填料本身也可能被在混合头内可能出现的剪切力损坏。

作为对比的替换，也可以在混合之后添加相应的添加物到反应混合物中。通常采用的方法是，使反应性塑料的喷射流与相应填料的喷射流混合。例如，DE25 17 864 A1，US-A-3,302,891，WO2009/052990A1或EP 1 458 494 B1对此做了介绍。在这里所述的方法中，混合头不再被填料损坏。也不会出现填料本身被损坏。但是，在这里反应性混合物常常不能使填料足够浸润。

在还未公开的专利申请PCT/EP2009/001007中介绍了一种新开发的把固体带入在压缩空气的作用下雾化的聚氨酯喷射流中的方法。用喷射气体作为粒子携带者把固体粒子引入还位于喷头的液体反应性混合物(反应喷射流)中。例如，在还没有公开的PCT-申请PCT/EP2009/003545介绍了一种可以实施相应方法的装置。气—固混合物通过一个连接在混合头后面的并且带有一个内置混合面的喷头正切地输送给液态的反应混合物，借助所产生的涡旋进行混合并且仅仅是随后作为多相混合物经一个喷雾器以喷射流形式排出。

在开发出本方法之前，在聚氨酯喷射方法中没有规定，通过由内部混合的双组份喷嘴供应的气流输送并混和固体粒子。喷射装置只具备一个压缩气体喷雾器的功能，其中，为了保持清洁，优选反应性混合物在喷头停留短的时间以及流道的几何形状不会阻碍反应性混合物或者没有死区。