УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАПОЛНЕННЫХ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ

Полезная модель относится к установке для получения пенополиуретанов с минеральным наполнителем, которые находят свое применение в качестве амортизирующих, тепло - и звукоизоляционных слоев, в частности, для теплогидроизоляции трубопроводов и защиты их от коррозии и воздействий окружающей среды.
Из уровня техники известны способы получения наполненных пенополиуретанов.
Известен способ получения наполненных пенополиуретанов, которые получают взаимодействием 100 мас.ч. полиольного компонента с 20 мас.ч. полиизоцианатного компонента, причем полиольный компонент предварительно смешивают с 70-100 мас.ч. резиновой крошки и полученную реакционную смесь вспенивают и отверждают при температуре от 160°С до температуры деструкции компонентов (патента РФ № 2355713, опубликован 20.05.2009, МПК С08G 18/10 (2006.01)).
Недостатком известного способа является то, что в качестве наполнителя используются только грубодисперсные неабразивные полимерные наполнители, в частности резина, кроме того вспенивание происходит при повышенной температуре, что усложняет технологический процесс производства, требует дополнительных затрат энергии на нагревание. Данным способом можно изготовить только эластичные пеноматериалы.
Также из патента РФ № 2336283 (опубликован 20.10.2008, МПК С08G 18/08 (2006.01)) известен способ получения огнестойкого пенополиуретана на основе композиции, включающей полиэфирполиол, полиизоцианат, расширенный графит, аминный активатор, вспениватель - вода или фреон, цианурат меламина и глицерин, причем полиэфирполиол при взаимодействии с полиизоцианатом предварительно смешивают с аминным активатором, глицерином, вспенивателем и смесью, состоящей из расширенного графита, цианурат меламина и фосфогипса - в качестве модифицирующей добавки при определенном соотношении компонентов.
Недостаток способа заключается в том, что при получении наполненного пенополиуретана используется большое количество компонентов и добавок. Минеральный наполнитель (фосфогипс) обычно имеет высокую влажность (до 50% по массе) и неоднородный гранулометрический состав, поэтому при промышленном производстве необходимо дополнительно высушивать и просеивать наполнитель, что приведет к усложнению технологического процесса.
Кроме этого, известен способ получения жесткого наполненного пенополиуретана взаимодействием гидроксилсодержащего компонента (А), изоцианатного компонента (Б) - полиизоцианата и неорганического наполнителя (В) в присутствии целевых добавок, в котором процесс смешивания компонентов (А), (Б) и (В) проводят одновременно в смесительной головке трехкомпонентой заливочной машины противоструйным методом (патент РФ № 2257393, опубликован 27.07.2005, МПК 7: C08G 18/08).
Техническим результатом патентуемого решения является возможность получения наполненных пенополиуретанов с наполнителем из грубодиспесных абразивных и неабразивных материалов, в частности песка строительного, увеличение производительности, снижение количества отходов производства, повышение качества производимых материалов, минимизация потерь компонентов при производстве, обеспечение компактности установки и ее мобильности, защита окружающей среды.
Заявленный технический результат достигается за счет использования установки для изготовления наполненных пенополиуретанов, которая содержит узел дозирования наполнителя, заливочную машину высокого давления и смесительное устройство, при этом узел дозирования наполнителя содержит дозирующее устройство наполнителя, выход которого соединен со смесительным устройством, заливочная машина высокого давления включает смесительное устройство приготовления пенополиуретана, устройство для хранения и дозирования одного компонента пенополиуретана, устройство для хранения и дозирования другого компонента пенополиуретана, выходы которых соединены со смесительным устройством приготовления пенополиуретана, выход которого соединен со смесительным устройством.
Однородность и возможность получения качественных наполненных пенополиуретанов структуры наполненного пенополиуретана достигается за счет технологии смешивания - сначала смешиваются два компонента пенополиуретана, а затем к полученной однородной смеси добавляется наполнитель, которые затем смешиваются в смесительном устройстве. Смешение наполнителя и готовой пенополиуретановой смеси осуществляется за счет механического перемешивания с высокой скоростью.
Увеличение производительности и защита окружающей среды достигается за счет использования в установке заливочной машины высокого давления, которая предназначена для подготовки компонентов пенополиуретана и их смешивания под высоким давлением. Машина рассчитана на работу с двухкомпонентными системами.
За счет использования автоматической установки и смесительного устройства для наполненных пенополиуретанов готовая смесь сразу заливается в формы. При таком способе производства не используется смеситель (мешалка), в котором остается большое количество вспенившегося материала на стенках и миксере после разлива в формы, что, в свою очередь, приводит к снижению количества отходов в процессе производства наполненных пенополиуретанов.
За счет исключения «ручной» дозировки достигается минимизация потерь компонентов при производстве - нет проливов и просыпей компонентов, а также отсутствует высокая погрешность дозировки компонентов.
За счет возможности установки и демонтажа всех составляющих на единую платформу мобильность, а также за счет того, что смесительное устройство получения наполненных пенополиуретанов, смесительное устройство получения пенополиуретановой смеси и шнек-дозатор узла дозирования представляют собой единое целое и способны вращаться на 180° обеспечивается компактность установки.
В частности, узел дозирования наполнителя может быть выполнен в виде бункера, соединенного со шнековым дозатором, смесительное устройство - в виде камеры цилиндрической формы с вращающимся перемешивающим устройством, устройства хранения жидких компонентов пенополиуретана - герметичные емкости с термостабилизацией; устройства для дозировки жидких компонентов пенополиуретана - в виде насосов-дозаторов.
Далее полезная модель поясняется ссылками на фигуру, на которой приведена технологическая схема установки для получения наполненных пенополиуретанов.
Установка содержит заливочную машину высокого давления 1, узел дозирования наполнителя 2 и смесительное устройство 3 приготовления наполненного пенополиуретана.
Заливочная машина высокого давления 1 содержит устройство для хранения и дозирования первого компонента пенополиуретана, устройство для хранения и дозирования второго компонента пенополиуретана, соответственно, 6 и 7, выходы которых соединены со смесительным устройством приготовления пенополиуретана 8, выход которого соединен со смесительным устройством 3 приготовления наполненного пенополиуретана.
Узел дозирования наполнителя 2 содержит бункер 4 для наполнителя и дозирующее устройство наполнителя 5, выход которого также соединен со смесительным устройством 3 приготовления наполненного пенополиуретана. Загрузка наполнителя в бункер осуществляется вручную. Дозирование наполнителя в смесительное устройство 3 регулируется при помощи изменения скорости вращения шнека дозирующего устройства 5 и контролируется автоматикой в зависимости от заданного расхода системы пенополиуретана.
Работает установка следующим образом. Каждый из компонентов пенополиуретана, в частности, компонент А (полиольная композиция) и компонент Б (полиизоцианат) загружается в соответствующее ему устройство для хранения и дозирования 6 и 7 заливочной машины высокого давления 1. Загрузка производится вручную, либо с помощью погружных насосов. Устройства для хранения и дозирования компонента А и устройство для хранения и дозирования компонента В состоят из емкости с водяной рубашкой и подогревом. Температура в этих устройствах контролируется автоматикой.
Нагнетание компонентов А и Б в смесительное устройство 8 осуществляется регулируемыми или нерегулируемыми аксиально-поршневыми насосами. Регулировка необходима для установки необходимого соотношения смешивания между компонентами.
Смешивание компонентов А и Б происходит в смесительном устройстве приготовления пенополиуретана 8, куда компоненты подаются по рукавам высокого давления. При этом компоненты проходят через форсунки, находящиеся напротив друг друга, сталкиваются на высокой скорости и смешиваются.
Процесс смешивания происходит при высоком давлением компонентов (30-40 атм). Смешивание происходит на уровне диффузии молекул компонентов, что является залогом полного смешивания и хорошего пенообразования.
Достоинством данной установки является качество смешивания и соответствующая ему экономия материала, точность дозирования и экологичность.
Далее, полученная таким образом смесь поступает в смесительное устройство 3, в котором происходит ее смешивание с наполнителем, подаваемым из узла дозирования 2.
В смесительном устройстве 3 приготовления наполненного пенополиуретана происходит окончательное смешивание компонентов с получением наполненных пенополиуретанов высокого качества. В камеру смешения цилиндрической формы с вращающимся перемешивающим устройством, одновременно подается наполнитель (в частности, песок) и предварительно смешанная система компонентов пенополиуретана. Перемешивание наполнителя и системы компонентов пенополиуретана происходит при помощи перемешивающего устройства, которое вращается с высокой скоростью.
Достоинством данной технологической схемы и, соответственно, способа получения наполненного пенополиуретана является точность дозирования (за счет использования насосов-дозаторов жидких компонентов и шнека-дозатора наполнителя), отсутствие потерь наполнителя (за счет использования закрытого бункера и закрытого шнека), компактность (за счет малых габаритов оборудования, отсутствия промежуточных емкостей для дозирования и смешения).