СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВЫХ ОТХОДОВ
METHOD OF PROCESSING FOAMED POLYURETHANE WASTES

Изобретение относится к области переработки пенополиуретановых отходов и получения из них покрытий или изделий, может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности в строительстве, при прокладке различных коммуникаций и трубопроводов, в криогенной технике, в авиационной и ракетно-космической технике.
Известна «Установка для напыления пенополиуретана» по патенту РФ на полезную модель №36659, включающая, по меньшей мере, две емкости для компонентов, соединенные подводящей арматурой с распылительной головкой, соединенные арматурой с магистралью подвода сжатого газа и последовательно между собой и с емкостями для компонентов, по меньшей мере, один маслоотделитель, осушитель газа и регулятор давления сжатого газа, емкости для компонентов соединены с распылительной головкой посредством вентилей, при этом регулятор давления сжатого газа выполнен в виде редукционного клапана, вентили выполнены спаренными с возможностью плавной регулировки подаваемых в распылительную головку компонентов, при этом установка снабжена, по меньшей мере, одним дополнительным редукционным клапаном, а редукционные клапаны установлены перед каждой емкостью.
Недостатком известного устройства по патенту РФ на полезную модель №36659 является большой расход исходных компонентов пенополиуретана и сжатого газа, вызванный сложностью регулировки вентилей и редукционных клапанов и настройки установки на оптимальный режим напыления.
Известен «Способ отверждения однокомпонентных пенополиуретанов длительного хранения» по патенту РФ на изобретение №2329277, принятый в качестве ближайшего аналога, заключающийся в том, что в баллон, содержащий готовый к употреблению пенополиуретан, вводится этиленгликоль в соотношении 35-50 мл на 750-1000 мл находящегося в баллоне пенополиуретана, затем смесь несколько раз встряхивают и после этого распыляют на предварительно подготовленной для этого поверхности.
Недостатком известного способа по патенту РФ №2329277 является неполное использование исходных компонентов пенополиуретана и этиленгликоля, часть которых остается в баллоне после завершения процесса распыления.
Перед заявляемым изобретением поставлена задача уменьшения расхода компонентов пенополиуретана за счет вторичного использования измельченных в крошку пенополиуретановых отходов.
Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что способ переработки пенополиуретановых отходов включает предварительное измельчение отходов в крошку, образование перемешиванием из крошки, полиэфирной композиции и изоцианатной композиции смеси, вспенивание и отверждение этой смеси в форме, при этом крошку, полиэфирную композицию и изоцианатную композицию подают в газодинамический факел распыления, образованный, по крайней мере, одной струей крошки, по крайней мере, одной струей полиэфирной композиции, по крайней мере, одной струей изоцианатной композиции, двумя или более истекающими из сопел и взаимодействующими между собой струями рабочего газа, крошку, полиэфирную композицию и изоцианатную композицию диспергируют, перемешивают и гомогенизируют в газодинамическом факеле распыления.
Крошку, полиэфирную композицию и изоцианатную композицию могут подавать раздельно в газодинамический факел распыления.
Полиэфирную композицию, с предварительно введенной в нее крошкой, и изоцианатную композицию, с предварительно введенной в нее крошкой, могут подавать в газодинамический факел распыления.
Крошку, полиэфирную композицию и изоцианатную композицию могут подавать в газодинамический факел распыления, образованный, по крайней мере, одной струей крошки, по крайней мере, одной струей полиэфирной композиции, по крайней мере, одной струей изоцианатной композиции, двумя или более истекающими из сопел и взаимодействующими между собой сверхзвуковыми струями рабочего газа.
Заявленное изобретение отличается от известного способа по патенту РФ №2329277 тем, что крошку, полиэфирную композицию и изоцианатную композицию подают в газодинамический факел распыления, образованный, по крайней мере, одной струей крошки, по крайней мере, одной струей полиэфирной композиции, по крайней мере, одной струей изоцианатной композиции, двумя или более истекающими из сопел и взаимодействующими между собой струями рабочего газа, крошку, полиэфирную композицию и изоцианатную композицию диспергируют, перемешивают и гомогенизируют в газодинамическом факеле распыления.
Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно обеспечило уменьшение расхода компонентов пенополиуретана за счет вторичного использования измельченных в крошку пенополиуретановых отходов.
На фиг.1 представлена схема переработки пенополиуритановых отходов. Газодинамический факел распыления образован из струи крошки, струи полиэфирной композиции, струи изоцианатной композиции, охваченных двумя взаимодействующими между собой дозвуковыми струями рабочего газа, истекающими из цилиндрических сопел.
На фиг.2 представлена схема переработки пенополиуритановых отходов. Газодинамический факел распыления образован из струи полиэфирной композиции с крошкой, струи изоцианатной композиции с крошкой, охваченных двумя взаимодействующими между собой сверхзвуковыми струями рабочего газа, истекающими из конических сопел, расширяющихся в направлении истечения струй рабочего газа.
Способ переработки пенополиуретановых отходов (фиг.1) включает предварительное измельчение отходов в крошку, образование перемешиванием из крошки, полиэфирной композиции и изоцианатной композиции смеси 1, вспенивание и отверждение этой смеси 1 в форме 2, при этом крошку, полиэфирную композицию и изоцианатную композицию подают в газодинамический факел распыления, образованный, по крайней мере, одной струей 3 крошки, по крайней мере, одной струей 4 полиэфирной композиции, по крайней мере, одной струей 5 изоцианатной композиции, двумя или более истекающими из сопел 6 и взаимодействующими между собой струями 7 рабочего газа, крошку, полиэфирную композицию и изоцианатную композицию диспергируют, перемешивают и гомогенизируют в газодинамическом факеле распыления.
Работу по предлагаемому способу осуществляют следующим образом (фиг.1). Пенополиуретановые отходы измельчают в пригодную для транспортирования к распылительной головке по трубопроводам и шлангам крошку. Подготовленную крошку, полиэфирную и изоцианатную композиции с определенным расходом, раздельно друг от друга подают в газодинамический факел распыления. Если в процессе формирования пенополиуретановое покрытие или изделие имеет низкую однородность, то крошку предварительно вводят в полиэфирную и изоцианатную композиции. Затем полиэфирную композицию с крошкой и изоцианатную композицию с крошкой подают в газодинамический факел распыления (фиг.2), что повышает однородность покрытия или изделия. Таким образом, крошка равномерно распределяется по объему изделия или покрытия, однородность получается высокой, что в свою очередь повышает прочностные и изоляционные свойства изделия или покрытия. Рабочий газ (воздух) подают под давлением к соплам 6. Истекающие из сопел 6 струи 7 рабочего газа охватывают струи 3, 4, 5 композиций и крошки. Струи 3, 4, 5 композиций и крошки подвергаются аэродинамическому воздействию со стороны струй 7 рабочего газа, приводящему к распаду струй 4, 5 композиций на капли. Использование сверхзвуковых струй 7 (фиг.2), истекающих из сопел 6 Лаваля или конических сопел 6, расширяющихся в направлении истечения струй 7 рабочего газа, позволяет значительно повысить однородность и качество изделия или покрытия, по сравнению с дозвуковым режимом истечения струй 7 рабочего газа. Сверхзвуковые струи 7 расположены достаточно близко друг к другу и взаимодействуют между собой. При взаимодействии сверхзвуковых струй 7 образуется газодинамический факел распыления с развитой системой скачков уплотнения. Жидкие капли композиций, проходя через скачки уплотнения, дробятся на более мелкие, эти капли в свою очередь, проходя через следующий скачок уплотнения, также подвергаются дроблению. Таким образом, компоненты композиций в системе скачков уплотнения газодинамического факела распыления диспергируют на мельчайшие капли. Образованное облако капель движется внутри газодинамического факела распыления, состоящего из отдельных сверхзвуковых струй 7 рабочего газа. По мере падения скорости струй 7 рабочего газа имеет место их смыкание в единый многофазный поток, сопровождающееся резкой турбулизацией потока. Турбулизация потока приводит к интенсивному перемешиваю капель композиций и крошки. Это приводит к гомогенизации капель композиций и крошки в поперечном сечении газодинамического факела распыления. Таким образом, на поверхность формы 2 поочередно напыляют слои, при этом каждый слой имеет высокую однородность, так как крошка, полиэфирная и изоцианатная композиции равномерно распределены в объеме этого слоя. Диспергация, перемешивание и турбулизация крошки, полиэфирной композиции, изоцианатной композиции в газодинамическом факеле распыления приводит к тому, что в форме образуется однородная смесь 1 с равномерным распределением компонентов по объему. После окончания напыления полиэфирная и изоцианатная композиции вступают в реакцию, что приводит к вспениванию и отверждению смеси 1. В результате образуется пенополиуретаное изделие или покрытие с равномерным распределением крошки по объему этого изделия или покрытия.
Изобретение позволило получить технический результат, а именно обеспечило уменьшение расхода компонентов пенополиуретана за счет вторичного использования измельченных в крошку пенополиуретановых отходов.