[发明专利]用于加工热固性塑料的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1及16的前序部分所述的用于加工热 固性塑料的设备和方法。

背景技术

热固性塑料通常理解为具有无定形结构和大的交联密度的热不可 逆地(共价地)交联的大分子。一热弹性软化根据分子间力和交联密 度的不同大小而不同。在非常紧密的交联时，它没有实际意义。热固 性塑料特别是随着温度的增加由坚硬状态过渡到热分解的范围内，而 不会如此地软化，以至于可能变形。原则上热固性塑料无法溶解，但 是根据不同的交联，在合适的介质中或多或少能够膨胀。热固性塑料 的子集是热固性塑料聚氨基甲酸酯。

对于本发明来说，热固性塑料也理解为交联的且反应的系统，其 中两种不同的配料(配料A和配料B)组合，它们导致交联或者反应。 作为用于加工的材料配料除了多羟基化合物和异氰酸盐之外还有酚醛 树脂、聚酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺或者诸如过氧化物一类的反应 的配料。其中，一种或者其他的配料也可能呈现固态。

例如，在加工热固性塑料聚氨基甲酸酯时，将两种反应的原始配 料即多羟基化合物配料和异氰酸盐配料混合，它们相互混合并产生一 反应的混合物。该反应混合物在混合后引入一模具的型腔中并在那里 彻底化学反应。这一过程常常也称为发泡过程，其中在一紧致的聚氨 基甲酸酯和发泡的聚氨基甲酸酯之间是不同的。反应过程不可逆，并 且由此与热塑性材料加工不同不可逆。一次互相完全反应的多羟基化 合物和异氰酸盐配料--至少机械地--不再能够分离，使得一循环 在新的聚氨基甲酸酯加工本身并不可能。可能的仅仅是，相应的产品 精细地粉碎(例如研磨)，并作为混合产品添加到其他配料中。

通常，多羟基化合物和异氰酸盐配料的混合在一混合头中进行， 在该混合头中两种配料通过混合室的喷嘴输入并在那里混合。

在混合室或者一稳定室的出口处，如此制造的反应混合物能够排 出到一模具的型腔中。其中，引入到开放的模具中或引入到闭合的模 具中。在引入到一开放的模具中时，在引入反应的混合物时型腔首先 打开，反应混合物被涂敷到一型腔表面。在反应的混合物引入或者被 涂敷后，使型腔闭合，最后加热模具以便加快反应，并且进行硬化。

在引入到一闭合的模具中时，型腔已经在填充反应混合物前按照 与产品相应的尺寸闭合，然后引入到一个相对于外部环境至少基本上 闭合的型腔空间中。

聚氨基甲酸酯加工的一特殊形式的特征在于，将用于改变物理特 性、特别是机械特性的填充材料或者纤维输送给配料。其中，在该配 料与其他反应的配料合并之前，例如在高达0.2mm的范围内的短纤维 混合一配料。同样已知的是，制造具有长纤维的反应混合物，其中反 应混合物首先自身由多羟基化合物和异氰酸盐配料在混合室中制造， 并且切割的长纤维然后在混合室出口处加入反应混合物中。例如，该 过程在本申请人的商标为“LFI-PUR”的商品中已知。

但在使用填充材料、特别是长纤维时的问题在于引入到开放的模 具中的目前唯一的可能性。在引入到闭合的模具中时，存在着喷嘴和 配料由于填充材料堵塞的危险。

与加工热固性塑料相反，在加工热塑性塑料时通常在不同的实施 变型中使用一挤出装置。特别是挤出装置用于将舍尔能量 (Scheerenergie)引入原始材料中，当在挤出装置上至少一个螺杆可 转动地(也可能轴向可推移地)容纳在一个缸中时，这可能与一外部 的能量加入一起导致常常呈现颗粒状、粉状或者屑状的原始材料的熔 化。

在加工上述热固性塑料、特别是热固性聚氨基甲酸酯的方面，使 用挤出装置迄今为止却既未知也没有尝试过。之所以如此，是因为在 挤出装置停止时，可能担心反应混合物在挤出装置中的交联(硬化)， 这可能导致整个设备的无法工作。

按上述理解，要解决热固性塑料加工的问题、特别是加工热固性 聚氨基甲酸酯问题，其中将两种反应的或者交联的配料互相混合，与 填充材料(例如长纤维)和添加物一起，特别是将一种这样的反应的 混合物引入到一闭合的模具中，而不会出现工作故障。

发明内容

该目的在设备方面通过在权利要求1中所述特征实现以及在方法 方面通过在权利要求16中所述特征实现。