196441. lajstromszámú szabadalom • Berendezés műanyagkompozíciók habosítására
3 396441 4 A bejelentés műanyagkompozíciók összeállításéhoz, különösen műanyaghabokhoz, szükséges oldatkomponensek összekeveréséhez, habosításához és a termék adagoláséhoz szolgáló berendezésre vonatkozik. A szilárd műanyaghabok felhasználása széles körben elterjedt. A merev műanyaghabok előnyős felhasználási területe az építőipari hő-, és hangszigetelés valamint a már kész építmények esetén a hézagok gázzéró kitöltése, tömedékelése. Az ilyen célra alkalmazott műanyagok általában legalább két komponensből állnak, egyrészt műanyag monomér oldatból, mely önmagéban stabil oldat vagy diszperzió, másrészt tenzidet, katalizátort és más adalékokat tartalmazó habositó oldatból, mely önmagában ugyancsak stabil. A komponenseket a felhasználás helyén kell egyesíteni, mert egyesítésükkor a műanyag polimerizéciója, polikondenzációja gyorsan végbemegy és a térhálós szerkezet kialakulásával a műanyag irreverzibilisen megkeményedik. E területen legkedveltebbek a karbamid-formaldehid polikondenzéciós műgyanták, melyek savas katalizátorok hatáséra gyorsan megmerevedő gyantát alkotnak. A habszerkezet kialakítása mechanikai diszpergáló-difformáló hatással történik, ami keverő szerkezetekkel és/vagy habositó géz, célszerűen levegő átfóváséval biztosítható. Egy ismert keverő- és adagoló berendezés a Schaum-Chemie NSZK-beli cég által bevezetett Isoschaum márkanevű műgyantahab előállításéra és adagoláséra szolgál. E készülék az injektor-elven működik, a habositó gázáram magéval ragadja és diszpergálja a habositó oldatot és folyadékhabot képez belőle. A folyadékhab főáramához oldalról betorkoló csővezetéken át keverik hozzá a műgyanta oldatot. A gyantahabot még megmerevedés előtt a felhasználás helyére juttatják. E megoldás hátránya, hogy a már kialakult folyadékhabot az egyetlen sugárban bevezetett műgyanta oldat összetöri, diszperzitását csökkenti, lamella-szerkezetét megbontja. Ennek következtében a polikondenzációval kialakuló műgyantahab megszilárdulva egyenetlen cellaszerkezetü lesz, mechanikai és szigetelő tulajdonságai gyengébbek lesznek. A folyadékhab kialakításához habositó töltetet alkalmazó egy ismert megoldás az USP 43 83 935 lsz. szabadalom, melynél azonban nincs biztosítva a habositó oldat előzetes diszpergálása. Az USP 43 82 684 lsz. szabadalmi megoldás oldatok összekeveréséhez az oldatokat merev tárcsának ütköztetve diszpergálja és ugyanott keveri a két oldatot, majd a keverés intenzifikálésa érdekében a keveréket ütközőlapokkal töltött csőszakaszon vezeti ét. Ez a berendezés nem habosításra, hanem müanyagkompozició előállításéra szolgál. Más ismert megoldásoknál a komponenseket összekeverésükhöz koaxiális elhelyezkedésű csővezetékeken vezetik be a keverőtérbe. Ez szerepel az USP 43 79 683 lsz. és az USP 44 14 184 lsz. szabadalmi leírásokban. Az elsőnél a folyadékfázist tengelyirányban, a gázfázíst ehhez képest szögben vezetik a keverési térhez. Az USP 44 14 184 lsz, szabadalmi megoldás folyadék komponensek keverését szolgálja, aholis tengelyirányban főáramként bevezetett egyik komponenshez köröskörül ferde szög alatt több mellékáramban vezetik hozzá, több kis csatornán a másik komponenst. A leírás utal rá, hogy az egyik komponens lehet habfázisban is, és poliurethan habok készítéséhez ajánlják a berendezést. Ezen megoldások egyike sem tesz eleget a hő- és hangszigetelő szilárd műanyaghabok előállításához szükséges követelményeknek, nevezetesen a habositó oldat előzetes megfelelő diszpergálásának és habosításának, továbbá a műgyanta oldat olyan módon történő hozzákeverésének, mely kellően gyors és intenzív összekeveredést biztosít, a kialakult folyadékhab szerkezetének megőrzése mellett. Jelen találmány kidolgozásakor a fenti hátrányokat kiküszöbölő műanyaghab előállítási eljárás és berendezés megvalósítását tűztük ki célul. A találmány szerinti berendezés a kitűzött célt azzal éri el, hogy a habositó egységben koaxiálisán elhelyezett fúvókát, forgótárcsákat és tartófelületek között elhelyezett habositó töltetet alkalmaz, továbbá a keletkező folyadékhabnak a keverőegységbe való bevezetéséhez körgyűrű alakú belépőnyílást, a műanyagoldat bevezetésére pedig az előbbi belépőnyiláshoz koaxiálisán elhelyezett fúvókát. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy különösen finom diszperzitású folyadék-géz diszperz állítható elő a folyadéksugárnak forgótárcsákra permetezése útján, amikoris a forgótárcsákat ezek felületi mintázata következtében maga a diszpergálandó folyadéksugár hozza forgásba. A találmány egy további felismerése, hogy a forgótárcsákkal diszpergált folyadék egy habositó tölteten átvezetve különösen finom és egyenletes cellaszerkezetü folyadékhab keletkezését eredményezi. Ugyancsak egy további felismerése a találmánynak, hogy a folyadékhab és a műgyantaoldat az elért habszerkezet tökéletes megőrzése mellett intenziven összekeverhető, ha a műgyanta oldat körszimmetríkusan divergens áramát koaxiálisán vezetjük be a folyadékhab körszimmetrikusan konvergens áramába. A találmánynak még egy további felismerése, hogy a műgyantahab alapanyagban mutatkozó minőségi ingadozásokhoz, és/vagy a készítendő hab minőségi igényeihez jól lehet alkalmazkodni a habosítógáz és habosítóoldat arányának célszerű szabályozásával. A találmány szerinti megoldás berendezés két- vagy több komponensü műanyagkompozíció habosítására, összekeverésére, adagolására, mely a műanyaghab komponen-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
