專利名稱：制備用于在線測量裝置的測管的襯里的聚氨酯涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備合成材料，特別是聚氨酯的方法。另外，本 發(fā)明還涉及一種為在線測量裝置的，特別是具有磁感應(yīng)測量變送器的， 測管，制備由該合成材料形成的襯里的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，借助具有磁感應(yīng)測量變送器的在線測量裝置，可測量 流經(jīng)流體裝置中的測量變送器的測管的導(dǎo)電液體的流速和/或體積流 量。在此，在磁感應(yīng)測量變送器中，通過磁線圈裝備的至少相互徑向 對立的場線圈形成磁場，其中磁線圈裝備電連接在在線測量裝置的勵 磁-電子件上，在給定的測量體積中，該磁場至少節(jié)段性地垂直于流體 方向，并且該磁場基本在流體外部閉合。因此，測管通常由非鐵磁體 材料形成，使得在測量時磁場不會受到不希望的影響。由于流體的自由電荷載流子(Ladimgstrager)在磁場中的運動，根據(jù)磁流體動力學(xué)原 理，在測量體積中形成電場，該電場與磁場垂直且垂直于流體的流向。 通過至少兩個在電場方向上互相間隔排列的測量電極，并且通過連接 在其上的在線測量裝置的分析電子件，可因此測量在流體中感應(yīng)的電 壓，該電壓另一方面也是針對體積流量的量度標準。為了獲得感應(yīng)電 壓，可使用接觸流體的流電的測量電極，或者不接觸流體的電容性的 測量電極。為了將磁場傳輸并耦合到測量體積中，磁線圈裝備通常包 括由場線圈包裹的線圈鐵心，該線圈鐵心沿著測管的周長特別是直 徑方向相互隔開地，并且總是以自由的末端側(cè)端面，特別是呈鏡象地， 互相排列。因此，在操作中，由連接在勵磁-電子件上的場線圈所形成 的磁場經(jīng)由線圈鐵心被這樣耦合到測管中，使得在兩個端面之間流過 的流體至少節(jié)段性地垂直于流體方向。在一方面，由于其高的測量精 度，及另一方面，由于其特別是幾乎在所有通用的額定內(nèi)徑中的多方帶有這樣的測量變送器的在線測量裝置在工業(yè)測 量技術(shù)的幾乎所有領(lǐng)域已有幾十年的歷史。作為這種帶有磁感應(yīng)測量 變送器的在線測量裝置的選擇，至少在非導(dǎo)電介質(zhì)的情況下，也經(jīng)常 使用通過超聲波聲測的在線測量裝置測量流動液體的流速和/或體積流由于在該種測量變送器中使用的測管需要高的機械穩(wěn)定性，該測 管(不僅對于磁感應(yīng)測量變送器而且對于聲測的測量變送器)由至少 外部的，特別是金屬的，具有指定強度和寬度的攜載管，組成，其內(nèi) 部涂有具有指定厚度的不導(dǎo)電的絕緣材料，即所謂的襯里。例如在US-B65 95 069、 US-A 56 64 315、 US-A 52 80 727、 US-A 46 79 442、 US-A 42 53 340、 US-A 32 13 685或JP-Y 53 - 51 181中各自描述了的磁感應(yīng)測量 變送器，該測量變送器包括可流體密封地插入管道中的、具有進口 側(cè)第一末端的和出口側(cè)第二末端的測管，該測管具有非鐵磁體攜載管 作為測管的外套；以及在攜載管內(nèi)腔中所提供的、由絕緣材料形成的 管狀襯里，以傳輸流動的且與攜載管絕緣的液體。通常由熱塑性的，熱固性的或彈性體的合成材料形成的襯里用作 為攜載管與流體之間的化學(xué)絕緣體。對于磁感應(yīng)的測量變送器，在其 中攜載管具有高的電傳導(dǎo)性，例如當使用金屬攜載管時，襯里此外還 作為攜載管和流體之間的電絕緣體，該電絕緣體阻止了電場在攜載管 上的短路。通過攜載管的相應(yīng)的設(shè)計，可以使測管的強度符合各個使 用情況中存在的機械需求，同時借助襯里使測管符合適用于各個使用 情況的化學(xué)和/或生物學(xué)需求。一方面，由于其好的可加工性，并且另一方面，由于其好的化學(xué) 和機械性能，除了硬橡膠或含氟的合成材料，例如，PTFE、 PFA，之 外，特別也可使用聚氨酯作為在線測量裝置，特別是設(shè)有磁感應(yīng)測量 變送器的在線測量裝置，的襯里材料。此外由聚氨酯形成的襯里，特 別也在細菌學(xué)方面，大多具有好的生物學(xué)性能，并且其也很好地適用于水狀液體的應(yīng)用。對于制備所述種類的襯里所使用的聚氨酯，其至少是彈性體的合 成材料，該合成材料是基于直接在加工之前由活性起始成份形成的， 流動的，特別是液態(tài)的，多組分體系基礎(chǔ)上制備而成的，其中在混合 之后將各個多組分體系應(yīng)用于之前使用粘合劑處理過的、攜載管的內(nèi) 壁上，并且在此，在指定的反應(yīng)時間內(nèi)，將其硬化成襯里。眾所周知， 在二-和聚-異氰酸酯與二元-或多元-醇，例如丁二醇，發(fā)生加成聚合過 程之后形成聚氨酯。作為初級組分，可以是例如由脂肪族和/或芳香族 的醚-和/或酯基以及乙二醇-和異氰酸酯基形成的預(yù)聚物，其可以與作 為其它初級組分而供應(yīng)的二元-或多元醇反應(yīng)。如有可能，進一步向其 中混合著色的，特別是細粉狀或漿狀的填料，例如碳黑，顏料或活性 著色劑。為了制造由聚氨酯形成的襯里，經(jīng)常使用所謂的帶-流(Ribbon-flow)-法，通過該方法，通過相應(yīng)應(yīng)用裝置的相應(yīng)的澆注頭 或噴頭，例如低壓-或高壓-配料-/混合-/澆注裝置，將之前制備的流動的 多組分體系均勻地分布在攜載管的以適當方式移動的內(nèi)壁上。除了大 量對起始組分進行配料之外，也可以通過適當調(diào)整加工溫度來調(diào)整對 于之后的固化和硬化所需的多組分體系的反應(yīng)時間。當然，正如對于 在約等于室溫的加工溫度下低成本制備襯里所需的那樣，通常僅通過 在多組分體系中添加合適的、大多數(shù)為重金屬-和/或含胺的催化劑來獲 得小于一分鐘的短的反應(yīng)時間。在此，作為催化劑可以使用特別是三 元胺和/或汞。出于如下考慮，催化劑自身在所制成的聚氨酯中基本保持不變， 其不可避免的具有有毒的，至少也不是生理完全無害的化合物。大量 研究表明，特別地，至少在水的存在下，該種催化劑可大量從襯里中 溶解出來。目前在在線測量裝置中使用的，通過該種催化劑制備的聚 氨酯僅應(yīng)用于具有高的衛(wèi)生需求的應(yīng)用中，例如飲用水領(lǐng)域的測量，因為在飲用水領(lǐng)域中，不能隨便地滿足對于接觸液體的零件所設(shè)立的 關(guān)于化學(xué)穩(wěn)定性以及生理相容性的高需求。在飲用水領(lǐng)域以及其它領(lǐng) 域，需要特別注意遵守關(guān)于總的有機碳含量(TOC)的最大可容忍的遷移率(Mmax，TOC:)和/或?qū)τ诙疚飳W(xué)臨界物質(zhì)所定義的特定遷移極限值(SML)。關(guān)于襯里對飲用水的外部性質(zhì)的影響，特別是關(guān)于味道-、 色澤-、透明度-和/或在水的存在下襯里的氣味中立化 (Geruchsneutralitat)，以及關(guān)于最大可容忍的氯消耗率(Mmax,cl)的 需求同樣嚴格。然而幸運的是，另外存在這樣的可能，例如在非在先 公開的德國專利申請DE 102005005195.2中所建議的，將金屬有機化合 物，例如二-正辛基錫二月桂酸鹽，作為催化劑使用。除其它優(yōu)點之外， 上述情況的優(yōu)點是，以此制備的聚氨酯具有好的生理學(xué)性能、感觀性 能以及細菌學(xué)性能，并且其也適用于飲用水領(lǐng)域的應(yīng)用。通過催化劑調(diào)整的短的反應(yīng)時間，不可避免地使得制備多組分體 系所使用的組分的最終混合，恰恰直接位于在將多組分體系應(yīng)用于攜 載管的步驟之前，例如使用在線混合機。出于如下考慮，催化劑通常 僅占總的多組分體系的小于1%的微小體積或質(zhì)量份，因此在制備由聚 氨酯形成的襯里時，通常在制備方法的中間步驟中，首先以可使總的 多組分體系調(diào)和的濃度混合醇與作為二級組分的催化劑，由此醇和催 化劑兩種起始組分形成實際上作為多組分體系中間組分的催化劑-醇-混合物。為了進一步加工，如此制備的至少由醇和催化劑組成的混合 物被投入上述應(yīng)用裝置的相應(yīng)的儲存容器中，并且為了實際制備批量 的襯里，在此裝載足夠的量的上述混合物，例如約20-50升。當小批量或中等批量地制備上述測量變送器時，拋料率可為例如 約50-100塊/天的量級，根據(jù)測管的額定內(nèi)徑，當每個測量變送器使用 約0.5-3kg的多組分體系時，針對該催化劑-醇-混合物的日配給量 (Tagesration)為約0.5kg至約2kg之間。由于預(yù)先混合醇和催化劑，特 別是應(yīng)用僅極少量的多組分體系時，使得在最終混合所有組分時可以 以合理的技術(shù)開支精確添加催化劑。另外在這種情況下，可通過與名義上使用的起始組分和/或中間組分的總數(shù)量相比的減少數(shù)量的儲存容 器，或通過較少的分支的和簡單的在線混合機混合多組分體系。然而表明，當使用該預(yù)先制備的催化劑-醇-混合物時，特別是當使 用金屬有機催化劑時，混合之后其必須可以是高活性且化學(xué)穩(wěn)定的。特另lj地，例如在文獻"Solvolytic Degeneration of Aliphatic Polyesteroligomers: Poly(Tetramethylene Adipate) Diol"， Mormann W., Wagner J.， Laboratorium ftir Makromolekulare Chemie der Universit汪t-GH Siegen, FB 8, 1987年8月中所出現(xiàn)的，該混合物中進行的醇解或溶劑分 解-反應(yīng)使得失去高活性及化學(xué)穩(wěn)定性。因此例如對于具有丁二醇和二-正辛基錫二月桂酸鹽的催化劑-醇-混合物，可以通過實驗確定其相應(yīng)衰 減時間為小于兩天。因此對于制備聚氨酯，該催化劑-醇-混合物的預(yù)先 的相應(yīng)混合裝料并不總是可以維持較長的，盡量多于兩周的、對于襯 里制造過程技術(shù)合理的時間。相反，例如在制備開始提及的磁感應(yīng)測 量變送器時，可預(yù)先僅粗略估算該催化劑-醇-混合物的反復(fù)日需求。特 別地，由于例如基本"正好及時地(just-in-time)"制備所述種類的測量 變送器，因此也通常在短的時間范圍內(nèi)進行各個制備方法，特別也是 襯里的制備。因此，測量變送器每天的拋料率以及每天加工的多組分 體系的量可大幅度波動，在此拉伸寬度(Spannbreite)絕對在100%的 范圍內(nèi)或超出該范圍。因此在使用催化劑-醇-混合物制備和處理上述種 類的多組分體系時，在其中存在例如這樣的問題， 一方面以運行生產(chǎn) 的安全足夠的量不斷地在裝料中裝載催化劑-醇-混合物，但是另一方 面，需在幾天之內(nèi)將該裝料消耗完以安全地避免應(yīng)用裝置內(nèi)的分裂， 并可以排除由分裂而產(chǎn)生的廢產(chǎn)物。由此看來，對于該測量變送器的制備方法必須高度靈活，并且由 于實際上僅可在短的時間范圍內(nèi)預(yù)先精確估計多組分體系的日需求， 所述種類的催化劑-醇-混合物的缺點特別是，幾乎不可避免地，裝載了 的裝料要么設(shè)定過大，使得其中產(chǎn)生的廢物最終作為有害廢物被清除 時成本過高且消耗昂貴，或者裝料的尺寸不夠，在短的時間范圍內(nèi)不能隨意承受受任務(wù)制約的、測量變送器的、升高的需求。該催化劑-醇-混合物的另一個缺點進一步在于，為了避免可能殘留的已經(jīng)衰退了的 催化劑-醇-混合物影響其化學(xué)性能，在每次填充新的裝料之前每天清理 應(yīng)用裝置將不可避免的昂貴。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，改善所述類型的多組分體系的制備，使得一 方面當使用僅極小的濃度的催化劑時，也可以精確添加催化劑，并且 另一方面，使得對于多組分體系所使用的含有催化劑的中間組分是化 學(xué)足夠穩(wěn)定的，特別是耐儲存的。本發(fā)明的目的還在于，改善用于所 述類型的測量變送器的襯里的制備，使得一方面可達到制備方法的足 夠的緩沖作用，該緩沖作用可在短的時間范圍內(nèi)靈活地對拋料率的波 動做出響應(yīng)，并且使得另一方面不僅可獲得盡量小的襯里拋料率，也 可獲得盡量小的所使用的起始組分，特別是中間組分，的余物率(tJberschuJ3rate)。另外，襯里也應(yīng)盡量滿足對于飲用水應(yīng)用所設(shè)定的 高的化學(xué)-生物學(xué)和衛(wèi)生學(xué)需求。為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明涉及一種通過使用至少四種起始組分來 制備合成材料，尤其是聚氨酯，的方法，在所述四種起始組分中，至 少第一初級組分(例如預(yù)聚物)和第二初級組分(例如二元醇)可相 互反應(yīng)，其中，通過添加至少一種作為催化劑使用的二級組分(例如 錫-有機-化合物或其它的金屬-有機化合物)來加速所述兩種初級組分 的化學(xué)反應(yīng)；并且其中，至少一種三級組分(例如活性著色劑或顏料 著色劑)用作為填充劑，特別是著色的填充劑。在此，本發(fā)明的方法 包括形成作為中間組分的，特別也是耐儲存的，第一多組分體系的 步驟，該第一多組分體系至少成比例地既包含二級組分也包含三級組 分。另外，本發(fā)明的方法還包含通過使用第一多組分體系來形成流 動的，特別是液態(tài)的，第二多組分體系的步驟，該第二多組分體系以 能夠使兩種初級組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，特別是可促進該反應(yīng)，的濃度來 包含各個四種起始組分；以及利用第二多組分體系來形成合成材料的步驟，在該第二多組分體系中，至少讓其中包含的初級組分至少成比 例地相互反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的第一個具體實施方案，所述形成第一多組分體系的 步驟進一步包含結(jié)合二級組分和三級組分的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第二個具體實施方案，所述形成第一多組分體系的 步驟進一步包含結(jié)合至少部分第二初級組分和三級組分的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第三個具體實施方案，所述形成第一多組分體系的 步驟進一步包含結(jié)合二級組分和三級組分以及至少部分第二初級組 分的步驟。根據(jù)本發(fā)明的該具體實施方案的改進方案，在將至少部分 第二初級組分和三級組分相互混合之后，進行如下步驟結(jié)合二級組 分和三級組分以及至少部分第二初級組分。根據(jù)本發(fā)明的第四個具體實施方案，所述形成第二多組分體系的 步驟進一步包含特別是同時地，結(jié)合第一多組分體系和兩種初級組 分的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第五個具體實施方案，所述形成第二多組分體系的 步驟進一步包含特別是同時地，添加第一初級組分以及第二初級組 分給第一多組分體系的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第六個具體實施方案，該方法進一步包含將至少 一次裝料的第一多組分體系放置在儲存容器中的步驟；以及利用從所 述第一多組分體系的裝料中所提取的部分體積，使用所述至少一次裝 料來形成大量，特別是一系列，份的第二多組分體系的步驟。根據(jù)本 發(fā)明的該具體實施方案的改進方案，放置的所述第一多組分體系的裝 料，經(jīng)過大于三天的時間段，被使用來形成數(shù)份第二多組分體系。根據(jù)本發(fā)明的第七個具體實施方案，該方法進一步包含將至少 部分體積的第二多組分體系應(yīng)用于作為在線測量裝置的零件的測管， 特別是金屬測管，的內(nèi)壁上的步驟；以及利用應(yīng)用于攜載管內(nèi)壁的第 二多組分體系，生成內(nèi)部加襯攜載管的合成材料-襯里的步驟，通過 讓在第二多組分體系中包含的初級組分和在第二多組分體系中包含的 第二初級組分，在所述攜載管內(nèi)部，至少成比例地互相反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的第八個具體實施方案，在形成第一多組分體系的步 驟和形成第二多組分體系的步驟之間，至少經(jīng)過24個小時，特別是多 于三天。根據(jù)本發(fā)明的第九個具體實施方案，第一初級組分具有醚基，特 別是脂肪族和/或芳香族的醚基。根據(jù)本發(fā)明的第十個具體實施方案，第一初級組分具有芳香族或 脂肪族的異氰酸酯基。根據(jù)本發(fā)明的第十一個具體實施方案，第一初級組分具有活性NCO-基。根據(jù)本發(fā)明的第十二個具體實施方案，第二初級組分具有官能化 的OH-基。根據(jù)本發(fā)明的第十三個具體實施方案，第二初級組分涉及二醇特 別是丁二醇。根據(jù)本發(fā)明的第十四個具體實施方案，二級組分具有由生理學(xué)無 害的金屬形成的金屬-有機化合物，例如錫-有機化合物或諸如此類。根據(jù)本發(fā)明的第十五個具體實施方案，二級組分具有錫-有機化合物，特別是二-正辛基錫(Di-n-octylzi皿)-化合物。根據(jù)本發(fā)明的第十六個具體實施方案，二級組分涉及二-正辛基錫 二月桂酸鹽和/或二-正辛基錫二丙二酸鹽(Di-n-octylzimidimalinat)。根據(jù)本發(fā)明的第十七個具體實施方案，三級組分具有官能化的 OH-基。根據(jù)本發(fā)明的第十八個具體實施方案，三級組分包含活性著色劑， 特別是液態(tài)或漿狀的活性著色劑。在此可涉及Reactin⑧Black X95AB， 例如目前由美國南卡羅來納斯巴達堡的Milliken Chemical公司， Milliken & Company子公司提供的用于聚氨酯著色的。根據(jù)本發(fā)明的第十九個具體實施方案，三級組分包含顏料著色劑。 根據(jù)本發(fā)明的該具體實施方案的改進方案，三級組分包含，特別是粉 末狀的，碳顆粒和/或碳黑顆粒。在此其可以是例如從德國杜塞爾多夫 的Degussa AG公司購得的PRINTEX⑧F 80，或也可是其它的黑色顏料。本發(fā)明的基本思想一方面在于，在較大的待混合的裝料量中，將 用于制備由聚氨酯形成的襯里所需要的極小濃度的催化劑，首先與同 樣針對制備所需的起始組分混合，以此使得配料簡單且費用合理。另 一方面，本發(fā)明的基本思想是，這樣獲得的中間組分，經(jīng)過從生產(chǎn)技 術(shù)角度上看足夠長的、至少約3天的時間段，以及盡可能多于幾周的時 間段，是可儲存的。對于建議的方法，可通過簡單的方式由此實現(xiàn)， 即以正確的濃度比例(相對于最終的多組分體系)，將所需的極低濃 度和因此僅需極少量的催化劑與填充劑混合。在此，本發(fā)明基于令人 驚訝的結(jié)果，如此獲得的，至少由催化劑和填充劑組成的，中間組分， 特別是與前文所述的催化劑-醇-混合物相比，是化學(xué)非常穩(wěn)定的。因此 該中間組分可存儲多天，并且相應(yīng)的，也可以經(jīng)過較長的時間段，被 使用于制備所期望的合成材料，特別是用于制備所述種類的襯里。'除其它優(yōu)點之外，本發(fā)明的優(yōu)點在于，盡管所需的催化劑濃度非 常小，仍然可以非常精確的對催化劑進行配料。因此也可以在極短的制備時間中，且在相對低的、小于10(TC，特別是約25'C，的加工溫度下，隨時以高質(zhì)量和極好的再生產(chǎn)能力制備所述種類的襯里。本發(fā)明 的另一個優(yōu)點也在于，特別是當儲存容器中還保留有起初添加的第一 多組分體系的剩余部分時，實際上可以隨時反復(fù)地補充從放置在儲存 容器中的裝料中所提取的部分體積。


下面根據(jù)附圖的圖形進一步解釋本發(fā)明以及優(yōu)選的具體實施方 案。在圖形中使用相同的附圖標記表示相同的部分。然而當為了清晰 起見時，將在隨后的圖形中省略附圖標記。圖l透視地在側(cè)視圖中示出用于在線測量裝置的，特別是磁感應(yīng)在 線測量裝置的，測管。圖2在縱剖面圖中示出圖1的測管。圖3示出適用于實現(xiàn)本發(fā)明的方法的、用于液態(tài)多組分體系的、構(gòu) 建為配料-/混合-/澆注設(shè)備形成的應(yīng)用裝置。
具體實施方式
在圖1和2中，以不同的視角描繪了用于在線測量裝置的測量變送 器的測管，其被用于在一個(在此未描繪)管道中測量流動的流體， 例如其流速和/或其體積流量率。對于在線測量裝置其可以涉及例如磁 感應(yīng)測量的或基于超聲波聲測的流量測量裝置。因此特別地，設(shè)計在 線測量裝置以將其用于飲用水網(wǎng)。測管l具有可預(yù)先確定內(nèi)徑的，特別是金屬的，攜載管2;以及管狀的，由合成材料制成的、可預(yù)先確定寬度的襯里3。攜載管2由非鐵磁體材料形成，例如不銹鋼或其它不銹金屬，并且該攜載管同軸地包圍襯里3，使襯里內(nèi)部完全地加襯攜載管2，并且與操作中流過的流 體實際上完全絕緣。所述測管例如可以設(shè)計用于在具有磁感應(yīng)測量 變送器的在線測量裝置中使用。相應(yīng)地，測量變送器進一步包含安置 在測管上的磁線圈裝備，以形成并傳輸磁場，該磁場在流動的(在此 為導(dǎo)電的)流體中感應(yīng)電壓；以及包含測量電極，用于獲取在流動流 體中感應(yīng)的電壓。磁線圈裝備通常具有兩個場線圈，其在測量操作中 與在線測量裝置的一個(此處未描繪)用于產(chǎn)生可預(yù)先確定電流強度 的變化電流的勵磁-電子件連接，并且相應(yīng)的勵磁電流至少短暫地流過。 因此產(chǎn)生的磁場穿過在測管l內(nèi)部流動的流體，至少節(jié)段性地垂直于其 流動方向。為了獲取流動流體中相應(yīng)的感應(yīng)電壓，測量變送器具有安 裝在測管l上的傳感器裝備，該傳感器裝備包括第一個和第二個測量電 極31、 32。所述兩個電極相互徑向相對，其中，測管l的虛構(gòu)地連接測 量電極的直徑與測管l的虛構(gòu)地連接場線圈的直徑互相垂直分布。當 然，如果需要時，特別是在多于兩個測量電極時，測量電極31、 32可以在測管l上這樣互相隔開地排列，使其不徑向相對。例如，當設(shè)計用 于基準勢能的附加測量電極，或者在測管l的水平嵌入位置中，設(shè)計測 量電極以監(jiān)測流體在測管l中的最小液位時，會出現(xiàn)需要多于兩個電極 的情況。為了流體密封地插入管道中，測管l在第一測管末端進一步具有第一法蘭4，且在第二測管末端具有第二法蘭5。攜載管2和法蘭4、 5 各自具有圓形的橫截面。當制造測管l時，自然首先提供具有期望長度的攜載管2，并相應(yīng) 為其準備金屬法蘭4、 5。之后，分別將法蘭4、 5之一套在攜載管2的每 一端的外側(cè)面上。此后，每個法蘭4、 5的各自后面與測管2的外側(cè)面機 械固定地且密封地連接。在使用金屬攜載管和金屬法蘭時，可例如通 過焊接、硬釬焊或焊合實現(xiàn)該連接，所述焊接、硬釬焊或焊合導(dǎo)致相 應(yīng)的焊接縫、硬釬焊縫或焊合縫6。由法蘭4、 5和攜載管2所形成的間 隙-通?？梢岳缣貏e是在磁感應(yīng)測量變送器中-經(jīng)由圍繞的薄板密封。 所述間隙可以在測管要被用于磁感應(yīng)測量變送器的情況下，例如用于 變送產(chǎn)生所述磁場的場線圈以及所述磁線圈裝備的其它元件。當所述薄板在此被用作場線圈的零件時，其優(yōu)選為非鐵磁體構(gòu)成的。在預(yù)先制備攜載管2之后，制備由合成材料組成的襯里3。根據(jù)本 發(fā)明的具體實施方案，該襯里由聚氨酯組成。特別地，可使用例如這 樣的聚氨酯作為用于襯里3的材料，所述聚氨酯具有脂肪族和/或芳香族 的醚基。或者，作為補充也可以使用例如具有脂肪族和/或芳香族酯基 的聚氨酯。為了制備襯里，特別是對于襯里使用聚氨酯時，需要至少四種起始組分A、 B、 C、 F,其中至少第一初級組分A和第二初級組分B能相互 反應(yīng)。正如通常制備聚氨酯時一樣，第一初級組分A可以例如涉及預(yù)聚 物，而第二初級組分B可以為例如二元醇。公知的，通過添加至少一種 作為催化劑的二級組分C加速所述兩種初級組分的化學(xué)反應(yīng)(此處為加 成聚合)。在此，例如錫-有機-化合物或其它的金屬-有機化合物可以 用作為催化劑。作為其它的起始組分(此處被稱為三級組分F)最終使 用填充劑，特別是著色的填充劑。該填充劑可以是活性著色劑或者例 如含有碳顆粒的或由碳顆粒形成的顏料著色劑。特別對于下述情況， 當對于襯里使用的合成材料涉及聚氨酯時，已證明可以使用例如目前 由美國南卡羅來納斯巴達堡的Milliken Chemical公司，Milliken & Company子公司提供的，用于著色聚氨酯的活性著色劑Reactin⑧Black X95AB。也可以使用黑色顏料，例如從德國杜塞爾多夫的Degussa AG 公司購得的PRINTEX⑧F 80，其被證明對于制備所述種類的襯里也是 非常有利的。由于僅需要極小濃度的催化劑，為了制備襯里，首先形成作為中 間組分的，特別也是可儲存的，第一多組分體系，其至少成比例地包 含在此作為二級組分C的催化劑和在此作為三級組分F的填充劑。進一 步表明，對于選擇活性著色劑作為三級組分F的情況，第一多組分體系 也可包含一部分在實施例中作為第二初級組分B的醇，且并不會以不可 容忍的程度降低多組分體系的化學(xué)穩(wěn)定性，特別是其中包含的催化劑的有效性。最后這樣形成襯里3， g卩通過使用第一多組分體系形成能夠流動 的，特別是液態(tài)的，第二多組分體系A(chǔ)BCF，該第二多組分體系以可使兩種初級組分A、 B發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的濃度來包含各個四種起始組分(即 兩種初級組分A、 B以及二級和三級組分C、 F);并且此第二多組分體 系A(chǔ)BCF被引入攜載管2的內(nèi)腔中，并且因此讓其中包含的初級組分A、 B在催化劑的作用下至少成比例地相互反應(yīng)成合成材料(在此為聚氨 酯)。因此，優(yōu)選這樣測定添加的起始組分的濃度和量，使得應(yīng)用于 攜載管2上的多組分體系A(chǔ)BCF在小于一分鐘，特別是小于30秒的，相 對短的反應(yīng)時間內(nèi)，并且在小于10(TC，例如約等于25。C，的處理溫度 下，至少足夠地堅固，使其不再分解。最后，以適當?shù)姆绞絻Υ鏀y載 管2，以使合成材料完全反應(yīng)并且也完全硬化至規(guī)定的最終強度。然而， 在這種情況下指出，除了對多組分體系A(chǔ)BCF的起始組分進行配料，附 加地也可以通過適當運用加工溫度和/或儲存溫度單獨優(yōu)化對于合成材 料的凝固、充分反應(yīng)和硬化各自所需的時間間隔。特別的，用于每種 初級組分以及作為中間組分的第一多組分體系的儲存溫度優(yōu)選地大約 介于50和100'C之間。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，通過使用在攜載管2的內(nèi)腔中可移動 的澆注頭或噴頭，在所謂的帶-流(Ribbon-Flow)-法中，將基本液態(tài) 的多組分體系A(chǔ)BCF應(yīng)用于攜載管2的內(nèi)壁上，其中，所需的起始組分， 實際上恰恰直接在應(yīng)用之前，借助相應(yīng)應(yīng)用裝置的澆注頭或噴頭，例 如低壓-或高壓-配料-/混合-/澆注設(shè)備，互相最終混合。在此，該混合不 僅在時間上直接位于應(yīng)用之前，而且大多數(shù)在空間上也直接位于所述 的澆注頭或噴頭之前或直接位于所述的澆注頭或噴頭中，以達到盡量 短的第二多級組分ABCF在應(yīng)用裝置中的停留時間。通過同時繞縱軸旋 轉(zhuǎn)攜載管2并且以基本平行于縱軸的方式移動澆注頭或噴頭，可以至少 在足夠長的時間段內(nèi)，使可流動的多組分體系A(chǔ)BCF以非常簡單且可非 常好地再生產(chǎn)的方式，不僅覆蓋平面，而且也以指定的方式基本均勻地分布在整個的內(nèi)壁上。在圖3中示意性地描繪了上述應(yīng)用裝置的一個實施例。該應(yīng)用裝置 具有三個儲存容器，在所述三個儲存容器中設(shè)計，第一儲存容器E-100用于儲存第一初級組分A的批料，第二儲存容器E-101用于儲存第二初 級組分B的批料，并且第三儲存容器E-102用于儲存作為中間組分的第 一多組分體系CF、 BF或BCF的批料。以有利的方式將各自三個儲存容 器E-IOO、 E-lOl、 E-102配備內(nèi)置的攪拌器以反復(fù)攪拌各個儲存的組分， 以及配備作為加熱器的外部加熱裝備E-104、 E-116或E-117。儲存容器 E-IOO、 E-lOl、 E-102經(jīng)過相應(yīng)的流體管道和在其途經(jīng)中使用的相應(yīng)的 控制閥門V-104…V-107、 V-UO ...V-115 、 V-121…V-123以及泵裝置 E-123、 E-125、 E-127與澆注頭或噴頭連接。根據(jù)一個優(yōu)選的具體實 施方案，通過流體管道以及各個接入其內(nèi)的閥門和泵所形成的對于每 種組分的流動路徑，分別以如下方式實現(xiàn)各個在其中輸送的介質(zhì)在 可能的間歇時間內(nèi)，在應(yīng)用裝置內(nèi)部，可以形成自身環(huán)路的再循環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施方案，首先將至少一次裝料的第一 多組分體系放置在合適的儲存容器中，例如上述應(yīng)用裝置的儲存容器 中。隨后，利用從所述第一多組分體系的裝料中所提取的部分體積， 使用所述至少一次裝料來形成大量，特別是一系列，份的第二多組分 體系。在此，優(yōu)選這樣選擇所述至少一次裝料的大小，使得第一多組 分體系的存貨供應(yīng)可以覆蓋例如所屬應(yīng)用裝置的日常需求的許多倍。 當然，例如當儲存容器中還保留有起初添加的第一多組分體系的剩余 部分時，實際上可以隨時反復(fù)地補充從儲存容器中，從其中放置的裝 料中所提取的部分體積。當制備第一多組分體系時，現(xiàn)在，鑒于混合其中最終包含的起始 組分的規(guī)模和/或次序，有不同的可能性。例如，至少當使用活性著色 劑作為填充劑時，形成第一多組分體系的步驟可以進一步包含結(jié)合至少一部分第二初級組分和三級組分的步驟。在這個方面，該方法最終也包含至少結(jié)合二級組分和三級組分以及至少部分第二初級組分的 步驟，以形成第一多組分體系。當然，在此，結(jié)合第二初級組分和三 級組分的步驟應(yīng)在結(jié)合二級組分和三級組分的步驟之前發(fā)生，以安全 地避免第二初級組分與二級組分反應(yīng)。相應(yīng)地，在至少部分第二初級 組分和三級組分相互混合之后，也進行結(jié)合二級組分和三級組分以及 至少部分第二初級組分的步驟。當然，在任何情況下，當制備第一多 組分體系時，在此時間點上總是，至少成比例地結(jié)合二級組分和三級 組分。另外，通過第一多組分體系與兩種初級組分的結(jié)合，可以最終形成第二多組分體系A(chǔ)BCF。例如在此可以將兩種初級組分同時添加至 第一多組分體系。對于已經(jīng)提及的情況，即在線測量裝置也可以服務(wù)于測量那些鑒 于化學(xué)生物學(xué)以及細菌學(xué)純度的高需求而受到制約的流體(例如飲用 水)的操作中的情況，可以，或者說應(yīng)該，盡量放棄使用含重金屬的 和/或含胺的催化劑來制備用于襯里所使用的聚氨酯，盡管該種類的催 化劑以其好的活性而實際上非常利于聚氨酯的制備。作為替代，為了 制備襯里，也可以以有利的方式，如在前文提及的且在此作為參考的 德國專利申請DE 102005005195.2中所建議的，借助具有金屬-有機化合 物的催化劑來形成聚氨酯；將公開DE 102005005195.2的內(nèi)容并入本申 請。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方案，對于制備聚氨酯所使用的催化 劑因此包含錫-有機-化合物，特別是二-正辛基錫-化合物，通過其可確 保隨催化劑引入所制備的襯里3中的、并且停留在此的錫(Sii)化學(xué) 地和/或物理地連接在襯里中，并持久地嵌在其中。根據(jù)本發(fā)明的一個 具體實施方案，使用下述錫-有機-化合物作為催化劑C以制備用于襯里3的聚氨酯C40H80O4Sn (1)已經(jīng)證明，例如二-正辛基錫二月桂酸鹽(DOTL)作為特別有利的用于制備襯里的催化劑，其結(jié)構(gòu)示意性地如下所示:/CH，CH,CH，(2)另外，也可以使用例如二辛基錫二丙二酸(Dioctylzinndimalinate) 或者相似的金屬-有機化合物作為用于制備襯里的催化劑。通過使用所述種類金屬-有機化合物作為二級組分，可這樣形成聚 氨酯，使得隨催化劑引入襯里的且停留在此的金屬(Me)化學(xué)地，特 別是原子地，和/或物理地，特別是通過交聯(lián)，與襯里中形成的碳鏈連 接。該催化劑的優(yōu)點在于，其有機-金屬-化合物被這樣引入襯里材料中， 使得在在線測量裝置(通常的)的操作中，即使在水的作用下，如果 可能，多數(shù)情況下催化劑也僅以生理學(xué)無害的量和比例從襯里中溶解 出來。由于用于制備襯里3所使用的聚氨酯不含胺和重金屬，因此所制 備的在線測量裝置可滿足甚至是在飲用水領(lǐng)域中的應(yīng)用的，特別是與 其它食品應(yīng)用相比的，極高的衛(wèi)生需求。研究表明，例如，關(guān)于總的 有機碳含量(TOC)的遷移率(Mmax，T0C)小于0.25mg每升每天，而氯 消耗率(Mmax，cl)的值絕對可達到小于0.2mg每升每天。本發(fā)明的在線 測量裝置可滿足，例如，對于分布網(wǎng)絡(luò)中的裝備，特別是主要管道的 相應(yīng)的"與飲用水接觸的環(huán)氧樹脂涂層的衛(wèi)生評估的方針"("Leitlinie zur hygienischen Beurteilung von Epoxidharzbeschichtungen im Kontakt mit Trinkwasser")禾卩/或?qū)τ陲嬘盟w系組分的相應(yīng)的NSF/ANSI標準<formula>formula see original document page 21</formula>61所設(shè)置的需求。對此已表明，該類型的金屬-有機化合物作為催化劑的應(yīng)用不僅可 以制造(如前文所述)絕對適用于飲用水應(yīng)用的襯里，并且另外，不 僅在使用活性著色劑而且在使用顏料著色劑作為三級組分時，所使用 的第一多組分體系具有對于制備工藝足夠程度的可儲存性。因此例如，對于該借助二-正辛基錫二月桂酸鹽以及借助PRINTEX⑧F 80制備的多 組分體系，停留時間為多于八周。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法的一個具 體實施方案進一步設(shè)計使用裝有第一多組分體系的裝料，經(jīng)過至少 24小時的，特別是多于三天的，時間段，形成數(shù)份第二多組分體系。 相應(yīng)的，在形成第一多組分體系的步驟和形成第二多組分體系的步驟 之間，至少經(jīng)過24個小時，特別是多于三天。根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施方案，聚氨酯涉及基于第二多組 分體系A(chǔ)BCF制備的彈性體，其至少成比例地基本具有下列結(jié)構(gòu)<formula>formula see original document page 22</formula>根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施方案，用于制備襯里3所使用的醇涉 及那些具有至少兩個官能化的OH-基的醇的一種，例如二醇。在此，通過使用丁二醇能得到特別好的結(jié)果。另外，具有芳香族或脂肪族異氰酸酯基，特別是具有兩個或多個 活性NCO-基，的預(yù)聚物，對于制備襯里3是有利的。根據(jù)本發(fā)明的另一 個具體事實方案，預(yù)聚物至少成比例的根據(jù)下述結(jié)構(gòu)式形成<formula>formula see original document page 23</formula>為了制備預(yù)聚物，根據(jù)本發(fā)明的改進方案，使用能夠與，特別是 剩余的添加的，芳香族二異氰酸酯反應(yīng)的聚環(huán)氧丙垸。根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施方案，使用聚丙二醇(PPG)作為 聚環(huán)氧丙烷，其結(jié)構(gòu)簡化地約如下所示<formula>formula see original document page 0</formula>作為聚環(huán)氧丙烷的選擇或補充，也可以使用例如具有下列結(jié)構(gòu)構(gòu) 造的聚四亞甲基醚乙二醇(PTMEG)來制備預(yù)聚物<formula>formula see original document page 0</formula> (6)另外，作為選擇或補充，也可以使用其它具有聚合醚基和終端OH-基的脂肪族形成的乙二醇化合物來制備預(yù)聚物。根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施方案，制備預(yù)聚物所使用的芳香族 異氰酸酯涉及特別是至少具有下列結(jié)構(gòu)之一的二苯基甲垸異氰酸酯 (MDI):在此，實驗研究進一步表明，特別是當使用上述預(yù)聚物-體系 (PPG+MDI和/或PTMEG+MDI)時，已經(jīng)可以通過以小于第二多組分 體系A(chǔ)BCF總質(zhì)量的0.1。/。的質(zhì)量比例，添加作為二級組分C的催化劑， 以實現(xiàn)短的反應(yīng)時間。進一步的研究進一步表明，在制備襯里3時，當 以約等于或小于15:100的混合比例B:A，特別是以小于10:100的混合比 例B:A，將作為第二初級組分B的醇添加給作為第一初級組分A的預(yù)聚 物時，能獲得特別好的結(jié)果。由于使用聚氨酯作為用于襯里3的材料，可隨意制備具有25mm至 200mm范圍內(nèi)的額定內(nèi)徑的測管l。同樣地，特別是通過使用上述用于 制備襯里3的帶-流-法，可確保襯里3具有小于5mm，特別是小于3mm， 的盡可能均勻的厚度。
權(quán)利要求
1.用于制備合成材料，特別是聚氨酯，的方法，使用至少四種起始組分(A，B，C，F(xiàn))，在所述四種起始組分中至少第一初級組分(A)和第二初級組分(B)能相互反應(yīng)，其中，通過添加至少一種作為催化劑的二級組分(C)來加速所述第一初級組分(A)與所述第二初級組分(B)的化學(xué)反應(yīng)，并且其中，至少一種三級組分(F)用作填充劑，特別是對合成材料著色的填充劑，所述方法包含下列步驟-形成作為中間組分的，特別也是耐儲存的，第一多組分體系(BF；CF；BCF)，所述多組分體系至少部分地既包含所述二級組分(C)也包含所述三級組分(F)，-由至少一部分所述第一多組分體系(BF；CF；BCF)來形成包含所述四種起始組分(A，B，C，F(xiàn))的，流動的，特別是液態(tài)的，第二多組分體系(ABCF)，其中，所述第二多組分體系(ABCF)以可使至少部分所述兩種初級組分(A，B)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的濃度包含所述四種起始組分(A，B，C，F(xiàn))，以及-利用第二多組分體系(ABCF)形成合成材料，通過讓在所述第二多組分體系中包含的所述初級組分(A)和在所述第二多組分體系中包含的所述第二初級組分(B)至少部分地互相反應(yīng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，形成所述第一多組分體系 (BF; CF; BCF)的所述步驟進一步包含結(jié)合所述二級組分(C)和所述三級組分(F)的步驟。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，形成所述第一多組 分體系(BF;CF;BCF)的所述步驟進一步包含結(jié)合至少部分所述第 二初級組分(B)和所述三級組分(F)的步驟。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，形成所述第一多組 分體系(BF; CF; BCF)的所述步驟進一步包含結(jié)合所述二級組分(C)和所述三級組分(F)以及至少部分所述第二初級組分(B)的步驟。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，在相互混合至少部 分所述第二初級組分(B)與所述三級組分(F)之后，進行結(jié)合所述 二級組分(C)和所述三級組分(F)以及至少部分所述第二初級組分(B)的所述步驟。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，形成所述第二多組 分體系(ABCF)的所述步驟進一步包含特別是同時地，結(jié)合所述第 一多組分體系(BF;CF;BCF)與所述兩種初級組分(A，B)的步驟。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，形成第二多組分體 系(ABCF)的所述步驟進一步包含特別是同時地，向所述第一多組 分體系(BF; CF; BCF)添加所述第一初級組分(A)以及所述第二初 級組分(B)的步驟。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其進一步包含將至少一 次裝料的所述第一多組分體系(BF; CF; BCF)放置在儲存容器中的步 驟，以及利用從所述第一多組分體系(BF; CF; BCF)的裝料中所提取的 部分體積，使用所述至少一次裝料來形成大量，特別是一系列，份的 所述第二多組分體系(ABCF)的步驟。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述第一多組分體 系(BF; CF; BCF)的所述裝料，經(jīng)過多于三天的時間段，被應(yīng)用來形成 數(shù)份所述第二多組分體系(ABCF)。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其進一步包含下列步驟 -將所述第二多組分體系(ABCF)應(yīng)用于作為在線測量裝置的部件的，特別是金屬的，攜載管(2)的內(nèi)壁上，以及-利用應(yīng)用于所述攜載管(2)內(nèi)壁上的所述第二多組分體系(ABCF)，制備由合成材料制成的、內(nèi)部加襯所述攜載管(2)的襯里(3)， 通過使在所述第二多組分體系中包含的所述初級組分(A)和在所述第 二多組分體系中包含的所述第二初級組分(B)在所述攜載管(2)內(nèi) 部至少部分地互相反應(yīng)。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，使所述兩種初級 組分(A， B)在小于100'C，特別是在約25'C，的環(huán)境溫度下相互反 應(yīng)。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，在形成所述第一 多組分體系(BF; CF; BCF)的所述步驟與形成所述第二多組分體系 (ABCF)的所述步驟之間，經(jīng)過至少24小時，特別是多于三天。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，預(yù)聚物作為所述 初級組分(A)，且醇，特別是二元醇，作為所述第二初級組分(B)。
14. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述初級組分(A) 具有醚基，特別是脂肪族和/或芳香族醚基。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述初級組分(A) 具有異氰酸酯基，特別是芳香族或脂肪族異氰酸酯基。
16. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述初級組分(A) 具有活性NCO-基。
17. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述第二初級組 分(B)具有官能化的OH-基。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述第二初級組 分(B)涉及二醇，特別是丁二醇。
19. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述二級組分(C) 包含金屬-有機化合物，特別是由生理無害的金屬形成的金屬-有機化合 物，例如錫-有機化合物或諸如此類。
20. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述二級組分(C) 包含錫-有機化合物，特別是二 (正辛基)錫-化合物。
21. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述二級組分(C) 包含二 (正辛基)錫二月桂酸鹽和/或二 (正辛基)錫二丙二酸鹽。
22. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述三級組分(F) 包含活性著色劑。
23. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述三級組分(F) 包含官能性O(shè)H-基。
24. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述三級組分(F) 包含顏料著色劑，特別是漿狀的顏料著色劑。
25. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述三級組分(F) 包含碳，特別是粉末狀的碳。
26. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述三級組分(F) 包含碳黑。
全文摘要
使用至少四種起始組分(A，B，C，F(xiàn))制備合成材料，在所述四種起始組分中，至少一種第一初級組分(A)和第二初級組分(B)能相互反應(yīng)。在此通過添加至少一種作為催化劑的二級組分(C)加速兩種初級組分(A，B)的化學(xué)反應(yīng)。另外，在本發(fā)明的方法中使用三級組分(F)作為填充劑，特別是著色的填充劑。在本發(fā)明的方法中首先形成作為中間組分的，特別也是耐儲存的，第一多組分體系(BF；CF；BCF)，該體系至少按比例地既包含二級組分(C)也包含三級組分(F)。另外，通過使用第一多組分體系(BF；CF；BCF)形成可流動的，特別是液態(tài)的，第二多組分體系(ABCF)，該體系以可使兩種初級組分(A，B)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的濃度包含四種起始組分(A，B，C，F(xiàn))。最后，通過第二多組分體系(ABCF)，通過使其中包含的初級組分(A)和其中包含的第二初級組分(B)至少成比例地相互反應(yīng)來制備該合成材料。通過將第二多組分體系(ABCF)應(yīng)用于作為在線測量裝置的零件的，特別是金屬的，攜載管的內(nèi)壁上，可以以簡單的方式形成由該合成材料組成的內(nèi)部加襯的襯里。
文檔編號C08G18/08GK101283010SQ200680034756
公開日2008年10月8日 申請日期2006年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者亞歷山大·斯頓齊, 斯文·安尼珊斯林, 沃爾夫?qū)げ剂_拜爾, 約翰內(nèi)斯·魯歇爾 申請人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司