聚氨酯泡沫材料及成型方法总结
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聚氨酯pu生产工艺
聚氨酯(PU)是一种重要的高分子材料,其生产工艺主要包括以下几个步骤:
1. 原料准备:聚氨酯的主要原料是异氰酸酯(如MDI、TDI 等)、聚醚或聚酯多元醇和链延长剂等。
这些原料需要按照一定比例进行配制,并进行精确称量和混合。
2. 预聚合反应:将异氰酸酯和聚醚等原料进行预聚合反应。
这一步骤主要是将异氰酸酯与聚醚中的羟基进行缩合反应,生成酯酰基和尿素结构的中间产物。
3. 加热反应:将预聚合物进行加热反应,使链延长剂与预聚合物中的异氰酸酯的尿素化产物发生反应。
这一步骤主要是进行链延长反应,使聚合物的分子量得到增加,并形成聚氨酯的主链。
4. 凝固和成型:将反应得到的聚氨酯混合物进行凝固和成型。
这一步骤主要是通过控制温度和时间,使聚氨酯的液态物质固化成为固态材料。
5. 放热和固化:聚氨酯在凝固和成型的过程中会释放出大量的热量,这需要通过合适的方法进行控制和排热。
同时,聚氨酯的固化过程也需要一定的时间,以使其达到稳定的性能。
6. 后处理和检验:对聚氨酯制品进行后处理和检验。
后处理包括除胶、修整等工序,以提高产品的外观和性能。
检验包括常
规的物理性能、化学性质等测试,以确保产品符合要求。
以上是聚氨酯的基本生产工艺,具体生产过程中还需要根据产品的要求和用途进行相应的调整和控制,以确保生产出符合要求的聚氨酯制品。
聚氨酯泡沫塑料的制备2011011743 分1 黄浩一、实验目的1. 了解制备聚氨酯泡沫塑料的反应原理。
2. 了解各组份的作用及影响。
二、实验原理本实验是使用聚醚与异氰酸酯扩链生成预聚体,并利用水和异氰酸酯的反应来发泡并进一步延长分子链,最终生成多孔松软的发泡塑料。
聚氨酯泡沫塑料的合成可分为三个方面:1. 预聚体的合成。
由二异氰酸酯单体与聚醚330N反应生成含异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体。
2. 发泡与扩链。
在预聚体中加入适量的水,异氰酸酯端基与水反应生成氨基甲酸,随机分解生成一级胺与CO2,放出的CO2气体上升膨胀,在聚合物中形成气泡,并且生成的一级胺可与聚氨酯、二异氰酸酯进一步发生扩链反应。
3. 交联固化。
游离的异氰酸酯基与脲基上的活泼氢反应,使分子链发生交联形成体型网状结构。
在本实验中,合成的是软质泡沫塑料,交联反应相对较少,但也存在。
聚氨酯泡沫塑料的软硬取决于所用的羟基聚醚或聚酯,使用较高分子量及相应较低羟值的线型聚醚或聚酯时,得到的产物交联度较低,制得的是线性聚氨酯,为软质泡沫塑料;若用短链或支链的多羟基聚醚或聚酯,所得聚氨酯的交联密度高,为硬质泡沫塑料,伸长率小于10%,复原慢;此外还有半硬质泡沫塑料,性能在上述两种之间。
除了软硬之外,泡沫塑料还有开孔和闭孔之分,前者类似于海绵,具有相互联通的小孔结构,而后者则是由高聚物包裹起来的气囊所构成。
在发泡塑料中,多孔结构可以由聚合本身放出,也可以加入发泡剂,如碳酸氢铵、挥发性溶剂,或者直接在预聚物中吹入气体。
聚氨酯属于聚合反应本身产生气体,异氰酸酯可以与任何带有活泼氢的物质反应,当与水反应时,会产生二氧化碳和有机胺类,后者会继续与异氰酸酯反应,即扩链。
在泡沫塑料的制备过程中,也会使用催化剂,二价的有机锡、锌盐或三级胺,都能活化异氰酸酯。
聚氨酯泡沫塑料有三种制备方法,分别是预聚体法、半预聚体法和一步法,前两者是先聚合、扩链生成预聚体,再进行发泡、交联等,适于制备硬质泡沫塑料。
聚氨酯海绵发泡工艺
聚氨酯海绵发泡工艺是一种常见的生产工艺,用于制造各种类型的海绵制品,
如床垫、沙发垫、汽车座椅等。
这种工艺可以生产出具有良好弹性、透气性和舒适性的海绵制品,受到了广泛的应用和青睐。
首先,聚氨酯海绵发泡工艺的原料主要包括聚醚型或聚酯型的聚氨酯原料、气
体发泡剂、助剂和颜料。
其中,聚氨酯原料是主要的成型材料,气体发泡剂用于在制品内部形成气泡,助剂则用于调整发泡体系的性能,颜料则用于为海绵制品着色。
在生产过程中,首先需要将聚氨酯原料与气体发泡剂、助剂充分混合,形成均
匀的发泡体系。
然后,将混合物倒入模具中,利用模具的特定结构和加热系统,使混合物在一定的温度和压力下发生发泡反应。
在发泡过程中,气体发泡剂释放气体,使混合物体积膨胀,形成具有开放细胞结构的海绵制品。
发泡反应完成后,海绵制品需要经过一定的固化和后处理工艺,以保证制品的
稳定性和品质。
在固化过程中,海绵制品会逐渐凝固和硬化,形成最终的产品形态。
同时,海绵制品还需要进行切割、修整、磨光等后处理工艺,以满足客户的具体需求。
总的来说,聚氨酯海绵发泡工艺是一种高效、灵活和环保的生产工艺,可以生
产出各种类型的海绵制品,广泛应用于家具、汽车、医疗等领域。
通过不断的工艺改进和技术创新,聚氨酯海绵发泡工艺将会在未来发展中发挥越来越重要的作用,为人们的生活和工作提供更加舒适和便利的海绵制品。
聚氨酯硬泡生产工艺
一、原料准备
二、原料混合
将聚醚多元醇、异氰酸酯、水和辅助剂等原料按照一定的配比加入混
合桶中,使用搅拌器将原料充分混合,确保原料均匀分布,避免出现团聚
或分层现象。
三、发泡
将混合好的原料放入发泡器中,通过氮气的压力将原料喷射到模具中,使其在模具内部充分膨胀发泡。
发泡过程中需要控制发泡时间和发泡量,
以确保产品的质量和性能。
四、成型
在发泡后,聚氨酯硬泡需要进行成型。
成型过程中可以采用压力成型
或真空吸塑成型等方法,将发泡体与所需形状的模具相贴合,并施加一定
的压力或真空,使其形成所需的产品形状。
五、固化
成型后的聚氨酯硬泡需要经过一定时间的固化才能获得最终的硬度和
强度。
固化过程中可以采用自然固化或加热固化等方法,根据产品要求进
行选择。
六、后处理
固化后的聚氨酯硬泡需要进行一些后处理工序,如修整、打磨、清洁等,以提高产品的表面质量和光洁度。
七、质检
最后,需要对生产出的聚氨酯硬泡进行质量检验。
包括外观检查、尺寸检测、硬度测试、密度测量等,以确保产品符合规定的标准和要求。
综上所述,聚氨酯硬泡的生产工艺包括原料准备、原料混合、发泡、成型、固化、后处理和质检等步骤。
通过合理控制每个步骤的工艺参数,可以获得质量稳定、性能优良的聚氨酯硬泡制品。
聚氨酯发泡工艺一、发泡聚氨酯的优点发泡聚氨酯由双组分组成,甲组分为多元醇,乙组分为异氰酸酯,施工时两组分进入喷涂机械中混合喷出,呈雾状,一分钟发泡凝固成型。
这种材料近几年才引进,用于建筑保温防水经过二、三年的使用,有较多的了解,优点很多,使用范围很广。
1.保温性能好。
导热系数0. 025左右,比聚苯板还好,是目前建筑保温较好的材料。
2.防水性能好。
泡沫孔是封闭的,封闭率达95% ,雨水不会从孔间渗过去。
3.因现场喷涂,形成整体防水层,没有接缝,任何高分子卷材所不及,减少维修工作量。
4.粘结性能好。
能够和木材、金属、砖石、玻璃等材料粘结得非常牢固,不怕大风揭起。
5.用于新作屋面或旧屋面维修都很适宜特别是旧屋面返修,不必铲除原有的防水层和保温层,只需清除表面的灰、砂杂物,即可喷涂。
6.施工简便速度快。
每日每工可喷200多平米,有利于抢进度。
7.收头构造简单。
喷涂发泡聚氨酯收头,不用特别处理,大为简化。
如使用卷材,在女儿墙处,需留凹槽,收头在凹槽内;若不能留凹槽,需用扁铁封钉收头,还要涂嵌缝膏。
8.经济效益好。
如果把保温层和防水层分开,不仅造价高,而且工期长,而发泡聚氨酯一次成活。
9.耐老化好。
据国外已用工程总结和研究测试获知,耐老化年限可达30年之久。
二、发泡聚氨酯的应用1.平屋面防水保温不上人屋面加喷一道彩色涂料,作为保护层;上人屋面,在上坐浆铺面砖。
2.瓦顶坡屋面将发泡聚氨酯喷在望板下沿,瓦块座浆在望板上,不会发生滑动。
3.墙体保温发泡聚氨酯用作墙体保温更具优越性装。
配式大墙板,喷在板肋间,粘结好又严密。
如用空心砌块,可将发泡聚氨酯喷在孔洞内,塞充饱满冻库的墙壁,喷涂尤佳。
目前墙体改革很关键的是保温技术,发泡聚氨酯可以大展宏图。
4.地下室外墙保温防水,是发泡聚氨酯大显身手的部位,既能保温、防水,又省去其他保护层,一举二得。
三、发泡聚氨酯的缺点虽然发泡聚氨酯有如此多的优越性,但也不是万能的,存在短处和不适宜之处。
第1篇一、实验目的1. 了解聚氨酯绿色发泡材料的制备方法。
2. 掌握聚氨酯绿色发泡材料的性能测试方法。
3. 分析聚氨酯绿色发泡材料的性能,为实际应用提供理论依据。
二、实验原理聚氨酯(Polyurethane,简称PU)是一种具有优异性能的有机高分子材料,广泛应用于保温、隔热、隔音、密封等领域。
绿色发泡聚氨酯是指采用环保型发泡剂、助剂等原料制备的发泡材料,具有低毒、环保、高效等优点。
本实验采用聚醚多元醇、异氰酸酯、发泡剂、催化剂等原料,通过化学反应制备聚氨酯绿色发泡材料,并对其性能进行测试。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 聚醚多元醇:2000号- 异氰酸酯:MDI- 发泡剂:HFC-245fa- 催化剂:DABCO-40- 活性硅粉- 玻璃纤维2. 实验仪器:- 高速混合机- 压缩试验机- 拉伸试验机- 热重分析仪- 水分测定仪- 红外光谱仪四、实验步骤1. 按照配方比例称取聚醚多元醇、异氰酸酯、发泡剂、催化剂等原料。
2. 将称量好的原料放入高速混合机中,进行预混合。
3. 将预混合好的原料转移到反应釜中,加热升温至一定温度,加入催化剂。
4. 在反应过程中,观察反应釜内混合物的颜色、粘度等变化,调整反应条件。
5. 反应完成后,将产物倒入模具中,进行发泡成型。
6. 成型后的发泡材料在室温下放置一定时间,使其充分固化。
7. 对固化后的发泡材料进行性能测试,包括压缩强度、拉伸强度、导热系数、水分含量等。
五、实验结果与分析1. 压缩强度:实验制备的聚氨酯绿色发泡材料的压缩强度为0.6MPa,符合GB/T 8813-2005标准要求。
2. 拉伸强度:实验制备的聚氨酯绿色发泡材料的拉伸强度为0.4MPa,符合GB/T 528-2009标准要求。
3. 导热系数:实验制备的聚氨酯绿色发泡材料的导热系数为0.025W/(m·K),满足GB/T 10294-2008标准要求。
4. 水分含量:实验制备的聚氨酯绿色发泡材料的水分含量为2%,低于GB/T 8810-2005标准要求。
聚氨酯硬泡配方及计算方法之袁州冬雪创作一、硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例(重量比)是不是合理,另外一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”是否合理,翻译成土话就是“按重量比例混合的白料和黑料要完全反应完”.因此,白料里所有参与跟-NCO反应的东西都应该思索在内.实际各组分消耗的-NCO摩尔量计算如下㈠主料:聚醚、聚酯、硅油(普通硬泡硅油都有羟值,因为加了二甘醇之类的稀释,部分泡沫稳定剂型硅油还含有氨基)配方数乘以各自的羟值,然后相加得数Q,S1 = Q÷56100㈡水:水的配方量W S2 = W÷9 ㈢参与消耗-NCO的小分子物:配方量为K,其分子量为M,官能度为N S3 =K× N/M5)其实以上计算只是一个最基本的消耗量,由于黑白料反应过程复杂,实际-NCO消耗量必定不止这个数,比方有三聚催化剂的情况,到底额外消耗了多少-NCO,这个没人说得清楚.别的,聚醚里有水分,偏高0.1%就很严重;聚醚羟值也是看人家宣传单的,我见过有聚醚羟值范围跨度90mgKOH/g,阿谁计算数出来后只能参考,不克不及认真! [试验设计]之“冰箱、冷柜”类本组合料体系重要要求及说明1、活动性要好,密度分布“尽能够”平均.首先要思索粘度,只有体系粘度小了,初期活动性才会好(主份平均粘度6000mPa.S以下,组合料350mPa.S以下),其次体系中的钾、钠杂离子要节制在一个低限(20ppm以内),从而可节制防止三聚反应提前,即:体系粘度过早变大.如果活动性欠佳,发泡料行进至注料口远端就会出现拉丝痕致使泡孔布局橄榄球化,这个位置一定抗不住低温收缩.2、泡孔细密,导热系数要低.不难懂得泡孔细密是导热系数低的第一前提,此时首先思索加有403或某些芳香胺醚进入体系(它们所起的作用是首先与-NCO反应,其生成物与其它组份互溶、乳化稳定性提升,并包管发泡体系初期成核稳定,也就是防止迸泡,从而使泡孔细密)其次聚醚自己单独发泡其泡孔布局要好(例如以山梨醇为起始的635SA比蔗糖为起始的1050泡孔要细密平均得多,还有含有甘油为起始剂的835比1050细密,即即是所谓的4110商标的聚醚,含丙二醇起始的比二甘醇的好.聚醚生产的聚合催化剂分歧,所生产出的聚醚性状也有差别:氢氧化钾催化的聚醚分子量分布比二甲胺催化的要窄.别的:聚醚生产时的工艺节制-----温控、抽真空、PO--也就是环氧丙烷流量节制、PO原料质量、后处理等等-----也都会直接影响聚醚发泡的泡孔布局)第三,可以思索加入一些可以改善泡孔细密度的聚酯成份.第四,适当加入低粘度物调整总体粘度(如210聚醚)3、耐低温抗收缩性要好.这个无须赘言.一是官能度,总体平均要4以上.其次是发泡体成型后空间交联点分布平均(直观诠释是:主聚醚反应活性尽能够相差不大,持续的近似的空间布局要稳定得多.)4、粘结性好.所谓粘结性概况上是指泡沫体与冰箱、冷柜外壳和内胆之间的粘合,其实是指泡体柔韧性,以及抗收缩性,(水份用量、降低总体羟值,添加柔性布局成分,如210、330N之类都可以改进泡沫对壳体的粘附性)5、成本较低.今朝冰箱、冷柜行业竞争白热化,性能极佳价格昂贵的组合料没人用的起,所以我们必须为成本思索(比方芳香聚酯价位要比聚醚的低,可以加一些.)6、平安性.这是对环戊烷体系的特别要求(至少环戊烷不象F11那样想加多少就加多少,不难懂得加多环戊烷的更具有平安隐患)7、包管发泡生产工艺的持续稳定性冰箱、冷柜持续生产线一般节制很稳定,但不解除偶然的工艺参数动摇,比方料温、环境温度高个一两度,黑白料比例在小范围内动摇等等,所以要求组合料有一定的“宽容性”8、黑料配伍.各款黑料自身性状、活性分歧,那末,白料体系调整一下有时就显得异常需要.(配合5005的没事,毫不代表与44v20可以任意切换)主聚醚聚酯的选取方向1、相溶性.指“ 聚醚、聚酯/硅油/水/催化剂/物剃头泡剂”所组成的体系要互溶性好,均相稳定-----至少存放一段时间不克不及分层.2、官能度构成及骨架类型.原则上说官能度越高,所发泡体的物感性能数值(尺寸稳定、抗压强度等)就越“抱负”,但往往官能度高的聚醚粘度偏大(多挂PO也能降低粘度,价格又下不来),所以,平均一下,4个官能度马草率虎可以对付了;别的,如果聚醚体系中有芳香布局(苯环)引入,无疑也会提升泡体的物感性能.3、反应活.含有伯羟基布局的聚醚(和诸如三乙醇胺之类的小分子交联剂)活性高,却多多少少会影响发泡反应的中后期活动性.所以,其加入量一定要节制在某环围内.4、羟值搭配.根据水用量、黑白料比例预设,可以大体反算出主份平均羟值范围,一般为380-410mgKOH/g5、经济性.不但是指聚醚、聚酯推销价格低,还应综合其他方面思索黑白料比例,毕竟现在黑料价格高企.6、市售推销之方便性.好不容易调整出一个配方,成果原料市面上只是你有用他人不会问津,除非财大气粗每个月用量惊人,否则配料供货能不克不及包管就只得看“交情”浅薄.匀泡剂(硅油)的选择1、与组合料其它成份的配伍性.这个不难懂得,否则,生产硅油的厂家就不会编出那末多型号了------什么F11型、141B型、环戊烷型、全水型、聚酯型、蔗糖聚醚型等等.硅油型号选配得当,可以分明节制导热系数低限化.2、与黑料的配伍性、核化才能.这个关注的人未几.其实多数情况下“泡孔欠好”就是硅油对“黑白料整个体系的乳化才能不敷”所致.3、活动性.能使发泡体系泡孔细密的硅油可以分明提升发泡活动性,同时别的一个佐证是:发泡速度略有加快.4、稳定性及用量.有些硅油遇见水、碱性催化剂、含氯发泡剂或含氯阻燃剂时会逐渐蜕变;有些则必须加大用量(用量 2.5%以上)才会显示它是硅油.5、价位.能用22元/kg搞定的就不必去用出口的45元/kg,要知道每吨组合猜中硅油14kg那差价就是过200元了.水份额的确定1、粘结性.水用量多,泡体概况偏脆,与壳面的粘结性就差,一般冰箱、冷柜料水用量1.7-2.3%(专指141B体系和环戊烷体系)3、经济性.水确实很便宜的,不过它用多了,黑料量就得加上去,于是还是分歧算的机会大(自然,是使用组合料的客户买单.催化体系确定1、前期要求.以前很多朋友认为乳白起发慢一些,等料子稀哩哗啦地流到各自“岗位”底下后再直发起来.其实否则,其一:液态料子极易从箱体缝隙中漏出去造成污物粘模;其二:影响泡孔细密度和整体布局,从而拔高泡体导热系数;其三:起发速度加快反而会加快发泡料行进速度. 一般说来,出枪乳白时间6-8秒最好.2、中期活动.在发泡定型期间,中期活动时间段(拉丝减去乳白时间)越长越好,可以包管泡体填充箱体各个角落,又不至于泡孔变形严重.最抱负的状态是拉丝开端前3-5秒钟,泡料已经充填到位,最远端排气孔有分明逸料出现.3、后期固化.这个要求不必太严,反正持续生产中模具不是冰冷的,如果生产线有保温炕道,不怕到期收不了庄稼.4、建议搭配.Am-1 + 环己胺 .工艺确认1、发泡体系确定:141B的还是环戊烷的.水量/物剃头泡剂量的范围预定2、首先闹清楚方针生产线的工艺细节:发泡机类型、灌注流量、灌注前的温控数值、炕道保温温控值及保温时间、箱体灌注口在哪及发泡料流经道路行程、灌注后合模封洞操纵过程.3、今朝(工作)环境温度、湿度变更情况.4、向现场作业员、质检员求询今朝现行工艺、原料有什么缺陷和请他们提出什么其他详细要求详细试验1、相溶性:①100ml小烧杯加一短玻璃棒,归零,依次倒入主聚醚(聚酯)搅匀看是否透明.②加入硅油、催化剂、水,搅匀,看是否透明.③加入物剃头泡剂搅匀看是否透明(注意搅拌后挥发的物剃头泡剂要补回).④预配的组合料样品要存放至少3天透明不分层才好.⑤组合料样分别放在35、15℃下贮存24hr看是否透明⑥有条件时,需要测设计中的组合料粘度(25℃及正常生产状态下的温度)看是不是粘度随温度变更有大幅度的动摇.2、抗收缩:自由发泡样1hr后切成规则方形体,量取定边尺寸后放在-20℃冰柜中24hr看尺寸变更情况,2%以内的线性收缩可以承受3、自由发泡:按设计的黑白料比例、温控执行自由发泡,关注料速、芯密度和拉丝痕迹.4、活动性:自由泡密度、速度确定后,一定要停止活动性试验. 简易方法是:定量发泡料(一般为200g)搅匀后当即在发泡杯口套上稍大一点的长筒塑料袋,拉直垂直向上任由泡料向上生长直至定型(要两个人操纵).杯口至顶高度L与料重G的比值将作为一个重要参数来评估组合料的活动性,L/G越大,活动性越好,此后还要分段测取芯密度作为辅助参考(自低向高密度差不克不及太大,否则活动性也不克不及视作杰出,特别是最高点那一段)其实,如果试验做多了,在正常自由泡发泡时,可以看杯中残留泡的形状来大致断定活动性的优劣:泡提出杯后越象蘑菇越好,越象直棍则越差.5、工艺条件宽容性:①执行预设温控+3、-3℃的发泡,看是否还坚持杰出的活动性及泡孔布局(“快料”与“慢料”的泡孔不克不及落差太大)②停止白料恒定量,黑料量+10%、-10%的自由发泡试验,常温下30min时泡体没有分明收缩的就算过得去.[试产] 之“冰箱、冷柜”类这个简单了,整桶料子上机试产,按预定(或现实执行)的工艺条件生产,成品装机打冷,看箱体收缩情况和保温情况.一般程序:试产箱中成品泡体要取样测试导热系数等综合数据.现场需要微调的一般是:泡料温控、黑白料比例、添加催化剂、熟化温度调整仿木产品之组合料/工艺节制(外部讨论版)[白料体系要求及制品要求]1、白料粘度:涉及到出枪后的初始活动性(机发泡型)、搅拌混合效果(包含手工发泡型)以及出枪流量大小和黑白料比例,原则上不该高于2000mPa.S(25℃,以下同),高密度的(自由泡密度130kg/m3以上者)破例.2、相容性:除非现配现用或是白料整桶上机边搅边打,白料应该均相透明不分层(如果选用浊点较低的硅油白料低温状态下也能够不透明,但不成以分层),手工料更是如此.3、活动性:一般仿木材活动性要求不太高,这取决于其自身生产工艺的合理安插.对于特型尺寸闭模浇注产品还是要求料子发泡过程中要有不错的活动性,至少它会影响产品密度分布.4、适应黑料品种与黑白料比例变更:白料体系最好能在稍作工艺参数(料温、管压等)调整的情况下切换黑料品种(M20S、44V20、5005等)或是在黑白料比例合理动摇范围内包管制品合乎要求.5、制品外表结皮厚度与硬度:仿木制品至少要包管概况“够硬”,一般都要求表皮有一定的厚度以包管概况硬性.详细指标由于涉及到产品密度要求和作业环境温度、湿度变更等因素而难以量化.有些特型产品则要求里、外都要刚硬,甚至能打自攻螺丝而不滑丝.6、制品概况光洁度与气泡:制品概况应光洁,不克不及有气泡、针眼、暗泡(有些产品的反面可以降低要求,如画框、壁挂)7、白线:这是最容易出现的缺陷(制品概况出现不规则的偏白块斑、长线斑,该处分明偏软),要尽能够防止,至少白斑处要足够硬.8、泡孔细密度:制品外部泡孔致密、匀称,鹤立鸡群的大泡眼(直径以上)越少越好.9、上漆及贴金箔:制品喷漆或粘贴金箔后不剥落、鼓泡.10、耐形变:制品稳定,长尺寸毛胚品开模后不但不克不及“见冷回缩”,终产品飘洋过海历经严寒盛暑也不克不及变形.11、抗冲击:有足够的韧性(通常可耐1米高的平摔、抛摔).12、制品概况耐溶蚀:上漆贴箔前,制品往往需要用溶剂洗去脱模剂、粗糙化处理,过不了这关必定不成[原料选取简述]一、主聚醚(聚酯):①多数情况是“4110”为主(多数份额是60%以上).作为一个最为广泛应用的硬泡聚醚品种,它具有较为抱负的刚性骨架和柔性长链(蔗糖与二元醇为起始剂接枝环氧丙烷),价格也合适.市场上适用于仿木的其实未几,至少要求质量稳定,那些掺杂的、羟值/粘度随PO价格阴晴不定的、泡孔不敷细密的最好不要选用. 就4110的生产配方来讲,最适合做仿木的是[蔗糖+甘油]起始型(惋惜,截止今朝我只用过两次,现在好像没得卖),其次是[蔗糖+丙二醇]起始型,剩下的是[蔗糖+乙二醇或二甘醇]起始型.其他勾兑型的真的欠好用.4110的规格指标也有讲究,粘度:一般是2500-3500mPa.S,用作全水发泡体系的还要低一些.羟值:高于430mgKOH/g的做出来的产品只硬不韧,需要掺加其他低羟值的聚醚配合,最好是380-420mgKOH/g这个范围内的. 色度外观:颜色太深的自己就说明聚醚生产过程中节制欠好,再者由此做出来的产品外观也会偏暗并使白线对比更刺眼,多数客户对此不会称心.②403. 建议多少要加一些(3-12%).有了它,泡孔会细密,产品概况的气泡、针眼、暗泡就少得多,产品的整体硬度也会提升.弊端是太粘晦气于白料粘度节制.今朝市场上的403也是良莠不齐,真正的403应该是乙二胺起始的,原料确实贵了一些(好像是超出20元/kg),就有人打歪主意,起始剂里加有尿素、甘油,或是把PO量加大来降低成本.加尿素的氨气味很重,泡孔偏粗,加甘油的硬度受影响,多接PO的403粘度较低也是硬性不敷.③山梨醇型.以635系列为代表(10-20%).成本思索可以不加,但是用后也可以分明改进产品整体硬度和概况效果(光洁、针眼等什么的).费事:这类聚醚粘度不小价格也偏高.④软泡聚醚.220、210、330N、甚至接枝聚醚(36/28之类).普通硬质仿木材可以不加.做高档品、花盆类的一定要加.这类聚醚羟值低,产品柔韧性好,产品的概况结皮厚度会改善.缺点:除了210外,其他的与主聚醚互溶性差,爱分层闹独立.⑤聚酯类.芳香聚酯类(视原料的质量、品性,5-20%).原则上不鼓励使用.添加最大的目标是成本“合算”,不过要是小料配合不当费事也多多.酸值偏高会造成泡孔粗、针孔多甚至制品概况会出现“白雾”⑥其他多元醇.(8%以内).有多种天然植物油或其改性衍生物可以用,能改进产品柔韧性,还可以稍微降低成本.风险同⑤,用欠好后果自负.⑦其他思路:如果产品属于高附加值的产品,可以思索用出口的相似聚醚,特别是全水发泡体系的,国产聚醚原料很难达到Dow的水准.二、辅助小分子物:(0.5-3%)有甘油及其起始的小分子聚醚、N乙醇胺(N:一、二、三)、小分子二元醇类、甚至MOCA(这个致癌,最好别碰)功用是先期反应、整体加硬、或是加表皮厚度硬度、缩短生产周期.也是要选取合适型号、用量合理.三、硅油:( 1.5-2.5%)这个是跟着其他原料走的(原料搭配),一般的硬泡硅油都可以用,但要想改进产品的一些品性(泡孔细密、白线、活动性)还是应该费点.价格24元/kg以下的最好不要用.尤其注意聚醚(酯)主体变更后硅油型号能够要换.四、催化剂:①前期型的:A-1、Am-1,功用是节制起发时间,带动其他催化剂发挥功效、改善泡孔细密度、改善发泡过程的活动性.用量0.5%以内,视“水”的用量而定,天气状况稳定时最好是个“定数”②平稳型的:环己胺,用量0.3-0.6%,今朝性价比最高的硬泡催化剂,各期催化才能很平均.③主催化剂:A-33仿木猜中必不成少的催化剂,直接影响结皮效果和产品硬度,用量至少0.4%.这里的A-33是指固胺(三乙烯二胺)加小分子二元醇溶解的,不是市售的海绵上用品(有很多假冒品).④有机锡:出口的T-12最好,用量极少(万分之一)便可以分明改进结皮效果和缩短开模时间.需要注意的是:小心白料的储存周期,因为普通有机锡都是不耐水解的,会渐渐失效,像T-12,用在组合猜中一周以后失效迹象就很分明了,建议动用耐水解型的T-120/T-6.⑤三聚类的:最好用PC-41 (0.3-0.5%)加硬而不影响泡孔布局.有一段时间用过DMP-3达0.5% 效果不太抱负.有人用二甲基乙醇胺,听说蛮好用的,我试验一下发现泡孔有变粗迹象就没敢玩火(不过那时所用4110也太不像是人做出来的).⑥其他类型的:二甲基苄胺(0.5%)改进制品品质其实欠好,除非用于较低密度的、尺寸偏长的、闭模灌注的装饰用线角板,可以改善料子的活动性.资料显示:“N-甲基、二环己胺”可以加厚结皮,惋惜找了好几年我连样品都没弄到手!DBU试用过,可以加厚结皮,太贵了还不如加大A-33用量划算.五、发泡剂配合现在多数是 141B/水发泡体系.水量0.2-0.7%,普通仿木材141B一般不要超出10份.141B的使用量会直接影响结皮厚度与硬度,用多了也会造成概况有暗泡六、其他助剂降粘度、色料、抗黄变等可以加点不反应的东西降低白料粘度,比方DBP之类的来个3% .色料、抗氧化剂等直接加出来就好了,无须多虑.七、填料这里只针对手工发泡. 可以加惰性细粉类的东西加强刚硬性.注意:不克不及加含水量过高的东西嘿嘿,学会设计配方了(如果懂得当量,那更容易懂得,惋惜现在的高中大学教材都不教当量,都叫摩尔比,晕死)接下来向教师请教几个问题:1.硬泡聚醚的选择4110,403之类的如何配比2.催化剂选择:三乙醇胺,DMEA,DMCHA,PMDETA如何选,比例大概多少3.硅油和发泡剂的选择4.NCO指数可以在什么范围,为什么有指数2.5的5.%含量。
聚氨酯海绵发泡工艺聚氨酯海绵是一种常见的海绵材料,具有良好的弹性、吸震、吸音、隔热等特性,在许多领域得到广泛应用,比如家具、汽车座椅、鞋垫等。
聚氨酯海绵的制作过程中,发泡工艺起着至关重要的作用。
下面将介绍聚氨酯海绵的发泡工艺及相关参考内容。
1. 聚氨酯海绵发泡工艺的基本步骤:(1) 原料准备:聚氨酯发泡材料主要包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、异氰酸酯和增发剂等。
根据实际需要确定比例,并搅拌均匀。
(2) 模具准备:根据产品设计图纸,制作合适的模具,确保发泡后的聚氨酯海绵符合尺寸和形状要求。
(3) 发泡过程:将原料注入模具中,通过加热和加压的方式触发发泡反应。
发泡过程中,原料逐渐膨胀,填充整个模具空间。
(4) 固化和冷却:发泡完成后,聚氨酯材料需要经过固化和冷却,以保证海绵材料的稳定性和质量。
(5) 脱模和修整:待聚氨酯材料完全固化和冷却后,将其从模具中取出,并进行必要的修整和加工,如剪裁、打磨等。
2. 聚氨酯海绵发泡工艺的注意事项:(1) 原料配比:聚氨酯海绵的质量和性能与原料的配比关系密切。
需要根据产品的要求,确定合适的原料比例,以确保发泡后的海绵材料具有合适的硬度、弹性等特性。
(2) 发泡条件:发泡过程中的温度和压力对聚氨酯发泡效果有重要影响。
不同的发泡材料和产品要求,需要采用不同的发泡温度和压力,以获得最佳的发泡效果。
(3) 模具设计:模具的设计应符合产品的尺寸和形状要求。
同时,模具的材料要具有良好的耐热性和抗粘性,以便顺利脱模和修整。
(4) 固化和冷却时间:发泡后的聚氨酯海绵需要经过一定时间的固化和冷却,以确保材料内部结构的稳定性和材料性能的发挥。
固化和冷却时间的长短将直接影响到产品的质量。
以上是聚氨酯海绵发泡工艺及相关参考内容的简要介绍。
发泡工艺对于聚氨酯海绵的制作至关重要,不同的产品和要求将对发泡工艺提出不同的要求。
通过合理配比原料、控制发泡条件、优化模具设计以及适当的固化和冷却时间,可以生产出具有高质量和性能的聚氨酯海绵产品。
聚氨酯发泡工艺流程聚氨酯发泡是一种常用的制备泡沫材料的工艺,其在建筑、汽车、家具等领域有着广泛的应用。
在聚氨酯发泡的工艺流程中,需要经过原料准备、配料混合、发泡成型等多个环节。
下面将详细介绍聚氨酯发泡的工艺流程。
首先,原料准备是聚氨酯发泡工艺的第一步。
通常情况下,聚氨酯发泡所需的原料包括聚醚多元醇、异氰酸酯、催化剂、助剂等。
在进行原料准备时,需要确保原料的质量符合要求,同时要按照配方准确称量,以确保后续工艺的顺利进行。
接下来是配料混合环节。
在这一步中,需要将准备好的原料按照一定的配方比例进行混合。
通常情况下,聚醚多元醇、异氰酸酯等原料会在一定的温度下进行混合,同时加入催化剂、助剂等辅助材料。
混合的过程需要严格控制时间、温度和搅拌速度,以确保混合均匀,避免出现原料反应不完全的情况。
随后是发泡成型环节。
在这一步中,混合好的原料会被注入到模具中,然后在一定的温度和压力下进行发泡成型。
这一步的关键是控制发泡的时间和温度,以确保泡孔的均匀和稳定性。
同时,还需要根据产品的要求,控制模具的形状和尺寸,以确保最终产品的质量。
最后是固化和后处理环节。
在发泡成型后,产品需要在一定的时间内进行固化,以确保产品的力学性能和稳定性。
固化的时间和温度需要根据产品的具体要求进行控制。
同时,在固化后还需要进行一些后处理工艺,如修整、打磨、涂装等,以满足产品的外观和功能要求。
综上所述,聚氨酯发泡工艺流程包括原料准备、配料混合、发泡成型和固化后处理等多个环节。
在每个环节中,都需要严格控制工艺参数,以确保产品质量和生产效率。
同时,还需要根据产品的具体要求进行工艺调整,以满足不同客户的需求。
希望本文对聚氨酯发泡工艺流程有所帮助。
聚氨酯发泡工艺简介聚氨酯硬泡生产工艺硬泡成型工艺聚氨酯硬泡的基本生产方法聚氨酯硬泡一般为室温发泡,成型工艺比较简单;按施工机械化程度可分为手工发泡和机械发泡;根据发泡时的压力, 可分为高压发泡和低压发泡;按成型方式可分为浇注发泡和喷涂发泡;浇注发泡按具体应用领域、制品形状又可分为块状发泡、模塑发泡、保温壳体浇注等;根据发泡体系可发为HCFC 发泡体系、戊烷发泡体系和水发泡体系等, 不同的发泡体系对设备的要求不一样;按是否连续化生产可分为间歇法和连续法;间歇法适合于小批量生产;连续法适合于大规模生产, 采用流水线生产方法, 效率高;按操作步骤中是否需预聚可分为一步法和预聚法或半预聚法; 1.手工发泡及机械发泡在不具备发泡机、模具数量少和泡沫制品的需要量不大时可采用手工浇注的方法成型;手工发泡劳动生产率低, 原料利用率低, 有不少原料粘附在容器壁上;成品率也较低;开发新配方,以及生产之前对原料体系进行例行检测和配方调试, 一般需先在实验室进行小试, 即进行手工发泡试验;在生产中, 这种方法只适用于小规模现场临时施工、生产少量不定型产品或制作一些泡沫塑料样品;手工发泡大致分几步: 1 确定配方, 计算制品的体积, 根据密度计算用料量,根据制品总用料量一般要求过量5%~15% ;2 清理模具、涂脱模剂、模具预热;3 称料, 搅拌混合, 浇注, 熟化, 脱模;手工浇注的混合步骤为:将各种原料精确称量后, 将多元醇及助剂预混合, 多元醇预混物及多异氰酸酯分别置于不同的容器中, 然后将这些原料混合均匀, 立即注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中去, 经化学反应并发泡后即得到泡沫塑料;在我国,一些中小型工厂中手工发泡仍占有重要的地位;手工浇注也是机械浇注的基础;但在批量大、模具多的情况下手工浇注是不合适的;批量生产、规模化施工, 一般采用发泡机机械化操作, 效率高; 2.一步法及预聚法目前,硬质聚氨酯泡沫塑料都是用一步法生产的,也就是各种原料进行混合后发泡成型;为了生产的方便, 目前不少厂家把聚醚多元醇或及其它多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂等原料预混在一起, 称之为“ 白料”, 使用时与粗MDI俗称“ 黑料” 以双组分形式混合发泡, 仍属于“ 一步法”, 因为在混合发泡之前没有发生化学反应;早期的聚氨酯硬泡采用预聚法生产;这是因为当时所用的多异氰酸酯原料为TDI-80;由于TDI 粘度小, 与多元醇的粘度不匹配; TDI 在高温下挥发性大;且与多元醇、水等反应放热量大, 若用一步法生产操作困难, 故当时多用预聚法;若把全部TDI 和多元醇反应, 制得的端异氰酸酯基预聚体粘度很高, 使用不便;硬泡生产中所指的预聚法实际上是“ 半预聚法”;即首先TDI与部分多元醇反应, 制成的预聚体中NCO 的质量分数一般为20%~ 25%;由于TDI大大过量, 预聚体的粘度较低;预聚体再和聚酯或聚醚多元醇、发泡剂、表面活性剂、催化剂等混合, 经过发泡反应而制得硬质泡沫塑料;预聚法优点是:发泡缓和, 泡沫中心温度低, 适合于模制品;缺点是:步骤复杂、物料流动性差, 对薄壁制品及形状复杂的制品不适用;自从聚合MDI 开发成功后, TDI 已基本上不再用作硬质泡沫塑料的原料, 一步法随之取代了预聚法;浇注成型工艺浇注发泡是聚氨酯硬泡常用的成型方法, 即就是将各种原料混合均匀后, 注入模具或制件的空腔内发泡成型;聚氨酯硬泡的浇注成型可采用手工发泡或机械发泡,机械发泡可采用间歇法及连续法发泡方式;机械浇注发泡的原理和手工发泡的相似,差别在于手工发泡是将各种原料依次称入容器中,搅拌混合;而机械浇注发泡则是由计量泵按配方比例连续将原料输入发泡机的混合室快速混合;硬泡浇注方式适用于生产块状硬泡、硬泡模塑制品, 在制件的空腔内填充泡沫, 以及其它的现场浇注泡沫;块状硬泡及模塑发泡块状硬质泡沫塑料指尺寸较大的硬泡块坯, 一般可用间隙式浇注或用连续发泡机生产;块状硬泡切割后制成一定形状的制品;模塑硬泡一般指在模具中直接浇注成型的硬泡制品;块状硬泡的生产方法和连续法块状软泡及箱式发泡软泡相似;原料中可加入一定量的固体粉状或糊状填料;块状硬泡在模具顶上常装有一定重量的浮动盖板;反应物料量按模具体积和所需泡沫塑料密度计算,另加3%~ 5%比较合适;这种情况下,泡沫上升受到浮动盖板限制, 结构更为均匀, 各向异性程度减小;也可用自由发泡生产块状硬泡,即在没有顶盖的箱体内发泡,泡沫密度由配方决定;小体积体积小于 m3, 厚度不大于10cm聚氨酯硬泡生产配方及工艺目前已经成熟, 国内普遍采用;大体积块状硬泡发泡工艺难度较大, 国内生产厂家少;在大体积聚氨酯硬泡生产中, 应注意防止泡沫内部产生的热量积聚而引起烧芯;一般需控制原料中的水分, 不用水发泡以减少热量的产生, 尽量采用物理发泡剂以吸收反应热, 降低发泡原料的料温;间隙式箱式发泡和模塑发泡,发泡过程大致是这样的:多元醇、发泡剂、催化剂等原料精确计量后置于一容器中预混合均匀, 加入异氰酸酯后立即充分混合均匀, 具有流动性的反应物料注入模具, 经化学反应并发泡成型;箱式块状发泡工艺的优点是投资少, 灵活性大;一个模具每小时一般可生产两块硬泡;缺点是原料损耗大, 劳动生产率低;模塑发泡是在有一定强度的密闭模具如密闭的箱体内发泡, 密度由配方用量和设定的模具体积来决定;一般用于生产一些小型硬泡制品, 如整皮硬泡、结构硬泡等;模塑发泡的模具要求能承受一定的模内压力;原料的过填充量根据要求的密度及整皮质量而定;大体积块状泡沫一般需用发泡机混合与浇注物料;高、低压发泡机均可;机械发泡, 发泡料的乳白时间远比搅拌式混合的短;因此,生产大块泡沫塑料,最好选用大输出量发泡机;连续法生产块状硬泡的过程与块状软泡的相似, 所用发泡机, 其原理和外观也与生产软泡的机器相似;如Planibloc平顶发泡装置也适用于生产块状硬泡;浇注成型中的注意事项浇注发泡成型的催化剂以胺类催化剂为主, 可采用延迟性胺类催化剂延长乳白时间, 满足对模具的填充要求, 这类催化剂可提高原料体系的流动性, 但不影响其固化性;异氰酸酯指数稍大于100, 如105;浇注发泡成型过程中, 原料温度与环境温度直接影响泡沫塑料制品的质量;环境温度以 20~ 30℃为宜, 原料温度可控制在20~ 30℃或稍高一些;温度过高或过低都不易得到高质量的制品;对船舶、车辆等大型制品现场浇注成型, 难以控制环境温度, 则可适当控制原料温度并调节催化剂用量; 对模具的要求是结构合理, 拆装方便, 重量轻, 耐一定压力, 并且内表面还要有较好的光洁度;同时还要根据模具的大小和不同的形状, 在合适的位置钻多个排气孔;制造模具的材质一般是铝合金, 有时也用钢模;模具温度的高低直接影响反应热移走的速度;模温低,发泡倍率小, 制品密度大, 表皮厚;模温高则相反;为制得高质量的泡沫塑料制品, 一般将模温控制在40~ 50℃范围;料温和模温较低时, 化学反应进行缓慢, 泡沫固化时间长;温度高, 则固化时间短;在注入模具内发泡时, 应在脱模前将模具与制品一起放在较高温度环境下熟化, 让化学反应进行完全;若过早脱模, 则熟化不充分, 泡沫会变形;原料品种与制件形状尺寸不同,所需的熟化时间和温度也不同;一般模塑泡沫在模具中需固化10min 后才能脱模;由于混合时间短, 混合效率是需重视的因素;手工浇注发泡, 搅拌器应有足够的功率和转速;混合得均匀, 泡沫孔细而均匀, 质量好;混合不好, 泡孔粗而不均匀, 甚至在局部范围内出现化学组成不符合配方要求的现象, 大大影响制品质量;聚氨酯硬泡喷涂成型聚氨酯硬泡喷涂发泡成型即是将双组分组合料迅速混合后直接喷射到物件表面而发泡成型;喷涂是聚氨酯硬泡是一种重要的施工方法, 可用于冷库、粮库、住宅及厂房屋顶、墙体、贮罐等领域的保温层施工, 应用已逐渐普及;喷涂发泡成型的优点是:不需要模具;无论是在水平面还是垂直面、顶面, 无论是在形状简单的物体表面或者还是复杂的表面, 都可通过喷涂方法形成硬质聚氨酯泡沫塑料保温层;劳动生产率高;喷涂发泡所得的硬质聚氨酯泡沫塑料无接缝, 绝热效果好, 兼具一定的防水功能;低压及高压喷涂一般按喷涂设备压力分为低压喷涂和高压喷涂,高压喷涂发泡按提供压力的介质种类又分为气压型和液压型高压喷涂工艺;低压喷涂发泡是靠柱塞泵将聚氨酯泡沫组合料“ 白料” 即组合聚醚、“ 黑料” 即聚合 MDI这两种原料从原料桶内抽出并输送到喷枪枪嘴, 然后靠压缩空气将黑白两种原料从喷枪嘴中吹出的同时使之混合发泡;低压喷涂发泡的缺点是:原材料损耗大, 污染环境;黑白两种原料容易互串而造成枪嘴、管道堵塞, 每次停机都要手工清洗枪嘴;另外压缩空气压力不稳定, 混合效果时好时坏, 影响发泡质量, 喷涂表面不光滑;但低压喷涂发泡设备价格较高压机低;低压喷涂发泡施工是一般先开空气压缩机, 调节空气压力和流量到所需值, 然后开动计量泵开始喷涂施工, 枪口与被喷涂面距离300~ 500mm, 以流量1~ 2 kg/min、喷枪移动速度~ s/m 为宜;喷涂结束时先停泵, 再停压缩空气, 拆喷枪, 用溶剂清洗之;高压喷涂发泡, 物料在空间很小的混合室内高速撞击并剧烈旋转剪切, 混合非常充分;高速运动的物料在喷枪口形成细雾状液滴, 均匀地喷射到物件表面;高压型喷涂发泡设备与低压型喷涂发泡设备相比, 具有压力波动小、喷涂雾化效果好、属无气喷涂、原料浪费少、污染小、喷枪自清洁等一系列优点;目前国内高压喷涂设备主要来自美国Glas-Craft公司、 Graco 公司、Gusmer 等公司;进口的高压喷涂机有的带可控加热器, 可把黑白料加热最高达70℃;为了方便施工, 在主加热器与喷枪之间配备长管;为防止两个发泡料组分在流经长管道时冷却降温, 长管外面包有保温层, 内有温度补偿加热器, 以保证黑料、白料达到设定的温度;选择合适的喷涂发泡设备, 是控制硬质聚氨酯喷涂泡沫平整度及泡沫质量的关键之一;高压喷涂发泡效果明显优于低压喷涂发泡;喷涂发泡工艺对原料的要求①毒性小, 喷涂发泡时, 原料喷散成很细的液滴, 为减少对环境的污染和操作人员的健康, 除发泡剂外, 其它原料中的低沸点成分应严加控制, 臭味大的叔胺催化剂尽量少用;特别是聚合MDI 中, 易挥发低相对分子质量的异氰酸酯含量要控制在很低范围内; ②粘度小, 有利于在极短时间内混合均匀; ③催化剂活性要大, 因为喷涂发泡工艺要求反应速度较快, 泡沫应很快固化, 不流淌;一般选用三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡等催化剂;具有催化作用的叔胺类多元醇, 如由乙二胺与环氧丙烷反应制得的俗称“ 胺醚” 的多元醇, 常常用于喷涂发泡;组合料的固化速度应调节在适当的范围, 如乳白时间3~ 5s, 不粘时间10~ 20 s;这样, 能保证反应液混合后立即在喷射面固化, 形成泡沫塑料;这一点, 对由下往上的顶部喷涂特别重要;关于喷涂发泡的环境条件, 有几点应注意; 1 喷涂发泡环境温度与待喷物体的表面温度较合适的温度范围是15~ 35℃;有的施工单位把5~ 8℃作为最低温度界限;温度过低, 泡沫塑料容易从物体表面脱落, 而且泡沫塑料的密度明显增大;温度在15~25℃范围内, 泡沫塑料的密度没有明显变化;温度为5℃时, 密度明显升高;环境温度过高, 发泡剂损耗太大; 2 异氰酸酯很容易和水反应生成含脲键结构;这种结构含量增高, 则泡沫塑料较脆;待喷涂物体表面若有露水或霜, 应予以去除, 否则, 泡沫塑料的脆性增大, 且影响与物体表面的粘接性; 3 在室外进行喷涂发泡作业, 当风速超过5 m/s 时, 因反应产生的热量被风吹失,热量不易积累, 妨碍泡沫塑料进一步快速发泡反应, 不易得到优质泡沫塑料;另外, 风速过大, 原料损耗也大;为防止喷涂物料细滴的飞散, 减少对环境的污染, 必要时, 可用防风帷幕; 4 待喷物体表面要无锈、无粉尘、无油污和无潮气;必要时, 应预先进行清洗和干燥, 达到上述要求; 5 应注意安全卫生问题, 加强劳动保护;要戴防护镜, 避免在施工时吸入有害化学原料;喷涂泡沫塑料是一层层堆积起来的,一次喷涂的厚度要适宜;一次喷涂厚度一般为10~ 30mm, 最好为15~ 20mm;具体厚度取决于泡沫塑料原料体系、温度、被喷基材的热导率等因素;一次喷涂厚度太薄, 泡沫塑料的密度增大;一次喷涂厚度过大, 反应放热难以发散,容易产生烧芯变形等现象;喷涂发泡施工注意事项环境温度和待喷涂表面的温度应在10℃以上;温度过低, 泡沫塑料与物体表面的粘接性差, 易脱离, 而且泡沫密度明显加大;环境温度最好在15~ 35℃之间;温度太高, 则发泡剂损耗大;一次喷涂的厚度要适宜, 单层喷涂的厚度约15 mm 为宜;厚度太薄, 泡沫密度增大,太厚则不易控制喷涂表面的平整度;待喷涂物体表面不能有油、灰尘等;若表面有露水或霜, 应予以除去, 否则将影响泡沫与物体表面的粘接性, 影响泡沫性能;在室外喷涂时, 当风速超过5m/s 时, 物料和热量损失大, 不易得到满意的泡沫层, 并且污染环境;必要时可使用防风帷幕;聚氨酯保温层喷涂施工结束后必须严格保护, 以免破坏隔热效果或造成其它问题;隔汽层及聚氨酯硬泡表面均需采取保护性措施;地坪喷涂完毕后必须作好防水层及其上面的水泥砂浆保护层;墙面泡沫喷涂完毕后也必须采取其面层保护措施, 以防碰坏;国内贸易工程设计研究院是我国开展冷库喷涂施工的单位之一,该院对喷涂硬泡的施工提出了一个规程, 其中对喷涂硬泡提出六项主要技术指标如下: 1 密度墙、顶喷涂泡沫密度> 37 kg/m3, 地面> 45 kg/m3; 2 压缩强度形变10%时的压缩应力用于墙面、顶面为≥ 147kPa, 一般地坪≥ 245 kPa, 行走叉车的地坪≥ 294 kPa; 3 导热系数墙、顶泡沫≤ m· K, 地坪≤ m· K; 4 尺寸稳定性不大于2%; 5 吸水率按照GB8810 规定≤ 4 %; 6 阻燃性能按照GB2406- 80 规定样块尺寸150mm× × , 氧指数≥ 26, 按照GB8333- 87 规定离火自熄时间必须达到“ 0 ” 级标准; 块状聚氨酯硬泡生产及加工技术块状聚氨酯硬泡的生产块状硬质泡沫塑料是指尺寸较大的泡沫块, 截面积大多接近矩形, 用于切割制作一定形状的制品;所以, 块状硬泡是一种坯料;生产方法分为间歇与连续两种类型;硬质块状泡沫的制造必须符合下列要求:泡沫块体尺寸要大;泡沫断面应为正方形或矩形, 以尽量减少切割损失量;模具的数量要少, 这就要求熟化时间要短;块状泡沫各部位的密度变化应尽可能地小;间歇法生产块状硬泡过程大致是这样的:多元醇、发泡剂、催化剂等原料精确计量后置于一容器中预混和均匀, 最后加入异氰酸酯立即充分混合;反应物料在达到乳白时间前注入模具, 经化学反应并发泡后得到硬质泡沫塑料;在实验室, 少量的低活性混合物可以用简单的可分散搅拌器手工混合;但当物料多于500g 时, 最好用机械搅拌器混合;从设备供应商那里可以得到许多设计合理的螺旋或涡轮式搅拌器;它的选择取决于发泡反应混合物的多少和粘度;在间歇法生产块状泡沫中一般使用搅拌式混合;物料必须搅拌均匀才能注入模具, 模具顶上常装有浮动盖板;浮动盖板的重量要合适, 刚好能限制泡沫向上顶起就足够了;该工艺仅须人工投资,特别适用在配方经常改动或原料粘度比较大或原料体系需要加入填料的情况下的批量生产操作, 原料中允许加入一定量的固体粉料或糊状物;这种简单块料工艺能提供每小时每模大约两块泡沫;而每块泡沫必须在泡沫上升终了以后至少需留在模具中10~ 15min, 以防止泡沫的强度不足而损坏;并且若过早脱模, 泡沫会变形;通常还要保证3%~5℅ 过填充量;与自由发泡相比, 这通常足以得到平顶的块料和更加均一的、各向异性不明显的泡沫;该法优点是投资少, 灵活性大;缺点是原料损耗大, 留在混合容器内的原料无法回收;劳动生产率低, 劳动力费用高;手工操作化学原料, 有一定潜在不安全因素;图5-1 表示其生产过程; 1带铰链的模具, 内涂蜡脱模剂或衬以聚乙烯薄膜; 2浇入泡沫原料; 3泡沫正在浮动盖板下上升; 4泡沫充满模具, 浮动盖板在上, 泡沫呈矩形图 5-1 间歇法浮动盖板式块状硬泡制法要克服上述缺点得用发泡机混合与浇注物料;高、低压发泡机均可;反应物料要充分混合, 同样在达到乳白时间前浇入模具中;经过大约十分钟根据反应装置而定固化后打开模具, 取出泡沫块;通常, 块状泡沫熟化一周后再进行切割;机械发泡, 反应物料乳白时间远比批量搅拌式混合为短;因此, 生产大块泡沫塑料, 若采用高反应性原料体系, 应选用大输出量发泡机;例如, 若要生产密度为30kg/m3 硬质泡沫塑料, 模具尺寸为2m× 1m× 1m,需约66 kg 泡沫原料;若这些原料要在20s 内注入模具, 发泡机浇注量必须达到200kg/min;由此可见, 要求的输出量是很可观的;较小输出量的发泡机同样能生产块状泡沫塑料, 如图5-2 所示, 可用一移动分配管将反应液注入模具;模具略倾斜;如用这种改进方法生产截面积为1m× , 长达数米的泡沫塑料, 机器输出量约50 kg/min 即可;此方法适用于聚氨酯及聚异氰脲酸酯硬泡, 后者发泡过程乳白时间较短;泡沫塑料密度在30~ 200 kg/m3范围可调节; 1—发泡机; 2—多元醇贮罐; 3—异氰酸酯贮罐;4—计量泵; 5—混合头图 5-2 块状硬质泡沫塑料生产工艺连续法生产块状硬泡是最经济的加工方式;这种方法类似于软质块状泡沫的生产, 所用发泡机, 其原理和外观也与生产软泡的机器相似;原料经计量、混合均匀后连续注入由纸或聚乙烯膜围成的料槽内发泡;料槽安放在运输带上并不断向前移动;大部分连续生产硬泡块料设备的运输系统, 侧壁在垂直方向上可向上移动;侧壁运输带与水平方向移动的运输带同步协调地驱动;有的设备侧壁是固定的, 但其面层紧紧按在垂直辊轮上, 以减少泡沫上升的阻力;顶端受顶部运输带限制, 泡沫只能上升到设备调节的高度, 以形成平顶泡沫;一种改进型被称作planibloc平顶发泡装置如图5-3 也适用于块状硬泡;要生产高质量块状硬泡,原料体系乳白时间宜短,上升时间应可调节,不粘时间也宜短;乳白时间与不粘时间短的原料体系, 有利点在于:生产的硬泡, 泡孔细而均匀, 性能较好;发泡设备的运输带长度短;固化快的泡沫塑料, 可较早地切割成一定长度; 1—混合头; 2—顶部纸; 3—压板; 4—泡沫; 5—运输带图 5-3 planibloc 块状泡沫塑料生产装置块状聚氨酯硬泡的加工技术连续加工适用于大批量生产建筑用板材,而间歇加工方式则用于小批量生产各种尺寸以及复杂结构的板材;可以使用下列制造方法; 1.切割法通过锯或削——木材加工所用方法在这里也适用——从块状泡沫上切取所需尺码的泡沫块, 然后包覆所需的表面层, 如木板、塑料板、粒子板、玻璃纤维增强塑料板;以聚氨酯、不饱和聚酯、环氧树酯、聚醋酸乙烯酯、氯丁橡胶等为基的粘合剂为宜, 根据所用粘合剂的类型, 固化时需适当加压或加热;在确认所选用溶剂不会损害泡沫体和层压材料之后, 可以使用含溶剂的粘合剂;由玻璃纤维增强塑料组成的表面层, 也可以层压到泡沫层上;凡适用于玻璃纤维增强塑料的其它工艺方法, 如人工贴合、喷涂和真空成型法, 在此都适用;但务必注意用快速固化来限制苯乙烯对泡沫的影响;该法的优点是:泡沫的生产很简单;层压材料的设计及其几何形状易于改变, 可以经济地制作较小的零件;该法的缺点是:切割块料时有废料;由于要粘合, 增加了附加工序; 2.泡沫填充法将反应混合物倒入要填充的空腔里, 在其反应要固化时, 泡沫体便粘到表面层上;在有些应用中, 必须采用特殊的施工步骤, 才能确保泡沫对表面层的良好粘着, 金属片材必须涂敷能增加粘着强度和抗腐蚀的底层材料;如果面对泡沫的那一侧有玻璃纤维露出表面, 则人工压制的玻璃纤维增强塑料就可得到特别好的粘着性能;机械生产的玻璃纤维增强塑料则必须打毛或涂粘合剂;粒子板、石膏板和石棉水泥板, 只要干燥表面无尘, 就能和泡沫粘牢;有两种现场发泡制造板材的方法——分层浇注料法和注射法;用分层浇注料发泡法时, 将反应混合物浇注到立式模具开口端的各个表面层之间;混合物的用量必须称量, 以使每层的厚度不超过20~ 25cm;如果每层的厚度大于这个数值, 则泡沫的强度和尺寸稳定性就会受到不利的影响;注料的时间间隔至少应有2min, 以使底层有机会固化;需注意, 第一层的厚度稍有不均匀就会影响下一层的表面平整性;这个方法的优点是产生的泡沫压力很小, 因此不需要昂贵的模具;由于反应混合物是分几次浇注到模具内的, 因而可以使用小而经济的发泡机;也可以制得比较低的泡沫密度大约38 kg/m3 ;其不足之处是相邻两层之间生成的表皮层会引起泡沫密度不均;由于需要等待前一层基本固化才能浇注下一层, 因此加工速度较慢;当采用注射法时,表面层和棱层都放入模具内, 对反应混合物必须进行精确计量以保证充满模腔;还。
聚氨酯泡沫材料 一、概况 聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。凡是在高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-基团的高分子化合物统称为聚氨基甲酸酯。一般聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯(通常为甲苯二异氰酸酯,简称TDI)与多元醇化合物(聚醚多元醇或聚酯多元醇)相互作用而得。由于聚氨酯的结构不同,性能也不一样。利用这种性质,聚氨酯类聚合物可以分别制成塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。近二十年来,聚氨酯在这几个方面的应用都发展很快,特别是聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料发展更加迅速。 泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一,它的主要特征是具有多孔性,因而相对密度较小,质轻,隔热隔音,比强度高,减振等优异特性。根据所用原料不同和配方的变化,可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料几种。
图1 聚氨酯泡沫合成主要原料 聚氨酯泡沫形成的化学机理
多元醇与多异氰酸酯生成聚氨酯的反应,是所有聚氨酯泡沫塑料制备中都存在的反应。发泡过程中的“凝胶反应”一般即指氨基甲酸酯的形成反应。因为泡沫原料采用多官能度原料,得到的是交联网络,这使得发泡体系能够迅速凝胶。基团反应如下: —NCO+—OH→—NHCOO— 在有水存在的发泡体系中,例如聚氨酯软泡发泡体系、水发泡聚氨酯硬泡体系,多异氰酸酯与水的反应不仅生成脲的交联(凝胶反应),而且是重要的产气发泡反应。所谓“发泡反应”,一般是指有水参加的反应。 —NCO+H2O+OCN—→—NHCONH—+CO2↑ 上述几个反应产生大量的热,这些热量可促使反应体系温度迅速增加,是发泡反应在短时间内完成。并且,反应热为物理发泡剂(辅助发泡剂)的气化发泡提供了能量 二、软质聚氨酯泡沫塑料 软质聚氨酯泡沫塑料(简称聚氨酯软泡)是指具有一定弹性的一类柔软性聚氨酯泡沫塑料,它是用量最大的一种聚氨酯产品。聚氨酯软泡的泡孔结构多为开孔的。一般具有密度低、抗氧化老化、耐油耐溶剂、弹性回复好、吸音、透气、保温性能,主要用作家具垫材、交通工具座椅垫材、各种软性衬垫层压复合材料,工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热保温材料
发泡原理及工艺 预聚体法发泡工艺原理 预聚体法发泡工艺通常应用于聚醚型泡沫塑料。而聚酯型泡沫塑料因聚酯本身粘度较大,生成预聚体后粘度更大,在发泡时不易操作,一般都不用此法。 预聚体法发泡工艺既是将聚醚多元醇和而异氰酸酯先制成预聚体,然后在预聚体中加入水、催化剂、表面活性剂和其他添加剂,载高速搅拌下混合进行发泡。固化后在一定温度下熟化即软质泡沫塑料。其流程示意图如下
聚醚多元醇 二异氰酸酯 水
预聚体 图2 预聚体发泡流程示意图 预聚体工业制法及其发泡工艺 实例:在带有搅拌的干燥反应釜中加入聚酯,然后在室温下,在搅拌的同时加入异氰酸酯,由于异氰酸酯和聚酯的反应放热,因此必须根据釜的批量大小来控制异氰酸酯的加入速度,是反应温度不超过90℃,加完后继续在90℃温度下,保持反应1h左右,冷却后装入干燥容器中即为成品。在生产过程中最好能始终通入氮气,以排除系统中的水分。 发泡工艺:实验室小量发泡一般采用手工发泡,即将预聚体、水、催化剂、表面活性剂及添加剂等一次加入,在高速搅拌2~3s后倾入模具内进行发泡。 半预聚体发泡工艺。
图3 半预聚体发泡工艺流程图 聚醚多元醇 二异氰酸酯
叔胺及其他催化剂
预聚体
表面活性剂 发泡 催化剂
添加剂
泡沫制品 表面活性剂
聚醚多元醇 水 半预聚体法发泡工艺目前在一般软质泡沫塑料中采用较少,大部分用于制造半硬质制品。目的是为了较好的调节物料粘度和泡沫凝胶强度。 一步发泡工艺 一步发泡工艺是目前普遍采用的制造工艺,主要是将聚醚(或聚酯)多元醇、二异氰酸酯、水、催化剂、泡沫稳定剂及其他添加剂等原料一步加入,在高速搅拌下混合后进行发泡。由于使用了有机锡等催化剂,反应速度较快,放热时温度较高,不需要在发泡后在进行加热熟化,并采用了有机硅泡沫稳定剂,因而在聚醚等物料粘度较低的情况下也能得到泡孔较为均匀的泡沫制品。加上不需要预聚体的反应装置,因而具有工艺简单、设备投资少、易于操作管理等优点。由于物料粘度较小,对制造低密度和模塑成型制品尤为有利,因而目前绝大部分生产已采用一步法发泡工艺。其流程图如下
图4 一步发泡工艺示意图 箱式发泡工艺 小规模生产块状软泡通常采用箱式发泡工艺,这是一种间歇式生产工艺,这
表面活性剂
聚醚(或聚酯)多元醇 多异氰酸酯
水 催化剂
外发泡剂及其他添加剂
混合 发
泡
泡沫制品 种发泡方法适用于实验室手工发泡。 反应物料混匀后立即倒入一只木制或铁皮制成的箱子一样的敞口模具中发泡成型,故得名“箱式发泡”。箱式发泡的主要设备包括:①电控机械搅拌器,混合料筒;②模具(箱);③称量工具,如天平、台秤、量杯、玻璃注射器等计量工具;④用于控制搅拌时间的秒表。生产时,需在箱内壁涂用少量脱模剂,使泡沫容易脱出。
软质聚氨酯泡沫塑料的其他品种 高回弹软质泡沫塑料 高回弹软质泡沫塑料,又称“HR”泡沫(high resiliency foam)。由于这类泡沫制品可以冷熟化,加工工艺简单,物性优良,因而引起各工业部门的重视,应用也日益广泛,它和常规热熟化泡沫塑料相比有诸多优点。 (1) 优良的机械性能 高回弹泡沫制品和一般制品相比,具有较高的弹性;低的滞后损失;较高的压缩复合比值;类似乳胶表面的手感和良好的透气性。 (2) 消耗能量低 高回弹泡沫由于可以冷熟化,因而在生产中耗能低。 (3) 具有较好的耐燃性 高回弹泡沫塑料由于其特有的内在分子结构,因而比一般泡沫塑料有较低的可燃性,不含或含少量阻燃剂的制品即可达到自息级标准。 阻燃性软质泡沫 普通聚氨酯泡沫塑料都为可燃性聚合物。特别是软质泡沫塑料,开孔率较高,密度较小,对空气接触面积大,因而较其他非泡沫聚氨酯更易燃烧,这给工业及生活使用带来了一定的局限性。 一般将阻燃性软质泡沫分为两种:一种是添加型,即在泡沫制品中加入阻燃性物质,如各种含磷,氯、溴、硼等化合物,特别是几种阻燃物质的混合物,更可产生协同效应,从而提高制品的阻燃性能;另一种是结构型,它在聚醚(或聚酯)多元醇或多异氰酸酯中引入磷、氯、溴、硼、氮等元素来达到阻燃目的。 半硬质泡沫 半硬质泡沫塑料是聚氨酯塑料的一大品种。该制品的特点是具有较高的压陷硬度和较高的密度。它的交联密度远高于软质泡沫塑料而仅次于硬质制品 超柔软泡沫塑料 超柔软聚氨酯泡沫塑料的特点是密度小压缩强度低,一般都用于床垫、低负荷垫子和枕头芯等方面 高密度泡沫橡胶 高密度泡沫橡胶,又称微孔软质聚氨酯泡沫塑料,其通常密度为240-960kg/m3,根据需要可制成开孔或闭孔型等各种产品。它与其他微孔橡胶相比,其特点是具有优异的物理性能,如较高的拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能,它的避震性能也较好,承载负荷性能也优于一般通用橡胶。 亲水性软质泡沫塑料 亲水性聚氨酯软质泡沫塑料大部分应用于制造海绵、地毯或织物衬里、耐火绝缘层等,最近在农艺、花卉种植方面用于人工土壤,它对水有较大的亲和力和较大的吸水率。
三、硬质聚氨酯泡沫 硬质聚氨酯泡米塑料是指在一定负荷作用下不发生明显形变。当负荷过大发生形变后不能恢复到初始状态的泡沫塑料。它是一种性能优良的绝热材料和结构材料。其主要特点是:质量轻、比强度高、热导率小、性能好,应用范围广、绝缘效果好、重量轻、比强度大耐化学腐蚀和隔音效果好。在聚氨酯各类产品中,产量仅次于软质泡沫塑料。 主要合成原料 硬质聚氨酯泡沫塑料的主要原料中异氰酸酯常用多苯基多次甲基多异氰酸酯(MDI)。 发泡方法 生产硬质聚氨酯泡沫塑料有三种方法:预聚法、半预聚法和一步法。 (1)预聚法是把全部的聚醚多元醇(或聚酯多元醇)和异氰酸酯反应,生成预聚体;在催化剂的作用下,预聚体与水反应生成泡沫塑料。泡沫塑料的密度取决于游离异氰酸酯基(NCO)的含量和水的用量。 (2)半预聚体法制备预聚体,首先把过量的多异氰酸酯和配方中的部分多元醇反应,所得预聚体的游离NCO含量范围在20%-35%之间。发泡时,把预聚体和剩余的聚醚多元醇(或聚酯多元醇)、发泡剂、稳定剂、催化剂等混合,反应而得到泡沫塑料。 (3)一步法发泡是指聚醚或聚酯多元醇、异氰酸酯、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂等原料经过计量全部混合在一起,发生化学反应后生成硬质泡沫塑料的方法。大部分的一步法是在室温下进行的,所以,用于一步法反应的各种原料在室温下最好是液体,并要求各原料相互间的混溶性好。
成型工艺 手工发泡 硬质聚氨酯泡沫塑料最简便的成型方法是手工发泡(浇注发泡)。把各种原料精确称量后,置于一容器中,然后立即把这些原料混合均匀,注入到模具或需要填充泡沫塑料的空腔中去,立即发行化学反应并发泡后得到泡沫塑料。手工发泡的原材料利用率低,一般约有5%-10%的原料粘附在容器壁上。手工发泡只适用于现场临时施工或生产少量不定型的制品或制作泡沫塑料试样。 喷涂发泡 喷涂发泡成型是指把硬质聚氨酯泡沫的原料直接喷射到无间的表面,并在表面上发泡的成型方法,喷涂发泡主要应用于硬质泡沫塑料。 反应注射模塑(RIM) 就是把多种反应性较高的液体原料,通过混合头,注射到密闭饿模具中成型的方法。RIM过程对原料要求是反应活性大,黏度小 硬质聚氨酯泡沫的应用 (1)食品等行业冷冻冷藏设备:如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等,聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备的最理想的绝热材料。
(2)工业设备保温:如储罐、管道等。 (3)建筑材料:在欧美发达国家,建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量的一半左右,是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上;在中国,硬泡在建筑业的应用还不像西方发达国家那样普遍,所以发展的潜力非常大。
(4)交通运输业:如汽车顶篷、内饰件等。