淺談軟質聚氨酯泡沫塑料溢流槽法生產工藝

2019-08-19 16:20:42 76
本文轉載自網絡,如有侵權,請聯絡刪除:  聚氨酯工業淺談軟質聚氨酯泡塑料溢流槽法消費工藝鄒軍(山西省陽泉市泡沫塑料有限公司045000)參數停止了討論,并抵消費工藝實際應用時常見的-些問題提出理處置的辦法。

  軟質聚氨酯泡沫塑料質輕、柔軟、彈性好,具有隔熱、隔音和防震作甩寬泛應用于服裝鞋帽、墊材、家具和汽車工業等領域。軟質聚氨酯泡沫塑料的消費方式有多種,溢流槽水平間斷法消費工藝是目前世界上普遍采納的消費方式之一。陽泉市泡沫塑料有限公司于1992年對60年代引進的英國Wiking公司消費的軟泡消費設備停止了大幅度的技術改造,將原來普通間斷發泡改成溢流槽法平頂式間斷發泡,經數年的實際消費運行標明,溢流槽法消費工藝具有產量大、廢品率高、產品性能優異、設備操作方便、故障率低等許多長處。

  下文聯合溢流槽法消費工藝、設備的根本工作原理和消費應用中的領會,討論該消費工藝中的一些關鍵控制因素和實際消費工作中常遇到的一些問題及處置辦法。

  1原料和典型配方14原料的選擇聚醚多元醇是消費軟質聚氨酯泡沫塑料(簡稱軟泡)的主要原料之一。在溢流槽法消費工藝中,除消費特殊軟泡種類外,一般采納相對分子質量為3000的聚氧化丙烯三醇如:進口牌號5613多元醇、錦化產的牌號3031K多元醇等。

  異氰酸酯是消費軟泡的另一主要原料。在塊狀軟泡消費中一般使用TDI-80.異氰酸酯指數一定要適宜,過高或過低將直接影響軟泡產品性能和消費工藝的牢靠性。異氰酸酯指數一般應在實驗室小試的根底上確定,上機消費后再停止適當調整。

  發泡劑的選擇:在正常狀況以水為主,但是當生量所形成泡沫燒芯、自燃等現象,可采納水與外發泡劑如二氯甲烷(MC)配合使用。

  穩定劑的選擇:泡沫穩定劑具有降低泡沫體系的外表張力,控制并穩定泡沫孔型的作用。陽泉泡沫塑料有限公司以采納進口的軟泡用有機硅穩定劑(俗稱“硅油”)為主。

  催化劑的選擇:該消費工藝主要以三亞乙基二胺(A33)等叔胺與辛酸亞錫配合使用。可依據設備等詳細條件調整好胺類催化劑和辛酸亞錫之間的配比和用量,確保發泡過程中發泡反饋和凝膠反饋之間的均衡。

  14典型配方表1是幾種常用的軟泡典型配方。

  表1不同密度常用的軟泡典型配方組分聚醚多元醇水有機硅穩定劑胺催化劑A33辛酸亞錫二氯甲烷TDI指數2設備和設備工作原理溢流槽法消費工藝的關鍵設備示用意見,該圖顯示的是混合物料進入溢流槽后發泡過程的設備縱向剖面圖。

  采納七組分水平溢流式間斷發泡機,最大流量為300kg/min其消費工藝流程為:原料和助劑在貯產低密度軟泡種類呶為免高水量產生的高熱趾罐中嬉調到適當的溫用各自的倪送泵按照配方所要求的用量,經過流量計檢測后,進入到消費/回流切換閥。開機消費時,電氣控制設備將各組分調整到事先調好的流量,同時將全副切換閥切換在消費狀態,這時各組分的物料將自動進入高速攪拌的混合頭中,經過充分混合后由進料管輸送到溢流槽。從溢流槽中溢出的乳化狀的泡沫液將隨著載料底紙進入到自動提升和發泡狀態。此時泡沫物料位于泡沫最終成型高度的70%處,即泡沫在向前運動的同時只要30%的回升空間。泡沫膨脹由于重力,在向下傾斜的降落板(傾瀉板)上發泡。在這個過程中,由于泡沫是向下發泡,減少了側擋板對泡沫回升的阻力,從而在泡沫進入水平輸送帶時將得到橫截面為矩形的平頂泡沫。最終經烘道熟化和切斷裝置的切斷,形成規整的塊狀泡沫。

  3溢流槽法消費工藝中控制參數的討論3.1工藝因素3.1.1助劑的調整在間斷發泡消費中,當消費的泡沫種類確定后,首先應在實驗室中對相應的典型配方停止調試。調整過程中,聚醚多元醇、異氰酸酯、發泡劑用量相對不變,主要調整泡沫穩定劑、胺催化劑和辛酸亞錫等助劑的用量。當實驗室小試產品合乎消費的要求時,才干將此配方應用于大機消費中。助劑的用量對泡沫的外觀及性能有很大的影響,用量過多或過少都會影響發泡(見表2)。

  表2配方中助劑用量不當對軟泡形態的影響助劑用量不當狀況泡沫成型狀態有機錫或泡沫穩定劑過量死泡、回彈力缺乏有機錫或泡沫穩定劑用量偏低泡體回陷太多胺催化劑用量偏高泡沫開裂胺催化劑用量偏低底部有空洞現象泡沫穩定劑用量偏高或過量泡沫開裂并有死泡現象或孔型粗大及塌泡3.1.2各組分的溫度和壓力正常狀況下,聚醚多元醇和異氰酸酯的料溫控制在18~28°C范圍內。若各組分物料的溫渡過高,則在泡沫發泡成型過程中發泡反饋容易較凝膠反饋先期完成。而且發泡反饋中產生的CO2也將過早逸出,從而影響軟泡的形成,直接招致產品的性能和質量的變遷;若各組分物料的溫渡過低,也將產生不良影響,特別是當異氰酸酯的溫度低于14°C時,異氰酸酯TDI-80中將可能產生結晶。因此,在實際消費時各組分物料的溫度控制一定要適當,盡可能堅持一致,這樣有利于消費工藝的控制。

  為了保障消費的泡沫塑料有良好的泡孔構造,消費時混合頭中始終堅持0.15MPa左右的壓力,以確保各組物料混合成效。并且,各物料組分既要有足夠的物料進入混合頭,還要保障各物料組分在物料輸送過程中夾帶的空氣泡有一個減壓釋放過程,以減小空氣在泡沫料中形成的氣泡直徑。由于各物料組分粘度和在配方中的用量都不雷同,在消費不同的軟泡種類時,各組分的壓力有所不同。依據有關資料,聯合消費的實際狀況總結出了一些壓力控制參數。見表3.表3常見泡種類消費時各組分壓力(MPa)的控制值組分聚醚水叔胺有機錫硅油混合頭空氣3.1.3工夫、流量和傳遞帶速度確實定在消費過程中物料從混合頭流出的總流量和泡沫的起發工夫,以及傳遞帶速度是該消費工藝消費開機前必需提供的三項重要的參數。

  泡沫起發工夫可通過實驗室得到,實際消費時泡沫起發工夫要比實驗室里的起發工夫短10~20s.在實驗室發泡,密度為10~25kg/m3的泡沫起發(回升)工夫90 ~125s密度為26 3.2.3降落板的調理降落板是決定溢流槽法泡沫截面是否成矩形截面的關鍵設備。降落板有三板J(四板―板等多種趾堵塞可在開車前檢葚勰有泄漏或蝣查混,起發工夫為126170s.由于在消費時,泡的寬度、高度和密度根本確定,當傳遞帶速度確定后,從混合頭中流出混合物料)v為傳遞帶速度所以,傳遞帶速度可通過公式(2)估算出:板的投影長度(m);。為泡沫凝膠點距降落板末端的投影長度(m),當在傳遞帶上凝膠時取正值,當在降落板上凝膠時取負值;為泡沫起發工夫(min)。3.2設備因素3.2.1混合頭的選擇在軟泡間斷發泡消費中,混合頭是確保各種物料充分混合平均的重要部件。在溢流槽法消費工藝中,選擇混合頭應采納構造合理、攪拌成效好的高速攪拌,如多排針刺狀剪切式攪拌,攪拌速度不低于4000r/min;且保障物料在混合頭中的工夫不少于0.5s.混合頭的各部件之間的密封性一定要好。3.2.2溢流槽確實定溢流槽是溢流槽法消費工藝特有的發泡設備,它是一個側面為倒梯形的長型鐵槽。不同體積的溢流槽,槽寬一般固定不變,但側面積不同。溢流槽的作用一是平均地調配物料,二則是調理乳白期物料溢出溢流槽時的粘度。

  溢流槽體積的選擇要合理。若槽體積過小,物料出槽工夫太短,粘渡過低,消費時泡沫將產生潛流、鉆料和垂直開裂等現象;若槽體積過大,物料出槽時粘渡過高,則泡沫可能產生粘滯現象。溢流槽體積V可由公式(3)停止估算:(一般設定值為1kg/L)。構造,但根本作用雷同。陽泉市泡沫塑料有限公司采納四板構造,見。各板的高度能夠調理。

  第一塊板的作用主要是控制泡沫頂部弧度和高度,一般高度設定在泡沫總高度70%左右,過高將形成兩側高、中間低的凹頂泡沫,過低將形成泡沫頂部弧渡過高;第二塊板的作用是控制物料活動,當來自發泡槽邊緣的液料中心比兩邊活動更快時,升起1、2板的接點處明顯能夠減輕這種現象;第三塊板是2、4塊板之間的過渡板,主要起改善泡沫流型的作用;第四塊板,能夠放至與傳遞帶同一水平面,即有著增加或縮短降落板的長度、以適應不同泡沫回升工夫的作用。例如,在消費快速凝膠的泡沫時,由于泡沫回升工夫短,要想取得理想的泡沫塑料,可將第四塊板調為水平即縮短降落板的長度,防止因此而帶來的泡沫底裂等缺陷。

  因此,在消費中當配方不變時,能夠依據實際狀況,隨時通過調整降落板中不同的板塊,升高或降低、縮短或增長,最終取得良好形狀的泡沫塊體。

  4溢流槽法消費中幾個常見問題及處置辦法在軟泡的溢流槽法消費過程中,由于原料、設備、人員和環境變遷等起因,消費中產品不免會產生一些問題,下面列出該消費工藝中幾個最為常見的問題及處置辦法。

  4.1泡體頂部開裂現象在溢流法間斷發泡消費中,泡沫體頂部常會呈現兩邊指向溢流槽方向的月牙形開裂,重大時裂縫從頂部向混合頭方向不時延伸到泡沫體的中部(長約1~2m)頂部開裂起因是:泡沫固化反饋過慢,形成泡沫液料中間的活動速度比兩邊側紙速度要快。處置辦法如下:進步催化劑胺用量,增加粘度;減少第一塊降落板的傾斜角度;采納體積大一些的溢流槽;稍稍增加TDI指數,進步交聯度。

  4.2氣泡和縱向開裂在發泡過程中,有時泡沫體在位于發泡槽進料入口的地位有從下至上間斷氣泡,重大時呈現長度為40 ~100、深度為80~150mm的開裂現象或有沿傳遞帶方向的縱向開裂。產生的起因及處置辦法為:(1)注入空氣過量,可降低空氣注入量;(2)凝膠缺乏,可增加有機錫用量或增加TDI指數來處置;(3)混合頭、軟管和溢流槽等設備接縫處有泄漏或合頭壓力和攪拌速度是否正常;(4)輔助發泡劑溫度偏高。

  4.3側裂在間斷發泡消費時,泡沫體湊近側紙兩邊經常呈現一些開裂現象,常見的現象有以下幾種。

  4.3.1側面中上部開裂消費中常常呈現有泡沫體側面呈現垂直于空中的開裂,并且側面可見有搓起的卷狀物現象。產生該現象的起因是側紙速度低于傳遞帶的速度。可進步側紙速度來處置。

  有時在泡沫體側面上中部有指向混合頭方向的開裂,同時側紙上有少量的泡沫粘連。起因是反饋過快,使得溢流槽中泡沫液料粘渡過大。處置辦法有:降低配方中催化劑胺、錫用量;采納小體積的溢流槽,及時清理溢流槽兩側擋板上的粘滯物;換用低活性聚醚多元醇。

  4.3.2側面中下部開裂消費中,有時發現泡沫體湊近底紙5有指向混合頭方向的開裂和在湊近底紙側下方有泡沫搓起的硬疙瘩。產生的起因是底紙走偏或太窄形成降落板上物料沉積,可調整底紙走向和寬度。

  有時在泡沫的角部發作開裂,一般發作在兩側湊近底紙3~5cm處,以45~60°角度向上伸入泡沫體內,并沿傳遞帶水平方向開裂。產生的起因為:泡沫完全凝膠時在接近降落板的末端。處置辦法:減少催化劑胺用量;縮短降落板的長度;增加傳遞帶的速度。正常的泡沫凝膠點一般應在傳遞帶上至降落板的末端(靠傳遞帶端)0.5m范圍內。

  4.4閉孔現象若泡沫體頂部外表有著一些無孔小疙瘩,且泡沫斷面發亮,用口吹試時發現透氣性差,這闡明存在明顯的閉孔。產生閉孔的起因是泡沫合成反饋中凝膠反饋過快,能夠通過減少辛酸亞錫用量以及降低TDI指數來處置。

  5完畢語軟泡溢流槽法消費工藝流程簡略但在消費操作時,影響產品質量的因素較復雜,須要將工藝因素、設備因素及其它因素綜合思考。因此,操作技術人員一定要引起器重。文中某些觀點為筆者的一些總結和看法,如有不妥之處,望同行們予以指正。

  目前國內POP消費廠家缺乏10個,總消費才干缺乏2萬1/a其寬泛的用途和優異的性能決定了它良好的開展前景,市場需求增長速度遠遠超越聚醚多元醇。

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