聚 氨 酯硬泡成型
聚 氨酯硬泡的基本生產(chǎn)方法聚 氨酯硬泡一般為室溫發(fā)泡， 成型工藝比較簡單。按施工機械化程度可分為手工發(fā)泡和機械發(fā)泡。根據(jù)發(fā)泡時的壓力， 可分為高壓發(fā)泡和低壓發(fā)泡。按 成型方式可分為澆注發(fā)泡和噴涂發(fā)泡。澆注發(fā)泡按具體應(yīng)用領(lǐng)域、制品形狀又可分為塊狀發(fā)泡、模塑發(fā)泡、保溫殼體澆注等。根 據(jù)發(fā)泡體系可發(fā)為HCFC 發(fā)泡體系、戊烷發(fā)泡體系和水發(fā)泡體系等， 不同的發(fā)泡體系對設(shè)備的要求不一樣。按 是否連續(xù)化生產(chǎn)可分為間歇法和連續(xù)法。間歇法適合于小批量生產(chǎn)。連續(xù)法適合于大規(guī)模生產(chǎn)， 采用流水線生產(chǎn)方法， 效率高。按 操作步驟中是否需預(yù)聚可分為一步法和預(yù)聚法(或半預(yù)聚法)。 1． 手工發(fā)泡及機械發(fā)泡在 不具備發(fā)泡機、模具數(shù)量少和泡沫制品的需要量不大時可采用手工澆注的方法成型。手工發(fā)泡勞動生產(chǎn)率低， 原料利用率低， 有不少原料粘附在容器壁上。成品率也較低。開 發(fā)新配方， 以及生產(chǎn)之前對原料體系進行例行檢測和配方調(diào)試， 一般需先在實驗室進行小試， 即進行手工發(fā)泡試驗。在 生產(chǎn)中， 這種方法只適用于小規(guī)模現(xiàn)場臨時施工、生產(chǎn)少量不定型產(chǎn)品或制作一些泡沫塑料樣品。手工發(fā)泡大致分幾步： (1) 確定配方， 計算制品的體積， 根據(jù)密度計算用料量，根據(jù)制品總用料量一般要求過量5％ ～ 15％ 。(2) 清理模具、涂脫模劑、模具預(yù)熱。(3) 稱料， 攪拌混合， 澆注， 熟化， 脫模。手 工澆注的混合步驟為： 將各種原料精確稱量后， 將多元醇及助劑預(yù)混合， 多元醇預(yù)混物及多異氰酸酯分別置于不同的容器中， 然后將這些原料混合均勻， 立即注入模具或需要充填泡沫塑料的空間中去， 經(jīng)化學反應(yīng)并發(fā)泡后即得到泡沫塑料。在 我國，一些中小型工廠中手工發(fā)泡仍占有重要的地位。手工澆注也是機械澆注的基礎(chǔ)。但在批量大、模具多的情況下手工澆注是不合適的。批 量生產(chǎn)、規(guī)模化施工， 一般采用發(fā)泡機機械化操作， 效率高。 2． 一步法及預(yù)聚法目 前，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料都是用一步法生產(chǎn)的，也就是各種原料進行混合后發(fā)泡成型。為了生產(chǎn)的方便， 目前不少廠家把聚醚多元醇或(及)其它多元醇、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑等原料預(yù)混在一起， 稱之為“ 白料”， 使用時與粗MDI(俗稱“ 黑料” )以雙組分形式混合發(fā)泡， 仍屬于“ 一步法”， 因為在混合發(fā)泡之前沒有發(fā)生化學反應(yīng)。早 期 的聚氨酯硬泡采用預(yù)聚法生產(chǎn)。這是因為當時所用的多異氰酸酯原料為TDI-80。由于TDI 粘度小， 與多元醇的粘度不匹配； TDI 在高溫下?lián)]發(fā)性大； 且與多元醇、水等反應(yīng)放熱量大， 若用一步法生產(chǎn)操作困難， 故當時多用預(yù)聚法。若 把全部TDI 和多元醇反應(yīng)， 制得的端異氰酸酯基預(yù)聚體粘度很高， 使用不便。硬泡生產(chǎn)中所指的預(yù)聚法實際上是“ 半預(yù)聚法”。即首先TDI與部分多元醇反應(yīng)， 制成的預(yù)聚體中NCO 的質(zhì)量分數(shù)一般為20%～ 25%。由于TDI大大過量， 預(yù)聚體的粘度較低。預(yù)聚體再和聚酯或聚醚多元醇、發(fā)泡劑、表面活性劑、催化劑等混合， 經(jīng)過發(fā)泡反應(yīng)而制得硬質(zhì)泡沫塑料。預(yù)聚法優(yōu)點是： 發(fā)泡緩和， 泡沫中心溫度低， 適合于模制品； 缺點是： 步驟復(fù)雜、物料流動性差， 對薄壁制品及形狀復(fù)雜的制品不適用。自 從 聚合MDI 開發(fā)成功后， TDI 已基本上不再用作硬質(zhì)泡沫塑料的原料， 一步法隨之 取代了預(yù)聚法。澆 注成型工藝澆 注發(fā)泡是聚氨酯硬泡常用的成型方法， 即就是將各種原料混合均勻后， 注入模具或制件的空腔內(nèi)發(fā)泡成型。聚 氨酯硬泡的澆注成型可采用手工發(fā)泡或機械發(fā)泡，機械發(fā)泡可采用間歇法及連續(xù)法發(fā)泡方式。機 械澆注發(fā)泡的原理和手工發(fā)泡的相似，差別在于手工發(fā)泡是將各種原料依次稱入容器中， 攪拌混合； 而機械澆注發(fā)泡則是由計量泵按配方比例連續(xù)將原料輸入發(fā)泡機的混合室快速混合。硬 泡澆注方式適用于生產(chǎn)塊狀硬泡、硬泡模塑制品， 在制件的空腔內(nèi)填充泡沫， 以及其它的現(xiàn)場澆注泡沫。塊狀硬泡及模塑發(fā)泡塊 狀硬質(zhì)泡沫塑料指尺寸較大的硬泡塊坯， 一般可用間隙式澆注或用連續(xù)發(fā)泡機生產(chǎn)。塊狀硬泡切割后制成一定形狀的制品。模塑硬泡一般指在模具中直接澆注成型的硬泡制品。塊 狀硬泡的生產(chǎn)方法和連續(xù)法塊狀軟泡及箱式發(fā)泡軟泡相似。原 料中可加入一定量的固體粉狀或糊狀填料。塊 狀硬泡在模具頂上常裝有一定重量的浮動蓋板。反應(yīng)物料量按模具體積和所需泡沫塑料密度計算， 另加3％ ～ 5％ 比較合適。這種情況下， 泡沫上升受到浮動蓋板限制， 結(jié)構(gòu)更為均勻， 各向異性程度減小。也可用自由發(fā)泡生產(chǎn)塊狀硬泡， 即在沒有頂蓋的箱體內(nèi)發(fā)泡，泡沫密度由配方?jīng)Q定。小體積(體積小于0.5 m3， 厚度不大于10cm)聚氨酯硬泡生產(chǎn)配方及工藝目前已經(jīng)成熟， 國內(nèi)普遍采用。大體積塊狀硬泡發(fā)泡工藝難度較大， 國內(nèi)生產(chǎn)廠家少。在大體積聚氨酯硬泡生產(chǎn)中， 應(yīng)注意防止泡沫內(nèi)部產(chǎn)生的熱量積聚而引起燒芯。一般需控制原料中的水分， 不用水發(fā)泡以減少熱量的產(chǎn)生， 盡量采用物理發(fā)泡劑以吸收反應(yīng)熱， 降低發(fā)泡原料的料溫。間 隙式箱式發(fā)泡和模塑發(fā)泡， 發(fā)泡過程大致是這樣的： 多元醇、發(fā)泡劑、催化劑等原料精確計量后置于一容器中預(yù)混合均勻， 加入異氰酸酯后立即充分混合均勻， 具有流動性的反應(yīng)物料注入模具， 經(jīng)化學反應(yīng)并發(fā)泡成型。箱 式塊狀發(fā)泡工藝的優(yōu)點是投資少， 靈活性大。一個模具每小時一般可生產(chǎn)兩塊硬泡。缺點是原料損耗大， 勞動生產(chǎn)率低。模 塑發(fā)泡是在有一定強度的密閉模具(如密閉的箱體)內(nèi)發(fā)泡， 密度由配方用量和設(shè)定的模具體積來決定。一般用于生產(chǎn)一些小型硬泡制品， 如整皮硬泡、結(jié)構(gòu)硬泡等。模塑發(fā)泡的模具要求能承受一定的模內(nèi)壓力。原料的過填充量根據(jù)要求的密度及整皮質(zhì)量而定。大 體 積塊狀泡沫一般需用發(fā)泡機混合與澆注物料。高、低壓發(fā)泡機均可。機械發(fā)泡， 發(fā)泡料的乳白時間遠比攪拌式混合的短。因此，生產(chǎn)大塊泡沫塑料，最好選用大輸出量發(fā)泡機。連 續(xù)法生產(chǎn)塊狀硬泡的過程與塊狀軟泡的相似， 所用發(fā)泡機， 其原理和外觀也與生產(chǎn)軟泡的機器相似。如Planibloc平頂發(fā)泡裝置也適用于生產(chǎn)塊狀硬泡。澆注成型中的注意事項澆 注發(fā)泡成型的催化劑以胺類催化劑為主， 可采用延遲性胺類催化劑延長乳白時間， 滿足對模具的填充要求， 這類催化劑可提高原料體系的流動性， 但不影響其固化性。異氰酸酯指數(shù)稍大于100， 如105。澆 注發(fā)泡成型過程中， 原料溫度與環(huán)境溫度直接影響泡沫塑料制品的質(zhì)量。環(huán)境溫度以 20～ 30℃ 為宜， 原料溫度可控制在20～ 30℃ 或稍高一些。溫度過高或過低都不易得到高質(zhì)量的制品。對船舶、車輛等大型制品現(xiàn)場澆注成型， 難以控制環(huán)境溫度， 則可適當控制原料溫度并調(diào)節(jié)催化劑用量。 對模具的要求是結(jié)構(gòu)合理， 拆裝方便， 重量輕， 耐一定壓力， 并且內(nèi)表面還要有較好的光潔度。同時還要根據(jù)模具的大小和不同的形狀， 在合適的位置鉆多個排氣孔。制造模具的材質(zhì)一般是鋁合金， 有時也用鋼模。模具溫度的高低直接影響反應(yīng)熱移走的速度。模溫低，發(fā)泡倍率小， 制品密度大， 表皮厚； 模溫高則相反。為制得高質(zhì)量的泡沫塑料制品， 一般將模溫控制在40～ 50℃ 范圍。料溫和模溫較低時， 化學反應(yīng)進行緩慢， 泡沫固化時間長； 溫度高， 則固化時間短。在 注入模具內(nèi)發(fā)泡時， 應(yīng)在脫模前將模具與制品一起放在較高溫度環(huán)境下熟化， 讓化學反應(yīng)進行完全。若過早脫模， 則熟化不充分， 泡沫會變形。原料品種與制件形狀尺寸不同，所需的熟化時間和溫度也不同。一般模塑泡沫在模具中需固化10min 后才能脫模。由 于混合時間短， 混合效率是需重視的因素。手工澆注發(fā)泡， 攪拌器應(yīng)有足夠的功率和轉(zhuǎn)速。混合得均勻， 泡沫孔細而均勻， 質(zhì)量好； 混合不好， 泡孔粗而不均勻， 甚至在局部范圍內(nèi)出現(xiàn)化學組成不符合配方要求的現(xiàn)象， 大大影響制品質(zhì)量。聚氨酯硬泡噴涂成型聚 氨酯硬泡噴涂發(fā)泡成型即是將雙組分組合料迅速混合后直接噴射到物件表面而發(fā)泡成型。噴涂是聚氨酯硬泡是一種重要的施工方法， 可用于冷庫、糧庫、住宅及廠房屋頂、墻體、貯罐等領(lǐng)域的保溫層施工， 應(yīng)用已逐漸普及。噴 涂發(fā)泡成型的優(yōu)點是： 不需要模具； 無論是在水平面還是垂直面、頂面， 無論是在形狀簡單的物體表面或者還是復(fù)雜的表面， 都可通過噴涂方法形成硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料保溫層； 勞動生產(chǎn)率高； 噴涂發(fā)泡所得的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料無接縫， 絕熱效果好， 兼具一定的防水功能。低壓及高壓噴涂一 般按噴涂設(shè)備壓力分為低壓噴涂和高壓噴涂，高壓噴涂發(fā)泡按提供壓力的介質(zhì)種類又分為氣壓型和液壓型高壓噴涂工藝。低 壓噴涂發(fā)泡是靠柱塞泵將聚氨酯泡沫組合料“ 白料” (即組合聚醚)、“ 黑料” (即聚合 MDI)這兩種原料從原料桶內(nèi)抽出并輸送到噴槍槍嘴， 然后靠壓縮空氣將黑白兩種原料從噴槍嘴中吹出的同時使之混合發(fā)泡。低壓噴涂發(fā)泡的缺點是： 原材料損耗大， 污染環(huán)境； 黑白兩種原料容易互串而造成槍嘴、管道堵塞， 每次停機都要手工清洗槍嘴； 另外壓縮空氣壓力不穩(wěn)定， 混合效果時好時壞， 影響發(fā)泡質(zhì)量， 噴涂表面不光滑。但低壓噴涂發(fā)泡設(shè)備價格較高壓機低。低 壓噴涂發(fā)泡施工是一般先開空氣壓縮機， 調(diào)節(jié)空氣壓力和流量到所需值， 然后開動計量泵開始噴涂施工， 槍口與被噴涂面距離300～ 500mm， 以流量1～ 2 kg/min、噴槍移動速度0.5～ 0.8 s/m 為宜。噴涂結(jié)束時先停泵， 再停壓縮空氣， 拆噴槍， 用溶劑清洗之。高 壓噴涂發(fā)泡， 物料在空間很小的混合室內(nèi)高速撞擊并劇烈旋轉(zhuǎn)剪切， 混合非常充分。高速運動的物料在噴槍口形成細霧狀液滴， 均勻地噴射到物件表面。高壓型噴涂發(fā)泡設(shè)備與低壓型噴涂發(fā)泡設(shè)備相比， 具有壓力波動小、噴涂霧化效果好、屬無氣噴涂、原料浪費少、污染小、噴槍自清潔等一系列優(yōu)點。目前國內(nèi)高壓噴涂設(shè)備主要來自美國Glas-Craft公司、 Graco 公司、Gusmer 等公司。進口的高壓噴涂機有的帶可控加熱器， 可把黑白料加熱(最高達70℃ )。為了方便施工， 在主加熱器與噴槍之間配備長管。為防止兩個發(fā)泡料組分在流經(jīng)長管道時冷卻降溫， 長管外面包有保溫層， 內(nèi)有溫度補償加熱器， 以保證黑料、白料達到設(shè)定的溫度。選 擇合適的噴涂發(fā)泡設(shè)備， 是控制硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫平整度及泡沫質(zhì)量的關(guān)鍵之一。高壓噴涂發(fā)泡效果明顯優(yōu)于低壓噴涂發(fā)泡。噴涂發(fā)泡工藝對原料的要求 ① 毒性小， 噴涂發(fā)泡時， 原料噴散成很細的液滴， 為減少對環(huán)境的污染和操作人員的健 康， 除發(fā)泡劑外， 其它原料中的低沸點成分應(yīng)嚴加控制， 臭味大的叔胺催化劑盡量少用。特別是聚合MDI 中， 易揮發(fā)低相對分子質(zhì)量的異氰酸酯含量要控制在很低范圍內(nèi)。 ② 粘度小， 有利于在極短時間內(nèi)混合均勻。 ③ 催化劑活性要大， 因為噴涂發(fā)泡工藝要求反應(yīng)速度較快， 泡沫應(yīng)很快固化， 不流淌。一 般 選用三亞乙基二胺、二月桂酸二丁基錫等催化劑。具有催化作用的叔胺類多元醇， 如由乙二胺與環(huán)氧丙烷反應(yīng)制得的俗稱“ 胺醚” 的多元醇， 常常用于噴涂發(fā)泡。組合料的固化速度應(yīng)調(diào)節(jié)在適當?shù)姆秶?如乳白時間3～ 5s， 不粘時間10～ 20 s。這樣， 能保證反應(yīng)液混合后立即在噴射面固化， 形成泡沫塑料。這一點， 對由下往上的頂部噴涂特別重要。關(guān) 于噴涂發(fā)泡的環(huán)境條件， 有幾點應(yīng)注意。（ 1） 噴涂發(fā)泡環(huán)境溫度與待噴物體的表面溫度較合適的溫度范圍是15～ 35℃ 。有的施工單位把5～ 8℃ 作為最低溫度界限。溫度過低， 泡沫塑料容易從物體表面脫落， 而且泡沫塑料的密度明顯增大。溫度在15～ 25℃ 范圍內(nèi)， 泡沫塑料的密度沒有明顯變化； 溫度為5℃ 時， 密度明顯升高。環(huán)境溫度過高， 發(fā)泡劑損耗太大。（ 2） 異氰酸酯很容易和水反應(yīng)生成含脲鍵結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)含量增高， 則泡沫塑料較脆。待噴涂物體表面若有露水或霜， 應(yīng)予以去除， 否則， 泡沫塑料的脆性增大， 且影響與物體表面的粘接性。（ 3） 在室外進行噴涂發(fā)泡作業(yè)， 當風速超過5 m/s 時， 因反應(yīng)產(chǎn)生的熱量被風吹失，熱量不易積累， 妨礙泡沫塑料進一步快速發(fā)泡反應(yīng)， 不易得到優(yōu)質(zhì)泡沫塑料。另外， 風速過大， 原料損耗也大。為防止噴涂物料細滴的飛散， 減少對環(huán)境的污染， 必要時， 可用防風帷幕。（ 4） 待噴物體表面要無銹、無粉塵、無油污和無潮氣。必要時， 應(yīng)預(yù)先進行清洗和干燥， 達到上述要求。（ 5） 應(yīng)注意安全衛(wèi)生問題， 加強勞動保護。要戴防護鏡， 避免在施工時吸入有害化學原料。噴 涂 泡 沫塑料是一層層堆積起來的，一次噴涂的厚度要適宜。一次噴涂厚度一般為10～ 30mm， 最好為15～ 20mm。具體厚度取決于泡沫塑料原料體系、溫度、被噴基材的熱導(dǎo)率等因素。一次噴涂厚度太薄， 泡沫塑料的密度增大。一次噴涂厚度過大， 反應(yīng)放熱難以發(fā)散，容易產(chǎn)生燒芯變形等現(xiàn)象。噴涂發(fā)泡施工注意事項環(huán) 境溫度和待噴涂表面的溫度應(yīng)在10℃ 以上。溫度過低， 泡沫塑料與物體表面的粘接性差， 易脫離， 而且泡沫密度明顯加大。環(huán)境溫度最好在15～ 35℃ 之間。溫度太高， 則發(fā)泡劑損耗大。一 次噴涂的厚度要適宜， 單層噴涂的厚度約15 mm 為宜。厚度太薄， 泡沫密度增大，太厚則不易控制噴涂表面的平整度。待 噴涂物體表面不能有油、灰塵等。若表面有露水或霜， 應(yīng)予以除去， 否則將影響泡沫與物體表面的粘接性， 影響泡沫性能。在 室外噴涂時， 當風速超過5m/s 時， 物料和熱量損失大， 不易得到滿意的泡沫層， 并且污染環(huán)境。必要時可使用防風帷幕。聚 氨酯保溫層噴涂施工結(jié)束后必須嚴格保護， 以免破壞隔熱效果或造成其它問題。隔汽層及聚氨酯硬泡表面均需采取保護性措施。地坪噴涂完畢后必須作好防水層及其上面的水泥砂漿保護層。墻面泡沫噴涂完畢后也必須采取其面層保護措施， 以防碰壞。國 內(nèi)貿(mào)易工程設(shè)計研究院是我國開展冷庫噴涂施工的單位之一，該院對噴涂硬泡的施工提出了一個規(guī)程， 其中對噴涂硬泡提出六項主要技術(shù)指標如下： (1) 密度墻 、頂噴涂泡沫密度＞ 37 kg/m3， 地面＞ 45 kg/m3； (2) 壓縮強度(形變10％ 時的壓縮應(yīng)力) 用 于 墻面、頂面為≥ 147kPa， 一般地坪≥ 245 kPa， 行走叉車的地坪≥ 294 kPa； (3) 導(dǎo)熱系數(shù)墻 、頂泡沫≤ 0.022W/(m· K)， 地坪≤ 0.024W/(m· K)； (4) 尺寸穩(wěn)定性不 大于2％ ； (5) 吸水率按 照GB8810 規(guī)定≤ 4 ％ ； (6) 阻燃性能按 照GB2406－ 80 規(guī)定(樣塊尺寸150mm× 12.5mm× 12.5mm)， 氧指數(shù) ≥ 26， 按照GB8333－ 87 規(guī)定離火自熄時間必須達到“ 0 ” 級標準。 5.1.4 塊 狀聚氨酯硬泡生產(chǎn)及加工技術(shù) 5.1.4.1 塊 狀聚氨酯硬泡的生產(chǎn)塊 狀硬質(zhì)泡沫塑料是指尺寸較大的泡沫塊， 截面積大多接近矩形， 用于切割制作一定形狀的制品。所以， 塊狀硬泡是一種坯料。生產(chǎn)方法分為間歇與連續(xù)兩種類型。硬 質(zhì)塊狀泡沫的制造必須符合下列要求：泡 沫塊體尺寸要大； 泡沫斷面應(yīng)為正方形或矩形， 以盡量減少切割損失量； 模具的數(shù)量要少， 這就要求熟化時間要短； 塊狀泡沫各部位的密度變化應(yīng)盡可能地小。間 歇 法生產(chǎn)塊狀硬泡過程大致是這樣的： 多元醇、發(fā)泡劑、催化劑等原料精確計量后置于一容器中預(yù)混和均勻， 最后加入異氰酸酯立即充分混合。反應(yīng)物料在達到乳白時間前注入模具， 經(jīng)化學反應(yīng)并發(fā)泡后得到硬質(zhì)泡沫塑料。在實驗室， 少量的低活性混合物可以用簡單的可分散攪拌器手工混合。但當物料多于500g 時， 最好用機械攪拌器混合。從設(shè)備供應(yīng)商那里可以得到許多設(shè)計合理的螺旋或渦輪式攪拌器。它的選擇取決于發(fā)泡反應(yīng)混合物的多少和粘度。在 間歇法生產(chǎn)塊狀泡沫中一般使用攪拌式混合。物料必須攪拌均勻才能注入模具， 模具頂上常裝有浮動蓋板。浮動蓋板的重量要合適， 剛好能限制泡沫向上頂起就足夠了。該工藝僅須人工投資，特別適用在配方經(jīng)常改動或原料粘度比較大或原料體系需要加入填料的情況下的批量生產(chǎn)操作， 原料中允許加入一定量的固體粉料或糊狀物。這種簡單塊料工藝能提供每小時每模大約兩塊泡沫。而每塊泡沫必須在泡沫上升終了以后至少需留在模具中10～ 15min， 以防止泡沫的強度不足而損壞。并且若過早脫模， 泡沫會變形。通常還要保證3％ ～ 5℅ 過填充量。與自由發(fā)泡相比， 這通常足以得到平頂?shù)膲K料和更加均一的、各向異性不明顯的泡沫。該法優(yōu)點是投資少， 靈活性大。缺點是原料損耗大， 留在混合容器內(nèi)的原料無法回收； 勞動生產(chǎn)率低， 勞動力費用高； 手工操作化學原料， 有一定潛在不安全因素。圖5-1 表示其生產(chǎn)過程。 (1)帶鉸鏈的模具， 內(nèi)涂蠟脫模劑或襯以聚乙烯薄膜； (2)澆入泡沫原料； (3)泡沫正在浮動蓋板下上升； (4)泡沫充滿模具， 浮動蓋板在上， 泡沫呈矩形圖 5-1 間 歇法浮動蓋板式塊狀硬泡制法要 克服上述缺點得用發(fā)泡機混合與澆注物料。高、低壓發(fā)泡機均可。反應(yīng)物料要充分混合， 同樣在達到乳白時間前澆入模具中。經(jīng)過大約十分鐘（ 根據(jù)反應(yīng)裝置而定） 固化后打開模具， 取出泡沫塊。通常， 塊狀泡沫熟化一周后再進行切割。機械發(fā)泡， 反應(yīng)物料乳白時間遠比批量攪拌式混合為短。因此， 生產(chǎn)大塊泡沫塑料， 若采用高反應(yīng)性原料體系， 應(yīng)選用大 輸出量發(fā)泡機。例如， 若要生產(chǎn)密度為30kg/m3 硬質(zhì)泡沫塑料， 模具尺寸為2m× 1m× 1m，需約66 kg 泡沫原料。若這些原料要在20s 內(nèi)注入模具， 發(fā)泡機澆注量必須達到200kg/min。由此可見， 要求的輸出量是很可觀的。較 小 輸出量的發(fā)泡機同樣能生產(chǎn)塊狀泡沫塑料， 如圖5-2 所示， 可用一移動分配管將反應(yīng)液注入模具。模具略傾斜。如用這種改進方法生產(chǎn)截面積為1m× 0.5m， 長達數(shù)米的泡沫塑料， 機器輸出量約50 kg/min 即可。此方法適用于聚氨酯及聚異氰脲酸酯硬泡， 后者發(fā)泡過程乳白時間較短。泡沫塑料密度在30～ 200 kg/m3范圍可調(diào)節(jié)。 1— 發(fā)泡機； 2— 多元醇貯罐； 3— 異氰酸酯貯罐； 4— 計量泵； 5— 混合頭圖 5-2 塊 狀 硬 質(zhì)泡沫塑料生產(chǎn)工藝連 續(xù) 法生產(chǎn)塊狀硬泡是最經(jīng)濟的加工方式。這種方法類似于軟質(zhì)塊狀泡沫的生產(chǎn)， 所用發(fā)泡機， 其原理和外觀也與生產(chǎn)軟泡的機器相似。原料經(jīng)計量、混合均勻后連續(xù)注入由紙或聚乙烯膜圍成的料槽內(nèi)發(fā)泡。料槽安放在運輸帶上并不斷向前移動。大部分連續(xù)生產(chǎn)硬泡塊料設(shè)備的運輸系統(tǒng)， 側(cè)壁在垂直方向上可向上移動。側(cè)壁運輸帶與水平方向移動的運輸帶同步協(xié)調(diào)地驅(qū)動。有的設(shè)備側(cè)壁是固定的， 但其面層緊緊按在垂直輥輪上， 以減少泡沫上升的阻力。頂端受頂部運輸帶限制， 泡沫只能上升到設(shè)備調(diào)節(jié)的高度， 以形成平頂泡沫。一種改進型被稱作planibloc平頂發(fā)泡裝置（ 如圖5-3） 也適用于塊狀硬泡。要 生 產(chǎn)高質(zhì)量塊狀硬泡，原料體系乳白時間宜短，上升時間應(yīng)可調(diào)節(jié)，不粘時間也宜短。乳白時間與不粘時間短的原料體系， 有利點在于： 生產(chǎn)的硬泡， 泡孔細而均勻， 性能較好；發(fā)泡設(shè)備的運輸帶長度短； 固化快的泡沫塑料， 可較早地切割成一定長度。 1— 混合頭； 2— 頂部紙； 3— 壓板； 4— 泡沫； 5— 運輸帶圖 5-3 planibloc 塊狀泡沫塑料生產(chǎn)裝置塊狀聚氨酯硬泡的加工技術(shù) 連續(xù)加工適用于大批量生產(chǎn)建筑用板材，而間歇加工方式則用于小批量生產(chǎn)各種尺寸以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的板材。可以使用下列制造方法。 1． 切割法通 過鋸或削— — 木材加工所用方法在這里也適用— — 從塊狀泡沫上切取所需尺碼的泡沫塊， 然后包覆所需的表面層， 如木板、塑料板、粒子板、玻璃纖維增強塑料板。以聚氨酯、不飽和聚酯、環(huán)氧樹酯、聚醋酸乙烯酯、氯丁橡膠等為基的粘合劑為宜， 根據(jù)所用粘合劑的類型， 固化時需適當加壓或加熱。在確認所選用溶劑不會損害泡沫體和層壓材料之后， 可以使用含溶劑的粘合劑。由玻璃纖維增強塑料組成的表面層， 也可以層壓到泡沫層上。凡適用于玻璃纖維增強塑料的其它工藝方法， 如人工貼合、噴涂和真空成型法， 在此都適用。但務(wù)必注意用快速固化來限制苯乙烯對泡沫的影響。該 法的優(yōu)點是： 泡沫的生產(chǎn)很簡單； 層壓材料的設(shè)計及其幾何形狀易于改變， 可以經(jīng)濟地制作較小的零件。該法的缺點是： 切割塊料時有廢料； 由于要粘合， 增加了附加工序。 2． 泡沫填充法將 反應(yīng)混合物倒入要填充的空腔里， 在其反應(yīng)要固化時， 泡沫體便粘到表面層上。在有些應(yīng)用中， 必須采用特殊的施工步驟， 才能確保泡沫對表面層的良好粘著， 金屬片材必須涂敷能增加粘著強度和抗腐蝕的底層材料。如果面對泡沫的那一側(cè)有玻璃纖維露出表面， 則人工壓制的玻璃纖維增強塑料就可得到特別好的粘著性能。機械生產(chǎn)的玻璃纖維增強塑料則必須打毛或涂粘合劑。粒子板、石膏板和石棉水泥板， 只要干燥表面無塵， 就能和泡沫粘牢。有 兩種現(xiàn)場發(fā)泡制造板材的方法— — 分層澆注料法和注射法。用 分 層澆注料發(fā)泡法時， 將反應(yīng)混合物澆注到立式模具開口端的各個表面層之間。混合物的用量必須稱量， 以使每層的厚度不超過20～ 25cm。如果每層的厚度大于這個數(shù)值， 則泡沫的強度和尺寸穩(wěn)定性就會受到不利的影響。注料的時間間隔至少應(yīng)有2min， 以使底層有機會固化。需注意， 第一層的厚度稍有不均勻就會影響下一層的表面平整性。這個方法的優(yōu)點是產(chǎn)生的泡沫壓力很小， 因此不需要昂貴的模具。由于反應(yīng)混合物是分幾次澆注到模具內(nèi)的， 因而可以使用小而經(jīng)濟的發(fā)泡機。也可以制得比較低的泡沫密度（ 大約38 kg/m3 ）。其不足之處是相鄰兩層之間生成的表皮層會引起泡沫密度不均。由于需要等待前一層基本固化才能澆注下一層， 因此加工速度較慢。當 采用注射法時，表面層和棱層都放入模具內(nèi)， 對反應(yīng)混合物必須進行精確計量以保證充滿模腔。還要考慮到所要覆蓋的流動距離。對于較長的制件， 為了縮短泡沫必須流動的距離， 建議澆注期間混合頭在制件上方通過。也可以把制件分成幾段， 然后分段發(fā)泡。模 具 和 夾具的強度必須足以承受泡沫壓力。這主要根據(jù)“ 填充系數(shù)” 來確定。壓力與填充系數(shù)α 的關(guān)系示于表5-1。α 為成品模塑泡沫密度與自由發(fā)泡泡沫塑料密度之比值。 模 具溫度影響泡沫密度分布， 并影響泡沫沿著表面層的填充以及面層的粘接性。已證明溫度在25～ 45℃ 之間效果最好。脫模時間取決于配方、流動距離、模具溫度、填充系數(shù)與脫模后容許的尺寸變化。預(yù)制尺寸和厚度都較小的制件（ 1m2× 3cm） 脫模時間為5min； 10～ 20cm 厚的大型制件的脫模時間為20～ 60min。為了保持側(cè)面泡沫壓力可以使用涂有隔離劑的可拆式支撐板架。這些支撐板架也可以用作制件邊緣的漏模。這 類支撐板也起到保持表面層的間距和模腔排氣的作用。支撐板必須盡可能地與側(cè)面形 狀相適合， 并允許因溫度和壓力而產(chǎn)生的表面尺寸變化。 3． 填料在 反應(yīng)混合物中摻用細的或極細的填料就需要用高耐磨的泵。目前， 在硬泡領(lǐng)域里值得一提的只有生產(chǎn)過程中混合的糊狀阻燃劑。當使用大篩孔的顆粒材料— — 粗粒填料， 如粒度在10～ 30mm 之間的多孔粘土、泡沫玻璃和多孔石粉時， 模腔應(yīng)在制件發(fā)泡之前就先填滿。通過每隔80～ 100cm 插入一根10mm 直徑的塑料管加入反應(yīng)混合物。泡沫在包住顆粒填料時， 會遇到很高的流動阻力， 從而大大地提高了泡沫密度。經(jīng)驗證明， 所需要的反應(yīng)混合物料量同無粒狀填料而使泡沫制件的密度達到60 kg/m3時一樣多。模具應(yīng)設(shè)計得能承受(0.8～ 1.2)× 105 Pa的壓力。這類制件用作罩面材料和預(yù)制的民用建筑構(gòu)件（ 聚氨酯輕質(zhì)混凝土）。

標簽：沈陽聚氨酯發(fā)泡