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,后加入異氰酸酯立即充分混合.反應(yīng)物料在達(dá)到乳白時間前注入模具,經(jīng)化學(xué)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(dāng)物料多于500g時,好用機(jī)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(qiáng)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(diǎn)是投資少,靈活性大.缺點(diǎn)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(fèi)用高;手工操作化學(xué)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

　　間歇法浮動蓋板式塊狀硬泡制法

　　要克服上述缺點(diǎn)得用發(fā)泡機(jī)混合與澆注物料.高,低壓發(fā)泡機(jī)均可.反應(yīng)物料要充分混合,同樣在達(dá)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(jìn)行切割.機(jī)械發(fā)泡,反應(yīng)物料乳白時間遠(yuǎn)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82—輸出量發(fā)泡機(jī).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66kg泡沫原料.若這些原料要在20s內(nèi)注入模具,發(fā)泡機(jī)澆注量必須達(dá)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(jī)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(jìn)方法生產(chǎn)截面積為1m×0.5m,長達(dá)數(shù)米的泡沫塑料,機(jī)器輸出量約50kg/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30～200kg/m3范圍可調(diào)節(jié).

　　塊狀硬質(zhì)泡沫塑料生產(chǎn)工藝

　　連續(xù)法生產(chǎn)塊狀硬泡是經(jīng)濟(jì)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(jī),其原理和外觀也與生產(chǎn)軟泡的機(jī)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(yùn)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(yùn)輸系統(tǒng),側(cè)壁在垂直方向上可向上移動.側(cè)壁運(yùn)輸帶與水平方向移動的運(yùn)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(yùn)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(jìn)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(diǎn)在于:生產(chǎn)的硬泡,泡孔細(xì)而均勻,性能較好;發(fā)泡設(shè)備的運(yùn)輸帶長度短;固化快的泡沫塑料,可較早地切割成一定長度.

　　2、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(qiáng)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(dāng)加壓或加熱.在確認(rèn)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(qiáng)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(qiáng)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乙烯對泡沫的影響. 該法的優(yōu)點(diǎn)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(jì)地制作較小的零件.該法的缺點(diǎn)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(qiáng)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(qiáng)塑料就可得到特別好的粘著性能.機(jī)械生產(chǎn)的玻璃纖維增強(qiáng)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(qiáng)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(jī)會固化.需注意,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(diǎn)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(jì)的發(fā)泡機(jī).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(dāng)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(jìn)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(qiáng)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.

　　3.填料

　　在反應(yīng)混合物中摻用細(xì)的或極細(xì)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(dāng)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(dá)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).