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(shí)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(jì)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(shí)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(shí)驗(yàn)室,少量的低活性混合物可以用簡(jiǎn)單的可分散攪拌器手工混合.但當(dāng)物料多于500g時(shí),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(jì)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(dòng)蓋板.浮動(dòng)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(dòng)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(jiǎn)單塊料工藝能提供

　　每小時(shí)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(huì)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(dòng)生產(chǎn)率低,勞動(dòng)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(dòng)蓋板下上升;(4)泡沫充滿模具,浮動(dòng)蓋板在上,泡沫呈矩形

　　間歇法浮動(dòng)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(shí)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(shí)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(dòng)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(zhǎng)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(shí)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(jì)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(dòng).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(dòng).側(cè)壁運(yùn)輸帶與水平方向移動(dòng)的運(yùn)輸帶同步協(xié)調(diào)地驅(qū)動(dòng).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(shí)間宜短,上升時(shí)間應(yīng)可調(diào)節(jié),不粘時(shí)間也宜短.乳白時(shí)間與不粘時(shí)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(zhǎng)度短;固化快的泡沫塑料,可較早地切割成一定長(zhǎng)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(shí)需適當(dāng)加壓或加熱.在確認(rèn)所選用溶劑不會(huì)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(duì)泡沫的影響. 該法的優(yōu)點(diǎn)是:泡沫的生產(chǎn)很簡(jiǎn)單;層壓材料的設(shè)計(jì)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(shí)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(shí),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(duì)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(duì)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(chǎng)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(shí),將反應(yīng)混合物澆注到立式模具開口端的各個(gè)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(gè)數(shù)值,則泡沫的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性就會(huì)受到不利的影響.注料的時(shí)間間隔至少應(yīng)有2min,以使底層有機(jī)會(huì)固化.需注意,層的厚度稍有不均勻就會(huì)影響下一層的表面平整性.這個(gè)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(huì)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(shí),表面層和棱層都放入模具內(nèi),對(duì)反應(yīng)混合物必須進(jìn)行精確計(jì)量以保證充滿模腔.還要考慮到所要覆蓋的流動(dòng)距離.對(duì)于較長(zhǎng)的制件,為了縮短泡沫必須流動(dòng)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(shí),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(shí),會(huì)遇到很高的流動(dòng)阻力,從而大大地提高了泡沫密度.經(jīng)驗(yàn)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(shí)一樣多.模具應(yīng)設(shè)計(jì)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).