【正文】 料，而較少生產(chǎn)軟質(zhì)泡沫塑料。 聚氨酯澆注設備目前還不能做到標準化與通用性都比較好的水平。多種因素造異氰酸酯 多元醇 水 半預聚體 催化劑 添加劑 表面活性劑 混合器 泡沫制品 北化航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 15 成聚氨酯設備在短期內(nèi)難以定型。壓力不穩(wěn)造成雙組份配比不勻，從而影響雙組份成型的質(zhì)量。所以，大家習慣上也就按設備對異氰酸酯的使用情況，進行大致的分類。這兩項反應要完成好的條件是：①配比平衡；②放熱吸熱平衡。這個流水生產(chǎn)線上既要用來擺放模具，又讓它按一定速度轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)流水作業(yè)。聚氨酯高壓發(fā)泡機的結(jié)構(gòu)如 圖 24所示 目前，高壓發(fā)泡機的主要產(chǎn)品對象：水箱夾層灌注、防盜門夾層灌注、仿木類產(chǎn)品等。 ② 無殘料、無清洗劑。 北化航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 16 ③ 制造成本較高。 ⑤ 發(fā)泡過度。高壓噴射過程如果不產(chǎn)生一定的緩沖措施，噴射出來的料液容易產(chǎn)生沖擊氣泡，這容易產(chǎn)生氣泡缺陷。若料粘度過高，整個系統(tǒng) 壓力過高，這對設備制造帶來一定困難。低壓回路 A4 經(jīng)高低壓轉(zhuǎn)換閥到 A5。 噴料、混料、清洗采用大小活塞結(jié)構(gòu)，由液壓站換向閥控制工作。低壓發(fā)泡機中，料循環(huán)壓力一般在 ～ ；低壓發(fā)泡機控制氣路壓力一般也在 ～ 。 ④ 殘料、清洗劑浪費和消耗較大。這些殘留副作用力非常強，必須盡快清除。 北化航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 17 ⑤ 溫度控制系統(tǒng)較高。料罐 — A1— A2— A3— A4— A5— A6— A7 料罐。 噴涂成型 噴涂成型概述 聚氨酯泡沫的成型方法很多，在墻體保溫中，有必要注重介紹一下噴涂成型。 ① 不需要模具。 為此，要求設計這種泡沫塑料配方時必須注意以下兩個問題。而凝固速度也要適中，控制在 20～ 30s，或者會造成泡沫密度過大或施工困難。因為噴涂型泡沫塑料的物料是借助高壓或空氣的作用在噴槍體外的霧化混合的，接觸時間短，所以只有在兩組份物料黏度小、流動性好的情況下，才能充分霧化混合。 表 22噴涂型硬質(zhì)泡沫塑料的典型配方與性能 配方 /質(zhì)量份 性能 含磷聚醚多元醇 100 乙二胺聚醚多元醇 40 三乙烯二胺（ 33%） 4～ 10 有機鋁錫 1～ 2 三氯一氟甲烷 50 有機硅穩(wěn)定劑 4 密度 /(kg/m3) 40 壓縮強度 /kPa 147～ 196 拉伸強度 /kPa 147 熱導率 /［ W/(m所謂噴涂發(fā)泡，就是將發(fā)泡物料在外力作用下噴涂在施工物件表面進行現(xiàn)場發(fā)泡成型。工藝原理如 圖 25 圖 25聚氨酯泡沫噴涂發(fā)泡工藝原理 噴涂發(fā)泡的特點是反應速度快，發(fā)泡不用模具，可直接在現(xiàn)場施工物件表面上發(fā)泡，泡沫厚度不受任何限制。 低壓空氣噴涂發(fā)泡操作施工方法簡述如下 ① 配料。 ② 調(diào)節(jié)流量。 ③ 施工技術(shù)。 ④ 施工控制條件 。通常用泡沫發(fā)起后表皮不粘手的時間表示，手工發(fā)泡控制在 10～20s。風壓太低物料混合不佳，霧化差。這時槍的速度約為 ～,單層噴涂的泡沫厚度約 15mm 左右，移動速度太慢則難以噴平。測試流量和實際供料流量，一般受客觀條件影響而產(chǎn)生誤差，兩組分誤差在 5%～ 10%不會產(chǎn)生廢品。物件溫度在 10℃以上對施工質(zhì)量無影響，當物件表面溫度在 10℃以下，將產(chǎn)生不正?，F(xiàn)象。為此可采取以下措施消除泡沫的收縮的現(xiàn)象。 。 （氯乙基）磷酸酯，若用量過多，泡沫塑性增加，強度下降，北化航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 20 也會引起泡沫收縮。 ，尤其在冬季施工，由于氣溫低，施工表面溫度低，散熱快，是發(fā)泡物料發(fā)泡緩慢，化學反應不徹底，交聯(lián)密度不夠，造成底層泡沫發(fā)脆而脫落。在春秋多雨季節(jié)，施工表面，尤其在鋼板表面有大量潮濕水分會使泡沫底層因生成大量脲類化合物而嚴重發(fā)酥變脆，引起脫落。一般地，低壓空氣噴涂發(fā)泡物料從噴槍內(nèi)被高速空氣霧化噴射之后向四周飛散，引起原料損失較為嚴重，對環(huán)境污染也相當大。除 PAPI 以外，其他組分的總黏度為（ 25℃）310 10－ 3 Pa經(jīng)高壓無空氣噴涂發(fā)泡之后，制品泡沫的密度為 33kg/m3 ，頂部噴涂的收率 80%～ 90%。其特點是發(fā)泡物料在離開混合 頭或噴槍時第一次用物理法（液體受料溫影響而汽化）先將物料發(fā)泡成泡沫狀組分，然后再經(jīng)過化學法第二次發(fā)泡成型。 ② 泡沫塑料在發(fā)泡時，上升方向與橫向的壓縮強度相差較小。這種工藝要求有高度穩(wěn)定作用的泡沫穩(wěn)定劑以延長泡沫從膨脹到聚合的時間，即在常溫時催化劑活性要低，在加熱時活化反應。另外，如建筑需要現(xiàn)場施工的情況，現(xiàn)有的高低壓發(fā)泡機使用不方便。 噴涂機在聚氨酯各類設備中有較為特別的結(jié)構(gòu)特點。如果噴涂機采用這樣一種結(jié)構(gòu)，噴槍上連續(xù)的料管就有 4 根，這對現(xiàn)場施工很不方便。噴涂機的計量泵和工作原理如圖 beng 所示。習慣上將高壓機的澆注頭也稱為槍頭。料控閥芯再不需要噴料工作時將 A、 B 截斷。 圖 27聚氨酯噴槍結(jié)構(gòu) 噴涂設備的改進 圖 26 是傳統(tǒng)的聚氨酯 涂設備的設計方案。 北化航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 23 圖 28改進方案 噴涂設備的改進方案 方案 2 采用集中加 熱，將料筒（ A、 B） 、計量泵、過濾器、部分料管均置于一個保溫箱中進行集中加熱保溫。因為溫差和溫度死區(qū)很容易將 MDI（精）凝固或半凝固。這樣，包括噴槍在內(nèi)的所有零部件都不會出現(xiàn)溫度死區(qū)。而采用方案 2 的溫控方式，只有噴槍和部分料管沒有進入保溫箱，其他零部件 均進入加熱保溫箱中，就不會出現(xiàn)方案 1 的溫度死區(qū)和溫差現(xiàn)象。方案 1 采用熱交換器對 A、 B 料進行料溫控制，容易在供料泵、計量泵、噴槍等部位形成溫差和溫度死區(qū)。現(xiàn)在分析一下這兩種設計方案之間的差別。調(diào)節(jié)旋鈕、調(diào)節(jié)噴射閥芯，變更 S 的大小，可在噴涂時形成不同的噴射角。所以，將它設計成手槍外形的結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖 27?；钊鶑瓦\動將上缸的料液推出，同時，下缸進料但不排除，同樣，活塞向下運動時，下缸排除料液，上缸進料，這樣活塞不斷上、下運動實現(xiàn)對噴槍連續(xù)不斷供料。這樣，噴槍上只有兩根料（ A、B 料各 1）管，使用方便。 北化航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 22 圖 26聚氨酯噴涂機 結(jié)構(gòu)及工作原理圖 一般高低壓機 和軟泡的連續(xù)發(fā)泡機都采用料罐原料 — 計量泵 — 澆注頭 — 返回料罐這樣一種料循環(huán)系統(tǒng)。聚氨酯噴涂成型和一般涂料有點相似之處，它們都采用噴槍進行表面噴涂。 噴涂發(fā)泡成型過程中異?，F(xiàn)象、產(chǎn)生原因及解決辦法見 表 24 表 24 噴涂成型生產(chǎn)中的異?，F(xiàn)象、產(chǎn)生原因及解決辦法 異?，F(xiàn)象 產(chǎn)生原因 解決辦法 北化航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 21，泡沫結(jié)構(gòu)松弛 物料中有油類物質(zhì)，酸值過高會造成結(jié)構(gòu)松弛 異氰酸酯純度過低或用量不足 除去油類物質(zhì)，嚴格控制物料指標會增加催化劑及異氰酸酯用量 適當增加異氰酸酯的純度和用量 噴涂成型設備 及改進 對一些大型的、表面形狀復雜或不規(guī)則表面物件，采用通常的澆注工藝和設備處理表面是很困難的。 ④ 泡沫塑料的 密度較為均勻，即中心密度與表皮密度相差較小。 多元異氰酸酯 混合 放熱反應 發(fā)泡反應 多元醇組分 聚氨酯泡沫塑料 泡狀噴涂發(fā)泡與常用的發(fā)泡相比較，有以下幾個方面的優(yōu)點。室外無風狀態(tài)下施工，噴射口周圍的異氰酸酯蒸氣，經(jīng)取樣分析在 1 10－ 8 ～ 2 10－ 8 。 s。它將異氰酸酯與聚醚組分由高壓計量泵輸送至混合頭，經(jīng) 49000kPa 以上的作用，突然減壓霧化噴射到施工表面發(fā)泡。 ，加強凝膠聚合反應 （氯乙基）磷酸酯等添加劑用量，以改善泡沫的韌性。對發(fā)泡物料進行加熱，管線保溫，保證物料進槍口溫度在 20℃左右，壓縮空氣也應加熱保溫，控制進槍溫度在 40～ 80℃。 泡沫脫落的現(xiàn)象是指泡沫噴涂之后，在熟化過程中，自動或稍加外力泡沫便從施工物件表面脫落下來，底層酥 脆呈粉末狀。這時必須適當增加胺類催化劑用量或者減少有機錫類催化劑的用量，已達到氣體生成速度與凝膠速度相適應。如選用多官能團的多羥基化合物，或適當增加多官能團低當量的乙二胺聚酯用量，促使高交聯(lián)度泡沫的形成。 聚氨酯噴涂發(fā)泡過程中常出現(xiàn)各種不正?，F(xiàn)象，其中最嚴重與普遍 出現(xiàn)的有泡沫的收縮與脫落。異氰酸酯組分過量太多，會發(fā)生泡沫外觀顏色發(fā)暗，結(jié)構(gòu)粗糙、硬而脆、密度大、泡沫脫落等現(xiàn)象。表面有水或油造成黏合不牢易脫落；表面涂漆無影響；鋼板表面的氧化層和灰塵應除凈，否則不易粘牢。 。 。一般控制在 3～ 5s，太快，易堵槍；太慢易發(fā)生流失或滴落現(xiàn)象。噴涂操作 類似于一般噴涂，槍口與板面距離約 300～ 500mm,一般由下向上，左右移動為宜。流量誤差不要超過177。將異氰酸酯為一組分，北化航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 19 其他原料為一組分，即成為聚醚組分，然后根據(jù)施工要求用量準確的稱量。發(fā)泡物料損失量比澆注法大，氣味也大。 （ 1） 低壓空氣噴涂發(fā)泡 低壓空氣發(fā)泡使用較早，是較普遍的一種成型方法。一般氣溫低使用量多，尤其對金屬結(jié)構(gòu)物體進行噴涂發(fā)泡時，由于金屬傳熱速度快，底層泡沫泡沫因散熱是發(fā)泡劑汽化能力下降，導致底層泡沫密度較大。表 22 列出 代表性噴涂型阻燃硬質(zhì)泡沫塑料配方與性能。這里指物料的黏度與互溶性。噴涂型硬質(zhì)泡沫塑料不是在一定形狀的模具內(nèi)發(fā)泡，而是直接噴涂在物體表面發(fā)泡，這樣就要求反應物料的發(fā)泡速度較快。 ③ 勞動生產(chǎn)率高，若噴涂速度以 2kg/min 計算，泡沫塑料的密度是 30kg/m3 ,1h可 以噴涂 4 m3泡沫塑料，大面積施工噴涂成型的優(yōu)越性更為突出。這類硬質(zhì)硬質(zhì)泡沫塑料的施工方法與噴涂油漆相似，是將流動性好的物料，經(jīng)空氣或高壓作用，噴涂在被施工的表面發(fā)泡成型。低壓發(fā)泡機工作時，噴料控制閥截斷回路，低壓聊噴射到混合腔。否則出現(xiàn)局部結(jié)晶堵塞系統(tǒng)。同時，也是對混合腔散熱。然 后，高速攪拌混料。 ② 結(jié)構(gòu)簡單維修方便。低壓發(fā)泡機結(jié)構(gòu)如圖 25 所示 低壓發(fā)泡機的 主要特點如下。同時，噴料槍頭截斷高壓回路，高壓料經(jīng)針閥噴射進入混料腔。低壓回路：料罐 — A1— A2— A3— A4— A5— A6— A7— 料罐；高壓回路：料罐 — A1— A2— A3— A4— A8— A9— A10— A5— A6— A7— 料罐。 ⑦ 對高粘度料處理有一定困難。如果散熱處理不好極易造成發(fā)泡過度。 ④ 能耗較高。當雙組份料在氣缸中混合完畢，活塞自動壓下清除殘料。 ① 混料效果好。比如，聚氨酯鞋底生產(chǎn)線。所以，聚氨酯雙組份液體反應成型設備要控制的參數(shù)比較多，也較為復雜。 不管是聚氨酯的何種設備，只要是雙組份液體成型的設備，都是用 來完成凝膠和發(fā)泡兩項反應。所以，聚氨酯設備或配套的條件，如果能滿足異氰酸酯的條件，肯定能滿足聚酯或聚醚多元醇的要求。在聚氨酯雙組份液體反應成型中，異氰酸酯是較難操作的一個組分。比如，許多聚氨酯產(chǎn)品既可使用高 壓澆注機，又可使用低壓澆注機來做，這就引起設備制造者與用戶的不同看法與認識。而且，規(guī)格型號和許多零部件都