【正文】 料，而較少生產(chǎn)軟質(zhì)泡沫塑料。 聚氨酯澆注設(shè)備目前還不能做到標(biāo)準(zhǔn)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(yù)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(xué)院畢業(yè)論文 15 成聚氨酯設(shè)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(xí)慣上也就按設(shè)備對異氰酸酯的使用情況，進(jìn)行大致的分類。這兩項(xiàng)反應(yīng)要完成好的條件是：①配比平衡；②放熱吸熱平衡。這個(gè)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(dòng)，以實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)。聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)的結(jié)構(gòu)如 圖 24所示 目前，高壓發(fā)泡機(jī)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(xué)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(gè)系統(tǒng) 壓力過高，這對設(shè)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(jī)中，料循環(huán)壓力一般在 ～ ；低壓發(fā)泡機(jī)控制氣路壓力一般也在 ～ 。 ④ 殘料、清洗劑浪費(fèi)和消耗較大。這些殘留副作用力非常強(qiáng)，必須盡快清除。 北化航天工業(yè)學(xué)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(shè)計(jì)這種泡沫塑料配方時(shí)必須注意以下兩個(gè)問題。而凝固速度也要適中，控制在 20～ 30s，或者會(huì)造成泡沫密度過大或施工困難。因?yàn)閲娡啃团菽芰系奈锪鲜墙柚邏夯蚩諝獾淖饔迷趪姌岓w外的霧化混合的，接觸時(shí)間短，所以只有在兩組份物料黏度小、流動(dòng)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(jī)鋁錫 1～ 2 三氯一氟甲烷 50 有機(jī)硅穩(wěn)定劑 4 密度 /(kg/m3) 40 壓縮強(qiáng)度 /kPa 147～ 196 拉伸強(qiáng)度 /kPa 147 熱導(dǎo)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(jìn)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(diǎn)是反應(yīng)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(shí)間表示，手工發(fā)泡控制在 10～20s。風(fēng)壓太低物料混合不佳，霧化差。這時(shí)槍的速度約為 ～,單層噴涂的泡沫厚度約 15mm 左右，移動(dòng)速度太慢則難以噴平。測試流量和實(shí)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(huì)產(chǎn)生廢品。物件溫度在 10℃以上對施工質(zhì)量無影響，當(dāng)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(qiáng)度下降，北化航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 也會(huì)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(xué)反應(yīng)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(huì)使泡沫底層因生成大量脲類化合物而嚴(yán)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(yán)重，對環(huán)境污染也相當(dāng)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(diǎn)是發(fā)泡物料在離開混合 頭或噴槍時(shí)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(xué)法第二次發(fā)泡成型。 ② 泡沫塑料在發(fā)泡時(shí)，上升方向與橫向的壓縮強(qiáng)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(shí)間，即在常溫時(shí)催化劑活性要低，在加熱時(shí)活化反應(yīng)。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(jī)使用不方便。 噴涂機(jī)在聚氨酯各類設(shè)備中有較為特別的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。如果噴涂機(jī)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(jī)的計(jì)量泵和工作原理如圖 beng 所示。習(xí)慣上將高壓機(jī)的澆注頭也稱為槍頭。料控閥芯再不需要噴料工作時(shí)將 A、 B 截?cái)唷? 圖 27聚氨酯噴槍結(jié)構(gòu) 噴涂設(shè)備的改進(jìn) 圖 26 是傳統(tǒng)的聚氨酯 涂設(shè)備的設(shè)計(jì)方案。 北化航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 23 圖 28改進(jìn)方案 噴涂設(shè)備的改進(jìn)方案 方案 2 采用集中加 熱，將料筒（ A、 B） 、計(jì)量泵、過濾器、部分料管均置于一個(gè)保溫箱中進(jìn)行集中加熱保溫。因?yàn)闇夭詈蜏囟人绤^(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(huì)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(jìn)入保溫箱，其他零部件 均進(jìn)入加熱保溫箱中，就不會(huì)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(jìn)行料溫控制，容易在供料泵、計(jì)量泵、噴槍等部位形成溫差和溫度死區(qū)?，F(xiàn)在分析一下這兩種設(shè)計(jì)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(shí)形成不同的噴射角。所以，將它設(shè)計(jì)成手槍外形的結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖 27?；钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)將上缸的料液推出，同時(shí)，下缸進(jìn)料但不排除，同樣，活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，下缸排除料液，上缸進(jìn)料，這樣活塞不斷上、下運(yùn)動(dòng)實(shí)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(xué)院畢業(yè)論文 22 圖 26聚氨酯噴涂機(jī) 結(jié)構(gòu)及工作原理圖 一般高低壓機(jī) 和軟泡的連續(xù)發(fā)泡機(jī)都采用料罐原料 — 計(jì)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(diǎn)相似之處，它們都采用噴槍進(jìn)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(xué)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(huì)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(yán)格控制物料指標(biāo)會(huì)增加催化劑及異氰酸酯用量 適當(dāng)增加異氰酸酯的純度和用量 噴涂成型設(shè)備 及改進(jìn) 對一些大型的、表面形狀復(fù)雜或不規(guī)則表面物件，采用通常的澆注工藝和設(shè)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(yīng) 發(fā)泡反應(yīng) 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(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。室外無風(fēng)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(jì)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(qiáng)凝膠聚合反應(yīng) （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(jìn)行加熱，管線保溫，保證物料進(jìn)槍口溫度在 20℃左右，壓縮空氣也應(yīng)加熱保溫，控制進(jìn)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(dòng)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(shí)必須適當(dāng)增加胺類催化劑用量或者減少有機(jī)錫類催化劑的用量，已達(dá)到氣體生成速度與凝膠速度相適應(yīng)。如選用多官能團(tuán)的多羥基化合物，或適當(dāng)增加多官能團(tuán)低當(dāng)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(yán)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(huì)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(yīng)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(dòng)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(xué)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(zhǔn)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(jìn)行噴涂發(fā)泡時(shí)，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(dǎo)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(yīng)物料的發(fā)泡速度較快。 ③ 勞動(dòng)生產(chǎn)率高，若噴涂速度以 2kg/min 計(jì)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(dòng)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(jī)工作時(shí)，噴料控制閥截?cái)嗷芈?，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(shí)，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(jī)結(jié)構(gòu)如圖 25 所示 低壓發(fā)泡機(jī)的 主要特點(diǎn)如下。同時(shí)，噴料槍頭截?cái)喔邏夯芈?，高壓料?jīng)針閥噴射進(jìn)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(dāng)雙組份料在氣缸中混合完畢，活塞自動(dòng)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(yīng)成型設(shè)備要控制的參數(shù)比較多，也較為復(fù)雜。 不管是聚氨酯的何種設(shè)備，只要是雙組份液體成型的設(shè)備，都是用 來完成凝膠和發(fā)泡兩項(xiàng)反應(yīng)。所以，聚氨酯設(shè)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(yīng)成型中，異氰酸酯是較難操作的一個(gè)組分。比如，許多聚氨酯產(chǎn)品既可使用高 壓澆注機(jī)，又可使用低壓澆注機(jī)來做，這就引起設(shè)備制造者與用戶的不同看法與認(rèn)識(shí)。而且，規(guī)格型號(hào)和許多零部件都