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關(guān)于聚氨酯泡沫的研究與應(yīng)用-大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)位論文范文模板參考資料(參考版)

2024-12-03 11:16本頁(yè)面
  

【正文】 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(méi)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。因?yàn)闇夭詈蜏囟人绤^(qū)很容易將 MDI(精)凝固或半凝固。方案 1 采用熱交換器對(duì) 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)。 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(guò)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?,F(xiàn)在分析一下這兩種設(shè)計(jì)方案之間的差別。 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。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。料控閥芯再不需要噴料工作時(shí)將 A、 B 截?cái)?。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。習(xí)慣上將高壓機(jī)的澆注頭也稱(chēng)為槍頭?;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(duì)噴槍連續(xù)不斷供料。噴涂機(jī)的計(jì)量泵和工作原理如圖 beng 所示。這樣,噴槍上只有兩根料( A、B 料各 1)管,使用方便。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(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工很不方便。 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)。 噴涂機(jī)在聚氨酯各類(lèi)設(shè)備中有較為特別的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。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。另外,如建筑需要現(xiàn)場(chǎng)施工的情況,現(xiàn)有的高低壓發(fā)泡機(jī)使用不方便。 噴涂發(fā)泡成型過(guò)程中異常現(xiàn)象、產(chǎn)生原因及解決辦法見(jiàn) 表 24 表 24 噴涂成型生產(chǎn)中的異常現(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(lèi)物質(zhì),酸值過(guò)高會(huì)造成結(jié)構(gòu)松弛 異氰酸酯純度過(guò)低或用量不足 除去油類(lèi)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(duì)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。這種工藝要求有高度穩(wěn)定作用的泡沫穩(wěn)定劑以延長(zhǎng)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)。 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。 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。 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)。其特點(diǎn)是發(fā)泡物料在離開(kāi)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(guò)化學(xué)法第二次發(fā)泡成型。室外無(wú)風(fēng)狀態(tài)下施工,噴射口周?chē)漠惽杷狨フ魵?,?jīng)取樣分析在 1 10- 8 ~ 2 10- 8 。經(jīng)高壓無(wú)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%。 s。除 PAPI 以外,其他組分的總黏度為( 25℃)310 10- 3 Pa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。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(duì)環(huán)境污染也相當(dāng)大。 ,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。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(lèi)化合物而嚴(yán)重發(fā)酥變脆,引起脫落。對(duì)發(fā)泡物料進(jìn)行加熱,管線(xiàn)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℃。 ,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。 泡沫脫落的現(xiàn)象是指泡沫噴涂之后,在熟化過(guò)程中,自動(dòng)或稍加外力泡沫便從施工物件表面脫落下來(lái),底層酥 脆呈粉末狀。 (氯乙基)磷酸酯,若用量過(guò)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。這時(shí)必須適當(dāng)增加胺類(lèi)催化劑用量或者減少有機(jī)錫類(lèi)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。為此可采取以下措施消除泡沫的收縮的現(xiàn)象。 聚氨酯噴涂發(fā)泡過(guò)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。物件溫度在 10℃以上對(duì)施工質(zhì)量無(wú)影響,當(dāng)物件表面溫度在 10℃以下,將產(chǎn)生不正常現(xiàn)象。異氰酸酯組分過(guò)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。測(cè)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。表面有水或油造成黏合不牢易脫落;表面涂漆無(wú)影響;鋼板表面的氧化層和灰塵應(yīng)除凈,否則不易粘牢。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。 。風(fēng)壓太低物料混合不佳,霧化差。 。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。一般控制在 3~ 5s,太快,易堵槍?zhuān)惶装l(fā)生流失或滴落現(xiàn)象。 ④ 施工控制條件 。噴涂操作 類(lèi)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。 ③ 施工技術(shù)。流量誤差不要超過(guò)177。 ② 調(diào)節(jié)流量。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(chēng)量。 低壓空氣噴涂發(fā)泡操作施工方法簡(jiǎn)述如下 ① 配料。發(fā)泡物料損失量比澆注法大,氣味也大。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(chǎng)施工物件表面上發(fā)泡,泡沫厚度不受任何限制。 ( 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。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(chǎng)發(fā)泡成型。一般氣溫低使用量多,尤其對(duì)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表 22 列出 代表性噴涂型阻燃硬質(zhì)泡沫塑料配方與性能。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。這里指物料的黏度與互溶性。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(guò)大或施工困難。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。 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(wèn)題。 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。 ① 不需要模具。這類(lèi)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。 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。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。料?— A1— A2— A3— A4— A5— A6— A7 料罐。否則出現(xiàn)局部結(jié)晶堵塞系統(tǒng)。 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。同時(shí),也是對(duì)混合腔散熱。這些殘留副作用力非常強(qiáng),必須盡快清除。然 后,高速攪拌混料。 ④ 殘料、清洗劑浪費(fèi)和消耗較大。 ② 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維修方便。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 ~ 。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。 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。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 A4 經(jīng)高低壓轉(zhuǎn)換閥到 A5。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。若料粘度過(guò)高,整個(gè)系統(tǒng) 壓力過(guò)高,這對(duì)設(shè)備制造帶來(lái)一定困難。 ⑦ 對(duì)高粘度料處理有一定困難。高壓噴射過(guò)程如果不產(chǎn)生一定的緩沖措施,噴射出來(lái)的料液容易產(chǎn)生沖擊氣泡,這容易產(chǎn)生氣泡缺陷。如果散熱處理不好極易造成發(fā)泡過(guò)度。 ⑤ 發(fā)泡過(guò)度。 ④ 能耗較高。 北化航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 ③ 制造成本較高。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。 ② 無(wú)殘料、無(wú)清洗劑。 ① 混料效果好。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(duì)象:水箱夾層灌注、防盜門(mén)夾層灌注、仿木類(lèi)產(chǎn)品等。比如,聚氨酯鞋底生產(chǎn)線(xiàn)。這個(gè)流水生產(chǎn)線(xiàn)上既要用來(lái)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)。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。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。 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(lái)完成凝膠和發(fā)泡兩項(xiàng)反應(yīng)。所以,大家習(xí)慣上也就按設(shè)備對(duì)異氰酸酯的使用情況,進(jìn)行大致的分類(lèi)。所以,聚氨酯設(shè)備或配套的條件,如果能滿(mǎn)足異氰酸酯的條件,肯定能滿(mǎn)足聚酯或聚醚多元醇的要求。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。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。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。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(lái)做,這就引起設(shè)備制造者與用戶(hù)的不同看法與認(rèn)識(shí)。 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。而且,規(guī)格型號(hào)和許多零部件都可以標(biāo)準(zhǔn)化,通用性和互換性都
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