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硬質聚氨酯泡沫板材的生產工藝

發布日期:2018-07-26
硬質聚氨酯泡沫塑料,簡稱聚氨酯硬泡,是由硬泡聚醚多元醇(聚氨酯硬泡組合聚醚又稱白料)與異氰酸酯(又稱黑料)反應製備的,具有重量輕、強度高等優良性能,且尺寸穩定性好,粘結力強,對鋼、鋁、不鏽鋼等金屬,木材、混凝土、石棉、瀝青、紙以及聚乙烯、聚丙烯等大多數塑料材料都具有良好的粘結強度。此外,聚氨酯硬泡還具有閉孔率高、導熱係數低等特點,是目前建築領域應用最廣泛、保溫隔熱性能最好的一類建築保溫材料。
在建築板材方麵,依照發泡成型的工藝情況可以將硬質聚氨酯泡沫板材分為連續式聚氨酯泡沫板材和間歇式聚氨酯泡沫板材。間歇式聚氨酯泡沫板材要求聚氨酯發泡料在較短暫的時間內填布滿較薄的大體積模腔,要求發泡體係要具有優異的活動性,製得的泡沫板材要具有良好的密度分布和優異的尺寸穩定性;連續式聚氨酯泡沫板材則要求發泡參數與生產線速度具有合適的配合性、後期具有優異的脫模性等。下麵,百強板材將為大家簡單介紹一下連續式聚氨酯泡沫板材以及間歇式聚氨酯泡沫板材的生產工藝。
一、連續式聚氨酯泡沫板材的生產工藝
硬質聚氨酯泡沫板材的連續化生產,使生產效率得到了大大提高。下麵跟隨百強板材一起來了解一下水平式聚氨酯泡沫複合板材連續成型的過程:首先,將原料注入發泡機中混合均勻之後,送到勻速移動的麵材上進行發泡,同時,將上層麵材合向泡沫塑料,最終製得上下兩麵都帶麵材的聚氨酯泡沫複合板材。作為麵材的材料多數以鋁箔、金屬材料為主。在發泡傳輸的過程中,聚氨酯泡沫在雙層加壓的麵板中熟化,之後隻需按所需的長度對板材進行切割,即可生產出所需規格的聚氨酯泡沫複合板材。
在聚氨酯泡沫板材的連續複合成型生產過程中,反應物料的分布一定要均勻。具體的操作方法為:混合頭簡單地往返澆注物料,在板材寬約1.25m時,生產速度一般限於9——10m/min。若高於此速度,則在混合頭進行移動換向時,板材邊沿處的反應物料容易澆注過量。另外,若澆注的往返速度過高,在施工操作過程中也不太容易操縱,存在安全隱患。若用兩個以上混合頭聯合注料,雖能減少每一個混合頭的澆注量,但混合頭不往返移動,固定在中心,因此,需連接一個壓料輥或其他能使物料迅速分布均勻的配料裝置。
聚氨酯泡沫複合板材的厚度可通過改變成型機上、下金屬板傳送帶之間的間隔及側邊密封塊的厚度來進行調整。厚度的可調範圍在20mm——250mm之間,傳送帶的速度可在1.0m/min——25m/min範圍內根據需要進行調整,板材的寬度也可根據需要在600mm——1200的範圍內進行調整。
此外,百強板材的專家提醒大家還有一點值得注意的是,在高速連續複合發泡成型的生產過程中,反應速度對溫度的變化非常敏感,特別是聚異氰脲酸酯泡沫體係。因此,為減弱體係對溫度的敏感程度,百強板材的專輯建議大家在生產時采用高粘度規格的異氰酸酯。
二、間歇式聚氨酯泡沫板材的生產工藝
注射式板材的生產方法是在模具中注射成型,這是一種間歇式加工法。具體的操作工序為:首先將原料注入發泡機中,之後通過發泡機中的計量泵把聚氨酯的兩種組分原料打進混合頭,待兩種原料混合均勻後,通過模具的注進孔把混合好的原料注進模具空腔中(模具空腔中要事先安放好麵材),最後,等發泡熟化後,即可從模具中取出板材。
注射式加工方法的優點是設備簡單,能夠適應多品種生產。例如,根據應用上的要求而需要選用平麵或凹凸形的麵材作為複合板材的表層,這種情況也可以采用注射式進行加工。采用這種方法生產板材時,要注意調節發泡時間的參數,對於不同長度的板材要選用不同的配方,這樣才能滿足不同規格板材成型工藝的要求,特別是對於長度較長的板材來說,調整配方顯得尤為重要。
采用注射式加工方法生產聚氨酯泡沫板材時,原料的凝膠速度對成品的質量影響很大。當兩種組分的混合原料注入模具後,必須使其完全布滿模腔之後才能凝膠,否則,難以製成泡沫密度均一的製品。假如凝膠固化的速度太快,有可能造成距離注射口近的地方填充密度過大,而距離注射口較遠的地方則填充不滿,從而形成空腔,這時,調整聚醚組合料的配方就顯得尤為重要了。
原料的選擇對於聚氨酯硬質泡沫塑料板材的各項性能具有很大程度的影響,因此,怎樣選擇合適的原料才能使製得的聚氨酯硬質泡沫材料具備更加優異的性能呢?下麵就由百強板材的專家為你解答。
首先,選擇合適的聚醚多元醇最為重要。聚醚多元醇是組成聚氨酯硬泡的基礎原料之一,它對製得的聚氨酯泡沫芯材的物理力學性能、尺寸穩定性以及發泡工藝性能等方麵均有影響。根據起始劑以及羥值和粘度的要求確定了聚醚的型號之後,應選用鉀離子含量低的聚醚多元醇。
泡沫穩定劑(也稱為發泡劑)的主要作用是控製泡孔的大小、維持泡孔的穩定以及防止泡孔崩塌,應選擇乳化能力強的泡沫穩定劑為宜。有機矽酮類泡沫穩定劑對此具有較好的作用,其用量可在1.5%——2.5%(質量分數)內調節。此外,發泡劑的種類以及用量對聚氨酯硬泡的密度、強度等物理性能也有直接的影響。發泡劑不僅可以調整和控製泡沫製品的密度和性能,還能降低組合聚醚的粘度、改善其發泡工藝,提高泡沫的活動性,有利於泡沫成型。
催化劑的選擇可選用延遲催化體係,從而使得乳白與凝膠的間隔時間較長,有效提高發泡體係的活動性並改善泡沫的性能,以適合生產工藝操縱。此外,泡沫在腔體內是否均勻、泡沫的細膩程度以及泡沫閉孔率的高低等因素對板材的整體保溫性能均有很大影響,這些因素關係到泡沫與腔壁粘接的牢固程度以及泡沫的尺寸穩定性等性能。
阻燃劑的使用可以使製得的聚氨酯泡沫塑料的耐火性能得到顯著增強,但是,阻燃劑在發泡過程中會對泡沫產生一定的破壞作用,因此,必須嚴格調控催化劑的加入量,在保證提高聚氨酯硬泡阻燃效果的條件下,保證泡沫塑料的使用性能和尺寸穩定性不受到影響。
異氰酸酯的選用是固定的,但異氰酸酯的用量會對聚氨酯泡沫製品的性能產生一定影響,隨著異氰酸酯用量的增加,泡沫塑料的交聯度增加,其剛度和強度也隨之提高,但若異氰酸酯用量過多,會造成泡體發脆,從而使得芯材極易產生裂紋。
箱式保溫板材的生產采用類似於箱式軟泡生產的模具,具體的施工工序為:首先,將組合聚醚輸送至箱式發泡機的工作釜中,攪拌幾分鍾後將其注入發泡攪拌桶中,然後加入計算好用量的異氰酸酯組分,高速攪拌混合30秒後,提起攪拌桶並同時打開桶底蓋,使混合後的黑白料流進箱式模具中(模具表麵塗有脫模劑或者表麵展聚乙烯塑料薄膜),之後在上麵放置浮動頂板,使混合物進行發泡。放置20分鍾待其發泡完成後,即可將箱體的四邊側板打開,取出聚氨酯硬質泡沫,待其自然熟化24小時之後按要求進行切割。
木工適用的鋸、磨等加工方法均可用於加工塊狀硬質聚氨酯泡沫塑料。聚氨酯硬質泡沫塑料被加工成一定的外形和尺寸之後,再黏貼上麵層材料就成為複合板材。聚氨酯、環氧樹脂、不飽和聚酯以及聚乙酸乙烯等膠粘劑都可以用於黏貼聚氨酯硬質泡沫板材。黏貼之前一定要把聚氨酯硬質泡沫板材表麵切割時留下的粉塵除幹淨,采用減壓吸塵除粉的方法較為有效。黏貼過程所加壓力的大小和加熱的程度等均隨膠粘劑的種類而異。有的膠粘劑內含溶劑,預先鑒別這些溶劑是否會損壞聚氨酯硬泡材料和麵層材料,玻璃纖維增強聚酯或環氧樹脂等增強材料能黏合於泡沫塑料上作為麵材。
材料切割黏貼法的優點是:該方法所需的生產裝置較為簡單,能製造曲麵形的板材,還能改變板材的外形與尺寸,較為方便與經濟。製品通常用作建築物上的曲線部分構件、船艇以及運動器材等方麵。缺點是有邊角廢料產生,浪費泡沫塑料,此外,增加的黏貼工序也使得整體的施工工藝變得更為複雜,且會造成耗用勞動力用度較多。
綜上所述,硬質聚氨酯泡沫塑料是一種綜合性能優良的建築節能隔熱保溫材料。在實際應用的過程中,上述提到的兩種生產工藝都有各自的優點,同時也有各自的不足之處:間歇式聚氨酯硬質泡沫板材的生產工藝操縱簡單,耗費的本錢低,在我國應用比較廣泛;而連續式聚氨酯硬質泡沫板材,我國目前隻有幾十條生產線,產量很大,廣泛應用於中心空調的冷風管等領域,但是設備投資巨大,從配方、原料、工藝和製造等方麵均有待加強研發力度,我國在這方麵做了很多工作,近幾年已經取得了明顯的進展。
隨著我國聚氨酯建築節能等有關政策的完善,我國聚氨酯硬質泡沫塑料在各個領域發揮更大的作用,遠景將更加光明。
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