新興的聚氨醋泡沫塑料工業(yè)正迅猛向前發(fā)展。近年來。國內(nèi)共引進了聚氨醋泡沫加工設(shè)備130多套,生產(chǎn)能力達15萬噸/年?,F(xiàn)就當前國外、國內(nèi)典型聚氨醋泡沫加工設(shè)備和工藝進行簡述和初步評價供參考。
一、聚氨醋泡沫成型設(shè)備
聚氨酯噴涂發(fā)泡機各類成型設(shè)備必須滿足如下要求:.
1.要有貯存安全的化學(xué)原料的貯槽,避免吸入空氣中水分。
2.能精確控制和調(diào)整物料溫度。
3.能精確計量單一組份的流量和總體流量,并能控制和調(diào)整各組份的比例。
4.具有能在盡可能短的時間內(nèi)使各組份充分混合的混合機構(gòu)。
5.聚氨酯發(fā)泡機反應(yīng)混合液離開混合室須呈層流狀態(tài)。(噴涂發(fā)泡機除外)
(一)連續(xù)發(fā)泡設(shè)備
塊狀泡沫的連續(xù)生產(chǎn)是zui老的加工方法,也是當前聚氨酯發(fā)泡設(shè)備泡沫生產(chǎn)廠所采用的主要方法。結(jié)構(gòu)原理如圖i所示。其特點是在水平傳送帶的底部和兩側(cè)裝有與傳送帶同步進行的紙帶,泡沫的起泡、凝膠速度與傳送帶的行進速度是匹配的,傳送帶上部與四壁裝有加熱裝置。
據(jù)國外多年生產(chǎn)實踐證明:對于軟質(zhì)塊狀泡沫制品,一般以2米寬、l米高的尺寸為zui佳,如果繼續(xù)提高泡沫高度,則泡沫頂部與底部密度和硬度的差別就較大。
各類平頂發(fā)泡機投資多,占地面積大,特別明顯的是平頂發(fā)泡工藝處理物料量大,設(shè)備利用率低。例如一個3000噸/年的軟泡工廠,以22kg/m“的密度,5 } l Om/m的速度和每天8小f對計,則一年的開工率不足兩個月.確需占用1000m2的廠房。這就造成了主設(shè)備投資與后加工設(shè)備的投資、廠房布局、人員配備、原料貯存及運輸?shù)纫幌盗械牟黄胶猬F(xiàn)象。因此,八十年代初英國Ivyman有限公司研究出垂直發(fā)泡工藝,其特點是:將反應(yīng)混合液注入封閉的矩形或園形槽底部,槽四壁襯有紙帶或塑料薄膜,紙帶隨傳送帶同步上升,并可根據(jù)不同配方泡沫的上升速度,任意調(diào)整傳送帶的速度。這種垂直發(fā)泡設(shè)備,投資少、占地面積小,尤為突出的是,各組份的流量小,但確可以獲得平頂發(fā)泡同樣大小尺寸的泡沫。表3是典型的低密度園柱型泡沫生產(chǎn)的配方。
國外一般選用小型的聚氨酯噴涂機齒輪泵,而水的輸送則采用經(jīng)特殊改裝的三聯(lián)柱塞泵。垂直發(fā)泡槽邊的傳送帶是用一塊塊鏈板連接而成,由帶有傳動裝置的同步電機驅(qū)動。圓柱形泡沫的傳送帶是由·8 }-12條鏈板圍成圓形,必要時也可安裝成矩形。
塊狀硬泡的連續(xù)發(fā)泡設(shè)備,國內(nèi)使用較少,其結(jié)構(gòu)、原理與軟泡平頂發(fā)泡相似。但泡沫上方增加了層壓裝置,聚氨酯噴涂設(shè)備此裝置要考慮到泡沫脹膨的壓力,因此傳送帶設(shè)計成雙重的。為了獲得不同密度的制品,上部傳送帶的高度是可調(diào)的。板材產(chǎn)品大多為1,25米寬,0, 8米高。如生產(chǎn)密度為30}"-60kg/m3的泡沫板,速度為4 m/seco則流量約50kg/min。國外提供的成型板連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備,一般可生產(chǎn)。.5、1,3米寬,50-.150毫米厚,速度lOm/min,泡沫密度20-}60kg/m 3 } Cll】流量3 }".40kg/min層壓裝置的長度為12"" 3 0米。
塊狀泡沫生產(chǎn)所采用的設(shè)備基本上都屬低壓機的范疇。各制造廠都在努力提高自動化水平,主要從設(shè)備結(jié)構(gòu)上加以改進,以減少泡沫邊角料。降低生產(chǎn)成本。
噴;i v發(fā)泡是硬泡現(xiàn)場施工的主要方法。國內(nèi)現(xiàn)有施工設(shè)備90%以上是低壓噴涂機(有空氣噴余)以及少數(shù)高壓無空氣噴涂機。
聚氨酯高壓發(fā)泡機噴槍是高壓噴涂機的關(guān)鍵部件。所謂有空氣和無空氣噴涂,主要是看物料在噴槍內(nèi)是用空氣強制混合;還是不用空氣靜態(tài)混合。圖2是美國GUSMER公司n型噴槍的原理圖。當物料進入噴槍內(nèi)混合室時,由于細長孔的節(jié)流,流速高達100m/sec以上所以料液產(chǎn)生強烈的旋轉(zhuǎn)運動,同時由于混合室容積很小,還伴隨著高速撞擊運動和剪切運動,使二組份物料進行充分混合。高u的反應(yīng)混合液在噴槍口產(chǎn)生微細的霧狀小滴均勻噴涂}i構(gòu)件上。高壓噴涂發(fā)泡機只要更換噴槍也可成為澆注機使用。