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加工聚氨酯泡沫塑料選用什么樣的設備

作者:徐州恭樂人氣:發表時間:2018-4-2 14:35:39

不管采用那種工藝來制取聚氨酯泡沫產品,要卓有成效地進行生產,某些因素是共同的原料供應容器、計量裝置、混合頭、溫度控制系統和過程控制系統(本文未考慮加壓的單組分或雙組分體系,它們有其特定的應用)。 
在生產塊狀泡沫塑料的高產量發泡機中,原料可直接投入計量泵中,另一種方式是把大型容器集裝箱或圓桶內物料送至按日計儲罐或現場運行儲罐之計量裝置中。
按日計儲槽的特點在于可隨具體設備生產廠家的情況而進行改變,它包括單層罐或帶夾套的罐(帶有或不帶有內部、或外部溫度控制盤管或板)、保溫裝置和攪拌裝置、循環裝置,以及罐是否加壓。結構材料取決于組成,但比較典型的情況罐都是碳鋼,內表面覆以酚醛樹脂或環氧樹脂涂層。需抗組分腐蝕性時也有用不銹鋼罐的,按日計儲槽裝置采用自動加料系統,以確保各組成合適的儲存條件。 
計量裝置可分為低壓型和高壓型,還有一些是兼具二者性能特點的裝置。不管怎樣,計量裝置必須高度精確地(一般為土 1%)將諸組分輸送至混合頭。 
市售計量裝置有各種各樣適合所需多種組分以滿足泡沫塑料體系的要求。生產能力由每秒幾盎司(其應用如現場澆注密封件)到每分鐘 1000磅以上(大型模壓制品或大塊狀泡沫塑料)。 
低壓型計量裝置普遍采用高精密度齒輪泵,有種種不同傳動體系,包括用直流或交流直接傳動的變頻電動機、齒輪電動機、鏈傳動、齒輪系和動力皮帶輪傳動。 
低壓計量泵提供的壓力,非常典型的不超過1.38MPa。低壓
設備可應用于敞模澆注和噴沫成型;而當各組分間反應緩慢,足以保證它們能流入澆注孔時,低壓設備還可應用于閉模澆注。 
高壓計量設備常常被稱作反應撞流式混合,或高壓撞流式
混合機。各種化學組分處在高壓下彼此互相沖撞而發生混合。雖然大多數這種混合機都是適用于雙組分,也有適用于多組分者。 
就這類混合機而言,撞流壓力可由6.2MPa到20. 7MPa,這取決于混合要求。盡管高壓混合機常被認為是用于間歇式注模的機器,但也可用在硬質發泡板條的生產中,用作連續澆注機。高壓混合機采用了兩種不同類型的計量體系:泵式的和圓筒式的。 
計量泵體系應用了軸向、徑向或聯機式的具有高精密度的活塞泵,提供需要的壓力。由于精密的公差結構材料上的原因,這些泵不能應用于某些特定材料(如玻璃纖維)或具有高粘度的組合。這些泵的產率可以是固定的,也可是可調的。應用了各種各樣的直接傳動系統。通過手動,或者用直流電動機或變頻的交流電動機,亦可伺服系統,可以改變輸出量。 
圓筒式計量裝置應用了槍式或活塞式,園筒能處理有磨蝕性材料或高粘度物料。園筒可以獨立啟動或用從動液壓油缸啟動。雖然操作壓力一般與計量泵體系相同數量級,也制造出專門裝置可使撞流壓力達103MPa。盡管圓筒式計量裝置通常適用于固定注射量,但也有些串聯裝置可連續供料。 
混合頭要么是低壓型,要么是高壓型。 
低壓裝置的混合頭是一個由電機或液壓馬達驅動的帶有旋轉葉輪的室,葉片可以是低剪切或高剪切,視需要而定。低壓混合頭能提供優異的混合操作,可以設計成具有相當寬范圍的產率,包括極低的物料生產率。 
間歇式批量注料機中應用的混合頭內,各組分在兩次注料之間通過混合頭反復循環,以幾種方式控制反壓力。注料時滑間或孔打開,就連續澆注成型機來說,盡量少調節閥門,一旦澆注作業開始,就可以按需要連續進行下去。在連續作業中,配方的改變很容易做到。 
低壓混合頭的缺點是在注料或“澆”注后需對混合頭進行清洗。就間歇批量注料成型機來說,每次注射后并不需如此,但總不得不定期清洗。組分流動停止后,混合頭先以空氣吹掃,之后以適當溶劑洗滌,以前是用這些溶劑如二氯甲烷,但它已引起成本和環境問題,最近在某些應用中采用了熱水洗滌系統。還有跡象表明,洗滌水還可重新使用。 高壓混合機頭是基于物料彼此都處在高壓下沖撞原理而工作的,高壓消散在混合時的能量和熱量中,混合頭以液壓開啟和關閉。不用機械混合,大部分現代化的混合頭都設計得無須對混合室進行清洗或沖洗。為了卓有成效地混合,混合頭(室)的直徑必須認真考慮。產量如因直徑問題而太低,這種混合就是不良混合。但如果產量太高,在敞模澆注時出現濺灑問題。 
各種專門混合頭的設計,包括帶有特制銷釘(在撞流區下)的B型頭和帶有清洗橫向活塞L型頭,它們都適用于減少濺射或改進混合效率。特別是,對于高密度微孔泡沫塑料,在閉模澆注中采用了所謂的再混合器,這些裝置并非再混合,它們在混合室里產生出返壓力,以提高在混合段的混合效率。 
在泡沫塑料生產中為保持一定稠度,良好的溫度控制尤其重要。由于在高壓下再循環產生出巨大熱量,因而對高壓裝置尤其重要,幾個不同的設計原理都是適用的。高效的板形換熱器因低的壓力降和易于保養愈來愈被普遍采用。 
過程控制體系所及范圍從簡單的繼電器邏輯控制板(根據人工操作對裝置進行開閉)直到高級的復雜精密的程序邏輯系統(監控、操作控制和為統計過程控制提供產量數據)。程序控制系統常以CRT顯示以便于進行過程控制。 
控制部分的化費在最終全套裝置化費中所占的比例比機械部件大?刂企w系除控制主要的泡沫塑料成型機以外,還可包括控制運輸系統、混合頭托架和模具。 
其它要求 
盡管擁有計量裝置是泡沫成型操作的基礎,而為了生產出合用產品還必然會遇到某些其它要求。它們是: 
運輸系統 有許許多多的運輸系統適用于泡沫塑料的生產。對于塊狀泡沫塑料,有巷道式轉送系統,泡沫塑料在這里澆注在紙或塑料薄膜上,紙或薄膜村在移動的傳送帶底部和其邊側上。這就有諸多變化,其中之一為了提高泡沫塑料的利用率,而制造一平坦的(不是圓形的)頂部表面來實現。 
生產軟質塊狀泡沫塑料用設備的一個新發展是允許采用極高水含量的配方,這種配方免去或極大減少了對助發泡劑的要求。該體系可使塊狀泡沫塑料迅速冷卻,防止了可導致泡沫塑料降解的高發熱。有一通風冷卻室直接位于塊狀泡沫塑料生產線的成品卸料處。正常情況下,為了進行空氣循環,該室要有三個部分。第一和第三部分引入室溫空氣流經泡沫塑料塊,中心部分則是用再循環的空氣與予冷的空氣混合通過泡沫塑料塊。為獲得最佳結果必須對諸多條件加以控制。在該設備的一種改型中,把排出氣體經炭吸附作用,以消除排出物中痕量污染。 
還有幾種輸送系統適用于模壓泡沫塑料,如旋轉臺、轉盤、懸掛傳送帶以及拖曳鏈傳送帶。輸送系統的選擇取決于諸多因素,如每單位時間所需制品的數量,泡沫塑料固化的速率,澆注技術以及制件復雜程度。這時要求多模操作或者使模具移動。 
伴隨輸送體系,需用有些混合頭支架以進行泡沫塑料的澆注。其范圍從手工操作直到自動化的多軸機器手。 
還應指出,愈來愈多一些極成功模壓操作采用模具靜止不動的辦法。把混合頭支于一長懸
架或環形線上,它是一個帶有多個混合頭而用一個計量裝置操作的體系。 
雙層皮帶層壓作業線 將塊狀泡沫塑料輸送帶與模壓成型操作結合在一起。層壓作業線將泡沫塑料夾在許多種面層間,這些面層如紙張、薄膜、鋁箔和金屬片。層壓機上設有精密的能夠除去諸表面刻痕的金屬平板輸送帶,賦予層壓板以精確的厚度。在敞開式澆注成型技術中,泡沫塑料注在底層上。頂層用上平板輸送帶來控制。 
層壓板也可用固定的模具來制造,采用帶有靈活長桿的特殊計量裝置可以把混合頭在表面層間移動,可用以制造長形板材。 
多種多樣的泡沫塑料模具足以匹配多種多樣的泡沫塑料。包括:用于成型板材的簡單膠合板結構;屬于制造仿木制品用的支承于木框架或金屬框架中的硅橡膠面板;彈性墊和模型部件用的環氧樹脂模具;制造各種部件用的層壓玻璃纖維增強結構;制造儀器板用的表面鑄環氧樹脂鋁模;座椅或床墊用的鑄鋁模特殊部件用的機加工鋁模,用于A級表面汽車(RIM)部件的機加工鋼模。 
模具可以是單獨使用的,也可以是以在模具載體或模壓機中使用的。單獨使用模具的成本一般較帶模具載體的要低,但是模具載體可以應用于各種不同的模具,壽命長,能有效地降低成本。 
模具載體可以是簡單的夾具,或者是供制造大型汽車部件用的大噸位水壓機。盡管聚氨酯模壓是用低壓,有些技術就需提高壓力。當部件以高速注射人模具中時,模具經受著高液壓活塞的作用,會使模具開啟。 
結構反應注塑(SRIM)或增強反應注塑(RRIM)也會提高模壓,這是因為降低了反應物的流動性。

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