聚氨酯硬泡生产工艺(6)

制台,仪表板,车顶制件,框架,阻流板以及引擎,车体和内部装饰部位的各种衬层. 图5-25为卡车的导流板作用示意图.大面积的导流板在背面用肋条增加. 图5-25 卡车的导流板

硬质聚氨酯结构泡沫与其它材料相结合可用来生产手感柔软的轻质时髦的内部装饰门

板,这是用一单独的表面层(如带有各种装饰性表面的热塑性塑料板或织物)以一步模塑法

与低密度硬质聚氨酯结构泡沫粘接而成的.

硬质聚氨酯结构泡沫能用来制造各种塑料家具,以及与其它材料组合的家具.必要的表

面层通常用抗擦伤和切割以及光稳定的涂料来制作.另外,用硬质聚氨酯结构泡沫生产模塑

制品的工艺也可精确地复制出表面花纹,如木材的纹理.在家具领域中的应用包括单人沙发,

长沙发和床,桌椅.洗涤盆和坐浴盆应符合卫生要求.

学校儿童的书桌和椅子,实验室的器具和零售商品贮藏器具是硬质聚氨酯结构泡沫塑料

的日益增长的应用领域.

良好的隔音性能可使其应用于电视机,收音机,扩音器,收录机,和音箱的外壳.

体育,游戏和娱乐制品必须在有时恶劣的气候下经受住高的机械应力而不损坏.用硬质

聚氨酯结构泡沫制造的模塑制品必须满足以上的要求.下坡的和越野的滑雪板的内芯用整皮

泡沫制成.整皮泡沫的其它应用还有:水上滑橇,乒乓球和网球拍,桨和划船用具,野营用

具和各种附件.尤其在滑雪橇和球拍上的应用(见图5-27和图5-28),因为反应性聚氨酯混合

物的一个特殊的优点是具有非常好的粘合性能,所以它能与其它材料制成复合材料. 99—

a—ABS覆层;b—EP-GR的上凸缘;c—聚氨酯芯; d—钢边;e—EP-GF下凸缘;f—PE滑面 图5-27 下坡滑雪板夹层结构示意图 a—PC(聚碳酸酯);b—Al(铝); c—PU(聚氨酯)

图5-28 网球拍的框架示意图

聚氨酯整皮泡沫也应用于电气,电子,机械制造,办公用具,音响设备,数据处理装置 和仪器等方面.

其它的应用实例有:电缆连接器和配线器外罩,开关箱,电缆盘;计算机外壳,复印机, 打字机和电传机.

5.3 单组分泡沫密封剂

自20世纪60年代以来聚氨酯泡沫和弹性材料就得到迅速发展,到目前为止,单组分聚 氨酯泡沫填缝剂由于便于携带和易于使用,仍然是一种颇受欢迎的材料,在建筑上有许多用

途,具有很大的潜在市场.这种填缝剂是以二异氰酸酯等多异氰酸酯为基础的预聚物,

使用

时较稠的液态预聚体从特制的阀喷出,形成大量的低密度泡沫,预聚体中大量残留NCO基

与空气中的水反应产生二氧化碳而固化,形成较硬的泡沫,它与大多数建筑材料有较高的粘

附力,并可与潮湿的表面粘结,因此这类聚氨酯已成为非常适用的填充与密封材料. 单组分泡沫密封剂是将硬泡原料全部都装在一个耐一定压力的容器中.原料液由端 NCO基预聚体与发泡剂等组成.施工时,打开包装罐阀门,罐中的低沸点发泡剂高压气体

将原料液射出,同时在减压下混合料中的发泡剂膨胀,使聚氨酯迅速发泡.空气中的水分与

预聚体中的NCO基团反应,泡沫固化.

单包装泡沫塑料主要用于建筑物空隙填充,例如门,窗与墙体间的缝隙,砌砖时的缝隙, 屋面板与管道连接处的填缝.由于硬质泡沫塑料有固定与密封作用,提高了建筑物或构件的

绝热效果.其主要性能特点:

(1)单组分发泡填充,5～10 min成形,1 h后可切割,填充快速,施工简单,效率高; (2)填充度高,保证充分密封;

(3)产品在填充发泡的同时,多余的泡沫可从缝隙两边流出,不会造成对门窗框体的 挤压变形等负影响;

(4)可与水泥砂浆和PVC板牢固粘结; (5)泡沫对PVC框体材料无任何腐蚀作用;

(6)固化后形成均匀的半硬质闭孔材料,可防水,隔声,阻碍空气流通,保证窗体周 边的密封性; 100—

(7)泡沫固化后,胀出的部分易于修整,可用刀具切割加工,方便快捷;

(8)表面可用涂料,乳胶漆刷涂保护,防止紫外线照射使材料老化,使用寿命可达50 年以上;

(9)半硬质聚氨酯泡沫具有弹性,形成弹性连接,可防止框体热胀冷缩引起的不良影 响并具有减震,防震作用;

(10)固化后的材料具有一定的阻燃性,可在火源移开后自动熄灭;

(11)固化泡沫耐温变(耐温变范围为-30～100℃),耐溶剂,酸,碱侵蚀,产品适用 性强;

(12)产品无氟利昂,使用过程对大气臭氧层无影响,固化泡沫对人体无危害.泡沫的 强密封性可减少能量散失,属于环保节能材料. 5.3.1 单组分泡沫胶制备 (1)白料的配制

在反应器中加入聚醚和阻燃剂,升温至 105℃.真空脱水1 h后降温至50℃;加入硅油, 催化剂及其它助剂,制成白料. (2)产品定量灌装

将黑料和白料定量灌入马口铁气雾罐,用封口机封口,再定量冲入70g HFC-134a等后 在振摇机上振动10 min. 5.3.2 技术参数 成分 聚氨酯类

颜色 乳白色

施工密度(ASTM D 1622) 22～25 kg/m3 固化物密度 20 kg/m3

拉伸强度(ASTM D 2856) 103 kPa 导数系数 0.03 W/(m·K) 表面固化时间 5～10 min 完全固化时间 12～24 h

固化后适用温度 -129～116℃ 5.3.3 影响性能的主要因素 (1)催化剂对填缝剂的影响

国内研究机构最初用催化剂A作单组分聚氨酯填缝剂的催化剂,由于这类催化剂活性

太高,最终导致罐内胶体增稠甚至凝固.据说目前广泛采用的是潜催化剂,一种潜催化剂

Cat与A分别对单组分泡沫料的贮存稳定性(贮存期)的影响见表5-2. 表5-2 催化剂品种对贮存稳定性的影响 表干时间 5min 10min

催化剂Cat >9个月 >12个月 催化剂A <2个月 <3个月 (2)催化剂量对泡沫性能的影响

催化剂用量多少对泡沫收缩率影响很大,在发泡反应进行时物料粘度的增加速度是关键

因素之一.粘度增加过快,所产生的气体在发泡反应完成之前就已固化,使泡沫塑料密度增

加,压缩变形性能下降;粘度增长过慢,气体在发泡反应之前就已逸出,结果导致小泡并大

泡,倒塌等现象发生,进而直接影响到泡沫的抗压强度,撕裂强度等性能.粘度增大的速度

实际上是凝胶反应速度,催化剂在这里是关键因素.催化剂的使用量以泡沫表干时间来决定,

考虑到生产可行性,实验认为表干时间在7～15min之间为佳. 101—

(3)白料与黑料的配比对泡沫性能的影响

单组分聚氨酯泡沫的固化机理是异氰酸酯基团与空气中的水分反应从而达到固化目的,

反应式为:

2RNCO + H2O → RNHCONHR + CO2

一般情况下异氰酸酯过量较多.泡沫的密度,压缩强度和剪切强度等也直接与异氰酸酯

与多元醇指数有关.有研究改变异氰酸酯基与羟基摩尔比R,测试泡沫的性能,结果如表

5-3所示.

表5-3 R值与泡沫塑料性能的关系

R 密度/(kg/m3) 粘接强度/kPa 剪切强度/kPa 压缩强度/kPa

4.0 15.0 100 100 22 5.2 17.0 150 170 32 6.5 21.0 214 280 49 7.8 21.5 220 310 57

备注 与PVC粘接 粘接铁板 泡沫抗压

由表5-3可见,R值(对应于异氰酸酯含量)越高,密度,粘结强度,剪切强度,抗压强

度等与硬段含量有关的性能值越高.兼顾产品的综合性能,在该体系R值为6.5较为合适.

(4) 影响贮存稳定性的其它因素

除了上面所讨论的催化剂是影响稳定性的重要因素外,原料的水分含量,聚醚多元醇中

K+含量等也是影响贮存稳定性的主要因素.一般情况下要求白料中水分含量<0.1%,K+含

量<0.001%较为恰当.

5.3.4 应用及填缝施工方法 5.3.4.1 施工步骤及方法

(1) 根据工程量及工程进度计划,提前进行材料选购和工具配备.使用的材料和工具主

要有聚氨酯高效填缝剂,清洗剂,乳胶漆及作业刀具等;

(2) 填缝施工前,应检查门框安装是否牢固,是否横平坚直,高低一致; (3) 使用枪式产品对框体与墙体间缝隙进行填充,密封;

(4) 填缝剂固化后.将其胀出的部分用刀具切割加工,使其表面与框体齐平; (5) 对填缝剂切割加工后,还要将其表面用乳胶漆刷涂保护,以防材料老化. 5.3.4.2 施工注意事项

(1) 所使用的聚氨酯高效填缝剂必须有产品的有效使用期限和使用说明; (2) 施工人员应戴工作手套和护目镜;

(3) 缝隙填充前,应将墙表面的灰渣清理于净;

(4) 在使用枪式产品时,若枪头无法伸进缝隙,应根据缝隙尺寸和位置选用不同孔径及

不同弯度的吸管装在枪管前部,以达到充分填充的目的; (5) 填缝剂固化前,应避免移动框体. 5.4 产品缺陷的分析和处理

表5-4列出了在生产硬质聚氨酯泡沫的工艺过程中经常出现的一些问题及其解决方法. 102—

表5-4 硬质聚氨酯泡沫生产中常见问题及解决方法 缺陷 可能原因 解决方法 泡沫硬度低,低温下收缩 (泡沫颜色正常)

过填充量低,造成升起末端 泡沫\拉长\可能是物料量 少情或发泡剂用量少

用实验室制取泡沫的原料和生产中所用原料,按 标准比较升起的高度和密度.如果发泡剂用量

少,进行调整;若投料少,适当增加投料量.并 检查对泡沫表观的影响. 泡沫硬度低,低温下收缩 (泡沫颜色淡)

异氰酸酯/多元醇的比例偏低 检查发泡机的异氰酸酯过滤器,并测定在操作压 力下异氰酸酯和多元醇的计量比率,调整到推荐 比例.

泡沫颜色深,发脆 异氰酸酯过量(计量不正确) 检查并清洁多元醇过滤器,测定在运转条件下异

氰酸酯和多元醇的计量(如果压力下计量比例大 大下降,需更换多元醇泵) a)泡沫混合物混合或成核不 足.

增加搅拌器的速度;清洁混合器头,提高进入混 合头的混合/成核气体量 b)发泡原料被油脂,硅油污 染,或者泡沫原料体系不相 溶.

对比实验室制取泡沫的原料和生产中所用原料, 检查污染可能对实验室发泡的影响.确认后,清 洁,彻底冲洗机器并重新充填,避免污染 c)泡沫组分比例\波动\或变 化大

加压平衡原料流量或调整高压机液压系统,以便 得到均匀的泡孔结构

d)被从安装在混合头上的清 洁溶剂进口渗出的溶剂污染 检查并清洁溶剂进口出的单向阀 泡沫结构不均匀,有条 纹.

泡沫结构粗

e)被可能渗出的水污染 检查可能渗水的地方

a)气体被升起的泡沫封闭 清洁或改变出气孔;改变夹具或模具的角度以更 改模腔内的气流结构;改变注射点的位置 b)在发泡压力下,发泡剂在 表面冷凝

将表面层温度提高到最低30～35℃. c)泡沫发泡不足,发泡剂用量 低(敞开容器中的原料在升 温时引起的损失)

对比实验室制取泡沫的原料和生产中所用原料, 适当添加发泡剂,得到标准的密度

d)表面层污染 清洁表面层,避免被油,润滑油,硅酮,脂肪酸 等污染

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库聚氨酯硬泡生产工艺(6)在线全文阅读。