El proceso de producción de espuma de poliuretano.

Proceso de producción de espuma rígida de poliuretano Proceso de moldeo de espuma rígida El método básico de producción de espuma rígida de poliuretano La espuma de poliuretano rígida generalmente se espuma a temperatura ambiente y el proceso de moldeo es relativamente simple. Según el grado de mecanización de la construcción, se puede dividir en espumado manual y espumado mecánico. Según la presión durante la formación de espuma, se puede dividir en espumación de alta presión y espumación de baja presión. Según el método de moldeo, se puede dividir en espuma por vertido y espuma por aspersión. La espuma vertida se puede dividir en espuma en bloque, espuma moldeada, fundición de carcasa aislante, etc. según los campos de aplicación específicos y las formas del producto. Según el sistema de espuma, puede ser un sistema de espuma de HCFC, un sistema de espuma de pentano, un sistema de espuma de agua, etc. Los diferentes sistemas de espuma tienen diferentes requisitos para el equipo. Según si la producción continua se puede dividir en método por lotes y método continuo. El método por lotes es adecuado para la producción de lotes pequeños. El método continuo es adecuado para la producción a gran escala y utiliza métodos de producción en línea de montaje con alta eficiencia. Según si se requiere prepolimerización en los pasos de operación, se puede dividir en método de un solo paso y método de prepolimerización (o método de semiprepolimerización). 1. La espuma manual y la espuma mecánica se pueden formar mediante vertido manual cuando no hay una máquina de espuma, la cantidad de moldes es pequeña y la demanda de productos de espuma no es grande. La espumación manual tiene una baja productividad laboral y una baja tasa de utilización de materias primas, y muchas materias primas se adhieren a las paredes del contenedor. El rendimiento también es menor. El desarrollo de nuevas fórmulas, así como las pruebas de rutina de los sistemas de materias primas y la depuración de fórmulas antes de la producción, generalmente requieren una pequeña prueba en el laboratorio, es decir, una prueba de formación de espuma manual. En producción, este método solo es adecuado para construcciones temporales a pequeña escala en el sitio, produciendo una pequeña cantidad de productos sin forma o haciendo algunas muestras de espuma plástica. La formación de espuma manual se puede dividir aproximadamente en varios pasos: (1) Determinar la fórmula, calcular el volumen del producto y calcular la cantidad de material de acuerdo con la densidad de acuerdo con la cantidad total de material utilizado en el producto, un exceso de. Generalmente se requiere entre un 5% y un 15%. (2) Limpiar el molde, aplicar agente desmoldante y precalentar el molde. (3) Pesar materiales, mezclar, verter, envejecer y desmoldar. Los pasos de mezclado para el vertido manual son: Después de pesar con precisión las distintas materias primas, premezcle el poliol y los aditivos. La premezcla de poliol y el poliisocianato se colocan en diferentes recipientes. Luego, mezcle estas materias primas de manera uniforme y viertalas inmediatamente. molde o el espacio que necesita ser llenado con espuma plástica, y la espuma plástica se obtiene después de una reacción química y formación de espuma. En nuestro país, la espumación manual sigue ocupando un lugar importante en algunas pequeñas y medianas fábricas. El vertido manual es también la base del vertido mecánico. Sin embargo, el vertido manual no es adecuado cuando hay lotes grandes y muchos moldes. Para la producción en masa y la construcción a gran escala, las máquinas de espuma se utilizan generalmente para operación mecanizada, lo cual es altamente eficiente. 2. Método de un solo paso y método de prepolimerización En la actualidad, las espumas rígidas de poliuretano se producen mediante el método de un solo paso, es decir, se mezclan diversas materias primas y luego se espuman. Para facilitar la producción, muchos fabricantes actualmente premezclan poliéter polioles y/y otros polioles, catalizadores, estabilizadores de espuma, agentes de expansión y otras materias primas, lo que se denomina "material blanco", cuando se usa, se mezcla con MDI crudo (. comúnmente conocido como "material negro") se mezcla y se espuma en forma de dos componentes, lo que sigue siendo un "método de un solo paso" porque no se produce ninguna reacción química antes de mezclar y formar espuma. Las primeras espumas rígidas de poliuretano se produjeron mediante el método de prepolimerización. Esto se debe a que la materia prima de poliisocianato utilizada en ese momento era TDI-80. Debido a la pequeña viscosidad del TDI, no coincide con la viscosidad de los polioles; el TDI es muy volátil a altas temperaturas y la reacción con polioles, agua, etc. libera una gran cantidad de calor, lo que dificulta su producción y funcionamiento; El método de un solo paso, por lo que el método de prepolimerización se usaba a menudo en ese momento. Si se hacen reaccionar todo el TDI y el poliol, el prepolímero terminado en isocianato producido tendrá una alta viscosidad y será incómodo de usar. El método de prepolimerización al que se hace referencia en la producción de espuma rígida es en realidad un "método de semiprepolimerización". Es decir, en primer lugar, el TDI reacciona con parte del poliol y la fracción másica de NCO en el prepolímero es generalmente de 20 a 25. Debido al gran exceso de TDI, la viscosidad del prepolímero es menor. Luego, el prepolímero se mezcla con poliéster o poliéter poliol, agente espumante, tensioactivo, catalizador, etc., y se produce una espuma rígida mediante una reacción de formación de espuma. Las ventajas del método de prepolimerización son: formación de espuma suave, baja temperatura del centro de la espuma, adecuado para productos moldeados. Desventajas: pasos complejos, mala fluidez del material, no adecuado para productos de paredes delgadas y productos con formas complejas;

Desde el desarrollo exitoso del MDI polimérico, el TDI básicamente ya no se utiliza como materia prima para espumas rígidas, y posteriormente el método de un solo paso reemplazó al método de prepolimerización. Proceso de moldeo por fundición La espumación por fundición es un método de moldeo comúnmente utilizado para espuma rígida de poliuretano, es decir, después de mezclar varias materias primas de manera uniforme, se inyectan en la cavidad del molde o pieza para el moldeo por espuma. El moldeado por fundición de espuma rígida de poliuretano se puede realizar mediante espumación manual o espumación mecánica mediante métodos de espumación intermitente y continua. El principio del vertido y espumado mecánico es similar al del espumado manual, la diferencia es que el espumado manual implica pesar varias materias primas en un recipiente y agitarlas y mezclarlas, mientras que el vertido y espumado mecánico utiliza una bomba dosificadora para introducir continuamente las materias primas; De acuerdo con la proporción de la fórmula, mezcle rápidamente en la cámara de mezcla de la máquina de burbujas. El método de vertido de espuma dura es adecuado para producir espuma dura en bloque, productos moldeados de espuma dura, llenar la cavidad del producto con espuma y otras espumas de vertido in situ. La espuma rígida en bloque y la espuma rígida en bloque de espuma moldeada se refieren a espacios en blanco de bloques de espuma rígida de gran tamaño, que generalmente pueden producirse mediante fundición por huecos o máquinas de espuma continua. Los bloques de espuma dura se cortan en productos de cierta forma. La espuma rígida moldeada generalmente se refiere a productos de espuma rígida que se vierten directamente en moldes. El método de producción de espuma dura en bloque es similar al de la espuma blanda en bloque continuo y al de la espuma blanda tipo caja. A las materias primas se les puede añadir una cierta cantidad de relleno sólido en polvo o en pasta. La espuma dura en forma de bloque suele estar equipada con una cubierta flotante de cierto peso en la parte superior del molde. La cantidad de materiales de reacción se calcula en función del volumen del molde y de la densidad de espuma requerida, siendo más apropiado entre un 3% y un 5% adicional. En este caso, el ascenso de la espuma está limitado por la cubierta flotante, la estructura es más uniforme y se reduce el grado de anisotropía. La espuma libre también se puede utilizar para producir espuma dura en bloque, es decir, espuma en una caja sin cubierta superior. La densidad de la espuma está determinada por la fórmula. La fórmula de producción y el proceso de espuma rígida de poliuretano de pequeño volumen (volumen inferior a 0,5 m3, espesor no superior a 10 cm) ya están maduros y se utilizan ampliamente en China. El proceso de formación de espuma de bloques de espuma dura de gran volumen es difícil y hay pocos fabricantes nacionales. En la producción de espuma de poliuretano rígida de gran volumen, se debe tener cuidado para evitar que la acumulación de calor generada dentro de la espuma cause quemaduras en el núcleo. Generalmente, es necesario controlar la humedad en las materias primas, no usar agua para hacer espuma para reducir la generación de calor y tratar de usar agentes espumantes físicos para absorber el calor de la reacción y reducir la temperatura del material de las materias primas espumadas. Para la formación de espuma en cajas intersticiales y la espuma moldeada, el proceso de formación de espuma es aproximadamente el siguiente: el poliol, el agente espumante, el catalizador y otras materias primas se miden con precisión y se colocan en un recipiente para premezclar uniformemente. Después de agregar el isocianato, mezcle bien el material de reacción fluido. se inyecta en el molde, reacciona químicamente y se le da forma. Las ventajas del proceso de espumado en bloque tipo caja son una baja inversión y una alta flexibilidad. Por lo general, un molde puede producir dos piezas de espuma dura por hora. Las desventajas son una gran pérdida de materias primas y una baja productividad laboral. La espuma de moldeo es la espuma en un molde cerrado con cierta resistencia (como una caja cerrada). La densidad está determinada por la dosis de la fórmula y el volumen del molde establecido. Generalmente se utiliza para producir algunos productos pequeños de espuma dura, como espuma dura de piel entera, espuma dura estructural, etc. Se requiere que el molde para moldear espuma resista una cierta cantidad de presión dentro del molde. La cantidad de sobrellenado de materias primas depende de la densidad requerida y de la calidad general de la piel. La espuma en bloque de gran volumen generalmente requiere una máquina de espuma para mezclar y verter los materiales. Se encuentran disponibles máquinas de espumación de alta y baja presión. En la formación de espuma mecánica, el tiempo lechoso del material espumante es mucho más corto que el de la mezcla con agitación. Por lo tanto, para producir piezas grandes de espuma plástica, es mejor utilizar una máquina espumadora de gran rendimiento. El proceso de producción de espuma dura en grumos mediante el método continuo es similar al de la espuma blanda en grumos. El principio y la apariencia de la máquina de formación de espuma utilizada también son similares a los de la máquina para producir espuma blanda. Por ejemplo, el dispositivo de espuma plana Planibloc también es adecuado para producir espuma dura en bloque. Precauciones durante el vertido y la formación de espuma Los catalizadores utilizados en el moldeo por vertido y formación de espuma son principalmente catalizadores de amina. Se pueden utilizar catalizadores de amina retardados para extender el tiempo de opalescencia para cumplir con los requisitos de llenado del molde. sistema material, pero no afecta su curabilidad. El índice de isocianato es ligeramente superior a 100, como por ejemplo 105. Durante el proceso de moldeo de espuma por vertido, la temperatura de la materia prima y la temperatura ambiente afectan directamente la calidad de los productos de espuma plástica. La temperatura ambiente es preferiblemente de 20~30℃, y la temperatura de la materia prima se puede controlar a 20~30℃ o ligeramente más alta. Es difícil obtener productos de alta calidad si la temperatura es demasiado alta o demasiado baja.

Para productos a gran escala, como barcos y vehículos, que se funden y moldean en el sitio y es difícil controlar la temperatura ambiente, la temperatura de la materia prima se puede controlar adecuadamente y se puede ajustar la cantidad de catalizador utilizado. Los requisitos para el molde son estructura razonable, fácil desmontaje y montaje, peso ligero, cierta resistencia a la presión y la superficie interior debe tener un buen acabado. Al mismo tiempo, se deben perforar múltiples orificios de ventilación en lugares apropiados según el tamaño y la forma del molde. El material para fabricar los moldes es generalmente una aleación de aluminio y, en ocasiones, también se utilizan moldes de acero. La temperatura del molde afecta directamente la velocidad de eliminación del calor de la reacción. Cuando la temperatura del molde es baja, la proporción de formación de espuma es pequeña, la densidad del producto es alta y la piel es gruesa cuando la temperatura del molde es alta, ocurre lo contrario; Para producir productos de espuma plástica de alta calidad, la temperatura del molde generalmente se controla dentro del rango de 40 a 50°C. Cuando la temperatura del material y la temperatura del molde son bajas, la reacción química avanza lentamente y el tiempo de curado de la espuma es largo; cuando la temperatura es alta, el tiempo de curado es corto; Al inyectar espuma en el molde, el molde y el producto deben colocarse juntos en un ambiente de temperatura más alta para que maduren antes de desmoldar y permitir que se complete la reacción química. Si el molde se desmolda demasiado pronto, el curado será insuficiente y la espuma se deformará. Los tipos de materias primas y las formas y tamaños de los productos terminados son diferentes, y el tiempo y la temperatura de curado requeridos también son diferentes. Generalmente, la espuma moldeada debe curarse en el molde durante 10 minutos antes de poder desmoldarse. Debido al corto tiempo de mezclado, la eficiencia del mezclado es un factor que requiere atención. Para verter y hacer espuma manualmente, la batidora debe tener suficiente potencia y velocidad. Si se mezclan uniformemente, los poros de la espuma serán finos y uniformes, y la calidad será buena; si se mezclan mal, los poros de la espuma serán gruesos y desiguales, e incluso la composición química puede no cumplir con los requisitos de la fórmula en un área local; afectará en gran medida la calidad del producto. Moldeo por aspersión de espuma rígida de poliuretano El moldeo por aspersión de espuma rígida de poliuretano es un material combinado de dos componentes que se mezcla rápidamente y luego se rocía directamente sobre la superficie del objeto para formar espuma. La pulverización es un método de construcción importante para la espuma de poliuretano rígida. Puede usarse para la construcción de capas aislantes en cámaras frigoríficas, almacenes de granos, techos residenciales y de fábricas, paredes, tanques de almacenamiento, etc., y su aplicación se ha vuelto popular gradualmente. Las ventajas del moldeo con espuma por pulverización son: no se requiere molde; se puede formar una capa aislante de espuma de poliuretano rígida mediante pulverización, ya sea en la superficie horizontal, vertical o superior, ya sea en la superficie de un objeto de forma simple o compleja. superficie ; Alta productividad laboral; La espuma de poliuretano rígida obtenida mediante pulverización de espuma no tiene costuras, tiene un buen efecto de aislamiento térmico y tiene ciertas funciones impermeables. La pulverización a baja y alta presión generalmente se divide en pulverización a baja presión y pulverización a alta presión según la presión del equipo de pulverización. La pulverización de espuma a alta presión se divide en procesos de pulverización a alta presión neumática e hidráulica según el tipo. de medio que proporciona presión. La espuma por pulverización a baja presión se basa en una bomba de émbolo para extraer las dos materias primas de los materiales compuestos de espuma de poliuretano, "material blanco" (es decir, poliéter combinado) y "material negro" (es decir, MDI polimerizado) del barril de materia prima y transpórtelos a la boquilla de la pistola rociadora. Luego se usa aire comprimido para sacar las materias primas blancas y negras de la boquilla de la pistola rociadora mientras las mezcla y hace espuma. Las desventajas de la espuma por pulverización a baja presión son: gran pérdida de materias primas y contaminación ambiental; las materias primas blancas y negras se cruzan fácilmente y provocan el bloqueo de la boquilla y la tubería, y la boquilla debe limpiarse manualmente cada vez que se utiliza la máquina. se apaga; además, la presión del aire comprimido es inestable y el efecto de mezcla se ve afectado. Bueno o malo, afecta la calidad de la espuma y la superficie rociada no es lisa. Sin embargo, el precio de los equipos de espuma por aspersión de baja presión es más bajo que el de las máquinas de alta presión. Para la construcción de espuma por aspersión a baja presión, el compresor de aire generalmente se enciende primero, la presión del aire y el caudal se ajustan a los valores requeridos y luego se enciende la bomba dosificadora para iniciar la construcción de aspersión. La superficie a rociar es de 300 a 500 mm y el caudal es de 1 a 2 kg/min. La velocidad de movimiento de la pistola rociadora es de 0,5 a 0,8 s/m. Cuando finalice la pulverización, primero pare la bomba, luego detenga el aire comprimido, desmonte la pistola pulverizadora y límpiela con disolvente. Espuma por pulverización a alta presión, el material se golpea a alta velocidad y se gira y corta violentamente en la pequeña cámara de mezcla, y la mezcla es muy completa. El material en movimiento a alta velocidad forma finas gotas de niebla en la boquilla de la pistola rociadora y se rocía uniformemente sobre la superficie del objeto. En comparación con los equipos de espuma por aspersión de baja presión, los equipos de espuma por aspersión de alta presión tienen una serie de ventajas, como pequeñas fluctuaciones de presión, buen efecto de atomización por aspersión, aspersión sin aire, menos desperdicio de materias primas, menos contaminación y pistolas de aspersión autolimpiantes. En la actualidad, los equipos de pulverización domésticos de alta presión provienen principalmente de American Glas-Craft Company, Graco Company, Gusmer y otras empresas. Algunas máquinas pulverizadoras de alta presión importadas tienen calentadores controlables que pueden calentar materiales blancos y negros (hasta 70 °C).

Para facilitar la construcción, se equipa un tubo largo entre el calentador principal y la pistola pulverizadora. Para evitar que los dos componentes del material espumante se enfríen cuando fluyen a través del tubo largo, el tubo largo está cubierto con una capa aislante y tiene un calentador de compensación de temperatura en el interior para garantizar que el material negro y el material blanco alcancen la temperatura establecida. Elegir el equipo de espumado en aerosol adecuado es una de las claves para controlar la planitud y la calidad de la espuma en aerosol de poliuretano rígido. El efecto de la espuma por aspersión a alta presión es obviamente mejor que el de la espuma por aspersión a baja presión. Requisitos para las materias primas para el proceso de pulverización de espuma: ① Baja toxicidad Durante la pulverización de espuma, las materias primas se pulverizan en gotas muy finas para reducir la contaminación ambiental y la salud de los operadores, excepto el agente espumante, otras materias primas. Los componentes de bajo punto de ebullición deben controlarse estrictamente y los catalizadores de amina terciaria con olor fuerte deben usarse lo menos posible. Especialmente en el MDI polimérico, el contenido de isocianatos volátiles de bajo peso molecular debe controlarse dentro de un rango muy bajo. ② La baja viscosidad facilita una mezcla uniforme en muy poco tiempo. ③ La actividad del catalizador debe ser alta, porque el proceso de formación de espuma por pulverización requiere una velocidad de reacción rápida y la espuma debe solidificarse rápidamente y no fluir. Generalmente se utilizan catalizadores como trietilendiamina y dilaurato de dibutilestaño. Para la formación de espuma por pulverización se utilizan a menudo polioles de amina terciarios con efecto catalítico, como los polioles comúnmente conocidos como "éteres de amina" producidos por la reacción de etilendiamina y óxido de propileno. La velocidad de curado del material combinado debe ajustarse dentro de un rango apropiado, como un tiempo de blanqueamiento lechoso de 3 a 5 segundos y un tiempo antiadherente de 10 a 20 segundos. De esta manera se puede garantizar que el líquido de reacción solidifique sobre la superficie de pulverización inmediatamente después de mezclarlo para formar una espuma plástica. Esto es especialmente importante para la pulverización superior, de abajo hacia arriba. En cuanto a las condiciones ambientales para la pulverización de espuma, hay varios puntos que conviene tener en cuenta. (1) El rango de temperatura adecuado para la temperatura ambiente de la espuma en aerosol y la temperatura de la superficie del objeto a pulverizar es de 15 a 35 ℃. Algunas unidades de construcción consideran entre 5 y 8 ℃ como el límite mínimo de temperatura. Si la temperatura es demasiado baja, la espuma se caerá fácilmente de la superficie del objeto y la densidad de la espuma aumentará significativamente. Cuando la temperatura está en el rango de 15 a 25°C, la densidad de los plásticos de espuma no cambia significativamente; cuando la temperatura es de 5°C, la densidad aumenta significativamente. La temperatura ambiente es demasiado alta y la pérdida de agente espumante es demasiado grande. (2) El isocianato puede reaccionar fácilmente con el agua para formar una estructura que contiene enlaces de urea. A medida que aumenta este contenido estructural, la espuma se vuelve más quebradiza. Si hay rocío o escarcha en la superficie del objeto a rociar, se debe eliminar. De lo contrario, la fragilidad de la espuma plástica aumentará y la adherencia a la superficie del objeto se verá afectada. (3) Cuando la pulverización de espuma se realiza al aire libre, cuando la velocidad del viento supera los 5 m/s, el calor generado por la reacción es arrastrado por el viento y el calor no es fácil de acumular, lo que dificulta una reacción de formación de espuma más rápida. de la espuma y dificulta la obtención de espuma de alta calidad. Además, si la velocidad del viento es demasiado alta, la pérdida de materias primas también será grande. Para evitar la dispersión de finas gotas de material pulverizado y reducir la contaminación ambiental, se puede utilizar una cortina cortavientos cuando sea necesario. (4) La superficie del objeto a rociar debe estar libre de óxido, polvo, aceite y humedad. Si es necesario, la limpieza y el secado se deben realizar con antelación para cumplir con los requisitos anteriores. (5) Prestar atención a las cuestiones de seguridad y salud y fortalecer la protección laboral. Use gafas protectoras para evitar la inhalación de productos químicos nocivos durante la construcción. La espuma en aerosol se apila capa por capa y el espesor de una pulverización debe ser apropiado. El espesor de una pulverización es generalmente de 10 a 30 mm, preferiblemente de 15 a 20 mm. El espesor específico depende del sistema de materia prima de espuma, la temperatura, la conductividad térmica del sustrato pulverizado y otros factores. Si el espesor de una pulverización es demasiado fino, la densidad de la espuma aumentará. Si el espesor de una pulverización es demasiado grande, el calor de reacción será difícil de disipar y el núcleo se quemará y se deformará fácilmente. Precauciones para la construcción con espuma pulverizada: La temperatura ambiente y la temperatura de la superficie a pulverizar deben ser superiores a 10 °C. Si la temperatura es demasiado baja, la adherencia entre la espuma plástica y la superficie del objeto es pobre y es fácil de separar, y la densidad de la espuma aumenta significativamente. La mejor temperatura ambiente es entre 15 ℃ y 35 ℃. Si la temperatura es demasiado alta, se perderá el agente espumante. El espesor de una pulverización debe ser apropiado y el espesor de una sola capa de pulverización debe ser de unos 15 mm. Si el espesor es demasiado fino, la densidad de la espuma aumentará; si es demasiado grueso, será difícil controlar la planitud de la superficie pulverizada. No debe haber aceite, polvo, etc. en la superficie del objeto a pulverizar. Si hay rocío o escarcha en la superficie, se debe eliminar; de lo contrario, afectará la adhesión entre la espuma y la superficie del objeto y afectará el rendimiento de la espuma.

Cuando se pulveriza al aire libre, cuando la velocidad del viento supera los 5 m/s, las pérdidas de material y calor son grandes, es difícil obtener una capa de espuma satisfactoria y el medio ambiente se contamina. Utilice cortinas cortavientos si es necesario. Después de rociar la capa aislante de poliuretano, se debe proteger estrictamente para evitar dañar el efecto aislante o causar otros problemas. Se requieren medidas de protección tanto para la capa de barrera de vapor como para la superficie de espuma rígida de poliuretano. Después de rociar el piso, se debe preparar una capa impermeable y una capa protectora de mortero de cemento encima. Una vez finalizada la pulverización de espuma en la pared, la capa superficial también debe protegerse para evitar daños. El Instituto de Diseño de Ingeniería de Comercio Nacional es una de las unidades que lleva a cabo la construcción de aerosoles para almacenamiento en frío en mi país. El instituto ha propuesto un procedimiento para la construcción de espuma dura en aerosol, que propone seis indicadores técnicos principales para la espuma dura en aerosol, de la siguiente manera: ( 1) Densidad de paredes y techos Densidad de espuma pulverizada > 37 kg/m3, suelo > 45 kg/m3; (2) Resistencia a la compresión (esfuerzo de compresión con 10 % de deformación) para paredes y superficies superiores ≥ 147 kPa, suelos en general ≥ 245 kPa, caminar montacargas El piso ≥ 294 kPa (3) Conductividad térmica de la espuma de paredes y techos ≤ 0,022 W/(m·K), piso ≤ 0,024 W/(m·K); 5) La tasa de absorción de agua es ≤ 4% de acuerdo con GB8810 (6) El rendimiento retardante de llama está de acuerdo con GB2406-80 (tamaño de muestra 150 mm × 12,5 mm × 12,5 mm), el índice de oxígeno es ≥ 26 y el El tiempo de autoextinción después de dejar el fuego cumple con GB8333-87. Debe cumplir con los estándares de nivel "0". 5.1.4 Tecnología de producción y procesamiento de espuma rígida de poliuretano en bloques 5.1.4.1 Producción de espuma rígida de poliuretano en bloques La espuma rígida en bloques se refiere a bloques de espuma más grandes, con áreas de sección transversal en su mayoría cercanas a rectángulos, y se utiliza para cortar y hacer ciertas formas. productos. Por lo tanto, el bloque de espuma dura es una especie de pieza en blanco. Los métodos de producción se dividen en dos tipos: por lotes y continuo. La fabricación de bloques de espuma rígidos debe cumplir los siguientes requisitos: el tamaño del bloque de espuma debe ser grande; la sección transversal de la espuma debe ser cuadrada o rectangular para minimizar las pérdidas por corte; el número de moldes debe ser pequeño, lo que requiere una maduración corta; tiempo; forma del bloque Los cambios de densidad en varias partes de la espuma deben ser lo más pequeños posible. El proceso de producción de espuma rígida grumosa mediante el método por lotes es aproximadamente el siguiente: el poliol, el agente espumante, el catalizador y otras materias primas se miden con precisión y luego se colocan en un recipiente para premezclar y mezclar uniformemente. Finalmente, se agrega el isocianato y se mezcla completamente de inmediato. El material de reacción se inyecta en el molde antes de alcanzar el momento de color blanco lechoso y se obtiene una espuma rígida después de la reacción química y la formación de espuma. En el laboratorio, se pueden mezclar a mano pequeñas cantidades de mezclas de baja actividad utilizando mezcladores dispersables simples. Pero cuando el material pesa más de 500 g, lo mejor es utilizar una batidora mecánica para mezclar. Los proveedores de equipos ofrecen muchos mezcladores de turbina o de espiral diseñados adecuadamente. Su elección depende de la cantidad y viscosidad de la mezcla de reacción espumante. La mezcla con agitación se utiliza generalmente en la producción por lotes de espuma en bloques. Los materiales deben agitarse uniformemente antes de verterlos en el molde y, a menudo, se instala una cubierta flotante en la parte superior del molde. El peso de la cubierta flotante debe ser apropiado, lo suficiente para limitar el levantamiento de la espuma hacia arriba. Este proceso solo requiere inversión de mano de obra y es especialmente adecuado para operaciones de producción por lotes cuando la fórmula se cambia con frecuencia o la viscosidad de la materia prima es relativamente grande o el sistema de materia prima necesita agregar rellenos. Se permite agregar una cierta cantidad de polvo o pasta sólida. añadidos a las materias primas. Este sencillo proceso de bloques proporciona aproximadamente dos bloques de espuma por molde por hora. Cada pieza de espuma debe permanecer en el molde durante al menos 10 a 15 minutos después de que la espuma suba para evitar que se dañe debido a una resistencia insuficiente. Y si se desmolda demasiado pronto, la espuma se deformará. Por lo general, se debe garantizar una cantidad de sobrellenado del 3% al 5℅. Esto suele ser suficiente para obtener bloques con la parte superior plana y una espuma más homogénea y menos anisotrópica en comparación con la espumación libre. Las ventajas de este método son una baja inversión y una alta flexibilidad. Las desventajas son que la pérdida de materias primas es grande y las materias primas que quedan en el contenedor de mezcla no se pueden reciclar; la productividad laboral es baja y los costos laborales son altos; la operación manual de materias primas químicas tiene ciertos factores potencialmente inseguros; La Figura 5-1 muestra su proceso de producción.

(1) Molde con bisagras, recubierto con agente desmoldante de cera o revestido con una película de polietileno (2) Vierta la materia prima de espuma (3) La espuma se eleva debajo de la cubierta flotante (4) La espuma llena el molde y la cubierta flotante Arriba; la espuma es rectangular Figura 5-1 Método intermitente Bloque de placa de cubierta flotante Método de espuma dura Para superar las deficiencias anteriores, se debe utilizar una máquina de espuma para mezclar y verter los materiales. Se encuentran disponibles máquinas de espumación de alta y baja presión. Los materiales de reacción deben mezclarse bien y verterse en el molde antes de llegar al momento lechoso. Después de unos diez minutos de solidificación (dependiendo del dispositivo de reacción), abra el molde y saque el bloque de espuma. Por lo general, se deja madurar la espuma en bloque durante una semana antes de cortarla. Espuma mecánica, el tiempo de blanqueamiento lechoso del material de reacción es mucho más corto que el de la mezcla con agitación por lotes. Por lo tanto, al producir plásticos espumados de gran tamaño, si se utiliza un sistema de materia prima altamente reactiva, se debe seleccionar una máquina espumadora de gran rendimiento. Por ejemplo, si desea producir espuma rígida con una densidad de 30 kg/m3, el tamaño del molde es de 2 mx 1 mx 1 my se necesitan aproximadamente 66 kg de materia prima de espuma. Si estas materias primas se van a inyectar en el molde en 20 segundos, la capacidad de vertido de la máquina de espuma debe alcanzar los 200 kg/min. Se puede observar que el rendimiento requerido es considerable. Las máquinas de espuma con menor rendimiento también pueden producir bloques de espuma plástica. Como se muestra en la Figura 5-2, se puede usar un tubo de distribución móvil para inyectar la solución de reacción en el molde. El molde está ligeramente inclinado. Si se utiliza este método mejorado para producir espuma plástica con un área de sección transversal de 1m×0,5m y varios metros de longitud, la producción de la máquina es de aproximadamente 50 kg/min. Este método es adecuado para espumas rígidas de poliuretano y poliisocianurato, la última de las cuales tiene un proceso de formación de espuma más corto. La densidad de la espuma plástica se puede ajustar en el rango de 30~200 kg/m3. 1—Máquina de formación de espuma; 2—Tanque de almacenamiento de poliol; 3—Tanque de almacenamiento de isocianato; 4—Bomba dosificadora; 5—Cabezal mezclador. Figura 5-2 Proceso de producción de espuma rígida en bloque. La producción continua de espuma rígida en bloque es el método de procesamiento más económico. Este método es similar a la producción de bloques de espuma blanda, y la máquina de espuma utilizada es similar en principio y apariencia a la máquina utilizada para producir espuma blanda. Después de medir y mezclar uniformemente las materias primas, se vierten continuamente en una cubeta rodeada de papel o película de polietileno para formar espuma. La artesa se coloca sobre la cinta transportadora y avanza continuamente. En la mayoría de los sistemas transportadores para la producción continua de equipos de bloques de espuma rígida, las paredes laterales pueden moverse hacia arriba en dirección vertical. Las cintas transportadoras de las paredes laterales se accionan de forma sincronizada y coordinada con las cintas transportadoras que se mueven horizontalmente. Las paredes laterales de algunos equipos son fijas, pero la capa superficial se presiona firmemente contra los rodillos verticales para reducir la resistencia de la espuma a elevarse. La parte superior está limitada por la cinta transportadora superior y la espuma solo puede elevarse hasta la altura ajustada por el equipo para formar una espuma de superficie plana. Un tipo mejorado llamado dispositivo de espuma plana planibloc (como se muestra en la Figura 5-3) también es adecuado para bloques de espuma dura. Para producir espuma dura y grumosa de alta calidad, el tiempo lechoso del sistema de materia prima debe ser corto, el tiempo de subida debe ser ajustable y el tiempo antiadherente también debe ser corto. Las ventajas de un sistema de materia prima con tiempo lechoso y tiempo antiadherente corto son: la espuma dura producida tiene células finas y uniformes y un mejor rendimiento la longitud de la cinta transportadora del equipo de espumación es corta; la espuma plástica se solidifica rápidamente; Se puede cortar antes a una cierta longitud. 1—cabezal mezclador; 2—papel superior; 3—placa de prensado; 4—espuma; 5—cinta transportadora. Figura 5-3 Dispositivo de producción de plástico de espuma en bloque planibloc La tecnología de procesamiento de espuma rígida de poliuretano en bloque es adecuada para la producción en masa. Placa, mientras que el método de procesamiento intermitente se utiliza para producir placas de varios tamaños y estructuras complejas en lotes pequeños. Se pueden utilizar los siguientes métodos de fabricación. 1． El corte se realiza aserrando o picando (aquí también se aplican los mismos métodos utilizados en el procesamiento de la madera) para cortar los bloques de espuma del tamaño requerido a partir de la losa de espuma y luego cubrirlos con la capa superficial requerida, como madera, tableros de plástico, partículas. tablero, paneles de plástico reforzado con fibra de vidrio. Son adecuados los adhesivos a base de poliuretano, poliéster insaturado, resina epoxi, acetato de polivinilo, neopreno, etc. Dependiendo del tipo de adhesivo utilizado, durante el curado se requiere una presión o calentamiento adecuado. Se pueden utilizar adhesivos que contengan solventes después de confirmar que el solvente elegido no dañará la espuma ni el laminado. Sobre la capa de espuma también se puede laminar una capa superficial compuesta de plástico reforzado con fibra de vidrio.

Todos los demás métodos de proceso utilizados para plásticos reforzados con fibra de vidrio, como la laminación manual, la pulverización y el conformado al vacío, son aplicables aquí. Pero asegúrese de utilizar un curado rápido para limitar el efecto del estireno en la espuma. Las ventajas de este método son: la producción de la espuma es sencilla; el diseño del laminado y su geometría se pueden cambiar fácilmente, lo que permite producir piezas más pequeñas de forma económica. Las desventajas de este método son: hay desperdicio al cortar bloques, se agregan procesos adicionales debido a la necesidad de unir; 2. En el método de llenado de espuma, la mezcla de reacción se vierte en la cavidad que se va a llenar. Cuando la reacción se solidifica, la espuma se adhiere a la capa superficial. En algunas aplicaciones, se deben utilizar pasos de construcción especiales para asegurar una buena adhesión de la espuma a la capa superficial, y la lámina de metal debe recubrirse con un material subyacente que aumente la fuerza de adhesión y resista la corrosión. Los plásticos reforzados con fibra de vidrio prensados ​​artificialmente pueden alcanzar propiedades de adherencia especialmente buenas si en el lado que mira hacia la espuma se encuentran fibras de vidrio expuestas. Los plásticos reforzados con fibra de vidrio producidos mecánicamente deben rasparse o recubrirse con adhesivo. Los tableros de partículas, los paneles de yeso y los tableros de fibrocemento se adherirán bien a la espuma siempre que la superficie esté seca y libre de polvo. Hay dos métodos de fabricación de paneles con espuma in situ: el método moldeable en capas y el método de inyección. Cuando se utiliza el método de formación de espuma moldeable en capas, la mezcla de reacción se vierte entre las capas superficiales individuales en el extremo abierto de un molde vertical. Se debe medir la cantidad de mezcla para que el espesor de cada capa no supere los 20 a 25cm. Si el espesor de cada capa es mayor que este valor, la resistencia y la estabilidad dimensional de la espuma se verán afectadas negativamente. El intervalo de tiempo entre inyecciones debe ser de al menos 2 minutos para permitir que la capa base se solidifique. Cabe señalar que una ligera irregularidad en el espesor de la primera capa afectará la suavidad de la superficie de la siguiente capa. La ventaja de este método es que la presión de la espuma producida es muy baja, por lo que no se requieren moldes costosos. Dado que la mezcla de reacción se vierte en el molde en varias porciones, se puede utilizar una máquina de formación de espuma pequeña y económica. También se pueden producir densidades de espuma más bajas (aproximadamente 38 kg/m3). La desventaja es que la capa superficial generada entre dos capas adyacentes provocará una densidad de espuma desigual. Debido a que es necesario esperar a que la capa anterior se solidifique básicamente antes de verter la siguiente capa, la velocidad de procesamiento es lenta. Cuando se utiliza el método de inyección, tanto la capa superficial como la capa de nervaduras se colocan en el molde y la mezcla de reacción debe dosificarse con precisión para garantizar que se llene la cavidad del molde. También tenga en cuenta la distancia del flujo a recorrer. Para piezas más largas, para acortar la distancia que debe fluir la espuma, se recomienda que el cabezal mezclador pase sobre la pieza durante el vertido. El producto también se puede dividir en varias secciones y luego espumar en secciones. El molde y el accesorio deben ser lo suficientemente fuertes para soportar la presión de la espuma. Esto se determina principalmente en función del "factor de llenado". La relación entre la presión y el coeficiente de llenado α se muestra en la Tabla 5-1. α es la relación entre la densidad de la espuma moldeada terminada y la densidad de la espuma sin espuma. La temperatura del molde afecta la distribución de la densidad de la espuma y afecta el relleno de la espuma a lo largo de la capa superficial y la adhesión de la capa superficial. Se ha demostrado que la temperatura es mejor entre 25 y 45 ℃. El tiempo de desmolde depende de la fórmula, la distancia de flujo, la temperatura del molde, el factor de llenado y los cambios dimensionales permitidos después del desmolde. El tiempo de desmoldeo para piezas prefabricadas de pequeño tamaño y espesor (1m2×3cm) es de 5 minutos; el tiempo de desmoldeo para piezas grandes con espesor de 10~20cm es de 20~60min. Para mantener la presión lateral de la espuma, se pueden utilizar rejillas de placas de soporte removibles recubiertas con un agente aislante. Estas rejillas de soporte también se pueden utilizar como moldura para el borde de la pieza. Este tipo de placa de soporte también desempeña un papel en el mantenimiento del espaciado de las capas superficiales y en la ventilación de la cavidad del molde. La placa de soporte debe adaptarse lo más posible a la forma del lateral y permitir cambios en las dimensiones de la superficie debido a la temperatura y la presión. 3． Cargas El uso de cargas finas o muy finas en la mezcla de reacción requiere el uso de bombas altamente resistentes al desgaste. Actualmente, en el sector de las espumas rígidas lo único que cabe destacar son las pastas ignífugas que se mezclan durante el proceso de producción. Cuando se utilizan materiales granulares con grandes orificios de malla (masillas de grano grueso, como arcilla porosa, vidrio espumado y polvo de piedra porosa con un tamaño de partícula de entre 10 y 30 mm), la cavidad del molde debe llenarse antes de espumar la pieza. Añadir la mezcla de reacción insertando un tubo de plástico de 10 mm de diámetro cada 80 a 100 cm. Cuando la espuma encapsula el relleno granular, encuentra una alta resistencia al flujo, aumentando así considerablemente la densidad de la espuma.

La experiencia ha demostrado que se necesita la misma cantidad de material de mezcla de reacción para alcanzar una densidad de pieza de espuma de 60 kg/m3 sin cargas granulares. El molde debe diseñarse para soportar una presión de (0,8~1,2)×105 Pa. Estas piezas se utilizan como materiales de revestimiento y como elementos prefabricados de construcción civil (hormigón ligero de poliuretano).