Bọt Polyurethane được sản xuất như thế nào? Hướng dẫn Quy trình, Hóa học & Thiết bị

Câu trả lời ngắn gọn: Hai chất lỏng, một phản ứng nhanh

Bọt polyurethane được sản xuất bằng cách đo, trộn và phân phối hai dòng hóa chất lỏng – isocyanate và hỗn hợp polyol – sau đó để hỗn hợp phản ứng nở ra thành một loại nhựa rắn, có tế bào. Việc mở rộng có thể nhìn thấy mất vài giây; hóa học bên trong tiếp tục xây dựng sức mạnh trong nhiều giờ. Mọi thứ quan trọng trong phần hoàn thiện, bao gồm mật độ, cấu trúc tế bào, giá trị cách nhiệt và khả năng chịu tải, phần lớn được quyết định ngay trong những giây phút đầu tiên sau khi hai dòng va chạm vào đầu trộn.

Hầu hết mọi người đều biết kết quả chứ không phải quá trình: lớp cách nhiệt cứng bên trong cánh cửa tủ lạnh, lớp đệm dẻo dưới ghế ô tô, tấm ván liên tục trên nóc tòa nhà. Tất cả đều tuân theo cùng một trình tự: chuẩn bị nguyên liệu thô, đo lường chính xác, trộn ở áp suất cao, phân phối vào khuôn hoặc lên băng tải, giãn nở và đóng rắn.

Hóa học: Isocyanate, Polyol và khí xây dựng tế bào

Bọt polyurethane hình thành khi isocyanate phản ứng với polyol. Nhóm -NCO của isocyanate tấn công nhóm -OH của polyol để tạo thành liên kết urethane, nối các phân tử lỏng ngắn thành một polyme rắn dài. Phản ứng giải phóng nhiệt và nhiệt tỏa ra đó làm giãn nở khí tạo ra cấu trúc tế bào của bọt.

Hai tuyến tạo khí chạy song song trong hầu hết các công thức:

• Thổi hóa chất: nước phản ứng với isocyanate để giải phóng khí carbon dioxide.
• Thổi vật lý: chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp - phổ biến nhất là cyclopentane trong bọt cứng hiện đại - bay hơi khi hỗn hợp nóng lên.

Chất xúc tác kiểm soát sự cân bằng giữa phản ứng tạo gel và phản ứng thổi, trong khi chất hoạt động bề mặt silicone ổn định các tế bào đang phát triển để chúng không bị sụp đổ dưới trọng lượng của chính chúng. Thay đổi tỷ lệ của bất kỳ thành phần nào trong số này và bọt sẽ chuyển từ mềm và linh hoạt sang cứng và có cấu trúc.

Nguyên liệu thô: Những gì thực sự được đưa vào hỗn hợp

Một công thức bọt polyurethane cứng điển hình, được biểu thị bằng phần trên 100 phần polyol, trông như thế này:

Biểu đồ đưa ra một điểm quan trọng trên sàn sản xuất: hàm lượng isocyanate chỉ bằng 40–60% hàm lượng polyol tính theo trọng lượng, tuy nhiên sai số đo chỉ 1–2% trong cả hai dòng sẽ làm thay đổi cấu trúc, mật độ và độ bám dính của tế bào. Đó là lý do tại sao máy bơm định lượng áp suất cao, chứ không phải cánh trộn, mới là trái tim thực sự của dây chuyền tạo bọt.

Cyclopentane đáng được quan tâm đặc biệt đối với bọt xốp cho thiết bị và tấm ốp. Nó thay thế các chất tạo bọt loại freon vì nó có khả năng làm suy giảm tầng ozone gần như bằng 0 nhưng lại dễ cháy. Do đó, thực vật trộn nó vào polyol bằng cách trộn sẵn an toàn hoặc thông qua quá trình trộn liên tục. hệ thống trộn sẵn cyclopentane . Lộ trình phân phối chất tạo bọt là một trong những quyết định đầu tiên mà nhà sản xuất bọt thiết bị phải đối mặt; hướng dẫn của chúng tôi Cách chọn máy phun tạo bọt polyurethane cyclopentane phù hợp giải thích các lựa chọn chính.

Cyclopentan Premix System Manufacturers,ODM/OEM Factory Công ty TNHH Máy móc Ninh Ba Xinliang là nhà sản xuất Hệ thống trộn sẵn Cyclopentane Trung Quốc và nhà máy ODM/OEM, sản xuất bán buôn Cyc... Xem sản phẩm →

Từng bước: Bọt Polyurethane được sản xuất như thế nào

1. Điều hòa nguyên liệu thô

Cả hai thành phần đều được bảo quản trong các thùng chứa được kiểm soát nhiệt độ và được tuần hoàn liên tục để giữ cho chúng đồng nhất. Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt và khả năng phản ứng: hầu hết các hệ thống dựa trên MDI được giữ ở nhiệt độ từ 20 đến 35°C. Bể chứa polyol thường đã chứa sẵn các chất hoạt động bề mặt, chất xúc tác, nước và khi sử dụng hỗn hợp trộn sẵn thì có cả cyclopentane.

2. Đo sáng chính xác

Bơm cao áp cung cấp từng thành phần cho đầu trộn ở đầu ra được kiểm soát và tỷ lệ được kiểm soát. Các máy hiện đại có độ chính xác tỷ lệ ở khoảng ± 0,5 đến 1 phần trăm theo thể tích. Nếu mặt isocyanate trôi lên cao, bọt sẽ trở nên giòn và có thể cháy thành từng mảng dày; nếu nó trôi xuống thấp, các tế bào sẽ sụp đổ và bộ phận đó thiếu độ bền kết cấu.

3. Trộn tác động

Máy trộn áp suất cao không cần máy khuấy cơ học. Hai dòng chảy vào một buồng nhỏ có áp suất khoảng 120–180 bar và va chạm trực diện với vận tốc cao. Tác động thực hiện quá trình trộn và một pít-tông thủy lực sẽ xả sạch khoang sau mỗi lần bắn để cặn không thể đông lại bên trong đầu.

4. Đổ vào khuôn hoặc lên băng tải

Chất lỏng phản ứng được bơm vào khuôn kín, khuôn mở hoặc trực tiếp lên băng tải. Trong các bộ phận đúc, lượng được bơm vào - được gọi là trọng lượng bắn hoặc hệ số đóng gói - đặt ra mật độ cuối cùng. Trên các dây chuyền vật liệu tấm liên tục, chất lỏng được đổ vào một máng chuyển động, nơi nó dâng lên thành một khối dài.

5. Tăng, Gel và Chữa bệnh

Một khi chất lỏng ở trạng thái nghỉ, quá trình hóa học sẽ diễn ra. Hỗn hợp dạng kem, nổi lên, tạo gel và trở nên không dính. Đường cong tăng bên dưới là điển hình của bọt nổi tự do cứng nhắc: khởi đầu nhanh, tăng trưởng tuyến tính nhanh, sau đó ổn định khi các tế bào khóa vào vị trí.

Sau cao nguyên, bọt rắn chắc về mặt hóa học nhưng vẫn ấm và mềm. Các bộ phận cứng đúc thường được bán ra trong vòng 5–15 phút và bộ phận đó đạt gần đến độ bền cuối cùng sau khoảng 24 giờ ở nhiệt độ phòng.

6. Hoàn thiện và xử lý hậu kỳ

Các bộ phận đúc được cắt bỏ phần chớp và kiểm tra các khoảng trống; khối tấm được cắt thành tấm; các tấm cứng được cắt theo kích thước, viền và ép nhiều lớp khi có yêu cầu. Vấn đề vệ sinh tốt ở đây rất quan trọng vì bụi polyurethane và cặn đã xử lý một phần là nguồn ô nhiễm chính trên dây chuyền sản xuất bọt.

Linh hoạt, cứng nhắc, tấm và đúc: Các biến thể của quy trình

Thành phần hóa học giống nhau, nhưng công thức và thiết bị thay đổi theo sản phẩm cuối cùng. Bốn biến thể bao trùm hầu hết ngành:

• Bọt tấm mềm dẻo: bọt khối dạng ô hở, mật độ thấp dành cho nệm và vải bọc. Hỗn hợp được đổ lên một băng tải rộng, tạo thành một búi tóc liên tục và được cắt thành từng tấm.
• Mút đúc dẻo: dùng cho ghế ô tô. Hỗn hợp được bơm vào các khuôn định hình và cấu trúc ô mở cho phép không khí đi qua đệm.
• Bọt đúc cứng: bọt kín, ổn định về kích thước cho tủ lạnh và tấm cách nhiệt. Thổi Cyclopentane và áp suất phun cao giữ cho tế bào nhỏ và giá trị cách nhiệt cao.
• Bọt phun cứng: hóa chất tương tự được áp dụng tại chỗ với thiết bị cầm tay để cách nhiệt tòa nhà.

Việc thiết lập sản xuất tuân theo sản phẩm. Đối với các bộ phận đúc khối lượng lớn như tấm cách nhiệt, dây chuyền sản xuất máy ép phun bọt bàn xoay lập chỉ mục các khuôn thông qua các trạm đổ đầy, xử lý và tháo khuôn để đầu phun không bao giờ phải chờ khuôn. Đối với các tấm cứng liên tục, đường hình chữ H hoặc hình khuyên sẽ phù hợp hơn. Hoạt động trên một máy duy nhất vẫn tiết kiệm cho các lô nhỏ và các bộ phận tùy chỉnh.

Nhà sản xuất dây chuyền sản xuất máy phun bọt bàn xoay,Nhà máy ODM/OEM Công ty TNHH Máy móc Ninh Ba Xinliang là nhà sản xuất dây chuyền sản xuất máy phun bọt bàn xoay Trung Quốc và nhà máy ODM/OEM, nhà sản xuất... Xem sản phẩm →

Thiết bị tạo bọt

Ba phần thiết bị xác định một nhà máy sản xuất bọt polyurethane: máy phun, hệ thống trộn hoặc trộn sẵn và dây chuyền sản xuất.

Máy phun đo và trộn hóa chất ở áp suất cao. Máy hai thành phần xử lý phần lớn các ứng dụng; máy ba thành phần bổ sung dòng thứ ba cho chất chống cháy, chất tạo màu hoặc hỗn hợp polyol đặc biệt. Máy móc Xinliang Ninh Ba máy phun tạo bọt cao áp polyurethane hai thành phần là một ví dụ điển hình của loại này, với độ chính xác về liều lượng và áp suất trộn được theo dõi trên mỗi lần tiêm. Nếu bạn chưa quen với danh mục này, hãy bắt đầu với phần giải thích của chúng tôi về máy phun tạo bọt áp suất cao polyurethane là gì .

Các nhà sản xuất máy phun tạo bọt áp suất cao Polyurethane hai thành phần Công ty TNHH Máy móc Ninh Ba Xinliang là nhà sản xuất Máy phun tạo bọt áp suất cao Polyurethane hai thành phần của Trung Quốc và ODM/OEM... Xem sản phẩm →

Hệ thống premix lấy chất thổi và trộn vào polyol một cách an toàn nên máy phun luôn nhận được mẻ đồng nhất. Dây chuyền sản xuất tổ chức chu trình khuôn: một dây chuyền cho nhiều khuôn nhỏ quay, một dây chuyền loại H cho các tấm cứng lớn, hoặc một dây chuyền hình khuyên cho các tấm ván ép liên tục. Sự kết hợp phù hợp phụ thuộc vào kích thước bộ phận, khối lượng sản xuất và sản lượng hàng giờ mà bạn cần nắm giữ.

Điều gì quyết định liệu bọt có đáp ứng thông số kỹ thuật hay không

Năm biến số giúp phân biệt bọt sạch, nổi đồng đều với lô bị loại bỏ: độ chính xác của tỷ lệ, nhiệt độ thành phần, áp suất trộn, nhiệt độ khuôn và độ đồng nhất của nguyên liệu thô.

Nhiệt độ là biến số dễ xảy ra sai sót nhất vì nó làm thay đổi thời gian đánh kem - khoảng thời gian từ khi tiêm đến khi bắt đầu nở. Xu hướng điển hình của hệ thống MDI được trình bày dưới đây: khi nhiệt độ thành phần tăng lên, thời gian đánh kem rút ngắn gần như tuyến tính. Các nhà cung cấp hóa chất tạo bọt thường báo giá thời gian đánh kem trong khoảng 4–12 giây đối với hệ thống tủ, tùy thuộc vào công thức và nhiệt độ quy trình.

Áp suất trộn là hệ thống cảnh báo sớm của người vận hành: áp suất giảm ở đầu trộn thường có nghĩa là vòi phun bị mòn, buồng bị tắc hoặc máy bơm bị hỏng hành trình. Độ lệch tỷ lệ, nguyên liệu thô bị ô nhiễm và lô polyol ẩm đều xuất hiện trong cấu trúc tế bào trước khi bất kỳ thử nghiệm nào trong phòng thí nghiệm kết thúc. Để xem xét kỹ hơn từng biến, hãy đọc bảng phân tích của chúng tôi về những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng phun bọt polyurethane .

Câu hỏi thường gặp về sản xuất bọt Polyurethane