聚氨酯泡沫材料及成型方法总结
硬质聚氨酯泡沫板材的生产工艺
硬质聚氨酯泡沫板材的生产工艺硬质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯硬泡，是由硬泡聚醚多元醇（聚氨酯硬泡组合聚醚又称白料）与异氰酸酯（又称黑料）反应制备的，具有重量轻、强度高等优良性能，且尺寸稳定性好，粘结力强，对钢、铝、不锈钢等金属，木材、混凝土、石棉、沥青、纸以及聚乙烯、聚丙烯等大多数塑料材料都具有良好的粘结强度。
此外，聚氨酯硬泡还具有闭孔率高、导热系数低等特点，是目前建筑领域应用最广泛、保温隔热性能最好的一类建筑保温材料。
在建筑板材方面，依照发泡成型的工艺情况可以将硬质聚氨酯泡沫板材分为连续式聚氨酯泡沫板材和间歇式聚氨酯泡沫板材。
间歇式聚氨酯泡沫板材要求聚氨酯发泡料在较短暂的时间内填布满较薄的大体积模腔，要求发泡体系要具有优异的活动性，制得的泡沫板材要具有良好的密度分布和优异的尺寸稳定性；连续式聚氨酯泡沫板材则要求发泡参数与生产线速度具有合适的配合性、后期具有优异的脱模性等。
下面，洛阳天江化工新材料有限公司将为大家简单介绍一下连续式聚氨酯泡沫板材以及间歇式聚氨酯泡沫板材的生产工艺。
一、连续式聚氨酯泡沫板材的生产工艺硬质聚氨酯泡沫板材的连续化生产，使生产效率得到了大大提高。
下面跟随洛阳天江化工新材料有限公司一起来了解一下水平式聚氨酯泡沫复合板材连续成型的过程：首先，将原料注入发泡机中混合均匀之后，送到匀速移动的面材上进行发泡，同时，将上层面材合向泡沫塑料，最终制得上下两面都带面材的聚氨酯泡沫复合板材。
作为面材的材料多数以铝箔、金属材料为主。
在发泡传输的过程中，聚氨酯泡沫在双层加压的面板中熟化，之后只需按所需的长度对板材进行切割，即可生产出所需规格的聚氨酯泡沫复合板材。
在聚氨酯泡沫板材的连续复合成型生产过程中，反应物料的分布一定要均匀。
具体的操作方法为：混合头简单地往返浇注物料，在板材宽约1.25m时，生产速度一般限于9～10m/min。
若高于此速度，则在混合头进行移动换向时，板材边沿处的反应物料容易浇注过量。
聚氨酯泡沫材料及成型方法总结
聚氨酯泡沫材料及成型方法总结聚氨酯泡沫材料及成型方法一、引言聚氨酯泡沫材料是一种具有优异性能的多孔材料，广泛应用于建筑、汽车、电子、包装等领域。
聚氨酯泡沫材料具有轻质、隔热、吸音、阻燃等特点，使其成为许多行业中首选的材料。
本文将对聚氨酯泡沫材料的种类、性能及成型方法进行总结。
二、聚氨酯泡沫材料的种类根据聚氨酯泡沫材料的原材料和制备方法的不同，可以分为硬质聚氨酯泡沫、半硬质聚氨酯泡沫和软质聚氨酯泡沫。
1.硬质聚氨酯泡沫材料：该材料具有高强度、高刚度和致密的结构，被广泛应用于建筑和汽车行业。
硬质聚氨酯泡沫材料常用于制作墙体、屋顶和保温板等。
2.半硬质聚氨酯泡沫材料：该材料具有一定的柔韧性和弹性，适用于吸震和缓冲材料。
半硬质聚氨酯泡沫材料常见于汽车座椅、沙发垫等。
3.软质聚氨酯泡沫材料：该材料具有较高的柔软性和弹性，常用于包装和填充材料。
软质聚氨酯泡沫材料也常见于床垫、玩具和护身垫等产品。
二、聚氨酯泡沫材料的性能聚氨酯泡沫材料具有以下一些主要性能：1. 轻质：聚氨酯泡沫材料的密度通常在20-200 kg/m3之间，是一种轻质材料。
2.隔热：聚氨酯泡沫材料具有优异的隔热性能，可有效减少能量损失。
3.吸音：聚氨酯泡沫材料有良好的吸音性能，可降低噪音。
4.阻燃：聚氨酯泡沫材料可以添加阻燃剂来提高其阻燃性能，达到建筑领域的要求。
5.耐腐蚀：聚氨酯泡沫材料对酸、碱、油和溶剂具有较好的耐腐蚀性。
三、聚氨酯泡沫材料的成型方法聚氨酯泡沫材料的成型方法有以下几种：1.喷涂成型：将两种或多种胶体混合，在材料喷涂到需要覆盖或填充的表面上形成泡沫层。
2.注塑成型：通过将液态聚氨酯材料注入模具中，在固化过程中形成所需的成型产品。
3.浇注成型：将液态聚氨酯材料倒入模具中，待固化后取出成型产品。
4.挤出成型：将液态聚氨酯材料通过挤出机挤出成型，形成具有一定形状的产品。
以上成型方法在实际应用中根据产品要求和生产工艺的不同，选用合适的方法进行成型。
聚氨酯发泡工艺流程
聚氨酯发泡工艺流程
《聚氨酯发泡工艺流程》
聚氨酯是一种重要的高分子材料，具有优异的性能，被广泛应用于建筑、汽车、家具、鞋材等领域。
而聚氨酯发泡工艺是其重要的加工方式之一，能够使聚氨酯材料具有轻质、保温、隔热、防水等特性。
聚氨酯发泡工艺流程一般包括原料准备、混合、充填、固化等步骤。
首先是原料准备，通常包括聚醚多元醇、异氰酸酯等原料。
然后是混合，将聚醚多元醇和异氰酸酯按一定比例混合，并在一定温度和压力下进行反应，产生气体和形成泡沫。
接下来是充填，将混合好的原料充填进模具中，在模具内部形成固化泡沫。
最后是固化，即让充填好的原料在一定的温度和湿度条件下进行固化，使泡沫成型。
在整个聚氨酯发泡工艺流程中，需要严格控制原料的配比、混合过程的温度和压力、充填时的速度和模具的设计等因素，才能够获得高质量的聚氨酯发泡制品。
同时，还需要考虑产品的后续处理，如切割、包装等环节。
总之，聚氨酯发泡工艺流程是一项复杂的加工过程，需要严格的控制和操作，但是得到的聚氨酯发泡制品具有轻质、保温、隔热、防水等优异性能，能够满足各种应用领域的需求。
简述聚氨酯发泡注塑成型技术
简述聚氨酯发泡注塑成型技术发泡塑料是以热塑性或热固性树脂为基体，其内部具有极多微小气孔的塑料。
发泡是塑料加工的紧要方法之一，塑料发泡得到的泡沫塑料含有气固两项—气体和固体。
气体以泡孔的形式存在于泡沫体中，泡孔与泡孔相互隔绝的称为闭孔，连通的称为开孔，从而有闭孔泡沫塑料和开孔泡沫塑料之分。
泡沫结构的开孔或闭孔是由原材料性能及其加工工艺所决议的。
塑料发泡的技术渊源久远。
zui早是20时代初期的泡沫胶木，用仿佛制造泡沫橡胶的方法制取；30时代显现硬质聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫；40时代有聚乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、酚醛泡沫；50时代则有可发性聚苯乙烯泡沫和软质聚氨酯泡沫。
现在，基本上全部的塑料，包括热塑性和热固性的都可以发泡为泡沫塑料。
工业上的制备方法有：挤启程泡、注塑发泡、模塑发泡、压延发泡、粉末发泡和喷涂发泡等等。
其中，注塑发泡是zui紧要的成型方法之一，在这里重点叙述注塑成型发泡。
发泡成型原理塑料的发泡方法依据所用发泡剂的不同可以分为物理发泡法和化学发泡法两大类。
在这里首先简单介绍一下发泡剂。
发泡剂发泡剂可简单粗分为物理发泡剂与化学发泡剂两类。
对物理发泡剂的要求是：无毒、无臭、无腐蚀作用、不燃烧、热稳定性好、气态下不发生化学反应、气态时在塑料熔体中的扩散速度低于在空气中的扩散速度。
常用的物理发泡剂有空气、氮气、二氧化碳、碳氢化合物、氟利昂等；化学发泡剂是一种受热能释放出气体诸如氮气、二氧化碳等的物质，对化学发泡剂的要求是：其分解释放出的气体应为无毒、无腐蚀性、不燃烧、对制品的成型及物理、化学性能无影响，释放气体的速度应能掌控，发泡剂在塑料中应具有良好的分散性。
应用比较广泛的有无机发泡剂如*和碳酸铵，有机发泡剂如偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈。
物理发泡法简单地讲，就是利用物理的方法来使塑料发泡，一般有三种方法：（1）先将惰性气体在压力下溶于塑料熔体或糊状物中，再经过减压释放出气体，从而在塑料中形成气孔而发泡；（2）通过对溶入聚合物熔体中的低沸点液体进行蒸发使之汽化而发泡；（3）在塑料中添加空心球而形成发泡体而发泡等。
聚氨酯发泡工艺
聚氨酯发泡工艺
简单介绍聚氨酯发泡的三种方法
一、预聚体法
预聚体法发泡工艺是将（白料）和（黑料）先制成预聚体，然后在预聚体中加入水、催化剂、表面活性剂、其他添加剂等在高速搅拌下混合进行发泡，固化后在一定温度下熟化即可。
二、半预聚体法
半预聚体法的发泡工艺是将部分聚醚多元醇（白料）和二异氰酸酯（黑料）先制成预聚体，然后将另一部分的聚醚或聚酯多元醇和二异氰酸酯、水、催化剂、表面活性剂、其他添加剂等加入，在高速搅拌下混合进行发泡。
三、一步发泡工艺
将聚醚或聚酯多元醇（白料）和多异氰酸酯（黑料）、水、催化剂、表面活性剂、发泡剂、其他添加剂等原料一步加入，在高速搅拌下混合后进行发泡。
一步发泡工艺是目前普遍采用的工艺。
另外还有手工发泡法，那是最简便的方法，将所有原料准确称量后，置于一个容器中，然后立即将这些
原料混合均匀，注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中即可。
注意：称量时一定要将多异氰酸酯（黑料）最后称入。
聚氨酯硬泡一般为室温发泡，成型工艺比较简单。
按施工机械化程度可分为手工发泡及机械发泡；按发泡时的压力可分为高压发泡及低压发泡；按成型方式可分为浇注发泡及喷涂发泡。
聚氨酯发泡工艺详解
聚氨酯发泡工艺一、发泡聚氨酯的优点发泡聚氨酯由双组分组成，甲组分为多元醇，乙组分为异氰酸酯，施工时两组分进入喷涂机械中混合喷出，呈雾状，一分钟发泡凝固成型。
这种材料近几年才引进，用于建筑保温防水经过二、三年的使用，有较多的了解，优点很多，使用范围很广。
1.保温性能好。
导热系数0. 025左右，比聚苯板还好，是目前建筑保温较好的材料。
2.防水性能好。
泡沫孔是封闭的，封闭率达95% ,雨水不会从孔间渗过去。
3.因现场喷涂，形成整体防水层，没有接缝，任何高分子卷材所不及，减少维修工作量。
4.粘结性能好。
能够和木材、金属、砖石、玻璃等材料粘结得非常牢固，不怕大风揭起。
5.用于新作屋面或旧屋面维修都很适宜特别是旧屋面返修，不必铲除原有的防水层和保温层，只需清除表面的灰、砂杂物，即可喷涂。
6.施工简便速度快。
每日每工可喷200多平米，有利于抢进度。
7.收头构造简单。
喷涂发泡聚氨酯收头，不用特别处理，大为简化。
如使用卷材，在女儿墙处，需留凹槽，收头在凹槽内;若不能留凹槽，需用扁铁封钉收头，还要涂嵌缝膏。
8.经济效益好。
如果把保温层和防水层分开，不仅造价高，而且工期长，而发泡聚氨酯一次成活。
9.耐老化好。
据国外已用工程总结和研究测试获知，耐老化年限可达30年之久。
二、发泡聚氨酯的应用1.平屋面防水保温不上人屋面加喷一道彩色涂料，作为保护层;上人屋面，在上坐浆铺面砖。
2.瓦顶坡屋面将发泡聚氨酯喷在望板下沿，瓦块座浆在望板上，不会发生滑动。
3.墙体保温发泡聚氨酯用作墙体保温更具优越性装。
配式大墙板，喷在板肋间，粘结好又严密。
如用空心砌块，可将发泡聚氨酯喷在孔洞内，塞充饱满冻库的墙壁，喷涂尤佳。
目前墙体改革很关键的是保温技术，发泡聚氨酯可以大展宏图。
4.地下室外墙保温防水，是发泡聚氨酯大显身手的部位，既能保温、防水，又省去其他保护层，一举二得。
三、发泡聚氨酯的缺点虽然发泡聚氨酯有如此多的优越性，但也不是万能的，存在短处和不适宜之处。
(整理)聚氨酯硬泡生产工艺
聚氨酯硬泡生产工艺5.1 硬泡成型工艺5.1.1 聚氨酯硬泡的基本生产方法聚氨酯硬泡一般为室温发泡,成型工艺比较简单.按施工机械化程度可分为手工发泡和机械发泡.根据发泡时的压力,可分为高压发泡和低压发泡.按成型方式可分为浇注发泡和喷涂发泡.浇注发泡按具体应用领域,制品形状又可分为块状发泡,模塑发泡,保温壳体浇注等.根据发泡体系可发为HCFC发泡体系,戊烷发泡体系和水发泡体系等,不同的发泡体系对设备的要求不一样.按是否连续化生产可分为间歇法和连续法.间歇法适合于小批量生产.连续法适合于大规模生产,采用流水线生产方法,效率高.按操作步骤中是否需预聚可分为一步法和预聚法(或半预聚法).1.手工发泡及机械发泡在不具备发泡机,模具数量少和泡沫制品的需要量不大时可采用手工浇注的方法成型.手工发泡劳动生产率低,原料利用率低,有不少原料粘附在容器壁上.成品率也较低. 开发新配方,以及生产之前对原料体系进行例行检测和配方调试,一般需先在实验室进行小试,即进行手工发泡试验.在生产中,这种方法只适用于小规模现场临时施工,生产少量不定型产品或制作一些泡沫塑料样品.手工发泡大致分几步:(1) 确定配方,计算制品的体积,根据密度计算用料量,根据制品总用料量一般要求过量5%～15%.(2) 清理模具,涂脱模剂,模具预热.(3) 称料,搅拌混合,浇注,熟化,脱模.手工浇注的混合步骤为:将各种原料精确称量后,将多元醇及助剂预混合,多元醇预混物及多异氰酸酯分别置于不同的容器中,然后将这些原料混合均匀,立即注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中去,经化学反应并发泡后即得到泡沫塑料.在我国,一些中小型工厂中手工发泡仍占有重要的地位.手工浇注也是机械浇注的基础.但在批量大,模具多的情况下手工浇注是不合适的.批量生产,规模化施工,一般采用发泡机机械化操作,效率高.2.一步法及预聚法目前,硬质聚氨酯泡沫塑料都是用一步法生产的,也就是各种原料进行混合后发泡成型.为了生产的方便,目前不少厂家把聚醚多元醇或(及)其它多元醇,催化剂,泡沫稳定剂,发泡剂等原料预混在一起,称之为"白料",使用时与粗MDI(俗称"黑料")以双组分形式混合发泡,仍属于"一步法",因为在混合发泡之前没有发生化学反应.早期的聚氨酯硬泡采用预聚法生产.这是因为当时所用的多异氰酸酯原料为TDI-80. 由于TDI粘度小,与多元醇的粘度不匹配;TDI在高温下挥发性大;且与多元醇,水等反应放热量大,若用一步法生产操作困难,故当时多用预聚法.若把全部TDI和多元醇反应,制得的端异氰酸酯基预聚体粘度很高,使用不便.硬泡生产中所指的预聚法实际上是"半预聚法".即首先TDI与部分多元醇反应,制成的预聚体中NCO的质量分数一般为20%～25%.由于TDI大大过量,预聚体的粘度较低.预聚体再和聚酯或聚醚多元醇,发泡剂,表面活性剂,催化剂等混合,经过发泡反应而制得硬质泡沫塑料.预聚法优点是:发泡缓和,泡沫中心温度低,适合于模制品;缺点是:步骤复杂,物料流动性差,对薄壁制品及形状复杂的制品不适用.自从聚合MDI开发成功后,TDI已基本上不再用作硬质泡沫塑料的原料,一步法随之78—取代了预聚法.5.1.2 浇注成型工艺浇注发泡是聚氨酯硬泡常用的成型方法,即就是将各种原料混合均匀后,注入模具或制件的空腔内发泡成型.聚氨酯硬泡的浇注成型可采用手工发泡或机械发泡,机械发泡可采用间歇法及连续法发泡方式.机械浇注发泡的原理和手工发泡的相似,差别在于手工发泡是将各种原料依次称入容器中,搅拌混合;而机械浇注发泡则是由计量泵按配方比例连续将原料输入发泡机的混合室快速混合.硬泡浇注方式适用于生产块状硬泡,硬泡模塑制品,在制件的空腔内填充泡沫,以及其它的现场浇注泡沫.5.1.2.1 块状硬泡及模塑发泡块状硬质泡沫塑料指尺寸较大的硬泡块坯,一般可用间隙式浇注或用连续发泡机生产.块状硬泡切割后制成一定形状的制品.模塑硬泡一般指在模具中直接浇注成型的硬泡制品.块状硬泡的生产方法和连续法块状软泡及箱式发泡软泡相似.原料中可加入一定量的固体粉状或糊状填料.块状硬泡在模具顶上常装有一定重量的浮动盖板.反应物料量按模具体积和所需泡沫塑料密度计算,另加3%～5%比较合适.这种情况下,泡沫上升受到浮动盖板限制,结构更为均匀,各向异性程度减小.也可用自由发泡生产块状硬泡,即在没有顶盖的箱体内发泡,泡沫密度由配方决定.小体积(体积小于0.5 m3,厚度不大于10cm)聚氨酯硬泡生产配方及工艺目前已经成熟,国内普遍采用.大体积块状硬泡发泡工艺难度较大,国内生产厂家少.在大体积聚氨酯硬泡生产中,应注意防止泡沫内部产生的热量积聚而引起烧芯.一般需控制原料中的水分,不用水发泡以减少热量的产生,尽量采用物理发泡剂以吸收反应热,降低发泡原料的料温.间隙式箱式发泡和模塑发泡,发泡过程大致是这样的:多元醇,发泡剂,催化剂等原料精确计量后置于一容器中预混合均匀,加入异氰酸酯后立即充分混合均匀,具有流动性的反应物料注入模具,经化学反应并发泡成型.箱式块状发泡工艺的优点是投资少,灵活性大.一个模具每小时一般可生产两块硬泡. 缺点是原料损耗大,劳动生产率低.模塑发泡是在有一定强度的密闭模具(如密闭的箱体)内发泡,密度由配方用量和设定的模具体积来决定.一般用于生产一些小型硬泡制品,如整皮硬泡,结构硬泡等.模塑发泡的模具要求能承受一定的模内压力.原料的过填充量根据要求的密度及整皮质量而定. 大体积块状泡沫一般需用发泡机混合与浇注物料.高,低压发泡机均可.机械发泡,发泡料的乳白时间远比搅拌式混合的短.因此,生产大块泡沫塑料,最好选用大输出量发泡机.连续法生产块状硬泡的过程与块状软泡的相似,所用发泡机,其原理和外观也与生产软泡的机器相似.如Planibloc平顶发泡装置也适用于生产块状硬泡.5.1.2.2 浇注成型中的注意事项浇注发泡成型的催化剂以胺类催化剂为主,可采用延迟性胺类催化剂延长乳白时间,满足对模具的填充要求,这类催化剂可提高原料体系的流动性,但不影响其固化性.异氰酸酯指数稍大于100,如105.浇注发泡成型过程中,原料温度与环境温度直接影响泡沫塑料制品的质量.环境温度以20～30℃为宜,原料温度可控制在20～30℃或稍高一些.温度过高或过低都不易得到高质量的制品.对船舶,车辆等大型制品现场浇注成型,难以控制环境温度,则可适当控制原料温度并调节催化剂用量.79—对模具的要求是结构合理,拆装方便,重量轻,耐一定压力,并且内表面还要有较好的光洁度.同时还要根据模具的大小和不同的形状,在合适的位置钻多个排气孔.制造模具的材质一般是铝合金,有时也用钢模.模具温度的高低直接影响反应热移走的速度.模温低,发泡倍率小,制品密度大,表皮厚;模温高则相反.为制得高质量的泡沫塑料制品,一般将模温控制在40～50℃范围.料温和模温较低时,化学反应进行缓慢,泡沫固化时间长;温度高,则固化时间短.在注入模具内发泡时,应在脱模前将模具与制品一起放在较高温度环境下熟化,让化学反应进行完全.若过早脱模,则熟化不充分,泡沫会变形.原料品种与制件形状尺寸不同, 所需的熟化时间和温度也不同.一般模塑泡沫在模具中需固化10min后才能脱模.由于混合时间短,混合效率是需重视的因素.手工浇注发泡,搅拌器应有足够的功率和转速.混合得均匀,泡沫孔细而均匀,质量好;混合不好,泡孔粗而不均匀,甚至在局部范围内出现化学组成不符合配方要求的现象,大大影响制品质量.5.1.3 聚氨酯硬泡喷涂成型聚氨酯硬泡喷涂发泡成型即是将双组分组合料迅速混合后直接喷射到物件表面而发泡成型.喷涂是聚氨酯硬泡是一种重要的施工方法,可用于冷库,粮库,住宅及厂房屋顶,墙体,贮罐等领域的保温层施工,应用已逐渐普及.喷涂发泡成型的优点是:不需要模具;无论是在水平面还是垂直面,顶面,无论是在形状简单的物体表面或者还是复杂的表面,都可通过喷涂方法形成硬质聚氨酯泡沫塑料保温层;劳动生产率高;喷涂发泡所得的硬质聚氨酯泡沫塑料无接缝,绝热效果好,兼具一定的防水功能.5.1.3.1 低压及高压喷涂一般按喷涂设备压力分为低压喷涂和高压喷涂,高压喷涂发泡按提供压力的介质种类又分为气压型和液压型高压喷涂工艺.低压喷涂发泡是靠柱塞泵将聚氨酯泡沫组合料"白料"(即组合聚醚),"黑料"(即聚合MDI)这两种原料从原料桶内抽出并输送到喷枪枪嘴,然后靠压缩空气将黑白两种原料从喷枪嘴中吹出的同时使之混合发泡.低压喷涂发泡的缺点是:原材料损耗大,污染环境;黑白两种原料容易互串而造成枪嘴,管道堵塞,每次停机都要手工清洗枪嘴;另外压缩空气压力不稳定,混合效果时好时坏,影响发泡质量,喷涂表面不光滑.但低压喷涂发泡设备价格较高压机低.低压喷涂发泡施工是一般先开空气压缩机,调节空气压力和流量到所需值,然后开动计量泵开始喷涂施工,枪口与被喷涂面距离300～500mm,以流量1～2 kg/min,喷枪移动速度0.5～0.8 s/m为宜.喷涂结束时先停泵,再停压缩空气,拆喷枪,用溶剂清洗之.高压喷涂发泡,物料在空间很小的混合室内高速撞击并剧烈旋转剪切,混合非常充分.高速运动的物料在喷枪口形成细雾状液滴,均匀地喷射到物件表面.高压型喷涂发泡设备与低压型喷涂发泡设备相比,具有压力波动小,喷涂雾化效果好,属无气喷涂,原料浪费少, 污染小,喷枪自清洁等一系列优点.目前国内高压喷涂设备主要来自美国Glas-Craft公司,Graco公司,Gusmer等公司.进口的高压喷涂机有的带可控加热器,可把黑白料加热(最高达70℃).为了方便施工,在主加热器与喷枪之间配备长管.为防止两个发泡料组分在流经长管道时冷却降温,长管外面包有保温层,内有温度补偿加热器,以保证黑料,白料达到设定的温度.选择合适的喷涂发泡设备,是控制硬质聚氨酯喷涂泡沫平整度及泡沫质量的关键之一.高压喷涂发泡效果明显优于低压喷涂发泡.5.1.3.2 喷涂发泡工艺对原料的要求①毒性小,喷涂发泡时,原料喷散成很细的液滴,为减少对环境的污染和操作人员的健80—康,除发泡剂外,其它原料中的低沸点成分应严加控制,臭味大的叔胺催化剂尽量少用.特别是聚合MDI中,易挥发低相对分子质量的异氰酸酯含量要控制在很低范围内.②粘度小,有利于在极短时间内混合均匀.③催化剂活性要大,因为喷涂发泡工艺要求反应速度较快,泡沫应很快固化,不流淌.一般选用三亚乙基二胺,二月桂酸二丁基锡等催化剂.具有催化作用的叔胺类多元醇,如由乙二胺与环氧丙烷反应制得的俗称"胺醚"的多元醇,常常用于喷涂发泡.组合料的固化速度应调节在适当的范围,如乳白时间3～5s,不粘时间10～20 s.这样,能保证反应液混合后立即在喷射面固化,形成泡沫塑料.这一点,对由下往上的顶部喷涂特别重要.关于喷涂发泡的环境条件,有几点应注意.(1)喷涂发泡环境温度与待喷物体的表面温度较合适的温度范围是15～35℃.有的施工单位把5～8℃作为最低温度界限.温度过低,泡沫塑料容易从物体表面脱落,而且泡沫塑料的密度明显增大.温度在15～25℃范围内,泡沫塑料的密度没有明显变化;温度为5℃时,密度明显升高.环境温度过高,发泡剂损耗太大.(2)异氰酸酯很容易和水反应生成含脲键结构.这种结构含量增高,则泡沫塑料较脆.待喷涂物体表面若有露水或霜,应予以去除,否则,泡沫塑料的脆性增大,且影响与物体表面的粘接性.(3)在室外进行喷涂发泡作业,当风速超过5 m/s时,因反应产生的热量被风吹失,热量不易积累,妨碍泡沫塑料进一步快速发泡反应,不易得到优质泡沫塑料.另外,风速过大,原料损耗也大.为防止喷涂物料细滴的飞散,减少对环境的污染,必要时,可用防风帷幕.(4)待喷物体表面要无锈,无粉尘,无油污和无潮气.必要时,应预先进行清洗和干,达到上述要求.(5)应注意安全卫生问题,加强劳动保护.要戴防护镜,避免在施工时吸入有害化学原料.喷涂泡沫塑料是一层层堆积起来的,一次喷涂的厚度要适宜.一次喷涂厚度一般为10～30mm,最好为15～20mm.具体厚度取决于泡沫塑料原料体系,温度,被喷基材的热导率等因素.一次喷涂厚度太薄,泡沫塑料的密度增大.一次喷涂厚度过大,反应放热难以发散,容易产生烧芯变形等现象.5.1.3.3 喷涂发泡施工注意事项环境温度和待喷涂表面的温度应在10℃以上.温度过低,泡沫塑料与物体表面的粘接性差,易脱离,而且泡沫密度明显加大.环境温度最好在15～35℃之间.温度太高,则发泡剂损耗大.一次喷涂的厚度要适宜,单层喷涂的厚度约15 mm为宜.厚度太薄,泡沫密度增大,太厚则不易控制喷涂表面的平整度.待喷涂物体表面不能有油,灰尘等.若表面有露水或霜,应予以除去,否则将影响泡沫与物体表面的粘接性,影响泡沫性能.在室外喷涂时,当风速超过5m/s时,物料和热量损失大,不易得到满意的泡沫层,并且污染环境.必要时可使用防风帷幕.聚氨酯保温层喷涂施工结束后必须严格保护,以免破坏隔热效果或造成其它问题.隔汽层及聚氨酯硬泡表面均需采取保护性措施.地坪喷涂完毕后必须作好防水层及其上面的水泥砂浆保护层.墙面泡沫喷涂完毕后也必须采取其面层保护措施,以防碰坏.国内贸易工程设计研究院是我国开展冷库喷涂施工的单位之一,该院对喷涂硬泡的施工提出了一个规程,其中对喷涂硬泡提出六项主要技术指标如下:(1) 密度墙,顶喷涂泡沫密度>37 kg/m3,地面>45 kg/m3;81—(2) 压缩强度(形变10%时的压缩应力) 用于墙面,顶面为≥147kPa,一般地坪≥245 kPa,行走叉车的地坪≥294 kPa;(3) 导热系数墙,顶泡沫≤0.022W/(m·K),地坪≤0.024 W/(m·K);(4) 尺寸稳定性不大于2%;(5) 吸水率按照GB8810规定≤4%;(6) 阻燃性能按照GB2406-80规定(样块尺寸150mm×12.5mm×12.5mm),氧指数≥26,按照GB8333-87规定离火自熄时间必须达到"0"级标准.5.1.4 块状聚氨酯硬泡生产及加工技术5.1.4.1 块状聚氨酯硬泡的生产块状硬质泡沫塑料是指尺寸较大的泡沫块,截面积大多接近矩形,用于切割制作一定形状的制品.所以,块状硬泡是一种坯料.生产方法分为间歇与连续两种类型.硬质块状泡沫的制造必须符合下列要求:泡沫块体尺寸要大;泡沫断面应为正方形或矩形,以尽量减少切割损失量;模具的数量要少,这就要求熟化时间要短;块状泡沫各部位的密度变化应尽可能地小.间歇法生产块状硬泡过程大致是这样的:多元醇,发泡剂,催化剂等原料精确计量后置于一容器中预混和均匀,最后加入异氰酸酯立即充分混合.反应物料在达到乳白时间前注入模具,经化学反应并发泡后得到硬质泡沫塑料.在实验室,少量的低活性混合物可以用简单的可分散搅拌器手工混合.但当物料多于500g时,最好用机械搅拌器混合.从设备供应商那里可以得到许多设计合理的螺旋或涡轮式搅拌器.它的选择取决于发泡反应混合物的多少和粘度.在间歇法生产块状泡沫中一般使用搅拌式混合.物料必须搅拌均匀才能注入模具,模具顶上常装有浮动盖板.浮动盖板的重量要合适,刚好能限制泡沫向上顶起就足够了.该工艺仅须人工投资,特别适用在配方经常改动或原料粘度比较大或原料体系需要加入填料的情况下的批量生产操作,原料中允许加入一定量的固体粉料或糊状物.这种简单块料工艺能提供每小时每模大约两块泡沫.而每块泡沫必须在泡沫上升终了以后至少需留在模具中10～15min,以防止泡沫的强度不足而损坏.并且若过早脱模,泡沫会变形.通常还要保证3%～5℅过填充量.与自由发泡相比,这通常足以得到平顶的块料和更加均一的,各向异性不明显的泡沫.该法优点是投资少,灵活性大.缺点是原料损耗大,留在混合容器内的原料无法回收;劳动生产率低,劳动力费用高;手工操作化学原料,有一定潜在不安全因素.图5-1 表示其生产过程.(1)带铰链的模具,内涂蜡脱模剂或衬以聚乙烯薄膜;(2)浇入泡沫原料;(3)泡沫正在浮动盖板下上升;(4)泡沫充满模具,浮动盖板在上,泡沫呈矩形图5-1 间歇法浮动盖板式块状硬泡制法要克服上述缺点得用发泡机混合与浇注物料.高,低压发泡机均可.反应物料要充分混合,同样在达到乳白时间前浇入模具中.经过大约十分钟(根据反应装置而定)固化后打开模具,取出泡沫块.通常,块状泡沫熟化一周后再进行切割.机械发泡,反应物料乳白时间远比批量搅拌式混合为短.因此,生产大块泡沫塑料,若采用高反应性原料体系,应选用大82—输出量发泡机.例如,若要生产密度为30kg/m3硬质泡沫塑料,模具尺寸为2m×1m×1m, 需约66 kg泡沫原料.若这些原料要在20s内注入模具,发泡机浇注量必须达到200kg/min.由此可见,要求的输出量是很可观的.较小输出量的发泡机同样能生产块状泡沫塑料,如图5-2所示,可用一移动分配管将反应液注入模具.模具略倾斜.如用这种改进方法生产截面积为1m×0.5m,长达数米的泡沫塑料,机器输出量约50 kg/min即可.此方法适用于聚氨酯及聚异氰脲酸酯硬泡,后者发泡过程乳白时间较短.泡沫塑料密度在30～200 kg/m3范围可调节.1—发泡机;2—多元醇贮罐;3—异氰酸酯贮罐;4—计量泵;5—混合头图5-2 块状硬质泡沫塑料生产工艺连续法生产块状硬泡是最经济的加工方式.这种方法类似于软质块状泡沫的生产,所用发泡机,其原理和外观也与生产软泡的机器相似.原料经计量,混合均匀后连续注入由纸或聚乙烯膜围成的料槽内发泡.料槽安放在运输带上并不断向前移动.大部分连续生产硬泡块料设备的运输系统,侧壁在垂直方向上可向上移动.侧壁运输带与水平方向移动的运输带同步协调地驱动.有的设备侧壁是固定的,但其面层紧紧按在垂直辊轮上,以减少泡沫上升的阻力.顶端受顶部运输带限制,泡沫只能上升到设备调节的高度,以形成平顶泡沫.一种改进型被称作planibloc平顶发泡装置(如图5-3)也适用于块状硬泡.要生产高质量块状硬泡,原料体系乳白时间宜短,上升时间应可调节,不粘时间也宜短. 乳白时间与不粘时间短的原料体系,有利点在于:生产的硬泡,泡孔细而均匀,性能较好; 发泡设备的运输带长度短;固化快的泡沫塑料,可较早地切割成一定长度.1—混合头;2—顶部纸;3—压板;4—泡沫;5—运输带图5-3 planibloc块状泡沫塑料生产装置5.1.4.2 块状聚氨酯硬泡的加工技术83—连续加工适用于大批量生产建筑用板材,而间歇加工方式则用于小批量生产各种尺寸以及复杂结构的板材.可以使用下列制造方法.1.切割法通过锯或削——木材加工所用方法在这里也适用——从块状泡沫上切取所需尺码的泡沫块,然后包覆所需的表面层,如木板,塑料板,粒子板,玻璃纤维增强塑料板.以聚氨酯, 不饱和聚酯,环氧树酯,聚醋酸乙烯酯,氯丁橡胶等为基的粘合剂为宜,根据所用粘合剂的类型,固化时需适当加压或加热.在确认所选用溶剂不会损害泡沫体和层压材料之后,可以使用含溶剂的粘合剂.由玻璃纤维增强塑料组成的表面层,也可以层压到泡沫层上.凡适用于玻璃纤维增强塑料的其它工艺方法,如人工贴合,喷涂和真空成型法,在此都适用.但务必注意用快速固化来限制苯乙烯对泡沫的影响.该法的优点是:泡沫的生产很简单;层压材料的设计及其几何形状易于改变,可以经济地制作较小的零件.该法的缺点是:切割块料时有废料;由于要粘合,增加了附加工序. 2.泡沫填充法将反应混合物倒入要填充的空腔里,在其反应要固化时,泡沫体便粘到表面层上.在有些应用中,必须采用特殊的施工步骤,才能确保泡沫对表面层的良好粘着,金属片材必须涂敷能增加粘着强度和抗腐蚀的底层材料.如果面对泡沫的那一侧有玻璃纤维露出表面,则人工压制的玻璃纤维增强塑料就可得到特别好的粘着性能.机械生产的玻璃纤维增强塑料则必须打毛或涂粘合剂.粒子板,石膏板和石棉水泥板,只要干燥表面无尘,就能和泡沫粘牢. 有两种现场发泡制造板材的方法——分层浇注料法和注射法.用分层浇注料发泡法时,将反应混合物浇注到立式模具开口端的各个表面层之间.混合物的用量必须称量,以使每层的厚度不超过20～25cm.如果每层的厚度大于这个数值,则泡沫的强度和尺寸稳定性就会受到不利的影响.注料的时间间隔至少应有2min,以使底层有机会固化.需注意,第一层的厚度稍有不均匀就会影响下一层的表面平整性.这个方法的优点是产生的泡沫压力很小,因此不需要昂贵的模具.由于反应混合物是分几次浇注到模具内的,因而可以使用小而经济的发泡机.也可以制得比较低的泡沫密度(大约38 kg/m3 ).其不足之处是相邻两层之间生成的表皮层会引起泡沫密度不均.由于需要等待前一层基本固化才能浇注下一层,因此加工速度较慢.当采用注射法时,表面层和棱层都放入模具内,对反应混合物必须进行精确计量以保证充满模腔.还要考虑到所要覆盖的流动距离.对于较长的制件,为了缩短泡沫必须流动的距离,建议浇注期间混合头在制件上方通过.也可以把制件分成几段,然后分段发泡.模具和夹具的强度必须足以承受泡沫压力.这主要根据"填充系数"来确定.压力与填充系数α的关系示于表5-1.α为成品模塑泡沫密度与自由发泡泡沫塑料密度之比值. 表5-1 泡沫压力与填充系数α的关系α 泡沫压力/kPa1.2 101.5 30～402.0 70～902.5 130～160。
聚氨酯发泡胶生产工艺
聚氨酯发泡胶生产工艺
聚氨酯发泡胶是一种常用于填充、密封、粘接和隔绝的材料，具有较高的弹性和耐热性。
其生产工艺主要包括原料配制、发泡剂添加、混合、注射、固化和成品包装等环节。
首先是原料配制。
聚氨酯发泡胶的制作需要将TDI（对苯二甲酸酐）、甘油、水等原料按照一定比例配制。
其中，TDI是主
要的反应物，质量控制特别重要。
其次是发泡剂添加。
在原料配制过程中加入适量的发泡剂，如水或其他气化剂。
发泡剂的添加量决定了胶体内部的孔隙率和发泡程度，对产品性能有很大影响。
然后是混合。
将原料配制好的胶体与发泡剂充分混合，以确保各个组分均匀分散。
混合的方式通常是利用搅拌器进行搅拌，确保组分混合均匀。
接下来是注射。
将混合好的胶体注入模具中。
模具的形状决定了成品的形状，可以根据需要设计。
注射时要确保注入胶体的均匀性和快速性，以免影响产品质量。
然后是固化。
注入胶体后，需要待胶体在模具中固化一段时间，使其变得具有一定的强度和稳定性。
固化时间一般较长，可以根据具体情况进行调整。
最后是成品包装。
胶体固化后，可以将成品从模具中取出，并进行包装。
包装通常采用透明泡沫袋、塑料袋等包装材料，以
防止湿气和灰尘对产品的影响。
通过以上的工艺步骤，聚氨酯发泡胶的生产就完成了。
整个过程需要仔细控制各个环节的质量和时机，以确保最终产品的品质和性能。
同时，还需注意生产过程中的安全性和环境保护，合理利用原料并减少废弃物的产生。
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2.2.3半硬质泡沫
半硬质泡沫塑料是聚氨酯塑料的一大品种。该制品的特点是具有较高的压陷硬度和较高的密度。它的交联密度远高于软质泡沫塑料而仅次于硬质制品
2.1发泡原理及工艺
2.1.1预聚体法发泡工艺原理
预聚体法发泡工艺通常应用于聚醚型泡沫塑料。而聚酯型泡沫塑料因聚酯本身粘度较大，生成预聚体后粘度更大，在发泡时不易操作，一般都不用此法。
预聚体法发泡工艺既是将聚醚多元醇和而异氰酸酯先制成预聚体，然后在预聚体中加入水、催化剂、表面活性剂和其他添加剂，载高速搅拌下混合进行发泡。固化后在一定温度下熟化即软质泡沫塑料。其流程示意图如下
2.1.3一步发泡工艺
一步发泡工艺是目前普遍采用的制造工艺，主要是将聚醚（或聚酯）多元醇、二异氰酸酯、水、催化剂、泡沫稳定剂及其他添加剂等原料一步加入，在高速搅拌下混合后进行发泡。由于使用了有机锡等催化剂，反应速度较快，放热时温度较高，不需要在发泡后在进行加热熟化，并采用了有机硅泡沫稳定剂，因而在聚醚等物料粘度较低的情况下也能得到泡孔较为均匀的泡沫制品。加上不需要预聚体的反应装置，因而具有工艺简单、设备投资少、易于操作管理等优点。由于物料粘度较小，对制造低密度和模塑成型制品尤为有利，因而目前绝大部分生产已采用一步法发泡工艺。其流程图如下
图2预聚体发泡流程示意图
2.1.2预聚体工业制法及其发泡工艺
实例：在带有搅拌的干燥反应釜中加入聚酯，然后在室温下，在搅拌的同时加入异氰酸酯，由于异氰酸酯和聚酯的反应放热，因此必须根据釜的批量大小来控制异氰酸酯的加入速度，是反应温度不超过90℃，加完后继续在90℃温度下，保持反应1h左右，冷却后装入干燥容器中即为成品。在生产过程中最好能始终通入氮气，以排除系统中的水分。
发泡工艺：实验室小量发泡一般采用手工发泡，即将预聚体、水、催化剂、表面活性剂及添加剂等一次加入，在高速搅拌2~3s后倾入模具进行发泡。
半预聚体发泡工艺。
图3半预聚体发Leabharlann 工艺流程图半预聚体法发泡工艺目前在一般软质泡沫塑料中采用较少，大部分用于制造半硬质制品。目的是为了较好的调节物料粘度和泡沫凝胶强度。
（2）消耗能量低 高回弹泡沫由于可以冷熟化，因而在生产中耗能低。
（3）具有较好的耐燃性 高回弹泡沫塑料由于其特有的在分子结构，因而比一般泡沫塑料有较低的可燃性，不含或含少量阻燃剂的制品即可达到自息级标准。
2.2.2阻燃性软质泡沫
普通聚氨酯泡沫塑料都为可燃性聚合物。特别是软质泡沫塑料，开孔率较高，密度较小，对空气接触面积大，因而较其他非泡沫聚氨酯更易燃烧，这给工业及生活使用带来了一定的局限性。
泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一，它的主要特征是具有多孔性，因而相对密度较小，质轻，隔热隔音，比强度高，减振等优异特性。根据所用原料不同和配方的变化，可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料几种。
图1 聚氨酯泡沫合成主要原料
1.1聚氨酯泡沫形成的化学机理
多元醇与多异氰酸酯生成聚氨酯的反应，是所有聚氨酯泡沫塑料制备中都存在的反应。发泡过程中的“凝胶反应”一般即指氨基甲酸酯的形成反应。因为泡沫原料采用多官能度原料，得到的是交联网络，这使得发泡体系能够迅速凝胶。基团反应如下：
2.2软质聚氨酯泡沫塑料的其他品种
2.2.1高回弹软质泡沫塑料
高回弹软质泡沫塑料，又称“HR”泡沫（high resiliency foam）。由于这类泡沫制品可以冷熟化，加工工艺简单，物性优良，因而引起各工业部门的重视，应用也日益广泛，它和常规热熟化泡沫塑料相比有诸多优点。
（1）优良的机械性能 高回弹泡沫制品和一般制品相比，具有较高的弹性；低的滞后损失；较高的压缩复合比值；类似乳胶表面的手感和良好的透气性。
—NCO+—OH→—NHCOO—
在有水存在的发泡体系中，例如聚氨酯软泡发泡体系、水发泡聚氨酯硬泡体系，多异氰酸酯与水的反应不仅生成脲的交联（凝胶反应），而且是重要的产气发泡反应。所谓“发泡反应”，一般是指有水参加的反应。
—NCO+H2O+OCN—→—NHCONH—+CO2↑
上述几个反应产生大量的热，这些热量可促使反应体系温度迅速增加，是发泡反应在短时间完成。并且，反应热为物理发泡剂（辅助发泡剂）的气化发泡提供了能量
二、软质聚氨酯泡沫塑料
软质聚氨酯泡沫塑料（简称聚氨酯软泡）是指具有一定弹性的一类柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是用量最大的一种聚氨酯产品。聚氨酯软泡的泡孔结构多为开孔的。一般具有密度低、抗氧化老化、耐油耐溶剂、弹性回复好、吸音、透气、保温性能，主要用作家具垫材、交通工具座椅垫材、各种软性衬垫层压复合材料，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热保温材料
图4一步发泡工艺示意图
2.1.4箱式发泡工艺
小规模生产块状软泡通常采用箱式发泡工艺，这是一种间歇式生产工艺，这种发泡方法适用于实验室手工发泡。
反应物料混匀后立即倒入一只木制或铁皮制成的箱子一样的敞口模具中发泡成型，故得名“箱式发泡”。箱式发泡的主要设备包括：①电控机械搅拌器，混合料筒；②模具（箱）；③称量工具，如天平、台秤、量杯、玻璃注射器等计量工具；④用于控制搅拌时间的秒表。生产时，需在箱壁涂用少量脱模剂，使泡沫容易脱出。
聚氨酯泡沫材料
一、概况
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。凡是在高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-基团的高分子化合物统称为聚氨基甲酸酯。一般聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯(通常为甲苯二异氰酸酯，简称TDI)与多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互作用而得。由于聚氨酯的结构不同，性能也不一样。利用这种性质，聚氨酯类聚合物可以分别制成塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。近二十年来，聚氨酯在这几个方面的应用都发展很快，特别是聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料发展更加迅速。