应用：

  聚氨酯硬泡生产的基本工艺硬泡成型工艺聚 氨酯硬泡的根本生产方法聚 氨酯硬泡一般为室温发泡，成型工艺比拟简单。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． 手工发泡与机械发泡在 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，以与生产之前对原料体系进展例行检测和配方调试， 一般需先在实验室进展小试， 即进展手工发泡试验。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： 将各种原料准确称量后， 将多元醇与助剂预混合， 多元醇预混物与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， 经化学反响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根底。但在批量大、模具多的情况下手工浇注是不适宜的。批量生产、规模化施工， 一般都会采用发泡机机械化操作， 效率高。 2． 一步法与预聚法目前，硬质聚氨酯泡沫塑料都是用一步法生产的，也就是各种原料进展混合后发泡成型。为了生产的方便， 目前不少厂家把聚醚多元醇或(与)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发生化学反响。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、水等反响放热量大， 假设用一步法生产操作困难， 故当时多用预聚法。假设 把全部TDI 和多元醇反响， 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其实就是“ 半预聚法〞。即首先TDI与局部多元醇反响， 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、外表活性剂、催化剂等混合， 经过发泡反响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， 对薄壁制品与形状复杂的制品不适用。自 从 聚合MDI 开发成功后， TDI 已根本上不再用作硬质泡沫塑料的原料， 一步法随之 取代了预聚法。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Leabharlann Baidu采用间歇法与连续法发泡方式。机械浇注发泡的原理和手工发泡的相似，差异在于手工发泡是将各种原料依次称入容器中，搅拌混合；而机械浇注发泡那么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， 在制件的空腔填充泡沫， 以与其它的现场浇注泡沫。块状硬泡与模塑发泡块 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与箱式发泡软泡相似。原料中可参加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。反响物料量按模具体积和所需泡沫塑料密度计算，另加3％ ～ 5％ 比拟适宜。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与工艺目前已经很成熟， 国普遍采用。大体积块状硬泡发泡工艺难度较大， 国生产厂商少。在大体积聚氨酯硬泡生产中， 应注意防止泡沫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响热， 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、催化剂等原料准确计量后置于一容器中预混合均匀， 参加异氰酸酯后立即充分混合均匀， 具有流动性的反响物料注入模具， 经化学反响并发泡成型。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)发泡， 密度由配方用量和设定的模具体积来决定。通常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压力。原料的过填充量根据要求的密度与整皮质量而定。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来生产块状硬泡。浇注成型中的考前须知浇 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 注发泡成型的过程中， 原料温度与环境和温度直接影响泡沫塑料制品的质量。环境和温度以 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， 难以控制环境和温度， 那么可适当控制原料温度并调节催化剂用量。 对模具的要结构符合常理， 拆装方便， 重量轻， 耐很多压力， 并且外表还要有较好的光洁度。并且要根据模具的大小和不同的形状， 在适宜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。模具的温度的上下直接影响反响热移走的速度。模温低，发泡倍率小， 制品密度大， 表皮厚； 模温高那么相反。为制得高质量的泡沫塑料制品， 一般将模温控制在40～ 50℃围。料温和模温较低时， 化学反响进展缓慢， 泡沫固化时间长； 温度高，那么固化时间短。在 注入模具发泡时， 应在脱模前将模具与制品一起放在较高温度环境下熟化， 让化学反响进展完全。假设过早脱模， 那么熟化不充分， 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， 甚至在局部围出现化学组成不符合配方要求的现象， 大大影响制品质量。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外表而发泡成型。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、住宅与厂房屋顶、墙体、贮罐等领域的保温层施工， 应用已逐渐普与。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外表或者还是复杂的外表， 都可通过喷涂方法形成硬质聚氨酯硬质泡沫塑料保温层； 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。低压与高压喷涂一 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， 对环境造成污染； 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， 喷涂外表不光滑。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， 然后开动计量泵开场喷涂施工， 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。喷涂完毕时先停泵， 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， 均匀地喷射到物件外表。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。目前国高压喷涂设备大多数来源于美国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， 有温度补偿加热器， 以保证黑料、白料到达设定的温度。选 择适宜的喷涂发泡设备， 是控制硬质聚氨酯喷涂泡沫平整度与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。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 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围。②粘度小， 有利于在极短时间混合均匀。③催化剂活性要大， 因为喷涂发泡工艺要求反响速度较快， 泡沫应很快固化， 不流淌。一 般 选用乙基二胺、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响制得的俗称“ 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围， 如乳白时间3～ 5s， 不粘时间10～ 20 s。这样， 能保证反响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很重要。关 于喷涂发泡的环境条件， 有几点应注意。〔 1〕 喷涂发泡环境和温度与待喷物体的外表温度较适宜的温度围是15～ 35℃。有的实施工程单位把5～ 8℃作为最低温度界限。温度过低， 泡沫塑料容易从物体外表脱落， 而且泡沫塑料的密度明显增大。温度在15～ 25℃围， 泡沫塑料的密度无显著变化； 温度为5℃时， 密度明显升高。环境和温度过高， 发泡剂损耗太大。〔 2〕 异氰酸酯很容易和水反响生成含脲键结构。这种结构含量增高， 那么泡沫塑料较脆。待喷涂物体外表假设有露水或霜， 应予以去除， 否那么， 泡沫塑料的脆性增大， 且影响与物体外表的粘接性。〔 3〕 在室外进展喷涂发泡作业， 当风的速度超越5 m/s 时， 因反响产生的热量被风吹失，热量不易积累， 阻碍泡沫塑料进一步快速发泡反响， 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〕 待喷物体外表要无锈、无粉尘、无油污和无潮气。必要时， 应预先进展清洗和枯燥， 到达上述要求。〔 5〕 应注意平安卫生问题， 加强劳动保护。要戴防护镜， 防止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， 反响放热难以发散，易产生烧芯变形等现象。喷涂发泡施工考前须知环 境温度和待喷涂外表的温度应在10℃以上。温度过低， 泡沫塑料与物体外表的粘接性差， 易脱离， 而且泡沫密度明显加大。环境和温度最好在15～ 35℃℃之间效果最好。脱模时间取决于配方、流动距离、模具的温度、填充系数与脱模后容许的尺寸变化。预制尺寸和厚度都较小的制件〔 1m2× 3cm〕 脱模时间为5min； 10～ 20cm 厚的大型制件的脱模时间为20～ 60min。为了保持侧面泡沫压力能够正常的使用涂有隔离剂的可拆式支撑板架。这些支撑板架也可以用作制件边缘的漏模。这 类支撑板也起到保持外表层的间距和模腔排气的作用。支撑板必须尽可能地与侧面形 状相适合， 并允许因温度和压力而产生的外表尺寸变化。 3． 填料在 反响混合物中掺用细的或极细的填料就需要用高耐磨的泵。目前， 在硬泡领域里值得一提的只有生产的全部过程中混合的糊状阻燃剂。当使用大筛孔的颗粒材料— — 粗粒填料， 如粒度在10～ 30mm 之间的多孔粘土、泡沫玻璃和多孔石粉时， 模腔应在制件发泡之前就先填满。通过每隔80～ 100cm 插入一根10mm 直径的塑料管参加反响混合物。泡沫在包住颗粒填料时， 会遇到很高的流动阻力， 从而大提高了泡沫密度。经历证明， 所需要的反响混合物料量同无粒状填料而使泡沫制件的密度到达60 kg/m3时一样多。模具应设计得能承受(0.8～ 1.2)× 105 Pa的压力。这类制件用作罩面材料和预制的民用建筑构件〔 聚氨酯轻质混凝土〕。