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有关聚氨酯海绵全水真空发泡技术问题

作者:发布于:2014/9/15 15:30:12点击量: 字体大小:【
海绵就是泡沫密度低于18 kg/m3以下的低密度PU,方法通常是水用量超过4.5份(每100份),TDI用量超过55份,泡沫的散热问题就非常突出,由于泡沫内部的热量不易散发,在发泡过程中温度自动升过180℃,会引起泡沫,导致火灾危险。国内外解决办法有三个,即负压发泡技术、强制冷却技术和液态CO2发泡技术。
  1、负压发泡技术
  通常,泡沫发泡过程中,泡孔要承受、泡沫自身重量和发泡时的气体这三种压力。
  P1为,P2为泡孔内部气体膨胀而使泡孔受到的向外膨胀压力,G为此泡孔上方的泡沫体重量。
  在P≥P1+G+P2下,泡沫才能上升。
  在负压下,P1是一个变量,P2是受P1影响的变量。
  根据我们实验:一旦在发泡时泡沫料所受的外部压力减少30%(即低于30%),的密度可以降低15%~20%;当泡沫外界压力减少50%时,泡沫密度能降低25%~30%。一般,在0.1 MPa(1 atm)下,用水量在4.3份(每100份)情况下,可制得密度为24 kg/m3左右的块泡;当外界为0.05 MPa时,同样4.3份水可制得密度为16 kg/m3的块泡。值得注意的是,必须适当调整泡沫的上升及凝固时间,即延长、缓迟凝固时间,以保证泡沫在负压下有充分的会。
  对续块状海绵,“负压发泡”的设备投资大,中小企业难以承受,但对于“箱式发泡”,其投资成本不会太大。
  建议:建一个圆筒型真空房,形似“”,再添一台抽气量大的,以保证在30 s内达到所需的。
  2、强制冷却技术
  本技术的特点是保证体的中心温度不超过170℃,避免及火灾的发生。
  强制冷却的目的是在采用高条件下生产出低密度海绵时,保证泡沫体内部温度不超过170℃。在操作上,这种方法是可行的。只要控制好发泡时间不超过30 min,将大块泡沫移入强制冷却室,使泡沫继续,即可达到目的。
  该技术很适合国内大中小企业,投资改造费用少,上马快,但生产厂家一定要配合工作,研制出符合高水量低密度PU软泡专用品种。
  的Enichem研究中心开发出系列适用于高水量低密度PU柔软级、超软级、软级泡沫品牌,其商品名为Tercaflex 9912及PU POL 9917。其柔软级PU软泡物性见表2。
  表2  柔软级型物性
  泡沫编号 16S 18S 21S 25S 30S 40S
  配方()
  PU POL 9917 13 13 13 13 13 13
  Gledion FG 3505 — — 87 87 87 87
  Tercaflex 9912 87 87 — — — —
  水 5.3 5.0 4.6 3.9 3.2 3.2
  TDI-80指数 98 98 100 100 103 103

  续表2  柔软级型物性
  泡沫编号 16S 18S 21S 25S 30S 40S
  泡沫密度/kg•m-3 16.5 17.3 20.3 24.8 30.3 40.1
  /kPa 88 94 103 123 108 98
  /% 271 288 316 320 303 280
  75%/% 6.1 5.5 4.6 3.1 2.0 1.9
  40%/N 65 81 82 85 95 99
  40%压缩应力/kPa 1.55 1.75 1.83 1.95 2.05 2.25
  落球回弹率/% 36 39 40 41 45 50
  空气/nL•min-1 200 145 138 125 115 99
  为了适用于强制冷却技术的高水量PU软泡体系,的必须超过3000,以消除因高水量所引起脲键增加而导致的泡沫回弹变差、降低、手感恶化的缺陷。同时在聚醚结构中引入氧化乙烯(EO)的含量要高,以保证聚醚与大量水的互溶。
  3、液态CO2发泡技术
  (LCD)发泡技术,早期由康隆集团公司开发,称之为“CarDio”技术,一年之后,德国拜耳集团公司的亨内基机械公司也相继开发成功,称之为“NovaFlex”技术,该技术之所以引起业界兴趣,是因为CO2不仅有可替代软泡中的(MC)及CFC-11等辅助的功能,而且液态CO2的成本只有MC的四分之一,发泡效率却高3倍多。国外,康隆公司和亨内基公司都已在“Maxfoam”组上进行适当的调整改造,生产出泡沫密度约为14 kg/m3的连续泡沫(泡沫宽2.2m、高1.2m)和泡沫等。CarDio法泡沫比以往的Maxfoam泡沫有较柔软的手感、高度的开孔结构及良好的回弹性。
  在软泡配方方面,高效率的选用,与锡的优化组合,是生产商CO2发泡PU泡沫的保证。通常,在液态CO2发泡技术中,锡的用量比MC发泡技术的少。4份液态CO2相当于13份MC所起到的作用,而水量要适当增加一些,以保证泡沫的硬度。


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