聚氨酯筛板的生产工艺和设备.doc

1.聚氨酯筛板的生产工艺及其主要技术指标1.1主要技术指标 聚氨酯筛板必须达到如下几点要求才能满足生产需要： 1.1.1必须满足其物理机械性能指标； 1.1.2胶料与金属骨架有良好的粘结性； 1.1.3产品表面气泡符合有关标准限值，无杂质和机械损伤； 其主要技术指标见表1: 表1 主要技术指标性能聚酯型聚醚型邵A硬度9090撕裂强度/KN.m-196.187.2拉伸强度/MPa45.836.6伸长率/%540400100%定伸应力/MPa7.17.7300%定伸应力/MPa13.814.8压缩永久变形%2821回弹性%3249磨耗/mg25.6451.2预聚体的合成合成反应前，必须将低聚物多元醇种的水含量降低到一定范围（0.05%）。目前常用的脱水方法有间歇脱水法，连续喷雾干燥法和连续薄膜干燥法，小规模生产多采用间歇脱水法，即在不锈钢或搪瓷反应釜中进行，采用框式或锚式搅拌器和端面机械密封通过蒸汽或电加热至一定温度，负压下操作1H即可。将脱水后的多元醇加入到聚合釜或浇注机中冷却至适当温度，然后加入到计量好的异氰酸酯中，打开搅拌器升温后保温反应2H，真空脱泡即得预聚体。值得注意的是脱水和集合反应应尽量避免在同一釜中进行，聚合反应应需要有惰性气体保护为佳。1.3聚氨酯筛板的浇注1.3.1机械浇注在浇注机中A罐为预聚体，B罐为扩链剂，启动加热系统，是A,B料均达到要求的温度，然后通过调节计量泵的转速和排量，使其达到设计混合比，启动浇注开关，则A,B料在混合腔进行高速切均匀混合后，即可进行浇注，当浇注完成后，A,B料罐自动转为自循环状态。机械浇注具有配比精确，计量稳定；混合均匀，不产生气泡；温度稳定，准确可靠地特点。预聚体的预热，脱泡，扩链剂的熔化，以及预聚体与扩链剂的计量，混合及浇注均在浇注机中通过电脑自动控制来完成，可实现连续生产，生产效率高，产品质量稳定，适用于大批量和大中型制品的生产。1.3.2手工浇注将计量好的预聚体与扩链剂在一定条件下混合均匀，即可注入模具中，加热硫化1H即可脱模。手工浇注具有投资少，成本低，简单灵活的特点，使用于中小型制品的生产，但由于可浇注时间短，易挟带气泡，混合不易均匀，生产效率低，劳动强度大，致使产品质量不稳定，所以，在聚氨酯筛板的生产中通常使用聚氨酯弹性体浇注机。1.3.3聚氨酯筛板的硫化及熟化制品在模具中进行的硫化过程叫做成型硫化，其温度的选择可在不破坏其化学结构的前提下尽可能高一些，以加快扩链交联反应，缩短脱模时间，提高模具和设备利用率。筛板脱模后继续加热硫化的筛板的过程叫做后硫化，其温度略低于成型硫化温度，以100为宜，时间需8H以上。熟化是指将后硫化后的聚氨酯筛板在室温环境下放置一周，以进一步保证其获得性能稳定的产品1.3.4模具及金属骨架的处理筛板浇注前应对金属骨架进行预处理，即去除金属骨架表面的油污，锈迹，氧化物等；用砂纸打毛或喷砂处理金属骨架使表面粗糙，以扩大粘合面积和活化表面；用溶剂对金属骨架进行脱脂处理并干燥；涂刷一定厚度的粘合剂，在干燥空气中预热半小时以上，即可进行模具的装配，准备浇注。在钢质加热平台或干燥箱的可移动平台上对预热后的模具进行组装，喷涂脱模剂及拼装金属骨架，即可完成浇注前的准备工作。2.影响聚氨酯筛板性能的主要因素2.1低聚物多元醇分子量的影响低聚物多元醇相对分子质量的大小决定了聚氨酯弹性体中极性基团的密度，聚酯型聚氨酯弹性体随低聚物多元醇相对分子质量的增大，物性提高，耐水解性能降低；聚醚型聚氨酯弹性体随低聚物多元醇相对分子质量增大，其柔顺性和耐水解性提高，但拉伸强度和模量会有所下降。2.2预聚体中NCO含量的影响NCO含量是表征预聚体质量的重要指标，也是计算扩链剂用量的重要依据。预聚体中含量提高，则预聚体粘度降低，易于脱泡和混合，相应的产品硬度，强度，模量均较高，但釜中寿命缩短；预聚体中含量降低，则产品硬度，强度，模量均下降，粘度增大，釜中寿命延长。2.3异氰酸酯指数的影响异氰酸酯指数是指多异氰酸酯与低聚物多元醇的摩尔比。在预聚体的合成中，NCO/OH比例越接近1，预聚体的粘度越大，给浇注带来困难。当NCO/OH比例超过2以后，预聚体粘度会明显降低，并容易产生酯化反应或出现游离的异氰酸酯，储存稳定性下降，在操作中将会出现大量异氰酸酯气体挥发，有损健康，污染空气。所以，NCO/OH比例一般选择在1.52.2之间为最佳，因为在此比例范围内，预聚体粘度适中，脱泡操作容易，产品的综合性能较好。2.4配合剂的影响在生产过程中，为了提高反应速度，改善加工性能及制品性能，降低成本，必要时加少量促进剂，以增强其物理机械性能，如聚酯型筛板的耐湿热性较聚醚型差，随着水解的进行，系统中的酸值逐渐升高，酸反过来又促进水解，导致物性改变，而加入一定量的水解稳定剂如碳化二亚胺，可获得良好的耐水解性能且对其他物性影响不大，为了降低浇注制品的摩擦系数，提高自润滑能力，可加入少量硅油，石墨或二硫化钼等，但要慎重使用配合剂并严格控制其用量及比例，以免影响其他物性。2.5反应温度的影响提高预聚体和扩链剂的混合温度，可提高压缩永久变形性能，但拉伸强度和撕裂强度会有所下降，釜中寿命和凝胶时间缩短，如采用过低的混合温度，一方面固体扩链剂不允许，另一方面虽有利于釜中寿命延长和提高物理性能，但却不易脱泡和混合不均匀，所以在实际操作中只能采用一个适中的温度范围。3.聚氨酯筛板的主要生产设备3.1浇注机根据聚氨酯筛板用胶量大而且CPU的釜中寿命短，凝胶速度快等特性，为了提高产品质量，采用浇注机进行生产是非常必要的，下面就浇注机的主要特点作一些简单介绍。3.1.1各系统原料循环方式原料由料罐计量泵混合头切换阀原料罐的全流量循环，可确保物料温度均一，流量稳定，料罐可通入干燥氮气以防止水分混入，原料循环回流口设在料罐底部，不会带入气泡，通过平衡循环吐出压力（没有可靠的节流及精密的调压装置）提高混合比精度和稳定吐出量。3.1.2计量系统采用耐温，耐压，高硬度的低速精密计量泵，流量准确，稳定；采用高紧密度进口变频调速装置调节混合比及流量，灵活，方便，可靠；转速调节范围大，可保证吐出量较小或粘度较低时亦能达到要求的精度。3.1.3混合头各组分原液由循环接换到吐出时，同步无误差；设有高精度的节流和回流调节装置，可使循环和吐出压力调节平衡，提高混合比的精度，从而保证制品质量；采用专用，先进的混合头，使粘度差很大，混合比悬殊的两组分原液在极短时间混合均匀，不产生气泡，且能快速排出混合腔内的空气，所以初期混合液的损耗很少；采用特殊设计的旋转式轴封装置，无逆流，润滑可靠，更换方便；经精密加工的切换阀，调节方便，无热变形；专用的气动清洗开关是清洗混合腔用的清洗液和压缩空气经物料吐出节流孔吐出，不会产生堵塞，亦不会使混合料产生逆流。3.1.4控制及电器系统采用电脑程控器控制浇注及自动清洗，操作简单，维修方便，线路清晰，故障率低；采用智能型时间比例式数显温控仪及铂电电阻来控制原液，料介质，计量泵及混合头的温度准确可靠直观，控制及调节非常方便；原液压力数字显示，超压报警，流量及混合头转速均可数显，易操作，稳定性好。3.2加热平台加热平台用于模具的预热，浇注操作以及制品的成型硫化。加热平台由厚钢板加工制造，用循环导热油（或蒸汽）加热，温度均匀，易于控制，导热油循环系统最高压力应小于储油罐的允许压力，加热平台应有良好的平整度和表面光洁度，各部位温度差不大于3。3.3反应釜反应釜在生产过程中作低聚物多元醇脱水和预聚体合成及脱泡用。采用不锈钢（或搪瓷）内胆，加热夹套，隔热层的3层结构反应釜，釜体和釜盖由法兰密封连接，搅拌轴采用机械端面密封，搅拌器选用框式或锚式，转速以80100为宜；反应釜夹套中可通入蒸汽或导热油进行加热，附有冷却循环系统，控温系统，真空缓冲罐及真空泵系统，釜上开有进料，出料，观察，测温，测压，安全放空，充氮及抽真空等工艺管孔，其容积视要求的产量而定。、3.4真空泵真空泵是生产过程中必备设备，低聚物多元醇的脱水，预聚体和混合胶料的脱泡都必须在真空下作业，建议选用真空度高，抽气速率大的双级旋片式真空泵，其抽气量以15L/s为佳。3.5干燥箱干燥箱