Proceso de producción de productos de espuma en bloques de poliuretano flexible

La producción de espuma en bloques utilizando equipos de espuma en bloques se caracteriza por un alto rendimiento, lo que la hace adecuada para la producción a gran escala. La producción máxima del equipo más grande puede alcanzar los 500 kg/min. La longitud de los productos se puede ajustar libremente según las condiciones y requisitos de la fábrica. Después de formar una placa de espuma rectangular, se puede cortar en varias láminas o bloques utilizando máquinas rebanadoras.

Diagrama de flujo de producción de espuma en bloques

Diagrama de flujo de trabajo de la máquina de espuma en bloques

Los materiales se entregan desde los tanques de material a un cabezal mezclador mecánico a través de un sistema de medición. Después de una mezcla uniforme, los materiales se vierten sobre una cinta transportadora revestida con papel kraft. Los materiales forman espuma en la cinta transportadora segundos después de ser descargados del cabezal mezclador. La espuma pasa a través de un túnel de calentamiento y curado equipado con infrarrojos (u otras fuentes de calor) y dispositivos de escape para madurar y formarse. La espuma sale continuamente por el otro extremo. Las herramientas de corte en la salida pueden cortar la espuma en longitudes específicas para crear productos semiacabados. Estos productos semiacabados se dejan a temperatura ambiente durante un período determinado para que se curen más y alcancen la resistencia final. Se recorta la piel de la superficie y la espuma se corta en la forma deseada, lo que da como resultado el producto final.

Debido al recorte de la piel superficial, se produce una cierta pérdida de material. Las dimensiones más pequeñas de la espuma provocan un mayor desperdicio de bordes. Para mejorar la tasa de rendimiento, en los últimos años se han producido comúnmente grandes placas de espuma rectangulares.

Sistema de medición de equipos de espuma en bloque

El sistema de medición normalmente consta de cinco componentes.:

1. Poliéter poliol: Combinado con estabilizador de espuma y agente espumante.
2. TDI (diisocianato de tolueno).
3. Agua y trietilendiamina.
4. Catalizador organoestaño y poliéter poliol.
5. Pigmentos y poliéter poliol.

Algunos sistemas combinan estos cinco componentes para una dosificación simplificada, priorizando la facilidad de control y manteniendo la estabilidad del material después de la mezcla.

Cabezal mezclador y sistema de agitación

Los dispositivos de formación de espuma en planchas suelen utilizar varillas agitadoras de tipo aguja de baja presión en el cabezal mezclador. Cuando se utilizan agitadores de tipo aguja de bajo cizallamiento, la velocidad de agitación suele ser de 3,000–6.000 rpm, y el tiempo de residencia en el cabezal mezclador es de aproximadamente 1 segundo. En algunos sistemas también se emplean agitadores de alto cizallamiento.

El tamaño final de los poros de la espuma se puede ajustar mediante la entrada de energía en el cabezal mezclador. Dos factores influyen en esto:

1. La velocidad lineal de los materiales que ingresan al cabezal mezclador.
2. La velocidad de agitación y la fuerza de corte.

En máquinas de espuma de baja presión y alto cizallamiento, inyectar una pequeña cantidad de aire seco en el cabezal mezclador mejora el tamaño de los poros. Sin embargo, este efecto es menos pronunciado en máquinas espumadoras de alta presión y bajo cizallamiento. El tamaño de salida y la contrapresión del cabezal mezclador también influyen en el tamaño de los poros. Normalmente, reducir la contrapresión y aumentar el diámetro de salida conduce a poros de espuma más finos.

La distancia entre la salida del cabezal mezclador y el plano de vertido del material debe ser lo más corta posible para evitar salpicaduras, que pueden provocar la formación de burbujas de aire en la espuma, lo que da lugar a poros o poros grandes en la superficie. El papel del revestimiento inferior debe ser plano; Las arrugas pueden provocar que la espuma se agriete y aumente el desgaste de los bordes durante el recorte.

Requisitos de la cinta transportadora

La cinta transportadora cerca del punto de inyección de material debe tener un ángulo de inclinación, generalmente entre 4°–9°, para dirigir el flujo de material en una sola dirección. La velocidad de la cinta transportadora generalmente se controla en 1.5–3,0 m/min, dependiendo de la producción de espuma y las dimensiones del producto.

Parámetros clave de formación de espuma

El tiempo de blanqueamiento (el intervalo entre la descarga del material del cabezal mezclador y el inicio de la formación de espuma) suele ser 5–12 segundos. El tiempo de formación de espuma (el intervalo entre la descarga del material y la altura máxima de la espuma) es de aproximadamente 80–160 segundos. El tiempo de formación de espuma se puede ajustar según la cantidad de catalizadores de organoestaño y amina utilizados.

Datos de ejemplo:

La distancia desde la salida del cabezal mezclador hasta la línea de blanqueamiento (inicio de la formación de espuma) suele ser 30–60cm. Esto se puede ajustar modificando la velocidad de vertido, el ángulo de la cinta transportadora y la velocidad. La espuma se calienta en un túnel de curado hasta que la superficie no es pegajosa, con un tiempo de curado que oscila entre 5 y 30 minutos, dependiendo de la formulación.

Formación de células abiertas

En los procesos de formación de espuma a base de prepolímeros, algunos productos semiacabados requieren compresión mecánica para lograr una estructura de celda abierta. Sin embargo, en el proceso de formación de espuma en un solo paso, la formación natural de células abiertas normalmente se logra sin compresión mecánica.

Receta típica de formación de espuma en un solo paso para espuma en bloques de poliuretano flexible

• Poliéter triol (Peso molecular 3000): 100
• Estabilizador de espuma a base de silicona: 1.0
• Catalizador organoestaño: 0.45
• N-Etilmorfolina: 0.4
• Trietilendiamina: 0.05
• Agua: 3.5
• Agente espumante: 1.5
• TDI 80/20: 42,5 (índice TDI = 104)