Guía de compra de máquinas de producción continua de espuma

Proyecto de espuma continua en Arabia Saudita: Caso práctico de adquisición integral para una nueva fábrica de espuma de poliuretano.

Antecedentes del proyecto

En septiembre de 2021, recibimos una consulta de Abdullah, un cliente de Arabia Saudita. Su plan era construir una nueva fábrica de espuma de poliuretano (PU) para abastecer el mercado local saudí y el mercado yemení, principalmente para productos de espuma de poliuretano flexible para muebles y colchones. También tenía previsto incluir el procesamiento posterior.

El cliente contaba con operarios locales especializados en espumado y con algunas condiciones básicas de producción. A medida que el proyecto avanzaba, se requirió una planificación coordinada de los productos objetivo, la configuración de los equipos, la distribución de la fábrica y la conexión entre el espumado y el procesamiento posterior.


Comunicación temprana y apoyo al proyecto

Para este proyecto, primero hablamos con el cliente sobre el mercado objetivo y la dirección del producto, y luego le comunicamos los requisitos básicos para la producción de espuma de poliuretano flexible para muebles y colchones, incluyendo la densidad, la dureza y la conexión con el corte y el procesamiento posteriores.

En función de las condiciones de la fábrica del cliente, proporcionamos un plano de distribución para organizar la ubicación de los equipos, el flujo de producción, la conexión entre la zona de espumado y la zona de procesamiento posterior, y el espacio de trabajo de los operarios.

Durante el proceso de comunicación, realizamos varias videoconferencias con el cliente y le mostramos nuestro proceso real de producción de espuma de poliuretano flexible. Esto le permitió comprender directamente el funcionamiento de la máquina de espumado continuo, la conexión del proceso durante el espumado y cómo el corte y el procesamiento posteriores se integrarían en la producción real.

En lo que respecta al análisis del equipo, la comunicación se centró en las preguntas específicas del cliente, incluyendo la facilidad de operación diaria, las diferencias prácticas entre los distintos diseños de equipos y qué configuraciones eran más adecuadas para las condiciones actuales del proyecto.

La máquina de espuma reciclada comprada por este cliente


Por qué el cliente finalmente nos eligió.

El cliente inicialmente preguntó sobre una máquina de espuma continua. A medida que avanzaba la comunicación, la conversación se fue desarrollando paso a paso hacia la configuración completa de la línea y la puesta en marcha de la fábrica. Su decisión final de continuar el proyecto con nosotros se basó principalmente en los siguientes puntos.

1. Las respuestas oportunas permitieron que la comunicación avanzara.
En la fase inicial de un nuevo proyecto de fábrica de espuma de poliuretano, las preguntas no dejan de aumentar. Durante el proceso, el cliente siguió añadiendo detalles relacionados con la dirección del producto, la conexión de los equipos, la organización de la fábrica y la coordinación del personal.
En este proyecto, las preguntas del cliente fueron respondidas continuamente y la comunicación no se interrumpió en ningún momento. Una vez aclarado un punto, la siguiente conversación podía continuar sin problemas.

2. Las respuestas abordaron directamente las preguntas reales del cliente.
En la fase inicial, el cliente no carecía de folletos informativos sobre los equipos. Lo que influyó en su decisión fue si sus preguntas podían explicarse con claridad.

Durante la comunicación, sus inquietudes no se limitaron a la máquina de espuma continua en sí. También se centró en la dirección del producto para el mercado objetivo, las necesidades básicas de producción de espuma de poliuretano flexible para muebles y colchones, la conexión entre el espumado y el procesamiento posterior, y cómo debería organizarse la nueva fábrica en las condiciones existentes.

Las respuestas se ajustaron sistemáticamente a estas preguntas concretas y no se limitaron a una introducción general al equipo.

3. La solución se desarrolló en torno a las condiciones reales del proyecto.
Se trataba de un nuevo proyecto de fábrica, pero el cliente ya contaba con operarios locales especializados en espumado y las condiciones de la fábrica ya estaban definidas. A medida que avanzaba la comunicación, el debate sobre la solución se centró en estas condiciones reales, incluyendo cómo organizar el espacio de la fábrica, cómo implementar la línea completa con la mano de obra existente, cómo conectar la zona de espumado con la zona de procesamiento posterior y qué configuraciones eran más adecuadas para el cronograma del proyecto.

Lo que el cliente vio no fue una configuración estándar fija, sino un enfoque de solución desarrollado en función de las condiciones específicas de su proyecto.

4. La discusión abarcó el uso práctico en la producción, no solo el equipo en sí.
En lo que respecta a la comunicación de los equipos, al cliente le preocupaba no solo el equipo en sí, sino también cómo se utilizaría en la producción real, como la facilidad de uso diaria, si el ajuste de parámetros era claro, qué enlaces tenían más probabilidades de causar problemas y cómo se podían conectar de forma más fluida el espumado y el corte y procesamiento posteriores.

Esta parte de la discusión continuó a lo largo de las primeras comunicaciones y no se limitó a las especificaciones del documento.

5. Los temas tratados al principio podrían continuar en la solución posterior.
La dirección del producto, la relación de diseño, la conexión de los equipos y la disposición del procesamiento, temas que se abordaron en la etapa inicial, se mantuvieron posteriormente en la discusión detallada de la configuración. Los temas planteados anteriormente pudieron integrarse en la solución sin desconexión alguna.


Contenido final de la adquisición
Tras confirmar el plan, el cliente completó la compra en enero de 2022. La adquisición incluyó: una completa línea de producción de espumado continuo una línea de producción de espuma reciclada, que incluye: máquina de espuma reciclada , caldera de vapor, máquina trituradora de espuma uno Máquina de corte de espuma CNC dos máquinas de corte de espuma circulares uno máquina de corte de espuma vertical
Carga de la línea de espuma reconstituida


Máquina de carga continua de espuma y máquina de corte de espuma


Si también está planificando una nueva fábrica de espuma de poliuretano o evaluando líneas de producción de espuma continua, líneas de espuma regenerada y configuraciones de máquinas de corte, puede enviarnos la descripción de su producto, las condiciones de su fábrica y su plan de proyecto. Podemos analizar con usted una solución adecuada según su situación particular.

Hidróxido de aluminio


También conocida como alúmina hidratada. El hidróxido de aluminio utilizado como retardante de fuego es principalmente alúmina trihidratada. Aparece como un polvo cristalino fino de color blanco con un tamaño de partícula promedio de 1 a 20 micrómetros. Su densidad relativa es 2,42, su índice de refracción es 1,57 y el pH de la suspensión al 30% es 9,5-10,5. La temperatura de inicio de la deshidratación es de 200 grados Celsius, con un calor de absorción de 2,0 KJ/G.


Durante la combustión, libera una gran cantidad de agua químicamente combinada, absorbe una cantidad considerable de calor, ralentiza la tasa de degradación térmica del polímero, reduce la temperatura de la superficie del material y retrasa y suprime la combustión del sustrato. Generará una gran cantidad de vapor en la superficie del sustrato, diluyendo el oxígeno en la zona de combustión, reduciendo la concentración de humos y gases tóxicos inflamables. El óxido de aluminio generado durante la combustión puede promover la formación de una capa protectora carbonizada en la superficie del polímero.



Melamina


Comúnmente conocida como melamina, es un cristal monoclínico de color blanco, de baja toxicidad, no inflamable y con un punto de fusión de 354 grados centígrados. Sufre sublimación endotérmica y rápida descomposición a altas temperaturas. A temperaturas entre 250 y 450 grados Celsius, puede absorber una gran cantidad de calor y liberar nitrógeno durante la descomposición, lo que ralentiza la velocidad de combustión del material. Al mismo tiempo, forma una capa de barrera carbonizada en la superficie del sustrato, actuando como retardante del fuego. Sin embargo, existen algunos problemas de dispersión, por lo que es necesario utilizarlo en combinación. Cuando se utiliza como retardante de fuego, la descomposición a alta temperatura puede producir gas cianuro tóxico.



Retardante de llama organofosforado


Tris(1,3-dicloro-2-propil)fosfato (TDCPP)


Líquido viscoso transparente de color amarillo pálido. Contiene un 7,2% de fósforo y un 49,4% de cloro, con un punto de inflamación de 251,7 grados Celsius, un punto de ignición de 282 grados Celsius y una temperatura de combustión espontánea de 514 grados Celsius. Comienza a descomponerse a 230 grados centígrados y es soluble en alcoholes, benceno, tetracloruro de carbono, etc. Cuando se usa al 5%, puede lograr propiedades autoextinguibles, y al 10%, puede hacer que el material sea autoextinguible o no inflamable, además de tener propiedades resistentes al agua, a la luz y antiestáticas.



Poliol poliéter ignífugo


1. Ingredientes de la fórmula:


Poliéter poliol 3050: Mn3000;


Poliéter poliol ignífugo: índice de hidroxilo 28, fracción de masa sólida ignífuga 23 %;


Aceite de silicona: L580


Solución de trietilendiamina: fracción de masa 33%;


Solución de octoato de estaño: fracción de masa 33%;


TDI: grado industrial

A los principiantes les preocupa que si la placa de sedimentación no se ajusta correctamente, el líquido que sale de la boquilla puede causar un aumento hacia adelante o hacia atrás, afectando el proceso de formación de espuma. Dos minutos después de poner en marcha la máquina, la velocidad de reacción aumenta gradualmente, requiriendo en ocasiones ajustes en el plato de sedimentación. Los ajustes al plato de sedimentación son más críticos en fórmulas de baja densidad y alto contenido de humedad (MC).



El caudal de TDI (diisocianato de tolueno) se puede calcular para que corresponda al valor de la escala, pero se recomienda medir realmente el caudal de TDI durante la primera formación de espuma. El caudal es demasiado importante; Si el caudal no es exacto, todo lo demás será un desastre. Lo mejor es confiar en el método más sencillo e intuitivo para medir el caudal.



Al mezclar polvos, el polvo de piedra mezclado se debe dejar durante la noche y la producción debe comenzar al día siguiente. Para los ingredientes que contienen melamina y polvo de piedra, se recomienda mezclar primero melamina con poliéter durante un período de tiempo antes de agregar el polvo de piedra.



Las fórmulas de las máquinas de espuma con una cámara de mezcla larga en el cabezal de la máquina o más dientes en el eje de agitación generalmente tienen menos amina y una temperatura del material más baja. Por el contrario, las fórmulas de las máquinas de espuma con una cámara de mezcla corta en el cabezal de la máquina o menos dientes en el eje agitador suelen tener más amina y una temperatura del material más alta.



Para la misma fórmula, al cambiar entre cabezales giratorios de doble aspersión y cabezales giratorios de aspersión simple con áreas de sección transversal de boquilla similares, los requisitos para el espesor de la malla y las capas son similares.



Para la calibración del flujo de material menor, un método es medir el flujo de retorno del material menor y el otro es calibrarlo dividiendo la cantidad total utilizada por el tiempo de formación de espuma. Cuando exista una diferencia significativa entre los dos métodos de calibración, confíe en los datos del segundo método de calibración.



Las fórmulas para espuma blanda de alta calidad suelen estar dentro de un rango inestable, como un índice TDI bajo, una relación agua-MC baja, una dosis baja de T-9 y una dosis baja de aceite de silicona.

La producción de espuma blanda en forma de bloque normalmente utiliza el

máquina de espuma por lotes

proceso, un método de producción de tipo hueco. Este método evolucionó a partir de la espumación manual en los laboratorios. El proceso implica verter inmediatamente los materiales de reacción mezclados en un molde abierto que se asemeja a una caja de madera o metal, de ahí el nombre de "espuma en caja". Los moldes (cajas) para espuma encajonada pueden ser rectangulares o cilíndricos. Para evitar que el bloque de espuma forme una parte superior abovedada, se puede colocar una placa de cubierta flotante en la parte superior de la espuma durante la formación de espuma. La placa de cubierta permanece estrechamente unida a la parte superior de la espuma y se mueve gradualmente hacia arriba a medida que la espuma sube.



El equipo principal para la producción de espuma en caja incluye: 1) Agitador eléctrico-mecánico, barril mezclador; 2) Caja de molde; 3) Herramientas de pesaje como básculas, básculas de plataforma, tazas medidoras, jeringas de vidrio y otros dispositivos de medición; 4) Cronómetro para controlar el tiempo de mezcla. Se aplica una pequeña cantidad de agente desmoldeante a las paredes internas de la caja para facilitar la extracción de la espuma.



Las ventajas de producir espuma blanda utilizando el método de espuma en caja incluyen: baja inversión en equipo, tamaño reducido, estructura de equipo simple, operación y mantenimiento fáciles y convenientes, y producción flexible. Algunas empresas nacionales y municipales pequeñas y con fondos insuficientes utilizan este método para producir espuma blanda de poliuretano. El moldeado de espuma en caja es un método de producción no continuo para espuma blanda, por lo que la eficiencia de producción es menor que la de los métodos continuos y el equipo se opera principalmente de forma manual, lo que resulta en una mayor intensidad de mano de obra. La capacidad de producción es limitada y hay una mayor pérdida en el corte de espumas plásticas. Los parámetros del proceso para la espuma en caja deben controlarse dentro de un cierto rango porque incluso con la misma fórmula, las propiedades de la espuma pueden no ser las mismas cuando se utilizan diferentes parámetros del proceso. La temperatura de la materia prima debe controlarse a (25
±
3) grados Celsius, velocidad de mezclado de 900 a 1000 r/min y tiempo de mezclado de 5 a 12 segundos. El tiempo de mezclado de la mezcla de poliéter y aditivos antes de agregar TDI se puede ajustar de manera flexible dependiendo de la situación, y después de agregar TDI, un tiempo de mezclado de 3 a 5 segundos es suficiente, siendo la clave un mezclado completo después de agregar TDI.



Durante el moldeado de espuma en caja, se debe prestar atención a los siguientes aspectos:


1)
Prepararse antes de la producción, incluida la temperatura del material y la inspección del equipo de la máquina;


2) Medir con la mayor precisión posible;


3) Controlar adecuadamente el tiempo de mezcla;


4) Verter el líquido del material mezclado de forma rápida y constante, evitando fuerza excesiva;


5) Asegúrese de que la caja esté colocada de manera estable, con el papel inferior plano, para evitar un flujo desigual del material durante el vertido;


6) Cuando la espuma suba, presione suavemente la cubierta para asegurarse de que la espuma suba suavemente;


7) Los aditivos deben usarse según lo especificado y los materiales premezclados no deben dejarse por mucho tiempo.



Han surgido tres tipos de equipos de espuma en el moldeado de espuma en caja. Inicialmente, se pesaron diversas materias primas en un recipiente según la fórmula, se mezclaron con una mezcladora de alta velocidad y se vertieron en el molde de caja para formar espuma y darles forma. Este método a menudo generaba residuos en el recipiente de mezcla. Un método mejorado utilizaba una bomba dosificadora para transportar las materias primas al barril de mezcla para una mezcla uniforme. Un dispositivo mecánico cerró automáticamente el fondo del barril y se utilizó aire comprimido para presionar el material en la caja de espuma para darle forma. Ambos métodos podrían crear remolinos debido a la rápida entrada de materiales en la caja, lo que podría causar defectos o depresiones en los productos de espuma. El dispositivo de espuma en caja más razonable es colocar un barril mezclador sin fondo directamente en el centro de la caja de espuma. Una bomba dosificadora transporta las distintas materias primas necesarias para la formación de espuma al barril de mezcla. Después de mezclar durante unos segundos, el dispositivo de elevación levanta el cilindro mezclador fuera de la caja de espuma, permitiendo que el material de espuma fluya suavemente sobre todo el fondo de la caja. Esto evita el agrietamiento de la espuma debido a los remolinos del material y garantiza una altura relativamente uniforme en toda la espuma.



Se puede agregar un dispositivo de presión al material de espuma en expansión para producir espuma con la parte superior plana, lo que reduce el desperdicio durante el corte. Este dispositivo es adecuado para la producción de espuma blanda de poliuretano tipo poliéter y espuma blanda en bloque de alto rebote. Para bloques de poliuretano de acetato de polivinilo, este método no se puede utilizar debido a la alta viscosidad del material y generalmente se emplean métodos continuos.

¿Qué es la espuma rígida de poliuretano?

La espuma rígida de poliuretano , a menudo abreviada como espuma rígida de PU, es uno de los productos de poliuretano más utilizados, solo superado por la espuma blanda de poliuretano, en aplicaciones de poliuretano. La espuma rígida de poliuretano es principalmente una estructura de celda cerrada, conocida por su excelente aislamiento, ligereza, alta relación resistencia-peso, facilidad de construcción, así como insonorización, absorción de impactos, aislamiento eléctrico, resistencia al calor, resistencia al frío, resistencia a solventes y más. Se usa ampliamente en las capas de aislamiento de cajas de refrigeradores y congeladores, cámaras frigoríficas, camiones refrigerados, así como materiales de aislamiento para edificios, tanques y tuberías. Una pequeña cantidad se usa en aplicaciones no aislantes, como materiales de espuma de PU de imitación de madera y embalaje. Generalmente, la espuma rígida de poliuretano de baja densidad se usa principalmente como material de aislamiento térmico, mientras que la espuma rígida de poliuretano de alta densidad se puede usar como material estructural (imitación de madera).

La espuma rígida de poliuretano se espuma típicamente a temperatura ambiente mediante un proceso de moldeo relativamente sencillo. Se puede clasificar en espumado manual y espumado mecánico según el grado de mecanización de la construcción; espumado a alta y baja presión según la presión de espumado; y espumado por colada y pulverización según el método de moldeo.

¿Qué es la espuma blanda de poliuretano?

La espuma blanda de poliuretano , también conocida como espuma blanda de PU, es un tipo de espuma de poliuretano flexible con cierta elasticidad. Es el producto de poliuretano más utilizado entre todos los productos de poliuretano.

La espuma blanda de poliuretano presenta principalmente una estructura de celdas abiertas, caracterizada por su baja densidad, buena recuperación elástica, absorción acústica, transpirabilidad y propiedades aislantes. Se utiliza principalmente como material de amortiguación para muebles, colchones y cojines de asientos de vehículos, y también tiene aplicaciones industriales y domésticas como materiales de filtrado, materiales de insonorización, materiales de absorción de impactos, materiales decorativos, materiales de embalaje y materiales aislantes. Según su grado de suavidad y capacidad de carga, la espuma blanda de poliuretano se puede dividir en espuma blanda común, espuma superblanda, espuma blanda de alta capacidad de carga, espuma blanda de alta resiliencia, etc. Las espumas blandas de alta resiliencia y alta capacidad de carga se utilizan generalmente para la fabricación de cojines de asientos y colchones. Según el proceso de producción, la espuma blanda de poliuretano se puede dividir en espuma en bloque y espuma moldeada. La espuma en bloque se produce mediante un proceso continuo para formar espuma de gran volumen que luego se corta en las formas requeridas, mientras que la espuma moldeada se produce mediante inyección directa de la mezcla en moldes para formar productos de espuma con las formas deseadas.

Después de comprender la espuma rígida de poliuretano y la espuma blanda de poliuretano, surge la pregunta: ¿cómo diferenciamos entre ambas?

De hecho, la clasificación puede basarse en el grado de dureza, dividiéndolos en plásticos de espuma blanda y plásticos duros. Los plásticos de espuma blanda tienen un componente de polímero matriz por encima del punto de fusión cristalino, o, si es un polímero amorfo, está por encima de la temperatura de transición vítrea; la espuma dura, por otro lado, tiene su polímero matriz en un estado cristalino o amorfo pero por debajo de la temperatura de transición vítrea. La espuma semirrígida es un plástico de espuma entre la espuma blanda y la dura. Es similar a la espuma blanda, con una tasa de celda abierta por encima de 90 ℃, pero la espuma semirrígida tiene mayor densidad y mayor resistencia a la compresión. Después de la deformación por compresión, la espuma semirrígida tarda mucho más en recuperarse, y su densidad de reticulación es mucho mayor que la de la espuma blanda pero menor que la de la espuma dura.

Según esta clasificación de suavidad y dureza, la mayoría de las espumas de poliolefina, espumas de cloruro de polivinilo (PVC) no plastificado, espumas fenólicas, espumas de policarbonato y espumas de éter de polifenileno se clasifican como espumas duras, mientras que las espumas de poliuretano elásticas y algunas espumas de poliolefina y espumas de PVC plastificado se clasifican como espumas blandas.

Según la norma nacional, las espumas blandas son flexibles, presentan baja dureza a la compresión, recuperan su estado original tras la liberación de la tensión y presentan una deformación residual mínima. Por otro lado, las espumas duras son inflexibles, presentan alta dureza a la compresión, se deforman al alcanzar cierto nivel de tensión y no recuperan su estado original tras la liberación de la tensión.

La Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) especifica que, para diferenciar entre plásticos de espuma blanda y dura, a una temperatura de 18-29 °C, se gira una varilla de 2,5 cm de diámetro una vuelta completa en 5 segundos. Si no se fractura, se clasifica como plástico de espuma blanda; de lo contrario, como plástico de espuma dura.

Según las normas ISO, cuando la deformación por compresión alcanza el 50 % y se libera, si el espesor disminuye como máximo un 2 % con respecto al espesor original, se clasifica como espuma plástica blanda. Si disminuye más del 10 %, se clasifica como espuma plástica dura. Si la disminución se encuentra entre el 2 % y el 10 %, se clasifica como espuma plástica semirrígida.

Si utilizamos el módulo elástico como criterio, en un entorno estándar de 23 °C y 50 % de humedad relativa, una espuma plástica con un módulo elástico superior a 686 MPa se clasifica como espuma dura, inferior a 68,6 MPa se clasifica como espuma blanda y entre 68,6 y 686 MPa se clasifica como espuma semirrígida. Si bien el módulo elástico de la espuma semirrígida es mayor que el de la espuma blanda, su comportamiento tensión-deformación es similar al de la espuma blanda y significativamente diferente al de la espuma dura. Generalmente, las espumas blandas presentan una estructura de celdas abiertas, mientras que las duras presentan una estructura de celdas cerradas, aunque existen excepciones.

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