Muchos factores afectan el proceso de formación de espuma y la calidad del producto final cuando se fabrica espuma flexible de poliuretano. Entre ellos, los factores ambientales naturales como la temperatura, la humedad del aire y la presión atmosférica desempeñan un papel crucial. Estos factores influyen significativamente en la densidad, dureza, tasa de alargamiento y resistencia mecánica de la espuma.

1. Temperatura:

La reacción de formación de espuma de poliuretano es muy sensible y la temperatura es un factor de control clave. A medida que aumenta la temperatura del material, la reacción de formación de espuma se acelera. En formulaciones sensibles, las temperaturas excesivamente altas pueden presentar riesgos como quemaduras e ignición del núcleo. Generalmente, es esencial mantener temperaturas constantes para los componentes de poliol e isocianato. El aumento de la temperatura conduce a una correspondiente disminución de la densidad de la espuma durante la formación de espuma.

Particularmente en verano, las temperaturas elevadas aumentan la velocidad de reacción, lo que resulta en una disminución de la densidad y dureza de la espuma, una mayor tasa de alargamiento y una mayor resistencia mecánica. Para contrarrestar la reducción de la dureza, es aconsejable ajustar el índice TDI. Los fabricantes deben ajustar los parámetros del proceso de acuerdo con las variaciones de temperatura estacionales y regionales para garantizar la estabilidad de la calidad del producto.  

2. Humedad del aire:

La humedad del aire también afecta el proceso de formación de espuma de la espuma flexible de poliuretano. Una humedad más alta provoca reacciones entre los grupos isocianato de la espuma y la humedad del aire, lo que reduce la dureza del producto. Aumentar la dosis de TDI durante la formación de espuma puede compensar este efecto. Sin embargo, la humedad excesiva puede elevar las temperaturas de curado, lo que podría provocar que el núcleo se queme. Los fabricantes deben ajustar cuidadosamente las formulaciones y los parámetros del proceso de espuma en ambientes húmedos para garantizar la calidad y estabilidad del producto.

3. Presión atmosférica:

La presión atmosférica es otro factor que influye, especialmente en zonas a diferentes altitudes. El uso de la misma formulación a mayores altitudes da como resultado una densidad del producto de espuma relativamente menor. Esto se debe a las variaciones de presión atmosférica que afectan la difusión y expansión del gas durante la formación de espuma. Los fabricantes que operan en regiones de gran altitud deben tomar nota de esto y es posible que deban ajustar las formulaciones o los parámetros del proceso para cumplir con los requisitos de calidad.

En conclusión, los factores ambientales naturales impactan significativamente el proceso de formación de espuma y la calidad del producto final de la espuma flexible de poliuretano. Los fabricantes deben ajustar los parámetros del proceso en función de las condiciones estacionales, regionales y ambientales para garantizar una densidad, dureza y resistencia mecánica estables de la espuma, satisfaciendo las demandas y estándares de los clientes.

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

PLC (controlador lógico programable)

Es un dispositivo de control automático con memoria de instrucciones, interfaces de E/S digitales o analógicas; utilizado principalmente para operaciones lógicas, secuenciales, de temporización, conteo y aritméticas con operaciones de bits; Se utiliza para controlar máquinas o procesos de producción.

Unidad de frecuencia variable (VFD)

Un VFD es un dispositivo de control que transforma la frecuencia eléctrica de una frecuencia a otra mediante la acción de encendido y apagado de dispositivos semiconductores de potencia.

Los circuitos principales de un VFD generalmente se pueden dividir en dos tipos:

- Tipo de voltaje: Convierte el voltaje CC de una fuente de voltaje a CA en el VFD, con filtrado de capacitor en el circuito CC.

- Tipo de corriente: Convierte corriente CC de una fuente de corriente a CA en el VFD, con filtrado de inductor en el circuito CC.

Interruptor fotoeléctrico

Utiliza la obstrucción o reflexión de un haz de luz infrarroja por un objeto detectado, detectado por el circuito síncrono, para determinar la presencia o ausencia del objeto. Puede detectar cualquier objeto que refleje la luz, sin limitarse a los metales.

En la máquina perforadora por vacío se utiliza un interruptor fotoeléctrico reflectante de espejo.

Sistema intercambiador de calor

Controla la temperatura de las materias primas en el sistema para cumplir con los requisitos.

A medida que aumenta la temperatura de la materia prima después de pasar por el intercambiador de calor, aumenta su viscosidad. Para garantizar el funcionamiento normal de la bomba de alta presión, se requiere una bomba de alimentación especial. Los requisitos específicos se calculan en función del caudal y la viscosidad de la materia prima.

El control de temperatura del intercambiador de calor debe estar cerca del cabezal mezclador, correlacionando la temperatura de la materia prima con el interruptor del agua de refrigeración para controlar automáticamente el flujo de agua de refrigeración para enfriar la materia prima.

Máquina perforadora

Hay máquinas perforadoras de rodillos, máquinas perforadoras de vacío y máquinas perforadoras de cepillo, siendo las máquinas perforadoras de rodillos las que tienen el mejor efecto de control, seguidas de las máquinas perforadoras de vacío y las máquinas perforadoras de cepillo. Actualmente, las máquinas perforadoras de cepillos se utilizan raramente.

El objetivo de la perforación es evitar la deformación del producto.

La perforadora de rodillos controla el tamaño de los espacios. Si los espacios son demasiado grandes, el efecto de perforación no es bueno; Si los espacios son demasiado pequeños, habrá marcas de presión obvias en el producto.

Hay dos métodos de perforación: 1. Método químico: utilizando agentes perforantes, 2. Método mecánico: utilizando máquinas perforadoras.

Los productos deben perforarse nada más salir del molde. Algunos productos pueden expandirse después de ser desmoldados, y en este momento se deben dejar reposar un tiempo antes de perforarlos.

TPR

Puede prevenir la contracción del producto y el colapso de las burbujas; su función más básica es la perforación eficaz para facilitar el desmolde. Sin embargo, también puede provocar fluctuaciones en ILD (Indentation Load Deflection); El TPR afecta directamente la velocidad de ascenso de la espuma.

Válvula reguladora de presión de circuito

Es crucial para equilibrar la presión del sistema en el sistema de control y debe colocarse lo más cerca posible de la boquilla. Si está lejos de la boquilla, pueden producirse fluctuaciones de presión, lo que provocará inestabilidad en el sistema y productos inestables.

En la producción industrial moderna, la espuma flexible de poliuretano desempeña un papel importante en diversos campos, como muebles, asientos de automóviles y plantillas de zapatos. Sin embargo, no se pueden pasar por alto los puntos de control técnico clave para la producción de productos de espuma plástica flexible de poliuretano de alta calidad. Aquí hay varios puntos técnicos clave en el proceso de producción.:

Control de diisocianato de tolueno (TDI):

La proporción isomérica óptima de TDI es 80/20. Si se excede esta proporción, se puede provocar la formación de células grandes y cerradas en la espuma, prolongando el tiempo de curado. Particularmente en la producción de productos de espuma de baja densidad en bloques grandes, una proporción isomérica excesiva puede retrasar la liberación de calor, lo que puede causar que la temperatura del centro de la espuma permanezca alta durante mucho tiempo, lo que lleva a la carbonización e incluso a la ignición. Si la proporción isomérica es demasiado baja, la densidad y la resiliencia del producto de espuma disminuirán y pueden aparecer grietas finas en la superficie de la espuma, lo que resultará en una mala repetibilidad del proceso.

Adición de agentes espumantes externos:

Los agentes espumantes externos (agua) no sólo reducen la densidad de la espuma sino que también mejoran la suavidad del producto y ayudan a eliminar el calor de reacción. Para evitar la carbonización central en el proceso de formación de espuma de productos de espuma de bloques grandes, generalmente se agrega una cierta cantidad de agua. Sin embargo, a medida que aumenta la cantidad de agua, la cantidad de catalizador también debería aumentar correspondientemente; de lo contrario, puede prolongarse el tiempo de poscurado de la espuma. Generalmente, por cada 5 partes de aumento de agua, se deben añadir de 0,2 a 0,5 partes de aceite de silicona.

Relación de catalizador:

Los catalizadores orgánicos de estaño y amina terciaria se utilizan comúnmente para controlar las reacciones NCO-OH y NCO-H2O. Ajustando la proporción de diferentes catalizadores, se puede controlar el crecimiento de las cadenas de polímeros y la reacción de formación de espuma. Bajo ciertas densidades de producto, elegir la proporción de catalizador adecuada puede controlar la velocidad de celda abierta, el tamaño de celda y el valor de carga de huecos de la espuma. El aumento de la cantidad de catalizador orgánico de estaño generalmente puede producir espumas con tamaños de celda más pequeños, pero el uso excesivo puede aumentar la tasa de celda cerrada. Es necesario determinar la dosis óptima de catalizador mediante experimentos para lograr el mejor rendimiento de los productos de espuma.

Estabilizadores de espuma:

La función de los estabilizadores de espuma es reducir la tensión superficial del material, haciendo que la pared de la película de espuma sea elástica y evitando que se rompa hasta que el crecimiento de la cadena molecular y las reacciones de reticulación conduzcan a la solidificación del material. Por lo tanto, los estabilizadores de espuma desempeñan un papel fundamental en la producción de esponjas de poliéter de un solo paso y su uso debe controlarse estrictamente.

Control de temperatura:

La reacción de generación de espuma es muy sensible a la temperatura y los cambios en el material y la temperatura de formación de espuma afectarán las operaciones de formación de espuma y las propiedades físicas. Por lo tanto, el control de la temperatura es una de las condiciones importantes para garantizar procesos de formación de espuma estables. La temperatura del material generalmente se controla a 20-25 ° C.

Velocidad y tiempo de agitación:

La velocidad y el tiempo de agitación afectan la cantidad de energía aportada durante el proceso de formación de espuma. Si la agitación es desigual, pueden aparecer una gran cantidad de burbujas en la superficie de la espuma, lo que provoca defectos como grietas. Durante la mezcla del Componente A, la velocidad es de 1000 r/min; Después de agregar el Componente B al Componente A, la velocidad de agitación alta es de 2800-3500 r/min durante 5-8 segundos.

En resumen, las tecnologías clave para producir espuma flexible de poliuretano incluyen controlar el TDI, agregar agentes espumantes externos, ajustar las proporciones de catalizador, usar estabilizadores de espuma, controlar la temperatura y controlar la velocidad y el tiempo de agitación. El control adecuado de estos parámetros técnicos puede garantizar la producción de productos de plástico de espuma de poliuretano flexible de calidad estable y alto rendimiento.

En los incendios anuales, una proporción importante de los incendios son causados ​​por la espuma, incluidos los incendios de sofás y diversos incendios provocados por embalajes blandos. Estos incidentes ocurren con demasiada frecuencia. ¿Cómo podemos eliminar o reducir fundamentalmente tales eventos?

Un enfoque eficaz es empezar desde los materiales originales, de forma muy parecida a tratar la causa raíz de una enfermedad. Agregar retardantes de llama a la espuma de poliuretano puede prevenir eficazmente la ignición.

Ahora entendamos la espuma ignífuga.:

La espuma ignífuga, también conocida como espuma resistente al fuego, tiene el nombre químico de material de espuma de poliuretano, que se divide en espuma blanda (utilizada principalmente para muebles) y espuma rígida (utilizada principalmente para aislamiento). Generalmente, es un material ignífugo que se sintetiza añadiendo diversos retardantes de llama al poliuretano.

El efecto ignífugo del producto cumple con los requisitos de la norma ASTM 117 y las normas nacionales. El método de uso es el mismo que el de la espuma normal.

La combustión de polímeros es una reacción de oxidación muy compleja e intensa. El proceso ocurre cuando el polímero se calienta continuamente mediante una fuente de calor externa, iniciando una reacción en cadena de radicales libres con el oxígeno del aire. Esto libera algo de calor, intensificando aún más la degradación del polímero, generando más gases inflamables y haciendo que la combustión sea más severa.

Existen dos métodos para retardar la llama de la espuma resistente al fuego.:

Una es introducir químicamente elementos retardantes de llama o grupos que contienen nuevos elementos retardantes de llama en la estructura molecular de la espuma. El otro método consiste en añadir a la espuma compuestos que contengan elementos retardantes de llama. El primer método utiliza sustancias retardantes de llama llamadas retardantes de llama reactivos, mientras que el último método utiliza sustancias llamadas retardantes de llama aditivos.

Actualmente, la gran mayoría de los retardantes de llama utilizados en espumas son retardantes de llama aditivos, mientras que los retardantes de llama reactivos se utilizan principalmente en resinas termoendurecibles como las resinas epoxi y los poliuretanos. La función principal de los retardantes de llama es interferir con los tres elementos básicos necesarios para la combustión: oxígeno, calor y combustible. Esto generalmente se puede lograr a través de los siguientes medios:

Los retardantes de llama pueden producir gases no inflamables más pesados ​​o líquidos hirviendo que cubren la superficie de la espuma, interrumpiendo la conexión entre la oxidación y el combustible.

Al absorber calor mediante descomposición o sublimación, los retardantes de llama reducen la temperatura de la superficie del polímero.

Los retardantes de llama generan una gran cantidad de gases no inflamables, diluyendo la concentración de gases inflamables y oxígeno en el área de combustión.

Los retardantes de llama capturan radicales libres, interrumpiendo la reacción en cadena de oxidación.