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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 tratados en la fase 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 reconstituida , 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


Cierre

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.

Hay muchas razones para el agrietamiento de la espuma de poliuretano, incluidos los factores químicos y mecánicos. Durante la producción, es importante detener e inspeccionar, asegurarse de eliminar el fenómeno del agrietamiento. A continuación se presentan algunas ideas que hemos resumido en base a años de experiencia en producción, con la esperanza de inspirar a todos.


1. Cambios repentinos


Los cambios repentinos en la velocidad del transportador, las variaciones en el uso del catalizador o la operación irregular del transportador pueden hacer que la espuma se agriete. Ajuste cuidadosamente y gradualmente las situaciones anteriores. Un cambio significativo en la velocidad del transportador puede conducir a grandes grietas en los bloques de espuma.


2
Película de polietileno


Si la película deja de moverse por alguna razón, la espuma entrará en contacto con la superficie estática, lo que lleva a agrietarse. Si se produce esta situación, verifique el rodillo de devanado del rewinder y examine la separación de la película en el área de curado.


3
Espuma formando alrededor de ciertas sustancias


La espuma tiende a formarse alrededor de ciertas sustancias, especialmente en el canal de alimentación, lo que puede causar fácilmente grietas.


Antes de la producción, asegúrese de que no queden residuos ni escombros en el ensamblaje de la cabeza de mezcla, la manguera de alimentación y el canal de descarga.


4
Amina excesiva


Cuando no hay suficiente octoato estannoso, la amina excesiva puede conducir al mismo efecto y acelerar el tiempo de aumento. Por lo tanto, la dosis de amina debe reducirse.


5
Insuficiente octoato estannoso


Debido a la reacción de espuma más rápida en comparación con la reacción de polimerización, algunas espuma pueden fluir, lo que lleva a grietas. Por lo tanto, se debe aumentar la cantidad de octoato estannoso.


6
Aceite de silicona


La espuma se vuelve inestable y propensa a la ruptura, potencialmente formando "depresiones" en la espuma, por lo que es necesario aumentar la dosis de aceite de silicona.


7
Estructura de pequeñas burbujas de aire


Las paredes delgadas de espuma debido a la espuma pueden causar grietas. Para abordar esto exhaustivamente: reduzca el contenido de aire, disminuya la velocidad de la cabeza de mezcla o aumente la presión del cabezal de mezcla. También es necesario cambiar la dosis del catalizador de octoato estannoso.



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Fase uno: proceso de nucleación de gases


Las materias primas reaccionan en fase líquida o dependen de la generación de sustancias gaseosas y de la volatilización del gas durante la reacción. A medida que avanza la reacción y se genera una gran cantidad de calor, la cantidad de sustancia gaseosa generada y volatilizada aumenta continuamente. Cuando la concentración de gas excede la concentración de saturación, comienzan a formarse finas burbujas de gas en la fase de solución y aumentan. A medida que la reacción se acerca a su fin, aparece un fenómeno lechoso en el material de poliuretano líquido, conocido como "tiempo lechoso".



Fase dos: proceso de autonucleación


En esta etapa, la concentración de gas continúa aumentando y alcanza un cierto nivel. Después de eso, la concentración de gas disminuye gradualmente y ya no se forman nuevas burbujas. El gas en la solución alcanza gradualmente una concentración de saturación de equilibrio. Durante esta etapa, la viscosidad del material líquido aumenta gradualmente y el gas se fusiona y expande continuamente en la fase líquida gradualmente viscosa. El volumen de las burbujas continúa expandiéndose. La fase líquida viscosa que forma la pared exterior de las burbujas se adelgaza gradualmente. Debido a la relación de tensión superficial entre las interfaces de gas y líquido, el volumen de la burbuja aumenta de pequeño a grande, transformándose gradualmente de una forma esférica a una forma geométrica tridimensional compuesta de películas delgadas de polímero, formando finalmente una estructura de red abierta de tres- microporos dimensionales. En el proceso de síntesis de espuma de poliuretano, esta etapa presenta expansión del volumen del polímero y aumento de la espuma.



Fase tres:


Una vez que la concentración de gas cae a un cierto nivel, ya no se forman burbujas. Con la permeación del gas, la concentración continúa disminuyendo, alcanzando el equilibrio saturado final en el proceso de transición de la pared de espuma polimérica de un estado líquido viscoso a un estado sólido que no fluye.

I. Ventajas de la tecnología de espuma de poliuretano in situ:



El método de espumado in situ, rociando (o vertido) una capa aislante de espuma de poliuretano, tiene la superficie en su conjunto sin costuras, reduciendo la pérdida de calor, con una alta eficiencia de construcción, fácil de cumplir con los requisitos de calidad, reduciendo los procedimientos de construcción y eliminando la necesidad. para recubrimientos anticorrosivos en superficies de tuberías.



II. Principio del proceso de construcción de espuma de poliuretano en el sitio:



El principio del proceso de vertido, pulverización y espuma de plástico de espuma de poliuretano es que el isocianato de poliéter puede sufrir una reacción de policondensación para formar metacrilato de amina, que puede generar el poliaminometiletilo requerido, comúnmente conocido como plástico de espuma de poliuretano. Durante la reacción se añaden simultáneamente catalizadores, agentes reticulantes, agentes espumantes, estabilizadores de espuma, etc. para promover y perfeccionar la reacción química.



Estas materias primas se dividen en dos grupos, se mezclan completamente y luego se bombean proporcionalmente a una pistola pulverizadora especial mediante bombas dosificadoras. Se mezclan completamente y se rocían sobre la superficie de tuberías o equipos con una pistola rociadora o un mezclador de vertido, reaccionan, hacen espuma y forman espuma plástica en 5 a 10 segundos, que luego cura y solidifica.



III. Métodos de construcción con espuma de poliuretano en el sitio:



Método de pulverización: Según esta fórmula, se almacenan dos grupos de soluciones en dos barriles respectivamente. Los materiales se filtran a la bomba dosificadora, impulsada por un motor neumático, y se ingresan al cuerpo de la pistola a través del tubo de material. El aire comprimido regula el material en la cámara de mezcla, lo mezcla y luego lo rocía sobre la tubería o el equipo para formar espuma y formar.



Método de vertido: Los dos grupos de soluciones preparados se almacenan en barriles, se filtran a la bomba dosificadora, son accionadas por un motor neumático y se introducen en el mezclador de vertido a través del tubo de material. Se introduce aire comprimido en el motor de vertido, lo que impulsa el eje agitador para mezclar los dos grupos de materiales, que luego se inyectan en el molde para formar espuma y formar.



Precauciones para la construcción con espuma de poliuretano en el sitio:



Revuelva el material a temperatura ambiente para que se mezcle y reaccione, luego viértalo rápidamente en el espacio que necesita formarse. Durante la construcción, controle el tiempo de reacción de formación de espuma para que el material mezclado después de agitar esté en estado líquido cuando se vierta en el espacio. Durante el proceso de formación de espuma, se generarán fuerzas de expansión significativas, por lo que se debe reforzar adecuadamente la capa intermedia o el molde de vertido.

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.