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

Condiciones de prueba:

1. La formación de espuma rápida se toma del centro de la espuma, mientras que las muestras de espuma moldeada se toman de la parte central o para pruebas de muestra completa.

2. La espuma recién fabricada debe madurar durante 72 horas en su estado natural antes de tomar la muestra. Las muestras deben colocarse en un ambiente de temperatura y humedad constantes (según GB/T2918: 23 ± 2 ℃ , humedad relativa 50 ± 5%).

Densidad : Densidad = Masa (kg) / Volumen (m3)

Dureza : Deflexión por carga de indentación (ILD), Deflexión por carga de compresión (CLD)

La principal diferencia entre estos dos métodos de prueba es el área de carga de la espuma plástica. En la prueba ILD, la muestra se somete a un área comprimida de 323 cm2, mientras que en CLD se comprime toda la muestra. Aquí, sólo discutiremos el método de prueba ILD.

En la prueba ILD, el tamaño de la muestra es 38*38*50 mm, con un diámetro del cabezal de prueba de 200 mm (con una esquina redondeada de R=10 en el borde inferior) y una placa de soporte con orificios de 6 mm espaciados 20 mm. La velocidad de carga del cabezal de prueba es (100 ± 20) mm/min. Inicialmente, se aplica una presión de 5 N como punto cero, luego la muestra se comprime hasta el 70% de su espesor en el punto cero y se descarga a la misma velocidad. Esta carga y descarga se repite tres veces como precarga y luego se comprime inmediatamente a la misma velocidad. Los espesores de compresión son 25 ± 1% y 65 ± 1%. Después de alcanzar la deformación, mantenga presionado 30 ± 1s y registre el valor de sangría relativo. El valor registrado es la dureza de la indentación en ese nivel de compresión.

Además, 65 % ILD / 25 % ILD = relación de compresión, que es una medida de la comodidad de la espuma.

Resistencia a la tracción, alargamiento de rotura : Se refiere a la tensión máxima de tracción aplicada durante el ensayo de tracción hasta la fractura, y el porcentaje de alargamiento de la muestra en el momento de la fractura.

Resistencia a la tracción = Carga en la fractura / Área de la sección transversal original de la muestra

Elongación en la rotura = (Distancia de fractura - Distancia original) / Distancia original * 100%

Resistencia al desgarre : Mide la resistencia del material al desgarro aplicando una fuerza de desgarro especificada en una muestra de forma definida.

Tamaño de la muestra: 150*25*25 mm (GB/T 10808), con la dirección del espesor de la muestra como dirección de subida de la espuma. Se realiza una incisión de 40 mm de largo a lo largo de la dirección del espesor (dirección de subida de la espuma) en el centro de un extremo de la muestra. Mida el espesor a lo largo de la dirección del espesor de la muestra, luego abra la muestra y sujétela en el accesorio de la máquina de prueba. Aplique carga a una velocidad de 50-20 mm/min, usando una cuchilla para cortar la muestra, manteniendo la cuchilla en la posición central. Registre el valor máximo cuando la muestra se rompe o rasga a 50 mm.

Resistencia al desgarro = Valor de fuerza máxima (N) / Espesor promedio de la muestra (cm)

Generalmente se analizan tres muestras y se toma la media aritmética.

Resiliencia : Mide el rendimiento de rebote de la espuma al permitir que una bola de acero de peso y diámetro dado caiga libremente sobre la superficie de la muestra de espuma plástica desde una altura específica. La relación entre la altura del rebote y la altura de caída de la bola de acero indica la resiliencia de la espuma.

Requisitos de la prueba: Tamaño de la muestra 100*100*50 mm, la dirección de caída de la bola debe ser consistente con la dirección de uso de la espuma. El tamaño de la bola de acero es ∮ 164 mm, peso 16,3 gy cae desde una altura de 460 mm.

Tasa de resiliencia = Altura de rebote de la bola de acero / Altura de caída de la bola de acero * 100%

Nota: Las muestras deben estar horizontales, la bola de acero debe fijarse antes de caer (estática), cada muestra se prueba tres veces con intervalos de 20 segundos y se registra el valor máximo.

Deformación permanente por compresión : En un ambiente constante, la muestra de material de espuma se mantiene bajo deformación constante durante un cierto período, luego se le permite recuperarse durante un período de tiempo, observando el efecto de la deformación en el espesor de la muestra. La relación entre la diferencia entre el espesor inicial y el espesor final de la muestra con respecto al espesor inicial representa la deformación por compresión permanente de la espuma plástica.

Deformación permanente por compresión = (Espesor inicial de la muestra - Espesor final de la muestra) / Espesor inicial de la muestra * 100

Resistente al fuego

COV (compuestos orgánicos volátiles)

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.

1. Ajustar la formulación:

Controle la cantidad de agua para que no exceda las 4,5 partes y, si es necesario, utilice compuestos líquidos de bajo punto de ebullición como agentes espumantes auxiliares para reemplazar un poco de agua. Preste atención a la cantidad de agua en la formulación, que no debe exceder las 5 partes. El punto más alto de aumento de temperatura seguro para la espuma de baja densidad es 160 ° C, y no debe exceder 170 ° C.

2. Controle estrictamente la precisión de la medición de los componentes:

Durante la producción continua de espuma en bloque, ajuste la velocidad de descarga del material del cabezal mezclador y la velocidad de la cinta transportadora para coordinarlas. Evite fenómenos como materiales con poca espuma que fluyen hacia el fondo de materiales que ya están formando espuma debido a la baja velocidad de la cinta transportadora o una descarga excesiva, lo que puede impedir la formación de espuma normal y provocar el colapso. Los materiales colapsados ​​no pueden producir fácilmente "especies de gas" localizadas, lo que lleva a una acumulación de calor localizada y a un mayor riesgo de quemaduras. En la producción real, los parámetros deficientes del proceso pueden provocar la aparición de pequeñas líneas amarillas y abrasadoras en la parte inferior de los bloques de espuma.

3. Evite comprimir la espuma recién producida:

Esto se debe a que comprimir la espuma antes de que esté completamente curada afecta la red y la estructura de la espuma. También evita la acumulación de calor debido a la compresión, aumentando el riesgo de autoignición de la espuma nueva. Especialmente durante la etapa más sensible del ascenso de la espuma, cualquier error operativo y vibración, como movimientos repentinos causados ​​por cadenas de cintas transportadoras apretadas o plegado excesivo del papel aislante y sacudidas de la cinta, pueden causar la compresión de la espuma inmadura, provocando quemaduras.

4. Observe estrictamente el proceso de curado y almacenamiento de la espuma.:

Para la producción de espuma blanda de poliuretano, el proceso de curado de la espuma nueva es un período de alto riesgo de accidentes de incendio. Debido a la alta temperatura interna y la larga duración de la disipación de calor en las espumas de bloques grandes, el tiempo para alcanzar la temperatura interna más alta suele ser de 30 a 60 minutos, y tarda de 3 a 4 horas o más para que disminuya lentamente. Durante este tiempo, las nuevas espumas salieron de la línea de producción y entraron en la fase de curado y almacenamiento, que fácilmente se pasa por alto. Sin medidas de seguimiento adecuadas, puede provocar fácilmente incendios. Ha habido informes de que al producir bloques de espuma blanda con una densidad de 22 kg/? Usando un poliol con un peso molecular superior a 5000, 4,7 partes de agua y 8 partes de F-11 con un índice TDI de 1,07, se observó una pequeña cantidad de humo amarillo claro 2 horas después. Aunque la temperatura exterior de la espuma no era elevada, el interior se encontraba en una etapa inicial de descomposición muy peligrosa, con una temperatura de alrededor de 200-250 ° C, ya comienza a autoencenderse.

5. Para evitar la autoignición de la espuma:

La espuma recién producida debe curarse y almacenarse, sin exceder las 3 capas cuando se apilan, con un espacio de más de 100 mm entre capas, preferiblemente colocadas por separado. La fase de curado y almacenamiento debe contar con personal dedicado para un mejor monitoreo, como medir la temperatura interna de la espuma cada 15 minutos durante al menos 12 horas, o incluso más, antes del almacenamiento normal. Para espumas que puedan generar altas temperaturas, se deben cortar bloques grandes de espuma horizontalmente (por ejemplo, con un espesor de 200 mm) para facilitar la disipación del calor. Cuando se detecte humo o autoignición, utilice agua pulverizada o extintores, y no mueva la espuma ni abra puertas y ventanas indiscriminadamente para evitar que aumente el flujo de aire y agrave el incendio.