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Este artículo (Parte 1) describe 13 defectos comunes en la fabricación de espuma de poliuretano flexible, incluyendo quemaduras en el núcleo, tamaño de celda grande, colapso de la espuma, contracción, agrietamiento y alta proporción de celdas cerradas. Cada falla se analiza desde la perspectiva de la calidad de la materia prima, los parámetros de formulación, las condiciones del proceso, el clima y el equipo, con sugerencias para la resolución de problemas en máquinas de espumado de baja presión . Consulte la Parte 2 para conocer los demás problemas de producción.

1. Quemadura del núcleo (temperatura central superior a la temperatura de oxidación del material)

A. Polioles de poliéter de baja calidad: exceso de humedad, alto contenido de peróxido, impurezas con alto punto de ebullición, elevada concentración de iones metálicos, uso inadecuado de antioxidantes.

B. Problemas de formulación: índice TDI elevado en fórmulas de baja densidad, proporción inadecuada de agua y agentes espumantes físicos, cantidad insuficiente de agente espumante físico, exceso de agua.

DO. Impacto climático: altas temperaturas en verano, lenta disipación del calor, altas temperaturas de los materiales, alta humedad que provoca que la temperatura central supere la temperatura de oxidación.

D. Almacenamiento inadecuado: El aumento del índice TDI provoca la acumulación de calor durante el postcurado, lo que resulta en una temperatura interna elevada y el quemado del núcleo.

2. Gran deformación por compresión

A. Poliéter poliol: Funcionalidad inferior a 2,5, proporción de óxido de propileno superior al 8%, alta proporción de componentes de bajo peso molecular, insaturación superior a 0,05 mol/kg.

B. Condiciones del proceso: La temperatura del centro de reacción es demasiado baja o demasiado alta, el postcurado es deficiente, la reacción es incompleta o se produce un chamuscado parcial.

DO. Fórmula del proceso: Índice TDI demasiado bajo (controlado entre 105 y 108), exceso de aceite de silicona, octoato estannoso y aceite de silicona, bajo contenido de aire en la espuma, alto contenido de celdas cerradas.

3. Espuma blanda (menor dureza con la misma densidad)

A. Polioles de poliéter: baja funcionalidad, bajo índice de hidroxilo, alto peso molecular.

B. Formulación del proceso: octoato T9 insuficiente, reacción de gelificación lenta, menor contenido de agua con la misma cantidad de catalizador de estaño, mayor cantidad de agentes espumantes físicos, alta dosificación de aceite de silicona altamente activo, bajo índice TDI.

4. Tamaño de célula grande

A. Mezcla deficiente: mezcla desigual, tiempo de cremado corto; aumentar la velocidad del cabezal de mezcla, reducir la presión del cabezal de mezcla, aumentar la inyección de gas.

B. Formulación del proceso: aceite de silicona por debajo del límite inferior, octoato de estaño insuficiente o de mala calidad, velocidad de gelificación lenta.

5. Densidad superior al valor establecido

A. Polioles de poliéter: baja actividad, alto peso molecular.

B. Formulación del proceso: aceite de silicona por debajo del límite inferior, índice TDI bajo, índice de espuma bajo.

DO. Condiciones climáticas: baja temperatura, alta presión. Un aumento del 30% en la presión atmosférica incrementa la densidad entre un 10% y un 15%.

6. Células colapsadas y cavidades (tasa de desprendimiento de gas mayor que la tasa de gelificación)

A. Polioles de poliéter: valor de acidez excesivo (afecta la velocidad de reacción), altas impurezas, baja actividad, alto peso molecular.

B. Formulación del proceso: exceso de amina, catalizador de estaño bajo (formación rápida de espuma y gelificación lenta), índice TDI bajo, aceite de silicona insuficiente o ineficaz.

DO. Baja presión máquina espumadora : reducir la inyección de gas y la velocidad del cabezal de mezcla.

7. Alta proporción de celdas cerradas

A. Polioles de poliéter: alta proporción de epoxietano, alta actividad, suele ocurrir al cambiar a polioles de poliéter con diferentes niveles de actividad.

B. Formulación del proceso: exceso de octoato de estaño, alta actividad de isocianato, alto grado de reticulación, alta velocidad de reticulación, exceso de amina y agentes espumantes físicos que dan lugar a una baja presión de espuma, alta elasticidad de la espuma que resulta en una mala apertura de las celdas, índice TDI excesivamente alto que da lugar a una alta proporción de celdas cerradas.

8. Contracción (velocidad de gelificación mayor que la velocidad de formación de espuma)

A. Alta proporción de celdas cerradas, contracción durante el enfriamiento.

B. Condiciones del proceso: baja temperatura del aire y del material.

DO. Formulación del proceso: exceso de aceite de silicona, menos amina, más estaño, bajo índice TDI.

D. Máquina espumadora de baja presión: aumentar la velocidad del cabezal de mezcla, aumentar la inyección de gas.

9. Agrietamiento

A. Las grietas en forma de "ocho" indican exceso de amina, las grietas de una sola línea indican exceso de agua.

B. Grietas en la parte media e inferior: exceso de amina, alta velocidad de formación de espuma (exceso de agente espumante físico, mala calidad del aceite de silicona y del catalizador).

DO. Grietas superiores: Tasa de gelificación por desprendimiento de gas desequilibrada (baja temperatura, baja temperatura del material, catalizador insuficiente, poca amina, mala calidad del aceite de silicona).

D. Grietas internas: Baja temperatura del aire, alta temperatura central, bajo índice TDI, exceso de estaño, alta resistencia a la formación de espuma inicial, aceite de silicona altamente activo en pequeñas cantidades.

MI. Grietas laterales centrales: Aumentar la dosis de estaño.

F. El agrietamiento durante el proceso puede deberse a discrepancias en la reacción de espumado de la placa, a una formación prematura de espuma o al uso de placas incorrectas. Además de la formulación, también influye la suavidad del papel base; si este está arrugado, puede dividir el líquido en varias partes, provocando grietas.

10. Estructura celular borrosa

A. Velocidad de agitación excesiva.

B. Alto volumen de inyección de aire.

DO. Caudal de la bomba dosificadora inexacto.

D. Tuberías y filtros de material obstruidos.

11. Grietas en el borde inferior (exceso de amina, rápida formación de espuma)

Poros grandes en la superficie: exceso de agente espumante físico, aceite de silicona de mala calidad y catalizador deficiente.

12. Rendimiento deficiente a bajas temperaturas

Calidad intrínseca deficiente de los polioles de poliéter: bajo valor de hidroxilo, baja funcionalidad, alta insaturación, bajo índice TDI con el mismo uso de estaño.

13. Mala ventilación

A. Condiciones climáticas: bajas temperaturas.

B. Materias primas: alto contenido en polioles de poliéter, aceite de silicona de alta actividad.

DO. Formulación del proceso: exceso de estaño, o bajo contenido de estaño y amina con el mismo uso de estaño, alto índice TDI.

FAQ

P: ¿Qué causa el sobrecalentamiento del núcleo en la espuma de poliuretano flexible?
A: El sobrecalentamiento del núcleo se produce cuando la temperatura interna supera la temperatura de oxidación del material. Los principales factores desencadenantes incluyen la mala calidad del poliol de poliéter, un índice TDI y una dosificación de agua inadecuados, altas temperaturas y humedad en verano, y un almacenamiento TDI inadecuado.

P: ¿Por qué la espuma de poliuretano produce defectos de celdas grandes?
A: Los defectos de células grandes se deben a una velocidad de mezclado insuficiente, un tiempo de cremado corto, una cantidad insuficiente de surfactante de silicona o un octoato de estaño de mala calidad que provoca una gelificación lenta. Ajuste los parámetros del cabezal de mezclado y verifique la calidad del aditivo.

P: ¿Qué provoca el colapso de las celdas y la formación de huecos en la espuma de poliuretano?
A: El colapso de las celdas ocurre cuando la velocidad de generación de gas supera la velocidad de gelificación. Las causas incluyen un poliol de poliéter con alto índice de acidez, exceso de catalizador de amina, catalizador de estaño insuficiente, bajo índice TDI y aceite de silicona ineficaz.

¿Quieres conocer los 13 problemas comunes de espumado y sus soluciones para la espuma de poliuretano esponjosa? Haz clic en el enlace del artículo para seguir leyendo: Problemas comunes y soluciones para la producción de espuma de poliuretano - Parte 2

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.

El chamuscado de la espuma es un fenómeno común que se encuentra en la producción real de espuma. A continuación se detallan las razones detrás de este problema junto con posibles soluciones.:

(1) Problemas con la calidad de los poliéter polioles: Durante la producción y el transporte, el contenido de agua del producto excede el estándar, hay un exceso de peróxidos e impurezas de bajo punto de ebullición, la concentración de iones metálicos es demasiado alta y hay una selección y concentración inadecuadas de antioxidantes.

(2) Formulación: En formulaciones de baja densidad, el índice TDI es demasiado alto, la proporción de agua a agentes de soplado físicos en el agente espumante es inadecuada, la cantidad de agente de soplado físico es insuficiente y hay un contenido de agua excesivo.

(3) Impacto climático: En verano, las altas temperaturas provocan una lenta disipación del calor, altas temperaturas del material, alta humedad del aire y la temperatura en el centro de reacción supera la temperatura del antioxidante.

(4) Almacenamiento inadecuado: Cuando el índice TDI aumenta, la energía térmica acumulada durante la posmaduración provoca un aumento de la temperatura interna, provocando quemaduras.

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.

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.