¿Qué es la máquina llenadora de espuma de poliuretano?

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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1
Abrasador del núcleo (temperatura central que excede la temperatura de oxidación del material)


A
Poliétoles poliéter de baja calidad: humedad excesiva, alto contenido de peróxido, altas impurezas de punto de ebullición, concentración elevada de iones metálicos, uso inadecuado de antioxidantes.


B
Problemas de formulación: índice de TDI alto en fórmulas de baja densidad, relación inadecuada de agua a agentes de soplado físico, agente de soplado físico insuficiente, agua excesiva.


C
Impacto climático: altas temperaturas de verano, disipación de calor lento, altas temperaturas de materiales, alta humedad que conduce a la temperatura central que supera la temperatura de oxidación.


D
Almacenamiento inadecuado: un aumento del índice de TDI que conduce a la acumulación de calor durante el curado posterior, lo que resulta en una temperatura interna elevada y un quemador del núcleo.



2 Deformación de compresión grande


A
Poliéter poliol: funcionalidad inferior a 2.5, relación 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, pobre después de curación, reacción incompleta o quemaduras parciales.


C
Fórmula del proceso: índice TDI demasiado bajo (controlado dentro de 105-108), exceso de aceite de silicona de aceite estannoso y aceite de silicona, bajo contenido de aire de espuma, alto contenido de células cerradas.



3
Espuma blando (disminución de la dureza a la misma densidad)


A
Poliéter poliols: baja funcionalidad, bajo valor hidroxilo, alto peso molecular.


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



4
Tamaño de celda grande


A
Pobre mezcla: mezcla desigual, tiempo de crema corto; Aumente la velocidad de mezcla de la cabeza, reduzca la presión de mezcla de la cabeza, aumente la inyección de gas.


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



5
Densidad mayor que el valor establecido


A
Poliéter poliols: baja actividad, alto peso molecular.


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


C
Condiciones climáticas: baja temperatura, alta presión. Un aumento del 30% en la presión atmosférica aumenta la densidad en un 10-15%.



6
Células colapsadas y huecos (tasa de evolución del gas mayor que la tasa de gelificación)


A
Poliéter poliolos: valor ácido excesivo (afecta la velocidad de reacción), altas impurezas, baja actividad, alto peso molecular.


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


C
Máquina de espuma de baja presión: reduzca la inyección de gas y la velocidad de mezcla de la cabeza.



7
Alta relación de células cerradas


A
Poliéter poliols: alta relación epoxi etano, alta actividad, a menudo ocurre al cambiar a poliéter poliols con diferentes niveles de actividad.


B
Formulación del proceso: estaño de octoato excesivo, alta actividad de isocianato, alto grado de reticulación, alta velocidad de reticulación, amina excesiva y agentes de soplado físico que conducen a una presión de espuma baja, alta elasticidad de espuma que resulta en una apertura de células deficiente, un índice de TDI excesivamente alto que conducen a una alta relación de células cerradas.



8
Contracción (tasa de gelificación mayor que la tasa de espuma)


A
Alta relación de células cerradas, contracción durante el enfriamiento.


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


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


D
Máquina de espuma de baja presión: aumente la velocidad de mezcla de la cabeza, aumente la inyección de gas.



9
Agrietamiento


A
Las grietas en forma de "八" indican el exceso de amina, las grietas de una sola línea indican el exceso de agua.


B
Grietas media e inferior: amina excesiva, velocidad de espuma rápida (agente de soplado físico excesivo, poca aceite de silicona y calidad de catalizador).


C
Grietas superiores: tasa de gelificación de evolución gases de gas desequilibrada (baja temperatura, baja temperatura del material, catalizador insuficiente, menos amina, mala calidad del aceite de silicona).


D
Grietas internas: baja temperatura del aire, alta temperatura central, bajo índice de TDI, estaño excesivo, resistencia a la espuma temprana alta, aceite de silicona altamente activo en pequeñas cantidades.


E
Grietas intermedias laterales: aumentar la dosis de estaño.


F
El agrietamiento en todo el proceso puede deberse a discrepancias en la placa de caída y la reacción de espuma, o espuma prematura o placas incorrectas. Además de la formulación, también se relaciona con la suavidad del papel base; Si el papel base está arrugado, puede dividir el líquido en varias partes, causando grietas.



10
Estructura celular borrosa


A
Velocidad de agitación excesiva.


B
Volumen de inyección de aire alto.


C
Flujo de bomba de medición inexacta.


D
Tuberías y filtros de material obstruido.



11
Grietas del borde inferior (amina excesiva, velocidad de espuma rápida)


Surface Grandes poros: agente excesivo de soplado físico, poca calidad de aceite de silicona y calidad del catalizador.



12
Mal rendimiento de baja temperatura


Mala calidad inherente de poliéter poliínicos: bajo valor hidroxilo, baja funcionalidad, alta insaturación, bajo índice de TDI con el mismo uso de estaño.



13
Pobre ventilación


A
Condiciones climáticas: baja temperatura.


B
Materias primas: alto contenido de poliéter de poliéter, aceite de silicona altamente activo.


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



¿Quiere saber los 13 problemas de espuma comunes y soluciones restantes sobre la espuma de esponja de poliuretano? Haga clic en el enlace del artículo para continuar leyendo:
Problemas y soluciones comunes para la producción de producción de espuma de poliuretano 2

Al establecer una fábrica de espuma de poliuretano, una cuidadosa consideración de la selección del sitio y las condiciones de construcción es crucial para su éxito. Varios principios guían la selección del sitio de la fábrica.:


En primer lugar, el principio de optimizar y reorganizar los recursos existentes de las unidades del proyecto es esencial. Esto garantiza que la fábrica pueda hacer el mejor uso de los recursos disponibles sin duplicaciones innecesarias.


En segundo lugar, el principio de ahorrar tierra y reducir la inversión es vital. Al seleccionar un sitio que sea eficiente en el uso del suelo, la fábrica puede minimizar los costos y maximizar la eficiencia.


En tercer lugar, es importante el principio de facilitar el transporte y reducir los costos de producción de los productos. Una ubicación que permita un fácil transporte de materias primas y productos terminados ayuda a reducir los costos generales de producción.


Por último, el principio de prevenir la contaminación urbana y proteger el medio ambiente es primordial. Elegir un sitio alejado de áreas densamente pobladas ayuda a reducir el impacto de las operaciones de la fábrica en el medio ambiente de la ciudad.



Además de estos principios de selección del sitio, también se deben considerar varios factores relacionados con las condiciones de construcción.:


La ubicación geográfica y las condiciones de transporte juegan un papel crucial. Una ubicación ideal tendría buen acceso a redes de transporte, como carreteras o ferrocarriles, facilitando el movimiento de mercancías.


El estado de los recursos y las condiciones sociales son factores importantes. Esto incluye la evaluación de las instalaciones locales de apoyo al servicio, la disponibilidad de recursos laborales y las políticas gubernamentales que podrían afectar las operaciones de la fábrica.


No deben pasarse por alto las condiciones naturales, como el clima, los factores geológicos y las consideraciones sísmicas. Comprender estos factores ayuda a planificar cualquier riesgo o desafío potencial durante la construcción y operación.


Las condiciones de construcción de la fábrica, como el suministro de agua, el drenaje, el suministro de energía y la calefacción, son esenciales para el buen funcionamiento de la instalación. Durante las etapas de planificación deben garantizarse provisiones adecuadas para estos servicios públicos.


En conclusión, el establecimiento exitoso de una fábrica de espuma de poliuretano depende de un análisis cuidadoso tanto de los principios de selección del sitio como de las condiciones de construcción. Si se cumplen estas consideraciones, la fábrica se puede instalar en una ubicación óptima con la infraestructura necesaria para operaciones eficientes y sostenibles.

1. Poliéter


El poliéter, como materia prima principal, reacciona con el isocianato para formar uretano, que es la reacción esquelética de los productos de espuma. Cuando el peso molecular aumenta con la misma funcionalidad, la resistencia a la tracción, el alargamiento y la resiliencia de la espuma aumentan, mientras que la actividad de reacción de poliéteres similares disminuye. Con el mismo valor equivalente (peso molecular/funcionalidad), un aumento en la funcionalidad acelera la reacción, aumenta el grado de reticulación del poliuretano, aumenta la dureza de la espuma y reduce el alargamiento. La funcionalidad media de los polioles debería ser superior a 2,5; si es demasiado bajo, la recuperación del cuerpo de espuma después de la compresión es deficiente.



Si la cantidad de poliéter utilizada es alta, equivalente a una reducción en otros materiales (TDI, agua, catalizadores, etc.), es fácil provocar que los productos de espuma se agrieten o colapsen. Si la cantidad de poliéter utilizada es baja, el producto de espuma tiende a ser duro, con elasticidad reducida y mal tacto.



2. Agente espumante


Generalmente, cuando se producen bloques de poliuretano con una densidad superior a 21, solo se utiliza agua (agente espumante químico) como agente espumante. Los compuestos de bajo punto de ebullición, como el cloruro de metileno (MC), se utilizan como agentes espumantes auxiliares en fórmulas de baja densidad o fórmulas ultrablandas.



Los agentes espumantes auxiliares reducen la densidad y dureza de la espuma. Dado que absorben parte del calor de la reacción, el curado se ralentiza, lo que requiere un aumento en la cantidad de catalizador. Al absorber calor se evita el peligro de quemar el núcleo.



La capacidad de formación de espuma se puede expresar mediante el índice de formación de espuma (el número de partes de agua o número equivalente de agua utilizado por 100 partes de poliéter):


IF = m (agua) + m (F-11) / 10 + m (MC) / 9 (100 partes de poliéter)



El agua, como agente espumante, reacciona con el isocianato para formar enlaces de urea y libera una gran cantidad de CO2 y calor. Es una reacción de crecimiento en cadena. El exceso de agua reduce la densidad de la espuma y aumenta la dureza. Sin embargo, también reduce el tamaño y la resistencia de los poros de la espuma, lo que reduce su capacidad de carga y los hace propensos a colapsar o agrietarse. Un mayor consumo de TDI provoca una mayor liberación de calor y un mayor riesgo de quema del núcleo. Si la cantidad de agua excede las 5,0 partes, se deben agregar agentes espumantes físicos para absorber parte del calor y evitar que el núcleo se queme. Menos agua significa una reducción correspondiente en la cantidad de catalizador utilizado, pero aumenta la densidad.



3. Catalizador


Amina: Generalmente se utiliza A33, que promueve la reacción entre isocianato y agua, ajustando la densidad de la espuma, la velocidad de apertura de las burbujas, etc., promoviendo principalmente reacciones de formación de espuma.


Demasiada amina: el producto de espuma se agrieta y aparecen agujeros o burbujas en la espuma; Muy poca amina: la espuma se encoge, cierra los poros y el fondo del producto de espuma se vuelve espeso.



Estaño: normalmente se utiliza octoato de estaño (II) (T-9); El óxido de estaño (IV) (T-19) es un catalizador de reacción de gel altamente activo, que promueve principalmente la reacción de gel, es decir, la reacción de la etapa posterior.


Demasiado estaño: gelificación rápida, mayor viscosidad, poca resiliencia, mala permeabilidad al aire, lo que conduce al fenómeno de celda cerrada. Aumentar adecuadamente su dosis puede obtener buenos plásticos de espuma de células abiertas con relajación; aumentar aún más la dosis hace que la espuma se vuelva gradualmente más densa, lo que provoca una contracción y células cerradas.


Demasiado poco estaño: gelificación insuficiente, lo que provoca grietas durante la formación de espuma. Pueden existir grietas en los bordes o tapas, con rebabas y mala consolidación. Reducir la amina o aumentar el estaño puede aumentar la resistencia de la película de espuma de polímero cuando se genera una gran cantidad de gas, reduciendo así los fenómenos de hueco o agrietamiento.



El hecho de que los plásticos de espuma de poliuretano tengan una estructura celular abierta o cerrada ideal depende principalmente de si la velocidad de reacción del gel y la velocidad de expansión del gas están equilibradas durante la formación de la espuma. Este equilibrio se puede lograr ajustando los tipos y cantidades de catalizadores de amina terciaria y estabilizadores de espuma en la fórmula.



4. Estabilizador de espuma (aceite de silicona)


Los estabilizadores de espuma son un tipo de tensioactivo que dispersa bien la poliurea en el sistema de espuma, actuando como "puntos de reticulación física" y aumentando significativamente la viscosidad inicial de la mezcla de espuma, evitando el agrietamiento. Por un lado, tiene un efecto emulsionante, potenciando la miscibilidad entre los componentes del material espumoso. Por otro lado, la adición de tensioactivos de silicio orgánico puede reducir la tensión superficial del líquido, reducir la energía libre requerida para la dispersión del gas, hacer que el aire dispersado en las materias primas se nucle más fácilmente durante la agitación y la mezcla, facilitar la producción de burbujas finas, ajuste el tamaño de los poros de la espuma, controle la estructura de las células de la espuma y mejore la estabilidad de la espuma. Previene el colapso o estallido de burbujas, hace que las paredes de la espuma sean elásticas, controla el tamaño de los poros y la uniformidad de la espuma. Generalmente, cuanto más agente espumante y POP se utilicen, mayor será la cantidad de aceite de silicona utilizada.



Uso elevado: aumenta la elasticidad de las paredes de espuma en la etapa posterior, haciéndolas menos propensas a estallar, lo que resulta en poros más pequeños y células cerradas.


Bajo uso: La espuma estalla, colapsa después de formar espuma, tamaño de poro más grande y fácil formación de espuma.



5. Influencia de la temperatura


La reacción de formación de espuma del poliuretano se acelera con un aumento en la temperatura del material, lo que puede representar un riesgo de quema e ignición del núcleo en formulaciones sensibles. Generalmente, las temperaturas de los componentes poliol e isocianato se mantienen constantes. Al formar espuma, la densidad de la espuma disminuye a medida que aumenta la temperatura del material. Con la misma fórmula, si la temperatura sigue siendo la misma pero la temperatura ambiente es alta en verano, la velocidad de reacción aumenta, lo que provoca una disminución de la densidad y dureza de la espuma, un aumento del alargamiento y un aumento de la resistencia mecánica. En verano, se puede aumentar adecuadamente el índice TDI para corregir la disminución de la dureza.



6. Influencia de la humedad del aire


Al aumentar la humedad, el isocianato de la espuma reacciona con la humedad del aire, provocando una disminución de la dureza. Por lo tanto, al formar espuma, la cantidad de TDI se puede aumentar apropiadamente. La humedad excesiva puede hacer que la temperatura de curado aumente demasiado, provocando que el núcleo se queme.



7. Influencia de la presión atmosférica


Con la misma fórmula, la formación de espuma en áreas de gran altitud da como resultado una menor densidad del producto de espuma.

La reacción de la espuma de PU se basa en dos componentes químicos principales: poliéter polioles e isocianatos, junto con otros aditivos como agua, diclorodifluorometano, estabilizadores de espuma y catalizadores. Estos materiales se mezclan instantánea y vigorosamente, reaccionando para formar espuma, proceso que genera una cantidad considerable de calor.



La espuma plástica es un material poroso con una gran superficie. Mientras que el calor generado en los bordes de la espuma puede disiparse, el calor en la parte central, debido al efecto aislante de la espuma, es más difícil de eliminar. En una reacción típica, el calor liberado eleva la temperatura del centro del bloque de espuma para lograr el curado. Se ha observado que entre 2 y 6 horas después de la formación de espuma, las temperaturas pueden aumentar a 140-160
°
C, y a veces incluso más alto, alrededor 180
°
C. Si la temperatura continúa aumentando, puede provocar quemaduras en el núcleo, humo e incluso combustión espontánea.



Además, la exposición prolongada de la espuma de poliuretano a la luz solar puede desencadenar una reacción de autooxidación, provocando degradación, decoloración, fragilidad y disminución de las propiedades físicas del polímero, dejándolo inutilizable. Desde la industrialización del poliuretano, la quema del núcleo y el envejecimiento han sido temas candentes de investigación y preocupación en la industria del poliuretano.



Los antioxidantes son aditivos cruciales en la producción de espuma de poliuretano. Los antioxidantes adecuados previenen la descomposición de los polioles, reducen la formación de subproductos, disminuyen el riesgo de quema del núcleo y pueden retrasar el envejecimiento oxidativo térmico durante el uso del producto, extendiendo así su vida útil. Los antioxidantes comúnmente utilizados para la espuma de PU suelen ser líquidos y se dividen en tres categorías: aminas aromáticas (como el 5057), fenoles impedidos (como el 1135) y ésteres de fosfito (como el PDP). Para aplicaciones con requisitos de color bajos, generalmente se usa una combinación de aminas aromáticas y fenoles impedidos, mientras que las aplicaciones con requisitos de color más altos pueden usar una combinación de fenoles impedidos y ésteres de fosfito.



Además, si los productos se exponen con frecuencia a la luz solar, se debe agregar una cierta cantidad de estabilizadores UV para mejorar la vida útil y la resistencia al amarilleo. Los estabilizadores UV se componen principalmente de absorbentes UV y estabilizadores de luz de aminas impedidas (HALS). Los absorbentes de rayos UV, como los benzotriazoles, las benzofenonas y las triazinas, absorben la radiación UV dañina y la convierten en calor mediante la transferencia de enlaces de hidrógeno intramoleculares o la isomerización cis-trans. HALS se refiere a aminas con dos grupos metilo en cada uno.
α
-átomo de carbono, que, tras la fotooxidación, se transforma en radicales nitrosos. Estos radicales se consideran componentes estables que pueden capturar radicales libres y regenerar radicales nitrosos al reaccionar con radicales peróxido. Los agentes bloqueadores de rayos UV incluyen negro de carbón, óxido de zinc, dióxido de titanio y otros pigmentos, que se utilizan como colorantes. Estos agentes utilizan su alta dispersabilidad y poder cubriente para reflejar la dañina radiación UV, protegiendo el polímero.