Présentation des machines de production de mousse de polyuréthane souple

En laboratoire, la méthode la plus simple est le moussage manuel ; en production industrielle à grande échelle, on utilise le moussage mécanique. Selon le procédé de moussage utilisé (moussage en bloc, par moulage, par pulvérisation, par coulage ou par mousse), les machines de moussage varient également. Les principaux composants d'une machine de moussage sont généralement divisés en trois parties principales : les réservoirs de stockage, les systèmes de dosage et les composants de mélange mécanique.

• Réservoirs de stockage de matériaux

On utilise généralement des cuves de réaction revêtues d'acier inoxydable, équipées d'un agitateur et d'un système de contrôle de la température à double enveloppe. Certaines sont fabriquées en acier au carbone ordinaire ou en cuves émaillées. L'agitation a pour but d'empêcher la séparation des matériaux de densités différentes et d'assurer un mélange uniforme. Le système de contrôle de la température garantit la constance de la température du matériau, ce qui améliore la répétabilité du processus de moussage.

• Systèmes de mesure

Le dosage est un élément clé des équipements de moussage, garantissant la précision de la formule. Le système de dosage se compose de différents types de pompes doseuses mécaniques, de variateurs de vitesse et de moteurs redresseurs à commande au silicium.

Les matériaux visqueux comme le polyester, le polyéther et les prépolymères utilisent généralement des pompes doseuses à engrenages ou des pompes à piston annulaire, les erreurs de dosage devant généralement être inférieures à 1 %.

Pour le dosage du TDI et d'autres composants à faible viscosité, il existe deux types de pompes doseuses. L'une est adaptée aux procédés de moussage haute pression avec des têtes de mélange à forte contre-pression, souvent équipées d'une pompe d'injection diesel de type Bosch. Le débit peut être contrôlé en ajustant la course du piston ou la vitesse du moteur, avec une plage de réglage d'environ 1 à 10, et une pression de sortie de 6,89 à 10,3 MPa. L'autre type est utilisé pour les procédés de moussage basse pression et utilise généralement une pompe à piston annulaire, où le débit est ajusté en modifiant le jeu entre la bague coulissante. Les deux types de pompes doseuses peuvent utiliser des moteurs à vitesse variable contrôlés au silicium ou des transmissions mécaniques à variation continue pour contrôler la vitesse, régulant ainsi le débit et les proportions du produit.

L'appareil est équipé de débitmètres précis pour divers composants, permettant l'affichage et l'enregistrement des débits en temps réel. La liaison entre les pompes et les moteurs est assurée par une liaison directe ou par des roues à chaîne et des engrenages pour éviter tout glissement et garantir la précision du dosage.

• Composants de mélange mécanique

La partie mélangeuse mécanique est une partie essentielle de l'équipement de moussage. Selon son mécanisme, elle peut être divisée en deux catégories. La première est le mélange interne, où les matériaux sont d'abord mélangés dans la tête de mélange, puis déchargés en continu par le tuyau de sortie de la tête de mélange pour être introduits dans les moules, comme dans les procédés de moussage en bloc et de moulage. La seconde est le mélange externe, où les matériaux sont dosés par un doseur dans un pistolet de pulvérisation, puis projetés par air comprimé. Les matériaux sont ensuite mélangés en externe et moussés, comme dans le cas de la pulvérisation.

Le mélange interne repose principalement sur l'agitation mécanique pour un mélange uniforme et doit accepter des matériaux de viscosités différentes sur une large plage de débit. C'est pourquoi de nombreux types d'agitateurs ont été conçus. Il existe deux types d'agitateurs : l'un à faible cisaillement, composé d'un corps cylindrique et d'une tige d'agitation en forme d'aiguille, convient aux systèmes de dosage basse pression, mais est difficile à nettoyer et est donc utilisé pour la production de mousse en blocs de grande taille. L'autre, à fort cisaillement, est composé d'un corps cylindrique et d'un agitateur en spirale, avec de très faibles espaces entre le récipient de mélange et l'agitateur, permettant une tolérance précise. Facile à nettoyer à l'air comprimé, il est adapté aux procédés de moulage par moussage, mais nécessite un système de dosage haute pression en raison d'une contre-pression plus élevée.

Le diamètre et la longueur de la buse à la sortie de la tête de mélange sont réglables. Le temps de mélange (temps de séjour) dans la tête de mélange peut être ajusté en modifiant le débit de produit depuis le système de dosage.

En plus de l'injection de matériaux, la tête de mélange est également équipée d'un dispositif d'injection de petites quantités d'air pour ajuster la taille des cellules de la mousse, en particulier dans les équipements de production de mousse en gros blocs.

• Composition des matériaux dans les machines à mousse de polyuréthane souple

Dans les machines à mousse polyuréthane souple, les matériaux sont divisés en plusieurs composants, acheminés vers la tête de mélange par deux à six pompes doseuses. En général, les isocyanates, sensibles à la dégradation au contact de l'eau et des catalyseurs, sont souvent traités séparément comme un seul composant. Les polyols de polyéther (polyester), les agents gonflants, les stabilisateurs de mousse, l'eau et les catalyseurs peuvent être combinés en un ou plusieurs flux de matériaux, chaque flux étant dosé dans la tête de mélange selon les proportions requises. La composition est déterminée par des facteurs tels que le potentiel de dégradation du matériau lors du mélange et la facilité d'utilisation du procédé.

Les machines de moussage sont également équipées d'autres équipements. Par exemple, les systèmes de production de blocs de mousse sont équipés de fours de chauffage infrarouge ou micro-ondes, de convoyeurs et de dispositifs de découpe automatique. Les machines de moulage par moulage sont équipées de dispositifs automatiques de moulage par injection, de chauffage, de canaux de durcissement, de démoulage automatique et de nettoyage des moules.

Selon le procédé et la capacité de moussage, les machines à mousser sont disponibles dans une large gamme de spécifications et de modèles. Pour la production de mousse en blocs, les plus grandes machines peuvent produire jusqu'à 500 kg/min, avec des dimensions de produit atteignant 1,2 m de haut, 2,4 m de large et une longueur réglable selon les besoins. Les plus petites machines de moulage de laboratoire ont un débit de 675 g/min, avec une quantité de matière injectée de 1,5 g par cycle.