Processus de production de produits en mousse de polyuréthane flexible

La production de mousse en plaques à l'aide d'équipements de moussage se caractérise par un rendement élevé, idéal pour la production à grande échelle. La cadence maximale des équipements les plus puissants peut atteindre 500 kg/min. La longueur des produits peut être ajustée librement en fonction des conditions et des exigences de l'usine. Après avoir formé des plaques rectangulaires, elles peuvent être découpées en feuilles ou en blocs à l'aide de trancheuses.

Organigramme de production de mousse de plaques

Schéma de fonctionnement de la machine de moussage de plaques

Les matériaux sont acheminés des réservoirs vers une tête de mélange mécanique via un système de dosage. Après un mélange uniforme, les matériaux sont versés sur un tapis roulant recouvert de papier kraft. La mousse se forme sur le tapis roulant quelques secondes après sa sortie de la tête de mélange. La mousse passe ensuite dans un tunnel de chauffage et de durcissement équipé d'infrarouges (ou d'autres sources de chaleur) et de dispositifs d'extraction pour mûrir et se former. La mousse est ensuite évacuée en continu. Des outils de découpe à la sortie permettent de découper la mousse en longueurs spécifiques pour créer des produits semi-finis. Ces produits semi-finis sont laissés à température ambiante pendant un certain temps pour durcir davantage et atteindre leur résistance finale. La peau superficielle est découpée et la mousse est découpée à la forme souhaitée, ce qui donne le produit final.

Le rognage de la peau superficielle entraîne une certaine perte de matière. Des dimensions de mousse plus petites entraînent une perte de bords plus importante. Afin d'améliorer le rendement, de grandes plaques de mousse rectangulaires sont couramment produites ces dernières années.

Système de dosage pour équipement de moussage de plaques

Le système de mesure comprend généralement cinq éléments :

1. Polyéther polyol : Associé à un stabilisateur de mousse et à un agent moussant.
2. TDI (Diisocyanate de toluène).
3. Eau et triéthylènediamine.
4. Catalyseur organostannique et polyéther polyol.
5. Pigments et polyéther polyol.

Certains systèmes combinent ces cinq composants pour un dosage simplifié, en privilégiant la facilité de contrôle et le maintien de la stabilité du matériau après le mélange.

Tête de mélange et système d'agitation

Les dispositifs de moussage de plaques utilisent généralement des agitateurs à aiguilles basse pression dans la tête de mélange. Avec des agitateurs à aiguilles à faible cisaillement, la vitesse d'agitation est généralement de 3 000 à 6 000 tr/min et le temps de séjour dans la tête de mélange est d'environ 1 seconde. Des agitateurs à haut cisaillement sont également utilisés dans certains systèmes.

La taille finale des pores de la mousse peut être ajustée par l'apport d'énergie à la tête de mélange. Deux facteurs influencent ce réglage :

1. La vitesse linéaire des matériaux entrant dans la tête de mélange.
2. La vitesse d'agitation et la force de cisaillement.

Dans les machines de moussage à basse pression et à fort cisaillement, l'injection d'une petite quantité d'air sec dans la tête de mélange améliore la taille des pores. Cependant, cet effet est moins prononcé dans les machines de moussage à haute pression et à faible cisaillement. La taille de la sortie et la contre-pression de la tête de mélange influencent également la taille des pores. Généralement, la réduction de la contre-pression et l'élargissement du diamètre de sortie permettent d'obtenir des pores de mousse plus fins.

La distance entre la sortie de la tête de mélange et le plan de coulée doit être aussi courte que possible afin d'éviter les éclaboussures, qui peuvent entraîner la formation de bulles d'air dans la mousse, provoquant des piqûres ou de larges pores en surface. Le papier de fond doit être plat ; les plis peuvent provoquer des fissures et augmenter les pertes de bords lors de la découpe.

Exigences relatives aux bandes transporteuses

La bande transporteuse située près du point d'injection du matériau doit présenter un angle d'inclinaison, généralement compris entre 4° et 9°, afin de diriger le flux de matériau dans une seule direction. La vitesse de la bande transporteuse est généralement contrôlée entre 1,5 et 3,0 m/min, selon le débit de mousse et les dimensions du produit.

Paramètres clés de la mousse

Le temps de blanchiment (intervalle entre la sortie du produit de la tête de mélange et le début du moussage) est généralement de 5 à 12 secondes. Le temps de moussage (intervalle entre la sortie du produit et la hauteur maximale de mousse) est d'environ 80 à 160 secondes. Il peut être ajusté en fonction de la quantité de catalyseurs organostanniques et aminés utilisés.

Exemple de données :

La distance entre la sortie de la tête de mélange et la ligne de blanchiment (début de la formation de mousse) est généralement de 30 à 60 cm. Elle peut être ajustée en modifiant le débit de coulée, l'angle du tapis roulant et la vitesse. La mousse est chauffée dans un tunnel de durcissement jusqu'à ce que la surface soit non collante, le temps de durcissement variant de 5 à 30 minutes, selon la formulation.

Formation à cellules ouvertes

Dans les procédés de moussage à base de prépolymères, certains produits semi-finis nécessitent une compression mécanique pour obtenir une structure à cellules ouvertes. Cependant, dans le procédé de moussage en une seule étape, la formation naturelle de cellules ouvertes est généralement obtenue sans compression mécanique.

Recette typique de moussage en une étape pour les plaques de mousse de polyuréthane flexible

• Polyéther triol (poids moléculaire 3000) : 100
• Stabilisateur de mousse à base de silicone : 1,0
• Catalyseur organostannique : 0,45
• N-éthylmorpholine : 0,4
• Triéthylènediamine : 0,05
• Eau : 3,5
• Agent moussant : 1,5
• TDI 80/20 : 42,5 (indice TDI = 104)