Le polyuréthane est un polymère séquencé contenant des groupes caractéristiques carbamates produits par la réaction d'un polyisocyanate et d'un donneur d'hydrogène. En raison des différentes formes d’apparence des produits générés, son application a pénétré divers domaines de l’économie mondiale. Ce qui suit est un aperçu de la ligne de production continue horizontale de mousse de bloc flexible de polyuréthane.

1. Méthode Hennecke à dessus plat

L'équipement de la ligne de production continue pour les blocs de mousse de polyuréthane flexibles à grande échelle a été conçu et mis en production par la société Hennecke en Allemagne en 1952, et constitue la base de la production continue de blocs de mousse de polyuréthane. De nombreuses entreprises ont successivement conçu et fabriqué des lignes de production continue pour diverses formes de blocs-bulles, mais seuls les principes de base conçus par Hennecke ont été utilisés à ce jour. L'équipement de production est présenté sur l'image 1.

Pic 1 Schéma de principe de la ligne de production de mousse continue à dessus plat en mousse souple de polyuréthane Hennecke

La ligne de production continue de mousse flexible en polyuréthane produite par Hennecke se compose de plusieurs parties principales : section d'approvisionnement en matières premières, section de mélange et de coulée, section de moussage et de durcissement, section de découpe, section de post-durcissement et post-traitement du produit. Cette ligne de production a une efficacité de production élevée et nécessite un approvisionnement important en matières premières. Par conséquent, en plus d'équiper les réservoirs pour les polyols et les isocyanates, des systèmes séparés pour le stockage des matières premières, les paramètres de processus, le contrôle de l'état et la préparation sont nécessaires pour garantir un approvisionnement continu en matières premières préparées vers la chaîne de production pendant un fonctionnement continu (Image 2).

Photo 2 : Systèmes d'alimentation en dosage et systèmes d'entrée de la tête de mélange pour 22 composants

La température a un impact significatif sur la réaction de moussage et un contrôle strict de la température des matières premières est nécessaire pendant le moussage. Généralement, la température est contrôlée dans une plage de 18 à 25°C, avec une plage de fluctuation de température d'environ 1°C. Des pompes doseuses de haute précision sont utilisées pour le dosage et la livraison de composants de matières premières, avec une plage de viscosité générale inférieure à 2 000 mPas. Pour les composants à haute viscosité tels que les colorants et les retardateurs de flamme, des pompes à engrenages peuvent être utilisées. Pour éviter les fuites de composants isocyanates, l'utilisation de couplages magnétiques est recommandée. Pour faciliter l'utilisation et améliorer la précision du dosage, certains additifs sont désormais combinés pour réduire le nombre de pompes doseuses. Cependant, il est important de noter que certains additifs, tels que les catalyseurs organiques à base d'étain, sont sensibles à d'autres composants et sujets à la dégradation.

Le dispositif de mélange utilisé dans cette ligne de production utilise généralement une tête de mélange basse pression, l'agitateur étant entraîné par un moteur à vitesse variable à une vitesse de rotation de 3 000 à 6 000 tr/min. Dans les entreprises modernes de production de mousse en blocs continus, des équipements de dosage, de mélange et de moussage à haute pression ont également été adoptés, permettant des ajustements dans la forme d'agitation de la tête de mélange, le débit et la taille de la buse pour améliorer la qualité du produit. Un dispositif d'entrée d'air peut également être configuré au niveau de la tête de mélange pour créer des noyaux de gaz et générer une structure cellulaire fine et dense.

Le matériau bien mélangé est continuellement déchargé de la tête de mélange sous une certaine pression. Pour éviter les éclaboussures de matériau et l'emprisonnement d'une grande quantité d'air provoquant de grands vides à l'intérieur du corps en mousse, diverses mesures sont prises pendant le processus de moussage. En plus de réduire la distance entre la tête de mélange et la plaque inférieure et de minimiser la force d'impact, des déflecteurs spécialement conçus, des tubes de déflexion en forme de corne ou de bec de canard et des treillis métalliques sont installés dans la partie avant de la sortie de la tête de mélange pour réduire l'impact. énergie du matériau 

Pendant ce temps, la distance entre le tuyau de sortie du matériau et la plaque inférieure doit être réduite à environ 10 mm. Pour garantir une répartition uniforme du matériau sur la plaque inférieure, des traverses sont installées sur la ligne de production. La tête de mélange peut être ajustée pour se déplacer à gauche et à droite en coordination avec la vitesse de déplacement de la bande transporteuse de la plaque inférieure. Alternativement, le matériau peut être divisé en plusieurs conduits pour entrer dans des fentes de distribution disposées latéralement dans la direction du mouvement de la plaque inférieure, garantissant ainsi que le matériau est réparti uniformément sur la bande transporteuse, comme le montre l'image 3.

Photo 3 Afin d'éviter les éclaboussures du produit recraché, la tête de mélange est équipée de quelques déflecteurs.

Le matériau éjecté de la tête de mélange présente une bonne fluidité avant le temps d'émulsification. Au fur et à mesure que la réaction progresse, le matériau mélangé s'initie et se dilate progressivement. À l'extrémité avant de la bande transporteuse dans la section d'éjection, la bande transporteuse doit être inclinée à un angle de 3° À 9° et équipés de dispositifs de réglage hydrauliques ou manuels. Cela permet des ajustements appropriés de l'angle d'inclinaison en fonction des exigences du processus, garantissant ainsi que le matériau s'écoule et démarre uniformément dans une direction. Si l'angle d'inclinaison est trop petit ou si la vitesse de déplacement de la bande transporteuse est trop lente, l'épaisseur de la mousse augmente et le démarrage de la mousse devient difficile. Si l'angle d'inclinaison est trop grand, la matière éjectée s'écoulera trop rapidement, atteignant la partie inférieure de la couche de mousse qui a déjà commencé à monter, provoquant des fissures dans le corps en mousse.

Typiquement, pour les unités à haut débit, la vitesse de déplacement de la bande transporteuse est contrôlée entre 3 et 10 m/min, tandis que pour les unités de taille moyenne, elle est contrôlée entre 1,5 et 3 m/min. Pendant le fonctionnement, il est crucial d'ajuster soigneusement les paramètres du processus tels que le taux d'éjection, l'angle de la bande transporteuse et la vitesse de déplacement afin de maintenir une distance appropriée de 300 à 600 mm entre la ligne de distribution éjectée et la ligne de lait formée lors de l'initiation de la mousse.

Le matériau mélangé éjecté de la tête de mélange est directement distribué sur le papier de revêtement pré-posé sur la bande transporteuse. Dans la section de moussage, un dispositif de transport et de récupération est assemblé, comprenant des bandes transporteuses, un tunnel de séchage, des protections latérales et des revêtements en mousse. Dans le passé, un système à trois doublures était couramment utilisé, le papier de doublure sur les côtés gauche et droit se déplaçant de manière synchrone avec le corps en mousse le long du conduit d'évacuation, tandis que le papier de doublure inférieur avançait de manière synchronisée avec la bande transporteuse. Dans le passé, la partie supérieure du corps en mousse n'était pas restreinte, ce qui entraînait une forme arquée inutile. Par la suite, la méthode Hennecke-Planidiock (voir image 4) et la méthode de moussage Hennecke à dessus plat (voir image 8-5) ont été inventées. La méthode améliorée Hennecke flat-top est désormais largement utilisée.

Photo 4 Méthode Hennecke-Planidiock

Pic 5 Diagramme schématique du processus de moussage à dessus plat Hennecke

Les deux méthodes de production mentionnées ci-dessus sont équipées de plaques de pression d'équilibrage mécanique sur la partie supérieure du corps de mousse ascendant pour réduire le volume de déchets arqués générés au sommet du corps de mousse. Actuellement, l'équipement pour le moussage à dessus plat de Hennecke utilise souvent quatre papiers de doublure synchronisés pour se déplacer vers le haut, le bas, la gauche et la droite avec la bande transporteuse.

Les matériaux de revêtement du corps en mousse comprennent du papier de revêtement spécialisé et un film plastique. Le matériau de base du papier de doublure est du papier kraft solide et durable, traité avec des agents de démoulage tels que le polydiméthylsiloxane ou la paraffine, ou enduit de produits chimiques non adhésifs comme le polyéthylène. Ces dernières années, certaines installations de production ont commencé à utiliser des films plastiques économiques comme le polyéthylène, mais il est important de s'assurer que le film ne se froisse pas pendant le fonctionnement. Quel que soit le matériau du revêtement, celui-ci doit rester plat et sans plis pendant le fonctionnement.

Dans le tunnel de séchage de la section de moussage, le corps en mousse se dilate et mousse sur le papier de revêtement de la bande transporteuse. En fonction de la formulation de production spécifique, la chaleur générée par la réaction du matériau ou par des sources de chaleur externes est utilisée pour accélérer la réaction, le durcissement et la solidification du corps en mousse, obtenant ainsi la résistance et les performances souhaitées pour le processus ultérieur. Le tunnel de séchage est équipé de plusieurs dispositifs d'échappement pour éliminer divers gaz nocifs produits par le corps en mousse. Après purification, ces gaz sont rejetés dans l’atmosphère.

Le système de bande transporteuse pour le corps en mousse nécessite une surface extrêmement lisse et fonctionne de manière très stable, sans aucune vibration. L'espacement entre les protections latérales peut être ajusté dans une certaine plage selon les besoins, permettant la production de corps en mousse rectangulaires de différentes largeurs. La largeur peut atteindre jusqu'à 2,2 mètres et la hauteur des corps en mousse produits dépasse généralement 1 mètre.

Après passage dans le tunnel de séchage, même si le corps en mousse n'a pas encore atteint ses performances maximales, il a été façonné. Pour faciliter les étapes ultérieures du travail, une machine de découpe d'assemblage en ligne est utilisée pour couper le corps en mousse aux longueurs souhaitées. Ensuite, un post-durcissement est effectué pour garantir une réaction complète avant un traitement ultérieur.

2. Méthode de moussage descendante Maxfoam

La méthode Maxfoam, également connue sous le nom de méthode de moussage vers le bas, a été inventée par le scientifique norvégien Leader Berg en 1959. Il utilise une approche distinctive, dans laquelle la plaque inférieure en mousse se déplace vers le bas. Le principe fondamental consiste à élever l'extrémité avant d'une plaque inférieure mobile jusqu'à une position représentant environ 70 % de la hauteur finale prévue de la mousse. Cela permet à toute la plaque inférieure d'être inclinée vers le bas. À mesure que le matériau coulé s'élève jusqu'à environ 30 % de la hauteur de sa mousse, la plaque inférieure inférieure descend au rythme de l'expansion de la mousse. Cela provoque l'expansion des 70 % restants de la hauteur de la mousse vers le bas, ce qui donne un corps en mousse de section rectangulaire. Le principe et l'équipement sont visibles sur la photo 6. Leader Berg a utilisé ce principe pour concevoir et développer le célèbre processus de moussage vers le bas Maxfoam, illustré sur l'image 7.

Image 6 Diagramme schématique du principe de la méthode de descente de la plaque inférieure

Pic 7 Diagramme schématique du processus de moussage descendant Maxfoam

Lors du développement de l'appareil de production Maxfoam, Leader Berg a initialement placé un déflecteur au point de décharge du matériau mélangé. Cela a progressivement évolué vers une auge de mousse allongée vers le bas, et la plaque plate où le matériau s'écoulait a été transformée en une plaque inférieure inclinée vers le bas. Cette modification a modifié l'expansion vers le haut du corps en mousse lors de l'initiation en une expansion vers le bas, conduisant à la création du célèbre processus de moussage Maxfoam. La société Leader Berg se consacre à la recherche, au développement, à la production et à la vente de processus et d'équipements de production de mousse de polyuréthane flexible, devenant ainsi l'une des sociétés les plus importantes dans ce domaine. Le flux de processus de base est visible sur l’image 8.

Pic 8 Équipement Maxfoam produit par Hennecke

(1) La section transversale du corps en mousse produit a une forme rectangulaire régulière, ce qui entraîne une réduction significative du taux de déchets et un rendement élevé de produits finis. Dans les processus traditionnels, les déchets liés aux coupes de bords et de coins sont d'environ 15 %. Dans la méthode de glissement des bords Draka, c'est environ 12 %. Cependant, les déchets générés par le procédé Maxfoam sont inférieurs à 8 %. Avec d'autres améliorations, telles que l'utilisation de fourches rotatives, de dispositifs de traction et d'aplatissement recouverts d'un film de polyéthylène pour envelopper entièrement le corps en mousse (voir photo 9), et l'utilisation de la chaleur générée par les réactifs pour chauffer la plaque inférieure afin de rendre la peau inférieure de Plus la mousse est fine, plus les déchets peuvent être réduits de 1 à 2 %.

Photo 9 Pose d'un dispositif de pose de fourches tournantes fines en polyéthylène (a) (b) et d'un dispositif d'aplatissement (c)

(2) L'équipement est bien conçu, fabriqué avec précision, contrôlé avec précision, avec une longue durée de vie, de faibles coûts de production et ne nécessite généralement que 3 à 4 personnes pour son fonctionnement, avec de faibles coûts de maintenance.

(3) Le processus de moussage unique garantit que le corps en mousse produit a une densité uniforme et constante, une structure cellulaire fine et une excellente qualité.

(4) Un panneau de commande typique ou un système informatique amélioré surveille l’ensemble du processus de production avec précision.

(5) La gamme de matières premières applicables est vaste, comprenant à la fois les types polyéther et polyester. Différents types de corps en mousse peuvent être produits, y compris la mousse flexible standard ainsi que la mousse à haute résilience, la mousse ignifuge, la mousse chargée, la mousse viscoélastique et la mousse produite à partir de moussage au dioxyde de carbone. 

En 1960, Leader Berg a créé sa propre entreprise, Laader Berg AS, dédiée à la recherche et à la production d'équipements de production continue de mousse de polyuréthane. Les composants clés de la machine à mousser MaxformTM de base sont le Multi Auge (Image 10) et la plaque de chute. Comme le montre le schéma de l'équipement de l'image 11, les matériaux mélangés sont acheminés via plusieurs tuyaux jusqu'à l'entrée inférieure de la multi-auge. Le matériau commence à réagir dans le multi-auge et s'écoule sur le papier de revêtement inférieur glissant sur la plaque de chute inclinée juste avant l'émulsification du liquide mélangé. La mousse du multi-auge déborde uniformément et se répartit entre les deux parois latérales de la plaque de chute. Le volume de trop-plein de la multi-auge peut être ajusté en fonction de la formule de mousse et du volume de production, et sa hauteur de sortie est fixée à 70 % de la hauteur de mousse finale. 

Simultanément, l'angle, la quantité, la longueur et la largeur de la plaque de chute inclinée peuvent être ajustés en fonction de la formule et du volume de production, garantissant ainsi que le corps en mousse achève son processus d'expansion complète lorsqu'il atteint la bande transporteuse horizontale. Pendant l'écoulement vers le bas du corps en mousse dans le canal de mousse de la plaque de chute, le frottement entre le corps en mousse et les parois latérales est éliminé par gravité vers le bas, ce qui entraîne une structure de mousse plus uniforme et plus lisse des deux côtés du corps en mousse. Le corps en mousse évacue les gaz résiduaires produits lors de la production dans le canal de moussage, achève la maturation du corps en mousse et peut ensuite procéder au processus de découpe.

Pic 10 Emplacements multiples pour machine à mousse Maxfoam multi-auge

Pic 11 Schéma de base de MaxfoamTM

Notre société produit également ce type de ligne de production sur la base de cette méthode de moussage. La référence d'introduction est la suivante (voir image 12)

Paramètres techniques de la ligne de production de mousse continue horizontale automatique SAB-CF02 produite par Sabtech Technology

1. Spécification principale de la machine : longueur totale 42 m × largeur 6m × 4m

2. Largeur de l'éponge en mousse : 915 mm ~ 2350 mm

3. Hauteur de mousse : inférieure à 1 300 mm

4. Vitesse de moussage : 1 500 tr/min ~ 7 000 tr/min

5. Sortie maximale : 350kg/min

6. Mode de pulvérisation : voie du dispositif à auge, avec contrôle de l'onduleur

7. Spécification de la boîte en mousse : L21m * W4,5m * H3m

8. Ligne de convoyeur intérieure du four (standard) : L27m * W2,6m * H0,8m

9. Liens latéraux du four (standard) L21m * H1,3m

10. Cadre suspendu : 7 sections de réglage électrique de la hauteur/chaîne de moteur de décélération de 0,2 KW sont utilisées pour entraîner le réglage de la crémaillère entre chaque section de la plaque.

11. Dispositif de levage latéral du papier : mouvement électrique avant et arrière, réglage électrique de la hauteur du levier de levage, commande indépendante gauche et droite.

12. Système de collecte et de libération du film latéral : le dispositif de libération du film latéral et du film de levage est équipé d'un entraînement par moteur, le film latéral adopte un dispositif d'embrayage à poudre magnétique pour s'enrouler automatiquement.

13. Système de stockage de papier inférieur.

14. Ventilateur d'extraction : 3 kW * 2 ensembles (hors tuyau d'échappement) 

15. Système à température constante : thermostat froid et chaud refroidi par air de 20 HP. Une vanne proportionnelle est installée à l'entrée avant du serpentin du réservoir et la température des matières premières est contrôlée et réglée.

16. Alimentation : triphasé 380 V 50 Hz.

Figure 12 Unité de mousse continue horizontale Sabtech Technology Limited3

3. Méthode de mousse verticale

En 1971, la société britannique Hyman Development Corporation a développé une technologie et un équipement uniques pour le traitement de la mousse verticale. L'appareil se compose principalement d'un système de réservoir de stockage de matériaux, d'un système de transport de dosage, d'un système d'injection de mélange, d'un dispositif de moussage en forme de baril, d'un dispositif de chauffage et de levage de mousse, ainsi que d'un mécanisme de coupe (voir photo 13).

Pic 13 Schéma de principe de l'équipement de moussage vertical

Le système de réservoirs de stockage de matériaux se compose de cinq composants principaux : des réservoirs de matières premières (équipés de dispositifs de contrôle de la température et d'agitation) pour PPG, avec du TDI comme matière première principale, mélangés avec de l'eau, de l'huile, un catalyseur aminé, des additifs, un agent moussant MC et catalyseur organique à l'étain. Leurs systèmes de dosage et de transport utilisent généralement des pompes à engrenages entraînées par des moteurs à vitesse variable, et des débitmètres peuvent également être ajoutés pour améliorer la précision du dosage. Des têtes de mélange à basse pression et de type agitateur sont généralement choisies. Une fois les matériaux mélangés, ils sont injectés via des canalisations depuis le bas dans le seau à mousse conique. Le seau en mousse est pré-équipé de feuilles continues de film polyéthylène. Au fur et à mesure que les matériaux mélangés réagissent et moussent, ils se déplacent d'abord horizontalement, remplissant la section transversale conique et s'élevant progressivement à mesure que la section transversale se dilate, remplissant finalement le seau recouvert d'un film de polyéthylène et se déplaçant vers le haut dans la section de chauffage. Un système de chauffage électrique entoure la section de chauffage pour accélérer le processus de maturation de la mousse.

La remontée de la mousse est facilitée par des convoyeurs verticaux équipés d'aiguilles fines (10-15mm de longueur). Plusieurs de ces convoyeurs sont disposés autour de l'ensemble du corps en mousse, avec leurs fines aiguilles enfoncées dans la mousse d'une certaine résistance. Au fur et à mesure que la bande transporteuse tourne, la mousse se soulève progressivement. La partie supérieure de l'équipement est équipée d'une machine de découpe et d'un mécanisme d'embrayage lié qui active la machine de découpe lorsque le corps en mousse atteint la hauteur désignée. Les morceaux de mousse découpés sont transportés le long d'un toboggan incliné jusqu'à la chambre de post-maturation 

Ce procédé permet de produire des corps en mousse de section carrée ou circulaire, simplement en modifiant la forme du seau à mousse. Lors d'une production continue, la couleur de la mousse peut être modifiée en ligne, avec une zone de transition de seulement 150 mm. Cela facilite non seulement les changements de couleur faciles, mais maintient également un rendement élevé en produits finis en mousse. Les performances de densité et de dureté sur la section transversale de la mousse sont constantes et l'épaisseur de la peau de la mousse sur les bords est fine, ce qui entraîne de faibles taux de gaspillage. Il est important de noter que les équipements de moussage verticaux occupent un encombrement réduit, seulement un quart de celui des équipements de moussage horizontaux traditionnels, ce qui les rend adaptés aux petites et moyennes entreprises. Les produits conviennent non seulement aux produits généraux en mousse souple, mais les corps de mousse circulaires en tranches sont également particulièrement adaptés à une utilisation comme matériaux de doublure de vêtements.

Le processus de moussage vertical impose des exigences plus strictes sur des aspects tels que les matières premières, les formulations ainsi que l'ajustement et le contrôle du processus de production, par rapport au processus de production de mousses en blocs horizontaux. Un contrôle précis de divers paramètres de processus tels que la température des matières premières, les rapports de formulation, le taux de décharge de mousse, le taux d'injection d'air, la vitesse de mélange, la température de la section de maturation et la vitesse de traction est nécessaire pour produire une mousse de haute qualité. Dans la production réelle, les problèmes suivants sont susceptibles de se produire et doivent être résolus:

1. Taux de cellules fermées ou rétrécissement élevé de la mousse:

Ceci peut résulter d'une utilisation excessive de catalyseur organique à base d'étain, conduisant à une gélification rapide pendant le moussage et à une croissance excessive de la résistance des parois des pores. De plus, un excès de stabilisant en mousse peut entraver la formation d’une structure de mousse à cellules ouvertes en raison de sa stabilité excessive.

2. Fissuration du corps en mousse:

Les fissures dans le corps en mousse sont souvent dues à des erreurs de formulation ou de dosage. Des quantités insuffisantes de catalyseur à base d’étain organique et de stabilisant de mousse peuvent entraîner une diminution de la réactivité. Des facteurs mécaniques, tels que la présence d'impuretés, la contamination par l'huile dans le corps en mousse et les fluctuations de la vitesse de traction, peuvent également contribuer à une fissuration importante du corps en mousse.

3. Grandes cavités à bulles dans le corps en mousse:

Lorsque de grandes cavités à bulles apparaissent dans le corps en mousse, il est important d'inspecter minutieusement les aspects suivants : Lorsque les bulles d'air sont régulièrement distribuées, vérifiez s'il y a des problèmes de fuite d'air dans la chambre de mélange, les tuyaux d'alimentation et autres équipements. S'il y a quelques grosses bulles coniques, cela peut être dû à une température de matière première trop élevée, ce qui entraîne une vaporisation plus facile de l'agent moussant. Lorsque le corps en mousse présente de grosses bulles d'air irrégulièrement réparties, la cause principale pourrait être une vitesse de mélange excessive, entraînant une plus grande quantité d'air emprisonné. Généralement, avec une tête de mélange bien étanche, la vitesse de mélange doit être contrôlée dans la plage de 2 500 à 3 000 tr/min. Si de grandes perforations ou des bulles interconnectées apparaissent dans la feuille de mousse sans structure de réseau claire, cela peut être dû à une entrée d'air excessive dans la tête de mélange.

4. Le corps en mousse coulissant vers le bas :

Ce problème doit être considéré sous plusieurs aspects, notamment les erreurs de formulation, le temps de moussage excessif, le moussage insuffisant, la température de maturation excessivement basse et la mauvaise coordination du convoyeur de traction. C'est un problème qui peut facilement survenir dès les premières étapes de l'équipement.

Pic 14 Schéma schématique du processus de production du dispositif de ligne de production continue de mousse de polyuréthane flexible à pression modulée

(1) Ouvrez la porte de la chambre centrale 3a et fermez la porte de la chambre de sortie 3b. Activez le système de contrôle de pression 4a4b pour amener la pression dans tout le canal à la valeur de pression réglée. La plage de pression typique est de 50 à 150 kPa (0,5 à 1,5 atm).

(2) Démarrez la machine à mousser et le matériau mélangé entre dans le bac de trop-plein dans le canal fermé et s'écoule vers la plaque de chute pour mousser dans l'environnement de pression défini.

(3) Une fois que le corps en mousse a été préalablement durci et façonné à une certaine longueur, la machine de découpe fonctionne pour le couper.

(4) Le corps de mousse découpé entre dans la zone postérieure du canal. Fermez la porte de la chambre centrale, réglez la pression dans la zone arrière pour qu'elle soit égale à la pression ambiante, ouvrez la porte de la chambre de sortie et transportez le corps en mousse vers la zone de durcissement pour terminer le durcissement. Dans le même temps, la porte de la chambre de sortie doit être immédiatement fermée et le dispositif de régulation de pression doit être activé immédiatement pour égaliser sa pression avec la pression dans l'ensemble du canal. Ensuite, ouvrez la porte de la chambre centrale pour accueillir le corps en mousse coupé suivant.

Cette ligne de production est surveillée par des ordinateurs hautement automatisés, avec contrôle des segments du canal, commutation de cycle et système de réglage de la pression. Selon le canal scellé, qu'il s'agisse d'un récipient sous vide ou sous pression, il peut produire des corps en mousse de section rectangulaire ou circulaire. Sur la base de cette ligne de production continue, des lignes de production intermittentes avec moussage à pression variable de type caisson ont également été développées. Bien que l'efficacité de la production soit élevée, le système de contrôle est complexe et l'équipement est volumineux, avec des longueurs de canaux scellés dépassant souvent des centaines de mètres, ce qui entraîne des investissements importants. 

Ce qui précède fournit une introduction à la ligne de production continue horizontale de blocs de mousse de polyuréthane flexibles. J'espère que cela pourra vous aider à choisir une ligne de production continue de mousse flexible en polyuréthane. Bienvenue pour laisser un commentaire et discuter davantage avec moi de la mousse de polyuréthane.

Lorsque vous utilisez une machine à mousse discontinue pour le moussage de mousse souple de polyuréthane, avez-vous rencontré les situations suivantes ?

1. Pores de mousse inégaux et nombreux,

2. Texture mousse rugueuse.

3. Tailles de pores chaotiques sur toute la surface de la mousse, avec de légers signes de pores dilatés.

Des problèmes comme ceux-ci sont assez courants. La principale raison du premier problème est que la distance entre la turbine de mélange de la machine à mousse et le fond du fût de mélange est trop grande ; le deuxième problème est que les pales de mélange sont trop courtes et étroites : le troisième problème est que l'angle des pales de mélange est trop grand.

De nombreux fabricants qui conçoivent et produisent des machines à mousse ne comprennent les principes que lors du processus de conception, sans comprendre la relation significative entre une conception différente dans la production de mousse et la qualité du produit. Une conception mécanique raisonnable et parfaite ne peut être améliorée que progressivement dans le travail réel, et seuls les mousseurs expérimentés peuvent y parvenir.

Voici quelques expériences que nous avons eues avec des modifications et des mises à niveau de machines, en espérant qu'elles  sera utile:

Première , la position d'installation de la roue de mélange doit être aussi basse que possible, il est préférable de se rapprocher du fond du baril de mélange. En général, la distance entre le point le plus bas de la pale de mélange et le fond du fût de mélange doit être d'environ deux centimètres.

Deuxième , la forme de la pale de mélange doit être en forme d'éventail, avec un bord moyennement large. L'avantage d'être large est qu'il augmente la zone de contact avec le matériau liquide, fournissant une puissance suffisante et équilibrant également le matériau liquide.

Troisième , la longueur de la lame de mélange doit également être aussi longue que possible, en laissant environ trois à quatre centimètres du déflecteur à l'intérieur du fût de mélange.

Quatrième , les deux bords de la lame de mélange doivent être inclinés, l'angle d'inclinaison étant basé sur la largeur d'une extrémité et une différence de deux centimètres des deux côtés. Une fois la lame de mélange modifiée, son bon fonctionnement est également crucial, notamment la vitesse de mélange. De nos jours, la plupart des machines à mousse discontinue sont équipées de dispositifs de conversion de fréquence de synchronisation à grande vitesse. Cependant, dans la production réelle, ce dispositif est souvent inutile. La vitesse de fonctionnement dépend principalement de la quantité de matériau dans le fût de mélange. S’il y a beaucoup de matériau, la vitesse doit être plus rapide, et s’il y a moins de matériau, la vitesse doit être plus faible.

De nombreux facteurs affectent le processus de moussage et la qualité du produit final lors de la fabrication de mousse de polyuréthane flexible. Parmi ceux-ci, les facteurs environnementaux naturels tels que la température, l’humidité de l’air et la pression atmosphérique jouent un rôle crucial. Ces facteurs influencent considérablement la densité, la dureté, le taux d’allongement et la résistance mécanique de la mousse.

1. Température:

La réaction de moussage du polyuréthane est très sensible, la température étant un facteur de contrôle clé. À mesure que la température du matériau augmente, la réaction de moussage s'accélère. Dans les formulations sensibles, des températures excessivement élevées peuvent présenter des risques tels que la combustion du noyau et l'inflammation. Généralement, il est essentiel de maintenir des températures constantes pour les composants polyol et isocyanate. L'augmentation de la température entraîne une diminution correspondante de la densité de la mousse pendant le moussage.

Particulièrement en été, les températures élevées augmentent la vitesse de réaction, ce qui entraîne une diminution de la densité et de la dureté de la mousse, un taux d'allongement accru, mais également une résistance mécanique améliorée. Pour contrer la diminution de la dureté, il est conseillé d'ajuster l'indice TDI. Les fabricants doivent ajuster les paramètres de processus en fonction des variations de température saisonnières et régionales pour garantir la stabilité de la qualité des produits.  

2. L'humidité de l'air:

L’humidité de l’air affecte également le processus de moussage de la mousse flexible de polyuréthane. Une humidité plus élevée provoque des réactions entre les groupes isocyanates de la mousse et l'humidité de l'air, entraînant une réduction de la dureté du produit. L'augmentation du dosage de TDI pendant le moussage peut compenser cet effet. Cependant, une humidité excessive peut augmenter les températures de durcissement, provoquant potentiellement une brûlure du noyau. Les fabricants doivent ajuster soigneusement les formulations et les paramètres du processus de mousse dans les environnements humides pour garantir la qualité et la stabilité du produit.

3. Pression atmosphérique:

La pression atmosphérique est un autre facteur d'influence, en particulier dans les zones situées à différentes altitudes. L’utilisation de la même formulation à des altitudes plus élevées entraîne une densité de produit en mousse relativement plus faible. Cela est dû aux variations de pression atmosphérique affectant la diffusion et l’expansion du gaz lors du moussage. Les fabricants opérant dans des régions de haute altitude doivent en prendre note et devront peut-être ajuster les formulations ou les paramètres de processus pour répondre aux exigences de qualité.

En conclusion, les facteurs environnementaux naturels ont un impact significatif sur le processus de moussage et la qualité du produit final de la mousse flexible de polyuréthane. Les fabricants doivent ajuster les paramètres de processus en fonction des conditions saisonnières, régionales et environnementales pour garantir une densité, une dureté et une résistance mécanique stables de la mousse, répondant ainsi aux demandes et aux normes des clients.

Cure par le froid

Un procédé de production de mousse de siège, qui produit une mousse à haute résilience (appelée mousse HR).

Au cours de ce processus, la température du moule se situe généralement entre 50 et 70 degrés Celsius ; le poids moléculaire du polyéther est généralement compris entre 2 500 et 6 500, et l'ISO peut être TDI/TM/MDI.

Ce procédé présente une efficacité de production élevée, une faible consommation d’énergie et est actuellement largement utilisé.

Capacité de la pompe

Utilisé pour vérifier la stabilité du débit de la pompe doseuse.

La méthode actuelle de vérification de la capacité de la pompe est la suivante : au débit réglé, tirez en continu 35 fois, pesez chaque tir, puis calculez la capacité. En fonction de la capacité de la pompe, déterminez si la pompe doseuse doit être réparée ou remplacée. Généralement, la capacité de la pompe est vérifiée tous les trois mois.

Linéarité de la pompe

Une caractérisation de la corrélation entre la vitesse et le débit de la pompe doseuse.

Habituellement, cinq vitesses différentes sont sélectionnées pour les tests de débit. Le débit de la pompe doseuse à chaque vitesse est alors obtenu. Si ces cinq points s'alignent sur une ligne droite, cela indique une bonne linéarité entre la vitesse et le débit de la pompe doseuse.

NBT (nouvelle technologie de mélange)

NBT signifie Nouvelle technologie de mélange.

La technologie de mélange précédente impliquait la pulvérisation et le mélange d’un ISO avec un POL pour réagir et produire de la mousse de polyuréthane. Lors de l'ajustement des paramètres du processus avec cette méthode, seuls le rapport de mélange POL/ISO et le poids de coulée ont pu être ajustés, sans aucun autre ajustement possible.

NBT consiste à pulvériser et à mélanger un ISO avec 2 ou 3 groupes de matériaux POLY pour réagir et produire de la mousse de polyuréthane. (L'équipement nécessite un convertisseur de fréquence)

NBT peut ajuster les variables suivantes : humidité de la formule, teneur en matières solides de la formule, indice de formule, poids de coulée et autres variables. Cela permet une plus grande tolérance de processus lors de la fabrication de mousses de différentes densités et duretés.

TPR (libération de pression temporisée)

TPR signifie Timed Pressure Release, également connu sous le nom de ventilation ou de pré-ventilation.

Les paramètres TPR typiques sont : la ventilation commence environ 90 à 120 secondes après la fermeture du moule, avec le sac tombant, la ventilation pendant environ 2 secondes, puis le sac remontant.

Phénomènes courants : Une ventilation trop précoce peut donner lieu à des produits tendres susceptibles de se déchirer. Une ventilation trop tardive peut conduire à des produits rigides susceptibles de rétrécir après le démoulage.

Pulvérisation initiale

Au début du coulage normal, les buses ISO et POLY s'ouvrent simultanément, permettant aux matériaux de se mélanger dans la chambre de mélange et de réagir pour produire de la mousse de polyuréthane.

Si pendant le versement les buses ISO et POLY ne s'ouvrent pas simultanément, celle qui s'ouvre en premier fera sortir le matériau de la chambre de mélange sans réagir, ce qui entraînera un matériau n'ayant pas réagi au début de la mousse. Si le polyéther sort en premier, la mousse sera collante et humide au sommet (pulvérisation initiale légère), tandis que si l'ISO sort en premier, la mousse sera croustillante, localement fine (pulvérisation initiale légère) ou aura des taches ISO (pulvérisation initiale sévère). pulvérisation).

Phénomènes courants : Un autre cas particulier est celui où il y a une douceur au niveau de la zone initialement coulée, ce qui pourrait également être une forme de pulvérisation initiale. Cela peut être dû au fait que le composant sort en premier, ce qui rend la mousse molle au point d'écoulement initial.

Indice de moussage

Lorsque ISO et POL réagissent, s'ils réagissent dans les quantités théoriques exactes, on parle de réaction stoechiométrique et l'indice de moussage est défini à 100.

Indice de moussage = utilisation ISO réelle/utilisation ISO théorique * 100. Actuellement, l’indice de moussage du moussage des sièges se situe généralement entre 90 et 105.

À mesure que l'indice de moussage augmente, la mousse devient progressivement plus dure.

Indice > 105, le produit a tendance à être cassant ; Indice < 85, le produit est sujet au retrait à cellules fermées.

Comprendre les principes derrière les réactions de mousse est crucial. Pour maîtriser le moussage, nous devons nous efforcer d’établir dans notre esprit un modèle de réaction de mousse en utilisant les quatre équations de réaction suivantes. Grâce à la familiarité avec les variations au sein du modèle, nous cultivons une sensibilité qui nous permet de comprendre l’ensemble du processus de réaction de la mousse. Cette approche permet de structurer notre base de connaissances et nos compétences professionnelles en mousse polyuréthane. Qu'il s'agisse d'étudier activement les principes de réaction de la mousse ou de les explorer passivement pendant le processus de moussage, cela constitue pour nous un moyen essentiel d'approfondir notre compréhension des formulations et d'améliorer nos compétences.

Réaction 1

TDI + Polyéther → Uréthane

Réaction 2

TDI + Uréthane → Isocyanurate

Réaction 3

TDI + Eau → Urée + Dioxyde de Carbone

Réaction 4

TDI + Urée → Biuret (Polyurée)

01 : Les réactions 1 et 2 sont des réactions de croissance en chaîne, formant la chaîne principale de la mousse. Avant que la mousse n’atteigne les deux tiers de sa hauteur maximale, la chaîne principale s’allonge rapidement, les réactions de croissance en chaîne prédominant à l’intérieur de la mousse. A ce stade, en raison des températures internes relativement basses, les réactions 3 et 4 ne sont pas importantes.

02 : Les réactions 3 et 4 sont des réactions de réticulation, formant les branches de la mousse. Une fois que la mousse atteint les deux tiers de sa hauteur maximale, la température interne augmente et les réactions 3 et 4 s'intensifient rapidement. Durant cette étape, les réactions 1 à 4 sont vigoureuses, marquant une période critique pour la formation des propriétés moussantes. Les réactions 3 et 4 assurent la stabilité et le soutien du système de mousse. La réaction 1 contribue à l’élasticité de la mousse, tandis que les réactions 3 et 4 contribuent à la résistance à la traction et à la dureté de la mousse.

03 : Les réactions produisant du gaz sont appelées réactions moussantes. La génération de dioxyde de carbone est une réaction de moussage et la principale réaction exothermique de la mousse de polyuréthane. Dans les systèmes réactionnels contenant du méthane, la vaporisation du méthane constitue une réaction de moussage et un processus endothermique.

04 : Les réactions conduisant à la formation de constituants de mousse sont appelées réactions de gélification et englobent toutes les réactions à l'exception des réactions produisant des gaz. Cela inclut la formation d'uréthane, d'urée, d'isocyanurate et de biuret (polyurée) à partir des réactions 1 à 4.