Solutions complètes, des matières premières aux équipements de production pour la mousse PU et les matelas - Sabtech
Dans toutes les gammes Sabtech Technology Limited, il existe une machine de découpe de mousse verticale conçue pour répondre à toutes les exigences de performance. De nombreuses normes pertinentes sont utilisées dans le monde entier pour améliorer la qualité des produits, améliorer la sécurité, faciliter l'accès au marché et le commerce, et renforcer la confiance des consommateurs. Nous suivons de près ces normes dans la conception et le matériau de ce produit. "Notre engagement envers les normes les plus élevées dans les produits que nous fabriquons est votre garantie de satisfaction - et l'a toujours été." dit notre directeur.
Sabtech a été vendu largement en Amérique, en Australie, en Grande-Bretagne et dans d'autres parties du monde et y a suscité une grande réaction sur le marché. Le volume des ventes des produits continue de croître chaque année et ne montre aucun signe de déclin puisque notre marque a gagné la grande confiance et le soutien des clients. Le bouche-à-oreille est répandu dans l'industrie. Nous continuerons à utiliser nos connaissances professionnelles abondantes pour développer plus de produits qui répondent et dépassent les attentes du client.
À Sabtech Technology Limited, les clients peuvent trouver des services haut de gamme fournis pour tous les produits, y compris la machine de découpe de mousse verticale mentionnée ci-dessus. La personnalisation est servie pour aider à améliorer l'expérience client, de la conception à l'emballage. De plus, une garantie est également disponible.
De la demande d'informations sur une ligne de moussage en continu à la mise en place d'une production de mousse intégrée
Contexte du projet
En septembre 2021, nous avons reçu une demande de renseignements de M. Abdullah, un client saoudien. Il prévoyait de construire une nouvelle usine de mousse PU destinée aux marchés saoudien et yéménite, principalement pour la production de meubles et de matelas en mousse PU souple. Il envisageait également d'y intégrer des étapes de transformation en aval.
Le client disposait de main-d'œuvre locale pour le moussage et de certaines conditions de production de base. Au fur et à mesure de l'avancement du projet, une planification coordonnée des produits cibles, de la configuration des équipements, de l'agencement de l'usine et du lien entre le moussage et les étapes de traitement en aval s'est avérée nécessaire.
Comment le périmètre du projet s'est élargi
La demande initiale du client portait sur une ligne de moussage en continu. Au fil des discussions, le périmètre du projet s'est élargi pour inclure la production de mousse recyclée et les équipements de découpe nécessaires aux étapes de traitement ultérieures.
Un point important à prendre en compte était la gestion des chutes de mousse suite à l'augmentation de la production. Le marché local de la mousse recyclée était relativement dynamique, tandis que le prix de vente local des chutes de mousse en balles était faible. Avec l'augmentation prévue de la production, l'usine devrait générer régulièrement des chutes de mousse. Transformer ce matériau en mousse recyclée offrirait une valeur ajoutée à long terme supérieure à celle de sa vente directe comme rebut de faible valeur.
Le client a donc décidé d'ajouter une ligne complète de production de mousse recyclée. Dans une perspective de production et de marché à long terme, l'association de la ligne de moussage continu à la production de mousse recyclée était mieux adaptée à l'échelle prévue de l'usine.
Le projet comprenait également les équipements de découpe nécessaires en aval. La machine de découpe de mousse CNC a été choisie pour les pièces en mousse profilées utilisées dans la fabrication de meubles et de matelas. Deux machines de découpe circulaires permettaient de découper plusieurs blocs de mousse au cours d'un même cycle, tandis que la machine de découpe verticale était principalement utilisée pour le détourage des blocs et la réalisation de coupes droites avant les étapes de traitement ultérieures.
En fonction des contraintes de l'usine, nous avons élaboré un plan d'implantation détaillant le placement des équipements, le flux de production, la liaison entre le moussage et les étapes de traitement en aval, ainsi que l'espace de travail des opérateurs. Grâce à plusieurs réunions vidéo, le client a pu observer le processus de production de mousse flexible, notamment le fonctionnement de la ligne de moussage continue et son raccordement aux étapes de découpe et de traitement en aval. Les discussions ont également porté sur l'exploitation quotidienne, les différences pratiques entre les conceptions d'équipements et les configurations les plus adaptées à ce projet.
La machine à mousse recyclée achetée par ce client
Pourquoi le client nous a finalement choisis
Le client a comparé les propositions de plusieurs fournisseurs d'équipements avant de prendre sa décision finale. Ce qui a distingué Sabtech, ce n'était pas seulement sa capacité à fournir les machines requises, mais la plus grande confiance du client dans notre communication, notre compréhension du projet et notre approche du développement de la solution.
1. Communication réactive avec un suivi clair
Au fur et à mesure de l'avancement du projet, les questions du client ont reçu des réponses rapides et directes. Les détails confirmés lors des discussions précédentes ont été intégrés à la planification ultérieure, permettant ainsi au projet de progresser de la demande initiale au plan d'équipement final sans avoir à revenir sans cesse sur les mêmes points.
2. Une planification spécifique au projet plutôt qu'un forfait standard
La solution proposée a été élaborée en tenant compte des produits cibles du client, des conditions de production, des opérateurs de moussage en place et des exigences de traitement en aval. Le plan d'équipement et l'agencement de l'usine ont été conçus en fonction du fonctionnement prévu, et non présentés comme un ensemble d'équipements standard.
3. Recommandations fondées sur la production réelle de mousse
Au cours de plusieurs réunions vidéo, le client a pu observer un processus de production de mousse flexible et discuter du fonctionnement quotidien, des différences pratiques entre les conceptions d'équipements et des choix de configuration.
Après avoir comparé les fournisseurs, le client avait davantage confiance dans la compréhension globale du projet par Sabtech et nous a choisis pour la commande complète d'équipement.
Contenu final des achats
Ligne de chargement de mousse recyclée
Machine de chargement de mousse continue et machine de découpe de mousse
Installation à distance et mise en production
L'équipement est arrivé à l'usine du client en juillet 2022. Les restrictions de voyage liées à la pandémie ayant empêché notre ingénieur de se rendre sur place, l'assistance à l'installation et à la mise en service a été assurée à distance. La mise en service a été finalisée en octobre et la production a démarré en novembre 2022.
Après la mise en production de l'installation initiale, le client a passé deux commandes supplémentaires afin d'accroître la capacité de traitement en aval de l'usine et les applications des produits. Le développement ultérieur de l'usine est décrit dans Comment une usine saoudienne de mousse PU s'est développée au-delà de ses lignes de production initiales.
Pour de nombreuses petites entreprises, bien que la ligne de production continue de mousse flexible de polyuréthane offre un rendement élevé, les coûts sont également très élevés et le marché cible n'exige peut-être pas d'aussi grandes quantités. En conséquence, les lignes de production non continues de mousse flexible de polyuréthane sont devenues leur choix préféré. Ce qui suit est une introduction à la ligne de production non continue de mousse flexible de polyuréthane:
1. Équipement de processus de moussage de boîte
Le processus et l'équipement de moussage en boîte ont été développés en tant que nouvelle technologie pour répondre aux besoins des installations de production de mousse de polyuréthane à petite échelle. Il s’appuie sur des techniques de production de mousse manuelle et en laboratoire, essentiellement une version améliorée des méthodes de production de mousse en laboratoire. Ce processus est passé par trois étapes de développement. Initialement, tous les composants étaient pesés séquentiellement et ajoutés dans un récipient plus grand, suivi de l'ajout de TDI. Après un mélange rapide, le mélange a été immédiatement versé dans un grand moule en forme de boîte. Cette méthode nécessitait une forte intensité de travail, émettait de fortes concentrations de gaz toxiques et posait des risques importants pour la santé des opérateurs. De plus, les éclaboussures de matériaux lors du coulage entraîneraient une grande quantité d'air, conduisant à la formation de grosses bulles d'air dans la structure de la mousse et provoquant même des fissures dans la mousse. De plus, il y avait une quantité importante de déchets restants, ce qui entraînait un gaspillage de matériaux important et des coûts de production élevés.
Plus tard, le processus a incorporé des pompes doseuses pour transporter les matériaux vers un baril de mélange avec un fond à ouverture automatique. Après un mélange à grande vitesse, la plaque inférieure du baril de mélange s'ouvrait et l'air comprimé expulsait rapidement le matériau dans le moule pour l'expansion de la mousse. Cependant, cette approche souffrait de structures de pores inégales en raison du flux rapide du matériau, entraînant des structures de mousse tourbillonnantes et des problèmes de qualité tels que des fissures en forme de croissant. La troisième étape de l'amélioration du processus est le dispositif de moussage en boîte qui est le plus souvent adopté aujourd'hui. Son principe fondamental de moussage est illustré en photo
(un) Dosage et mélange de matières premières (b) Moussage (c) La mousse monte pour limiter la hauteur
1 - Baril de mélange de matériaux élévateur ; 2 - Moule de boîte assemblable ; 3 - Plaque supérieure de la boîte flottante ; 4 - Corps en mousse
Image 1 : Diagramme schématique du principe de moussage en boîte
L'équipement de production industrielle pour le moussage en caisses se compose principalement de réservoirs de matières premières, d'unités de pompe doseuse, de barils de mélange élévateurs et de moules de caisses en bois assemblables. Comme le montre le diagramme schématique de l'équipement de moussage en boîte fabriqué par Hennecke (image 2), les matières premières moussantes sont stockées dans des réservoirs et régulées par des dispositifs de contrôle pour atteindre la plage de température de traitement requise, généralement maintenue à 23°C ± 3°C. Séquentiellement, la pompe doseuse injecte des polyéther polyols, un catalyseur, des tensioactifs, des agents moussants, etc., dans le fût de mélange pendant une durée d'agitation de 30 à 60 minutes. Ensuite, selon la formulation, le TDI est introduit, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un récipient intermédiaire doté d'un interrupteur inférieur. Le mélange immédiat suit l'ajout de TDI. En fonction des matériaux et de la formulation, la vitesse d'agitation est généralement contrôlée entre 900 et 1 000 tours par minute (r/min), avec un temps d'agitation de 3 à 8 secondes. Après agitation, le fût de mélange est rapidement soulevé. La partie inférieure du fût n'a pas de fond et est placée sur la plaque inférieure de la boîte de moulage lors de l'abaissement, en utilisant une bague d'étanchéité au bord inférieur du fût pour empêcher les fuites de matériau.
Une fois soulevée, la bouillie bien mélangée peut être directement étalée et dispersée sur la plaque inférieure du moule, permettant une montée naturelle de la mousse. Pour éviter la formation d'une surface bombée sur la partie supérieure pendant le moussage, une plaque de moule supérieure qui correspond à la zone du moule et permet un mouvement limite vers le haut est équipée. La boîte à moule est principalement constituée de panneaux de bois rigides, la plaque inférieure étant fixée sur un chariot de transport de moule mobile. Les quatre panneaux latéraux sont assemblables et dotés de mécanismes de verrouillage à ouverture et fermeture rapides. Les côtés intérieurs des panneaux sont recouverts d'agents de démoulage à base de silicone ou doublés d'un film de polyéthylène pour empêcher l'adhérence. Après 8 à 10 minutes de maturation forcée au sein de la caisse, les panneaux latéraux de la caisse du moule sont ouverts, permettant le retrait de la mousse souple en forme de bloc. Après 24 heures supplémentaires de maturation, ces blocs de mousse peuvent subir une découpe et d'autres procédures de post-traitement.
1 - Réservoir de matières premières ; 2 - Unité de pompe doseuse ; 3 - Armoire de commande ; 4 - Baril de mélange avec dispositif élévateur ; 5 - Boîte moussante ; 6 - Produit fini en mousse ; 7 - Plaque flottante
Photo 2 : Équipement de moussage de boîtes fabriqué par Hennecke (BFM100/BFM150)
Le processus et l'équipement de moussage en boîte présentent des caractéristiques telles qu'un fonctionnement simple, une structure d'équipement compacte et simple, un faible investissement, un faible encombrement et une maintenance pratique. Ces caractéristiques le rendent particulièrement adapté aux petites entreprises engagées dans la production intermittente de blocs de mousse de faible densité. Cependant, ses inconvénients sont également évidents : efficacité de production moindre, environnement de production moins favorable, concentration élevée de gaz toxiques émis sur site, nécessitant l'utilisation de systèmes d'échappement et de purification des gaz toxiques très efficaces.
Pour améliorer l'efficacité du mélange, certaines entreprises ont ajouté plusieurs déflecteurs verticaux et équidistants aux parois intérieures du fût de mélange. Ces déflecteurs, combinés à des agitateurs en spirale à grande vitesse, facilitent un mélange à grande vitesse. Cette approche peut, dans une certaine mesure, réduire les effets d'écoulement laminaire dans le liquide de mélange et améliorer l'efficacité du mélange. Un exemple de ceci est notre produit, le SAB-BF3302. Pour l'apparence et les spécifications techniques du produit, veuillez vous référer à l'image 3.
Image 3 : Machine à mousser les boîtes entièrement automatique (Sabtech Technology Limited)
Cette ligne de production est dotée de modes de contrôle informatique entièrement automatique et de contrôle manuel. Il convient à la production de mousse de polyuréthane flexible avec des densités allant de 10 à 60 kg/cm. Débit de mousse maximum : 180L. Hauteur de la mousse : 1200 mm. Puissance de mélange : 7,5 kW. Puissance totale : 35 kW.
2. Équipement pour la préparation de mousse à cellules ouvertes
La mousse de polyuréthane à cellules ouvertes est un produit en mousse fonctionnelle développé dans les années 1980. Il possède une porosité élevée, une structure de réseau distincte, une douceur, une respirabilité et une bonne résistance mécanique. Il trouve une large application en tant qu'excellent matériau de filtration et d'absorption des chocs dans les transports, l'instrumentation, les membranes de filtration de matériaux médicaux et comme support de catalyseur dans l'industrie chimique. Le remplir dans les réservoirs de carburant des avions peut supprimer l’agitation du pétrole et réduire le risque d’explosion. Son imprégnation avec une boue céramique et son frittage à haute température aboutissent à un nouveau matériau filtrant en céramique à cellules ouvertes utilisé dans l'industrie métallurgique.
La préparation de la mousse de polyuréthane à cellules ouvertes implique des méthodes telles que l'hydrolyse à la vapeur, le trempage alcalin et l'explosion. Dans la production industrielle, la méthode d'explosion est principalement utilisée. Initialement, une mousse de polyuréthane d'une taille de pores spécifique est préparée à l'aide du procédé de moussage en boîte. Par la suite, il est placé dans un équipement de réseau d'explosion dédié, rempli de gaz explosif, et enflammé après avoir complètement rempli le corps en mousse. En utilisant l'énergie d'impact et la chaleur à haute température générées par les paramètres d'explosion, les parois cellulaires de la mousse de polyuréthane sont rompues et fusionnées sur les parois cellulaires, formant une structure de réseau distincte, comme le montre l'image 4.
Image 4 : Mousse à cellules ouvertes clairement connectée
Des méthodes telles que l’hydrolyse à la vapeur ou le trempage alcalin sont utilisées pour préparer la mousse à cellules ouvertes. Cependant, ces méthodes posent des problèmes de faible efficacité, de mauvaise qualité et de pollution environnementale. Ils sont principalement utilisés pour la production à petite échelle, comme les tests d’échantillons en laboratoire. La production à grande échelle utilise principalement la méthode de l'explosion.
ATL Schubs GmbH, une société allemande, est spécialisée dans la recherche et le développement de mousse polyuréthane réticulée et fabrique les machines d'explosion de mousse ReticulatusTM. La chambre d'explosion de l'équipement d'explosion à mousse réticulée se présente sous deux formes : cylindrique et rectangulaire. Le premier convient à la mousse cylindrique, tandis que le second est plus polyvalent. Il peut être utilisé non seulement pour la mousse carrée mais également pour le traitement de la mousse réticulée à partir de la mousse cylindrique, comme le montre l'image 5. La chambre d'explosion est construite à partir de plaques d'acier de haute qualité de 100 mm d'épaisseur. Le fonctionnement est contrôlé par un modem informatique, offrant des fonctionnalités telles que l'ouverture et la fermeture automatiques, le verrouillage automatique, le fonctionnement automatique et les alertes automatiques. De plus, la conception et la modification de programmes à distance peuvent être facilitées grâce à des capteurs de transmission de données.
Photo 5 : Équipement de traitement de réticulation de mousse de polyuréthane (ATL Schubs)
Lors de la production, des corps en mousse de 3 à 6 mètres de long destinés à la réticulation sont poussés dans la chambre d'explosion. La porte de la chambre est fermée hydrauliquement et l'air à l'intérieur de la chambre est évacué à l'aide d'une pompe à vide. Sous contrôle informatique, une proportion précise d'oxygène et d'hydrogène gazeux est introduite et le rapport du mélange gazeux est ajusté mécaniquement en fonction de facteurs tels que le type d'échantillon de mousse et les exigences de taille du réseau.
Des capteurs surveillent en permanence le processus, garantissant que tous les paramètres du processus sont dans les conditions spécifiées avant le lancement d'une détonation contrôlée. La force explosive et l'intensité de la flamme générées par l'explosion pénètrent à travers tout le corps en mousse, créant une structure de réseau distincte. Après le formage, le corps en mousse est refroidi, les matières résiduelles et les gaz résiduaires sont purgés à l'aide d'azote, et la chambre de pression peut ensuite être ouverte pour récupérer la mousse réticulée. L'ensemble du processus prend environ 8 à 10 minutes. Le diamètre des pores de la mousse réticulée se situe entre 10 et 100 pores par pouce (ppi) (Remarque : ppi fait référence au nombre de pores dans un pouce).
Ce qui précède donne un aperçu du processus de production non continu de la mousse flexible de polyuréthane. J'espère que ces informations vous seront utiles.
La mousse de polyuréthane (mousse PU) est principalement constituée de polyuréthane comme composante principale. Les matières premières comprennent principalement des polyisocyanates et des polyols, avec l'ajout de divers additifs, dont les plus cruciaux sont une série d'agents moussants liés au processus de moussage. Ces additifs conduisent à la production d'une quantité importante de mousse dans le produit de réaction, entraînant des produits en mousse de polyuréthane. Cet article donne un bref aperçu des matières premières utilisées pour produire de la mousse PU et des agents moussants.
1.Polyisocyanates
Les polyisocyanates les plus couramment utilisés dans la production industrielle de mousses en polyuréthane comprennent diisocyanate de toluène (TDI), isocyanate de polyméthylène polyphényle (PAPI), diisocyanate de diphénylméthane (MDI) et MDI liquide (L-MDI).
TDI
Le TDI est principalement utilisé dans la production de mousses flexibles en polyuréthane. Le MDI a une réactivité plus élevée que le TDI, une volatilité plus faible et certaines formes modifiées de MDI peuvent être utilisées comme substituts de TDI dans la production de mousses flexibles en polyuréthane, y compris la mousse de polyuréthane à haute densité et la fabrication d'élastomères de polyuréthane semi-rigide ou microcellulaire.
PAPI, également connu sous le nom de MDI brut ou MDI polymérisé, a généralement un poids moléculaire moyen allant de 30 à 400, avec une teneur en NCO de 31% à 32%. Dans le domaine des plastiques en mousse, PAPI et PAPI modifiés sont principalement utilisés pour produire diverses mousses rigides en polyuréthane, certaines également utilisées dans la production de mousses flexibles à haute référence, de mousses cutanées intégrales et de mousses semi-rigides. PAPI peut être mélangé avec du TDI pour fabriquer des plastiques en mousse à froid à froid et à grande taille.
2.Polyether et polyester polyols
Les polyéther polyols utilisés pour produire des mousses flexibles en polyuréthane sont généralement des polyéthers à longue chaîne à faible fonctionnalité. Dans la formulation de mousses flexibles, la fonctionnalité des polyéther polyols se situe généralement entre 2 et 3, avec un poids moléculaire moyen allant de 2000 à 6500. Les polyéther triols sont le plus souvent utilisés dans les mousses flexibles, généralement initiés avec du glycérol (propane-1,2,3-triol) et obtenus par polymérisation d'ouverture du cycle avec du propane 1,2-époxy ou de la copolymérisation avec une petite quantité d'oxyde d'éthylène, avec un poids moléculaire se situant généralement dans la plage de 3000 à 7000.
Polyéther polyols
Les polyéthyols à haute activité sont principalement utilisés pour les mousses flexibles à haute réception et peuvent être utilisées dans la production de mousses semi-rigides et d'autres produits en mousse. Certains diols en polyéther peuvent être utilisés comme matériaux auxiliaires, mélangés à des triols de polyéther dans des formulations de mousse flexibles. Une faible insaturation et des polyéther à poids moléculaire élevé sont utilisés pour la production de mousses douces, réduisant la quantité de TDI requise.
Les polyéther polyols utilisés dans les formulations de mousse rigides sont généralement des polyols de polyéther à valeur hydroxyle élevée pour obtenir une réticulation et une rigidité suffisantes. La valeur hydroxyle des polyéther polyols pour les formulations de mousse rigides est généralement dans la plage de 350 à 650 mg de kOH / g, avec une fonctionnalité moyenne de 3 ou plus. Les formulations rigides en mousse utilisent souvent une combinaison de deux types de polyéther polyols, avec une valeur hydroxyle moyenne d'environ 4000 mg KOH / g.
Les formulations de mousse semi-rigides utilisent souvent des polyéthers de poids moléculaire élevé, en particulier des triols de polyéther à haute activité et des polyols polyéther à poids moléculaire à haute fonctionnalité à partir de formulations de mousse rigides.
2.2 polyols de Polyester
Les polyester polyester aliphatiques à faible viscosité, tels que les diols adipate hexanediol avec une valeur hydroxyle d'environ 56 mg de koh / g, ou des polyols en polyester légèrement ramifiés, peuvent être utilisés pour produire des mousses flexibles en polyuréthane à base de polyester. Les polyols polyols ont une réactivité élevée. Actuellement, la mousse de polyuréthane en bloc en polyester n'est utilisée que dans quelques champs tels que les matériaux auxiliaires pour les vêtements.
Polyols polyester
Les polyols en polyester aromatique, synthétisés à partir d'acides dicarboxyliques (tels que l'anhydride phtalique, l'acide téréphtalique, etc.) et les diols à petite molécule (tels que l'éthylène glycol, etc.) ou les polyols rigides. Des polyester polyester à valeur hydroxyle inférieure dérivés de l'anhydride phtalique peuvent également être utilisés pour les mousses flexibles à haute réception, les mousses cutanées intégrales, les mousses semi-rigides et les matériaux de polyuréthane non FOAM.
Les polyols polymères, y compris le styrène rigide, les homopolymères d'acrylonitrile, les copolymères et les polymères greffés, agissent comme des "charges" organiques pour améliorer les performances porteuses de charge. Les polyols en polymère sont utilisés dans la production de mousses de bloc flexibles élevées, de mousses à haute teneur, de mousses flexibles thermoplastiques, de mousses semi-rigides, de mousses auto-rédigées et de produits moulés par injection de réaction (RIM). Ils peuvent réduire l'épaisseur des produits, réduire la densité en mousse pour réduire les coûts, augmenter l'ouverture des cellules en plastique en mousse et conférer des propriétés issues de la flamme aux produits.
Polyols polymères
Les polyuréa polyols (dispersions de doctorat) sont une classe spéciale de polyols modifiés par polymère utilisés dans les mousses flexibles à haut remboursement, les mousses semi-rigides et les mousses douces, mais leur présence sur le marché est limitée.
Il existe également des polyols spéciaux utilisés pour la production de mousses en polyuréthane, telles que des polyols à base d'huile végétale, des polyols en polyester à base de colophènes et des polyesters polymères. Ceux-ci ne sont pas décrits en détail dans cet article.
Si vous n'êtes pas sûr de la conception de la sélection des matériaux ou de la formulation lors de la mousse, nous proposons des recommandations sur mesure, une optimisation de formulation et un support technique pour améliorer les performances de votre mousse et la cohérence de la production.
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1. Réactions de base
La formation de mousse de polyuréthane implique deux réactions fondamentales : la réaction de moussage et la réaction de polymérisation (également appelée réaction de gel).
Réaction moussante : l'isocyanate réagit avec l'eau pour produire une réaction d'urée disubstituée et de dioxyde de carbone. L'équation de réaction est la suivante:
2R-N=C=O + HOH → R-NH-CO-NH-R + CO2 ↑
Le dioxyde de carbone libéré agit comme le noyau de la bulle, provoquant l’expansion du mélange réactionnel, ce qui donne lieu à une mousse à structure à cellules ouvertes.
Réaction de polymérisation : le groupe hydroxyle du polyéther subit une réaction de polymérisation par étapes avec l'isocyanate pour former un aminoformate. L'équation de réaction est la suivante:
R=N=C=O + R &premier ; -OH → R-NH-COO — R &premier ;
2. Polyols
La production nationale de mousse en bloc utilise des polyéthers de mousse souple à 3 fonctionnalités, de poids moléculaire 3 000 (indice d'hydroxyle 56) ou 3 500 (indice d'hydroxyle 48, moins couramment utilisé).
3. Polyisocyanates
Le principal polyisocyanate utilisé est le diisocyanate de toluène (TDI). Il existe trois principaux types de produits industriels TDI : le 2,4-TDI pur (ou TDI100), le TDI80/20 et le TDI65/35. Le TDI80/20 présente le coût de production le plus bas et constitue la variété la plus largement utilisée dans les applications industrielles.
Le poids moléculaire du TDI est de 174, avec deux groupes isocyanate (-N=C=O) ayant un poids moléculaire de 84. Par conséquent, la teneur en isocyanate du TDI est de 48,28 %.
La quantité de TDI utilisée a un impact significatif sur les propriétés de la mousse. Dans les formulations de mousse, l'excès de TDI est exprimé par l'indice d'isocyanate, qui est le rapport entre l'utilisation réelle et la quantité théorique calculée. Lors de la production de mousse souple, l'indice est généralement de 105 à 115 (100 est égal à la quantité théorique calculée). Dans cette plage, à mesure que l'indice TDI augmente, la dureté de la mousse augmente, la résistance à la déchirure diminue, la résistance à la traction diminue et l'allongement à la rupture diminue. Si l'indice TDI est trop élevé, cela peut conduire à des cellules volumineuses et fermées, à des temps de maturation longs et à une combustion de la mousse ; si l'indice TDI est trop faible, cela peut entraîner des fissures, un mauvais rebond, une faible résistance et une déformation permanente par compression importante.
4. Agents gonflants
L'eau réagissant avec le TDI pour produire du dioxyde de carbone est le principal agent gonflant utilisé dans le moussage de la mousse souple. L'augmentation de la quantité d'eau dans la formulation augmentera la teneur en urée, augmentera la dureté de la mousse, diminuera la densité de la mousse et réduira la capacité portante de la mousse. Cependant, le TDI réagit avec l’eau pour produire une grande quantité de chaleur. Si la teneur en eau est trop élevée, la mousse peut brûler ou s'enflammer.
Le chlorure de méthylène est un agent gonflant physique avec un point d'ébullition de 39.8 ° C. C'est un gaz ininflammable qui peut se vaporiser pendant le moussage, réduisant ainsi la densité et la dureté de la mousse. La quantité de chlorure de méthylène ajoutée doit empêcher la mousse de brûler tout en garantissant qu'une trop grande quantité n'élimine pas trop de chaleur, ce qui affecterait le durcissement de la mousse. La quantité de chlorure de méthylène utilisée est limitée.
5. Catalyseurs
Le rôle principal des catalyseurs est d’ajuster la vitesse des réactions de moussage et de gel pour obtenir un bon équilibre.
La triéthylènediamine (A33, une solution à 33 % d'éther diisopropylique ou de dipropylène glycol) est le catalyseur d'amine tertiaire le plus important dans la production de mousse souple. Il est efficace à 60 % pour favoriser la réaction entre l'isocyanate et l'eau, c'est-à-dire une réaction moussante, et à 40 % efficace pour favoriser la réaction entre l'hydroxyle et l'isocyanate, c'est-à-dire une réaction de gel.
Le dilaurate de dibutylétain (A-1) est un catalyseur d'amine tertiaire à usage général pour la mousse souple. Il est efficace à 80 % pour favoriser la réaction moussante et à 20 % pour favoriser la réaction de gel. Il est souvent utilisé en association avec la triéthylènediamine.
Une mauvaise utilisation des catalyseurs aminés peut avoir un impact significatif sur le produit. Trop d'amine peut provoquer:
(1) Temps de réaction court, augmentation rapide de la viscosité initiale et fumée excessive pendant le moussage.
(2) Fissuration de la mousse. Trop peu d’amine entraînera une vitesse d’amorçage lente, affectant la hauteur de la mousse.
Le dilaurate de dibutylétain est le catalyseur à base d'étain organique le plus couramment utilisé, qui est très facile à hydrolyser et à oxyder en présence d'eau et de catalyseurs d'amines tertiaires dans des mélanges de polyéthers.
Plus la densité de la mousse est faible, plus la plage de réglage du dilaurate de dibutylétain est étroite. L'effet du dosage d'étain sur la mousse est le suivant:
Dosage trop faible : Fissuration de la mousse.
Trop de dosage : Augmentation rapide de la viscosité, mousse formant des cellules fermées et rétrécissant, formant des peaux sur le dessus et les côtés.
6. Stabilisants de mousse (également appelés huiles de silicone)
Les stabilisateurs de mousse réduisent la tension superficielle du mélange du système de mousse, stabilisant ainsi les bulles, empêchant l'effondrement de la mousse et contrôlant la taille et l'uniformité des vides.
Augmenter la quantité d'huile de silicone d'une quantité minimale à un niveau approprié peut produire des mousses plastiques bien ouvertes. Lorsque la quantité est trop élevée, le taux de cellules fermées de la mousse augmente.
7. Autres facteurs d'influence
Outre la formulation, les paramètres du processus et l'environnement ont également un certain impact sur les propriétés de la mousse.
Température des matières premières : à des températures ambiantes relativement normales (20 à28 ° C), la température des matières premières est contrôlée à 25 ± 3° C, de préférence dans une plage de ± 1° C. Il peut également être contrôlé dans la plage de 28 à30 ° C.
L'effet de l'augmentation ou de la diminution de la température sur la vitesse des réactions de moussage et de gel varie. Une augmentation de la température entraîne une augmentation beaucoup plus importante de la réaction de polymérisation par rapport à la réaction de moussage. Les catalyseurs doivent être ajustés aux changements de température.
Pour une même formulation, utilisant la même quantité d’agent gonflant, la densité de la mousse est également liée à l’altitude. Dans les zones de haute altitude, la densité de la mousse diminue sensiblement.
La quantité de stabilisant en mousse détermine la taille des cellules de la structure en mousse. Plus de stabilisant conduit à des cellules plus fines, mais trop peut provoquer un rétrécissement. Trouver le bon équilibre est crucial ; trop peu de stabilisant et les cellules ne se soutiendront pas, ce qui entraînera un effondrement lors du formage. Tous deux sont des catalyseurs en action.
Le polyuréthane (mousse souple) fait référence à un type de mousse plastique de polyuréthane flexible avec une certaine élasticité, ayant principalement des structures à cellules ouvertes.
Le polyuréthane (mousse dure) fait référence aux mousses plastiques qui ne subissent pas de déformation significative sous certaines charges et ne peuvent pas retrouver leur état initial après des charges excessives. Cellules majoritairement fermées.
Huile de silicone à mousse dure
L'huile de silicone à mousse dure est un type de stabilisant de mousse non hydrolysable hautement actif avec une liaison silicium-carbone, appartenant à une catégorie d'huile de silicone à large spectre. Il présente d'excellentes performances globales et convient aux systèmes de HCFC-141b et de moussage d'eau, utilisés dans des applications telles que les panneaux, l'énergie solaire, les pipelines, etc.
Caractéristiques du produit:
1. Bonnes performances d'émulsification : Les excellentes performances d'émulsification permettent une bonne dispersion et un bon mélange des matériaux composites lors de la réaction avec l'isocyanate, ce qui se traduit par une bonne fluidité. Le produit obtenu présente des cellules uniformes et un taux de cellules fermées très élevé.
2. Bonne stabilité : la structure moléculaire spéciale contrôle efficacement la tension superficielle des cellules, stabilisant la structure cellulaire et conférant au produit d'excellentes propriétés mécaniques.
Huile de silicone en mousse souple:
Tensioactif siloxane à usage général pour les plastiques en mousse de polyuréthane flexible de type polyéther, il s'agit d'un copolymère polydiméthylsiloxane-polyéthylène non hydrolysable, un stabilisant à haute activité. Il est utilisé comme stabilisateur de mousse dans la production de mousse souple de polyuréthane (éponge). Cela peut fournir une peau fine. En mousse de très faible densité, elle offre une forte stabilité avec des alvéoles fines et uniformes. En mousse de profondeur moyenne, par rapport aux huiles de silicone similaires, elle présente de meilleures propriétés d'ouverture de mousse et une meilleure respirabilité.
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