La mousse flexible PU ignifuge, également connue sous le nom de mousse flexible PU ignifuge, est généralement un matériau ignifuge synthétisé en ajoutant des retardateurs de flamme à divers matériaux polyuréthane.


Fonction des retardateurs de flamme : ils peuvent absorber la chaleur et se décomposer en substances non combustibles à la température d'inflammation ou à proximité ; ils peuvent réagir avec les produits de combustion de la mousse flexible PU pour produire des substances difficiles à brûler, retardant ainsi la combustion et permettant au point d'inflammation de s'auto-éteindre.


Retardateurs de flamme courants : retardateurs de flamme à base de brome, retardateurs de flamme à base de chlore, retardateurs de flamme à base de phosphore et retardateurs de flamme inorganiques.


Qualité ignifuge et tests pour la mousse flexible PU


Le degré ignifuge fait référence à la propriété évidente qu'une substance ou un matériau présente après traitement, qui retarde considérablement la propagation des flammes.



Tests ignifuges:


HB : Le grade ignifuge le plus bas de la norme UL94. Il faut que pour les échantillons de 3 à 13 millimètres d'épaisseur, la vitesse de combustion soit inférieure à 40 millimètres par minute ; pour les échantillons de moins de 3 millimètres d'épaisseur, la vitesse de combustion est inférieure à 70 millimètres par minute ; ou éteint avant d'atteindre la barre des 100 millimètres.


V-2 : Après deux tests de combustion de 10 secondes sur l'échantillon, la flamme s'éteint en 60 secondes. Des matériaux combustibles peuvent tomber.


V-1 : Après deux tests de combustion de 10 secondes sur l'échantillon, la flamme s'éteint en 60 secondes. Aucun matériau combustible ne doit tomber.


V-0 : Après deux tests de combustion de 10 secondes sur l'échantillon, la flamme s'éteint en 30 secondes. Aucun matériau combustible ne doit tomber.

1. Polyéther


Le polyéther, en tant que matière première principale, réagit avec l'isocyanate pour former de l'uréthane, qui est la réaction squelettique des produits en mousse. Lorsque le poids moléculaire augmente avec la même fonctionnalité, la résistance à la traction, l'allongement et la résilience de la mousse augmentent, tandis que l'activité réactionnelle de polyéthers similaires diminue. A même valeur équivalente (poids moléculaire/fonctionnalité), une augmentation de la fonctionnalité accélère la réaction, augmente le degré de réticulation du polyuréthane, augmente la dureté de la mousse et réduit l'allongement. La fonctionnalité moyenne des polyols doit être supérieure à 2,5 ; s'il est trop faible, la reprise du corps en mousse après compression est mauvaise.



Si la quantité de polyéther utilisée est élevée, équivalente à une réduction des autres matériaux (TDI, eau, catalyseurs, etc.), il est facile de provoquer la fissuration ou l'effondrement des produits en mousse. Si la quantité de polyéther utilisée est faible, le produit en mousse a tendance à être dur, avec une élasticité réduite et un mauvais toucher.



2. Agent moussant


Généralement, lors de la production de blocs de polyuréthane d'une densité supérieure à 21, seule de l'eau (agent moussant chimique) est utilisée comme agent moussant. Des composés à bas point d'ébullition tels que le chlorure de méthylène (MC) sont utilisés comme agents moussants auxiliaires dans les formules à faible densité ou les formules ultra-douces.



Les agents moussants auxiliaires réduisent la densité et la dureté de la mousse. Puisqu’ils absorbent une partie de la chaleur de réaction, le durcissement est ralenti, ce qui nécessite une augmentation de la quantité de catalyseur. En absorbant la chaleur, le risque de brûlure du noyau est évité.



Le pouvoir moussant peut être exprimé par l'indice de moussage (le nombre de parties d'eau ou quantité équivalente d'eau utilisée pour 100 parties de polyéther):


IF = m (eau) + m (F-11) / 10 + m (MC) / 9 (100 parties de polyéther)



L'eau, en tant qu'agent moussant, réagit avec l'isocyanate pour former des liaisons urée et libère une grande quantité de CO2 et de chaleur. Il s’agit d’une réaction de croissance en chaîne. L'excès d'eau réduit la densité de la mousse et augmente la dureté. Cependant, cela réduit également la taille et la résistance des pores de la mousse, réduisant ainsi leur capacité portante, les rendant susceptibles de s'effondrer ou de se fissurer. Une consommation accrue de TDI entraîne un dégagement de chaleur plus important et un risque plus élevé de brûlure du cœur. Si la quantité d'eau dépasse 5,0 parties, des agents moussants physiques doivent être ajoutés pour absorber une partie de la chaleur et empêcher la combustion du noyau. Moins d’eau signifie une réduction correspondante de la quantité de catalyseur utilisée, mais cela augmente la densité.



3. Catalyseur


Amine : A33 est généralement utilisé, ce qui favorise la réaction entre l'isocyanate et l'eau, en ajustant la densité de la mousse, le taux d'ouverture des bulles, etc., favorisant principalement les réactions de moussage.


Trop d'amine : Le produit en mousse se fissure et il y a des trous ou des bulles dans la mousse ; Trop peu d'amine : La mousse rétrécit, ferme les pores et le fond du produit en mousse devient épais.



Étain : généralement, l'octoate d'étain (II) (T-9) est utilisé ; L'oxyde d'étain (IV) (T-19) est un catalyseur de réaction de gel très actif, favorisant principalement la réaction de gel, c'est-à-dire la réaction de l'étape ultérieure.


Trop d'étain : gélification rapide, viscosité accrue, mauvaise résilience, mauvaise perméabilité à l'air, conduisant à un phénomène de cellules fermées. En augmentant correctement son dosage, on peut obtenir de bons plastiques en mousse à cellules ouvertes avec relaxation, une augmentation supplémentaire du dosage rend la mousse progressivement plus dense, conduisant à un retrait et à des cellules fermées.


Trop peu d'étain : Gélification insuffisante, entraînant des fissures lors du moussage. Il peut y avoir des fissures sur les bords ou sur les dessus, avec des bavures et une mauvaise consolidation. La réduction de l'amine ou l'augmentation de l'étain peuvent augmenter la résistance du film de mousse polymère lorsqu'une grande quantité de gaz est générée, réduisant ainsi les phénomènes de creux ou de fissuration.



Le fait que les plastiques en mousse de polyuréthane aient une structure cellulaire ouverte ou fermée idéale dépend principalement de l'équilibre entre la vitesse de réaction du gel et le taux d'expansion du gaz pendant la formation de la mousse. Cet équilibre peut être atteint en ajustant les types et les quantités de catalyseurs d'amine tertiaire et de stabilisants de mousse dans la formule.



4. Stabilisateur de mousse (huile de silicone)


Les stabilisants de mousse sont un type de tensioactif qui disperse bien la polyurée dans le système moussant, agissant comme des « points de réticulation physique » et augmentant considérablement la viscosité initiale du mélange de mousse, empêchant ainsi la fissuration. D'une part, il a un effet émulsifiant, améliorant la miscibilité entre les composants du matériau mousse. D'autre part, l'ajout de tensioactifs organiques à base de silicium peut réduire la tension superficielle du liquide, réduire l'énergie libre nécessaire à la dispersion du gaz, permettre à l'air dispersé dans les matières premières de nucléer plus facilement lors de l'agitation et du mélange, faciliter la production de fines bulles, ajustez la taille des pores de la mousse, contrôlez la structure cellulaire de la mousse et améliorez la stabilité de la mousse. Il évite l'effondrement ou l'éclatement des bulles, rend les parois de mousse élastiques, contrôle la taille des pores et l'uniformité de la mousse. Généralement, plus on utilise d’agent moussant et de POP, plus la quantité d’huile de silicone utilisée est importante.



Utilisation élevée : augmente l'élasticité des parois en mousse à un stade ultérieur, les rendant moins susceptibles d'éclater, ce qui entraîne des pores plus petits et des cellules fermées.


Faible utilisation : la mousse éclate, s’effondre après le moussage, les pores sont plus grands et le co-moussage est facile.



5. Influence de la température


La réaction de moussage du polyuréthane s'accélère avec l'augmentation de la température du matériau, ce qui peut présenter un risque de brûlure du noyau et d'inflammation dans les formulations sensibles. Généralement, les températures des composants polyol et isocyanate sont maintenues constantes. Lors du moussage, la densité de la mousse diminue à mesure que la température du matériau augmente. Avec la même formule, si la température reste la même mais que la température ambiante est élevée en été, la vitesse de réaction augmente, entraînant une diminution de la densité et de la dureté de la mousse, une augmentation de l'allongement et une augmentation de la résistance mécanique. En été, l'indice TDI peut être augmenté de manière appropriée pour corriger la diminution de la dureté.



6. Influence de l'humidité de l'air


Avec l'augmentation de l'humidité, l'isocyanate contenu dans la mousse réagit avec l'humidité de l'air, provoquant une diminution de la dureté. Par conséquent, lors du moussage, la quantité de TDI peut être augmentée de manière appropriée. Une humidité excessive peut entraîner une augmentation trop élevée de la température de durcissement, entraînant une brûlure du noyau.



7. Influence de la pression atmosphérique


Avec la même formule, le moussage dans les zones de haute altitude entraîne une densité de produit mousse plus faible.

Les débutants craignent que si la plaque de décantation n'est pas correctement ajustée, le liquide s'écoulant de la buse peut provoquer une poussée avant ou arrière, affectant le processus de moussage. Deux minutes après le démarrage de la machine, la vitesse de réaction augmente progressivement, nécessitant parfois des ajustements du plateau de décantation. Les ajustements de la plaque de décantation sont plus critiques dans les formules à faible densité et à haute teneur en humidité (MC).



Le débit de TDI (Toluène Diisocyanate) peut être calculé pour correspondre à la valeur de l'échelle, mais il est recommandé de mesurer réellement le débit de TDI lors du premier moussage. Le débit est trop important ; si le débit n’est pas précis, tout le reste sera un désastre. Il est préférable de s'appuyer sur la méthode la plus simple et la plus intuitive pour mesurer le débit.



Lors du mélange des poudres, la poudre de pierre mélangée doit être laissée toute la nuit et la production doit commencer le lendemain. Pour les ingrédients contenant de la mélamine et de la poudre de pierre, il est recommandé de mélanger d'abord la mélamine avec du polyéther pendant un certain temps avant d'ajouter la poudre de pierre.



Les formules de machines à mousse avec une longue chambre de mélange dans la tête de la machine ou plus de dents sur l'arbre d'agitation contiennent généralement moins d'amines et une température de matériau plus basse. À l’inverse, les formules de machines à mousse avec une chambre de mélange courte dans la tête de la machine ou moins de dents sur l’arbre d’agitation contiennent généralement plus d’amines et une température de matériau plus élevée.



Pour la même formule, lors du passage entre des têtes pivotantes à double pulvérisation et des têtes pivotantes à pulvérisation unique avec des sections transversales de buse similaires, les exigences en matière d'épaisseur de maille et de couches sont similaires.



Pour l'étalonnage du débit de matériau mineur, une méthode consiste à mesurer le débit de retour du matériau mineur, et l'autre consiste à le calibrer en divisant la quantité totale utilisée par le temps de moussage. Lorsqu'il existe une différence significative entre les deux méthodes d'étalonnage, fiez-vous aux données de la deuxième méthode d'étalonnage.



Les formules de mousse souple de haute qualité se situent généralement dans une plage instable, telle qu'un faible indice TDI, un faible rapport eau/MC, un faible dosage de T-9 et un faible dosage d'huile de silicone.

Calcul de la distance de moussage pour c

machine à mousse continue



Données données : le temps de libération des bulles pour la formule est de 108 secondes, la vitesse de la bande transporteuse pendant le moussage est de 4,6 mètres par minute. Calculez les distances de balancement et de moussage.


Distance de moussage lors du balancement : (108/60) x 4,6 = 8,28 mètres


Distance de moussage en auge : [((108-18)/60)] x 4,6 = 6,9 mètres



Explication : Pour une même formule, la machine à mousse continue a un temps de dégagement des bulles plus court que les petites bulles. La distance de moussage calculée est plus courte que la distance de moussage réelle. Cette méthode ne fournit qu’une confirmation approximative de la distance de moussage, facilitant ainsi le réglage de la plaque de décantation. Auge

:
18" indique le temps en secondes pendant lequel la matière première reste dans le bac de trop-plein.



Calcul de la hauteur de moussage pour
c

machine à mousse continue



Donné : Débit de formule : 80 kilogrammes par minute pour le polyéther, 20 pour le polyéther blanc, 60 pour le TDI, 20 pour la poudre de pierre, vitesse du tapis roulant 4,5 mètres par minute, largeur du moule 1,65 mètres, produisant une mousse d'une densité de 25 kilogrammes par cube mètre. Quelle est la hauteur de mousse en mètres ?


Poids total de la formule : 80 + 20 + 60 + 20 = 180 kilogrammes


Volume de formule : 180/25 = 7,2 mètres cubes


Surface de base du convoyeur fonctionnant par minute:


4,5 x 1,65 = 7,425 mètres cubes


Hauteur de mousse : 7,2/7,425 = 0,97 mètres



Explication : L'huile de silicone, l'amine et l'étain ne sont pas pris en compte ici car ils compensent la quantité de dioxyde de carbone utilisée pendant le processus de moussage. La teneur en humidité (MC) n'est pas prise en compte car la MC n'augmente pas le poids de la mousse lorsqu'elle est vaporisée.



Fonctionnement quotidien moussant


Les débutants craignent qu'un mauvais réglage de la plaque de décantation fasse monter le liquide pulvérisé par la buse vers l'avant ou vers l'arrière, affectant ainsi la formation de mousse. La vitesse de réaction augmente progressivement au cours des deux premières minutes suivant le démarrage de la machine, nécessitant parfois des ajustements correspondants du plateau de décantation. Les ajustements de la plaque de décantation sont plus critiques dans les formules à faible densité et à MC élevée.


Le débit de TDI peut être calculé en déterminant la valeur d'échelle correspondante pour le débit, mais il est recommandé de mesurer le débit de TDI lors de la première production de mousse. Le débit est trop important ; si le débit est incorrect, tout le reste sera un désastre. Il est préférable de s'appuyer sur la méthode la plus simple et la plus intuitive pour mesurer le débit.


Lorsque la poudre est mélangée, la poudre de pierre mélangée doit être laissée toute la nuit et la production doit commencer le lendemain. Pour les formulations contenant de la mélamine et de la poudre de pierre, il est recommandé de mélanger d'abord la mélamine avec le polyéther pendant un certain temps avant d'ajouter la poudre de pierre.


Les formules pour machines à mousse avec une chambre de mélange plus longue ou plus de dents sur l'arbre de mélange contiennent généralement moins d'amines et une température de matériau plus basse. À l’inverse, les formules pour machines à mousse avec une chambre de mélange plus courte ou moins de dents sur l’arbre de mélange contiennent généralement plus d’amines et une température de matériau plus élevée.


Pour la même formule, lors du passage entre les têtes pivotantes à double pulvérisation et les têtes pivotantes à pulvérisation unique, si la section transversale des deux buses est similaire, les exigences relatives à la finesse et au nombre de couches du maillage sont similaires.


La correction du petit débit de matériau peut être effectuée en mesurant le débit de retour du petit matériau ou en divisant l'utilisation totale par le temps de moussage pour la correction. Lorsque les valeurs obtenues à partir des deux méthodes de correction diffèrent de manière significative, les données de la deuxième méthode de correction doivent être utilisées.


Les formules de mousse souple avec de meilleures propriétés se situent généralement dans une plage instable, telle qu'un indice TDI plus faible, un rapport eau/MC plus faible, un dosage de T-9 plus faible et un dosage d'huile de silicone plus faible. Tout comme dans notre travail, il doit y avoir un effort avant une récompense.

La mousse flexible de polyuréthane, également connue sous le nom d'éponge, subit généralement un processus de transformation liquide en solide en deux minutes. Comparé à d’autres domaines du polyuréthane, le temps de réaction court et intense de la mousse flexible augmente la difficulté d’obtenir une structure cellulaire fine et ordonnée, ainsi qu’un arrangement moléculaire.



Recherche et développement (R&D) impliquent l'introduction de nouveaux matériaux pour donner de nouvelles propriétés aux produits. Les nouveaux matériaux peuvent être classés en deux types en fonction de leurs caractéristiques de réaction : un type est constitué de matières premières conformes aux réactions chimiques du polyuréthane, telles que le polyéther, l'isocyanate, l'huile de silicone et des catalyseurs ayant des propriétés et des activités différentes. Ces matériaux ne perturbent pas fondamentalement le processus de réaction chimique. L'autre type comprend les matières premières (charges) qui ne sont pas conformes aux réactions chimiques du polyuréthane, comme l'ajout de substances non moussantes comme des poudres métalliques spéciales, des poudres inorganiques ou organiques spécialement formulées aux propriétés uniques, des poudres inorganiques ultrafines (d'une finesse de plus de 5000 mesh), agents antibactériens spéciaux, etc. Ces matériaux perturbent parfois complètement le processus de réaction, conduisant à de nouveaux modèles de réaction. Certaines charges provoquent l'effondrement complet de la formule originale, tandis que d'autres provoquent une modification significative de la densité du produit fini de 30 à 50 %. Certaines charges modifient considérablement le temps de montée de la réaction dans la formule, et certaines charges causent de graves dommages à la structure de la mousse après avoir été ajoutées.



R&D conserve généralement certaines matières premières sous la main pour résoudre les problèmes courants rencontrés au cours du processus. Ces matières premières nécessitent généralement un large éventail de propriétés physiques et chimiques. Par exemple, les amines telles que A33, A-1, A-210, A-230, A-260, 33-LV, CS-90, 9717 et 9727 sont couramment utilisées dans la production mais ne peuvent pas toutes être conservées sous la main. R.&D car leur réactivité n’a pas de différence fondamentale. Dans R étendu&D, les amines mentionnées ci-dessus peuvent être classées comme matériaux de la même catégorie. Par exemple, si l’ajout d’une substance particulière provoque un effondrement important lors de l’utilisation de l’A33 pour le moussage, alors les huit types d’amines restants pourraient être jugés inefficaces.



Un problème courant rencontré dans R&D est l’effondrement de la mousse, qui est le résultat le moins efficace. On dit souvent que l’analyse et l’ajustement ne peuvent être effectués efficacement qu’une fois la structure de la mousse stable. De nombreux cas d’effondrement de la mousse ne peuvent pas être résolus en ajustant uniquement la formule ; soit les propriétés de la mousse changent radicalement, la rendant peu pratique, soit la mousse reste instable. Pour résoudre ce problème, des agents de réticulation sont introduits. Agents de réticulation, couramment utilisés comme additifs dans R&D, se déclinent généralement en deux types : les agents structurés linéaires, où le 1,4-butanediol représente la matière première et la formation d'urée se produit par croissance de chaîne linéaire, et les agents structurés en vrac, tels que la diéthanolamine et le glycérol, qui sont plus proches des modèles de croissance de chaîne polyéther. .



Par exemple, dans un R&Dans le cas D, l’ajustement de la formule n’a pas pu empêcher l’effondrement de la mousse. L'expérience a révélé qu'une forte activité d'amine provoquait un déséquilibre. La teneur en amine a été réduite de 0,2 partie pour cent de polyéther à 0,05 partie, et la teneur élevée en cyanate dans la formule semblait étrange. La vitesse de réaction globale a également ralenti de manière significative avec la réduction de la teneur en amine, mais l'effondrement a persisté. Plus tard, le passage à une amine plus faible a résolu le problème. Par conséquent, parfois, l’activité d’une amine ne peut être compensée par sa seule concentration. Il convient de noter que l’ajout de certaines substances peut entraîner des différences de performances significatives entre la production de mousse à petite et à grande échelle. Dans de tels cas, les performances de la dernière mousse à grande échelle produite devraient constituer le principal point de référence pour l’ajustement.



Lumière du soleil, air et eau
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les choses les plus ordinaires et souvent négligées
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sont les plus précieux. Maîtriser la production de mousse, qui semble simple et dépourvue de contenu à première vue, est en réalité un véritable défi. En tant que collègue de R&D dit souvent : « J'ai trop peu de connaissances (on regrette d'avoir trop peu de connaissances quand on en a besoin) » et « Combien de temps allons-nous continuer à faire ça ? (Il y a de la pression). » R.&La production de mousse D et d'apprentissage implique l'utilisation de points connus pour comprendre des zones inconnues, tandis que la production et l'enseignement de la production de mousse impliquent l'utilisation de zones connues pour faire fonctionner des points inconnus. Même si ces deux aspects semblent similaires, il est assez difficile de combler le fossé qui les sépare.