Muitos fatores afetam o processo de formação de espuma e a qualidade do produto final na fabricação de espuma flexível de poliuretano. Entre estes, fatores ambientais naturais como temperatura, umidade do ar e pressão atmosférica desempenham papéis cruciais. Esses fatores influenciam significativamente a densidade, dureza, taxa de alongamento e resistência mecânica da espuma.

1. Temperatura:

A reação de formação de espuma de poliuretano é altamente sensível, sendo a temperatura um fator chave de controle. À medida que a temperatura do material aumenta, a reação de formação de espuma acelera. Em formulações sensíveis, temperaturas excessivamente altas podem representar riscos como queima do núcleo e ignição. Geralmente, é essencial manter temperaturas consistentes para componentes de poliol e isocianato. O aumento da temperatura leva a uma diminuição correspondente na densidade da espuma durante a formação de espuma.

Particularmente no verão, as temperaturas elevadas aumentam a velocidade de reação, resultando na diminuição da densidade e dureza da espuma, aumento da taxa de alongamento e, ainda, maior resistência mecânica. Para contrariar a redução da dureza, é aconselhável ajustar o índice TDI. Os fabricantes devem ajustar os parâmetros do processo de acordo com as variações sazonais e regionais de temperatura para garantir a estabilidade da qualidade do produto.  

2. Umidade do ar:

A umidade do ar também afeta o processo de formação de espuma da espuma flexível de poliuretano. A umidade mais elevada causa reações entre os grupos isocianato na espuma e a umidade transportada pelo ar, levando à redução da dureza do produto. O aumento da dosagem de TDI durante a formação de espuma pode compensar este efeito. No entanto, a umidade excessiva pode aumentar as temperaturas de cura, podendo causar queimaduras no núcleo. Os fabricantes precisam ajustar cuidadosamente as formulações e os parâmetros do processo de espuma em ambientes úmidos para garantir a qualidade e estabilidade do produto.

3. Pressão atmosférica:

A pressão atmosférica é outro fator de influência, especialmente em áreas em diferentes altitudes. Usar a mesma formulação em altitudes mais elevadas resulta em densidade de produto de espuma relativamente menor. Isto se deve às variações da pressão atmosférica que afetam a difusão e expansão do gás durante a formação de espuma. Os fabricantes que operam em regiões de grande altitude devem tomar nota disso e podem precisar ajustar formulações ou parâmetros de processo para atender aos requisitos de qualidade.

Concluindo, os fatores ambientais naturais impactam significativamente o processo de formação de espuma e a qualidade do produto final da espuma flexível de poliuretano. Os fabricantes devem ajustar os parâmetros do processo com base nas condições sazonais, regionais e ambientais para garantir densidade, dureza e resistência mecânica estáveis ​​da espuma, atendendo às demandas e padrões dos clientes.

Hidróxido de Alumínio

Também conhecida como alumina hidratada. O hidróxido de alumínio usado como retardador de fogo é principalmente alumina tri-hidratada. Aparece como um pó cristalino fino branco com um tamanho médio de partícula de 1-20 micrômetros. Sua densidade relativa é 2,42, o índice de refração é 1,57 e o pH da pasta a 30% é 9,5-10,5. A temperatura de início da desidratação é de 200 graus Celsius, com um calor de absorção de 2,0 KJ/G.

Durante a combustão, libera grande quantidade de água quimicamente combinada, absorve quantidade considerável de calor, retarda a taxa de degradação térmica do polímero, reduz a temperatura da superfície do material, retarda e suprime a combustão do substrato. Irá gerar grande quantidade de vapor na superfície do substrato, diluindo o oxigênio na zona de combustão, reduzindo a concentração de fumaça e gases inflamáveis ​​tóxicos. O óxido de alumínio gerado durante a combustão pode promover a formação de uma camada protetora carbonizada na superfície do polímero.

Melamina

Comumente conhecido como melamina, é um cristal monoclínico branco de baixa toxicidade, não inflamável e com ponto de fusão de 354 graus Celsius. Sofre sublimação endotérmica e rápida decomposição sob alta temperatura. Em temperaturas entre 250-450 graus Celsius, pode absorver uma grande quantidade de calor e liberar nitrogênio durante a decomposição, diminuindo a taxa de combustão do material. Ao mesmo tempo, forma uma camada de barreira carbonizada na superfície do substrato, atuando como retardador de fogo. No entanto, existem alguns problemas de dispersão, por isso precisa ser usado em combinação. Quando usado como retardador de fogo, a decomposição em alta temperatura pode produzir gás tóxico cianeto.

Retardador de Chama Organofosforado

Tris(1,3-dicloro-2-propil)fosfato (TDCPP)

Um líquido viscoso transparente amarelo pálido. Contém 7,2% de fósforo e 49,4% de cloro, com ponto de fulgor de 251,7 graus Celsius, ponto de ignição de 282 graus Celsius e temperatura de combustão espontânea de 514 graus Celsius. Começa a se decompor a 230 graus Celsius e é solúvel em álcoois, benzeno, tetracloreto de carbono, etc. Quando utilizado a 5%, pode atingir propriedades autoextinguíveis e, a 10%, pode tornar o material autoextinguível ou não inflamável, além de possuir resistência à água, resistência à luz e propriedades antiestáticas.

Poliol Poliéter Retardante de Fogo

1. Ingredientes da Fórmula:

Poliéter poliol 3050: Mn3000;

Poliol poliéter retardador de chama: valor de hidroxila 28, fração de massa sólida retardante de chama 23%;

Óleo de silicone: L580

Solução de trietilenodiamina: Fração de massa 33%;

Solução de octoato de estanho: Fração de massa 33%;

TDI: Classe industrial

Condições de teste:

1. A formação rápida de espuma é retirada do centro da espuma, enquanto as amostras de espuma moldada são retiradas da parte central ou para testes de amostra inteira.

2. A espuma recém-fabricada deve ser amadurecida por 72 horas em seu estado natural antes da amostragem. As amostras devem ser colocadas em um ambiente constante de temperatura e umidade (conforme GB/T2918: 23 ± 2 ℃ , humidade relativa 50 ± 5%).

Densidade : Densidade = Massa (kg) / Volume (m3)

Dureza : Deflexão de carga de indentação (ILD), Deflexão de carga de compressão (CLD)

A principal diferença entre esses dois métodos de teste é a área de carregamento da espuma plástica. No teste ILD a amostra é submetida a uma área comprimida de 323 cm2, enquanto no CLD toda a amostra é comprimida. Aqui, discutiremos apenas o método de teste ILD.

No teste ILD, o tamanho da amostra é 38*38*50mm, com diâmetro da cabeça de teste de 200mm (com canto redondo de R=10 na borda inferior) e placa de suporte com furos de 6mm espaçados de 20mm. A velocidade de carregamento da cabeça de teste é (100 ± 20) mm/min. Inicialmente, uma pressão de 5N é aplicada como ponto zero, depois a amostra é comprimida até 70% de sua espessura no ponto zero e descarregada na mesma velocidade. Este carregamento e descarregamento são repetidos três vezes como pré-carregamento e imediatamente comprimidos na mesma velocidade. As espessuras de compressão são 25 ± 1% e 65 ± 1%. Depois de atingir a deformação, segure por 30 ± 1s e registre o valor de recuo relativo. O valor registrado é a dureza da indentação naquele nível de compressão.

Além disso, 65% ILD / 25% ILD = Taxa de Compressão, que é uma medida do conforto da espuma.

Resistência à tração, alongamento na ruptura : Refere-se à tensão máxima de tração aplicada durante o teste de tração até a fratura e ao alongamento percentual da amostra na fratura.

Resistência à tração = Carga na fratura / Área da seção transversal original da amostra

Alongamento na Ruptura = (Distância de Fratura - Distância Original) / Distância Original * 100%

Resistência ao rasgo : Mede a resistência do material ao rasgo aplicando uma força de rasgo especificada em uma amostra de formato definido.

Tamanho da amostra: 150*25*25mm (GB/T 10808), com a direção da espessura da amostra como a direção de subida da espuma. Uma incisão de 40 mm de comprimento é feita ao longo da direção da espessura (direção de subida da espuma) no centro de uma extremidade da amostra. Meça a espessura ao longo da direção da espessura da amostra, depois abra a amostra e prenda-a no dispositivo da máquina de teste. Aplique carga a uma velocidade de 50-20mm/min, utilizando uma lâmina para cortar a amostra, mantendo a lâmina na posição central. Registre o valor máximo quando a amostra quebrar ou rasgar em 50 mm.

Resistência ao rasgo = Valor máximo da força (N) / Espessura média da amostra (cm)

Normalmente, três amostras são testadas e a média aritmética é obtida.

Resiliência : Mede o desempenho de rebote da espuma, permitindo que uma bola de aço de determinado diâmetro e peso caia livremente sobre a superfície da amostra de espuma plástica a partir de uma altura especificada. A relação entre a altura do rebote e a altura de queda da bola de aço indica a resiliência da espuma.

Requisitos de teste: Tamanho da amostra 100*100*50mm, a direção de queda da bola deve ser consistente com a direção de uso da espuma. O tamanho da esfera de aço é ∮ 164 mm, peso 16,3 ge cai de uma altura de 460 mm.

Taxa de resiliência = Altura de rebote da bola de aço / Altura de queda da bola de aço * 100%

Nota: As amostras devem ser horizontais, a esfera de aço deve ser fixada antes de cair (estática), cada amostra é testada três vezes com intervalos de 20s, e o valor máximo é registrado.

Deformação Permanente por Compressão : Em um ambiente constante, a amostra de material de espuma é mantida sob deformação constante por um determinado período, depois recuperada por um período de tempo, observando o efeito da deformação na espessura da amostra. A razão entre a diferença entre a espessura inicial e a espessura final da amostra e a espessura inicial representa a deformação permanente por compressão da espuma plástica.

Deformação Permanente por Compressão = (Espessura Inicial da Amostra - Espessura Final da Amostra) / Espessura Inicial da Amostra * 100

Resistência ao fogo

VOC (compostos orgânicos voláteis)

Os iniciantes estão preocupados com o fato de que, se a placa de assentamento não estiver ajustada corretamente, o líquido que flui para fora do bico pode causar oscilação frontal ou traseira, afetando o processo de formação de espuma. Dentro de dois minutos após ligar a máquina, a velocidade de reação aumenta gradualmente, às vezes exigindo ajustes na placa de assentamento. Os ajustes na placa de sedimentação são mais críticos em fórmulas de baixa densidade e alto teor de umidade (MC).

A vazão de TDI (diisocianato de tolueno) pode ser calculada para corresponder ao valor da escala, mas é recomendado realmente medir a vazão de TDI durante a primeira formação de espuma. A taxa de fluxo é muito importante; se a vazão não for precisa, todo o resto ficará uma bagunça. É melhor confiar no método mais simples e intuitivo de medir a vazão.

Ao misturar pós, o pó de pedra misturado deve ser deixado durante a noite e a produção deve começar no dia seguinte. Para ingredientes que contenham melamina e pó de pedra, recomenda-se primeiro misturar melamina com poliéter por um período de tempo antes de adicionar o pó de pedra.

Fórmulas de máquinas de espuma com câmara de mistura longa na cabeça da máquina ou mais dentes no eixo de agitação geralmente têm menos amina e temperatura do material mais baixa. Por outro lado, fórmulas de máquinas de espuma com câmara de mistura curta no cabeçote da máquina ou menos dentes no eixo de agitação geralmente têm mais amina e temperatura do material mais alta.

Para a mesma fórmula, ao alternar entre cabeçotes giratórios de pulverização dupla e cabeçotes giratórios de pulverização única com áreas de seção transversal de bico semelhantes, os requisitos para espessura de malha e camadas são semelhantes.

Para a calibração do fluxo de material menor, um método é medir o fluxo de retorno do material menor, e o outro é calibrá-lo dividindo a quantidade total utilizada pelo tempo de formação de espuma. Quando houver uma diferença significativa entre os dois métodos de calibração, confie nos dados do segundo método de calibração.

As fórmulas para espuma macia de alta qualidade geralmente estão dentro de uma faixa instável, como baixo índice de TDI, baixa proporção de água para MC, baixa dosagem de T-9 e baixa dosagem de óleo de silicone.

1. Ajustar formulação:

Controle a quantidade de água para não exceder 4,5 partes e, se necessário, use compostos líquidos de baixo ponto de ebulição como agentes espumantes auxiliares para substituir um pouco de água. Preste atenção na quantidade de água na formulação, que não deve ultrapassar 5 partes. O ponto de aumento de temperatura seguro mais alto para espuma de baixa densidade é 160 ° C, e não deve exceder 170 ° C.

2. Controle rigorosamente a precisão da medição dos componentes:

Durante a produção contínua de espuma em bloco, ajuste a velocidade de descarga do material da cabeça de mistura e a velocidade da correia transportadora para coordená-los. Evite fenômenos como materiais com pouca espuma fluindo para o fundo de materiais já espumantes devido à velocidade lenta da correia transportadora ou descarga excessiva, o que pode impedir a formação normal de espuma, resultando em colapso. Os materiais colapsados ​​não são facilmente capazes de produzir “espécies de gás” localizadas, levando ao acúmulo localizado de calor e ao aumento do risco de queimaduras. Na produção real, parâmetros de processo inadequados podem resultar no aparecimento de pequenas linhas amarelas de queimadura na parte inferior dos blocos de espuma.

3. Evite comprimir a espuma recém-produzida:

Isso ocorre porque a compressão da espuma antes que ela esteja totalmente curada afeta a rede e a estrutura da espuma. Também evita o acúmulo de calor devido à compressão, aumentando o risco de autoignição da espuma nova. Especialmente durante o estágio mais sensível de ascensão da espuma, quaisquer erros operacionais e vibrações, como movimentos repentinos causados ​​por correntes de correia transportadora apertadas ou dobramento excessivo do papel de isolamento e vibração da correia, podem causar compressão de espuma imatura, causando queimaduras.

4. Observe rigorosamente o processo de cura e armazenamento da espuma:

Para a produção de espuma de bloco macio de poliuretano, o processo de cura da espuma nova é um período de alto risco para acidentes de incêndio. Devido à alta temperatura interna e à longa duração da dissipação de calor em espumas de grandes blocos, o tempo para atingir a temperatura interna mais alta é geralmente de cerca de 30 a 60 minutos, e leva de 3 a 4 horas ou mais para diminuir lentamente. Durante esse período, as novas espumas saíram da linha de produção e entraram na fase de cura e armazenamento, o que é facilmente esquecido. Sem medidas de monitoramento adequadas, pode facilmente causar incêndios. Houve relatos de que ao produzir blocos de espuma macia com densidade de 22kg/? usando um poliol com peso molecular superior a 5.000, 4,7 partes de água e 8 partes de F-11 com índice TDI de 1,07, uma pequena quantidade de fumaça amarelo claro foi observada 2 horas depois. Embora a temperatura externa da espuma não fosse elevada, o interior encontrava-se num estágio inicial de decomposição muito perigoso, com uma temperatura em torno de 200-250 ° C, já começando a se auto-inflamar.

5. Para evitar a autoignição da espuma:

A espuma recém-produzida deverá ser curada e armazenada, não ultrapassando 3 camadas quando empilhada, com espaçamento superior a 100mm entre camadas, preferencialmente colocadas separadamente. A fase de cura e armazenamento deve contar com pessoal dedicado para monitoramento aprimorado, como medir a temperatura interna da espuma a cada 15 minutos por pelo menos 12 horas, ou até mais, antes do armazenamento normal. Para espumas que podem gerar altas temperaturas, grandes blocos de espuma devem ser cortados horizontalmente (por exemplo, com espessura de 200mm) para facilitar a dissipação de calor. Quando for detectada fumaça ou autoignição, use spray de água ou extintores de incêndio e não mova a espuma nem abra portas e janelas indiscriminadamente para evitar aumentar o fluxo de ar e agravar o incêndio.