,,,,,,,,,,,,,,,,,,,聚氨酯弹性体浇注机的选购和正确使用鑫实温州飞龙机电设备工程有限公司,要简介了生产浇注型聚氨酯弹性体,,,,,的主要工艺和设备。在设备选择上要能满足个要求,工艺条件和用户想要,决定生产出合格的,,,制品的三项要素,“料”、“机”、“用”,优良,,浇注机的四项质量指标,“准”、“匀”、“稳”、“泡”,五个关键组成,“罐”、“泵”、“头”、“控”、“空”。键词注型聚氨酯弹性体,,,浇注机预聚体法,高温型,预聚体法,中温型,步法,常温型,氨酯是世界上第六大合成材料,,,,聚乙烯,、,,,聚丙烯,、,,,,聚氯乙烯,、,,,聚苯烯,、,,,,涤纶、聚酯,、,,,聚氨酯,】。聚氨酯制品主要是通过化学反应来进行生产,故聚酯设备是一种满足特殊工艺条件的化工设备。着我国聚氨酯化学研究、原料和产品制造、应用工艺技术的快速发展以及应用领域的不断拓,使我国已变成全球上聚氨酯发展最活跃的地区之一。注型聚氨酯弹性体,亦称液体橡胶,制品具备承载能力大,抗撕裂强度高,耐磨、耐油和硬可调节范围广的特点。因其采用化学过程生产,故工艺简单、原材料较易得到,设备投资小,生制品可大可小,由几克到上千公斤,,正品率高,对环境无污染。已广泛地应用于国民经济各部,尤其近年来因钢铁、矿山、造船、医疗和汽车工业的加快速度进行发展,更促进了对聚氨酯胶辊、筛、密封件、护舷、防震件和汽车配件的普及和提高。自上世纪,,年代我公司为齐齐哈尔大威轮厂开发成功第一套国产聚氨酯弹性体浇注机始,经,,余年来的刻苦学习,对理论和实践的不断研,由对国外设备的仿制、消化吸收,目前已能按不同的原材料和工艺条件,设计制造成功具有能可靠、结构先进的,,,浇注机。在广大新老用户和科研单位的协助和指导下,通过规划和标准化理,质量已接近国际领先水平,,,,,年月产量已达到,,台,套,,仍不能够满足市场需求。目前除足国内用户的需要外,已实现部分出口。聚氨酯弹性体,,,,,的主要生产设备预聚体法,高温型,聚氨酯弹性体浇注机两组份系列,,,,,,,,,两组份或三组份自动加,,,,系列,,,,,,,,,,,,,,,,,。可用于,,,、,,,、,,,,或,,,等预聚体的胺交联或醇联体系的,,,制品生产,如胶辊、筛板、密封件和滚轮等,,亦可用来生产高、中、低硬度的,,制品。生产各种预聚体或半预聚体用的配套设备,反应釜、加热或冷却设备及真空系统等。离心成型机和切割机,生产大型,,,片材和胶刮切条之用。半预聚体法,中温型,聚氨酯弹性体浇注机,大多数都用在,,,或,,,半预聚体,可作二组份、组份或多组份配置,用来生产聚氨酯轮及筛板等制品,,,,组合料用来生产滑板车轮。一步法,常温型,聚氨酯弹性体浇注机,可用来生产超高硬度,,,,,,,,,,,,制品,如龄球外壳或门窗配件,,制造低硬度、低模量制品,如印刷胶辊,。聚氨酯鼠标座垫的生产的基本工艺和设备。聚氨酯弹性体配方试验机,能使用户得到满足所要求的工艺条件,粘度、压力、温度、混合比及吐量等,,料罐仅,,,,,,,小巧实用、操作便捷、调节灵敏、价廉物美、已被广大科研单位选用。中国聚氨酯工业协会第十四次年会论文集,,热塑性聚氨酯弹性体,,,,,母料浇注工艺及设备。聚氨酯或其他树脂用灌胶机和点胶机,能满足多种工艺条件和各种规格要求,如用于微量,,,环氧树脂,,,,,,,、浇注性尼龙,,,,,,、不饱和树脂,,,,等。特大型弹性体,,,,,浇注机,吐出量≥,,,,,,,,,,,,,可生产工矿用大型制品,如大车轮胎、护舷等,。浇注机应满足的两个基本要求即工艺条件和用户想要,,满足所用的原材料以及相关的工艺条件,,,,预聚体法,聚酯,或聚醚,型,,,预聚体,用二胺扩链体系,,使用户得到满足要求于各用户想要生产的,,,制品结构千差万别,重量差异也很大,所以除了按照对制品的品要求而采用常压浇注、真空浇注、压力浇注或离心浇注等不同的浇注方法外。还要按制品的重量配方的釜中寿命,即浇注时可操作时间,来决定浇注机的吐出量,,,,,,,或,,,,。可由浇注时的长短来决定制品重量。决定生产出合格的,,,制品三项要素“料”、“机”、“用”,料”合格的原料和相适应的工艺聚体法是先将低聚物多元醇和多异氰酸酯进行预聚反应使其有足够时间先进行弱的反应,故应较彻底。制成端,,,基的聚氨酯预聚体,一,,,常为,,,,,,,,再与扩链剂反应制成,,。由于反应分两步进行,扩链反应时放热较低,反应速度易于控制,制得的聚氨酯弹性体分子段排列比较规整,其硬段问或硬段和软段间联接合理,使其物性更为优良。采用低聚物多元醇—,,,预聚体和胺扩链交联体系,,,,,,,技术最为成熟,正品率最高,因以,,,,为交联扩,,,剂时,扩链系数,,,,和,,,的摩尔比,为,,,,,,,,,,,,当其混合比稍有误差时对制品的物性响较少,故它是,,,最主要的生产方法。半预聚体法是将低聚物多元醇分为两部分,一部分先异氰酸酯反应制成半预聚体,一,,,常为,,,,,,,,,,,另一部分与扩链剂,催化剂等在浇注时合加入,它常用于,,,型,,,制品的生产,因,,,预聚体粘度较大常用的扩链剂,,,等分子量小。使配合量很少而给计量混合带来困难。根据制品的特性和要求,如硬度、机械强度、耐、耐水及耐热和耐氧化性能,电性能等,选用正确的原料和配方。主要的组成原材料有三类,,,,,低聚物多元醇,聚醇,聚酯多元醇,,,,,,,磊一,,,,,,,,,,,聚酯分子特征是酯基极性较大,它的制品机械强度,具备比较好的吸震、耐磨和耐油,耐溶剂,性能。原料来源广泛、成本较低。但耐水和耐低温性稍差。主要使用在于机械性能要求高,耐磨、耐油和吸震等领域,如胶辊、筛网等。聚醚多元醇,,,,,分聚氧化丙烯基醚二醇,,,,,及聚四氢呋喃醚二醇,,,,,,,,型的,,,制品,原料来源广泛、价格实惠公道、釜中寿命长、加工温度下的粘度较低,宜浇结构较为复杂的零件。水解稳定性和低温性能尚可。但机械性能较差,大多数都用在生产物性要求不太高制品。,,,型的,,,制品,具有较高的模量和强度,优异的耐水解性、耐磨性、耐震性、耐油性动态力学性能、电绝缘性和低温性等,耐冲击摩擦。且加工温度下粘度较低,釜中寿命较长,具较好的加工成型性能,是一种高档的,,,,但因原料价格较贵,推广应用稍受到限制。大多数都用在产汽车配件、医疗器械、高性能胶辊、耐油密封及水下、地下、矿井和低温场合。聚,一已内酯多元醇,,,,,,由于分子结构的特殊性,使它兼备了聚酯型的高强度和高耐油特性,且有聚醚型的耐水性和低温柔顺性,具备比较好的耐热性。但价格较高应用受到了限制。聚烯烃多元醇,,,,,,,具备优秀能力的耐水解、电绝缘性、气密性能。但价格较贵,主要用密封件、电子元件灌封等,但价格不菲。,,,,异氰酸酯甲苯二异氰酸酯,,,,,,,,,商品按分子中二个特性基团,一,,,,在苯环上的位置不同要有纯,,,体,,,,,,,,,,,,,,位异构体和,,,位异构体分别占,,,,,和,,,,,,■,,和,,,,。性能要求比较高的,,,制品多使用,,,,,,由于位阻效应等因素,处在,位上的,,,比,上的一,,,反应活性高,,,倍,且温度越高,活性差越小。因此,使用,,,,,制备的预聚体结分布均匀,粘度较低、加工性及机械性能较好。但,,,,,的价格较,,,,高,故在,,,生产中也使用价格实惠公道的,,,,。 目前广泛采用的预聚体法生产,,,的体系是,,卜聚醇,,,,,。它是术最成熟,正品率最高,应用得最多的预聚体法生产的基本工艺。二苯基甲烷二异氰酸酯,№,,, ,,,在合成预聚体时反应较快,生成的预聚体粘度大,, ,丁二醇,,, ,一,,,,扩链,与预聚体的配合量少,使计量较难准确,粘度悬殊大,混合不易匀,故,,,型,,,常用半预聚体法, 即,,,与部分聚醇生成端一,,,基团的半预聚体,然后与剩余部份的聚醇和扩链剂反应制备,,,制品。其他异氰酸酯因价格很贵,仅在特殊场合时才选用。如,, ,一萘二异氰酸酯,,,,,,对苯二氰酸酯,,,,,,,二甲基联苯二异氰酯酯,,,,,,等。, ,, ,扩链交联剂胺类, ,, ,’一二氯一,, ,二苯基甲烷二胺,,,,,,,二甲硫基甲苯二胺,,,,,,, ,,,,,,或,,,,,等。类, ,, ,丁二醇,,, ,,,,,, 乙二醇,,,,,氢醌双羟乙基醚,,,,等。剂,有时为提高弹性体的耐溶胀性,常配用少量三元醇,如三羟甲基丙烷,,,,,和三异中国聚氨酯工业协会第十四次年会论文集,,醇胺,,,,,,等。它助剂,一步法或半预聚体法需加催化剂,如二月桂酸二丁基锡,,,,,,。低硬度,,,常加塑剂如邻苯二甲酸二甲氧基乙酯,,,,,,为了延长预聚体可操作时间而加甲基丙烯酸甲酯,压,, ,,,等。 ,机”性能优良、使用起来更便捷、稳定可靠、结构相对比较简单的设备氨酯弹性体,,,,,浇注机,要实现弹性体制品的规模化生产并获得均一稳定的高品质的产品,用机械代替手工已成为发展弹性体生产的必然趋势。机械比手工的明显优点,提高生产效率、降低生产所带来的成本,一般可提高生产效率,,,倍,降低原材料消耗,,,,,,,,。提高制品的正品率,手工生产由于人的因素,操作工的技术水准和责任心,的影响,正品率,,,左右,采用机械浇注后,在正常的生产条件下,可保证正品率在,,,以上,正品率是获得厚利润的重要的条件。对一些关键制品或重量和尺寸较大的制品或结构较为复杂要求比较高的制品,为保证产品质量必须用浇注机才能生产出合格产品。型选择,正常的情况下选用,,,,,,系列二组份预聚体法高温型浇注机。对生产规格要求较高者可用三组份,或多组份,自动加色,,,浇注机。如,,,,,,,系列聚氨酯自动加色弹性体浇注机三组份预聚体法,高温型,,两种预聚体,配方,相同时,可作为二组份浇注机,使料罐容量及总出量倍增,,若使用两种不同的预聚体生产时可以瞬间切换, 即能生产不一样物性的,,,制品。本可在浇注头中直接加入色浆,能方便地生产出不一样的颜色的制品。 ,用”模具和操作, ,, ,和生产的基本工艺及制品物性相适应的模具料,应有充足的强度、刚性、耐热性和尺寸稳定性,批量生产或大型制品常用金属模具,保证经久耐用,试制样品时可用非金属模具,使之制造迅速、造价较低。若采取了压力合模浇注应用金属模具。构,在保证制品的几何形状和内外观尺寸的基础上,应注意制品的收缩率、浇注位置、分型和排气, 以利于制品的浇注、排气和脱模, 以保证产品质量且便于加工制造,并降低模具成本。, ,, ,正确的操作了解预聚体及有关原材料,交联剂、清洗剂、封泵剂等,的基本性质,如密度、熔点、反应、挥发性、易燃性、粘度及毒性等。进一步探索工艺条件,温度、压力、配比、真空度等,, 了解工艺条件变化时对制品物性或质有何影响,如温度,原料温度和混合温度,过低或过高,配比,重量混合比,太多或太少,浇注力及回流压力过大或过小,各可能会产生什么影响,了解操作要求,每个模具的浇注量,如何浇注可保证不会产生机械冲击气泡,每批浇多少,模具的温度控制及后熟化处理,时间和温度等,,物料凝胶时间和清洗浇注头时间,要了解设备的组成和原理,各个系统,如原液、加热、真空、导热及清洗等,流程如何,正掌握并了解各关键部位怎么来控制和调节,正常状态时主要指标如何。正确掌握如何开、停车,短时停车及长期停车时各要注重的是什么,能按浇注机的总吐出量和混合比要求,正确选用混合头组件,混合头、漏斗及节流孑,,弹性体浇注机的四项质量指标“准、匀、稳、泡, ,准”求计量准确,在各种参数不变的条件下,其计量误差,±,,,最好能达到士,, ,,。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,注机有两个计量要求,混合比例之间的计量要求,混合比的变化将直接影响制品的质量和物性,总吐出量的计量要求,浇注机总吐出量变动,仅影响浇注时间的长短,对一般,,,制品质基本无影响。但当生产片材时往离心成型滚筒中浇注胶料时应精确计量, 以保证片材达到一定的要求的度。响计量精度的因素,系统流程的设计,高精度计量要求的浇注机应采用“全浇注一全回流”流程。计量泵总成的精度,各组份计量泵的计量精度、泵转速调节精度及其稳定性。供料系统应供料充分、平稳、流畅,如泵前过滤器的型式和阻力,。混合、浇注及回流系统的结构符合常理,阻力和压力稳定可靠。浇注头各组分切换同步性。操作人员能按工艺技术要求进行熟练地操作和调节。 ,匀”求浇注头吐出的混合料应混合均匀,不含气泡,,制品切开时应均匀一致,无局部差异,其要影响因素,浇注头各组份的启闭切换机构应加热有效,恒温,、灵活同步。各组份原液进入混合腔的进料方式,轴向或径向,和其流速压力调节方法,节流元件及精密流调节阀,结构符合常理、稳定可靠。混合头的结构及型式,混合均匀且不产生气泡,搅拌转速及电机功率要适应。混合料在混合腔中的停留时间,可由浇注头吐出口大小及计量泵的浇注流量来调节和控制,。 ,稳”液温度稳定、达到设定要求、误差,±,℃。统配置合理及流程安排科学。加热方法及电加热器的容量和布置方式。温控方法及仪表精度探头位置。导热油循环方式及输送量。操作人员能否按原料及工艺条件进行熟练地操作和调节。 ,泡”观无气泡是,,,制品的重要质量指标之一。可能在,,,制品中产生气泡的原因,原料中带人的吸附气体,原料中含有发泡成分,如原料中水分和异氰酸酯反应产生的气体。各组份原液在混合时产生气体,这与混合头结构型式及浇注头密封性等有关。胶液在注模时卷入或裹挟机械冲击气泡。模具设计不合理、排气不畅。模温过低或模具表面脏,脱模剂过多。采用加压浇注时,合模和加压时机掌握不妥,表面气泡未能挤压排除。除气泡的注意要点,要做到预聚体严格脱泡后无气泡,测定流量及混合比时,流到玻璃杯的,料中能够正常的看到是否有气泡,。各组份原液在浇注头的混合过程中不产生气泡,由浇注口的透明软管可以看清,,它由混合的结构型式及浇注系统的密封情况所决定。混合料浇到模具时不产生机械冲击气泡,它由浇注方法,常压浇注、压力合模浇注、真空浇及离心浇注等,,模具结构,浇口和冒口设计合理,,注料方式,沿边进料,吐出量大小适当,等素决定。浇注机的五个关键组成“罐” 、 “泵” 、 “头” 、 “控,、 “空” ,罐”罐及附属装置,为原液贮存,恒定料温,均衡供料及准确计量所必须。中国聚氨酯工业协会第十四次年会论文集,,料,预聚体,罐,作储料和真空脱泡之用,要求耐蚀气密、清洗方便、 出料流畅、回流无、搅拌时能促进脱气及反应更为完全, 以利均匀加热,使料温更为平衡。料,,,,,或其他交联剂,罐,作用和,罐基本相同,根据工艺技术要求可以设或不设机械搅。、 ,油箱,各组份设置独立的油箱是为了加强导热油的强制循环, 以提高传热效率防止导热循环时油泵向机外面漏油,它的小功率电加热管可使导热油保持恒温, 以求原液料温更为准确恒和节能。洗液罐,贮存或用压缩空气往浇注头输送清洗液。空缓冲罐,均衡真空度,防止原液吸入真空泵或真空油倒人料罐。附有与之匹配的双级旋片真空泵。 ,泵”量泵及其传动、调节和显示装置,计量泵是保证计量精度的关键,要求耐温不变形、耐压不料、精密长寿、简单实用、调节灵敏、传动可靠、操作便捷、维修简单。 目前主要是采用由机械无变速或变频调速传动的低速高精度齿轮泵,机械无级变速手动调速简单可靠,变频调速的变速范较大。可和电气联动调速,, 由于,,,,常温为固体,故,泵要格外的注意加温和控温。计量泵排和转速呈线性关系,正确调节其转速, 即能达到一定的要求的各计量泵的排量、配比及总吐出量。为确计量精度还需要注意供料稳定,减少料温,粘度,和压力的波动。 ,头”注头,两组份或多组份原液的动态混合装置,基本要求如下,要求极短时间内将各组份原液,或色浆,充分混合均匀,并不得在混合料中夹带气泡,各组份的循环,回流,——浇注,进入混合腔,的切换动作要求灵活、 同步,可按不同的浇注量、混合比及原料粘度方便地更换和其匹配的混合头、节流孔、混合套及漏,搅拌轴旋转密封可靠,高速运行时不倒料、不结死,保证润滑正常和轴承不过热,,浇注后按操作需要能自动洗净吹干混合头及混合腔,保证下一周期顺利生产。 ,控”气及控制,要求技术先进、动作可靠、操作便捷、维修简单。本要求,温度控制,对,原液、 ,导热油、 ,原液、 ,导热油及,计量泵进行温度自控和显,对浇注头进行温度显示,计量泵转速,显示各计量泵的转速即可确定其排量、混合比及总吐出,显示混合头转速则可监测混合头搅拌情况,转速变化,,原液压力显示,计量泵出口压力,显各组份原液流动时压力变动情况, 电脑程控装置,可自动控制浇注时间,浇注量,及自动清洁洗涤时程序控制。置方式,列元件, 由面板上各仪表分别控制及显示,简单易操作、维修方便。中控制及显示, 由,,,及触摸屏集中控制及显示,面板设计简便明了,系统程序控制精确观,具有现代化的人机对话功能,但造价较贵,操作和修东西的人均需经过较好的专业培训。 ,空”空系统是作到,,,制品宏观无气泡的重要保证,故完善的,,,浇注机必须配有真空系统。空系统的作用,①脱除溶解或吸附在预聚体或交联剂中的气体,②对处于加热状态下的预聚,料罐中真空起一定的保护作用。计及结构要求,①真空泵的能力选择,抽气量、极限真空度、常规使用的寿命等,, 目前大都选用,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,构简单,震动较小的双级旋片式真空泵,抽气量常选为,,,,升,秒,极限真空度,×,,,,,,,。系统及安全设计,为了操作便捷及工作可靠常将真空泵配置在浇注机内部,配置结构符合常理,容量当的真空缓冲装置, 以防溢料或真空泵油倒灌并便于清理。③管道配置,常用管经适当,长度较的软管,最好能够降低接头,避免死角。④联接部位的动、静密封,静密封应采取了专用真空密封垫,动密封采用高精度、多弹簧的真空专用机械密封。⑤真空显示仪表,一般都会采用真空压力表,对求较高者可采用电偶式真空计。作要求,①真空泵停开时一定要先关闭至料罐的真空阀, 以免使真空泵油倒人缓冲罐,使下启动真空泵时因缺油而出现故障。②,组常升温至,,,,,,℃, 以降低预聚体的粘度,便于真空脱,③温度不能过高,不应超过,,℃,,预聚体过高料温将加快副反应,使,,,质量分数下降,度增加,导致制品的性能直线下降,④应避免长时间加热预聚体——以避免引起副反应,⑤注意“泡溢料” , 当预聚体温度较低时,粘度较高, 由于真空而升起的气泡不易破泡,往往造成溢料。一可先加热使预聚体粘度降低后再启动真空,且控制,罐中的真空度使之慢慢地提高。结语管我国的浇注机在近年来取得进步,但与国外领先水平相比,仍有很大的差距。应在产品的可性、稳定性上狠下功夫,通过合理的结构设计和高品质的配置,使我国产品告别低价竞争,拥有多的自主知识产权,能跻身世界先进行列。文承蒙国家级专家徐培林先生及赵雨花女士和贾林才的热情审核,提了很多宝贵意见,此致谢,考文献,,英,,海普本 聚氨酯弹性体 阎家宾译 沈阳,辽宁科学技术出版社, ,,,,,,双飞等, ,英,帝国化学工业公司,聚氨酯手册,江苏省化工研究所情报室, ,,,,,,,德,,厄特尔 聚氨酯手册 阎家宾, 吕槊贤译 北京, 中国石油化工出版社, ,,,,,,西省化工研究所 聚氨酯弹性体手册 北京,化学工业出版社, ,,,,,,绍雄,刘益军 聚氨酯树脂及其应用 北京,化学工业出版社, ,,,,,,培林,张淑琴 聚氨酯材料手册 北京,化学工业出版社, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,, , ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Ⅵ飞印,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 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