低密度海绵的发泡工艺主要包括以下步骤和要点:
原料准备
多元醇与异氰酸酯 :
聚醚多元醇和聚合物多元醇是主要原料,如生产低密度慢回弹海绵时,会使用一定比例的聚醚多元醇、聚合物多元醇、三元乙丙橡胶等与甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等进行反应。
发泡剂与催化剂 :
水是最常用的发泡剂,它与异氰酸酯反应生成二氧化碳气体,推动泡沫膨胀。此外,还会根据需要添加物理发泡剂,如戊烷等,以进一步降低海绵密度。催化剂如有机锡和叔胺类化合物则用于调节反应速率,平衡发泡与凝胶反应。
发泡工艺流程
一步法发泡 :
这是目前生产聚氨酯海绵最常用的方法。将聚醚多元醇、聚合物多元醇、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、水及其他助剂、催化剂等按比例混合搅拌,使链增长、CO?生产及交联反应等过程在短时间内(7-12 秒)开始,然后注入模具或传送带进行发泡。
连续线生产 :
以 MDI 为关键原料的连续线海绵生产技术,通过连续化生产线实现海绵的规模化生产。首先将聚醚多元醇、MDI 及各种助剂按比例输送至混合头,在高速搅拌下实现均匀混合,混合后的物料被均匀地铺展在传送带上,随着传送带的移动,物料开始发生化学反应,发泡过程迅速进行。在发泡区域,通过控制温度、湿度和风速等环境条件,促进泡沫的稳定上升和固化。
温度与时间控制
原料温度 :一般控制在 20-30℃,冬季需加热。
模具温度 :通常为 35-45℃。
混合温度 :需维持在 40-60℃,可通过冷却夹套或控制原料初始温度来实现。
发泡时间 :一般来说,发泡时间为 10-30 分钟比较合适。在这个时间内,发泡剂能够充分分解,气体释放均匀,泡沫膨胀程度适中,气泡分布均匀,机械强度较高。
特殊发泡技术
变压发泡技术 :
由 Recticel 和 Beamech 公司开发的 Prefoam 技术,在耐压容器中通过变压(通常是减压)发泡,无需辅助发泡剂制软泡,安全性好,作业环境优,可制成低密度海绵。
强制冷却发泡技术 :
如 Cannon-Viking 公司的 Rapid Cure 技术以及 General-Foam 公司的 Enviro-Cure 技术,通过强制冷却设备移出软泡块状生产中的热量,保证泡沫塑料内部温度不超过 170-180℃,防止高温烧芯及自燃,同时可缩短泡沫熟化时间。
后处理
放置成型 :发泡完成后海绵取出放置成型。
切割与加工 :对发泡完成后的海绵通过平切机、坚切机、裁断机、自动裁断机、缝纫机等设备进行切割、贴合、缝纫等加工,制成所需尺寸和形状。
熟化 :将海绵置于室温或加热环境下进行熟化,提升其稳定性和回弹性。