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解决海绵发泡高温自燃的三大技术

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pu达人 发表于 2019-8-7 14:56:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
海绵就是泡沫密度低于18 kg/m3以下的低密度PU,方法通常是水用量超过4.5份(每100份多元醇),TDI用量超过55份,泡沫的散热问题就非常突出,由于泡沫内部的热量不易散发,在发泡过程中温度自动升温超过180℃,会引起泡沫自燃,导致火灾危险。
国内外解决办法有三个,即负压发泡技术、强制冷却技术和液态CO2发泡技术。
1
负压发泡技术通常,泡沫发泡过程中,泡孔要承受大气压、泡沫自身重量和发泡时的气体膨胀力这三种压力。
P1为大气压力,P2为泡孔内部气体膨胀而使泡孔受到的向外膨胀压力,G为此泡孔上方的泡沫体重量。在P≥P1+G+P2下,泡沫才能上升。在负压下,P1是一个变量,P2是受P1影响的变量。
根据我们实验:一旦在发泡时泡沫料所受的外部压力减少30%(即低于大气压力30%),泡沫塑料的密度可以降低15%~20%;当泡沫外界压力减少50%时,泡沫密度能降低25%~30%。一般,在0.1 MPa(1 atm)下,用水量在4.3份(每100份聚醚多元醇)情况下,可制得密度为24 kg/m3左右的块泡;当外界压力降为0.05 MPa时,同样4.3份水可制得密度为16 kg/m3的块泡。
值得注意的是,必须适当调整泡沫的上升及凝固时间,即延长上升时间、缓迟凝固时间,以保证泡沫在负压下有充分的发泡机会。对于连续平顶块状海绵,“负压发泡”的设备投资大,中小企业难以承受,但对于“箱式发泡”,其投资成本不会太大。
建议:建一个圆筒型真空房,形似“真空干燥箱”,再添一台抽气量大的真空泵,以保证在30 s内达到所需的真空度。
2
强制冷却技术本技术的特点是保证软质泡沫塑料体的中心温度不超过170℃,避免自燃及火灾的发生。强制冷却的目的是在采用高含水量条件下生产出低密度海绵时,保证泡沫体内部温度不超过临界温度170℃。在操作上,这种方法是可行的。只要控制好发泡时间不超过30 min,将大块泡沫移入强制冷却室,使泡沫继续熟化,即可达到目的。
该技术很适合国内大中小企业,投资改造费用少,上马快,但聚醚生产厂家一定要配合工作,研制出符合高水量低密度PU软泡专用品种。
3
液态CO2发泡技术液态二氧化碳(LCD)发泡技术,德国拜耳集团公司的亨内基机械公司也相继开发成功,称之为“NovaFlex”技术,该技术之所以引起业界兴趣,是因为CO2不仅有可替代软泡中的二氯甲烷(MC)及CFC-11等辅助发泡剂的功能,而且液态CO2的成本只有MC的四分之一,发泡效率却高3倍多。
国外,生产出泡沫密度约为14 kg/m3的平顶连续泡沫(泡沫宽2.2m、高1.2m)和模塑泡沫等。CarDio法泡沫比以往的Maxfoam泡沫有较柔软的手感、高度的开孔结构及良好的回弹性。
在软泡配方方面,高效率表面活性剂的选用,胺类催化剂与锡催化剂的优化组合,是生产商品级CO2发泡PU泡沫的保证。通常,在液态CO2发泡技术中,锡催化剂的用量比MC发泡技术的少。4份液态CO2相当于13份MC所起到的作用,而水量要适当增加一些,以保证泡沫的硬度。

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