La schiuma di poliuretano viene prodotta dosando, miscelando ed erogando due flussi chimici liquidi - una miscela di isocianati e polioli - e quindi lasciando che la miscela reagente si espanda in una plastica solida e cellulare. L'espansione visibile richiede pochi secondi; la chimica interna continua a sviluppare forza per ore. Tutto ciò che conta nel pezzo finito, compresa la densità, la struttura delle celle, il valore di isolamento e la capacità di carico, viene deciso in gran parte nei primi istanti dopo la collisione dei due flussi nella testa di miscelazione.
La maggior parte delle persone conosce il risultato, non il processo: lo strato isolante rigido all’interno della porta di un frigorifero, l’imbottitura flessibile sotto un seggiolino per auto, il pannello continuo sul tetto di un edificio. Seguono tutti la stessa sequenza: preparazione delle materie prime, dosaggio accurato, miscelazione ad alta pressione, erogazione in uno stampo o su un trasportatore, espansione e indurimento.
La schiuma di poliuretano si forma quando un isocianato reagisce con un poliolo. Il gruppo -NCO dell'isocianato attacca il gruppo -OH del poliolo per formare un legame uretanico, unendo brevi molecole liquide in un lungo polimero solido. La reazione rilascia calore e quel calore esotermico espande il gas che crea la struttura cellulare della schiuma.
Nella maggior parte delle formulazioni due percorsi di generazione del gas corrono in parallelo:
I catalizzatori controllano l'equilibrio tra la reazione di gelificazione e la reazione di espansione, mentre i tensioattivi siliconici stabilizzano le cellule in crescita in modo che non collassino sotto il loro stesso peso. Cambia il rapporto di uno qualsiasi di questi componenti e la schiuma passa da morbida e flessibile a rigida e strutturale.
Una tipica formulazione di schiuma di poliuretano rigido, espressa in parti per 100 parti di poliolo, si presenta così:
| Materia prima | Funzione nella reazione | Parti tipiche |
|---|---|---|
| Poliolo (polietere) | Struttura polimerica; definisce la flessibilità | 100 |
| Isocianato (MDI) | Reticola il polimero; costruisce forza | 40–60 |
| Ciclopentano | Agente espandente fisico; crea le cellule | 10-15 |
| Acqua | Agente schiumogeno chimico; rilascia CO2 | 2–4 |
| Tensioattivo siliconico | Stabilizza le cellule durante la lievitazione | 1–2 |
| Catalizzatori ammina/stagno | Bilancia la gelificazione e la velocità di soffiaggio | 0,5–2 |
Il grafico sottolinea un punto importante nel reparto di produzione: il contenuto di isocianato è solo il 40-60% del contenuto di polioli in peso, ma un errore di dosaggio di appena l’1-2% in entrambi i flussi modifica la struttura cellulare, la densità e l’adesione. Ecco perché le pompe dosatrici ad alta pressione, e non la pala di miscelazione, sono il vero cuore di una linea di schiuma.
Il ciclopentano merita un'attenzione particolare per la schiuma per apparecchi e pannelli. Ha sostituito gli agenti espandenti di tipo freon perché ha un potenziale di riduzione dell'ozono vicino allo zero, ma è infiammabile. Gli impianti quindi lo miscelano al poliolo su un sicuro skid premiscelato o attraverso un processo continuo sistema di premiscelazione con ciclopentano . Il percorso di consegna dell'agente espandente è una delle prime decisioni che un produttore di schiuma per apparecchi deve affrontare; la nostra guida a come scegliere la giusta macchina per iniezione di schiuma di poliuretano ciclopentano spiega le opzioni principali.
Ciclopentano Premix System Manufacturers,ODM/OEM Factory Ningbo Xinliang Machinery Co., Ltd. è un produttore cinese di sistemi di premiscelazione con ciclopentano e una fabbrica ODM / OEM, che produce ... Visualizza il prodotto → Entrambi i componenti vengono stoccati in serbatoi a temperatura controllata e ricircolati continuamente per mantenerli uniformi. La temperatura influisce direttamente sulla viscosità e sulla reattività: la maggior parte dei sistemi basati su MDI vengono mantenuti tra 20 e 35 °C. Il serbatoio del poliolo solitamente contiene già i tensioattivi, i catalizzatori, l'acqua e, quando viene utilizzato uno skid premiscelato, il ciclopentano.
Le pompe ad alta pressione forniscono ciascun componente alla testa di miscelazione con una potenza e un rapporto controllati. Le macchine moderne dichiarano una precisione del rapporto compresa tra circa ± 0,5 e 1% in volume. Se il lato isocianato si solleva, la schiuma diventa fragile e può bruciare in sezioni spesse; se si abbassa, le cellule collassano e la parte perde resistenza strutturale.
Le macchine ad alta pressione mescolano senza agitatore meccanico. I due flussi entrano in una piccola camera a circa 120–180 bar e si scontrano frontalmente ad alta velocità. L'impatto effettua la miscelazione e un pistone idraulico scarica la camera dopo ogni colpo in modo che i residui non possano polimerizzare all'interno della testa.
Il liquido reagente viene iniettato in uno stampo chiuso, in uno stampo aperto o direttamente su un trasportatore. Nelle parti stampate, la quantità iniettata, chiamata peso di iniezione o fattore di imballaggio, determina la densità finale. Nelle linee continue a lastre, il liquido viene versato in una vasca mobile dove sale in un lungo blocco.
Una volta che il liquido è a riposo, la chimica prende il sopravvento. La miscela diventa cremosa, lievita, gelifica e diventa priva di appiccicosità. La curva di crescita sottostante è tipica di una schiuma rigida a crescita libera: avvio rapido, crescita lineare rapida, quindi un plateau quando le cellule si bloccano in posizione.
Dopo il plateau la schiuma è chimicamente solida ma ancora calda e morbida. Le parti rigide stampate vengono generalmente sformate entro 5-15 minuti e la parte raggiunge quasi la sua resistenza finale dopo circa 24 ore a temperatura ambiente.
Le parti stampate vengono rimosse dalle bave e controllate per eventuali vuoti; i blocchi in lastre vengono tagliati in fogli; i pannelli rigidi vengono tagliati a misura, bordati e laminati quando richiesto. Una buona pulizia è importante in questo caso perché la polvere di poliuretano e i residui parzialmente induriti sono le principali fonti di contaminazione su una linea di schiuma.
La chimica è la stessa, ma la ricetta e l'attrezzatura cambiano con il prodotto finale. Quattro varianti coprono la maggior parte del settore:
L'impostazione produttiva segue il prodotto. Per parti stampate in grandi volumi come pannelli isolanti, a linea di produzione di macchine per lo stampaggio ad iniezione di schiuma a tavola rotante indicizza gli stampi attraverso le stazioni di riempimento, indurimento e sformatura in modo che la testa di iniezione non attenda mai uno stampo. Per i pannelli rigidi continui, una linea di tipo H o anulare è la soluzione migliore. Il funzionamento con una sola macchina rimane economico per piccoli lotti e parti personalizzate.
Produttori di linee di produzione di macchine per iniezione di schiuma per giradischi, fabbrica ODM / OEM Ningbo Xinliang Machinery Co., Ltd. è un produttore cinese di linee di produzione di macchine per iniezione di schiuma per giradischi e fabbrica ODM / OEM,... Visualizza il prodotto → Tre apparecchiature definiscono un impianto di schiuma poliuretanica: la macchina per iniezione, il sistema di premiscelazione o miscelazione e la linea di produzione.
La macchina per iniezione dosa e miscela i prodotti chimici ad alta pressione. Le macchine a due componenti gestiscono la maggior parte delle applicazioni; le macchine a tre componenti aggiungono un terzo flusso per ritardanti di fiamma, coloranti o miscele speciali di polioli. Ningbo Xinliang macchinari macchina per iniezione schiuma ad alta pressione di poliuretano bicomponente è un tipico esempio di questa classe, con precisione di dosaggio e pressione di miscelazione monitorate ad ogni iniezione. Se sei nuovo nella categoria, inizia con la nostra spiegazione di cos'è una macchina per iniezione di schiuma di poliuretano ad alta pressione .
Produttori di macchine per iniezione schiumogena ad alta pressione in poliuretano bicomponente Ningbo Xinliang Machinery Co., Ltd. è un produttore cinese di macchine per iniezione di schiuma ad alta pressione in poliuretano bicomponente e ODM / OEM... Visualizza il prodotto → Il sistema di premiscelazione prende l'agente espandente e lo miscela nel poliolo in modo sicuro, in modo che la macchina a iniezione riceva sempre un lotto uniforme. La linea di produzione organizza il ciclo degli stampi: una tavola rotante per tanti piccoli stampi in rotazione, una linea di tipo H per pannelli rigidi di grandi dimensioni o una linea anulare per pannelli laminati continui. La giusta combinazione dipende dalle dimensioni del componente, dal volume di produzione e dalla produzione oraria che è necessario mantenere.
Cinque variabili separano una schiuma pulita e lievitata in modo uniforme da un lotto scartato: precisione del rapporto, temperatura del componente, pressione di miscelazione, temperatura dello stampo e consistenza della materia prima.
La temperatura è la variabile più facile da sbagliare perché modifica il tempo della crema, ovvero l'intervallo tra l'iniezione e l'inizio dell'espansione. Di seguito è mostrato l'andamento tipico di un sistema MDI: all'aumentare della temperatura del componente, il tempo di crematura si riduce in modo quasi lineare. I fornitori di prodotti chimici a base di schiuma in genere indicano tempi di cremazione compresi tra 4 e 12 secondi per i sistemi ad armadio, a seconda della formulazione e della temperatura del processo.
La pressione di miscelazione è il sistema di allarme precoce dell'operatore: una caduta di pressione sulla testa di miscelazione solitamente significa un ugello usurato, una camera sporca o una perdita di corsa della pompa. La deriva del rapporto, la materia prima contaminata e un lotto di poliolo umido si manifestano tutti nella struttura della cella prima del completamento di qualsiasi test di laboratorio. Per uno sguardo più da vicino a ciascuna variabile, leggi la nostra ripartizione di quali fattori influenzano la qualità dell'iniezione di schiuma di poliuretano .
La schiuma di poliuretano è composta da un isocianato (solitamente MDI o TDI) e un poliolo, più acqua o un agente espandente fisico, tensioattivi e catalizzatori. L'isocianato reagisce con il poliolo per formare il polimero, mentre l'agente espandente crea le cellule.
La schiuma rigida è a cellule chiuse, densa e dimensionalmente stabile; viene utilizzato per l'isolamento termico nei frigoriferi e nei pannelli edili. La schiuma flessibile è a cellule aperte e morbida; viene utilizzato per materassi, mobili e sedili di veicoli.
Ciclopentano is the physical blowing agent in modern rigid foam. It evaporates inside the reacting mixture and expands the cells, giving refrigerator and panel foam high insulation value without the ozone-depleting gases used in older processes.
L'aumento visibile termina entro circa due minuti. Le parti stampate possono essere sformate in 5-15 minuti, ma il polimero continua a reticolare e la piena stabilità dimensionale richiede solitamente 24 ore o più.
SÌ. Gli scarti di schiuma flessibile possono essere tagliati e incollati nel sottofondo del tappeto rilegato. La schiuma rigida può essere macinata in riempitivo o depolimerizzata tramite glicolisi per recuperare polioli per nuova schiuma.
Si tratta di una macchina che dosa due o più componenti liquidi con pompe ad alta pressione, li miscela per urto in una testa di miscelazione e inietta la miscela reagente in uno stampo o su un trasportatore, dove si espande in schiuma.
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