1、 塊狀聚氨酯硬泡的生產
　　塊狀硬質泡沫塑料是指尺寸較大的泡沫塊,截面積大多接近矩形,用于切割制作一定形狀的制品.所以,塊狀硬泡是一種坯料.生產方法分為間歇與連續(xù)兩種類型. 硬質塊狀泡沫的制造必須符合下列要求: 泡沫塊體尺寸要大;泡沫斷面應為正方形或矩形,以盡量減少切割損失量;模具的數(shù)量要少,這就要求熟化時間要短;塊狀泡沫各部位的密度變化應盡可能地小.
　　間歇法生產塊狀硬泡過程大致是這樣的:多元醇,發(fā)泡劑,催化劑等原料精確計量后置于一容器中預混和均勻,最后加入異氰酸酯立即充分混合.反應物料在達到乳白時間前注入模具,經化學反應并發(fā)泡后得到硬質泡沫塑料.在實驗室,少量的低活性混合物可以用簡單的可分散攪拌器手工混合.但當物料多于500g時,最好用機械攪拌器混合.從設備供應商那里可以得到許多設計合理的螺旋或渦輪式攪拌器.它的選擇取決于發(fā)泡反應混合物的多少和粘度.
　　在間歇法生產塊狀泡沫中一般使用攪拌式混合.物料必須攪拌均勻才能注入模具,模具頂上常裝有浮動蓋板.浮動蓋板的重量要合適,剛好能限制泡沫向上頂起就足夠了.該工藝僅須人工投資,特別適用在配方經常改動或原料粘度比較大或原料體系需要加入填料的情況下的批量生產操作,原料中允許加入一定量的固體粉料或糊狀物.這種簡單塊料工藝能提供
　　每小時每模大約兩塊泡沫.而每塊泡沫必須在泡沫上升終了以后至少需留在模具中10～15min,以防止泡沫的強度不足而損壞.并且若過早脫模,泡沫會變形.通常還要保證3%～5℅過填充量.與自由發(fā)泡相比,這通常足以得到平頂?shù)膲K料和更加均一的,各向異性不明顯的泡沫.該法優(yōu)點是投資少,靈活性大.缺點是原料損耗大,留在混合容器內的原料無法回收;勞動生產率低,勞動力費用高;手工操作化學原料,有一定潛在不安全因素.圖5-1表示其生產過程.
　　(1)帶鉸鏈的模具,內涂蠟脫模劑或襯以聚乙烯薄膜;(2)澆入泡沫原料;
　　(3)泡沫正在浮動蓋板下上升;(4)泡沫充滿模具,浮動蓋板在上,泡沫呈矩形
　　間歇法浮動蓋板式塊狀硬泡制法
　　要克服上述缺點得用發(fā)泡機混合與澆注物料.高,低壓發(fā)泡機均可.反應物料要充分混合,同樣在達到乳白時間前澆入模具中.經過大約十分鐘(根據(jù)反應裝置而定)固化后打開模具,取出泡沫塊.通常,塊狀泡沫熟化一周后再進行切割.機械發(fā)泡,反應物料乳白時間遠比批量攪拌式混合為短.因此,生產大塊泡沫塑料,若采用高反應性原料體系,應選用大82—輸出量發(fā)泡機.例如,若要生產密度為30kg/m3硬質泡沫塑料,模具尺寸為2m×1m×1m,需約66kg泡沫原料.若這些原料要在20s內注入模具,發(fā)泡機澆注量必須達到200kg/min.由此可見,要求的輸出量是很可觀的. 較小輸出量的發(fā)泡機同樣能生產塊狀泡沫塑料,如圖5-2所示,可用一移動分配管將反應液注入模具.模具略傾斜.如用這種改進方法生產截面積為1m×0.5m,長達數(shù)米的泡沫塑料,機器輸出量約50kg/min即可.此方法適用于聚氨酯及聚異氰脲酸酯硬泡,后者發(fā)泡過程乳白時間較短.泡沫塑料密度在30～200kg/m3范圍可調節(jié).
　　塊狀硬質泡沫塑料生產工藝
　　連續(xù)法生產塊狀硬泡是最經濟的加工方式.這種方法類似于軟質塊狀泡沫的生產,所用發(fā)泡機,其原理和外觀也與生產軟泡的機器相似.原料經計量,混合均勻后連續(xù)注入由紙或聚乙烯膜圍成的料槽內發(fā)泡.料槽安放在運輸帶上并不斷向前移動.大部分連續(xù)生產硬泡塊料設備的運輸系統(tǒng),側壁在垂直方向上可向上移動.側壁運輸帶與水平方向移動的運輸帶同步協(xié)調地驅動.有的設備側壁是固定的,但其面層緊緊按在垂直輥輪上,以減少泡沫上升的阻力.頂端受頂部運輸帶限制,泡沫只能上升到設備調節(jié)的高度,以形成平頂泡沫.一種改進型被稱作planibloc平頂發(fā)泡裝置(如圖5-3)也適用于塊狀硬泡.要生產高質量塊狀硬泡,原料體系乳白時間宜短,上升時間應可調節(jié),不粘時間也宜短.乳白時間與不粘時間短的原料體系,有利點在于:生產的硬泡,泡孔細而均勻,性能較好;發(fā)泡設備的運輸帶長度短;固化快的泡沫塑料,可較早地切割成一定長度.
 
　　2、塊狀聚氨酯硬泡的加工技術
　　連續(xù)加工適用于大批量生產建筑用板材,而間歇加工方式則用于小批量生產各種尺寸以及復雜結構的板材.可以使用下列制造方法.
　　1.切割法
　　通過鋸或削——木材加工所用方法在這里也適用——從塊狀泡沫上切取所需尺碼的泡沫塊,然后包覆所需的表面層,如木板,塑料板,粒子板,玻璃纖維增強塑料板.以聚氨酯,不飽和聚酯,環(huán)氧樹酯,聚醋酸乙烯酯,氯丁橡膠等為基的粘合劑為宜,根據(jù)所用粘合劑的類型,固化時需適當加壓或加熱.在確認所選用溶劑不會損害泡沫體和層壓材料之后,可以使用含溶劑的粘合劑.由玻璃纖維增強塑料組成的表面層,也可以層壓到泡沫層上.凡適用于玻璃纖維增強塑料的其它工藝方法,如人工貼合,噴涂和真空成型法,在此都適用.但務必注意用快速固化來限制苯乙烯對泡沫的影響. 該法的優(yōu)點是:泡沫的生產很簡單;層壓材料的設計及其幾何形狀易于改變,可以經濟地制作較小的零件.該法的缺點是:切割塊料時有廢料;由于要粘合,增加了附加工序.
　　2.泡沫填充法
　　將反應混合物倒入要填充的空腔里,在其反應要固化時,泡沫體便粘到表面層上.在有些應用中,必須采用特殊的施工步驟,才能確保泡沫對表面層的良好粘著,金屬片材必須涂敷能增加粘著強度和抗腐蝕的底層材料.如果面對泡沫的那一側有玻璃纖維露出表面,則人工壓制的玻璃纖維增強塑料就可得到特別好的粘著性能.機械生產的玻璃纖維增強塑料則必
　　須打毛或涂粘合劑.粒子板,石膏板和石棉水泥板,只要干燥表面無塵,就能和泡沫粘牢.
　　有兩種現(xiàn)場發(fā)泡制造板材的方法——分層澆注料法和注射法.
　　用分層澆注料發(fā)泡法時,將反應混合物澆注到立式模具開口端的各個表面層之間.混合物的用量必須稱量,以使每層的厚度不超過20～25cm.如果每層的厚度大于這個數(shù)值,則泡沫的強度和尺寸穩(wěn)定性就會受到不利的影響.注料的時間間隔至少應有2min,以使底層有機會固化.需注意,第一層的厚度稍有不均勻就會影響下一層的表面平整性.這個方法的優(yōu)點是產生的泡沫壓力很小,因此不需要昂貴的模具.由于反應混合物是分幾次澆注到模具內的,因而可以使用小而經濟的發(fā)泡機.也可以制得比較低的泡沫密度(大約38 kg/m3 ).其不足之處是相鄰兩層之間生成的表皮層會引起泡沫密度不均.由于需要等待前一層基本固化才能澆注下一層,因此加工速度較慢.
　　當采用注射法時,表面層和棱層都放入模具內,對反應混合物必須進行精確計量以保證充滿模腔.還要考慮到所要覆蓋的流動距離.對于較長的制件,為了縮短泡沫必須流動的距離,建議澆注期間混合頭在制件上方通過.也可以把制件分成幾段,然后分段發(fā)泡. 模具和夾具的強度必須足以承受泡沫壓力.這主要根據(jù)"填充系數(shù)"來確定.
　　3.填料
　　在反應混合物中摻用細的或極細的填料就需要用高耐磨的泵.目前,在硬泡領域里值得一提的只有生產過程中混合的糊狀阻燃劑.當使用大篩孔的顆粒材料——粗粒填料,如粒度在10～30mm之間的多孔粘土,泡沫玻璃和多孔石粉時,模腔應在制件發(fā)泡之前就先填滿.通過每隔80～100cm插入一根10mm直徑的塑料管加入反應混合物.泡沫在包住顆粒填料時,會遇到很高的流動阻力,從而大大地提高了泡沫密度.經驗證明,所需要的反應混合物料量同無粒狀填料而使泡沫制件的密度達到60 kg/m3時一樣多.模具應設計得能承受(0.8～1.2)×105 Pa的壓力.這類制件用作罩面材料和預制的民用建筑構件(聚氨酯輕質混凝土).