1、如何正确选择模塑的聚氨酯设备2007-11-02 03:47 来源: 摘要：（1） 一个愿望：达到丰厚的经济效益和社会效益； （2） 两个项目的：生产制品的正品率最高和设备的故障率最低； （3） 按三类用户情况：作好技术准备，应有不同要求； （4） 四字要诀： 保证正品率要素：“料、机、模、用”； 设备质量要求：“准、匀、稳、泡”。 设备关键部位：“罐、泵、头、控”； 选择供方要作到：“问、望、访、试”； （5） 五点探讨： 机械与手工； 表面与实际； 机型的选择； 自动化与实用性； 诚信与售后服务。 关键词：正品率；故障率；高压机；高速机；低压机。 模塑是聚氨酯工业的重要组成，为了加速我国聚
2、氨酯工业的正常发展，正确选用相关设备乃为关键所在，根据数十年来从事聚氨酯工业的体会，谈一些个人看法： 1、一个愿望： 企业或个人为了要上一个项目或扩大生产，都希望短期内获得丰厚的经济效益和社会效益，要达到这个愿望，应考虑： 1.1 切实作好可行性调研，摸清市场，落实业务； 1.2 按照实力和能力，规划生产规模，预计多长时间可回收投资或还清贷款； 1.3 准备技术、选购设备、定制模具、筹备原辅料、培训有关人员、正轨生产和技术管理，建立并严格执行规章制度。 2、两项目的： 2.1 制品的正品率最高：生产的制品都是优质品或合格品，没有次品或废品，才能使企业获得丰厚的经济效益，以质优价廉而占领市场。
3、2.2 设备使用时故障率最低：不出故障或少出故障，若发生故障时能短时间即可排除，保证长期稳定正常运行。 3、三类用户： （1） 对聚氨酯技术基本上不了解，是新准备生产聚氨酯制品的单位； （2） 曾用手工法生产聚氨酯制品，已基本上掌握原料、工艺和模具，为了企业发展而采用机械生产； （3） 目前已采用机械生产，为提高质量、增加品种、更新设备或扩大规模而添置设备的企业。 对不同用户应进行不同的技术准备：如第一类用户对“料、机、模、用”均需作技术准备；第二类用户仅对“机、用”不甚了解，应在这方面多下功夫；第三类用户，对“料、机、模、用”均已较了解，但仍需进一步提高。 4、四字要诀 4.1 注意“料、机
4、、模、用”就可以保证高正品率： 4.1.1“料”：合格的原料及和其相应的工艺：如要生产正品率高的聚氨酯鞋底首要有合格的鞋底原液（两组份粘度相近、混合比接近 1 : 1），如高模量弹性体只有采用两步法才能使制品高正品率。 4.1.2“机”：性能优良、使用可靠的设备； 聚氨酯生产是化学反应过程：对发泡的制品应作到“计量准”和“混合匀”；对不发泡的制品（浇注型弹性体）应作到“计量准”、“混合匀”、“温度稳”及“制品宏观无气泡”。 4.1.3“模”：合适的模具： 模具要具有一定的强度和刚性，表面光洁、花纹清晰、排气流畅、脱模方便等。 4.1.4“用”：正确的操作方法： 对原料、工艺、模具和设备应有较深
5、入了解，能掌握正常工艺条件和设备操作方法，对不正常现象能正确分析和及时处理。 4.1 选择设备供应单位应注意“问”、“望”、“访”、“试”： 4.1.1“问”：深入提问有关的各种各样的 问题？要多问几个为什么？要了解供货单位在设计、开发、制造、调试及应用是否考虑过这些问题，能否对答如流？ 有关原料和工艺的问题：因设备是为工艺服务的，设备的设计和制造者只有对原料和工艺作较深入了解时，才能生产出能充分满足工艺要求的设备。 如何解决“罐”“泵”“头”“控”等关键部份的结构问题和使用可靠性？ 如何保证达到“准”“匀”“稳”“泡”等指标要求？ 4.1.2“望”：深入了解、看探真伪： 查看技术文件：企业标
6、准（设计标准、生产标准、验收标准和维修标准）、说明书、流程图、主要结构图、电气原理及配置图，测试表格及有关技术说明文件。 从样机或实物上实地了解加工、装配、安装及制造精度与过程、电气布置及配线。 核对实物和有关技术资料有多大差异，能否作到“货真价实”。 4.1.3“访”：探访已在使用的用户实际使用情况：通过实地或电话了解已使用单位的反映，设备性能、质量和故障率、使用情况、售后服务、诚信程度等。 4.1.4“试”：发货前在供货单位及在运到用户后实际投料调试。 出厂前模拟测验各项性能及指标，是否达到企业标准或订货合同的要求，验收合格后才提货。 设备在用户处实际投料调试：除达到要求指标时，应在半天、
7、最多一天内就能生产出合格产品。 调试时应培训操作和维修人员，学会常用易损件的调换方法，按说明书要求了解故障处理办法。（对初次从事聚氨酯生产的企业，经协商后可请供方介绍能熟练操作的技术人员）。 4.2 对设备质量的要求指标“准”、“匀”、“稳”、“泡”： 4.2.1“准”：要求计量准确：在各种参数不变条件下，其计量误差应1%，最好能达到0.5%；（指总吐出量误差及重量混合比误差） 4.2.2“匀”：要求浇注头吐出的混合料应混合均匀（反应完全）不发生初 喷差或终喷差（剖开制品时应均匀一致，无局部差异）。 4.2.3“稳”：原液料温稳定，达到设定要求，料温过高或过低都会影响其反应速度、粘度及计量精度
8、。误差2。如以 MOCA 为交联剂生产弹性体时：温度过低，MOCA 未熔化，而无法正常生产；温度过高，则MOCA 易变质而造成次品或废品。 4.2.4“泡”：对不发泡的制品，则宏观无气泡；对发泡的制品，其泡孔应和其相适应，如自结皮制品表面必须光洁。 要达到以上四点指标就要求该设备：设计全面、性能可靠、结构先进、结构稳定、用材考究、加工精密、装配合理、操作正确、应用自如。 4.3 了解“罐”、“泵”、“头”、“控”的设备关键部份，就能掌握它的主要性能： 4.3.1“罐”：料罐及附属装置：为原液贮存、保持料温、均衡供料及准确计量所必需。如罐体常用耐酸不锈钢内胆（氩弧焊）加热（或冷却）夹套及外包聚氨
9、酯硬泡绝热层的三层结构、料搅拌时应满足气密性要求（真空 10mmHg 能保持 1 小时以上）以防原液变质。应配有液面显示及控制装置等。低压机料罐一般在常压或真空下工作，仅当原液粘度过大（2000CPS）时，才加入稳定的低压 N2 或干燥的压缩空气，以利给计量泵充分供料。新型料罐常采用经机床加工的平盖，它比凸形盖提高了同心度，且搅拌轴较短，使搅拌更稳定、密封更可靠，由于降低了料罐上部的空间，减少罐内湿气使原料变质。 4.3.2“泵”：计量泵及其拖动、调节和显示装置： 低压机早年曾采用变量泵，虽结构简单（可用普通电机传动），但因使用寿命短（材质较软）计量精度低，运行时发热不易解决等，目前已较少采用
10、。计量泵目前大都选用定量泵（齿轮泵等），对计量要求不高或原液粘度较高时，可用精度较低转速较高的普通泵，而计量精度要求较高者，拟选用低速高精度、耐高压、耐高温的高精度计量泵。（泵转速很低时就要求泵的制造精度很高，否则因内泄漏过大而无法正常输液和计量，如普通齿轮泵当转速50r.p.m 时就无法正常工作）。转速较低时可延长使用寿命和改善密封。而计量精度不仅决定于计量泵，且与整个系统设计（如供料及输料）有关。 4.3.3“头”：浇注头（两组份或三组份原液的动态混合装置） 要求在极短时间内将各组份原液混合均匀、且整个浇注过程中混合比稳定不变，并使混合料达到该种制品的特定要求：如弹性体在搅拌混合时不能产生
11、气泡。为了做到当浇注开始或结束时的瞬时混合比不变，要求回流压力和浇注压力基本平衡，就要有能精密调节的回流调节阀及和其匹配的节流装置，即可避免次、废品的产生。混合头高速运转时要设计有效的密封装置以防倒料，并保证轴承润滑正常。有效的清洗机构，使混合腔内清洗干净，永不堵塞。 4.3.4“控”：电气及控制： 经过几十年的开放改革，目前优质的国产电器与仪表已接近国际水平，控制或显示仪表大都采用全数字仪表（对要求较高者可采用智能型），浇注量或浇后清洗一般都用电脑程控器来自动控制，做到操作方便，维修简单。亦可采用 PLC 触摸屏集中控制和显示。 5、五点探讨： 5.1 机械和手工： 机械化是聚氨酯工业发展的
12、必然趋势：国内众多中、小型模塑生产聚氨酯制品的企业（硬泡、半硬泡、软泡或弹性体）仍采用手工生产，由于生产发展，对产品质量要求的提高及市场竞争的加剧，只有机械化才能生产出高质量、低成本的合格产品。机械生产具有下列明显优点： 5.1.1 可大大降低生产成本：根据有关统计，采用机械生产比手工生产可节约原材料 58%以上，由于生产聚氨酯制品的原材料较贵，对有相当生产规模的企业，用于机械化技术改的投资一般 36 个月即可回收。 5.1.2 稳定产品质量：消除了人为因素对产品质量的影响，减少了次品与废品，使企业获得丰厚的经济效益和社会效益。 5.1.3 产量可提高几倍或几十倍，改善生产环境，降低劳动强度，
13、提高劳动生产率。 5.2 机型选择： 5.2.1 模塑聚氨酯生产有三种工艺及相关的设备。 高压机：采用高压泵计量，使两原液形成高速液流（150m/s）而冲撞混合，由精密配合的高压推杆将混合腔刮净，由于采用高压冲撞混合及自结型浇注头，其优点：浇注头体型较为轻巧，浇注后不需用溶剂清洗，适合于每次浇注后间歇时间较长的生产，（如常用冰箱生产）高压机结构复杂，投资较大，对操作及维修技术要求高，但高压机对很小浇注量或两组份混合比，粘度相差较大的原液就不太合适。 高速机：采用中压计量，高速锯齿形螺杆混合（转速15000 转/分），利用推进锥形的高速螺杆而刮净混合腔，不需用溶剂清洗（如 DESMA 机），它要
14、求加工精度很高，机构复杂，设备投资大，对操作及维修人员要求高，目前主要用小浇注量设备。 低压机：采用低压计量、机械搅拌混合，用溶剂清洗混合腔，其优点是结构简单、操作方便、投资较省，可适用各种粘度或混合比的原液，可调节范围较宽，特别适用浇注几十个制品后再间歇的批量生产聚氨酯制品（浇几十次仅清洗一次） 5.2.2 三种机型的比较：高压机或高速机虽然各有其优，如要质量可靠，目前仍以进口机或进口配件组装机为佳，我国作为发展中国家，尚是“买不起和养不起”，使用户很难获得丰厚效益，且由于我国工业基础较薄弱，尤其是材料、热处理及精密加工，和工业先进国家差距较大，目前国产的高压机、高速机虽以仿制出来，但仅能作
15、到“形似”，尚无法“神似”，和原装进口机差距甚大。 5.3 自动化和实用性：选购设备应以生产出优质制品和获得丰厚效益为目的，不是摆样子看的，要根据我国的技术水平以实用为主，按今后的发展要求逐步提高自动化程度，如计量泵流量调节，可用手动或闭环控制自动调节，而实际生产中计量泵的流量或混合比每天亦不要调节几次，若采用自动控制，只能摆样子而不实用，仅增加投资和维修麻烦。 5.4 表面与实际（广告宣传和深入了解）： 某些供货单位在广告上说明通过 ISO 质量认证，具有雄厚的技术力量，实际上一问三不知，连稍懂一点的技术人员都没有，更不用对新产品的开发和改进，只能是几年一贯、毫无进步。对售后服务，某些单位在
16、各地设了不少售后服务点，可及时为用户提供售后服务，其实这些派出人员对整机并不全面了解，主要为促销服务。且要使广大用户能长期稳定地用好，主要在于该机本身质量，设计及制造时是否以降低设备故障率为中心。若设备本身故障多多，即使派员长驻使用单位天天修理又有何用呢？ 5.5 诚信：诚信为本是企业生存和发展的基础，为供需双方长期合作提供了良好开始，供方只有将用户永远看作“上帝”才能双赢，企业的发展和产品不断进步，就要靠企业本身努力，科研单位指导及广大用户的支持。 参考文献： 1、 软质聚氨酯泡沫塑料化学与技术 黎明化工研究院 1986.7 2、 陈双飞等：ICI 公司聚氨酯手册 江苏省化工研究所 1989
17、.10 3、 G厄特尔：聚氨酯手册 中国石化出版社 1992.2 4、 李俊贤等：塑料工业手册（聚氨酯） 化工出版社 1999.7 5、 徐培林、张淑琴： 聚氨酯材料手册 化工出版社 2001.3 6、 李绍雄、刘益军：聚氨酯树脂及其应用 化工出版社 2002.5 作者介绍： 陈鑫实 早年在化工部北京设计院从事化工机械设计，1972 年开始从事聚氨酯设备的设计、开发与研制。曾在全国或国际会议及有关刊物上发表过上百篇论文，现为聚氨酯工业及聚氨酯及其弹性体等专业刊物的编委，环球聚氨酯网和贝茨聚氨酯快讯技术顾问。聚氨酯发泡设备的选择如何选择聚氨酯发泡设备 工欲善其事，必先利其器。聚氨酯设备作为用户创
18、造产品附加值的主要工具，设备质量是产品质量的关键所在。根据本公司从事聚氨酯工业的体会，聚氨酯设备应保证其制品的正品率达到最高，生产的制品大都是优质品或合格品，只有这样才能使企业获得丰厚的经济效益。其二，设备使用时故障率最低，若发生故障时必须在短时间内即可排除，保证设备能长期稳定正常地运行。 永通出品的聚氨酯设备在以下四个部分无论外形还是内在均贯注了设计者以人为本的设计理念：“料罐”：料罐及附属装置。为原液贮存、保持料温、均衡供料及准确计量所必需。如罐体常用耐酸不锈钢内胆（氩弧焊）加热（或冷却）夹套及外包聚氨酯硬泡绝热层的三层结构、料搅拌时应满足气密性要求（真空1.33kPa 能保持 1h 以上
19、）以防原液变质。液面显示及控制方法等。低压机料罐一般在常压或真空下工作，仅当原液粘度过大（2000mPa?s）时，才加入稳定的低压 N2 或干燥的压缩空气，以利给计量泵充分供料。新型料罐常采用经机床加工的平盖，它比凸形盖提高了同心度，且搅拌轴较短，使搅拌更稳定、密封更可靠，由于降低了料罐上部的空间，减少罐内湿气使原料不变质。 “泵”：计量泵目前大都选用定量泵（齿轮泵） ，对计量要求不高或原液粘度较高时，可用精度较低转速较高的普通齿轮泵，而计量精度要求较高者，则选用低速高精度、耐高压、耐高温 的齿轮泵（泵转速很低就要求泵的制造精度很高，否则因为泄漏过大而无输液和计量，如普通齿轮泵当转速50r/m
20、in 时就无法正常工作） 。转速较低时可延长使用寿命和改善密封。而计量的精度不仅决定于计量泵，且与整个系统设计（如供料及输料）有关。 “浇注头”：浇注头（两组份或三组份原液的混合装置） 要求在极短时间内将各组份原液混合均匀、且整个浇注过程中混合比稳定不变，并使混合料达到该种制品的特定要求，如弹性体在搅拌混合时不能产生气泡。为了做到当浇注开始或结束时的瞬时混合比不弯，要求回流压力和浇注压力基本平衡，就要有能精密调节的回流调节阀及和其匹配的节流装置，即可避免次、废品的产生。混合头高速运转时要设计有效的密封装置，以防倒料，以保证轴承润滑正常。有效的清洗机构，使混合腔内清洗干净，永不堵塞。 “控制系统
21、” ：目前优质的国产电器与仪表已接近国际水平，控制或显示仪表大都采用全数字仪表（对要求较高者可采用智能型） ，浇注量或浇后清洗一般都用电脑程控器来自动控制，做到操作方便，维修简单。选购设备时， “精准” 、 “均匀 ”、 “稳定”、 “泡质”是重要的考量指标： “精准”要求计量准确：在各种参数不变条件下，其计量误差应在1%，最好能达到0.5%。 “均匀”：要求浇注头吐出的混合料应混合均匀（反应完全）不发生初喷差或终喷差（剖开制品时应均匀一致，无局部差异） 。 “稳定”：原液料温稳定，达到设定要求，误差在2。如以 MOCA 为交联剂生产弹性体时：温度过低，MOCA 未熔化，而无法正常生产；温度过高，则 MOCA 易变质而造成次品或废品。 “泡质”：对不发泡的制品，则宏观无气泡；对发泡的制品，其泡孔应和其相适应，如自结皮制品表面必须光洁。 总之，优质的设备应该是这样的：设计全面、结构先进、用材考究、加工精密、装配合理、操作方便、维修简便。
