1、创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 1 页 共 19 页第 1 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 1 页 2019/5/13发泡原理 一、发泡的反应原理1） 、氨基甲酸乙酯与脲的反应R-NCO+HO-RI R-NH-COORI氨基甲酸乙酯R-NCO+H2N-RI R-NH-CO-NH-RI 脲 2） 、异氰酸酯与水的反应R-NCO+H2O （R-NCO-COOH） 氨基甲酸R-NCO-COOH R-NH2+H2O 胺3） 、脲基甲酸酯及缩二脲的生产R-NH-COOH-RI+OCN2 R-N（COOH ） -CO-NH-R2氨基甲酸R-NH
2、-CO-NH-RI+OCN-R2 R-NCONH-R2-CO-NH-R缩二脲4） 、异氰酸酯的自聚反应R-NCO+OCN-R R-N=NI-R+CO2 二聚作用：R-NCO+OCN-R RN2C2O2R创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 2 页 共 19 页第 2 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 2 页 2019/5/13三聚作用3R-NCO 异氰脲聚氨酯本身是链段结构(O-C-N-R-N-C-O-R-O)H O H O比较其刚性的的区别,是氨基甲酸酯,脲,脲基甲酸酯,缩二脲,三聚体等组成硬段,较长的环式,环氧基则组成软段。从上述反应可
3、以看出，发泡的过程中需要产生气体（主要是 CO2）并且在反应过程中需要放热，因此，反应后的发泡料重量是反应前A、B重量需要的 95%左右。由于发泡剂是环戊烷，而环戊烷的沸点是 490而且易燃易爆,因此在使用环戊烷作发泡剂时必须注意安全。二、硬质聚氨酯泡沫的发泡剂的进展近年来，硬质聚氨酯泡沫发泡剂领域发生了巨大的变化，出现了各OR CRN NC CONOR创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 3 页 共 19 页第 3 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 3 页 2019/5/13种代替品来取代过去唯一使用的 CFC-11，其中，141b 在要
4、求高的热性能和阻燃性能时成为所选择的产品。对于硬质聚氨酯泡沫中用作发泡剂的产品，从 1987 年它颁布和经过对消除臭氧层的物质的法规，主要有著名的蒙特利尔公约，根据公约，CFC 类的产生在发达国家已经在 1996 年 1 月 1 日被禁止。 “第五条款国家” 将在 2010 年前终止， HCFC 类也包括在内，并有一个发达国家在2020 年前（从 2004 年到 2020 年逐步减少） ，对第五条款国家在 2040 年前（从 2016 年到 2040 年逐步减少）的消除日程表。在发达国家，因为有了替代品可以用（美国有 HCFC141b，在欧盟有 HCFC141b 和烃类） ，禁止 CFC11
5、的可能。因此，蒙特利尔公约已经获得了成功！尽管 CFC141b 对臭氧层有小的影响，但 CFC141b 已经证明并仍然朝向整个消除 CFC11 的一个必要的步骤；CFC141b 是最有效的 CFC11 替代品；在面对禁止使用作为硬质聚氨酯泡沫发泡剂的 CFC11 时，有几种选择可以考虑。第一选择是用 CO2（来自水/ 异氰酸酯的反应）作为唯一的发泡剂：可是，这样造成泡沫热性能和机械能的巨大损失。硬质聚氨酯泡沫制造业要求能够得到比 CO2 隔热性好的一种物理发泡剂。为此在两类分子中进行选择，HCFC 类和烃类。其中，HCFC141b 的戊烷异构体，分别是最有优势的代表。这些发泡剂的物理性质示下表
6、。可以看出：HCFC141b 的物理性质，如沸点和导热系数，比其它任何用品来更加接近 CFC11。HCFC141b 被世界各地所有应用部门已经用了 5 年以上，硬质聚氨酯泡沫造成业中，HCFC141b 被认为是最容易而最有效的 CFC11 替代品。以下为各种发泡剂的性能对比创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 4 页 共 19 页第 4 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 4 页 2019/5/13可以用作发泡剂的物理性质CFC11 HCFC141b 环戊烷 正戊烷分子式 CFCl3 CH3CFCl2 C5H10 C5H12分子量(g/mol
7、) 137 117 70 72密度(g/ml),20 0C 下 23.8 32.1 49.9 36 气 （mw/m.k）,25 0C 下 8.7 9.7 12 15闪点 无 无 37 0C 40 0C燃烧极限（体积，%） 无 5.6-17.7 1.4-8.0 1.4-7.8ODP 1 0.10 0 0HGWP 1 0.14 0.0004 0.001POCP 0.1 0.10 / 62.4平均芯密度,kg/m 3 29 33 34 31平均压缩强度，Kpa 128 130 165 140 值（ mw/m.k）,10 0C 下 18、5 18、0 20 21、5能耗(%改变) 基准 5/0 +7/
8、+12 +16 估计然而，HCFC141b 任然存在对臭氧有小的影响。碳氢烷烃为发泡剂对臭氧完全没有影响，具体的聚氨酯硬泡的物理特性比较如下表：环戊烷 正戊烷 异戊烷 正丁烷 异丁烷分子式 C5H10 C5H12 C5H12 C4H10 C4H10分子量(g/mol) 70 72 72 58 58沸点( 0C) 49 36 28 -0.5 -11.7 （mw/m.k）,25 0C 下 11.9 13.3 13.7 15.9 15.9闪点 -42 -50 -50 创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 5 页 共 19 页第 5 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:1
9、3:00 zcl第 5 页 2019/5/13爆炸极限（体积，%） 1.4-8.0 1.4-7.8 1.3-7.6 ODP00 0 0 0HGWP(CO2=1) 0 0 0 0 0比重( 0C) 0.74 0.62 0.62 0.55 0.55 碳氢烷烃为发泡剂环戊烷，异戊烷，正戊烷，异丁烷是环保型的发泡剂，泡沫性能能够与传统的发泡剂媲美。环戊烷在碳氢烷烃中导热系数最低，抗压强度较低，低温保温效果不理想。环/异戊烷发泡体系的低温保温效果较好，抗压强度高，较声料。环/异戊烷发泡剂成本低。碳氢烷烃或环/异戊烷发泡体系作为发泡剂对设备要求较高。CH2(CH2)3CH2【 化 学 特 性 】无 色 透
10、 明 液 体 ,有 苯 样 的 气 味 .不 溶 于 水 ,能 溶 于 醇 ,醚 ,丙 酮 ,四 氯 化 碳 ,苯 ,等 . 相 对 密 度 :0.745(20 ) 凝 固 点 :-93.7 沸 点 :49.3 闪 点 :-25自 燃 点 :380 爆 炸 极 限 :下 限 1.4%(容 积 ) 燃 烧 热 值 :3293 千 焦 /摩 尔(液 体 ,25 ) 蒸 气 压 :53.33 千 帕 (31.0 ) 临 界 温 度 :238.6【 极 限 参 数 】临 界 压 力 :4519 千 帕【 火 灾 危 险 】遇 热 ,明 火 ,氧 化 剂 能 引 起 燃 烧 .其 蒸 气 如 与 空 气
11、 混 合 形 成 有 爆 炸 性 危 险的 混 合 物【 处 置 方 法 】泡 沫 ,二 氧 化 碳 ,干 粉 ,1211 灭 火 剂 .砂 土 .三、箱体发泡质量标准检测方法创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 6 页 共 19 页第 6 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 6 页 2019/5/131.1 交接班记录，交接上一班遗留问题及注意事项，打开发泡机主控电源,接通控制系统,打开液压系统,计量系统及冷水机组，目测温度表,检查储料罐中料温是否在 20-24，并检查储料罐搅拌电机工作状态正常。使用表面温度计，检查发泡模具温度。由注料人员
12、同班长一起配合工作，注料工员将发泡料注入取样器中，由班长记录胶化时间，同时检查泡沫外观。根据取样注料时间及发泡质量计算枪头流量。自由取样 30 分钟后切取试样，应切取发泡体的中央部位，切成宽、长、高 50MM 的长方体，用排水法测试发泡密度在工艺标准范围内，同时检查泡沫外观，若出现混料不均现象应及时反馈质量经理进行处理，问题解决后才能生产。另：自由泡小样必须存放一周，存放期限到期后有注料工对发泡块进行循环处理。每周测试箱体压力密度分布两次；压力泡小样必须存放一个月，到期后由注料工进行循环处理。 。在发泡箱体进行压力解剖取样时，应同时检查是否存在发泡缺料，填充不足，混合不良，泡孔粗糙，开裂，烧芯
13、，塌泡，软泡，分层等不良现象。四、工艺参数一、发泡各参数：序号 参数 参数值 问题点 参数超标会产生的后果1 高发泡快，拉丝时间短，胶化时间短，发泡料的粘度小，流动性好，混合均匀，容易造成局部排气不畅有气泡分层缺料和溢料，使得箱体密度分布不均；2料温 20-24低发泡时间长，拉丝时间长，发泡料的粘度大，流动性差，会造成混合不均，局部会缺料，发泡的箱体有脆皮分层；3 高 发泡料的粘度小,流动性好,容易造成溢料.同时造成 发泡快,容易产生缺料4环境温度 20 0C低粘度打,流动性差,混合不好,造成发泡箱体抽.同时发泡慢,造成箱体分层或发泡后箱体收缩,使得后背或侧板分层,也会造成箱体局部缺料.创建时
14、间：2007/12/20 8:13:00 第 7 页 共 19 页第 7 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 7 页 2019/5/135 高容易造成发泡料在箱体内的流动性好.但同时会造成发泡料在靠近内胆部位反应快,产生的气体多产生气泡而分层或却料.由于模具温度高,使得箱体内胆容易变形、褶。6模具温度 35-500C低 温度低，反应慢，发泡料在靠近壳体产生脆皮而分 层。7 高注射压力主要是将 AB 料通过枪头混合在一起，压力高，料的混合性好，针对直线发泡，由于压力大，发泡料会被打到箱体的顶部（简易台面箱体会因为顶部密度大而台面闪缝），使得箱体发泡密度不均，
15、严重时还会造成底部缺料。如果是门体发泡，压力大会造成溅料。8注射压力根据发泡机要求低压力小，发泡料混合不好，发泡的箱体容易变形、抽。当然如 AB 料的压力差过大，容易造成穿料而堵塞枪头。9 多发泡密度大，箱体不容易收缩，但发泡出的箱体保温性差（发泡料的导热系数大），严重时会使得箱体变形，溢料。10注料量根据箱体而定少 发泡密度低，发泡出的箱体容易收缩，造成箱体变 形，同时还会缺料。11 长 发泡慢，脱模时间相对长，使得发泡料在箱体成液 态的时间长而溢料。12拉丝时间45-60S 或 70-90S短 发泡时间短，脱模时间相对短，反应快，造成发泡 料还没有充分流动就反应了而使得局部缺料。13 低
16、同样的重量的发泡料，体积大，就会溢料，拉丝时 间短14自由密度21.5-24 或22.5-25Kg/m3高 同样的重量的发泡料，体积小，就会造成局部缺料， 拉丝时间长15 多 发泡倍率低，发泡密度低，体积大，流动性好，粘 度好，混合均匀，容易溢料。16发泡剂根据不同的发泡剂而定少 发泡倍率高，发泡密度高，体积小，流动性差，粘 度小，混合不均匀，容易缺料。17 高 发泡密度大，发泡倍率高，箱体发泡容易缺料，发 泡流动性稳定（B 料的粘度受外界影响小）18料比 ：（ ）低 密度低，发泡倍率高，容易溢料，（A 了的粘度受外界影响大）四、 有关现场问题的故障原因及对策创建时间：2007/12/20 8
17、:13:00 第 8 页 共 19 页第 8 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 8 页 2019/5/13序号 症状现象 原因 对策1 异氰酸酯 1、水或空气中的水份混入而造成变质 1、密封； 2、以氮气加压密封2 聚氰酯泡沫塑料异常软、因高温下保管而后变质。、因长期保管而后变质在短期内使用在 0的室内保管。3聚异氰酸酯液可看到白色结晶、因寒冷地区低温保管 在0的室内保管4 多元醇预液的粘度增大 、在高温下保管而后变质 在 0的室内保管。、因长期保管而变质在短期内使用。、发泡剂用量少。5 多元醇混合物分层成各 、各原液的相溶性情况不良 重新混合整个液体并
18、在短期内使用6 多元醇预混合液有异臭 、变质 在短期内使用7 发硬泡化非常缓慢、变质。 、异氰酸酯的每批偏差。 、发泡剂的分量多。 、原液温度过低。 、车间温度过低。、配合比有误（聚异氰酸酯液混合液多）校正配合比8 发硬泡化异常高速、多元醇预混合液变质 、聚异氰酸酯量的每批偏差 、发泡剂的剂量低。 、原液温度过低。 、车间温度过低。重新调整9 发泡倍率异常低、水或空气的水份混入。 、剂的分量多。、配合比有误（多原醇预混合液占多）校正配合比10 、发泡倍率异常高、发泡剂分量少。 、多元醇混合液变质。、原液温度低。、配合比有误（聚异氰酸酯液占多）校正配合比。 、器具温度过低。 、多元醇混合液发泡剂
19、分量多11 聚氰酯泡沫塑料异常软 、发泡剂用量少。 、变质。、配合比有误多（原醇混合液占多） 2、超罐料率不足增多原液注入量成分创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 9 页 共 19 页第 9 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 9 页 2019/5/1312 聚氨酯泡沫塑料异常硬 、发泡剂用量少。 、配合比有误（异氰酸酯量占多）13 聚氨泡沫孔粗大、原液不适用发泡机。、变质。 、油内混入。 、大量的水混入。 原料温度过低。、混合不良高压发泡机提高发泡压力清洗混合枪头低压发泡机声高发泡机的转速清洗注塑嘴。 、低压发泡机的溶剂混入。14 聚氨泡
20、沫塑料有黑白条纹、使用混合不良原料。、原料温度过高，混合不良。、混合不良高压发泡机升高注塑压力低压发泡机升高发泡机搅拌机的转速。、配料比部分变动（蕖不量）15注人后落下部分泡沫塑料或白花纹、粘度差大。 配料比大。、原液注塑初期混合不良高压发泡机升高油压，使活塞的动作顺利调节初流注塑的调整弹簧低压发泡机调整模口，使注塑压力和循环压力一致。16 调整好的配比在使用中变动、原液温度变动，造成原液粘度大幅读变动。、追加使用粘度大有不同的原料、粗漉口被固体物质阻塞。 、渠中空气滞留，造成原液输人不稳定。、渠不能经常受原液注人时的负荷，造成原液的输人不稳定。 、原液槽中的液量少造成起跑，原液输人不稳定。1
21、7向开口式箱门注人时原液飞溅、粘度过低 、原液的注塑量多调节适当的注塑量。18 电冰箱的铁板剥离 、使用聚氰酯泡沫粘附性不良的原液。、夹具温度过低。 、脱模时间过短。 、脱摸后接触冷空气。 、配料比有误。 、聚氰酸酯过多。19部分有没填充聚氨酯泡沫的部分（有空洞）、使用聚氰酯泡沫塑料发泡的填充性能差的原料 、原液的注入量不足。、夹具温度过高。 、夹具温度过低。 、以超过乳化时间注入料原液20 电冰箱的外观有凹凸不平、使用聚氨酯泡沫塑料尺寸稳定差的原液，造成聚氨酯泡沫收缩。 、使用变质的原液造成聚氨酯泡沫收缩。性的壁结构21 脱模后冰箱全般鼓起、原液注入量过多。 、发泡剂用量多。 、变质、脱模时
22、间过短。 、夹具温度过高。 、夹具强度弱。创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 10 页 共 19 页第 10 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 10 页 2019/5/1322 冷冻室与冷藏室之间凹陷、使用聚氨酯泡沫塑料尺寸稳定性差的原液。 、脱模时间过短。23使用中和保管中的电冰箱发生收缩变形或膨胀变形、使用聚氨酯泡沫塑料尺寸差的原液。 、变质。 、原液注入量不足。、配合比有误 、（聚异氰酸酯液或多原醇预混液占多）、夹具温度过低。24注入的原液或聚氨酯泡沫塑料泄漏、发泡速度不适当。 、原液注入量过多。 、原液温度低。、密封不足。 、充分
23、密封空隙25聚氨酯泡沫的密度分布差异大、使用聚氨酯泡沫塑料充填性的原液。、夹具温度过低。 、脱模时间过高。 、配合比有误。 、（聚异氰酸酯液占多）26 需要异常的原液注入量、使用聚氨酯泡沫塑料发泡沫填充性的原液。、变质。 、发泡剂用量少。、夹具温度过低。 、配合比有误。 、（聚异氰酸酯液占多）27聚氨酯泡沫的密度分布差异大、使用聚氨酯泡沫塑料充填性的原液、夹具温度过低。 、夹具温度过高。 、配合比误 （聚异氰酸酯液占多）28 需要异常多的原液致入量、使用聚氨酯泡沫塑料发泡沫填充性的原液。、变质。 、发泡剂用量少。、夹具温度过低。 、配合比有误。 、（聚异氰酸酯液占多）29 使用电冰箱外侧结露、
24、使用聚氨酯泡沫塑料绝热性能差的原液。 变质。、酯泡沫塑料填充部薄。 、形成贯通空洞。30注入原液的夹具因发泡压而变形、原液注入量多。 、发泡剂分量多。 、夹具的强度弱。第四章 高压发泡机工作原理高 压 机 的 工 作 原 理 是 把 原 料 的 压 力 能 转 化 为 动 能 ， 使其 在 极 小 的 空 间 内 高 速 混 合 。 在 进 行低 压 循 环 时 ， 原 料 从 料 罐 内 流 入 计 量 泵 ， 经 过 分 流 阀 、 热 交 换 器 ， 再 回 流 入 料 罐 ， 全 线 的 管道 都 是 大 管 径 ， 没 有 阻 力 所 以 压 力 很 低 。 在 进 行 高 压 循
25、环 或 灌 注 时 ， 分 流 阀 关 闭 了 ， 原 料 在灌 注 头 内 经 过 一 个 可 调 的喷 嘴 ， 由 于 通 道 缩 小 ， 强 行 把 压 力 提 升 ， 同 时 流 速增 加 ， 两 种 原 料在 从 喷 嘴 喷 出 时 高 速 碰 撞 ， 互 相 充 分 混 合 ， 所 以 均 匀程 度 比 传 统 的 机 械 式 搅 拌 器 要 好 得 多 。 图 7-2 为 PUROMAT 高 压发泡 机 工作 原 理示意 图 。创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 11 页 共 19 页第 11 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl
26、第 11 页 2019/5/13高 压 发 泡 机 结 构 组 成一 台 高 压 发 泡 机 主 要 组 成 结 构 包 括 料 罐 、 泵 、 混 合 枪 头 、 液 压 系 统 、 恒 温 系 统 、 控 制 系统以 及 辅助 系 统 等 。1 物 料贮 存 、配制 及 恒温系统物 料 贮 罐 多 采 用 带 有 搅 拌 、 并 有 夹 套 或 盘 管 恒 温 装 置 的 反 应 釜 ， 材 质 多 为 不 锈 钢 ， 若 使 用碳钢 反 应 釜 ， 则 应 在 内 表面 采 用 化 学 镀 、 金 属 或 塑料 喷 涂 或 刷 防 腐 涂 料 等 方 法 ， 镀 上 不 与 多元醇和异
27、氰 酸 酯 组 分 反 应并 能 抵抗 其 侵蚀 的 防 锈 层 。 高压 机 的 随 机 工 作 贮罐 一 般都 比 较 小 ， 多 为 300 500L 之 间 ，用 于 直 接 向 计 量 泵 供 料 。大 多 数 生 产 厂 家 都 使 用 配 制 好 的 组合 聚 醚 ， 因 此 不 再 需 要 在 生 产现 场 配 料 。 若 生 产 者 需 要自 己 配 制 多 元 醇 及 异 氰 酸 酯 组 分 ， 则应 另设 较 大 的 配 料 釜 ， 搅 拌 配制 均 匀 后 向 高 压 机 工 作 料 罐 供 料 。 为 了 能 保 证 连 续 生 产 并 保 持料 液的 温 度 恒 定
28、 ， 工 作 料 罐 除配 有 独 立 的 恒 温 系 统 外 ， 一 般 配 备 液 面 控 制 自 动 补料 设 备 ， 及时 从原 料 桶 或 配 制 釜 中 少 量 多次 补 充 原 料 ， 保 持 工 作 料 罐 液 面 稳 定 并 经 常 处 于 满 罐 状 态 ， 从而 保证 料 液温 度 波动小 ， 稳定 在 工艺要 求 的 范 围 内 。在 高 压 发 泡 机 中 需 使 用 耐 压 0.4 0.6MPa 的 压 力 罐 ， 以 干 燥 的 氮 气 或 空 气 加 压 向计 量 泵 供料 。 若 需 要 另 加 辅 助 发 泡剂 ， 则 应 根 据 选 用 的 辅 助 发 泡
29、 剂 品 种 ， 确 定 对 料 罐 的 相 应 要 求 。 一般 发 泡 设 备 中 都 配 有 单 独的 恒 温 系 统 ， 可 以 独 立 制冷 或 加 热 ， 用 水 作 传 热 介 质 ， 并 通 过 冷 热水 系 统 与 物 料 贮 罐 结 合 起来 成 为 独 立 的 恒 温 调 节 体 系 ， 除 工 作 料 罐 的 夹 套 或 盘 管 外 ， 通 常 在回 流 管 路 中 还 装 有 热 交 换 器 ， 以 强 化 对 物 料 温 度 的 控 制 ， 保 证 生 产 过 程 中 物 料 温度 的 稳 定 。2 计 量系统通 常 高 压 机 使 用 双 组 分 原 料 体 系
30、， 使 用 两 台 计 量 泵 ， 一 台 用 来 计 量 输 送 异 氰 酸 酯 ， 一 台创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 12 页 共 19 页第 12 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 12 页 2019/5/13用 来 输 送 多 元 醇 与 匀 泡 剂 、 催 化 剂 等 助 剂 的 混 合 料 。 为 了 满 足 产 品 的 特 殊 需 要 ， 有 时 需 要 第 三组 分 及 更 多 的 组 分 ， 可 单 独 配 置 添 加 剂 （ 如 发 泡 剂 等 ） 专 用 泵 、 色 浆 、 填 料 专 用 泵 等 。 高 压
31、机 所 使 用 的 计 量 泵 一 般 是齿 轮 泵 、 环 形 活 塞 泵 、 多 柱 塞 计 量 泵 ， 多 柱 塞 计 量 泵 的 最 大 工 作 压力 可 达 30MPa， 在 高 压 发 泡 机 中 ， 各 计 量 泵 的 实 际 工 作 压 力 一 般 是 4 15MPa。 下 面 介 绍 A2VK 高 压计 量 泵 。A2VK 高 压 计 量 泵 是 可 变 量轴 向 柱 塞 泵 ， 它 的 柱 塞 泵组 是 活 动 的 ， 可 以 左 右 摇 摆 ， 它的 吐出量 与 泵 组 对 轴 心 的 角 度成 正 比 ，角 度 越 大吐 出 量越 大 ， 同时 由 于 摆动 的 角度不
32、 大 于 25 度，吐 出量 与 摆动角 度 基本 上 是线性 变 动 。A2VK 计量 泵 主要 分 为 开放 式 与封 闭 式两大 类 。开 放 式 ： 原 料 从 外 界 （ 料 桶 ） 经 顶 部 或 旁 边 进 入 泵 体 腔 内 ， 柱 塞 泵 的 进 料 口 直通 泵 腔 。 这样 的 设 计 ， 进 料 阻 力 小 ， 但 进 料 压 力 不 能 高 过 0.4 MPa， 不 然 主 轴 密 封 圈 容 易 泄 露 ， 同时 也可 能 把泵 腔 撑 破 。封 闭 式 ： 原 料 从 外 界 （ 料 桶 ） 经 底 部 进 入 封 闭 通 道 ， 直 接 进 入 进 料 口 ，
33、这 样的设 计 ， 进 料阻 力 大 ， 但 进 料 部 位 可 以 承 受 高 压 ， 碰 上 高 粘 度 原 料 ， 可 以 增 压 泵 把 原 料 强 行 送 入 。 由 于 柱塞 泵 允 许 微 量 原 料 从 柱 塞边 缘 倒 流 入 泵 腔 内 ， 所 以 泵 腔 必 须 有 泄 流 装 置 ， 不 然 会 因 压 力 增 高而 破 裂 。 同 时 在 装 好 新 泵时 记 住 要 人 工 填 满 泵 腔 ， 不 然 此 泵 可 能 在 空 泵 腔 的 情 况 下 运 行 好 长的 一 段时 间 ，直到 最 后被 倒 流的原 料 填满泵 腔 为 止 。众 所 周 知 ， 泵 主 轴
34、 伸 出 泵 体 外 的 部 分 必 须 有 防 止 泄 露的 密 封 圈 。 早 期 的 计 量 泵 只 有 一个 密封 圈 ， 后 期 的 泵 则 装 上 两 个 密 封 圈 ， 在 两 圈 之 间 充以 增 塑 剂 DOP， 一 是 防 止 空 气 的 侵 入 ， 二是 可 以 用 来 润 滑 外 圈 。 由于 白 料 不 会 干 涸 ， 因此 DOP 是 静 态 封 存 。 但 黑 料 遇 到 空 气 会 固 结， 因 此 特 别 需 要 装 一 个 小的 气 动 润滑 泵 ， 定期 定 量的送出 DOP， 不 让 黑 料 有 机 会 在 两 圈 之间 长 期停 留 。除 以上 几 种
35、 泵外 ， 比较重 要 的还 有 单冲程 柱 塞计 量 泵 。 单 冲 程 柱 塞 计 量 泵 是 一 种 单 料 筒 慢冲 程 柱 塞 计 量 泵 。 它的 主 要 计 量 部 件 是 一 个 沿轴 向 运 动的 圆 柱 形 耐 磨 计 量 柱 塞 及与 之 配 合的 计 量 柱 塞 泵 。 两 个 安 装 于 柱 塞 缸 体 进 出 管 路 中 的 单 向 阀， 保 证 物 料 只 能 从 进 口 或出 口 单向 进 入 或 排 出 缸 室 。 计 量 柱 塞 的 动 力 通 常 来 自 液 压 系 统 ， 通过 液 压 活 塞 推 动 计 量 柱 塞进 入计 量 缸 体 内 ， 排 除
36、与 其 体 积 相 同 的 流 体 。 精 确地 控 制 计 量 柱塞的 行 程， 就 可实现 精 确计 量 物料排 量 。 单 冲 程 柱 塞 计 量 装 置 的 排 料 量 通 过 柱 塞 行 程 长 度来 控 制 ， 泵 组 间 流 量 比 例 及 排 量大 小 决定于 柱 塞 直 径的 选 择 及 对 柱 塞行进速度的控 制 。有 多 种 方 法 可 以实现对液 压 活塞的 精 确控 制 ， 例 如 使 用 可 调 节 流 量 的 轴向 柱 塞 计 量 泵 电 子 液 压 伺 服 系 统 或 由 频 率 发 生 器 和 步 进 电机 等 来控 制 液压 油 量，从 而 精确 控 制液压
37、 活 塞的 行 程 。为 了 保 证 计 量 的 稳 定 、 精 确 ， 计 量 柱 塞 泵 配 有 温 度 控 制 装 置 ， 以 维 持 缸 体 及 物 料 的 温度恒定。 采 用 液压 动 力 源 的 单冲程 柱 塞 计 量泵 可 应用于高压或低 压 系 统 ， 其 最 大 工 作 压 力达25MPa， 可 处 理 的 物 料 粘 度 范 围 为 3 50000 mPa s， 物 料 中 允 许 含 有 大 量 填 料 ， 甚 至 磨蚀 性填 料 （ 如 玻 璃 纤 维 或 其 它有 机 、 无 机 的 磨 蚀 性 填 料 ） ， 是 其 它 类 型 的 计 量 泵 所无 法 胜 任的
38、。 单 冲 程 柱 塞 计 量 泵 只 适 合 用 于 非 连 续 生 产 工 艺 。 它 的 一 次 最 大 排 料 量 取 决 于 计 量柱 塞 及 柱塞 缸 的 容 积 ， 通 常柱 塞 缸的 容 积 在 2 15 L 之 间 ， 物 料 注 射 量 在 7 13000 cm3/s， 有若 干个规 格 可 供 选 择 。过 滤 器 也 是 计 量 系 统 的 重 要 元 件 。 物 料 在 由 料 罐 进 入 计 量 泵 之 前 必 须 经 过 过 滤 器 ， 以 过 滤系统 中 可 能 带 入 的 固 体 机械 杂 质 、 保 护 精 密 的 计 量 泵 免 遭 意 外 破 坏 及 过
39、 度 磨 损 。 常 用 的 过 滤器 主 要有 网 式过滤 器 及片 隙 式过滤 器 。创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 13 页 共 19 页第 13 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 13 页 2019/5/133 混 合系统因 为 混 合 是 聚 氨 酯 加 工 中 非 常 重 要 的 一 道 工 序 ， 混 合 头是 反 应 物 料 汇 集 并 混 合 溶解 或 均创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 14 页 共 19 页第 14 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 14
40、页 2019/5/13匀 分 散 的 地 方 ， 混 合 好 的 物料 也 由 混 合 头 注 入 模 具 成 型 ， 所 以 通 常 把 混 合 头 看 作 是 机 械 的 心脏， 聚 氨酯 工 艺的大 量 研究 工 作主要 致 力于 混 合技术 的 开 发 。 高 压 发 泡 机 的 混 合 系 统 一般 有 混 合 头 、 混 合 头 支 架 及 运 动 机 构 、 供 料 管 道 等 若 干 部 分组成。在 高 压 混 合 系 统 中 ， 具 有 高 压 势 能 的 物 料 ， 在 通 过 喷 嘴 进 入 混 合 头 之 后 急 速 泄 压 ， 势 能 转换 成 动 能 ， 两 组 分
41、 物 料 的 高 速 液 流 急 速 交 汇 ， 充 分 地 分 散 、 混 合 。 根 据 料 流交 汇 形 式 的不 同 ，高 压 混 合 头 主 要 可 分 为 撞 击 式 和 平 行 流 两 种 形 式 ， 其 中 大 部 分 属 于 撞 击 式 。 由 于 对 于 模 塑制 品 要求 的 日渐提 高 ，高 压 设备的 物 料系统 已 由直 接 系统转 化 为循 环 系 统 。一 般 来 说 ， 高 压 混 合 头 由 物料 转 向 元 件 、 物 料 喷 嘴 、 混 合 室 、 混 合 头 清 洗 元 件 等 若 干部分组 成 。混 合 头 物 料 转 向 元 件 通 常 是 一 个
42、 液 压 控 制 换 向 的 柱 塞 ， 用 以 把 物 料 从 循 环 状 态 切换 到 混 合状 态 ， 完 成 浇 注 后 再 切 换回 循 环 状 态 。 在 只 有 一 个液 压 控 制 柱 塞 的 混 合 头 中 ， 这 个 柱 塞 也 兼具 有 混 合 头 清 洗 元 件 的 作用 ， 在 把 料 液 切 换 成 循 环 状 态 时 ， 同 时 完 成 对 混 合 室 的 自 清 洁 。混 合 室 是 个 反 应 物 料 汇 集 混 合 的 地 方 ， 混 合 效 果 的 好 坏 主 要 决 定 于 物 料 在 混 合 室中 的 分 布及 流 动 状 态 。 各 物 料 组 分通
43、 常 以 逆 流 方 式 注 入 混 合 室 ， 通 过 料 流 撞 击 以 及 在 混 合 室 内 产 生的湍 流 进行 混 合 。物 料 喷 嘴 是 控 制 物 料 进 入 混 合 室 并 调 节 流 速 及 分 布 状 态 的 注 孔 装 置 ， 主 要 有 柱 形及 锥 形 两种形 式 ， 一 般 来 说 ， 锥 形 喷 嘴 的 分 散 及 混 合 效 果 要 高 于 柱 形 喷 嘴 。 撞 击 混 合是 利 用 各 组分 高速 进 入 混 合 室 的 冲 击 力 进行 的 ， 在 进 入 混 合 室 的 物 料 喷 嘴 出 口 处 ， 物 料 的 线速 度 需 达 到约150m/s，
44、为此 喷 嘴注孔 的 尺寸 要 与注料 量 相匹 配 。混 合 室 的 容 积 都 比 较 小 ， 一 般 多 在 0.1 10 cm3 之 间 ， 减 小 混 合 室 的 容 积 ， 可 缩短 物 料 喷嘴 间 的 距 离 ， 有 利 于 改 善和 提 高 混 合 质 量 ， 在 混 合 枪 室 的 流 道 中 设 置 节 流 块 ， 或 改 变 物 料 的流 向 均 可 强 化 料 流 的 扰 动 ， 提 高 混 合 效 果 ， 同 时 也 有 利 于 在 混 合 头 喷 嘴 出 口 处 物 料 的 平 稳 流出 。混 合 室 的 清 洗 最 初 采 用 压 缩 空 气 ， 这 比 较 适
45、 合 于 清 洗小 型 的 混 合 头 ， 如 混 合 室 容 积 较大 的就 难 以 清 洗 干 净 。 目 前 ， 大多 数 高 压 混 合 头 都 采 用 活 塞 清 洗 法 ， 用 一 个 配 合 精 密的 清 洗 杆 ， 自浇 注 完 成 后 ， 把 剩 余 的 物料 从 混 合 室 及 喷 嘴 中 推 出 去 ， 在 由 多 个 活 塞 控 制 的 混 合 头 中 ， 这 一过 程 是多 个 活塞互 相 配合 动 作的结 果 。以 下介 绍 几种不 同 设 计的 高 压混 合 头 。（ 1） 直流自 洁 式混 合 头这 是 一 种 适 用 于 敞 口 模 具 浇 注 的 高 压 混
46、 合 头 。 此 类 混 合 头 最 早 由 Krauss-Maffei 及 EMB公司 推 出。 其 工作原 理 示意 于 图 7-3。这 种 混 合 头 只 有 一 个 控 制 活 塞 ， 在 循 环 位 置 时 ， 物 料 通 过 控 制 活 塞 上 的 流 道 返 回机 上 贮 罐 ，活 塞 后 退 ， 各 组 分 物 料注 入 混 合 室 ， 当 活 塞 再 度 向 前 运 动 时 ， 注 射 中 断 并 重 新 循 环 。 随 着活 塞 的前 移 ，混合 室 内的 物 料被推 出 ，完 成 混合头 的 自清洁 。创建时间：2007/12/20 8:13:00 第 15 页 共 19 页第 15 页 共 19 页创建时间：2007/12/20 8:13:00 zcl第 15 页 2019/5/13（ 1）循环状态 （ 2）混 合 状态图 7-3 Puromat 混 合 头 工 作 原理示 意 图（ 2） “L”型自 洁 式混合头这 是 一 种 分 别 由 Cannon 公 司 （ 称为 FPL 型 ） 和 Krauss Maffei 公 司 独 立 完 成 开 发 的 混 合头， 其 工作 原 理 、结 构 简图 及
