聚氨酯发泡常见问题.docx

高压发泡机与低压发泡机最大优缺点比较

　　发泡机可分为低压发泡机和高压发泡机。低压发泡机是把A组分（异氰酸酯）和B组分（多元醇+发泡剂+催化剂+其他辅助材料）经计量泵输送到浇注头的搅拌室中，经搅拌后注入发泡模内成型。其缺点是每次浇注后搅拌室要用溶剂将残余物洗净，浪费溶剂，污染环境，但设备投资低。高压发泡机是A、B两组分经高压泵送入高压浇注头的混合室中，在15～18MPa高压下瞬间混合后即浇入模内发泡成型。其长处是混料均匀，不需要用溶剂清洗，但设备投资较高。
高压发泡机
1. 价格昂贵较贵
2. 制作精密.
3. 混合效率好，泡沫泡孔构造稳定均匀, 绝缘性能好.
4. 由120~200bar的混合室压力进行强力混合
5. 浇注完成后，混合头内不会遗留残余物料，周围始终干净.
6.因不产生残余物料, 泡沫质量好, 所以会节省原液使用量 (约 5~10%)
7. 管理和启动方便，周围始终干净.
8. 产品质量优秀.
9. 因混合效率好，不会发生后期发泡.
10. 没有环境污染.
11. 耐久性好.
12. 可以用于自动化生产线.
低压发泡机
1. 价格低廉.
2. 制作简单. 
3. 混合效率不好，泡沫不均匀，绝缘性能差.
4. 在混合头采用电机强行混合.
5.因混合头内部空间大, 会遗留残余物料, 为了清除这些物料. 不得不使用氯带甲烷等有害环境的溶剂.
6. 因混合效率不好，残余物料多，所以原液使用量比高压 发泡机多5~10 %.
7. 管理困难, 周围环境不好.
8. 很难制造高品质产品.
9. 因混合效率坏，会产生后期发泡.
10. 在欧洲已禁用低压发泡机. (因使用有害物质，造成环境污染)
11. 耐久性差.
12. 只能用于手工生产, 不能用于自动化生产

聚氨酯发泡过程中常见的问题
聚氨酯喷涂发泡过程中，出现泡沫收缩、酥脆、太软、烧心、开裂、冒烟、脱落、塌泡、泡沫孔粗大、一捏成细粉末、反应初期发泡慢、启发慢等一系列问题。
聚氨酯发泡受施工过程中条件、设备、工艺以及环境温度的影响，聚氨酯反应过程中会出现各种不正常的现象，最终影响泡沫质量问题。现将所有可能出现的情况录如下：
以下A料代表聚氨酯白料，即组合聚醚；B料代表聚氨酯黑料，即聚合MDI（多异氰酸酯）。
1、A、B料混合后不发泡：①料温低;②两组分配比不准③A料漏加催化剂;④B料质量低劣;⑤A料漏加发泡剂。
2、聚氨酯硬泡收缩：①A料组分多,使聚氨酯硬泡强度下降引起收缩;②喷枪中料液混合不均,喷雾空气太小,或物料粘度太大;③固化太快,形成较多闭孔;④气体热胀冷缩变形。
3、聚氨酯硬泡酥脆：①B料组分太多;②水分过多;③工作面温度过低;④B料酸值大,含杂质多;⑤A料阻燃剂加入量过多。
4、聚氨酯硬泡太软,熟化过慢：①B料组分量小;②A料中锡类催化剂太少;③气温、料温、落料工作面温度低。
5、聚氨酯硬泡塌泡：①发泡气体产生过速,应降低A料中胺催化剂用量;②A料中匀泡剂失效或有碱性;③催化剂失效或漏加,应补加A料中锡催化剂;④原料中酸值大。
6、聚氨酯硬泡泡孔粗大：①A料中匀泡剂失效或漏加;②水分多(发泡剂或聚醚中水分);③A、B料搅拌混合不均匀;④B料纯度低,含总氯或酸值高;⑤气体发生速度比凝胶快。
7、聚氨酯硬泡开裂，或烧心：①物料温度高;②A料催化剂过量;③一次浇注量过大,泡沫过厚;④用水做发泡剂时加入量过多;⑤物料中有金属盐类杂质。
8、聚氨酯硬泡脱落：①喷涂工作面湿度大,使反应不完全充分,底层泡沫发酥、发脆、呈粉沫状;②被喷工作面不洁,有油污,灰尘太多
9、聚氨酯硬泡逸出烟：①A料中催化剂用量太高;②A料中聚醚羟值过高;③料温太高等。
从以上出现的问题分析得知,除客观因素外,A料组分涉及因素较多。在现实生产中,调整粘度、乳白时间、发泡时间、固化时间等主要是调整A料。
聚氨酯硬泡不仅仅是A、B料的混合,要了解生成聚氨酯硬泡的原理及各组分间相互作用,综合各方因素,针对性加以分析,从中判断存在问题,就不难生产出优质聚氨酯硬泡制品。

聚氨酯发泡过程中各种影响因素
1、 羟值
一般多元醇化合物的官能度大、羟值高，则制得的泡沫塑料硬度大，机械物理性能好，耐温性能好。但与异氰酸酯等其他组分的互溶性差。
羟基化合物与异氰酸酯的反应是聚氨酯合成中最常见、最基础的反应之一。羟基含量相同的情况下，官能度大的反应速率大，反应物的粘度增加快。官能度相同的情况下，羟值高的聚醚活性高与TDI的反应性加强，羟值低的聚醚活性低与TDI的反应性减弱。作为发泡过程中的两大主反应：TDI与水的反应活性相当于它与仲醇的反应，因此聚醚羟值的波动会破坏发泡过程中TDI与聚醚及水的反应平衡。若羟值高，则TDI与聚醚的反应性增强，主反应增强。若羟值低，则TDI与水的反应增强，造成主反应速度跟不上发泡反应速度，易造成塌泡现象。
聚醚羟值的波动对泡沫制品有较大的影响，聚醚的羟值直接影响到TDI的加入量，若羟值高，则TDI用量增加，若用户未对TDI的量进行调整，相当于TDI加入过少，造成泡沫裂纹、回弹性差、强度差、压缩永久变形增大。反之，相当于TDI加入过多，会使泡沫形成大孔和闭孔、硬度增加、熟化时间长引起烧心。
 2、不饱和度
聚醚反应温度的高低及催化剂的多少直接影响聚醚产物的不饱和度，反应温度高或催化剂含量高（聚醚链的活化中心数量多），则副反应增加，不饱和度增加。不饱和度增加说明反应过程中生成的醛类等不饱和物质增多，聚醚的端基形成不饱和双键后就失去了反应活性，链增长终止，影响聚醚的平均分子量，使平均分子量降低，羟值升高，聚醚的官能度降低。官能度的高低直接影响着泡沫制品的性能，因此在生产控制中，不饱和度越低说明副反应越少，对泡沫制品的影响越小。 
3、水分
水作为发泡剂是泡沫塑料中最重要的反应之一，少量的水可消耗大量的TDI，并产生大量的气体、放出热量。反应混合物中水浓度的增加可使反应速度加快。若聚醚中水分（计算TDI指数时将其忽略）增加，不但消耗大量的TDI使聚醚活性降低造成裂泡、塌泡，同时因反应中放出大量的CO2及热量，会减小泡沫制品的密度，若生成的热量不能迅速移走，严重时会造成黄心甚至着火。若聚醚水分超标严重，生成脲键及CO2的量增加，泡沫密度变小，泡沫制品变硬，同时放出大量的热易造成烧心。若客户在不知情的情况下进行使用，相当于增加了水量，但TDI及催化剂的用量未进行调整，易造成裂泡，超标严重时会出现塌泡现象。因此在聚醚的控制过程中水分越低好，有利于泡沫制品配方及性能的稳定。
4、酸值
 AV可以羟值的形式表现，因此酸值高消耗TDI多，但由于量少可忽略不计。反应温度高及催化剂浓度的增加会增加副反应，使酸值升高；酸值高在泡沫形成过程中消耗的胺类催化剂多，降低了反应活性，严重时会由于胺类催化剂消耗太多造成泡沫制品的收缩、闭孔。
5、分子量
大部分高聚物的性能随分子量的增加而提高，如抗张强度、伸长率、熔点、硬度和玻璃化温度等随分子量的增加而上升，而溶解度相反。这种关系在分子量提高至一定值后变化就不显著了。聚醚的分子量可由羟值、官能度计算而得。对于同一牌号，分子量的大小受不饱和键的影响，因此引起分子量变化的影响因素与不饱和度的影响因素类似，二者是一个相辅相成的关系，即同一牌号聚醚，不饱合度增加→分子量减小；不饱和度减少→分子量增加。
 6、钾离子
聚醚中残余催化剂的存在将直接影响予聚体制备及聚氨酯制品的物理性能，因为钾离子促进聚氨酯化学反应过程中生成刚性且交联的脲基甲酸酯与缩二脲基，使泡沫制品变硬，弹性降低，严重时凝胶。同时钾离子含量高，当作为原料与TDI进行发泡时，发泡热量不能及时散发，造成泡沫烧心。 
7、抗氧剂
为了提高泡沫制品的抗氧化能力，我们在聚醚生产和发泡过程中加入抗氧剂（可将泡沫制品的燃烧温度提高至180℃以上，其加入量与加入的水量有关）。提高泡沫制品的燃烧温度，避免了烧心现象的 1发生。
8、色值
色值是聚醚最直观的表观指标，色值的好坏能直接反应聚醚的质量。聚醚醚键上的碳原子极易氧化，尤其是在碱性介质中和较高温度下，均会造成副反应的增加，生成不饱和键，若色值深，则相应的其他指标(如AV、不饱和度等指标)也会相应发生变化，同时造成泡沫制品的颜色相应发生变化.。