Основными недостатками этого материала являются короткий срок службы и высокая воспламеняемость. Последний недостаток решается путем введения в производственный процесс специальных добавок, с помощью которых получается так называемая негорючая пена.
Технология производства поролона
Пенопласты — это вид мягкой полиуретановой пены, состоящей на 90% из воздуха. Материал используется для производства мягкой мебели, автомобильных сидений и для упаковки хрупких товаров. Способность поглощать звуковые волны и впитывать воду находит применение в звукоизоляционных панелях и санитарных аксессуарах на основе пенополиуретана. Производство материала не требует больших инвестиций в стартовый капитал. Низкие производственные затраты являются одной из главных предпосылок высокой окупаемости.
В статье — технология производства поролона, сравнение компонентов и современного оборудования.
Компоненты для изготовления поролона
Сегодня поролон производится на основе изоцианатных и полиольных компонентов. С каждым годом технология производства модернизируется, а физико-механические свойства продукции становятся все лучше и лучше. Плотность регулируется количеством пенообразователя в полиольном компоненте — воды или летучих органических соединений (ЛОС). В рецептуру также входят катализаторы, стабилизаторы, пигменты и другие добавки. После смешивания и добавления воды элементы образуют пористый полиуретановый материал.
Характеристики распространенных типов приведены в таблице ниже.
| № | Сокращенное название | Марка пенопласта | Характеристики |
|---|---|---|---|
| 1 | ST | Стандарт | Универсальное сырье, дешевле других видов. Используется в мебельной промышленности. |
| 2 | EL | Повышенная жесткость | Дороже, чем другие марки ST, обладает высокой устойчивостью к внешним нагрузкам. Он активно используется в мебельной промышленности. |
| 3 | HL | Жесткий | Имеет более высокую несущую способность и жесткость. Используется для производства амортизирующих элементов и упаковки. |
| 4 | HS | очень мягкий, нежный | Он характеризуется износостойкостью и хорошими амортизирующими свойствами. Используется для производства мягкой мебели, в качестве наполнителя для игрушек и для звукоизоляции. |
| 5 | HR/VE | Высокая эластичность | Ячейки этого типа пенополиуретана имеют различные размеры и толщину стенок. Под давлением и механическим воздействием материал проявляет устойчивость к внешним нагрузкам. Некоторые составы маркируются функцией «memory foam», которая используется в ортопедической промышленности, при производстве матрасов, подушек. Они используются в качестве наполнителя для мебели с высокими требованиями к пожарной безопасности: Автомобильная, авиационная и железнодорожная промышленность. |
Пенопласты ST, особенно марок EL и HR, должны обладать определенными физико-механическими свойствами. Полиуретановая подложка не всегда может соответствовать этим требованиям. В этом случае решением является замена части полиэфира в полиольном компоненте специальной добавкой — полиольным полимером.
Полимерный полиол представляет собой устойчивую суспензию жестких полимерных материалов в полиэфире. Эти материалы включают: Полистирол, акрилонитрил-стирольный сополимер, полиуретан, полиуретан.
Замена части полиэфира в полиэфирном компоненте на полимерные полиолы увеличивает жесткость, прочность и эластичность пенорезины и уменьшает ее остаточную деформацию.
Полимерные полиолы используются и в других полиуретановых материалах. В жестких пенополиуретанах они повышают жесткость и прочность, а в полиуретановых клеях — эластичность клеевого соединения.
Необходимое оборудование
Оборудование и инструменты подбираются в соответствии с бизнес-планом производства. Необходимое базовое оборудование:
- Оборудование для дозирования и смешивания компонентов,
- литейные формы периодического действия или конвейерные ленты,
- горизонтальный или вертикальный отрезной станок.
Кроме того, может возникнуть потребность в оборудовании для упаковки и дробления отходов. Предусмотрен склад, пригодный для созревания и хранения образцов готовой продукции.
ППУ широко используется в производстве фильтрующих элементов для систем кондиционирования воздуха, вентиляционных систем, аквариумных фильтров, фильтров для бассейнов, вытяжных бонет и т.д.
Основное сырье
Для производства пенополиуретана необходимы два компонента: Изоцианаты и полиолы, которые реагируют друг с другом и с водой, образуя пенистую массу.
Для производства пенополиуретана используются смеси, состоящие из 4-6 компонентов, различных типов полиолов и добавок, соотношение которых и процент добавленной воды определяют плотность получаемого материала и область его применения. К основным компонентам (полиолам и диизоцианатам) добавляются поверхностно-активные вещества и катализаторы для улучшения химической реакции.
Наиболее часто используемыми видами пенополиуретана являются
ST. В смеси используется только один тип полиола. Дешевое и гибкое сырье.
Марка EL из вспененной резины с повышенной жесткостью. В состав входит несколько видов полиолов, поэтому цена сырья выше. Эта смесь позволяет получить более жесткую пену, используемую для производства мебели.
HL с повышенной жесткостью и несущей способностью. Он имеет схожий состав с предыдущим вариантом, но его цена дешевле.
HR — чрезвычайно прочный сорт. Эти соединения необходимы для построения крупных блоков, и в них используются специальные типы полиолов.
Классы HS soft и ultra soft. Этот тип состава необходим для мягкой мебели и постельных принадлежностей.
Поролон также используется для изготовления кухонных губок, наушников и других видов пенопласта. Некоторые ингредиенты токсичны.
Производственное оборудование
Пенополиуретан производится в непрерывном цикле или периодическим способом.
Линия для производства пористого материала включает:
устройство для дозирования компонентов,
смеситель для приготовления компонентов,
ленточные конвейеры для непрерывного процесса или формы для прерывистого литья
машина для вертикальной или горизонтальной резки готовых листов,
упаковочная машина.
Оборудование должно быть выбрано в соответствии с типом производимого продукта: Вспененная резина в рулонах, формованные изделия.
Особенности производственного процесса
Непрерывное производство может производить от 500 до 2 000 тонн продукции в год. Непрерывные линии имеют более высокую пропускную способность.
Независимо от выбранной производственной системы, технологический процесс включает следующие фазы:
Подготовка ингредиентов, дозировка ингредиентов. Для нормальной реакции вспенивания полимерные компоненты должны иметь определенную температуру, поэтому их нагревают. Ингредиенты помещаются в миксер, где перемешиваются в течение нескольких минут. Затем следует добавление изоцианата, перемешивание в бункере пеногенератора, начальная реакция и вспенивание.
Вспененная смесь либо помещается на конвейер, либо заливается в складные формы, которые могут быть любой формы и выстланы алюминиевой фольгой. Пену оставляют на некоторое время для завершения реакции, формирования желаемой пористости и затвердевания блоков. Это занимает 15-30 минут.
Отверждение — хранение в течение 2-3 дней для полного отверждения материала.
Резка на крупные блоки, если используется непрерывный цикл производства, или извлечение пены из разборных форм.
Резка на листы нужного размера и толщины или на готовые изделия.
Поскольку при производстве пенополиуретана используются токсичные компоненты, производство должно осуществляться в промышленной зоне. Минимальная площадь должна составлять 250 м2, из которых около 35 м2 приходится на формовочную линию, которая должна располагаться в отдельном помещении с температурой 20-28 градусов Цельсия. Более низкие показания термометра приведут к низкой пористости материала, так как вспенивание происходит медленно. Кроме того, потолок в помещении для литья должен быть не ниже 3 м, и там должна быть вентиляция. В остальной части помещения (для резки и хранения материала) требования к температуре не столь критичны и могут быть ниже.
ППУ широко используется в производстве фильтрующих элементов для систем кондиционирования воздуха, вентиляционных систем, аквариумных фильтров, фильтров для бассейнов, вытяжных бонет и т.д.
Виды материала по изготовлению
1. пеноблок
После производства материал разрезается на специальных станках. Блочные пенопласты обладают лучшими механическими свойствами, чем формованные пенопласты. Детали и предметы, изготовленные из пенопласта, обладают высокой воздухопроницаемостью.
2. формованная полиуретановая пена
Этот материал экономичен и может быть разрезан на части любой формы. Основным недостатком формованной пены является корка на ее поверхности. Такая конструкция не обеспечивает достаточного воздухообмена.
Вспененная резина также изготавливается из различных полиэфиров. Некоторые виды пенополиуретана не подходят для наружных строительных работ, поскольку они быстро разлагаются под воздействием постоянных осадков.
Показатели поролона
Структура
Плотность пенополиуретана, включая воздушные ячейки, определяет срок его службы. Чем выше плотность, тем дольше прослужит пена. При покупке материала обратите внимание на его среднюю плотность.
Эластичность
Жесткость пенополиуретана зависит от технологии его изготовления. Некоторые виды материалов имеют искусственную жесткость. Такая полиуретановая пена может издавать трещащий звук при сжатии. В процессе обработки жесткость несколько теряется, поскольку ячейки подвергаются механическому прессованию.
Остаточное деформирование
Это один из важнейших показателей качества пенополиуретана. Чем меньше степень деформации, тем больше материал сохраняет свою первоначальную форму под нагрузкой. Чтобы проверить качество поролона по этому принципу, его прессуют и оставляют на определенное время при той температуре, при которой он впоследствии будет использоваться по назначению. Затем измеряется степень деформации и рассчитывается степень отклонения от исходного размера.
Многочисленные виды пенополиуретана используются в производстве мебели и матрасов:
