处理反应型原料为何需要加热?这里有最多样化的设备供你选用

发布时间:2019-02-15 21:11    

处理反应型原料时,

如果需要将原料加热到特殊温度,

通常有两个目的:

降低加了填料的多元醇

以及某种高黏度原料的黏度值;

加快原料的化学反应速度,

实现更快的脱模。

为达到这两个目的,

康隆(Cannon)开发并提供了

工业化的解决方案。

生产弹性体、复合材料部件、特殊发泡产品或A级涂层的化学原料,要求的反应温度可能会达到60~100℃。

普通的计量和混合设备不能处理这样的原料,所以针对这些原料,必须采用特殊的解决方案。

使用热的原料主要也是出于物理和化学两方面的原因。

宜于原料灌注!

聚氨酯的反应通常是允许添加一样固体填料,而且加入量有时还很高,例如重晶石(硫酸钡)或磨碎的大理石(碳酸钙)。

加入这两种物美价廉的矿物粉末,可以使汽车内或录音棚的隔声件具有更好的隔声性。

有时,固体填料也可成为配方中的一种增强材料:例如磨碎的玻纤可以为RRIM(增强反应注射成型)的保险杠提供更好的弯曲模量。

通常,液体原料中加入的固体填料越多,原料的黏度就会越高,那么在处理这些像蜂蜜(或泥浆)一样黏稠的液体时,就会非常困难。

从储存、预混、输送、计量、测量、混合,再到灌注这种原料到一个浅的模具里,所有这些操作都要适应这种极度黏稠的原料。

通常的解决方案包括:精确地控制好催化剂的加入量,将加了填料的原料(通常是多元醇)加热,使其黏度变得更宜于泵和喷嘴有效地灌注。

应用在家具和汽车行业的A级透明或着色的涂层材料,其原料在常温下的黏度很高,因此反应前也要对原料(多元醇和异氰酸酯)进行加热。

加热促进反应

另一个原因是,像有些特殊的固体弹性体或HP-RTM工艺,化学反应活性会要求液体原料的温度通常被加热到100℃,目的是让预聚体快速实现交联反应,这样固化时间长的模塑件才能更快地脱模,增加原料温度可提高催化作用。

事实上,在聚氨酯的反应过程中,原料温度每上升10℃,配方的反应活性就能提高一倍,乳白期也可较低温时缩短50%。

这一原理也同样适用于HP-RTM工艺的环氧树脂的反应过程,在高产量的系统下,会要求每90秒脱模一个复合材料部件。

因此,这种工艺要求原料在开始时就要有很高的温度。

康隆(Cannon)知道怎样处理热的原料

康隆(Cannon)Afros在反应型原料方面已有50多年的设备制造经验,也为热的原料处理开发了多种解决方案:最开始是20世纪70年代的鞋底模塑成型设备,之后是80年代早期的第一代RRIM设备,再到后来90年代的尼龙RIM和DCPD设备,康隆(Cannon)在全世界为这些特殊的应用行业提供了数百套的计量设备。

现在,康隆(Cannon)Afros可提供最多样化的使用热原料配方的计量、混合和灌注设备,可生产的产品包括:HP-RTM环氧树脂复合材料、透明清漆表面涂层材料、着色的清漆表面涂层材料、RRIM工艺的结构增强聚氨酯复合材料、固体填料含量可达70%的聚氨酯发泡隔声材料、汽车线束的聚氨酯发泡固定块以及DCPD和尼龙RIM产品。

针对特殊要求的专门的解决方案

这些特殊设备都采用夹套式储料罐,外面包裹着严密的保温材料,计量单元的所有部件包括:再循环管路和计量泵,还有传感器和转换阀都会装在一个被加热的罩箱内。

采用热空气强制循环达到所需的高温,通过一个集中的导热油加热器式的热交换器生成热空气。

原料从热罩箱出来后,再通过加热及保温的软硬管路到达混合头。

整个生产过程中,原料在注射和混合区的高温则是通过多个电热塞加热金属块的方式来保持的。

整个热调节系统在效率和速度方面都得到了优化:预热循环仅需30min即可进行操作,管路里也没有不合理的能量损失,从而优化了运行成本。

也可选择混合式的解决方案:当多个原料组分中只有一个需要工作在高温状态下时,例如仅需降低一个组分的黏度,加热罩箱可以只将计量单元围起来即可。

如果只有一个原料组分含有研磨性的填料,例如生产汽车线束的聚氨酯发泡固定块,固体的三聚氰胺或三氧化二铝填料的加入量甚至还可能多于多元醇原料组分的量,所以加了填料的多元醇组分就需要用缸式泵进行计量,而另一个没加填料的组分则仍使用传统的高压泵计量。

这样,混合头也必须升级成采用一些耐磨的配置,所有会接触到研磨性原料的部件,都需得到特别的硬化和表面处理。

料罐要配有一套真空脱气系统,确保在注射前令原料里的空气都脱出来:这对透明和着色的表面涂层原料来说非常关键,正是透过这层完全透明的聚氨酯涂层,才能看到里面漂亮的嵌入件。

康隆(Cannon)可提供多种使用热原料的设备以满足不同的流量要求,从小透明涂层部件所需10g/s的设备,到线束的固定块、弹性体以及HP-RTM环氧树脂应用所需的50~150 g/s的设备,还有最大流量的RRIM计量设备,计量可达10000 g/s的特殊的RIM混合头,康隆(Cannon)都可以提供成熟的设备解决方案。

新开发的一些使用热原料的设备

康隆(Cannon)Afros的研发团队还为一些新应用开发了一款特殊的计量设备,并取得了专利:一个模块化的计量系统,可以高压计量不同的色浆料直接进入混合头。在大约180~200 bar的压力下,流量范围在0.4~20 g/s之间(需要不同尺寸的泵)。

该设备的创新之处在于,包括所有电子、电源部分在内的控制部件,与“湿”部以及色浆部分是分开独立的:如果要换一个新颜色,只需一步非常简单的手动操作,从色浆模块的一个架子处,即可插入控制部件。

这种新的模块设备,可实现快速切换,以生产多种不同颜色的产品,显著提高其模塑生产线的效率,同时大大降低了对色浆计量设备的投资。

在康隆(Cannon)FPL QCC(快速转换色浆)混合头上插上色浆模块,可无需再用色浆冲洗,就能依次变换两种不同的颜色,从而优化了这种混合式的生产,不必再浪费时间和原料去冲洗管路。