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環戊烷高壓發泡聚氨酯模塑生產成套設備

 
 
  摘要:介紹了采用環戊烷發泡劑替代CFC-11的聚氨酯泡沫發泡工藝路線,陳述了相應的環戊烷發泡成套設備的用途及主要構成。
 
  關鍵詞:發泡機;聚氨酯泡沫塑料;模塑生產線;環戊烷
 
  為了加快履行聯合國《關於消耗臭氧層物質的蒙特利爾協定書》的義務,根據我國編製並修訂的《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》的精神,聚氨酯泡沫行業2010年前要實現CFC-11零消費。據此,武漢輕工業機械廠采用對大氣臭氧層無損害的環戊烷作為硬質聚氨酯泡沫塑料的發泡劑,以替代CFC-11,且按新的工藝路線,經消化吸收並改進,研製了環戊烷高壓發泡聚氨酯模塑生產成套設備。環戊烷與CFC-1 I的物理性質比較見表lfyo
 
  根據環戊烷的物理性質,使用環戊烷作聚氨酯硬泡發泡劑的優點為:對大氣臭氧層無破壞作用,環保性能較好;價廉,資源豐富;室溫下為液態;因相對分子質量低,同密度的泡沫所需環戊烷用量比CFC-11的小。缺點是:易燃、易爆,設備費用高;氣相熱導率較CFC-11高,因而泡沫絕熱性相對差些。目前國內海爾、科龍、新飛、長嶺等廠家已大批使用環戊烷作冰箱、冷櫃絕熱層硬泡的發泡劑。
 
  使用環戊烷作發泡劑的模塑發泡生產工藝路線如下:
 
  的生產工藝路線,武漢輕工業機械廠研製了環戊烷高壓發泡聚氨酯模塑生產的成套設備。為了確保安全生產,在設備研製時特別注重了防爆安全措施的研發。
 
  環戊烷高壓發泡聚氨a模塑生產成套設備由環戊烷/多元醇預混係統、聚氨酯環戊烷高壓發泡機和聚氨酯發泡模塑生產線組成。各組成部分的構成描述如下。
 
  1環戊烷/多元醇預混係統
 
  根據環戊烷的特性,新開發的環戊烷/多元醇預混係統的環戊烷貯料罐,須防止外力的撞擊,周圍應無火花,如果地麵條件不能滿足安全要求,或外界氣溫可能低於OTC,則貯料罐宜置於地下。
 
  環戊烷和多元醇分別采用2套高精度、中低壓的計量泵計量,以保證混合配比的精度。采用混合能力高、熱量產生低且防靜電的靜態混合器,對環戊烷與多元醇進行混合,使環戊烷均勻地溶人多元醇與助劑的混合料中,提高泡沫質量。形成的混合料貯存於由氮氣保壓的多元醇混合料/環戊烷料罐中,以供發泡機使用。
 
  氮,且注射時使混合料與異氰酸醋進行高速碰撞混合。所有接觸混合料的裝置須防靜電火花並接地。
 
  環戊烷發泡聚氨酷高壓發泡機示意圖見圖20多元醉/環戊烷料組多元醉貯翅送至發泡機料幼
 
  環戊烷/多元醇預混係統的安全配置為:環戊烷的計量泵防爆;所有可能接觸環戊烷及其氣體的裝置防靜電火花;電機、電器元件均選用防爆等級;相應管道、接頭及閥雙層密封,管道上配置電控截止閥;裝有環戊烷及其混合料的容器均輸人氮氣保壓,料罐攪拌電機與攪拌軸的連接采用磁性連軸節;在環戊烷貯料罐、計量泵、混合器及混合料罐等區域均配置隔板或護罩,並設有檢測探頭、抽風係統及防爆控製係統。該防爆控製係統的電源與設備電源分開,並分三級進行防爆控製:一級為正常工作時控製風機低速抽風,換氣量約為每小時換氣10次;第二級為當檢測傳感器檢測到環戊烷濃度達到爆炸下限的20%時,控製風機高速抽風;第三級為當檢測傳感器檢測到環戊烷濃度達到爆炸下限的40%時,則切斷設備電源,關閉環戊烷進料閥,並使風機高速抽風,使環戊烷的釋放濃度被控製在安全值以下。
 
  3環戊烷發泡聚氨酯模塑生產線
 
  環戊烷發泡聚氨酷模塑生產線可分為直線式、水平環行式和垂直環行式。各種形式的生產線均根據原料加工工藝情況、運行速度及產量決定生產線工位數。
 
  2環戊烷發泡聚氨酯高壓發泡機
 
  環戊烷/多元醇混合料的料罐由氮氣保壓,其攪拌軸與攪拌電機的連接采用磁性連軸節,電機為防爆電機,且料罐用隔離罩分隔,並配有檢測探頭、抽風係統及防爆三級控製係統;混合料計量泵電機為防爆電機,計量泵及電機也用隔離罩分隔,並配有檢測探頭、抽風係統及防爆三級控製係統;異氰酸醋料罐和計量泵不必防爆;根據環戊烷釋放速度和釋放量,選用可充氮氣的混合頭,使注射前能向模腔充
 
  該生產線用於冰箱箱體隔熱層的發泡生產。采用固定模架結構,模具與模架設計為一體;混合頭冰箱分別由小車帶動,在模架、烘箱和下線升降台之間自動識別運動。生產線全自動完成冰箱體的預熱、上模架、澆注、固化及下線等任務。澆注、固化區的安全要求為:模板、模芯由水加熱或熱風加熱;模架上所有可能接觸釋放出的環戊烷的電機、電器元件均選用防爆等級或選用增安型電器及停電來防爆。停電時間依發泡時環戊烷氣體的釋放曲線可選為1 min;機械運動件均須防靜電火花,機械構件均接地;將模架區進行隔離,並設置檢測探頭、抽風係統及防爆三級控製係統。
 
  3.2水平環行式模塑生產線
 
  該生產線用於冰箱箱體隔熱層的發泡生產采用模架小車裝載模具;鏈傳動使載模小車作水平環狀間歇移動;除操作工位(上、下箱體、清理、開、閉、鎖模、澆注及抽風)外,其餘工位均被罩在半環行固化烘箱內,烘箱采用熱風循環加熱、保溫。
 
  澆注、固化區的安全要求為:所有電機、電器元件均采用防爆等級;機械運動件均須防靜電火花,機械構件均接地;烘箱上熱風循環風機及其電機須防爆;根據發泡時環戊烷的釋放曲線(見圖4),在澆注工位及澆注後1而n內模具運行區間的上、下方區域,設置抽風裝置,並在烘箱內及澆注處設置檢測探頭及防爆三級控製係統。
 
  鎖模、澆注及抽風)外,其餘工位均被罩在矩形固化烘箱內,烘箱采用熱風循環來加溫和保溫;開、合模采用氣、液壓控製機械手」澆注、固化區的安全要求同水平環行式無氟發泡模塑生產線。
 
  3.3垂直環行式模塑生產線
 
  該生產線用於冰箱箱門隔熱層的發泡生產。采用模架小車裝載模具;鏈傳動使載模小車作垂直環狀間歇移動;除操作工位(上、下箱門、清理、開、閉、
 
  4結束語
 
  環戊烷高壓發泡聚氨酯模塑生產成套設備先後有多套或部分在海爾、新飛、科龍和澳柯瑪等廠家投人使用,且性能穩定、可靠,得到了用戶的好評。
 
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