CN112142939B - 一种聚氨酯的混合发泡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚氨酯的混合发泡方法，包括如下步骤：（1）在搅拌状态下，将生产所述聚氨酯的原料加入混合罐中进行搅拌混合，然后将混合后的原料转移至发泡箱中进行发泡；（2）在搅拌状态下，向所述混合罐中加入生产所述聚氨酯的部分原料，搅拌后，再加入生产所述聚氨酯的剩余原料，搅拌混合，然后将混合后的原料转移至发泡箱中进行发泡；（3）按照步骤（2）的方法重复进行多次生产后，对所述混合罐进行清洗。本发明的原料得到充分利用，且固体废弃物减少，在节约成本的同时，更加环保；本发明的方法可以快速的批量生产聚氨酯泡棉。

Description

一种聚氨酯的混合发泡方法
技术领域
本发明属于化工材料领域，具体涉及一种聚氨酯的混合发泡方法。
背景技术
目前轻质聚氨酯的生产方法是在混料罐中将原料混合后，混合料灌入发泡箱进行发泡；而原料在混料罐中混料时，为避免泡沫粘附在混料罐中导致的清洗费时费力的问题，通常在混料罐的内壁衬上塑料薄膜，通过真空把塑料薄膜吸附在混料罐内壁上，混合完成后取下塑料薄膜连同黏在塑料薄膜上的泡沫一起废弃，但这会产生大量的固体废弃物；并且，塑料薄膜通过真空吸附时，很容易出现塑料薄膜被吸破，一旦塑料薄膜被吸破，混合料会吸入真空管路或真空泵中，从而造成设备损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够减少固体废弃物的产生，节约原料的聚氨酯的混合发泡方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种聚氨酯的混合发泡方法，包括如下步骤：
（1）在搅拌状态下，将生产所述聚氨酯的原料加入混合罐中进行搅拌混合，然后将混合后的原料转移至发泡箱中进行发泡；
（2）在搅拌状态下，向所述混合罐中加入生产所述聚氨酯的部分原料，搅拌后，再加入生产所述聚氨酯的剩余原料，搅拌混合，然后将混合后的原料转移至发泡箱中进行发泡；
（3）按照步骤（2）的方法重复进行多次生产后，对所述混合罐进行清洗。
本发明中，生产所述聚氨酯的原料通常混合一定时间后会开始发泡形成泡沫，因此，需要控制步骤（1）的搅拌时间小于原料开始发泡的时间，控制步骤（2）中加入部分原料后搅拌的时间大于原料开始发泡的时间，控制步骤（2）中加入剩余原料后搅拌的时间小于原料开始发泡的时间。
优选地，生产所述聚氨酯的原料包括A料、B料、石墨和催化剂。
本发明中的A料、B料和催化剂可以是生产聚氨酯常用的原料，优选地，所述A料为购自惠彩材料科技（苏州）有限公司的牌号HCCAUTOPU 15YR-A；所述B料为购自惠彩材料科技（苏州）有限公司的牌号HCCAUTOPU 15YR-B；所述催化剂为购自惠彩材料科技（苏州）有限公司的牌号HCCAUTOPU 15YR-C。
进一步优选地，所述A料、所述B料、所述催化剂以及所述石墨的质量比为6~8：15~18：1:1.5~2.5。
进一步优选地，步骤（1）中，控制搅拌速度为1000~2000转/分钟，然后依次加入所述A料、所述B料、所述石墨，然后再加入所述催化剂，继续搅拌5~10秒，然后将混合后的原料转移至发泡箱中进行发泡。
进一步优选地，步骤（2）中，控制搅拌速度为1000~2000转/分钟，向所述混料罐中加入所述A料，搅拌25~30秒，再加入所述B料、所述石墨，然后再加入所述催化剂，继续搅拌5~10秒，然后将混合后的原料转移至发泡箱中进行发泡。
优选地，生产所述聚氨酯的原料的添加量通过在控制系统中设定的流量以及注入时间来自动控制。
优选地，按照步骤（2）的方法重复生产8~10次。
优选地，步骤（3）中，在搅拌的状态下，向所述混合罐喷洒80~100℃的热水，排出清洗后的水后，用压缩空气去除所述混合罐内壁的水珠和泡沫完成对所述混合罐的清洗。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明通过对聚氨酯生产时混合发泡流程的改进，当完成第一个聚氨酯泡棉混料后，向混料罐内加入部分原料并进行搅拌，使得残留在混料罐内并在催化剂的作用下起发的泡沫被混合入部分原料中并被搅碎，然后再加入剩余原料进行下一个聚氨酯泡棉的混料，从而原料得到充分利用，且固体废弃物减少，在节约成本的同时，更加环保；本发明的方法可以快速的批量生产聚氨酯泡棉。
附图说明
附图1为具体实施方式的混料装置在闭合状态时的结构示意图；
附图2为具体实施方式的混料装置在打开状态时的结构示意图；
以上附图中：1、喷嘴；2、混料罐；3、搅拌装置；4、盖；5、铰链；6、气缸；7、活塞；8、开口。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明以下实施例中未注明的实验手段或测试手段，在没有特别说明时，均为本领域常规手段。本发明以下实施例中未注明的用量及用量比均为质量及质量比。
本实施例提供一种聚氨酯生产系统，包括用于对生产聚氨酯的原料进行混合的聚氨酯混料装置，以及用于对聚氨酯混料装置中混合好的发泡料发泡的发泡箱。
聚氨酯混料装置的结构示意图如图1和图2所示，聚氨酯混料装置包括具有内部容腔的混料罐2，该混料罐2的上方敞开便于生产聚氨酯的原料加入混料罐2中进行混合，该混料罐2的底部具有开口8便于混合后的发泡料自混料罐2中排入发泡箱中。
聚氨酯混料装置还包括能够将混料罐2的开口8密封的盖4、以及与盖4相连接且能够控制盖4相对于混料罐2打开和闭合的驱动装置；驱动装置包括与外界相转动连接的气缸6，气缸6的活塞7与盖4的一端相转动连接，盖4与外界相转动连接，其中，气缸6与外界、气缸6的活塞7与盖4以及盖4与外界的转动连接分别通过铰链5实现。其中，外界可以是厂房的墙壁或地面，也可以是固定在厂房内的支架等。气缸6具有打开状态和关闭状态，聚氨酯混料装置具有打开状态和闭合状态；当气缸6处于打开状态时，即气缸6活塞7伸出气缸本体时，聚氨酯混料装置处于闭合状态，即盖4与气缸6的活塞7相连接的一端被下压，盖4的另一端被上抬，使得盖4与混料罐2相连接且使得混料罐2的开口8密闭，从而使得混料罐2内的物料能够留在混料罐2内而不会从开口8处流出；当气缸6处于关闭状态时，即气缸6的活塞7收入气缸本体时，聚氨酯混料装置处于打开状态，即盖4与混料罐2相分离且混料罐2的开口8敞开，从而使得混料罐2内的物料能够方便地从开口8流出。
聚氨酯混料装置还包括设置在混料罐2的内部容腔中的搅拌装置3。
聚氨酯混料装置还包括设置在混料罐2的上部的多个喷嘴1；喷嘴1的喷射方向为向着混料罐2的内壁以40~50°角度向下的方向；多个喷嘴1沿着混料罐2的周向均匀分布；从而当需要对混料罐2进行清洗时，热水能够从喷嘴1喷向混料罐2的内壁实现对混料罐2的清洗。
聚氨酯生产系统还包括分别与搅拌装置3以及气缸6相连接且能够控制搅拌装置3以及气缸6工作的控制系统，以及与控制系统相连接且由控制系统控制原料进料流量和进料时间的进料装置，进料装置与混料罐2相连通用于向混料罐2中注入生产聚氨酯的原料。
聚氨酯生产系统还包括用于收集对混料罐2进行清洗后的废液的废液收集装置，废液收集装置包括废液收集槽、与废液收集槽相连接的过滤组件；从而使得收集到的废液经过过滤后的水可以重复使用。
本实施例中的发泡箱以及废液收集装置采用可移动式结构，便于发泡箱和废液收集装置移动至混料罐2的下方以及从混料罐2的下方移走。
采用该生产系统生产软质聚氨酯泡棉的方法如下，该软质聚氨酯泡棉的配方包括A料、B料、石墨和催化剂，其中，A料为购自惠彩材料科技（苏州）有限公司的牌号HCCAUTOPU15YR-A；所述B料为购自惠彩材料科技（苏州）有限公司的牌号HCCAUTOPU 15YR-B；所述催化剂为购自惠彩材料科技（苏州）有限公司的牌号HCCAUTOPU 15YR-C。
生产方法为：
（1）气缸6打开使盖4盖住混料罐2的开口8，搅拌装置3开始启动，搅拌速度设置为约1400转/分钟，然后控制系统控制各原料的进料流量和进料时间，首先控制系统控制将8kg左右的A料加入混料罐2中，然后再加入18kg左右的B料，再加入2.8kg左右的石墨，最后加入1.2kg左右的催化剂，加完催化剂后，搅拌装置3再搅拌7~8秒后停止搅拌，气缸6关闭使盖4打开，混合好的发泡料灌入发泡箱中进行发泡，发泡方法为常规发泡，每个泡约30kg，控制系统控制盖4打开3~4秒后，盖4关闭，搅拌装置3再按照约1400转/分钟转动。
（2）完成步骤（1）后，控制系统控制再向混料罐2中加入8kg左右的A料，保持搅拌约30秒，此时留在混料罐2罐壁上的残余的混合料在催化剂加入后的15到20秒开始起发，起发在罐壁上的泡沫碎片大部分被高速旋转的A料带走并混入A料中，在混料罐2中形成泡沫碎片和A料的混合料；然后再加入18kg左右的B料，接下来加入2.8kg左右的石墨，最后加入1.2kg左右的催化剂，加完催化剂后再搅拌7~8秒后停止搅拌，气缸6关闭使盖4打开，混合好的发泡料灌入发泡箱中进行发泡，发泡方法为常规发泡，每个泡约30kg，控制系统控制盖4打开3~4秒后，盖4关闭，搅拌装置3再按照约1400转/分钟转动。
（3）按步骤（2）重复进行8个泡棉的生产，生产得到的泡棉的性能见表1。
（4）步骤（3）完成后，混料罐2上的喷嘴1向混料罐2内壁喷射80~100℃的热水，此时搅拌装置3以约1400转/分钟转动搅拌15~20秒，使残留在罐壁上的少量泡沫脱落下来，打开盖4，把水连同泡沫一起排入废液收集装置的废液收集槽中，同时用压缩空气枪清洁罐壁，去除罐壁上的水珠和泡沫，废水经过滤组件过滤后，水可以重复使用。
若采用背景技术部分描述的方法进行发泡，每生产一个约30kg的泡将会产生2~3%的泡沫垃圾和一平方米左右的塑料薄膜；而按照本专利的设备以及方法进行生产，产生不超过0.1%的泡沫垃圾，减少了大量废弃物的产生。
表1
项目 混料罐2清洗后第一个泡 混料罐2清洗后第二个泡 混料罐2清洗后第五个泡 混料罐2清洗后第十个泡
密度（Kg/m<sup>3</sup>) 15.2 15.4 15.1 15.2
外观 泡孔均匀，无收缩，无孔洞 泡孔均匀，无收缩，无孔洞 泡孔均匀，无收缩，无孔洞 泡孔均匀，无收缩，无孔洞
挤压力N 1822 1834 1820 1844
抗拉强度Kpa 81 84 80 83
撕裂强度N/m 93 95 92 96
从表1可见，混料罐2在进行一次清洗后，连续生产的10个泡棉的性能基本一致，均符合要求。
需要说明的是，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种聚氨酯的混合发泡方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）在搅拌状态下，将生产所述聚氨酯的原料加入混合罐中进行搅拌混合，然后将混合后的原料转移至发泡箱中进行发泡；
（2）在搅拌状态下，向所述混合罐中加入生产所述聚氨酯的部分原料，搅拌后，再加入生产所述聚氨酯的剩余原料，搅拌混合，然后将混合后的原料转移至发泡箱中进行发泡；
（3）按照步骤（2）的方法重复进行多次生产后，对所述混合罐进行清洗，
生产所述聚氨酯的原料包括A料、B料、石墨和催化剂，
步骤（2）中先加入的部分原料为A料，
控制步骤（1）的搅拌时间小于原料开始发泡的时间，控制步骤（2）中加入部分原料后搅拌的时间大于原料开始发泡的时间，控制步骤（2）中加入剩余原料后搅拌的时间小于原料开始发泡的时间，
所述A料为购自惠彩材料科技（苏州）有限公司的牌号HCCAUTOPU 15YR-A；所述B料为购自惠彩材料科技（苏州）有限公司的牌号HCCAUTOPU 15YR-B。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯的混合发泡方法，其特征在于：所述催化剂为购自惠彩材料科技（苏州）有限公司的牌号HCCAUTOPU 15YR-C。
3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯的混合发泡方法，其特征在于：所述A料、所述B料、所述催化剂以及所述石墨的质量比为6~8：15~18：1:1.5~2.5。
4.根据权利要求1或2所述的聚氨酯的混合发泡方法，其特征在于：步骤（1）中，控制搅拌速度为1000~2000转/分钟，然后依次加入所述A料、所述B料、所述石墨，然后再加入所述催化剂，继续搅拌5~10秒，然后将混合后的原料转移至发泡箱中进行发泡。
5.根据权利要求1或2所述的聚氨酯的混合发泡方法，其特征在于：步骤（2）中，控制搅拌速度为1000~2000转/分钟，向所述混合罐中加入所述A料，搅拌25~30秒，再加入所述B料、所述石墨，然后再加入所述催化剂，继续搅拌5~10秒，然后将混合后的原料转移至发泡箱中进行发泡。
6.根据权利要求1或2所述的聚氨酯的混合发泡方法，其特征在于：生产所述聚氨酯的原料的添加量通过在控制系统中设定的流量以及注入时间来自动控制。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯的混合发泡方法，其特征在于：按照步骤（2）的方法重复生产8~10次。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯的混合发泡方法，其特征在于：步骤（3）中，在搅拌的状态下，向所述混合罐喷洒80~100℃的热水，排出清洗后的水后，用压缩空气去除所述混合罐内壁的水珠和泡沫完成对所述混合罐的清洗。
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