聚氨脂
上海回收过期硫酸亚锡15690000094
发布时间:2015-12-02 16:03:44 产品编号:GY-5-67150238  分享
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发泡机和发泡剂是相互配合的一个技术体系,不能单独发挥作用。 发泡机本身是不能凭空产出泡沫来的,它是将空气引入发泡剂水溶液中均匀分散,实现液气尽可能大的接触面,以使发泡剂中的表面活性物在液膜表面形成双电层并包围空气,形成一个个气泡。 泡沫混凝土的主体是泡沫,因而制泡沫的发泡机就成了泡沫混凝土生产的关键设备和主机。没有它,也就没有泡沫混凝土。发泡机的牌号和机型很多。
发展历史
发泡机**早出现于国外,其原始机型是采用叶轮高速旋转制泡,故又名“打泡机”。后来随着技术的不断进步,发泡机的技术含量不断提高,新的机型不断出现,形成了不同的技术体系。我国早在20世纪50年代就开始使用发泡机,但不是专用的发泡机型,而是采用砂浆搅拌机。即将发泡剂直接加入砂浆搅拌机或混凝土搅拌机,让发泡剂和砂浆或混凝土一起搅拌生成泡沫。20世纪70年代前后,开始出现专用的发泡剂,即高速叶轮发泡机。以后又不断技术升级和换代,如今已发展为以高压充气为主体的第三代机型,基本可满足泡沫混凝土的需要。
分类
发泡机的牌号和机型很多,但从发泡原理来划分,广泛应用的只有高速叶轮型、高压空气型、鼓风中低压型等三类。同一类型的不同点,只是其附属设备与自动化控制方面的差异,发泡部分的结构大体相同。
工作原理
不论何种发泡机,能够发泡的基本原理,就是将空气引入发泡剂溶液中。各种机型的变化在于引入气体的方式不同,因而效果也不同。
泡沫的形成有两个必须的因素,一是发泡剂溶液,二是空气,二者缺一不可。没有发泡剂溶液,包围气体的液膜就不会形成,也就没有气泡。而没有气体,单有发泡剂溶液,泡也不能形成。
在气泡的形成体系中,发泡剂溶液是分散介质,气体是分散相,气体分散于液体中,才能形成气泡,再由无数气泡组成泡沫。除了发泡剂性能这个重要因素外,气体引入发泡剂溶液是另外一个重要的因素。而气体引入液体,必须靠发泡机来完成,即发泡机采用一定的方法将气体引入液体中。
选择方法
市场上出现的发泡机种类繁多,各种牌号、各种外形、各种名称的发泡机数不胜数,而且新的牌号、新的名称的发泡机还在不断推出。众多的机型,使生产者眼花缭乱,以至于选错机型,为了方便生产者正确选择发泡机,现浅谈一下发泡机的选择方法。
1、 充分了解发泡机的类型
尽管发泡机的基本原理都是向发泡剂水溶液中引入气体,但不同类型的发泡机引入气体的方式不同。知道了发泡机的类型就知道了它的引气方式,这对进一步了解它的技术特征和使用性能有很大的帮助,有助于生产者进行总体把握。
例如,低速搅拌型是靠慢速旋转叶片引入气体,气泡产量小,发泡效率低;高速叶轮型是靠高速旋转叶轮引气,泡径大小无法控制,泡沫不均匀;高压与中低压型产泡速度快、效率高,气泡均匀、细小。
清楚了各类型发泡机的优缺点后,再选择发泡机就容易了。因此,充分了解发泡机的类型,对生产者正确选择发泡机起至关重要的作用。
2、认真掌握发泡机的基本技术参数
对于生产者来说,仅仅了解机型及发泡原理是不不够的,还需要进一步了解发泡机的几个重要技术参数,以判定是否满足自己的生产要求。济南镁辰建材机械有限公司研发的MC-600型发泡机技术参数见表1.
1) 产量:产量就是产泡量,这个量必须略高于自己需泡量20%,以留有余地,其产泡量应以下限为核定计算依据,而不能以上限;
2)装机容量:装机容量就是装机总功率,此参数对核算电器电路对总用电量的适应性有重要意义;
3)设备尺寸:此参数是车间整体布局规划的必要因素;
4)泡径范围:一般应根据具体产品对泡径的要求来对照。
表1 MC-600型发泡机技术参数
发泡量
装机功率
主机重量
外型尺寸
动力电源
泡沫直径
0.6m/min
4kw
98kg
700mm×750mm×1100mm
380V
0.1~2mm
3、 认真了解发泡质量
发泡机的**产品是泡沫,而生产过程中我们所需要的也是泡沫,因此泡沫质量的好坏是判定发泡机性能优劣的**标准。判定发泡机的发泡质量,应以三个方面为主,即泡沫细密性、泡沫均匀性、泡沫泌水量。
泡沫细密性指的是泡径的大小,泡径越小,泡沫越细小绵密,泡沫的稳定性就越好,生产出的产品强度越高,保温性能越好。
泡沫均匀性指的是泡径大小应均匀一致,泡径大小越均匀,分布范围越窄,产品所受应力越均匀,使用效果越好。
泡沫泌水量指的是泡沫破裂后所产生的发泡剂水溶液的量,泡沫泌水量越低,泡沫含水量就越低,说明发泡机的发泡性能越好。
发泡机在上述三方面能否达到要求,应通过试机来确认核定。在选择发泡机时,要求发泡机发出的泡沫必须是泡多水少的海绵状细小泡沫,且均匀细腻。[1]
生产工艺
1、上料、混合:通过上料系统将定量的水泥、发泡剂、稳泡增强剂加入搅拌机,干混30秒钟;
2、搅拌:将定量的温水加入搅拌机,湿搅拌2分钟;将定量的发泡剂加入搅拌机搅拌8-15秒钟;
3、注模、发泡:随即将浆料注入模具内发泡,发泡过程约3-5分钟;
4、初期养护:注模完成后静置若干小时进行初期养护;
5、脱模:待发泡水泥保温板完成初凝,具备初期强度时即可脱模;
6、切割:具备一定强度的发泡水泥保温板毛坯脱模后即可进行切割,切割规格根据需要调整切割刀片进行;
7、成品养护:发泡水泥保温板养护龄期应不低于7天。
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河南  郑州、巩义、荥阳、新密、新郑、登封、开封、洛阳、偃师、平顶山、舞钢、汝州、焦作、沁阳、孟州、鹤壁、新乡、卫辉、辉县、安   阳、林州、濮阳、许昌、禹州、长葛、漯河、三门峡、义马、灵宝、南阳、邓州、商丘、永城、信阳、周口、顶城、驻马店、济      源。
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青海  西宁、德令哈、格尔木。
宁夏  银川、石嘴山、吴忠、固原、中卫。
江西  南昌、九江、赣州、上饶、宜春、景德镇、抚州、吉安、新余、鹰潭、萍乡。
辽宁  沈阳、大连、鞍山、抚顺、本溪、丹东、锦州、营口、阜新、辽阳、盘锦、铁岭、朝阳、葫芦岛、新民、瓦房店、普兰店、庄河、海城    、东港、凤城、凌海、北镇、大石桥、盖州、灯塔、调兵山、开原、凌源、北票、兴城。
吉林  长春、吉林、四平、辽源、通化、白山、松原、白城、德惠、九台、榆树、蛟河、桦甸、舒兰、磐石、公主岭、双辽、梅河口、集安、     洮南、大安、延吉、图门、敦化、珲春、龙井、和龙。
黑龙江  哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江、佳木斯。
内蒙  呼和浩特、包头、鄂尔多斯、呼伦贝尔。
根据发泡气体的来源,可将发泡剂主要分成以下两类:即物理发泡剂和化学发泡剂。仅从名称上就可得知,物理发泡剂产生气体是通过状态的物理变化——一般是从液态到气态;而化学发泡剂产生气体则是通过化学反应。后者是热敏性化学品,当加热时,发泡剂发生分解反应,产生气态和固态两种分解产物,上述两类发泡剂又可各自分成许多小类。
物理发泡剂从理论上讲,在加工过程中,任何能与聚合物混合,并随之能汽化的材料,都可用来作为发泡剂。但实际上,物理发泡剂**是在适当的条件能液化,并在正常的塑料加工温度(或低于这一温度)下,能够汽化,使塑料发泡。这类发泡剂必须在适当条件下能溶于聚合物,但溶解度不能过大。发泡剂气体在聚合物内的渗透能力非常重要,每单位重量发泡剂所释放的出的气体的体积也同样重要。后者即称作发泡剂的效率,对于所有各种类型的发泡剂来说,这都是一种重要的检测指标,高效发泡剂标准为:每克至少释放150-200cc.气体(按标准状态计)。
目前**常用的物理发泡剂是氯氟烃类、烃类和压缩气体(如氮气和CO2)。这类发泡剂的使用要求是:其温度和压力必须保证发泡剂以液态形式与塑料混合。当改变温度和/或压力时就可使发泡剂发生汽化,即开始发泡。例如,如果一种低沸点的烃类发泡剂被泵送至一台装有熔融塑料的挤塑机中,那么挤塑机内的高压就能使烃类发泡剂保持液态形式溶于聚合物中,当聚合物熔体出挤塑机时,骤然的压降即迫使发泡剂汽化,从而产生泡沫。简单气体,如氮气和CO2则需要比烃类或氯氟烃类高得多的压力,方能达到这一结果。核化剂可以促进形成均匀的泡孔结构。
为制成特低密度泡沫塑料(密度低至 10lb/cu.ft.左右)采用氯氟烃和烃类发泡剂效果**。其主要原因有两个。一是由于所需发泡剂之量极大(有时达到基质树脂重量的20%或更多),而这类发泡剂要比化学发泡剂便宜,这就补偿了设备上的较高费用;二是与泡沫稳定化的热力学相关。正如本文前面谈到的,要使一个泡沫稳定化,必须在出现塌陷之前就得改变聚合物熔体的粘度。使用**广泛的烃类和氯氟烃类发泡剂,实际上可以降低它们所用于的聚合物的熔体粘度。当它们发生汽化而脱离聚合物溶液时,熔体的粘度升高了,就可减少为稳定泡沫所需的冷却费用。对于特低密度的泡沫塑料来说,这一点尤其重要。
尽管发泡剂具有固有的优点,但使用起来并不是没有问题的。大部分这类发泡剂都会污染自然环境,而且正在继续严重化。特别是氯氟烃类。而烃类也有这一问题,仅是程度稍轻。
使用**广泛的氯氟烃类发泡剂,都是一些全卤代品种,通常叫作CFCS。CFC-11和CFC-12就是典型代表。近年来,人们已经确认,这类化学品的使用与大气上层臭氧层变薄有关。因此,通过法律约束与自愿行动的结合,这类发泡剂正迅速地被淘汰,目前它们正在被部分卤化的氯氟烃类(HCFCS)和氟烃类(HFCS)所代用。但是取代品**后是否能普遍使用,这一问题目前还不能肯定。其它与上述不同的取代途径目前也正在探讨之中。DOW公司**近宣称,他们开发了一种采用CO2制造特低密度聚苯乙烯泡沫塑料的新工艺。
另外一类常用的物理发泡剂,即烃类,相对来说对臭氧层没有什么影响。然而它们的使用也不是没有法规限制的。烃类的释放也和其它挥发性有机化合物(VOCS)一样,要受到法律的限制,因为它们的释放物会危害低层大气层,特别是生成了臭氧。法规的严厉性在各地区是有区别的,这要根据当地空气质量而定。此外还应考虑到烃的易燃性。在作任何采用烃类为发泡剂的工厂设计时,这一点应为重要考虑因素。**广泛用作发泡剂的烃类是丁烷和正戊烷。
化学发泡剂化学发泡剂也可以分成二个主要类型:有机化学品和无机化学品。有机化学发泡剂品种非常多,而无机化学发泡剂则种类有限。**早的化学发泡剂(大约在1850年)是简单的无机碳酸盐和碳酸氢盐。这类化学品加热后会放出CO2,它们**后被碳酸氢盐和柠檬酸的混配物取代了,因为后者的预后效果要好得多。当今更优秀的无机发泡剂,其化学机理基本与上述相同,是聚碳酸类(原文为Poly-carbonic acids)和碳酸盐类混用。聚碳酸的分解是吸热反应,在320°F 左右,每克酸可放出100cc.左右的CO2,进一步加热至390°F左右时,将会放出更多的气体。这一分解反应的吸热性质可能带来某种程度的好处,因为在发泡过程中散除热量是个大问题。除了作为发泡的气体来源,这类物质时常还用作物理发泡剂的核化剂。据信,这类化学发泡剂分解时形成的**初的泡孔,为随后物理发泡剂放出的气体提供了迁移的场所。
与无机发泡剂相反,可供选择的有机化学发泡剂品种繁多,物理形态也各自不同。过去一些年来曾评价过数百种可能用作发泡剂的有机化学品。用来评判的准则也很多。**的几条是:在可控制速度和可预计温度的条件下,所释放的气体不仅量大,而且再现性好;反应产生的气体和固体均为无毒者,而且对于发泡的聚合物不能有任何不良影响,例如,产生颜色或不良气味;**后,是成本问题,这也是相当重要的一条准则。当今工业上使用的那些发泡剂,是**上述这些准则的。
低温发泡剂从众多可选用的化学发泡剂中进行选择,主要应考虑的问题是:发泡剂的分解温度应与塑料的加工温度相适应。有两种有机化学发泡剂已为低温聚氯乙烯、低密度聚乙烯和某些环氧所广泛接受。**种是甲苯磺酰肼(TSH)。这是一种乳黄色粉末,分解温度为240°F左右。每克约产生115cc氮气和一些水分。第二种是氧化双(苯磺酷)肋,或称OBSH。这种发泡剂或许在低温用途中使用更为普遍,这种材料为白色细粉状,其正常分解温度是320°F。如果采用活化剂,如尿素或三乙醇胺,则可将这一温度下降到265°F左右。每克可放出125cc气体,主要是氮气。OBSH分解后的固体产物是聚合物,如果它与TSH共同使用,则可减轻臭味。
高温发泡剂对于高温塑料来说,例如耐热ABS、硬聚氯乙烯类、一些低熔融指数的聚丙烯类和工程塑料,如聚碳酸酯和尼龙,采用较高分解温度的发泡剂比较合适。甲苯磺酞氨基崛(TSS或TSSC)是一种很细的白色粉末,分解温度约445°F,一克发气量为140cc,主要为氮气和CO2的混合物,并有少量CO和氨。这种发泡剂常用于聚丙烯和某些ABS。但由于其分解温度之故,所以它在聚碳酸酯的应用是有限的。另外一种高温发泡剂——5一本基四唑(5-PT)一直成功地用在聚碳酸酯中。它在约425°F开始缓慢分解,但产气量不大.直到温度达到465一480°F,才会大量放气,而这一温度范围很适于聚碳酸酯的加工过程。产气量大约是 175cc/g,主要是氮气。另外还有一些正在开发中的四唑衍生物,它们具有较高的分解温度,而且放出的气体比5—PT还多。
偶氮二碳酸胺大多数主要工业用热塑性塑料的加工温度,其范围如上所述。大部分聚烯烃类、聚氯乙烯类和苯乙烯类热塑性塑料的加工温度范围在300-410°F 。对于这类塑料,有一种发泡剂使用可靠,就是偶氮二碳酸胺,又称偶氮双甲酸胺,或简称AZO或AZ。在纯净状态时,它是一种黄色/橙色粉末,大约在390°F 开始分解,分解时产气量为 220cc/g,所产气体主要为氮气和CO,并带有少量CO2,在某些条件下也含有氨。其固体分解产物是米色的,它不仅可作为表明完全分解的指示剂,而且对发泡的塑料的颜色也无不良影响。
AZ成为广泛使用的泡沫塑料发泡剂,其原因有多个,从产气量来说,AZ是**有效的发泡剂之一,它释放的气体产生泡沫的效率高。而且气体放出速度快,又不失控。AZ及其固体产物均是毒性低的物质(AZ被FDA批准为可加入到与食品接触的塑料的添加剂,其用量为5%,甚至还可直接用作食品添加剂,虽然其用量更低)。AZ也是价格**的化学发泡剂之一,不仅从每克产气效率,而且从每美元的产气量来看都相当便宜。
AZ所以能普遍应用,除上述原因外,还在于它的分解特性。它释放气体的温度及速度都能改变,可适应300一410°F 范围内的几乎所有使用目的。活化,或叫作用添加剂改变化学发泡剂的分解特点,这一问题在前文OBSH的使用中已谈到。AZ比其它任何化学发泡剂的活化都要好得多。有多种添加剂,首先是金属盐类,就能降低AZ的分解温度,其下降的度数主要看所选用的添加剂的种类和用量而定。另外,这类添加剂还具有其它作用,比如,改变气体释放速度;或者在分解反应开始前产生一个延迟期或诱导期。因此,几乎所有工艺过程中气体的释放方式,都可以人为设计。
AZ颗粒的大小也会影响分解过程,一般来说,在给定温度下,平均粒径越大者,释放气体越慢。这种现象在加有活化剂的系统尤为明显。为此,商品AZ的粒径范围为2—20微米或更大,采用者可随意选择。许多加工者研制了他们自己的活化系统,也有些厂商选AZ制造厂家提供的各种不同的预活化混合物。有许多稳定剂,特别是用于聚氯乙烯类者,以及某些颜料都会对AZ起到活化剂作用。所以,当改变配方时必须谨慎从事,因为AZ的分解特性可能随之也有变化。
工业上可用的AZ,其品级很多,不仅在粒径大小、活化系统上可供选择,而且在流动性上也有可选择的余地。例如,有一种添加剂加到AZ中,就可以增加AZ粉末的流动性和可分散性。这类品级的AZ,对于聚氯乙烯增塑糊,非常适用。因为发泡剂可充分分散到增塑糊中,这对于泡沫塑料的**终制品的质量是关键问题。除了采用流动性好的品级外,还可将AZ分散在邻苯二甲酸酯或其它载体系统中。处理时就会像液体那样容易。
还有一种改性的AZ,是不积垢型的。AZ发泡剂的不多的缺点之一,就是它在分解时产生一种挥发性固体,在一定环境条件下,它会挥发,然后凝积在较冷的金属表面,如模具或挤出机模头上。这一现象叫作积垢。这一缺点也可改正,即在AZ中加入一种添加剂,改变其分解方式,以阻止某种特殊分解产物的形成。这类不积垢型AZ广泛使用在注塑和电线电缆的应用中。
还有一种特殊品级的AZ是用于硬聚氯乙烯的。这一改性的AZ,能够被硬脂酸钙所活化。而硬脂酸钙是硬聚氯乙烯配方中常用的组份。未经改性的AZ则不能被硬脂酸钙所活化。因此,采用了这种品级的AZ,硬聚氯乙烯就可以在正常加工温度下加工,而不必再加用其它活化剂了。况且,有许多活化剂对于聚氯乙烯的稳定性还可能有不良影响。
为了制取特低密度的聚烯烃泡沫塑料(约为2lb/ft3),目前开发了一些高度专门化的工艺方法。其中,交联被用于泡沫稳定化(粘度增加)技术。有一种品级的AZ,是专为上述工艺而设计,并经特别改性的。采用这种品级的AZ,能使聚烯烃泡沫塑料中泡孔的大小、结构,以及均匀度均达到**程度。
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