1.概述

      聚氨酯塑料制品，在工业和民用部门的应用日益广泛，即可作室内装饰用的软泡沫塑料，又可作建筑、制冷设备热绝缘用的硬泡沫塑料以及汽车零件用的弹性体塑料。具体应用有以下方面：驾驶盘、座垫、头部靠垫、手臂靠垫、阳流板、缓冲器、防震垫、遮光板等；房屋、集装箱、卡车身、冷藏车、冷藏库等的夹芯板；管道、冷冻器、热水炉、冰箱等的隔热材料；家具、木材仿制品、电视机、扩音器、计算机控制器的外壳等。

      聚氨酯塑料制品具有绝缘性能好、质量轻、黏合力大、耐磨性强等一系列优点，并可按要求改变原料配比得到所需要的刚性或挠度的回弹体制品，例如作家具框架、屋顶板、保护性汽车仪表板衬垫直到软垫等制品。

      聚氨酯是由二异氰酸酯和多元醇两种组分再配以适量的催化剂和活化剂反应而成。反应时释放出热量，可汽化发泡剂、如碳氟化合物使聚氨酯膨胀。在多元醇中加些水，与异氰酸酯反应释放出二氧化碳达到发泡目的。二异氰酸酯与多元醇的化学结构决定了聚氨酯的性质，而物理结构却受发泡程度的直接影响。生产聚氨酯最常用的二异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯（TDI）和二苯甲烷二异氰酸酯（MDI)，此两者均为苯和甲苯的衍生物，最常用的多元醇是从环氧丙烷衍生出来的聚醚。室内装饰和软垫中的软泡沫塑料一般采用TDI；硬泡沫塑料较宜用MDI聚合体，生产弹性体则只用MOI纯料或单体。

      根据发泡成型工艺要求，聚氨酯反应注射成型有聚氨酯低压发泡和高压发泡之分，所以相应的设备有聚氨酯低压注入发泡机和聚氨酯高压注入发泡机。

      2.低压注入发泡机

      (1)工作原理

      低压注人发泡机简称低压注入机或低压发泡机。它是多元醇和二异氰酸酯为两种原液进行循环混合的成型设备，其上备配有螺旋式搅拌头，除多元醇、异氰酸盐二成分外，当注入时可向搅拌头同时注入第三种成分。最适合生产冰箱、陈列橱、集装箱、澡盆、绝缘板以及建筑材料用层状结构板和门板条芯材料的聚氨酯发泡塑料。此种聚氨酯发泡物料是在面糊状半发泡状态下喷出的，发泡压力非常低，故金属模夹具可采取简单形状，价格低廉。又因半发泡状态在其流动过程中其接触面之间的流动阻力极小，故最适于制造较深、结构复杂的大型制品。泡沫生长时间较长故以小喷出量可制造大型制品。

      (2)基本结构与作用

      低压注入发泡机如图14-29所示，主要由供料系统，泵出、混合及注射系统组成。在供料系统中主要是在原液槽及熔剂槽上安装有定量泵单元和原液温度调节单元。两槽附带有电

动机连动的搅拌器，附带减压阀，因为氮气、干燥空气均可加压。泵出单元，是以稳定准确的计算精度很高的自吸式低压齿轮泵组成的系统，供应低黏度至高黏度的原液。定量泵的驱动电动机转速可在1：6范围内遥控、可调。原液温度调节装置使制冷设备产生冷水单元和电热器产生的热水向原液槽水套中循环，来准确地控制温度。搅拌头是十分关键性部件。滑动式原液喷出装置，使两种原液可靠地以超高速同时开始喷出，并同时完成，不产生初喷出差和后喷出差。搅拌的转子对高低黏度的原液均能混合。

      (3)主要技术参数

      低压注入发泡机的主要技术参数有喷出能力，它是以多元醇和异氰酸盐配合比为100：100或以100：50的情况下，不同时间的喷射量来表示的。此外，还有搅拌变速装置的转速（r/min），定量泵驱动电动机的调速范围，原液温度调节装置的调节温度范围，注入时间定时器的调节范围，原液槽及溶剂槽的容量以及整机功率的消耗等。

      (4)设计选用要点

      1）喷射能力一般在1s、3s、6s、15s、60s为单位时间的一次喷射量（多元醇与异氰酸盐配比为100：100时的喷射能力）。

      2）搅拌转速 一般在3000~6000r/min范围。

      3）高精度定量泵及变速电动机组成转速可变范围在1：6范围。

      4）精密数字定时器一般调整范围在0.1~9.9s或1~99s。

      5）安装在原液槽水套上的电热器能调节加热器温度调节范围在20~40℃。

      搅拌头工作可靠，能高速度地同时喷出两种原液，不产生喷出差，且对原液有差别的黏度或混合比有差别的原液均能适应，做到完全混合。搅拌转子和混合室不能引起空气卷人，要求很少残留原液及滴下；搅拌转子变速装置灵活可靠；在混合室外有冷却循环水套，可以调节在混合中的原液反应时间（可以减少溶剂冲洗次数）；设备应有全密封防原液逆流装置，有溶剂冲洗节流孔，使冲洗拆卸容易。泵系统工作单元计量精度要高，可供给低黏度至高黏度的原液，备有耐溶剂性的密封垫，能可靠地防止渗漏且拆卸容易，可延长使用寿命。在原液槽上应附带电动机连动搅拌器，氮气、干燥空气均可加压并带减压阀，附带有调节温度的水套，附带钢化玻璃窗等。原液温度调节装置一般装在注入发泡机的同一底座上，使冷水单元和由电热器向原液槽歌套中的循环热水温度受到控制，最终控制原液的温度。